CN104094179A - 用于耦合到电网的开关控制var源的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种描述用于耦合到电网的开关控制VAR源的系统和方法。在某些实施例中，系统包括耦合到第一开关控制VAR源的配电网。第一开关控制VAR源可以包括处理器、电压补偿组件和开关。第一开关控制VAR源可以经配置获得第一延迟值；监测第一近距电压；基于第一近距电压与至少一个设定值的比较初始化第一延迟持续时间，该第一延迟持续时间基于第一延迟值，在该第一延迟持续时间后，基于所监测到的电压，利用处理器确定是否连接到电压补偿组件，并且基于确定，控制开关连接到电压补偿组件，以调整网络电压或网络电压分量。

Description

用于耦合到电网的开关控制VAR源的系统和方法

技术领域

本发明总体涉及配电网的网络优化策略。具体地，本发明涉及用于耦合到配电网的开关控制VAR源的系统和方法。

背景技术

配电网电压控制的常规方案是基于大约70年前开发的技术。近年来，高度复杂和昂贵的系统已被要求用于实施基于需求降低的改进的高效电压控制和保护性降压(CVR)。在现有技术条件下，连接用户的交流(AC)线路电压需要在所有负载和变电站电压的条件下落在由ANSI C84.1规定的窄带(band)内。通常，电力部门在116-124伏的窄带内运营，虽然级别“A”服务允许的范围为114-126伏。坚持严密调节范围的难处来自于变电站的进线电压的正常波动以及沿馈线的负载变化。这些变化导致线电压改变，而电力部门被要求保持消费者电压在指定界限内。

现有技术用于电压控制的伏安无功调节装置(VAR装置)可以分为几种类别，其包括：1)现有技术具有慢响应电容器和机电开关的VAR装置；ii)现有技术具有中等响应电容器和晶闸管投切电容器的VAR装置；以及iii)以及具有使用静止VAR源或静止同步电容器(STATCOM)的基于VAR控制的功率变换器的VAR装置。

需要指出，当现有技术VAR装置被客户使用时，所述VAR装置中的电容器主要用于功率因数控制，当被电力部门使用时，主要用于电压控制。对于功率因数控制，顺流线路电流必须被测量。电容器和/或电感器可以基于线路电流被切换接通或断开，以实现预期的总功率因数(例如，通常在1的值)。在电力部门使用的电压控制的第二种情况下，电容器基于下列进行控制：1)本地电压测量；2)其他参数，例如温度；3)线路无功电流；和/或4)从控制中心通信接收的调度。控制中心可以基于从网络中的多个点接收的信息调度关于电容器控制的决定。

现有技术的VAR装置的多数电容器使用机电开关切换。所述机电开关受限于开关速度和开关的寿命。许多机电开关被限制每天开关3-4次。通常需要大约15分钟的响应时间启用现有技术VAR装置的电压控制。在这段时间内，可以执行下列步骤：1)本地感测电压；2)向集中控制中心传送所感测的电压；3)对在集中控制中心的系统的功率和/或电压建模；4)基于所述模型和所察觉的潜在改进确定采取行动；以及5)向现有技术VAR装置调度集中控制中心的一个或多个命令，以切换电容器。更先进的电压-VAR优化或VVO系统正在进行这类集中实施，以便他们可以试图优化沿整个配电馈电线的电压分布并降低现有技术VAR装置之间的内耗。

发明内容

本发明描述了用于电网的网络边缘电压控制的系统和方法。在某些实施例中，系统包括配电网、多个负载、以及多个并联连接的开关可控的VAR源。负载可以在配电网的边缘处或靠近配电网的边缘。每个负载可以接收来自配电网的电力。多个并联连接的开关可控的VAR源可以位于配电网的边缘处或靠近配电网的边缘，该多个并联连接的开关可控的VAR源中的每个VAR源都可以在此检测近距电压。进一步地，每个VAR源都可以包括处理器和VAR补偿组件。该处理器可以经配置使能VAR源在一段延迟后基于近距电压确定是否启用VAR补偿组件和通过控制开关以启用VAR补偿组件来调整网络无功伏安。

多个并联连接的开关可控的VAR源中的每个VAR源的延迟可以是不相等的。多个并联连接的开关可控VAR源的不同部件的不同延迟可以阻止至少两个不同部件之间的内耗。在各个实施例中，多个并联连接的开关可控的VAR源中的至少两个VAR源的延迟可以相等，但是多个并联连接的开关可控的VAR源中的第三个VAR源的延迟可以不等于另外两个VAR源的延迟。

开关可以包括与NTC或电阻器串联的半导体开关。(与NTC或电阻器串联的)半导体开关可以和继电器并联。半导体开关可以由来自处理器的第一信号控制，并且继电器可以由来自处理器的第二信号控制。半导体开关可以控制启用VAR补偿组件和减轻继电器的开关应力。继电器可以在半导体开关激活时导通，由此降低半导体器件的传导损耗。

在各个实施例中，多个并联连接的开关可控的VAR源中的至少两个VAR源在配电网的变压器的低压侧。VAR补偿组件可以包括电容器或电感器。

在某些实施例中，多个并联连接的开关可控的VAR源中的每个VAR源包括至少一个电压设定值。多个并联连接的开关控制VAR源的每个处理器可以经配置基于近距电压与至少一个电压设定值的比较，确定是否启用VAR补偿组件。如果至少一个电压设定值高于检测到的近距电压，多个并联连接的开关控制VAR源中的每个VAR源可以增加在前的伏安无功，以及如果至少一个电压设定值低于检测到的近距电压，减少在前的伏安无功。

在某些实施例中，多个并联连接的开关控制VAR源中的每个VAR源包括通信模块，通信模块经配置接收至少一个电压设定值。不同的并联连接的开关控制VAR源的通信模块可以接收至少一个(多个)电压设定值的更新。通信模块可以经配置更新电压设定值，以及基于确定，通过控制开关启用VAR补偿组件，电压设定值的更新率可以比调整网络伏安无功明显更慢。在某些实施例中，多个并联连接的开关控制VAR源中的至少两个VAR源接收不同的电压设定值。

在某些实施例中，处理器经进一步配置检测过压条件和基于所检测到的过压条件禁用开关。在各个实施例中，系统自我确定多个VAR源的哪些VAR补偿组件被启用和多个VAR源的哪些VAR补偿组件未被启用。

示例性方法包括由在配电网边缘或靠近配电网边缘的第一并联连接的开关控制VAR源检测接近第一负载的第一近距电压，第一负载经配置是否接收配电网的电力，第一并联连接的开关控制VAR源包括处理器和VAR补偿组件，在第一延迟之后，由第一并联连接的开关控制VAR源的处理器基于第一近距电压确定是否启用VAR补偿组件，由第一并联连接的开关控制VAR源的VAR补偿组件基于确定来调整网络伏安。

方法可以进一步包括，由在配电网边缘或靠近配电网边缘的第二并联连接的开关控制VAR源检测接近第二负载的第二近距电压，第二并联连接的开关控制VAR源包括VAR补偿组件和处理器，在第二延迟之后，由第二并联连接的开关控制VAR源的处理器基于第二延迟之后的第二近距电压确定是否启用VAR补偿组件；由第二并联连接的开关控制VAR源的VAR补偿组件基于确定调整网络伏安。

第一延迟可以不等于第二延迟，多个并联连接的开关控制VAR源的不同部件的不同延迟可以阻止至少两个不同部件之间的内耗。

另一个示例方法可以包括，将第一开关控制VAR源并联耦合在配电网上，第一开关控制VAR源接近在配电网边缘或靠近配电网边缘的第一负载，第一负载经配置接收来自配电网络的电力，第一开关控制VAR源经配置检测在配电网边缘或靠近配电网边缘的第一近距电压，第一开关控制VAR源包括VAR补偿组件和处理器，处理器经配置启用第一开关控制VAR源，以便基于第一近距电压确定在第一延迟之后是否启用VAR补偿组件，以及基于确定，通过控制启用VAR补偿组件的开关，调整网络伏安无功。

方法可以进一步包括，将第二开关控制VAR源并联耦合在配电网上，第二开关控制VAR源接近在配电网边缘或靠近配电网边缘的第二负载，第二负载经配置接收配电网的电力，第二开关控制VAR源经配置检测在配电网边缘或靠近配电网边缘的第二近距电压，第二开关控制VAR源包括VAR补偿组件和处理器，处理器经配置基于第二近距电压启用第二开关控制VAR源，以确定在第二延迟之后是否启用VAR补偿组件，以及基于确定，通过控制启用VAR补偿组件的开关，来调整网络伏安无功。

第一延迟可以不等于第二延迟。多个并联连接的开关控制VAR源的不同部件的不同延迟可以阻止至少两个不同部件之间的内耗。

在各个实施例中，系统包括耦合到第一开关控制VAR源的配电网。第一开关控制VAR源可以包括处理器、电压补偿组件和开关。

第一开关控制VAR源可以经配置获得不同于耦合到配电网的另一个开关控制VAR源的另一个延迟值的第一延迟值；监测配电网的第一近距电压，第一近距电压接近第一开关控制VAR源，基于第一近距电压与至少一个设定值的比较初始化第一延迟持续时间，第一延迟持续时间基于第一延迟值，在第一延迟持续时间之后基于所监测到的电压，利用处理器确定是否连接电压补偿组件，所监测到的电压可能被其他开关控制VAR源改变，并且基于确定控制连接到电压补偿组件的开关，以调整与配电网关联的网络电压或网络电压分量。

在某些实施例中，第一开关控制VAR源经配置获得第一延迟值包括开关控制VAR源经配置生成第一延迟值。开关控制VAR源经配置生成第一延迟值可以包括开口可控的VAR源经配置用随机数发生器(例如，随机数发生器)生成第一延迟值。第一开关控制VAR源经配置获得第一延迟值可以包括第一开关控制VAR源经由开关控制VAR源的通信接口接收第一延迟值，第一开关控制VAR源经配置获得第一延迟值可以包括第一开关控制VAR源的存储器经配置储存第一延迟值，存储器对处理器是可存取的。

在某些实施例中，第一开关控制VAR源经配置基于确定，控制开关连接电压补偿组件以调整与配电网关联的网络电压或网络电压分量包括第一开关控制VAR源经配置基于确定，控制开关连接电压补偿组件以调整有功功率、无功功率或有功和无功功率两者。

系统可以进一步包括耦合到配电网的第二开关控制VAR源。第二开关控制VAR源可以经配置获得不同于第一延迟值的第二延迟值，监测配电网的第二近距电压，第二近距电压接近第二开关控制VAR源，基于第二近距电压与至少一个设定值的比较，初始化第二延迟持续时间，第二延迟持续时间基于第二延迟值，在第二延迟持续时间之后，基于所监测到的第二近距电压，由第二开关控制VAR源的处理器确定是否连接第二开关控制VAR源的电压补偿组件，所监测到的第二近距电压在第二延迟持续时间结束前被第一开关控制VAR源改变，并且基于确定，控制第二开关控制VAR源的开关连接到第二开关控制VAR源的电压补偿组件，以调整与配电网关联的网络电压或网络电压分量。

在各个实施例中，系统可以进一步包括耦合到配电网的第二开关控制VAR源。第二开关控制VAR源可以经配置获得不同于第一延迟值的第二延迟值，监测配电网的第二近距电压，第二近距电压接近第二开关控制VAR源，基于第二近距电压与至少一个设定值的比较，初始化第二延迟持续时间，第二延迟持续时间基于第二延迟值，在第二延迟持续时间之后，基于所监测到的第二近距电压，由第二开关控制VAR源的处理器确定不连接第二开关控制VAR源的电压补偿组件，所监测到的第二近距电压在第二延迟持续时间结束前被第一开关控制VAR源改变。

第一开关控制VAR源可以经进一步配置在控制开关之后，获得比第一延迟值更长的不同的延迟值。在某些实施例中，开关包括与NTC或电阻器串联的半导体开关，并且其中与NTC或电阻器串联的半导体开关与继电器并联。

示例性方法包括，由耦合到配电网的第一开关控制VAR源获得不同于耦合到配电网的另一个开关控制VAR源的另一个延迟值的第一延迟值，监测配电网的第一近距电压，第一近距电压接近第一开关控制VAR源，基于第一近距电压与至少一个设定值的比较，初始化第一延迟持续时间，第一延迟持续时间基于第一延迟值，在第一延迟持续时间之后，基于所监测到的电压，用第一开关控制VAR源的处理器确定是否连接电压补偿组件，所监测到的电压可能被其他开关控制VAR源改变，并且基于确定控制连接到电压补偿组件的第一开关控制VAR的开关，以调整与配电网关联的网络电压或网络电压分量。

示例性计算机可读介质可以包括执行方法的处理器可执行的指令。方法可以包括，由耦合到配电网的第一开关控制VAR源获得不同于耦合到配电网的另一个开关控制VAR源的另一个延迟值的第一延迟值，监测配电网的第一近距电压，第一近距电压接近第一开关控制VAR源，基于第一近距电压与至少一个设定值的比较，初始化第一延迟持续时间，第一延迟持续时间基于第一延迟值，在第一延迟持续时间之后，基于所监测到的电压，用第一开关控制VAR源的处理器确定是否连接电压补偿组件，所监测到的电压可能被其他开关控制VAR源改变，并且基于确定控制连接到电压补偿组件的第一开关控制VAR的开关，以调整与配电网关联的网络电压或网络电压分量。

附图说明

图1a示出在某些实施例中从单个变电站馈送的典型配电馈线。

图1b示出在某些实施例中从单个变电站馈送并包括多个网络边缘电压优化(ENVO)装置的配电馈线。

图1c示出在某些实施例中从单个变电站馈送并包括多个ENVO装置的另一个配电馈线。

图2示出在现有技术中由于未进行电容器组的实施的负载沿馈线的电压降的示意图。

图3a是示出在某些实施例中在每个负载或靠近每个负载具有并联连接的开关控制VAR源的配电网的示意图。

图3b是示出在某些实施例中在每个负载或靠近每个负载具有并联连接的开关控制VAR源的配电网的另一个示意图。

图4a是示出在某些实施例中可以并联连接的示例性开关控制VAR源的电路图。

图4b是示出在某些实施例中相对于继电器激活半导体开关，以接通VAR补偿的曲线图。

图4c是示出在某些实施例中相对于继电器去激活半导体开关，以断开VAR补偿的曲线图。

图5a和5b是示出在某些实施例中与设定值有关的预期电压范围的曲线图。

图6是示出在某些实施例中，由开关控制VAR源进行的电压调节的流程图。

图7是在某些实施例中用两个开关控制VAR源进行网络调节的事件的时序。

图8是示出在现有技术中在各个节点的典型电压分布的曲线图。

图9是示出在某些实施例中，用240开关控制VAR源运行调节沿配电馈线的边缘的电压所实现的在各个节点的相对平坦电压分布的曲线图。

图10是示出在某些实施例中，ENVO系统对线电压变化(这可以由太阳能光伏电站产生)以及对线负载的阶跃变化的动态响应的曲线图。

图11a是示出在某些实施例中，可以在柱上变压器内或旁边或在任何电网资产内或旁边的多个开关控制VAR源的另一个电路图。

图11b示出在某些实施例中的开关控制VAR源。

图11c示出在某些实施例中的多个开关控制VAR源。

图11d示出在某些实施例中的控制器。

图1e示出在某些实施例中，包括耦合到控制器的ADC线路和ZCD线路的功率模块。

图12是示出示例数字装置的框图。

图13是示出在某些实施例中的仿真馈线图。

图14是示出在某些实施例中，可以耦合到配电网的示例性开关控制电压源的框图。

图15是示出在某些实施例中，以不同延迟运行的多个开关控制电压源的方法。

图16是示出在某些实施例中，包括多个开关控制电压源的柱上电压源的框图。

图17是示出在某些实施例中，通过处理器控制多个开关控制电压源的方法的流程图。

图18示出在某些实施例中，不实施ENVO在不同时间在初级馈线上的节点(即，开关控制电压源)的电压性能的仿真。

图19示出在某些实施例中，实施ENVO在不同时间在初级馈线上的节点的电压性能的仿真。

图20示出在某些实施例中，由聚合控制器对每个开关控制电压源实施的控制方案，其中变量Q(例如，调整后的电压，例如像kVAR)以固定的时间间隔被注入，直到发生收敛。

图21示出在某些实施例中，对输入电压阶跃减少的负载电压响应的仿真。

图22示出在某些实施例中，对负载阶跃增加的负载电压响应的仿真。

图23示出在某些实施例中，由聚合控制器对每个开关控制电压源实施的控制方案，其中固定的Q(例如，调整后的电压，例如像kVAR)在可变的时间间隔被注入。

图24示出在某些实施例中，对输入电压阶跃减少的负载电压响应的仿真。

图25示出在某些实施例中，对负载阶跃增加的负载电压响应的仿真。

具体实施方式

通过分布式可再生能源穿越和在没有建设新线路或基础设施的情况下增加电网容量的需求驱动，分布式动态电压控制的新需求正不断涌现。例如保护性降压(CVR)和无功电压优化(VVO)的应用通过简单降低和平坦化沿配电网的电压分布来允诺系统容量的3-5％增加。由于整个系统增加的复杂性，运行中的电网改进是慢的，难以建模，为了实现现有技术中的CVR和VVO，需要相当多的后端基础设施(例如，建模和集中的计算以及通信设施)，但是安装足够数量的设施以改进性能是昂贵的并且难以保持。进一步地，由于很少的控制元件和差的粒状响应，常规的VVO方案实现很差的电压调节。

在本文讨论的各个实施例中，线电压可以在每个客户点或靠近每个客户点(即，在沿配电网的负载)进行调节。例如，电力部门可以在每个客户位置安装并联连接的开关控制无功伏安(VAR)源。每个并联连接的开关控制无功伏安(VAR)源可以检测接近装置的电压并进行确定，以启用VAR补偿组件(例如，(多个)电容器和/或(多个)电感器)，从而调节网络上的电压。独立切换的多个并联连接的开关控制无功伏安(VAR)源可以集中运行，以平坦化沿着电网的电压曲线(例如，沿着开始于变电站的中压配电馈线的电压冲击)。多个VAR源可以被控制，以避免VAR源之间的内耗，同时允许连接点达到具有更高粒度和精度的预期电压设定点。

如果分布式VAR补偿被实施，电力部门可以实现若干好处。例如，预期的电压分布即使在系统配置变化时仍可以沿着线路被最佳保持，从而可以减少系统损耗和/或改进系统稳定性和可靠性。新的级联电网失效机制例如故障引起的延迟电压恢复(FIDVR)也可以通过利用分布式动态可控VAR来避免。

在各个实施例中，在电网边缘或靠近电网边缘的分布式快速电压控制器和/或补偿器提供能够根据本地信息很少或没有内耗地自主动作的方案。这种方法可以消除关于节点范围处的电压波动的不确定性，平坦化沿着网络边缘的电压分布，以及允许有载分接头(LTC)降压到可能的最低程度。

图1a示出在某些实施例中的从单个变电站102馈送的典型配电馈线106。标准设计实践包括在变电站102处的有载分接头(LTC)变压器104的使用，同时在馈线上具有固定和可切换中压电容器。图1示出从耦合到初级馈线106的各个配电馈线(例如，通过变压器108a-d从初级馈线分离的配电馈线)接收电力的一系列房屋(即，负载)110、112、114和116。在现有技术中，随着距变电站102的距离的增加，沿着初级馈线(例如，中压配电馈线106)的电网电压118降低。

在现有技术中，可以沿着一个或多个初级馈线106分散放置有载分接头、慢动作电容器组和线电压调节器，以改进电压范围。第一房屋110具有所要求的大约124.2伏的电网电压而没有保护性降压或CVR。房屋112具有明显降低的大约120-121伏的电网电压。房屋114进一步具有在115与116伏之间的要求电压，而房屋116具有在114与115伏之间的要求电压。

图1b示出在某些实施例中的从单个变电站102馈送并包括多个网络边缘电压优化(ENVO)装置120a-d的配电馈线106。在各个实施例中，包括例如ENVO装置120a-d的VAR补偿器(例如，或任何VAR源，例如能够进行VAR控制的PV逆变器)可以被放置在任何数量的负载(例如，房屋110、112、114以及116)处或放置在其附近。结果，整体电压范围沿着距变电站102的距离可以被平坦化，从而节约能源，增加响应性，并且改进沿着较长配电馈线的整体控制。为了避免一个或多个VAR源之间的内耗，在所有VAR源或VAR源的一部分之间的切换的动作(例如，切换的时序或VAR补偿被接合/断开的点)可以是不同的。

每个VAR源(例如，激活或去激活一个或多个VAR组件，例如电容器和/或电感器)都可以至少分别基于接近VAR源的电压快速地并独立地动作，以改进电压调节和实现网络边缘电压优化(ENVO)(参照ENVO线路122)。ENVO线路122描述房屋110所要求的电压是大约120伏。房屋112、114和116也可以要求大约在120伏周围的合理平坦电压范围。本领域的技术人员应当明白，ENVO线路122实现需求电压范围的预期平坦化，而指示没有VAR补偿的电网电压118的线路急剧下降。

图1c示出在某些实施例中的从单个变电站102馈送并包括多个ENVO装置120a-d的另一个配电馈线106。在各个实施例中，ENVO装置120a-d可以进一步应用保护性降压(CVR)以进一步降低要求的电压。线路124表示通过应用CVR，为具有ENVO装置132a-b的房屋110、112、114和116所实现的电压。例如，线路124(像ENVO线路122一样)是相对平坦的。房屋110和112可以看到大约115.2伏，而房屋114可以看到大约115伏。进一步地，在这个示例中，房屋116可以看到115.4伏。提高系统的容量利用率的需求正推动电力部门通过使用例如保护性降压(CVR)以及在非ENVO装置上的无功电压优化(VVO)技术，来实现峰值需求降低和容量扩展。电力公司目前通过沿着变压器的中压侧的初级馈线的电容器组接收来自电网中的多个点的信息、建模运行特性、建模所建议的改进、以及潜在配合动作来应用CVR。

事先存在的电压调节装置的较差可控性向系统规划者和经营者提出管理电压变化的严峻挑战。具体地，较差的可控性限制配电馈线可以管理的长度。较差的可控性还限制了能够处理的负载可变性同时保持在终端用户位置的所有电压在界限内。

进一步地，从新的趋势可以看到，具有断路器/重合器的分段器的增加使用以便隔离故障区段，从而恢复其他非故障线路段的电力，导致网络和电压分布的明显变化。网络重新配置的增加使用还使得在固定地点放置电容器组和LTC的任务变得更有问题，这是因为该放置必须满足多个配置的需要。而且，分布式发电资源例如屋顶光伏(PV)阵列的越来越多的使用会局部产生电力流的逆转，并且随着距离变电站越远，线电压越高，任何电压调节算法会崩溃。

本领域的技术人员应当明白，在电网边缘或电网边缘附近的VAR源可以对可能是PV阵列(例如，绿色能源改进，例如太阳能电池板)的产物的较高线电压单独起作用和校正。这些VAR源可以允许客户和网络享有绿色电力的好处，而没有显著地再设计或改变电网以适应所述变化。由于多数源和负载沿网络分布，所以沿网络边缘的电压会改变，由于缓慢电压控制和调节可能不是有效的并且通过分布式自主控制算法的适当运行，包括影响负载和输入的所有变量的电网完整状态的集中算法也可能变得没有必要。

图2示出在现有技术中，由于未实施电容器组的负载，沿着馈线的电压降的示意图。如图2所示，距变电站的馈线线路的长度受电压降限制。在这个示例中，可用电压存在10％的偏差。在现有技术中，目标是保持电压在宽带范围内。由于很少有控制手段是可行的，只有非常严格的过程控制才是可能的。理想地，沿线路的所有电压包括存在动态波动时应当被严密调节到规范。由于少量的传感器、少量的校正点、缓慢通信以及有限次数的运行，现有技术的控制不能满足新的和未来配电电网的动态控制要求。

通过利用分散放置的电容器组，可以实施电压调节，以平坦化可用电压范围并降低损耗。该电容器组可以例如基于温度或者基于来自集中控制设施的命令运行。当例如基于温度时，为了避免电容器组互相影响并且最大化电容器组的开关寿命，激活或去激活一个或多个电容器的切换是不频繁并且缓慢的。在集中设施的控制下运行的电容器组可以被单独命令以避免互相影响。

尽管通过CVR尝试控制电压，沿着馈线长度的下降仅轻微受电容器组的激活的影响。在这些示例中，电容器组通常可以每天切换三到四次。该过程也可以是缓慢的。在一个示例中，其可以花费15分钟：1)检测条件；2)向集中设施提供该条件；3)集中设施对该条件建模并对于启用或禁用电容器组进行确定；4)向一个或多个电容器组提供命令；以及5)接收该命令并执行切换。

进一步地，如果多个晶闸管切换电容器单独运行，由于每个装置试图补偿本地测量的电网状态，多个晶闸管切换电容器会互相冲突。由于晶闸管切换电容器以交叉目的工作，在对电网上的其他晶闸管切换电容器组的校正不断反应时，他们往往过补偿或欠补偿。传统的阻止内耗的自主VAR控制方案是电压跌落技术的使用。不过，电压跌落的使用阻碍CVR在每个负载点保持平坦和降低电压的目标。结果，通过常规的技术，不能获得沿电网的多个点电压的准确和快速控制。

图3a示出在某些实施例中的在每个负载处或每个负载附近具有并联连接的开关可控的VAR源的配电网的示意图。负载被示为房屋或住宅。除了房屋或住宅以外，本领域的技术人员应当明白负载可以是包括但不限于商业或工业机构的任何负载。负载可以是配电网上消耗、消散、辐射或以其他方式使用电力的任何组件、电路、装置、装备或系统的零件。配电网是电网，例如用于从供给装置向消费者输送电力的互连网络。

在这个示例中，电压可以在网络边缘或网络边缘附近进行调节，从而允许网络边缘的电压优化(ENVO)。网络的边缘是接近接收电力的负载的配电网的一部分。在一个示例中，负载是客户负载。网络的边缘可以在变压器的低压侧。例如，网络的边缘可以包括经配置向多个客户负载(例如，房屋住宅)提供电力的一个或多个馈电线路。

在图3中，变电站通过一连串区域配电馈线向住宅(例如，负载)提供电力。每个住宅和并联连接的开关控制VAR源耦合到配电网。在各个实施例中，每个并联连接的开关控制VAR源经配置检测电压并基于检测到的电压调整网络无功伏安(VAR)。在一个示例中，并联连接的开关控制VAR源启用电容器和/或电感器以改变(例如，降低或消除)配电网的无功功率，从而调节网络的电压(即，网络电压)。无功功率的改变可以降低沿着配电馈线的电压降。

如关于图1所讨论的，并联连接的开关控制VAR源可以被放置在任何数量的负载处或该任何数量的负载附近。结果，整体电压范围沿着距变电站的距离可以被平坦化，从而节约能源、增加响应性、并改进沿较长配电馈线的整体控制。每个VAR源(例如，激活或去激活一个或多个VAR组件，例如电容器和/或电感器)可以至少基于接近VAR源的电压分别快速和独立动作，以集中动作从而改进电压调节并实现ENVO。图3示出在没有实施电容器组的情况下，配电电压降是平坦的，例如穿过图3所示的网络的偏差为+/-2％。

图3b是示出在某些实施例中的在每个负载处或每个负载附近具有并联连接的开关控制VAR源的配电网的另一个示意图。在图3b中，具有有载分接头(LTC)304的变电站302在整个配电馈线306馈送具有线电感和电阻的配电馈线306。负载312、314、316和318分别经由变压器310a-d接收来自配电馈线306的电力。进一步地，变压器与负载之间的每个子馈线可以包括经配置充当一个或多个VAR补偿器的一个或多个ENVO装置310a-e。在各个实施例中，多个ENVO装置(例如，ENVO VAR单元)可以沿着典型配电馈线的长度被部署，以平坦化所要求的电压并响应于网络条件。

在各个实施例中，可选的中心控制器320可以与ENVO装置310a-e中的一个或多个通信，以接收关于一个或多个ENVO装置310a-e的动作的传感器信息和/或行为信息。在某些实施例中，ENVO装置310中的一个或多个可以包括通信接口，该通信接口经配置彼此通信和/或与中心控制器320通信。在某些实施例中，中心控制器320可以提供一个或多个(本文所讨论的)设定值，当ENVO装置310中的一个或多个激活时，该一个或多个设定值可以(例如，基于一个或多个设定值与配电网的一部分的电压的比较)进行辅助控制。在本文将进一步讨论中心控制器320。

图4a是在某些实施例中可以并联连接的示例性开关控制VAR源400的电路图。开关控制VAR源400可以是在配电网(即，电网)的边缘处或配电网的边缘附近的大量开关控制VAR源400的一部分。

在高水平处，开关控制VAR源400包括电容器412(例如，VAR补偿组件)，通过与半导体开关416(例如，双向三极晶闸管420-NTC418是可选的)并联的继电器414来控制电容器412。处理器，例如处理器426可以基于电压控制继电器414和半导体开关416。例如，控制器426可以(例如，通过线路402)检测接近开关控制VAR源400的电压。基于所检测到的电压，控制器426可以通过控制继电器414和半导体开关416启用或禁用该电容器。如本文所讨论的，继电器414和半导体开关416在切换运行期间可以一起工作以保护并延长开关控制VAR源400的各种组件的寿命。

示例性开关控制VAR源400包括线路402和430、熔丝404、可选的电感器406、电阻器408、410、418、422和424、电容器412、继电器414、包括可选的NTC418和双向三极晶闸管的开关416、控制器426、以及电源单元(PSU)428。线路402和430可以耦合到馈线，例如变压器的低压侧的馈线。在一个示例中，线路402和430可以耦合到经配置(例如，在网络边缘上或在网路边缘处)向一个或多个负载提供电力的任何线路或馈线。在某些实施例中，开关控制VAR源400接近住宅或商业负载。例如，开关控制VAR源400可以在接近负载的智能电表、普通电表或变压器内。本领域的技术人员应当明白开关控制VAR源400可以在任何电网资产内。

熔丝404经配置保护开关控制VAR源400免受电压尖峰、瞬变、过量电流等。熔丝404可以防止失效组件的过热负载，从而允许电网甚至从电路去除在VAR源时运行。熔丝404可以是任何熔丝并且易于替换的。在某些实施例中，如果熔丝404清除并且开关控制VAR源400被从配电网断开，输送到住宅和/或商业负载的电力可以不中断。

可选的电感器406和电阻器408可以充当L-R缓冲器，以控制(例如，在启动条件期间的)峰值涌流并且管理谐波共振。在某些实施例中，电感器406和电阻器408可以预防由接收自线路402的电压或电力的变化和/或开关控制VAR源400的激活或去激活引起的开关控制VAR源400的电容器412和/或其他电路上的损耗。

本领域的技术人员应当明白，在某些实施例中，电感器406和电阻器408可以降低电容器412对谐波共振的灵敏性(susceptibility)。在各个实施例中，开关控制VAR源400不包括电感器406和/或电阻器408。

电容器412可以是经配置补偿无功功率(例如，VAR)的任何电容器。在各个实施例中，继电器414和/或半导体开关416可以形成完成电路的开关，从而允许电容器412影响网络的无功功率。在一个示例中，如果继电器414是断开的，并且(半导体开关416的)双向三极晶闸管420被去激活，电容器412可以是断开电路的一部分，因此，可能对配电网或负载没有影响。

电阻器410是可选的泄漏电阻器。在某些实施例中，当电容器被禁用或以其他方式(例如，经由继电器414和/或半导体开关416)被开关断开，电阻器410可以潜在接收来自电容器412的能量，从而允许电容器412的能量状态减少。

继电器414可被用来降低半导体开关416是激活时的损耗。半导体开关416可以被用来在导通或断开时提供准确和快速的响应。本领域的技术人员应当明白，任何适当的额定继电器(例如，已测试的机电继电器)可以被使用。

半导体开关416的双向三极晶闸管420是电流能够在两个方向流动的门控晶闸管。继电器414和/或双向三极晶闸管420可以执行为一个或多个开关。例如，控制器426可以断开继电器414并去激活双向三极晶闸管420，以产生开路(open circuit)从而断开电容器412。在各个实施例中，一对晶闸管被用于替代双向三极晶闸管420。

本领域的技术人员应当明白任何开关可以被使用。例如，开关S，例如IGBT、闸管对、或晶闸管/二极管排列也可以被使用。在另一个示例中，MOSFET或IGBT可以与二极管并联使用，以控制电容器412。

本领域的技术人员应当明白，继电器414、双向三极晶闸管420以及NTC可以一起工作，以保护开关控制VAR源400的全部或部分组件的寿命。控制器426可以经配置控制继电器414和双向三极晶闸管420，从而以避免会影响电路使用寿命的瞬变或其他非期望的功率特性的方式切断电路。例如，控制器426可以确保在命令双向三极晶闸管420去激活(例如，1/2周期之后)之前，继电器414是断开的(例如，如果继电器414被闭合，则命令继电器414断开)。这个过程可以阻止继电器414两端产生火花或电弧，并且进一步地，可以保护继电器414的寿命。在某些实施例中，双向三极晶闸管420可以在足够的延迟后被接通，继电器414可以被闭合。接着，控制器426可以命令继电器414断开，从而保护电路的一个或多个组件。

在各个实施例中，开关控制VAR源400包括继电器414，但是不包括半导体开关416。在一个示例中，控制器426可以命令继电器414断开或闭合，从而启用或去激活电容器412。在其他实施例中，开关控制VAR源400包括半导体开关416，但是不包括继电器414。控制器426可以同样控制双向三极晶闸管420，以启用或禁用电容器412。

可选的电阻器418可以是负温度系数(NTC)电阻器或热敏电阻。NTC电阻器418是电阻随着温度可以改变的一类电阻器。通过控制NTC电阻器418，双向三极晶闸管420可以在不需等待来自线路402的AC电源的过零点电压的情况下被激活或去激活，从而允许VAR源最小延迟的插入。例如，没有NTC电阻器418，双向三极晶闸管420只可以当AC电压跨过其过零点电压时被激活。NTC电阻器418可以经配置，使得双向三极晶闸管420可以在任何点以很小或没有不良效果被激活(例如，最小或降低的浪涌)。

电阻器422和424可以衰减来自线路402的由控制器426接收的信号。

控制器426可以经配置基于线路402的电压确定近距电压并且可以启用或禁用电容器412。在各个实施例中，控制器426是例如微处理器和/或外设接口控制器(PIC)的处理器，该处理器可以检测馈线402的电压。

在某些实施例中，控制器426基于电压可以控制继电器414和/或双向三极晶闸管420，以断开或闭合该电路，从而启用或禁用电容器412。例如，如果检测到的电压是非期望的，控制器426可以通过命令激活双向三极晶闸管420和/或闭合继电器414来启用电容器412。接着，电容器412可以补偿无功功率(例如，调节网络电压)。

本领域的技术人员应当明白，继电器414的响应可能存在延迟(例如，继电器414可以是与双向三极晶闸管420相比时缓慢反应的机电继电器)。在这个示例中，可以先于去激活双向三极晶闸管420的命令发送断开继电器414的命令。在某些实施例中，可以发送命令以断开继电器414。随后，在一时间延迟之后，可以断开双向三极晶闸管420。

电网上的电容器的一个最常见故障机制是过压。在某些实施例中，继电器414和双向三极晶闸管420在检测到过压时可以被快速去激活，从而保护(多个)电容器。

控制器426可以延迟开关(例如，继电器414和半导体开关416)的激活或断开。在各个实施例中，开关控制VAR源400的幅值对电网内的电压反应。为了防止开关控制VAR源400之间的内耗，一个或多个装置可以延迟启用或禁用VAR补偿组件(例如，电容器412)。在各个实施例中，每个开关控制VAR源400的控制器包括不同的延迟。结果，每个开关控制VAR源400可以在不同时间激活开关以调节电压，从而为每个装置给出检测一个或多个开关控制VAR源400产生的电压变化的时间。

本领域的技术人员应当明白，可以在开关控制VAR源400的制造期间设定延迟或可以从集中通信设施上传该延迟。针对每个不同的开关控制VAR源400可以随机设定延迟。

电源单元(PSU)可以适配电源以适合于控制器426。在某些实施例中，控制器426由线路402、电池或任何其他电源供应电源。PSU428可以是任何电源。

虽然图4a示出耦合到电阻器422的线路在熔丝404的未保护侧上，但是本领域的技术人员应当明白熔丝404可以保护控制器426和PSU428。例如，电阻器422可以经由熔丝404耦合到线路402。

在各个实施例中，开关控制VAR源400可以动态和自主运行，以调节电压和/或针对电网故障进行补偿。本领域的技术人员应当明白，开关控制VAR源400可以基于检测到的电压调整无功功率并从而调整网络电压，而不需检测或分析电流。在某些实施例中，可以从附加的电流传感器或从智能电表获取负载电流信息。

在某些实施例中，开关控制VAR源400可以包括可用于调整电压的电感器。例如，一个或多个电感器可以替代电容器412。在另一个示例中，一个或多个电感器可以与电容器412并联。(多个)电感器可以被耦合到熔丝404(或不同的熔丝)，并且可以被进一步耦合到单独的开关。例如，(多个)电感器可以被耦合到与双向三极晶闸管(或MOSFET或IGBT)并联的继电器，该继电器可以执行类似于继电器414和半导体开关416的切换。控制器426可以通过启用一个开关并且利用其他组件产生开路来启用电感器和禁用电容器412。同样，控制器426可以禁用电感器并且启用电容器412，或可选地禁用电感器和电容器两者。本领域的技术人员应当明白，与电感器关联的双向三极晶闸管也可以耦合到NTC电阻器，以允许双向三极晶闸管在任何时间去激活。

开关控制VAR源400可以被并联连接到配电网。在一个示例中，开关控制VAR源400经由导电线路402和430并联耦合在住宅或其他商业负载处或在住宅或其他商业负载附近。并联连接可以是将电路内的组件以多条路径方式连接，其中电流被分配在该多条路径中，同时所有组件具有相同的施加电压。

在一个示例中，馈线可以从变压器向一个或多个负载(例如，住宅)延伸。馈线也可以与开关控制VAR源400并联耦合。在某些实施例中，如果开关控制VAR源400失效或以其他方式不运行，因为是并联连接，所以由配电网进行的电力输送不中断(例如，即使到开关控制VAR源400的连接变成开路，变压器与沿着馈线的一个或多个负载之间的电力不会中断)。

在各个实施例中，开关控制VAR源400可以被布置在电表(例如，智能电表)内部或与电表一起布置，使得安装可以是背载式，从而节省电力部门的总安装和读取成本。开关控制VAR源400可以促使智能电表内的通信链路与电力部门通信；提取VAR调度或电压设定值命令；和/或向电力部门通知故障。多个开关控制VAR源400可以被布置在公共房屋中，并且可以被装设在别的电网资产(例如柱顶或支架安装变压器)上。这可以允许较低的VAR补偿成本；降低通信链路的成本；以及允许获取附加价值，例如评估资产的状态和预期寿命。

在各个实施例中，多个开关控制VAR源中的每个都可以包括通信模块。通信模块是经配置与一个或多个数字装置或其他并联连接的开关控制VAR源无线或有线通信的任何硬件。通信模块可以包括调制解调器和/或天线。

一个或多个开关控制VAR源可以接收一个或多个设定值，该一个或多个设定值与电压比较，以辅助确定接合VAR补偿组件。设定值可以是改进电压调节的预定值。开关控制VAR源的处理器可以基于近距电压与设定值的比较，确定是否调整电压。本领域的技术人员应当明白，针对不同的开关控制VAR源，设定值可以是不同的。

例如，开关控制VAR源可以将检测到的馈线的电压(例如，近距电压)与一个或多个设定值比较，并且基于该比较确定是否激活电容器。例如，如果检测到的电压低于先前接收到的设定值，开关控制VAR源可以启用电容器以增加电压。可替换地，如果电压高于先前接收到的设定值，开关控制VAR源可以禁用另外的激活的电容器以降低电压。

在某些实施例中，通信设施可以调度和/或更新一个或多个设定值。开关控制VAR源可以经由蜂窝网络、电力线载波网络(例如，经由电网)通过近场通信技术或类似技术无线地通信。通信设施可以以任何速率或速度更新任何数量的开关控制VAR源的设定值。例如，通信设施可以基于电网、电力使用率或任何其他因素的变化来更新设定值。

在某些实施例中，一个或多个开关控制VAR源既可以接收信息，又可以提供信息。例如，一个或多个开关控制VAR源可以向一个或多个通信设施(例如，数字装置)提供VAR提供的装置状态、电压信息、电流信息、谐波信息和/或任何其他信息。

由一个或多个开关控制VAR源检测到、接收到、或以其他方式处理的信息可以被跟踪和评估。例如，电压和/或其他电力消息可以被VAR源或集中设施跟踪，以确定使用率并识别不一致的使用率。在汇聚点例如在设置VAR源的变压器处的能源使用率可以与在下流连接的所有电表记录的使用率进行比较，以识别潜在的能源盗窃。预期使用率的历史可以被开发并与更新的信息比较，以识别变化，这可以指示偷电(theft)、一个或多个电网组件的故障或正在恶化的装备。在某些实施例中，一个或多个开关控制VAR源可以提供信息，以监测老化的装备。当电压的变化或其他信息指示退化或降级时，可以在故障之前，规划并执行改变、更新或保养。

本领域的技术人员应当明白，开关控制VAR源的控制器可以启用或禁用电感器。如本文所述，在某些实施例中，开关控制VAR源可以包括并联的电感器和电容器。在某些示例中，基于检测到的电压与一个或多个接收的设定值的比较，并联连接的开关控制VAR源的控制器可以独立地启用或禁用电感器和电容器。

在各个实施例中，电阻器和/或NTC可以与继电器414串联，这可以进一步保护电路和/或延长继电器414的寿命。例如，与继电器串联的第二NTC可以阻止电流浪涌。结果，第二NTC可以阻止继电器触点腐蚀和寿命退化。

图4b是示出在某些实施例中针对继电器激活半导体开关，以接合VAR补偿的曲线图。如本文所讨论的，当激活开关控制VAR源400时，控制器426可以经配置在激活继电器414之前激活双向三极晶闸管420。在某些实施例中，控制器426可以在预定延迟之后激活继电器414。该延迟可以是任何延迟。在一个示例中，控制器426在开关控制VAR源400的制造之前或之后的校正或安装期间可以(例如，由软件或固件)接收预定的延迟。

如图4b所示，双向三极晶闸管420可以在任何时间被激活。双向三极晶闸管420可以使电流流过电容器412，并且NTC418将电流值限制在安全和/或理想水平。如果NTC418是热的，控制器426可以确定条件，当跨越双向三极晶闸管420的电压几乎为零时，可以初始化双向三极晶闸管420的接通。这将防止潜在破坏性的电流浪涌事件。在可以是例如大约一个周期的延迟之后，继电器414可以被闭合。如本文所讨论的，与继电器串联的第二NTC可以防止电流浪涌，从而阻止继电器的触点腐蚀和寿命退化。本领域中的技术人员应当明白，利用NTC电阻器418，双向三极晶闸管420可以在任何时候被激活。进一步地，继电器414可以在激活双向三极晶闸管420之后的任何时间被闭合(即，该延迟可以是任何时间的长度)。

图4c是示出在某些实施例中针对继电器414去激活半导体开关以断开VAR补偿的曲线图。如本文所讨论的，当去激活开关控制VAR源400时，控制器426可以经配置确保继电器414在去激活双向三极晶闸管420之前被闭合。控制器426可以随后去激活(断开)继电器420。在某些实施例中，控制器426可以在预定延迟之后去激活继电器双向三极晶闸管414。该延迟可以是在校正或安装期间软件或固件所接收的任何延迟。

如图4c所示，继电器420可以在任何时间被闭合。在某些实施例中，控制器426确认继电器420被闭合。如果继电器420是断开的，控制器426可以控制继电器420闭合。在延迟后(例如，大约在一个周期或任何时间之后)，控制器426可以去激活双向三极晶闸管420。本领域中的技术人员应当明白，可以在任何点处去激活双向三极晶闸管420。在双向三极晶闸管420被去激活之后，控制器426可以控制继电器414断开。在某些实施例中，控制器426在预定延迟之后控制继电器414断开。该延迟可以等于或不等于闭合继电器与去激活双向三极晶闸管414之间的延迟。

图5a和5b是示出在某些实施例中的描述与设定值有关的预期电压范围的曲线图500和508。在各个实施例中，开关控制VAR源可以包括单个设定值502(例如，240伏)。开关控制VAR源可以经配置(例如，通过控制VAR补偿组件)通过比较检测到的电压与设定值502来调整电压。在开关控制VAR源可以启用或禁用VAR补偿组件之前，阈值504和506可以识别允许的电压范围(例如，+/-2伏)。

本领域中的技术人员应当明白，阈值504与506可以相等或不等。进一步地，阈值504和506可以随着时间而改变(例如，通过基于一天中的时间、季节、温度、电压、电流、检测到的电压中的变化率等变化的算法)。

图5b是示出在某些实施例中的描述随时间的电压和标识设定值510和512的曲线图。设定值510和512将预期的“理想”电压(例如，240伏)归入同一类。在各个实施例中，开关控制VAR源可以检测近距电压并且将检测到的电压与设定值510和512比较。如果电压高于设定值510或低于设定值512，开关控制VAR源可以启用/禁用VAR补偿组件或以其他方式调节电压，以进行校正。虽然一个开关控制VAR源的影响可能不会显著改变网络电压，但是多个VAR源自主运行以改变网络电压可以调节多个点上的电压。因此，通过有限的附加成本，许多装置的有限改变会对配电产生显著的效果和改进。

在各个实施例中，一个或多个开关控制VAR源不具有通信模块，而是可以包括在制造时预先配置的设定值。在其他实施例中，一个或多个开关控制VAR源包括通信模块，结果可以通过其他开关控制VAR源或一个或多个中心通信和控制设施来改变或更新设定值。

在某些实施例中，一个或多个开关控制VAR源可以包括调节分布曲线。调节分布曲线可以包括基于时间、近端条件或使用率来改变一个或多个设定值以改进保护的策略。如果使用率有可能出现波峰(例如，基于每天的热量、商业负载、住宅负载、或到电动汽车的充电设施的接近度)，调节分布曲线可以相应调整设定值。结果，设定值可以根据感测的使用率、电压变化、一天中的时间、一年中的时间、外界温度、社会需要或任何其他标准而被改变。

本领域中的技术人员应当明白，一个或多个开关控制VAR源可以在任何时间通过通信模块接收调节分布曲线。在某些实施例中，一个或多个开关控制VAR源可以不包括通信模块，但可以仍然包括预先已经配置的一个或多个调节分布曲线。

图6是在某些实施例中的由开关控制VAR源进行的电压调节的流程图。在步骤602中，开关控制VAR源可以接收第一设定值。在某些实施例中，开关控制VAR源包括通信模块，该通信模块可以从数字装置(例如，无线或通过智能电表的通信模块)、从另一个并联连接的开关控制VAR源(例如，通过近场通信)、电力线载波通信等接收设定值。该设定值可以激活开关控制VAR源，以启用VAR补偿，或者在某些实施例中，设定值可以是可以与检测到的近距电压相比较的电压设定值。

在某些实施例中，电力部门可以包括经配置(例如，经由WiFi、蜂窝通信、近场通信、有线、或电力线载波)与不同VAR源通信的VAR源服务器或其他装置。在各个实施例中，VAR源服务器可以与一个或多个其他服务器通信，以便与VAR源通信。例如，VAR源服务器可以通过智能电表或与智能电表通信的服务器来通信。一个或多个智能电表可以包括VAR源或以其他方式与一个或多个VAR源通信。

第一设定值(例如，电压设定值)可以是调节分布曲线的一部分。在一个示例中，多个调节分布曲线可以由开关控制VAR源在制造期间或通过通信模块而被接收。每个调节分布曲线可以包括一个或多个不同的设定值，以便基于各种因素(例如，一天中的时间、使用历史、负载类型、绿色能源产量等)改进电力分布和/或效率。在各个实施例中，开关控制VAR源的处理器可以基于检测到的电压、电压变化率、与其他开关控制VAR源的通信、与VAR源服务器的通信、温度、一天中的时间、电网的变化等切换调节分布曲线。一旦从调节分布曲线实施，开关控制VAR源的处理器可以继续监测近距电压，并将电压与新的(多个)设定值比较，以便确定VAR补偿组件是否应当被启用或禁用。

在步骤604中，控制器426(即，处理器)检测在网络边缘(例如，靠近电网的负载)处的近距电压。近距电压是接收自线路402的电压(例如，在耦合到馈线或电网资产的线路402的某点处的电压)。近距电压可以是在电压检测时，并联连接的开关控制VAR源400耦合到配电网所在的电压。

在某些实施例中，开关控制VAR源可以通过另一个开关控制VAR源或电网资产检测电压。在某些实施例中，智能电表、变压器或其他电力装置可以检测电压。开关控制VAR源可以从其他装置接收检测到的电压或在输电时或输电期间截取检测到的电压。

在步骤606中，控制器426可以将检测到的电压与任何数量的设定值比较，以确定VAR补偿组件是否可以被启用或禁用。如本文所讨论的，控制器426可以基于该比较，控制开关(例如，继电器和/或半导体开关)以启用或禁用一个或多个电容器和/或一个或多个电感器。本领域中的技术人员应当明白，可以由开关控制VAR源的处理器而非集中设施来确定启用或禁用VAR补偿组件。可以自主做出该确定，并且不依赖其他开关控制VAR源。可以通过与其他类似VAR源的并行运行来实现整体控制目标。

通过任何数量的开关控制VAR源运行以将电压调节在预期的范围内的操作，网络的电压调节可以被实现。进一步地，电压范围可以被控制在期望的窄范围内，并且能够进一步动态响应于沿着一个或多个配电线和/或馈线的变化。

在步骤608中，控制器426可以延迟切换VAR补偿组件达预定的时间。如本文所讨论的，为了避免任何数量的开关控制VAR源之间的内耗，一个或多个开关控制VAR源可以延迟切换达预定的时间。不同的开关控制VAR源的延迟时间可以是不同的。例如，即使第一开关控制VAR源检测到调节电压的需求，第一开关控制VAR源可以等待，直到第二开关控制VAR源已经做出类似的确定并已启用VAR补偿以后。第一开关控制VAR源可以检测网络中的变化，并做出是否进一步启用附加VAR补偿的另一个确定。结果，多个开关控制VAR源可以不必不断校正和再校正由其他开关控制VAR源引起的网络电压中的变化。

延迟时间可以由VAR源服务器、其他开关控制VAR源来更新，或可以是调节分布曲线的一部分(例如，其根据需求可以包括多个不同的延迟时间)。在某些实施例中，如果检测到的电压以相当速率(substantial rate)正在改变，延迟时间可以被加速。本领域中的技术人员应当明白，可以存在许多不同的方式提供、更新和/或改变开关控制VAR源的延迟时间。

在步骤610中，在检测到并确定需要改变网络电压并等待延迟时间之后，开关控制VAR源可以再次检测电压的任何变化，并将该变化与一个或多个设定值比较。如果在步骤612中保持与在步骤606中的先前确定(例如，VAR补偿组件应当被启用或禁用)一致的决定，那么，开关控制VAR源可以通过接通开关以启用或禁用VAR补偿组件来调整网络电压。

在一个示例中，如果近距电压高于第一设定值，控制器426可以控制继电器414和双向三极晶闸管420，以形成到线路402的连接或确认继电器414被闭合和/或双向三极晶闸管420被启用。如果近距电压低于第二设定值，控制器426可以控制继电器414和双向三极晶闸管420，以断开到线路402的连接，或确认继电器414是断开的和/或双向三极晶闸管420被禁用。

在某些实施例中，如果所述设定值高于检测到的近距电压，多个并联连接的开关控制VAR源中的每个VAR源都可以增加在前的无功伏安，并且如果设定值低于检测到的近距电压，则减少在前的无功伏安。

在某些实施例中，控制器426可以基于检测到的近距电压与设定值的比较来启用或禁用电感器。例如，基于该比较，控制器426可以禁用电容器和启用电感器(例如，控制器426可以控制继电器414和双向三极晶闸管520，以产生开路从而禁用电容器，同时控制另一个继电器和另一个双向三极晶闸管以启用电感器从而调节电压)。

在各个实施例中，电压可以随着时间被跟踪。在某些实施例中，控制器426可以随时间跟踪所检测到的近距电压并向另一个开关控制VAR源和/或数字装置提供该信息。例如，一个开关控制VAR源可以与任何数量的(例如，在柱顶密封件中的)其他开关控制VAR源通信。一个或多个开关控制VAR源可以是任何电网资产例如变电站或变压器的一部分。

在某些实施例中，跟踪的检测到的电压可以被估算和/或与电压历史做比较。电压历史可以是过去使用率的历史或可以指示期望的使用率。在各个实施例中，控制器426或数字装置可以基于比较检测失效的电网资产。例如，电网资产的期望输出和/或输入可以被确定，并与跟踪的检测到的近距电压做比较。如果当前检测到的近距电压和/或跟踪的检测到的近距电压不在期望的范围内，跟踪的检测到的近距电压会被审查，以确定电网资产是否已经失效或正在退化。结果，需要被替换或接收维护的退化装备可以在性能明显恶化之前被识别和编入预算，由此改进电力输送和配电网的维护两者的效率。

本领域的技术人员应当明白潜在的偷电可以被识别。在各个实施例中，每个开关控制VAR源可以检测和跟踪电压。跟踪的电压可以被记录和/或(例如，经由通信模块或另一个数字装置例如智能电表的天线)提供给VAR源服务器。VAR源服务器可以例如跟踪沿馈线被所有开关控制VAR源识别的电压，并将该电压与被电力部门(例如，经由智能电表)跟踪的消耗比较。基于所述比较，偷电可以被检测到。进一步地，部分基于任何数量的开关控制VAR源的效果，偷电可以被定位，用于进一步调查。

如本文所建议的，大规模分布式动态可控VAR源的策略利用公用电力部门业已承担的其他成本。例如，开关控制VAR源可以被设置在智能电表内部或与智能电表一起设置，以便安装可以与电表安装或读数/维护并行进行。这些电表感测电压和电流，以计算负载的功耗，并且具有将信息中继到中心数据储存库的通信。这些安装成本已经纳入电表成本中。

与电表的简单通信机制可以允许电表与开关控制VAR源之间的通信(例如，用于向电力部门报告状态、接收设定值、接收延迟时间、和/或用于提取激活的命令)。在某些实施例中，在智能电表内的负载电流的测量可以被传送到开关控制VAR源，用于电压调节的确定。

在各个实施例中，具有开关控制VAR源的电表可以是非常紧凑和超低成本的。在某些实施例中，典型的等级可以是在240伏对应于2.1安培容性电流的500VAR。这大约可以是向客户供应10kW的变压器阻抗的5％的漏阻抗两端的VAR降。电力部门网络和资产负载计算可以基于假设负载多样性因素的统计基础完成。如果配电电路上的全部电表(例如，10,000)具有开关控制VAR源，那么基于在每相上的部署，在该条线路上会有5MVAR的动态可控的VAR。例如，将每个开关控制VAR源的补偿提升到1000VAR，可以只轻微增加成本，但可以提供10MVAR的动态VAR补偿。

在各个实施例中，开关控制VAR源可以被集成到任何电力部门资产中或其旁边，例如柱安装变压器或灯柱。如本文所讨论的，通信能力不是开关控制VAR源运行的要求，但可以提高提取调度命令和向电力部门传送状态的能力。可能的实施方式可以是将多个开关控制VAR源归拢到公共房屋中并将该归拢物设置在向多个住宅或商业负载供电的变压器内或其附近。该归拢物可以连接到变压器的低压侧，从而最小化或降低对开关控制VAR源的BIL管理的要求。

本领域中的技术人员应当明白，归拢可以允许单个通信模块与多个开关控制VAR源的集成，从而允许更大的成本节约。可以以实际装置成本的价钱对所输送的千VAR的比率($/kVAR)测量这类装置的成本。这种归拢也可以允许单个电源和控制器的使用，并且提供关于不同开关控制VAR源的切换行为的可靠信息。

在归拢单元中，最小化或降低电网上谐波的冲击是可能的。这种实施方式可以保持单个用户单元的基本特征，而且通过将电流和温度测量集成到单元中；使用变压器负载和温度漂移来计算对变压器寿命的冲击；和/或向电力部门传送变压器状态，该捆束可以向电力部门客户提供更多的价值。归拢的开关控制VAR源实施方式，具体地如电力部门常规使用地被设置在柱顶或支架安装变压器附近时，通过执行动态电压VAR优化功能，此外通过用作位于配电网上的数以百万计的变压器的资产监测器，可以向电力部门提供高价值。

在各个实施例中，为了避免多个开关控制VAR源基于由其他开关控制VAR源感知的变化调整和再调整无功功率，一个或多个控制器可以基于不同的检测电压激活或去激活不同的开关控制VAR源。例如，不同的开关控制VAR源可以基于不同的设定值而激活和/或去激活。不同的设定值可以由一个或多个远程数字装置提供。在某些实施例中，一个或多个开关控制VAR源可以调整设定值(例如，通过随机确定的量改变设定值)，以建立不同的设定值。

开关控制VAR源可以只基于测量到的线电压而非负载或线电流来执行无功功率补偿。在这类实施例中，开关控制VAR源可以不执行功率因数校正。在另一个实施例中，开关控制VAR源也可以查看线电流和电压，以评估所要求的VAR校正程度并可以运行将客户负载功率因数恢复为单一的功率因数。功率因数校正可以不管理用于电网电压调节的无功功率。在某些实施例中，在中压线路上的电流传感器可以提供用于校正在初级中压线路上的功率因数的信息，从而降低整个系统的损耗。本领域中的技术人员应当明白，功率因数校正通常被用来减少处罚，并可以在某种程度上减少电力部门提供的能量(如果负载有明显的滞后功率因数)。在其他实施例中，开关控制VAR源可以检测电流(例如，经由电表，电网资产，或控制器524的估算)并且通过使用加权算法除了进行电压调节以外，还执行功率因数校正。所使用的VAR源的多样性可以允许若干目标例如电压调节以及负载和线路功率因数的同时优化。

图7是在某些实施例中的利用两个开关控制VAR源进行网络调节的事件的时序图。在各个实施例中，第一和第二开关控制VAR源可以彼此接近(例如，耦合到相同或相关的馈线)。由一个开关控制VAR源引起的电压变化可以被检测到并由其他开关控制VAR源进行反应。结果，为了避免内耗(例如，鉴于其他开关控制VAR源的动作而不断校正和重新校正电压)，一个或多个开关控制VAR源的切换过程可以被延迟不同的延迟时间。结果，即使第一开关控制VAR源基于检测到的电压初始确定启用VAR补偿组件，第一开关控制VAR源可以等待延迟时间，从而为第二开关控制VAR源给出校正电压的机会。如果第二开关控制VAR源的动作是充分的，那么第一开关控制VAR源可以检测变化并且不执行任何切换动作。

在步骤702中，第一开关控制VAR源检测接近第一网络边缘的第一电压。在某些实施例中，第一开关控制VAR源检测在变压器低电力侧的具体负载处的电压。在步骤704中，第一开关控制VAR源可以比较第一近距电压和设定值，以确定第一开关控制VAR源的VAR补偿组件是否应当被启用。在步骤706中，第一开关控制VAR源可以延迟接通VAR补偿组件的切换达第一预定的时间(即，针对第一延迟)。

在步骤708中，第二开关控制VAR源检测接近第二网络边缘的第二电压。在某些实施例中，第二开关控制VAR源检测在变压器低电力侧的具体负载处的电压。在一个示例中，第一和第二开关控制VAR源均被耦合到相同馈线和/或相同变压器的相同侧。在步骤710中，第二开关控制VAR源可以比较第二近距电压和设定值，以确定第二开关控制VAR源的VAR补偿组件是否应当被启用。在步骤712中，第二开关控制VAR源可以延迟接通VAR补偿组件的切换达第二预定的时间(即，针对第二延迟)。

第一和第二延迟可以是不同的时间段。结果，每个开关控制VAR源可以对于检测到的近距电压与一个或多个设定值的比较延迟动作，直到其他开关控制VAR源已经具有校正网络电压的机会。在预定时间后，如果初始确定仍然是必要的(例如，在延迟时间期满后，近距电压保持未改变或仍然在(多个)设定值范围之外)，那么开关控制VAR源可以控制开关接通或断开VAR补偿组件。

在各个实施例中，延迟可以用于避免两个或多个开关控制VAR源之间的内耗。延迟可以被更新和/或被另一个数字装置(例如，在电力线载波上或经由智能电表无线地)传送。

如本文所讨论的，延迟时间可以基于电网的条件而改变。例如，如果电压、电流或任何电力特性的变化率是明显的，延迟时间可以被缩短或延长。在某些实施例中，虽然不同的开关控制VAR源存在不同的延迟时间，不过所有的延迟时间可以在类似条件下以类似方式(例如，被缩短或延长)改变。

在步骤714中，第二开关控制VAR源在第二延迟时间之后(例如，在第二预定延迟之后)检测近距电压。在各个实施例中，开关控制VAR源以预定次数或连续地检测近距电压。一旦延迟期满之后，第二开关控制VAR源的控制器可以检索最后检测到的电压或检测线路的电压。在步骤716中，第二开关控制VAR源基于最后检测到的近距电压与一个或多个设定值的比较，确定是否启用VAR补偿。

在步骤718中，基于比较，如果第二开关控制VAR源确定启用VAR补偿组件，第二开关控制VAR源可以调整网络电压(例如，通过调节VAR)。

在各个实施例中，第一开关控制VAR源可以在切换相关的VAR补偿组件之前继续延迟。第一开关控制VAR源可以检测由第二开关控制VAR源的动作引起的电压的变化。如果在第一延迟之后，新近检测到的近距电压仍然在由一个或多个设定值建立的范围之外，第一开关控制VAR源可以接通VAR补偿组件。不过，如果在该延迟之后，第二开关控制VAR源的动作改进了网络电压(例如，新近检测到的电压在一个或多个设定值的范围内)，第一开关控制VAR源可以不采取进一步的动作。

在步骤720中，第一开关控制VAR源在第一延迟时间之后(例如，在第一预定延迟之后)检测近距电压。在一个示例中，一旦延迟期满，第一开关控制VAR源的控制器可以检索最后检测到的电压或检测线路的电压。在步骤722中，第一开关控制VAR源基于最后检测到的近距电压与一个或多个设定值的比较，来确定是否启用VAR补偿。

在步骤724中，基于比较，如果第一开关控制VAR源确定启用VAR补偿组件，第一开关控制VAR源可以调整网络电压(例如，通过调节VAR)。

本领域的技术人员应当明白电压设定值可以被预配置。在某些实施例中，一个或两个开关控制VAR源可以包括经配置接收设定值的(多个)通信模块。在一个示例中，开关控制VAR源可以接收新设定值，该新设定值可替换或增补先前接收到的和/或预先存在的设定值。

虽然图7只对两个开关控制VAR源进行讨论，本领域中的技术人员应当明白，可以存在任何数量的运行调整网络无功伏安的开关控制VAR源(例如，每个VAR源都可以具有阻止内耗的不同延迟)。

图8是示出在现有技术中的在各个节点处的典型电压分布曲线的图形。彩色圆点表示一天中的不同时间。利用现有技术的方案，VVO或CVR解决方案受限于最高和最低的电压节点。

图9是示出在某些实施例中的利用240开关控制VAR源运行以调节沿配电馈线的边缘的电压所实现的在各个节点处的相对平坦的电压分布曲线的图形。如本文讨论的，网络边缘电压优化(ENVO)可以通过在网络边缘处或网络边缘附近的多个开关控制VAR源的动态的自主动作来实现。开关控制VAR源可以对馈线上负载的改变程度自动和自主做出反应(例如，独立切换以启用或禁用VAR补偿组件)，从而沿着馈线将网络边缘电压保持在严密的调节范围内。

这种调节可以自动保持，即使重负载区域随机和偶然地偏移在馈线的设计范围上。在某些实施例中，其结果跨越所有测量的网络边缘的非常平坦的电压分布曲线，这在现有技术条件下是前所未有的。曲线图示出具有ENVO的电压是相对平坦的，没有ENVO的电压是下降明显的，并且通过在CVR模式中利用ENVO，电压是相对平坦的电压。可以看出，当以相同馈线和相同负载运行时，电压扩散从没有补偿的+l/-5％减少到具有ENVO的+/-1％。

图10是示出在某些实施例中ENVO系统对线电压变化(这可以由太阳能光伏电(PV)站产生)以及对线负载的阶跃变化的动态响应的图形。可以看出，在两种情况下，整个线路的电压快速稳定，展示了高速响应。需要指出，在时间0开始的线路的初始变化和在时间2.5之后的线路的变化是仿真的设定和去激活的一部分。

图10示出用ENVO补偿实施CVR从而实现沿馈线长度的平坦和降低的电压的分布曲线的能力。可以看出，通过与在变电站处的LTC配合，网络边缘电压会降低3-6％(例如，4％)，在典型CVR因素为0.8下，可以给出消耗的能量有3.2％的降低。这种性能水平对于在现有技术中的常规VVC或VVO解决方案简直是不可能的。

ENVO系统运行相对其他VVO方法通常可以不受网络配置或电力流(例如，生成于分散的绿色能源)的方向影响，依赖可以运行一个配置而非运行另一个配置的装置的集中位置。结果，由于故障检测隔离和恢复(FDIR)方案的网络重配置可以不会负面影响ENVO。进一步地，由于网络边缘电压分布曲线的增加控制，有载分接头的运行相对CVR功能的实施可以简化。而且，ENVO系统源可以对系统故障快速响应(例如，在例如等于或少于16.6ms的周期内或远远少于该周期)，从而有助于避免例如故障诱发的滞后电压恢复或FIDVR事件的级联故障。

虽然没有通信被要求实现沿着整个线路长度的平坦电压分布，但是在各个实施例中，廉价的低速可变延迟通信可以在较低的成本允许高级的功能例如VVO和CVR(例如，通过设定值)而不具有当前VVO系统的复杂性。进一步地，可以存在明显的机会以影响现有通信投资和其他电网基础设施，从而进一步降低总持有成本。

在成熟市场，例如在美国，ENVO系统可以实施具有很强投资回报率(ROI)的经济有效的配电自动化技术。在某些实施例中，沿着馈线动态和/或自动补偿所有线电压降的能力允许建造更长的馈线，允许现有馈线容量的增加，尤其是在农村地区，并且明显降低所需要的抽头改变调节器的数量并降低抽头改变的频率。其还可以允许分布式发电资源更加容易的整合并且可以抵消由绿色发电能源(例如，不可预知的云或风力变化)引起的快速电压波动。

图11a是在某些实施例中的可以在柱上变压器或任何电网资产内或变压器或任何电网资产旁边的多个开关控制VAR源的另一个电路图。图1b-3专注于图11a的电路图的不同部分。在各个实施例中，任何变压器(例如，柱上变压器)、智能电表、电表或电网资产可以包括一个或多个VAR源。多个VAR源中的每个VAR源都可以做出确定并且可以自主调整来自柱上变压器的其他VAR源的电压。在某些实施例中，多个VAR源可以共享包括例如控制器和/或电源单元的任何数量的组件。

在各个实施例中，一个或多个控制器可以控制柱上变压器中的两个或多个VAR源以配合电压调整。例如，单个控制器可以检测近距电压；比较该电压与一个或多个设定值；确定电压调整；并且确定哪个VAR源应当被启用(或禁用)，以实现预期的效果并提供适当的命令。

在某些实施例中，一个VAR源或VAR源的子集可以包括与一个或多个电容器并联的一个或多个电感器。本领域中的技术人员应当明白，电感器可以在有必要调整电压时被启用。在其他实施例中，在任何数量的并联连接的开关控制VAR源中可以存在任何数量的电感器和任何数量的电容器。

图11a示出开关控制VAR源1102、多个开关控制VAR源1104、控制器1106、以及电源模块1108。开关控制VAR源1102可以是多个开关控制VAR源1104中的任意一个。开关控制VAR源1102可以类似于开关控制VAR源400。多个开关控制VAR源1104可以包括任何数量的开关控制VAR源。控制器1106可以是微处理器、PIC、或任何处理器。电源模块1108可以执行电压检测和/或过零点阈值检测(ZCD)。

本领域中的技术人员应当明白，在图11中示出的电路可以是任何装置的一部分或装置的组合，并且装置并不限于柱上变压器。例如，可以存在与任何电网资产关联或作为独立单元的多个开关控制VAR源1104、控制器1106、和/或电源模块1108(例如，并联耦合到馈线)。

图11b示出在某些实施例中的开关控制VAR源1102。开关控制VAR源1102可以包括熔丝、电容器、谐波传感器、用于ADC线路的零电压检测、用于ADC线路的I感测检测、以及继电器电路。开关控制VAR源1102可以并联耦合到馈线；调整无功功率；并且向控制器1106提供信息(例如，谐波信息、ZVD、和/或I感测信号)。双向三极晶闸管和继电器电路可以由来自控制器1106的信号进行控制。

在某些实施例中，谐波传感器可以检测随后被降低或消除的谐波共振。用于ADC线路的I感测检测和用于ADC线路的零电压检测可以被用于检测电流、谐波和/或电压，这可以允许控制器1106更好保护该电路并对电压调节进行调整。继电器线路可以是启用或禁用电容器的开关的一部分。

图11c示出在某些实施例中的多个开关控制VAR源1104。图11c的每个开关控制VAR源可以包括与其他开关控制VAR源类似或不同的组件。例如，一个或多个开关控制VAR源可以包括与电容器并联的电感器。单个控制器可以控制一个或多个开关控制VAR源。

图11d示出在某些实施例中的控制器1106。控制器1106可以控制任何数量的开关控制VAR源1104。控制器可以从一个或多个开关控制VAR源接收信息(谐波信息、ZVD、和/或I感测信号)并使用该信息控制双向三极晶闸管、继电器和/或降低谐波共振。例如，控制器1106可以仅基于多个开关控制VAR源1104中的一个VAR源的电压检测来接收并进行调整。虽然在图11a和11d中只示出一个处理器，本领域中的技术人员应当明白，可以存在耦合到任何数量的开关控制VAR源的任何数量的处理器。

图11e示出在某些实施例中的耦合到控制器1106的包括ADC线路和ZCD线路的电源模块1108。ADC线路和ZCD线路可以耦合到馈线并向控制器1106提供信息和/或电力。ADC线路和ZCD线路可以向控制器1106提供电力和/或关于电压的信息。在某些实施例中，控制器1106基于过零点检测控制多个开关控制VAR源1102的一个或多个双向三极晶闸管。

本领域中的技术人员应当明白，其他电路设计、组件等可以执行类似功能或执行类似结果并且仍然可以在本文所述的发明范围内。

图12示出示例数字装置1200的框图。在某些实施例中，数字装置1200可以向一个或多个开关控制VAR源提供设定值和/或分布曲线。数字装置1200还可以接收可用于跟踪使用率、识别潜在偷电和/或保持电网资产的电压和/或电力跟踪信息。进一步地，在各个实施例中，数字装置1200可以配合和/或控制任何数量的开关控制VAR源。

数字装置1200包括通信耦合到总线1214的处理器1202、存储器系统1204、储存系统1206、通信网络接口1208、可选的I/O接口1210、以及可选显示接口1212。处理器1202经配置执行可执行的指令(例如，程序)。在某些实施例中，处理器1202包括能够处理可执行指令的线路或任何处理器。

存储器系统1204是经配置储存数据的任何存储器。存储器系统1204的某些示例是存储器件，例如RAM或ROM。存储器系统1204可以包括RAM缓存。在各个实施例中，数据被储存在存储器系统1204内。在存储器系统1204内的数据可以被清除或最终被转移到储存系统1206。

数据储存系统1206是经配置检索和储存数据的任何储存器。数据储存系统1206的某些示例是固件存储器、闪存驱动器、硬盘驱动器、光盘驱动器和/或磁带。在某些实施例中，数字装置1200包括RAM形式的存储器系统1204和闪存数据形式的数据储存系统1206。存储器系统1204和数据储存系统1206两者均包括计算机可读介质，计算机可读介质可以储存由包括处理器1202的计算机处理器可执行的指令或程序。

通信网络接口(通信网络接口)1208可以经由链路1216耦合到网络(例如，通信网络164)。通信网络接口1208可以支持例如以太网连接、串联连接、并联连接或ATA连接上的通信。通信网络接口1208还可以支持无线通信(例如，802.16a/b/g/n，WiMax)。本领域的技术人员应当明白，通信网络接口1208可以支持许多有线和无线标准。

可选输入/输出(I/O)接口1210是从用户接收数据和输出数据的任何装置。可选的显示接口1212是经配置向显示器输出图形和数据的任何装置。在一个示例中，显示接口1212是图形适配器。应当明白，不是所有的数字装置1200包括I/O接口1210或显示接口1212。

本领域的技术人员应当明白，数字装置1200的硬件元件并不限于在图12中示出的这些元件。数字装置1200可以包括比所示出的元件更多或更少的硬件元件。进一步地，硬件元件可以共享功能并且仍然在本文所述各个实施例的范围内。在一个示例中，编码和/或解码可以由处理器1202和/或位于GPU(即，NVidia)上的协同处理器执行。

图13示出在某些实施例中的仿真馈线图1300。图13包括变电站1302，该变电站具有包括初级馈线1304和次级馈线1306的两个馈线。沿着每个馈线，负载和ENVO被安装在8kV/240V变压器后。在这个示例中，ENVO与在不同馈线上的负载位于相同位置或位于在不同馈线上的负载的附近。

在某些实施例中，每个ENVO包括开关控制电压源。该开关控制VAR源可以类似于图4a的开关控制VAR源400。该开关控制VAR源可以调整无功功率、有功功率、或两者。在各个实施例中，该开关控制电压源是图4a的开关控制VAR源400。

在图13示出的示例中，存在位于每个负载处或其附近的ENVO。在各个实施例中，开关控制电压源或ENVO不位于每个负载处或其附近。例如，多个负载可以不在开关控制电压源或ENVO处，或不在开关控制电压源或ENVO附近。进一步地，在某些实施例中，一个或多个开关控制电压源或ENVO可以位于一起(例如，在柱上变压器内，其中多个ENVO可以由单个处理器或控制器控制)。

在各个实施例中，每个开关控制电压源或ENVO可以包括一个或多个延迟，以避免内耗。例如，如果各种不同的开关控制电压源或ENVO在动作之前等待不同的延迟持续时间，一个或多个开关控制电压源或ENVO可以在采取动作之前考虑其他开关控制电压源或ENVO的电压调整。结果，在期望网络电压之上和之下的滞后或跳动可以被减少或消除。

在各个实施例中，每个开关控制电压源或ENVO可以(例如，通过随机数发生器)生成延迟，该延迟允许不同单元一致动作，即使不同的开关控制电压源之间没有直接通信，并且集中通信设施的直接控制没有直接控制，集中通信设施通过直接命令不同的开关控制电压源接通或断开来使行为实时同步。

在各个实施例中，不同的开关控制电压源或ENVO独立地动作，不过，作为总体，其效果是改进整个配电网或其一部分的电力和/或电压。

图14是在某些实施例中，可以耦合到配电网的示例性开关控制电压源1400的框图。开关控制VAR源1400可以包括n周期延迟控制模块1402、慢/快积分控制模块1404、“或”模块1406a-b、锁存器1408、以及VAR补偿组件1410(可以是电容器或电感器)。在某些实施例中，如果测得的端电压(V_PN)超出范围，那么n周期延迟控制块1402生成切换信号，从而在基频的n周期延迟之后通过切换入或切换出电压源(例如，VAR)来调节电压：

V_PN<＝V_LOW(切换入)

V_PN>＝V_HIGH(切换出)

值n可以定义单个开关控制电压源1400的切换瞬间。V_LOW和V_HIGH是可以提供滞后控制的限度的值。

慢/快积分控制块1404可以与n周期延迟控制块1402并行运行。在各个实施例中，如果测得的电压误差太高或太低，那么，慢/快积分控制块1404可以分别生成在瞬变电压条件期间用于快切换和在稳定状态条件期间用于慢切换的切换信号。

在各个实施例中，n周期延迟控制块1402将线电压调节在规定范围内。n周期延迟控制块1402可以包括耦合到第一高电压比较器1414、第一低电压比较器1416和n周期延迟模块1418的电压检测模块1412(RMS计算)。n周期延迟模块1418耦合到第二高电压比较器1420。“与”模块1424a耦合到第一和第二高电压比较器1414和1420两者。n周期延迟模块1418也耦合到第二低电压比较器1422。“与”模块1424b耦合到第一和第二低电压比较器1416和1422两者。

“与”模块1424a和1424b分别耦合到“或”模块1406a和1406b。“或”模块1406a和1406b耦合到锁存器模块1408，锁存器模块1408进而耦合到电压源1410，例如但不限于电容器或任何其他电压补偿组件。

在各个实施例中，电压检测模块1412可以检测电压，并向第一高电压比较器1414、第一低电压比较器1416和n周期延迟模块1418提供所检测到的电压。在某些实施例中，电压检测模块1412可以计算与从电力线路所检测到的电压关联的RMS值或任何其他值。在各个实施例中，电压检测模块1412不计算检测到的电压的值。

第一高电平比较器1414可以接收来自电压检测模块1412的检测到的电压(例如，表示检测到的电压的任何值)，并将检测到的电压与第一高电压值相比较。第一高电压值可以包括设定值，或可基于通过开关控制电压源1400所接收的一个或多个设定值被确定。如果第一高电平比较器1414确定检测到的电压大于第一高电压值，第一高电平比较器1414可以向“与”模块1424a提供第一高电压信号。

第一低电平比较器1416可以接收来自电压检测模块1412的检测到的电压(例如，表示所检测到的电压的任何值)，并将检测到的电压与第一低电压值相比较。第一低电压值可以包括设定值，或可基于通过开关控制电压源1400所接收的一个或多个设定值被确定。第一低电平比较器1416的任何数量的(多个)设定值可以类似或不同于第一高电平比较器1414的任何数量的(多个)设定值。如果第一低电平比较器1416确定所检测到的电压小于第一低电压值，第一低电平比较器1416可以向“与”模块1424a提供第一低电压信号。

n周期延迟模块1418可以是储存和/或生成延迟值(例如，n周期延迟值)的模块。在某些实施例中，开关控制电压源1400包括通信接口或耦合到通信接口(例如，通过与智能电表的集成)，该通信接口经配置接收一个或多个延迟值。在各个实施例中，当开关控制电压源1400被制造时，开关控制电压源1400可以被预配置具有一个或多个延迟值。进一步地，在某些实施例中，开关控制电压源1400可以生成一个或多个延迟值。例如，n周期延迟模块1418可以包括随机数发生器以便生成延迟值。本领域中的技术人员应当明白，n周期延迟模块1418可以生成预定值范围(例如，现有的值的范围经由通信接口接收、预配置或生成)上的延迟。

在基于延迟值的延迟持续时间之后，n周期延迟模块1418向第二高电平比较器1420和第二低电平比较器1422提供所检测到的信号。第二高电平比较器1420可以与第一高电平比较器1414类似或不同。例如，第二高电平比较器1420可以将所检测到的电压和类似或不同于第一高电平比较器1420的一个或多个设定值的一个或多个设定值相比较。进一步地，第二低电平比较器1422可以与第一低电平比较器1422类似或不同。例如，第二低电平比较器1422可以将所检测到的电压和类似或不同于第一低电平比较器1416的一个或多个设定值的一个或多个设定值相比较。

如果第二高电平比较器1420确定所检测到的电压大于第二高电压值(第二高电压值基于第二高电平比较器1420的一个或多个设定值)，第二高电平比较器1420可以向“与”模块1424a提供第二高电压信号。

如果第二低电平比较器1422确定所检测到的电压小于第二低电压值(第二低电压值基于第二低电平比较器1422的一个或多个设定值)，第二低电平比较器1422可以向“与”模块1424b提供第二低电压信号。

“与”模块1424a可以分别接收来自第一和第二高电平比较器1414和1420的第一和第二高电压信号。第一和第二高电压信号可以是类似(例如，可以是相同信号)或不同的。如果第一和第二高电压信号均由“与”模块1424a接收，“与”模块1424a可以向“或”模块1406b提供“断开”信号。该“断开”信号可以和第一和/或第二高电压信号类似或不同。

“与”模块1424b可以分别接收来自第一和第二低电平比较器1416和1422的第一和第二低电压信号。第一和第二低电压信号可以是类似(例如，可以是相同信号)或不同的。如果第一和第二低电压信号均由“与”模块1424b接收，“与”模块1424b可以向“或”模块1406a提供“接通”信号。该“接通”信号可以和第一和/或第二低电压信号类似或不同。

慢/快积分控制1404可以包括混合器1426，混合器1426将设定电压(例如，Vset)和来自电压检测器1412的检测到的电压相混合。混合器1426可以向标量模块1428提供混合后的信号。标量模块1428可以为混合后的信号提供定标系数(例如，K)。预配置或生成的定标系数可以由例如可选的通信模块接收。

本领域的技术人员应当明白开关控制VAR源1400可以包括任何数量的设定值。预配置和/或生成的任何数量的设定值可以被接收自通信接口。在各个实施例中，一个或多个设定值可以在任何时间被改变或更新。在各个实施例中，开关控制电压源1400的处理器可以经配置更新、更改或改变一个或多个设定值。例如，开关控制电压源1400的处理器可以执行学习功能，以识别可能的电力情况(例如，电压变化一致或电压周期性变化)并鉴于开关控制电压源1400和/或从任何数量其他电压源(例如，电容组和/或其他开关控制电压源1400)的期望结果，改变一个或多个设定值，以提高效率。

标量模块1428可以向积分模块1430提供比例化(scale)地混合后的信号。积分模块1430可以积分若干误差和/或若干事件，其中，所检测到的电压高于或低于任何数量的设定值。积分模块1430可以向“与”模块1436a提供高电压饱和信号，并且向“与”模块1436b提供低电压饱和信号。

慢/快积分控制模块1404的第三高电压比较器1432和第三低电压比较器1434可以经配置接收(例如，来自电压检测器1412的)所检测到的电压。第三高电压比较器1432可以比较所检测到的电压与一个或多个设定值。第三高电压比较器1432的一个或多个设定值可以类似或不同于n周期延迟控制模块1402或第三低电压比较器1434的任何数量的设定值。如果所检测到的电压大于和/或等于一个或多个设定值，第三高电压比较器1432可以向“与”模块1436a提供第三高电压信号。

第三低电压比较器1434可以比较所检测到的电压与一个或多个设定值。第三低电压比较器1434的一个或多个设定值可以类似或不同于n周期延迟控制模块1402或第三高电压比较器1432的任何数量的设定值。如果所检测到的电压少于和/或等于一个或多个设定值，第三低电压比较器1434可以向“与”模块1436b提供第三低电压信号。

“与”模块1436a可以分别接收来自积分模块1430和第三高电平比较器1432的高电压饱和信号和第三高电压信号。高电压饱和信号和第三高电压信号可以是类似(例如，可以是相同信号)或不同的。如果高电压饱和信号和第三高电压信号均由“与”模块1436a接收，“与”模块1436a可以向“或”模块1406b提供“断开”信号。该“断开”信号可以类似或不同于高电压饱和信号和第三高电压信号。

“与”模块1436b可以分别接收来自积分模块1430和第三低电平比较器1434的低电压饱和信号和第三低电压信号。该低电压饱和信号和第三低电压信号可以是类似(例如，可以是相同信号)或不同的。如果低电压饱和信号和第三低电压信号均由“与”模块1436b接收，“与”模块1436b可以向“或”模块1406a提供“接通”信号。该“接通”信号可以类似或不同于高电压饱和信号和第三高电压信号。

如果来自“与”模块1436b的“接通”信号和/或来自“与”模块1424b的“接通”信号由“或”模块1406a接收，锁存器模块1408可以接收来自“或”模块1406a的信号，以激活(例如，闭合开关)电压源1410。该开关可以包括晶体管、继电器、或任何其他开关，例如，图4a的半导体开关416和/或继电器414的全部或一部分。

如果来自“与”模块1436a的“断开”信号和/或来自“与”模块1424a的“断开”信号由“或”模块1406b接收，锁存器模块1408可以接收来自“或”模块1406b的信号，以去激活(例如，断开开关)电压源1410。

本领域中的技术人员应当明白，锁存器1408可以是任何数量的锁存器，例如状态器件或触发器。“或”模块1406a-b可以单独或集中包括执行“或”逻辑操作的任何类型硬件或软件。

进一步地，本领域中的技术人员应当明白，“与”模块1424a-b和1436a-b可以单独或集中包括执行“与”逻辑操作的任何类型硬件或软件。进一步地，虽然图14中的电压源被示为电容器，但是本领域中的技术人员应当明白，任何数量的电容器、电感器和/或任何其他电压源能够通过开关的激活进行动作。该开关也可以是软件或硬件中的任一种。

在各个实施例中，模块可以是硬件、软件或硬件和软件的组合。在某些实施例中，图14的某些元件，例如n周期延迟控制模块1402和慢/快积分控制模块1404可以由开关控制VAR源1400的处理器在软件中逻辑地实施。本领域中的技术人员应当明白，各种电路、模块和栅极可以以许多方式被实施。

图14是一个或多个电压源的延迟和控制的许多可能实施方式中的一种实施方式。本领域中的技术人员应当明白，可以有任何种类延迟与一个或多个设定值的任何数量的比较，以避免内耗。例如，在延迟后，可以有任何数量的开关控制VAR源运行，以校正电压。因为任何数量的开关控制电压源或其子集的延迟是不同的，其效果可以无滞后地校正和/或改进配电网或馈线内和/或整个配电网或馈线的电力。在某些实施例中，在发生校正时，任何数量的开关控制VAR源(尽管可能在不同的延迟)可以激活从而渐进地改进电力。

在某些实施例中，开关控制电压源1400包括通信接口或耦合到通信接口(例如，通过与智能电表的集成)，该通信接口经配置接收一个或多个延迟值。在各个实施例中，当开关控制电压源1400被制造时，开关控制电压源1400可以被预配置具有一个或多个延迟值。进一步地，在某些实施例中，开关控制电压源1400可以生成一个或多个延迟值。例如，n周期延迟模块1418可以包括随机数发生器以便生成延迟值。本领域中的技术人员应当明白，n周期延迟模块1418可以生成预定值范围(例如，现有的值的范围经由通信接口接收、预配置或生成)上的延迟。

图15是在某些实施例中的以不同延迟运行的多个开关控制VAR(也在图中)源的示例性方法。如本文所讨论的，每个开关控制VAR源(例如，第一和第二开关控制电压源)都可以包括关于图4a所讨论的开关控制VAR源400的全部或部分组件。例如，关于图15所讨论的每个开关控制电压源可以包括处理器、开关、和/或电压补偿组件。每个处理器可以是任何处理器，例如但不限于图4a的控制器426。每个开关可以是任何开关，例如但不限于图4a的可选NTC418、双向三极晶闸管420和/或继电器414。电压补偿组件可以是补偿电压或功率的任何电压源。每个电压补偿组件均可以是任何电压补偿组件，例如但不限于电容器412。电压补偿组件可以补偿配电网的馈线、支线或任何部分中的无功功率、有功功率或有功功率和无功功率的组合。

在步骤1502中，第一开关控制VAR源可以生成第一延迟值。在一个示例中，第一开关控制VAR源的随机数发生器可以生成第一延迟值。该随机数发生器可以随机选择第一延迟值，或在某些实施例中，该随机数发生器可以被加权或限制到延迟值的范围。

在步骤1504中，第二开关控制电压源可以生成第二延迟值。在类似于步骤1502的一个示例中，第二开关控制电压源的随机数发生器可以生成第二延迟值。该随机数发生器可以随机选择第二延迟值，或在某些实施例中，该随机数发生器可以被加权或限制到延迟值的范围。第二开关控制电压源的随机数发生器和第一开关控制电压源的随机数发生器可以以类似或不同方式被加权或限制。

本领域中的技术人员应当明白，可以以任何若干方式获得延迟值。随机数发生器可以生成延迟值或仅可以是延迟值生成的整个过程的一部分。在某些实施例中，该延迟值基于延迟值的范围选自一组延迟值。

在各个实施例中，代替生成延迟值，(例如，从中心通信设施或通过一个或多个开关控制电压源之间的近场通信)经由可选的通信接口，通过接收延迟值，第一和/或第二开关控制电压源可以获得一个或多个延迟值。第一和/或第二开关控制电压源也可以被预配置(例如，在制造期间或制造之后)具有一个或多个延迟值。在各个实施例中，每个开关控制电压源包括耦合到相应处理器的存储器。在某些实施例中，处理器获得来自存储器和/或储存器的一个或多个延迟值。

如关于图14所讨论的，每个开关控制电压源可以包括任何数量的延迟值。例如，每个开关控制电压源可以包括n周期延迟值和/积分器，该n周期延迟值和/积分器起延迟电压补偿组件的立即实施的作用。

在步骤1506中，第一开关控制电压源监测配电网的第一近距电压。例如，第一开关控制电压源可以耦合到配电网(例如，馈线)的任何部分。第一近距电压可以是接近第一开关控制电压源的检测到的电压。在各个实施例中，第一和/或第二开关控制电压源的处理器接收表示检测到的电压的电压值。处理器可以监测该电压值。

在步骤1508中，第二开关控制电压源监测配电网的第二近距电压。例如，第二开关控制电压源可以耦合到距离第一开关控制电压源的任何距离的配电网(例如，馈线)的任何部分。第二近距电压可以是接近第二开关控制电压源的检测到的电压。

在步骤1510中，第一开关控制电压源基于第一近距电压与第一设定值的比较，初始化第一延迟持续时间。第一延迟持续时间可以基于生成、接收或预配置的第一延迟值。在某些实施例中，第一延迟持续时间可以至少部分基于任何数量的延迟值。在某些实施例中，第一开关控制电压源比较第一近距电压与任何数量的设定值。如果确定第一近距电压不是所期望的(例如，太高或太低)，第一开关控制电压源可以在开始校正动作(例如，启用第一开关控制电压源的电压补偿组件)之前初始化第一延迟持续时间。

在步骤1512中，第二开关控制电压源基于第二近距电压与第二设定值的比较，初始化第二延迟持续时间。第二延迟持续时间可以基于生成、接收或预配置的第二延迟值。在某些实施例中，第二延迟持续时间可以至少部分基于任何数量的延迟值。在某些实施例中，第二开关控制电压源比较第二近距电压与任何数量的设定值。如果确定第二近距电压不是所期望的(例如，太高或太低)，第二开关控制电压源可以在开始校正动作(例如，启用第一开关控制电压源的电压补偿组件)之前初始化第二延迟持续时间。

在各个实施例中，第一和第二开关控制电压源同时或近乎同时监测第一和第二近距电压。同样，第一和第二开关控制电压源均可以同时或近乎同时分别初始化第一和第二延迟持续时间。不过，第一和第二开关控制电压源的延迟持续时间可以是不同的。结果，任一个延迟的持续时间可以在另一个延迟的持续时间之前期满，从而允许开关控制电压源中的一个电压源的校正动作在另一个开关控制电压源的延迟持续时间期满之前发生。

在步骤1514中，第二开关控制电压源的第二延迟持续时间在第一开关控制电压源的第一延迟持续时间之前期满。第二开关控制电压源的处理器可以基于第二近距电压的持续监测，确定是否连接第二开关控制电压源的电压补偿组件。例如，如果第二近距电压改变(例如，被其他的开关控制电压源校正)并且第二近距电压(例如，与一个或多个设定值比较时)是期望的，第二开关控制电压源的处理器可以确定不连接或不启用该电压补偿组件。如果第二近距电压未改变或仍然在明显不期望或不良的范围内时，第二开关控制电压源可以确定连接电压补偿组件(例如，启用一个或多个电容器、电感器或两者)。

在步骤1516中，在确定连接第二开关控制电压源的电压补偿组件后，该处理器可以控制一个或多个开关，以便连接或以其他方式启用电压补偿组件，从而调节网络电压。网络电压是全部配电网或部分配电网的电压。网络电压分量可以是电压或功率(例如，无功功率、有功功率、或两者的组合)的全部或一部分。

本领域中的技术人员应当明白，第二开关控制电压源的处理器或任何开关控制电压源的任何处理器可以基于确定来决定禁用或断开电压补偿组件。例如，在第二延迟持续时间期满之后，第二开关控制电压源的处理器可以确定断开第二开关控制电压源的电压补偿组件，这是因为全部或部分第二近距电压太高(例如，在第二延迟持续时间期满后，通过比较所监测的第二近距电压与一个或多个设定值进行确定)。

在步骤1518中，第一开关控制电压源的第一延迟持续时间期满。第一开关控制电压源的处理器可以基于第一近距电压的持续监测，确定是否连接第一开关控制电压源的电压补偿组件。例如，以类似于本文所讨论的关于第二开关控制电压源的方式，如果第一近距电压改变(例如，被其他的开关控制电压源校正)并且第一近距电压是所期望的(例如，与一个或多个设定值比较时)，第一开关控制电压源的处理器可以确定不连接或不启用该电压补偿组件。在这个示例中，由于第二开关控制电压源的动作，第一近距电压可能已经改变。如果所改变的第一近距电压是可接受的，第一开关控制电压源的处理器可以确定不连接第一开关控制电压源的电压补偿组件。可替换地，如果所改变的第一近距电压仍然是不可接受的(例如，所改变的第一近距电压已改进，但是与一个或多个设定值比较仍然是不良的)，第一开关控制电压源的处理器可以确定连接或启用电压补偿组件，以进一步调整网络电压。

在步骤1520中，在确定不连接第一开关控制电压源的电压补偿组件后，第一开关控制电压源可以继续监测第一近距电压。可以继续步骤1506中的过程。

本领域中的技术人员应当明白，第一开关控制电压源的处理器或任何开关控制电压源的任何处理器可以基于确定而决定禁用或断开电压补偿组件。例如，在第一延迟持续时间期满之后，第一开关控制电压源的处理器可以确定断开第一开关控制电压源的电压补偿组件，这是因为全部或部分近距电压太高(例如，在第一延迟持续时间期满后，通过比较所监测的第一近距电压与一个或多个设定值进行确定)。

在某些实施例中，在一个或多个操作(例如，启用或禁用电压补偿组件)后，任何数量的开关控制电压源可以更新一个或多个延迟值和/或一个或多个设定值。例如，一个或多个开关控制电压源在重型动作期间后可以加长延迟持续时间，以冷却一个或多个开关和/或电压补偿组件。进一步地，一个或多个开关控制电压源在重型动作期间后可以加长延迟持续时间，以延长一个或多个组件(例如一个或多个继电器)的寿命。

在某些实施例中，在少量操作的持续时间后，任何数量的开关控制电压源可以更新一个或多个延迟值和/或一个或多个设定值。例如，一个或多个开关控制电压源在轻动作期间后可以缩短延迟持续时间，以减轻其他开关控制电压源的负担。

图16示出在某些实施例中包括多个开关控制电压源1608a-1608b的柱上电压源1602的框图。柱上电压源1602可以包括任何数量的开关控制电压源。在各个实施例中，柱上电压源1602类似于在图11a-e中描述的柱上装置。

类似于关于图11a所讨论的，在各个实施例中，任何变压器(例如，柱上变压器)、智能电表、电表或电网资产可以包括一个或多个电压源。多个电压源中的每个电压都可以从柱上变压器的其他电压源做出确定和自主调整电压。在某些实施例中，多个电压源可以共享包括例如控制器1604、存储器1606和/或电源单元的任何数量的组件。

在各个实施例中，一个或多个控制器可以控制在毗邻于柱上变压器或与其集成的单元中的两个或多个VAR源，以配合电压调整。例如，单个控制器可以检测近距电压；比较电压与一个或多个设定值；确定电压调整；初始化与不同电压源关联的延迟持续时间；并命令一个或多个电压源启用(或禁用)有关的电压补偿组件，以实现预期的效果并调整网络电压。

柱上电压源1602可以与馈线1600耦合。在各个实施例中，柱上电压源1602包括耦合到存储器1606的处理器1604(例如，控制器)以及任何数量开关控制电压源1608a-n。在各个实施例中，处理器1604可以生成与不同开关控制电压源1608a-n关联的一个或多个延迟值。

在某些实施例中，柱上电压源1602包括通信接口，该通信接口经配置接收与一个或多个开关控制电压源1608a-n关联的一个或多个设定值。进一步地，该通信接口可以经配置接收与一个或多个开关控制电压源1608a-n关联的一个或多个延迟。

处理器1604例如通过改变延迟值的长度可以控制各种延迟，以改进散热并延长各个组件(例如，继电器)的寿命。例如，如果开关控制电压源的子集具有重切换负荷达预定的时间段，处理器1604可以排除该子集的全部或一部分达一段时间，使得让以前有效的开关控制电压源来冷却和延长继电器的寿命。同样，如果开关控制电压源的子集具有轻切换负荷达预定的时间段，处理器1604可以缩短延长，使得以前很少使用的装置可以执行更多切换，并允许其他开关控制电压源被不经常使用。

图17是在某些实施例中通过处理器1604控制多个开关控制电压源1608a-n的方法的流程图。在各个实施例中，开关控制电压源1608的全部或某些可以由处理器1604控制。开关控制电压源1608a-n的全部或某些可以或可以包括单独的处理器。

在步骤1702中，处理器1604获得用于开关控制电压源1608a-n中的每个电压源的延迟值。在某些实施例中，处理器1604利用随机数发生器生成一个或多个延迟值。在各个实施例中，处理器1604可以经由可选的通信接口或近场通信接收来自集中通信设施的延迟值。进一步地，处理器1604可以从存储器1606获得一个或多个延迟值。本领域中的技术人员应当明白，处理器可以以任何数量的方式(例如，生成、通过通信接口接收、或预配置)获得延迟值。在另一个示例中，柱上电压源1602可以接收与不同开关控制电压源关联的一组延迟值。

在步骤1704中，处理器1604和/或开关控制电压源中的一个或多个电压源监测配电网的近距电压。近距电压是接近柱上电压源1602的电压。在步骤1706中，处理器1604和/或开关控制电压源中的一个或多个电压源比较近距电压与至少一个设定值。至少一个设定值可以被例如生成、预配置或经由可选的通信接口接收。

在步骤1708中，如果比较指示近距电压是非期望的或不良的，处理器1604针对开关控制电压源1608a-n中的每个电压源初始化相应的延迟持续时间。每个不同的延迟持续时间可以基于不同的延迟值。结果，不同的开关控制电压源1608a-n基于关联的延迟持续时间执行延迟动作。

在步骤1710中，处理器1604确定是否在最短的延迟持续时间终止时连接开关控制电压源的电压补偿组件。例如，用于具体的开关控制电压源的关联延迟持续时间可以终止。在终止后，如果近距电压的持续监测指示该近距电压仍然是不良的(例如，通过比较近距电压与一个或多个设定值)，处理器1604可以决定命令具体的开关控制电压源接通(或断开)关联的电压补偿组件。另一方面，如果在延迟期间近距电压已经改变并且该近距电压是期望的，处理器可以不向开关控制电压源1608a-n生成任何命令。

在步骤1712中，处理器1604可以基于该确定控制与最短延迟关联的开关控制电压源的开关，使得连接或耦合关联的电压补偿组件，从而调整网络电压。

本领域中的技术人员应当明白，针对每个开关控制电压源，这个过程可以继续，直到近距电压的连续监测指示该近距电压是期望的(例如，通过比较该近距电压与一个或多个设定值)。例如，在步骤1714中，处理器1604确定在下一个最短延迟持续时间终止后，是否连接或耦合开关控制电压源的电压补偿组件。可以通过比较该近距电压的连续监测值与一个或多个设定值进行确定。虽然该近距电压的连续监测可以潜在反映之前的开关控制电压源进行的调整，但是该近距电压可能仍然是不良的。

在步骤1716中，基于步骤1714的确定的决策块导致在步骤1718中的控制与下一个最短延迟关联的开关控制电压源的开关以调整网络电压，或导致因为该近距电压在可接受范围内，没有产生变化。在某些实施例中，如果近距电压变成可接受的，处理器1604可以终止所有初始化的延迟，并且不提供进一步调整网络电压的任何命令。在其他实施例中，即使近距电压变成可接受的，每个开关控制电压源可以在每个延迟期满时基于比较近距电压与一个或多个设定值进行单独确定。

如果做出启用或禁用与下一个最短延迟持续时间关联的开关控制电压源的电压补偿组件的确定，关联的开关控制电压源的开关可以被控制，以调整网络电压，并且该过程返回到步骤1714。在每个延迟持续时间期满时，该过程可以继续，其中处理器1604可以通过一个或多个开关控制电压源继续调整网络电压。

如果处理器1604确定网络电压的进一步调整是不必要的(例如，基于近距电压与一个或多个设定值的比较)，可选地，处理器1604可以选择开关控制电压源的子集并生成不同的延迟值，或可选地，处理器1604可以使开关控制电压源的子集无效(例如，不能对网络电压做出进一步的改变)，以允许散热和/或延长一个或多个组件的寿命。在某些实施例中，处理器1604可以调整任何数量的开关控制电压源1608a-n的延迟值，以分散损耗、散热等。接着，该过程在步骤1704中继续，其中近距电压被继续监测并与至少一个设定值比较。本领域的技术人员应当明白，步骤1720是可选的。

图18和19均示出馈线对变电站的电压突然改变中的至少一个事件的电压响应。图18和19进一步显示，在这些示例中，部分由于不同开关控制电压源的不同延迟，开关控制电压源(即，节点)在一起工作。由于每个开关控制电压源可以在进行改进网络电压的动作之前延迟该动作达不同的持续时间，不同开关控制电压源之间的内耗得以避免。结果，电压可以渐进地改进(而非在预期电压之上和之下来回弹跳)，从而稳步趋近期望电压。

图18示出在某些实施例中未实施ENVO在不同时间处的初级馈线上的节点(即，开关控制电压源)的电压性能的仿真。每个开关控制电压源可以包括与其他开关控制电压源中的一个或多个电压源不同的延迟。水平轴指的是以秒为单位的时间，而左侧垂直轴指的是网络电压。右侧垂直轴指的是切入的容量kVar。虽然该水平轴指的是以秒为单位的时间，但是本领域中的技术人员应当明白，时间可以以任何增量递增，其包括但不限于纳秒、周期或部分周期。同样，虽然右轴指的是kVar，开关控制电压源的电压补偿组件可以补偿有功功率、无功功率、或两者。

系统启动指的是仿真的启动。该仿真在沿水平轴大约2.8秒的时间开始。在大约2.8秒处的虚线指的是该仿真的起始。在4秒的时间，变电站电压从大约1.01下降到大约0.99。多个节点3、5、7、9、11和13在一秒的一小部分(fraction)内响应，将电压改进到大约0.9998。此后，在不同的延迟后，通过一个或多个开关控制电压源，做出从大约4.3秒至5.5秒的宽带到改进后大约5.5秒处到大约8秒处的仿真结束的窄带的微小改进。

切入的容量虚线表示由不同开关控制电压源的不同电压补偿组件输送的容量。截至变电站的大约电压降，由所有节点提供的总容量大约是110kVar。在更多的节点接通其关联的电压补偿组件时，从节点输入到系统的总容量增加至大约200kVar(没有ENVO)。

本领域中的技术人员应当明白，通过在动作前实施延迟，每个开关控制电压源可以不断监测网络电压，并且潜在地对网络电压进行调整，从而很少有内耗或没有内耗。作为多个节点一致运行的结果，而不依赖外部控制或节点之间的通信，馈线的整体电压得以快速和有效改进。

图19示出在某些实施例中在具有ENVO的不同时间在初级馈线上的节点的电压性能的仿真。如关于图18所讨论的，每个开关控制电压源可以包括与其他开关控制电压源中的一个或多个电压源不同的延迟。水平轴指的是以秒为单位的时间，而左侧垂直轴指的是网络电压。右侧垂直轴指的是切入的容量kVar。虽然该水平轴指的是以秒为单位的时间，但是本领域中的技术人员应当明白，时间可以以任何增量递增，其包括但不限于纳秒、周期或部分周期。同样，虽然右轴指的是kVar，开关控制电压源的电压补偿组件可以补偿有功功率、无功功率、或两者。

系统启动指的是仿真的启动。该仿真在沿水平轴的时间大约1.9秒开始。在大约1.9秒处的虚线指的是该仿真的起始。在4秒的时间处，有负载变化(即，负载逐步增加)。多个节点3、5、7、9、11和13在一秒的一小部分内响应，以改进电压。此后，在不同的延迟后，通过一个或多个开关控制电压源，从大约4.3秒至5.9秒的宽带到改进后大约5.9秒处到大约8秒处的仿真结束的窄带的微小改进。

切入的容量虚线表示由不同开关控制电压源的不同电压补偿组件输送的容量。截至变电站的大约电压降，由所有节点提供的总容量大约是90kVar。在更多的节点接通其关联的电压补偿组件时，从节点输入到系统的总容量增加到大约160kVar(有ENVO)。

在某些实施例中，节点3、5、7、9、11和13中的一个或多个包括图14的n周期延迟控制1402和慢/快积分控制模块1404。在某些实施例中，图18和19中描绘部分的示出最大变化(例如，大约在4秒与4.2秒之间)的部分可以是每个相应节点的n周期延迟控制模块1402的响应。改进后的宽带响应可以包括某些节点的n周期延迟控制模块1402的组合的响应和其他节点的慢/快积分控制1404的响应。窄带响应可以包括例如其他节点的慢/快积分控制1404的响应。

图20示出在某些实施例中由聚合控制器对每个开关控制电压源实施的控制方案，其中变量Q(例如，调整后的电压例如kVAR)以固定的时间间隔被注入，直到发生收敛。在某些实施例中，每个开关控制电压源可以有聚合控制器，每个开关控制电压源可以是10-kVAR或80-kVAR开关控制电压源。例如，柱上系统可以包括控制多个不同开关控制电压源的一个控制器(例如，参见图11a-e)。这类方案可以针对每个单独开关控制电压源消除控制循环之间的不良干扰，这是由于单个“循环”可以在任何给定时间确定多少总电容器切换到线上。

在这个示例中，变量Q以预定的固定时间间隔注入。在某些实施例中，通过电压误差的平方确定以任何时间阶被注入的Q量。在一个示例中，这种行为通过下式表示：

ΔQ＝Δt.K_QT.|v*-v|²  (1)

其中，Δt是切换动作何时发生的固定时间阶，以及K_QT是基于系统特性、期望的响应速度比例化Q量并解耦两个毗邻开关控制电压源的控制器干扰的增益值。

图21示出在某些实施例中响应于输入电压阶跃减少的负载电压的仿真。在图21中，输入电压在大约0.2秒处下降。在大约0.21秒处，一个或多个开关控制电压源做出响应，利用变量Q以固定时间间隔调整网络电压。在这个示例中，通过大约0.24秒的时间，总电压上升到大约0.99，并且接着被保持。该仿真在大约0.4秒处结束。

图22示出在某些实施例中响应于负载阶跃增加的负载电压的仿真。在图22中，在大约0.2秒处有负载阶跃增加。在大约0.22秒处，一个或多个开关控制电压源做出响应，利用变量Q以固定时间间隔调整网络电压。如同前面的示例，通过大约0.23秒的时间，总电压上升到大约0.99，并且接着被保持。该仿真在大约0.4秒处结束。

可以指出，在图21和22的两种仿真之间，与响应于输入电压阶跃减少相反，当响应于负载阶跃增加时，一个或多个节点的总切入容量可以更少。

图23示出在某些实施例中由聚合控制器对每个开关控制电压源实施的控制方案，其中固定的Q(例如，调整后的电压例如kVAR)在可变的时间间隔被注入。在各个实施例中，ΔQ(即，由一个或多个开关控制电压源提供的无功功率、有功功率或两者的量)是固定的，而注入时间间隔是变化的。这种方案可以消除大的电压摆动。例如，当大量的VAR突然注入时，这种方案可以消除大的电压摆动。不过，收敛可以更缓慢发生。可变时间可以基于以下计算：

Δt＝K_T/|V^*-V|.  (2)

在负载、源变化时这个时间可以连续更新，并且毗邻VAR单元的注入程度可以改变电网电压。在各个实施例中，当V等于V*时，电压越接近基准值，与下一个间隔之间的时间越长，直到上述表达式的限值等于无穷大。

图24示出在某些实施例中对输入电压阶跃减少的负载电压响应的仿真。在图24中，仿真在大约2.9秒处开始，以及变电站的输入电压在大约4秒从大约1.01下降到大约0.99。在1秒的一小部分内，一个或多个开关控制电压源做出响应，以可变时间间隔的固定Q调整网络电压。在这个示例中，通过大约6.2秒的时间，总电压上升到大约0.9999，并且接着被保持。该仿真在大约8秒处结束。

如本文所讨论的，以可变时间间隔利用固定Q的网络电压调整减少大的电压摆动，并平滑多个节点的响应曲线。结果，在达到预期电压之前，其花费时间更长(例如，占一秒的百分比)。

图25示出在某些实施例中对负载阶跃增加的负载电压响应的仿真。在图25中，仿真在大约2.4秒处开始，并且负载在大约4秒处阶跃增加。在1秒的一小部分内，一个或多个开关控制电压源做出响应，以可变时间间隔利用固定Q调整网络电压。在这个示例中，通过大约6.9秒的时间，总电压上升到大约0.9999，并且接着被保持。该仿真在大约8秒结束。

可以指出，在图24和25的两种仿真之间，与响应于负载阶跃增加相反，当响应于输入电压变化时，一个或多个节点的总切入容量可以更少。

上述功能和组件可以由储存在存储介质例如计算机可读介质上的指令组成。指令可以被处理器检索和执行。某些指令示例是软件，程序代码和固件。某些存储介质示例是存储器件、磁带、磁盘、集成电路和服务器。当被处理器执行时，指令可操作引导处理器根据本发明的实施例操作。本领域的技术人员对指令、处理器和存储介质是熟悉的。

各个实施例在本文作为示例被描述。本领域的技术人员应当明白，在没有偏离本发明的广泛范围的情况下，可以对各个实施例进行改变并且可以使用其他实施例。因此，在示例性实施例上的这些和其他变型可以被本发明覆盖。

Claims (21)

1.一种系统，其包括：

配电网；

耦合到所述配电网的第一开关控制无功伏安源即VAR源，所述第一开关控制VAR源包括处理器、电压补偿组件以及开关，所述第一开关控制VAR源经配置

获得第一延迟值，该第一延迟值不同于耦合到所述配电网的另一个开关控制VAR源的另一个延迟值，

监测所述配电网的第一近距电压，所述第一近距电压接近所述第一开关控制VAR源，

基于所述第一近距电压与至少一个设定值的比较，初始化第一延迟持续时间，所述第一延迟持续时间基于所述第一延迟值，

在所述第一延迟持续时间之后，基于监测到的电压利用所述处理器确定是否连接所述电压补偿组件，所述监测到的电压可能由其他开关控制VAR源改变，以及

基于所述确定控制所述开关连接所述电压补偿组件，以调整与所述配电网关联的网络电压或网络电压分量。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一开关控制VAR源经配置以获得所述第一延迟值包括：所述开关控制VAR源经配置生成所述第一延迟值。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述开关控制VAR源经配置以生成所述第一延迟值包括：所述开关控制VAR源经配置利用随机数发生器生成所述第一延迟值。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一开关控制VAR源经配置以获得所述第一延迟值包括：所述第一开关控制VAR源经由所述开关控制VAR源的通信接口接收所述第一延迟值。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一开关控制VAR源经配置以获得所述第一延迟值包括：所述第一开关控制VAR源的存储器经配置以储存所述第一延迟值，所述存储器可由所述处理器存取。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一开关控制VAR源经配置以基于所述确定控制所述开关连接所述电压补偿组件，从而调整与所述配电网关联的所述网络电压或所述网络电压分量包括：所述第一开关控制VAR源经配置以基于所述确定控制所述开关连接所述电压补偿组件，从而调整有功功率、无功功率或有功和无功功率两者。

7.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括耦合到所述配电网的第二开关控制VAR源，所述第二开关控制VAR源经配置以获得不同于所述第一延迟值的第二延迟值，监测所述配电网的第二近距电压，所述第二近距电压接近所述第二开关控制VAR源，基于所述第二近距电压与至少一个额定值的比较，初始化第二延迟持续时间，所述第二延迟持续时间基于所述第二延迟值，在所述第二延迟持续时间之后，基于监测到的第二近距电压，由所述第二开关控制VAR源的处理器确定是否连接所述第二开关控制VAR源的电压补偿组件，所述监测到的第二近距电压在所述第二延迟持续时间结束之前由所述第一开关控制VAR源改变，并且基于所述确定控制所述第二开关控制VAR源的开关连接所述第二开关控制VAR源的电压补偿组件，以调整与所述配电网关联的网络电压或网络电压分量。

8.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括耦合到所述配电网的第二开关控制VAR源，所述第二开关控制VAR源经配置以获得不同于所述第一延迟值的第二延迟值，监测所述配电网的第二近距电压，所述第二近距电压接近所述第二开关控制VAR源，基于所述第二近距电压与至少一个额定值的比较，初始化第二延迟持续时间，所述第二延迟持续时间基于所述第二延迟值，在所述第二延迟持续时间之后，基于监测到的第二近距电压，由所述第二开关控制VAR源的处理器确定不连接所述第二开关控制VAR源的电压补偿组件，所述监测到的第二近距电压在所述第二延迟持续时间结束之前由所述第一开关控制VAR源改变。

9.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一开关控制VAR源经进一步配置以在控制所述开关之后，获得比所述第一延迟值更长的不同的延迟值。

10.根据权利要求1所述的系统，其中所述开关包括与负温度系数即NTC或电阻器串联的半导体开关，并且其中与所述NTC或电阻器串联的所述半导体开关与继电器并联。

11.一种方法，其包括：

由耦合到配电网的第一开关控制VAR源获得第一延迟值，该第一延迟值不同于耦合到所述配电网的另一个开关控制VAR源的另一个延迟值；

监测所述配电网的第一近距电压，所述第一近距电压接近所述第一开关控制VAR源；

基于所述第一近距电压与至少一个额定值的比较，初始化第一延迟持续时间，所述第一延迟持续时间基于所述第一延迟值；

在所述第一延迟持续时间之后，基于监测到的电压利用所述第一开关控制VAR源的处理器确定是否连接所述第一开关控制VAR源的电压补偿组件，所述监测到的电压可能由所述其他开关控制VAR源改变；以及

基于所述确定，控制所述第一开关控制VAR源的开关连接所述电压补偿组件，以调整与所述配电网关联的网络电压或网络电压分量。

12.根据权利要求11所述的方法，其中获得所述第一延迟值包括生成所述第一延迟值。

13.根据权利要求11所述的方法，其中获得所述第一延迟值包括利用随机数发生器生成所述第一延迟值。

14.根据权利要求11所述的方法，其中获得所述第一延迟值包括经由所述第一开关控制VAR源的通信接口接收所述第一延迟值。

15.根据权利要求11所述的方法，其中获得所述第一延迟值包括所述第一开关控制VAR源的存储器接收所述第一延迟值，所述存储器可由所述处理器存取。

16.根据权利要求11所述的方法，其中基于所述确定控制所述第一开关控制VAR源的开关连接所述电压补偿组件，从而调整与所述配电网关联的所述网络电压或所述网络电压分量包括：基于所述确定控制所述第一开关控制VAR源的开关连接所述电压补偿组件，从而调整有功功率、无功功率或有功和无功功率两者。

17.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括由耦合到所述配电网的第二开关控制VAR源获得不同于所述第一延迟值的第二延迟值，监测所述配电网的第二近距电压，所述第二近距电压接近所述第二开关控制VAR源，基于所述第二近距电压与至少一个额定值的比较，初始化第二延迟持续时间，所述第二延迟持续时间基于所述第二延迟值，在所述第二延迟持续时间之后，基于监测到的第二近距电压，由所述第二开关控制VAR源的处理器确定是否连接所述第二开关控制VAR源的电压补偿组件，所述监测到的第二近距电压在所述第二延迟持续时间结束之前被所述第一开关控制VAR源改变，并且基于所述确定控制所述第二开关控制VAR源的开关连接所述第二开关控制VAR源的电压补偿组件，以调整与所述配电网关联的网络电压或网络电压分量。

18.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括由耦合到所述配电网的第二开关控制VAR源获得不同于所述第一延迟值的第二延迟值，监测所述配电网的第二近距电压，所述第二近距电压接近所述第二开关控制VAR源，基于所述第二近距电压与至少一个额定值的比较，初始化第二延迟持续时间，所述第二延迟持续时间基于所述第二延迟值，在所述第二延迟持续时间之后，基于监测到的第二近距电压，由所述第二开关控制VAR源的处理器确定不连接所述第二开关控制VAR源的电压补偿组件，所述监测到的第二近距电压在所述第二延迟持续时间结束之前被所述第一开关控制VAR源改变。

19.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括在控制所述开关之后，获得比所述第一延迟值更长的不同的延迟值。

20.根据权利要求11所述的方法，其中所述开关包括与NTC或电阻器串联的半导体开关，并且其中与所述NTC或电阻器串联的所述半导体开关与继电器并联。

21.一种计算机可读介质，其包括用于执行方法的处理器可执行的指令，所述方法包括：

由耦合到配电网的第一开关控制VAR源获得第一延迟值，该第一延迟值不同于耦合到所述配电网的另一个开关控制VAR源的另一个延迟值；

监测所述配电网的第一近距电压，所述第一近距电压接近所述第一开关控制VAR源；

基于所述第一近距电压与至少一个额定值的比较，初始化第一延迟持续时间，所述第一延迟持续时间基于所述第一延迟值；

在所述第一延迟持续时间之后，基于监测到的电压利用所述第一开关控制VAR源的处理器确定是否连接所述第一开关控制VAR源的电压补偿组件，所述监测到的电压可能被其他开关控制VAR源改变；以及

基于所述确定，控制所述第一开关控制VAR源的开关连接所述电压补偿组件，以调整与所述配电网关联的网络电压或网络电压分量。