CN112636362B - 一种应用于配电网的电压控制方法及相关装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种应用于配电网的电压控制方法及相关装置，涉及电力控制技术领域，该电压控制方法包括：基于配电网中各节点的电压，和配电网中各相邻节点之间的相位差、电导、电纳，计算配电网的电压灵敏度矩阵；基于电压灵敏度矩阵和目标节点的电压，对目标节点的电压进行相应控制。基于本申请的技术方案，有利于降低应用于配电网的电压控制方法的成本。

Description

一种应用于配电网的电压控制方法及相关装置

技术领域

本申请涉及电力控制技术领域，特别是涉及一种应用于配电网的电压控制方法及相关装置。

背景技术

随着全球经济的持续快速发展，能源短缺和环境污染已经成为当前面临的严峻问题。传统化石能源在污染及不可再生问题上的劣势，给予了光伏、风电等可再生能源极大的发展空间。因此，推动可再生能源发电的研究和发展已成为本领域刻不容缓的迫切任务和需求。

现有技术中，通常需要在配电网中的各处分布设置若干个无功补偿装置，以实现对配电网的电压的控制，且随着分布式光伏电源的不断增加，所需无功补偿装置的数量也需相应增加以维持配电网的电压的稳定，因此，现有的应用于配电网的电压控制方法成本较高。

发明内容

本申请提供一种应用于配电网的电压控制方法及相关装置，有利于降低应用于配电网的电压控制方法的成本。

为了实现上述技术效果，本申请第一方面提供一种应用于配电网的电压控制方法，上述配电网包括两个以上节点，上述电压控制方法包括：

基于配电网中各节点的电压，和上述配电网中各相邻节点之间的相位差、电导、电纳，计算上述配电网的电压灵敏度矩阵；

基于上述电压灵敏度矩阵和目标节点的电压，对上述目标节点的电压进行相应控制，其中，上述目标节点为上述两个以上节点中的一节点。

基于本申请第一方面，在第一种可能的实现方式中，上述配电网中的每个节点均设置有逆变器，上述逆变器用于通过调控自身的无功功率，稳定相应节点的电压或稳定与相应节点相邻的节点的电压；

上述基于上述电压灵敏度矩阵和目标节点的电压，对上述目标节点的电压进行相应控制包括：

基于上述电压灵敏度矩阵，确定上述目标节点的无功电压灵敏度；

基于上述目标节点的无功电压灵敏度、预设的加权系数、预设的期望最小电压、预设的期望最大电压，和上述目标节点上设置的逆变器的最大无功功率，以及式(1)，构建上述目标节点上设置的逆变器的无功功率与上述目标节点的电压的关系曲线；

基于上述关系曲线确定第一电压，其中，上述第一电压为大于上述期望最大电压，且使上述目标节点上设置的逆变器的无功功率绝对值达到上述最大无功功率时的最小电压；

若上述目标节点的电压不大于上述第一电压，则通过调控上述目标节点上设置的逆变器的无功功率，以使上述目标节点的电压趋于预设的期望电压范围，其中，上述期望电压范围为不小于上述期望最小电压且不大于上述期望最大电压的电压范围；

若上述目标节点的电压大于上述第一电压，则通过调控上述目标节点的逆变器和与上述目标节点相邻的节点的逆变器的无功功率，以使上述目标节点的电压趋于上述期望电压范围；

式(1)具体为：

其中，

为上述目标节点上设置的逆变器的无功功率，

和

为上述目标节点上设置的逆变器发出和吸收的最大无功功率，s_m为上述目标节点的无功电压灵敏度，ω为上述目标节点的加权系数，V_m为上述目标节点的电压，V₁为上述目标节点的上述期望最小电压，V₂为上述目标节点的上述期望最大电压。

基于本申请第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，在上述调控上述目标节点的逆变器和与上述目标节点相邻的节点的逆变器的无功功率，以使上述目标节点的电压趋于上述期望电压范围后，上述电压控制方法还包括：

基于上述关系曲线确定第二电压，其中，上述第二电压为使上述目标节点的逆变器和与上述目标节点相邻的节点的逆变器无功功率均达到各自最大无功功率的最小电压；

若上述目标节点的电压大于上述第二电压，则通过调控上述目标节点的逆变器和与上述目标节点相邻的节点的逆变器的无功功率，以及并入上述配电网的新能源发电电源的功率，以使上述目标节点的电压趋于上述期望电压范围。

基于本申请第一方面或本申请第一方面的第一种或第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，上述基于配电网中各节点的电压，和上述配电网中各相邻节点之间的相位差、电导、电纳，计算上述配电网的电压灵敏度矩阵包括：

基于配电网中各节点的电压，和上述配电网中各相邻节点之间的相位差、电导、电纳，以及式(2)，计算上述配电网的电压灵敏度矩阵；

式(2)具体为：

其中，L为上述配电网的电压灵敏度矩阵，J为雅可比矩阵，V_i为上述配电网中节点i的电压，V_j为上述配电网中节点j的电压，G_ij为上述配电网中节点i和节点j之间的电导，B_ij为上述配电网中节点i和节点j之间的电纳，θ_ij为上述配电网中节点i和节点j之间的相位差，上述节点i和上述节点j为相邻节点。

本申请第二方面提供一种应用于配电网的电压控制装置，上述配电网包括两个以上节点，上述电压控制装置包括：

计算单元，用于基于配电网中各节点的电压，和上述配电网中各相邻节点之间的相位差、电导、电纳，计算上述配电网的电压灵敏度矩阵；

控制单元，用于基于上述电压灵敏度矩阵和目标节点的电压，对上述目标节点的电压进行相应控制，其中，上述目标节点为上述两个以上节点中的一节点。

基于本申请第二方面，在第一种可能的实现方式中，上述配电网中的每个节点均设置有逆变器，上述逆变器用于通过调控自身的无功功率，稳定相应节点的电压或稳定与相应节点相邻的节点的电压；

上述控制单元具体用于：

基于上述电压灵敏度矩阵，确定上述目标节点的无功电压灵敏度；

基于上述目标节点的无功电压灵敏度、预设的加权系数、预设的期望最小电压、预设的期望最大电压，和上述目标节点上设置的逆变器的最大无功功率，以及式(1)，构建上述目标节点上设置的逆变器的无功功率与上述目标节点的电压的关系曲线；

基于上述关系曲线确定第一电压，其中，上述第一电压为大于上述期望最大电压，且使上述目标节点上设置的逆变器的无功功率绝对值达到上述最大无功功率时的最小电压；

若上述目标节点的电压不大于上述第一电压，则通过调控上述目标节点上设置的逆变器的无功功率，以使上述目标节点的电压趋于预设的期望电压范围，其中，上述期望电压范围为不小于上述期望最小电压且不大于上述期望最大电压的电压范围；

若上述目标节点的电压大于上述第一电压，则通过调控上述目标节点的逆变器和与上述目标节点相邻的节点的逆变器的无功功率，以使上述目标节点的电压趋于上述期望电压范围；

式(1)具体为：

其中，

为上述目标节点上设置的逆变器的无功功率，

和

为上述目标节点上设置的逆变器发出和吸收的最大无功功率，s_m为上述目标节点的无功电压灵敏度，ω为上述目标节点的加权系数，V_m为上述目标节点的电压，V₁为上述目标节点的上述期望最小电压，V₂为上述目标节点的上述期望最大电压。

基于本申请第二方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，上述控制单元具体还用于包括：

基于上述关系曲线确定第二电压，其中，上述第二电压为使上述目标节点的逆变器和与上述目标节点相邻的节点的逆变器无功功率均达到各自最大无功功率的最小电压；

若上述目标节点的电压大于上述第二电压，则通过调控上述目标节点的逆变器和与上述目标节点相邻的节点的逆变器的无功功率，以及并入上述配电网的新能源发电电源的功率，以使上述目标节点的电压趋于上述期望电压范围。

基于本申请第二方面或本申请第二方面的第一种或第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，上述计算单元具体用于：

基于配电网中各节点的电压，和上述配电网中各相邻节点之间的相位差、电导、电纳，以及式(2)，计算上述配电网的电压灵敏度矩阵；

式(2)具体为：

其中，L为上述配电网的电压灵敏度矩阵，J为雅可比矩阵，V_i为上述配电网中节点i的电压，V_j为上述配电网中节点j的电压，G_ij为上述配电网中节点i和节点j之间的电导，B_ij为上述配电网中节点i和节点j之间的电纳，θ_ij为上述配电网中节点i和节点j之间的相位差，上述节点i和上述节点j为相邻节点。

本申请第三方面提供一种应用于配电网的电压控制装置，上述配电网包括两个以上节点，上述电压控制装置包括存储器和处理器，上述存储器存储有计算机程序，上述处理器执行上述计算机程序时实现上述第一方面或上述第一方面的任一可能实现方式中提及的电压控制方法的步骤。

本申请第四方面提供一种计算机可读存储介质，上述计算机可读存储介质存储有计算机程序，上述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面或上述第一方面的任一可能实现方式中提及的电压控制方法的步骤。

由上可见，本申请的技术方案包括基于配电网中各节点的电压，和配电网中各相邻节点之间的相位差、电导、电纳，计算配电网的电压灵敏度矩阵；基于电压灵敏度矩阵和目标节点的电压，对目标节点的电压进行相应控制。基于本申请的技术方案，可基于配电网中各节点和各节点之间的参数计算电压灵敏度矩阵，再基于电压灵敏度矩阵和目标节点的电压，对目标节点的电压采取相应控制。该技术方案有利于基于电压灵敏度矩阵确定配电网中每个节点的电压灵敏度，进而可对目标节点和配电网中除目标节点外的节点的电压进行相应控制，最终实现对目标节点的电压的控制，在对目标节点的电压进行控制的过程中避免了无功补偿装置的使用，降低了应用于配电网的电压控制方法的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请提供的应用于配电网的电压控制方法一实施例流程示意图；

图2为本申请提供的关系曲线一实施例曲线示意图；

图3为本申请提供的应用于配电网的电压控制装置一实施例结构示意图；

图4为本申请提供的应用于配电网的电压控制装置另一实施例结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其他实施例中也可以实现本申请。在其它情况下，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

下面结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是本申请还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

实施例一

本申请提供一种应用于配电网的电压控制方法，上述配电网包括两个以上节点，如图1所示，上述电压控制方法包括：

步骤101，基于配电网中各节点的电压，和上述配电网中各相邻节点之间的相位差、电导、电纳，计算上述配电网的电压灵敏度矩阵；

本申请实施例中，可基于配电网中各节点的电压，和上述配电网中各相邻节点之间的相位差、电导、电纳，构建潮流模型，以得到雅可比矩阵，并对该雅可比矩阵进行求逆，以得到上述配电网的电压灵敏度矩阵，其中，上述相邻节点为相互之间直接连接的两个节点。

可选的，上述基于配电网中各节点的电压，和上述配电网中各相邻节点之间的相位差、电导、电纳，计算上述配电网的电压灵敏度矩阵包括：

基于配电网中各节点的电压，和上述配电网中各相邻节点之间的相位差、电导、电纳，以及式(2)，计算上述配电网的电压灵敏度矩阵；

式(2)具体为：

其中，L为上述配电网的电压灵敏度矩阵，J为雅可比矩阵，V_i为上述配电网中节点i的电压，V_j为上述配电网中节点j的电压，G_ij为上述配电网中节点i和节点j之间的电导，B_ij为上述配电网中节点i和节点j之间的电纳，θ_ij为上述配电网中节点i和节点j之间的相位差，上述节点i和上述节点j为相邻节点。

具体的，第一，列出配电网的潮流计算式(3)；

式(3)具体为：

其中，P_Gi为节点i的电源的有功功率，P_Li为节点i的负荷的有功功率，Q_Gi为节点i的电源的无功功率，Q_Li为为节点i的负荷的无功功率；

第二，将上述式(3)转换为矩阵形式的式(4)；

式(4)具体为：

其中，

为上述配电网的雅可比矩阵。

第三，基于式(5)，对上述雅可比矩阵进行求逆，以得到上述配电网的电压灵敏度矩阵；

步骤102，基于上述电压灵敏度矩阵和目标节点的电压，对上述目标节点的电压进行相应控制，其中，上述目标节点为上述两个以上节点中的一节点。

本申请实施例中，可基于配电网的电压灵敏度矩阵，得知每个节点的无功电压灵敏度，并基于各节点的无功电压灵敏度的不同和目标节点的电压的不同，对目标节点进行相应控制，以使上述目标节点的电压趋于一预设的电压范围内。

可选的，上述配电网中的每个节点均设置有逆变器，上述逆变器用于通过调控自身的无功功率，稳定相应节点的电压或稳定与相应节点相邻的节点的电压；

上述基于上述电压灵敏度矩阵和目标节点的电压，对上述目标节点的电压进行相应控制包括：

基于上述电压灵敏度矩阵，确定上述目标节点的无功电压灵敏度；

基于上述目标节点的无功电压灵敏度、预设的加权系数、预设的期望最小电压、预设的期望最大电压，和上述目标节点上设置的逆变器的最大无功功率，以及式(1)，构建上述目标节点上设置的逆变器的无功功率与上述目标节点的电压的关系曲线；

基于上述关系曲线确定第一电压，其中，上述第一电压为大于上述期望最大电压，且使上述目标节点上设置的逆变器的无功功率绝对值达到上述最大无功功率时的最小电压；

若上述目标节点的电压不大于上述第一电压，则通过调控上述目标节点上设置的逆变器的无功功率，以使上述目标节点的电压趋于预设的期望电压范围，其中，上述期望电压范围为不小于上述期望最小电压且不大于上述期望最大电压的电压范围；

若上述目标节点的电压大于上述第一电压，则通过调控上述目标节点的逆变器和与上述目标节点相邻的节点的逆变器的无功功率，以使上述目标节点的电压趋于上述期望电压范围；

式(1)具体为：

其中，

为上述目标节点上设置的逆变器的无功功率，

和

为上述目标节点上设置的逆变器发出和吸收的最大无功功率，s_m为上述目标节点的无功电压灵敏度，ω为上述目标节点的加权系数，V_m为上述目标节点的电压，V₁为上述目标节点的上述期望最小电压，V₂为上述目标节点的上述期望最大电压。

进一步的，在上述调控上述目标节点的逆变器和与上述目标节点相邻的节点的逆变器的无功功率，以使上述目标节点的电压趋于上述期望电压范围后，上述电压控制方法还包括：

基于上述关系曲线确定第二电压，其中，上述第二电压为使上述目标节点的逆变器和与上述目标节点相邻的节点的逆变器无功功率均达到各自最大无功功率的最小电压；

若上述目标节点的电压大于上述第二电压，则通过调控上述目标节点的逆变器和与上述目标节点相邻的节点的逆变器的无功功率，以及并入上述配电网的新能源发电电源的功率，以使上述目标节点的电压趋于上述期望电压范围。

举例说明，上述目标节点可以为配电网中的节点A，与上述目标节点相邻的节点可以为配电网中与节点A直接连接的节点B、节点C和节点D；上述目标节点的逆变器和与上述目标节点相邻的节点的逆变器无功功率可以理解为节点A、节点B、节点C和节点D的逆变器的无功功率。

具体的，如图2所示，曲线20即为基于式(1)构建出的上述关系曲线，其中，V₃为上述第一电压，V₄为上述第二电压；上述调控并入上述配电网的新能源发电电源的功率为降低上述新能源发电电源的功率；上述新能源发电电源可以是光伏发电电源、风电发电电源、水电发电电源和其它类型的新能源发电电源中的一种或多种。

更进一步的，若上述目标节点的电压处于上述期望电压范围内，且上述配电网的新能源发电电源的功率处于被降低的状态，则通过调控上述目标节点的逆变器和与上述目标节点相邻的节点的逆变器的无功功率，以及并入上述配电网的新能源发电电源的功率，以使上述目标节点的电压保持在上述期望电压范围内的同时，恢复上述新能源发电电源的功率至被降低前的水平；

若上述目标节点的电压处于上述期望电压范围内，且上述配电网的新能源发电电源的功率未处于被降低的状态，以及上述目标节点的逆变器、与上述目标节点的逆变器均被用于调控上述目标节点的电压，则通过调控上述目标节点的逆变器和与上述目标节点相邻的节点的逆变器的无功功率，以使上述目标节点的逆变器通过调控自身无功功率，单独使上述目标节点的电压趋于上述期望电压范围。

具体的，上述配电网可以是主动配电网。

由上可见，本申请的技术方案包括基于配电网中各节点的电压，和配电网中各相邻节点之间的相位差、电导、电纳，计算配电网的电压灵敏度矩阵；基于电压灵敏度矩阵和目标节点的电压，对目标节点的电压进行相应控制。基于本申请的技术方案，可基于配电网中各节点和各节点之间的参数计算电压灵敏度矩阵，再基于电压灵敏度矩阵和目标节点的电压，对目标节点的电压采取相应控制。该技术方案有利于基于电压灵敏度矩阵确定配电网中每个节点的电压灵敏度，进而可对目标节点和配电网中除目标节点外的节点的电压进行相应控制，最终实现对目标节点的电压的控制，在对目标节点的电压进行控制的过程中避免了无功补偿装置的使用，降低了应用于配电网的电压控制方法的成本。

实施例二

本申请提供一种应用于配电网的电压控制装置，上述配电网包括两个以上节点，如图3所示，电压控制装置30包括：

计算单元301，用于基于配电网中各节点的电压，和上述配电网中各相邻节点之间的相位差、电导、电纳，计算上述配电网的电压灵敏度矩阵；

控制单元302，用于基于上述电压灵敏度矩阵和目标节点的电压，对上述目标节点的电压进行相应控制，其中，上述目标节点为上述两个以上节点中的一节点。

可选的，上述配电网中的每个节点均设置有逆变器，上述逆变器用于通过调控自身的无功功率，稳定相应节点的电压或稳定与相应节点相邻的节点的电压；

控制单元302具体用于：

基于上述电压灵敏度矩阵，确定上述目标节点的无功电压灵敏度；

基于上述目标节点的无功电压灵敏度、预设的加权系数、预设的期望最小电压、预设的期望最大电压，和上述目标节点上设置的逆变器的最大无功功率，以及式(1)，构建上述目标节点上设置的逆变器的无功功率与上述目标节点的电压的关系曲线；

基于上述关系曲线确定第一电压，其中，上述第一电压为大于上述期望最大电压，且使上述目标节点上设置的逆变器的无功功率绝对值达到上述最大无功功率时的最小电压；

若上述目标节点的电压不大于上述第一电压，则通过调控上述目标节点上设置的逆变器的无功功率，以使上述目标节点的电压趋于预设的期望电压范围，其中，上述期望电压范围为不小于上述期望最小电压且不大于上述期望最大电压的电压范围；

若上述目标节点的电压大于上述第一电压，则通过调控上述目标节点的逆变器和与上述目标节点相邻的节点的逆变器的无功功率，以使上述目标节点的电压趋于上述期望电压范围；

式(1)具体为：

其中，

为上述目标节点上设置的逆变器的无功功率，

和

为上述目标节点上设置的逆变器发出和吸收的最大无功功率，s_m为上述目标节点的无功电压灵敏度，ω为上述目标节点的加权系数，V_m为上述目标节点的电压，V₁为上述目标节点的上述期望最小电压，V₂为上述目标节点的上述期望最大电压。

进一步的，控制单元302具体还用于包括：

基于上述关系曲线确定第二电压，其中，上述第二电压为使上述目标节点的逆变器和与上述目标节点相邻的节点的逆变器无功功率均达到各自最大无功功率的最小电压；

若上述目标节点的电压大于上述第二电压，则通过调控上述目标节点的逆变器和与上述目标节点相邻的节点的逆变器的无功功率，以及并入上述配电网的新能源发电电源的功率，以使上述目标节点的电压趋于上述期望电压范围。

可选的，计算单元301具体用于：

基于配电网中各节点的电压，和上述配电网中各相邻节点之间的相位差、电导、电纳，以及式(2)，计算上述配电网的电压灵敏度矩阵；

式(2)具体为：

其中，L为上述配电网的电压灵敏度矩阵，J为雅可比矩阵，V_i为上述配电网中节点i的电压，V_j为上述配电网中节点j的电压，G_ij为上述配电网中节点i和节点j之间的电导，B_ij为上述配电网中节点i和节点j之间的电纳，θ_ij为上述配电网中节点i和节点j之间的相位差，上述节点i和上述节点j为相邻节点。

由上可见，本申请的技术方案包括基于配电网中各节点的电压，和配电网中各相邻节点之间的相位差、电导、电纳，计算配电网的电压灵敏度矩阵；基于电压灵敏度矩阵和目标节点的电压，对目标节点的电压进行相应控制。基于本申请的技术方案，可基于配电网中各节点和各节点之间的参数计算电压灵敏度矩阵，再基于电压灵敏度矩阵和目标节点的电压，对目标节点的电压采取相应控制。该技术方案有利于基于电压灵敏度矩阵确定配电网中每个节点的电压灵敏度，进而可对目标节点和配电网中除目标节点外的节点的电压进行相应控制，最终实现对目标节点的电压的控制，在对目标节点的电压进行控制的过程中避免了无功补偿装置的使用，降低了应用于配电网的电压控制方法的成本。

实施例三

本申请提供另一种应用于配电网的电压控制装置，上述配电网包括两个以上节点，如图4所示，本申请实施例中的电压控制装置包括：存储器401、处理器402以及存储在存储器401中并可在处理器402上运行的计算机程序，其中：存储器401用于存储软件程序以及模块，处理器402通过运行存储在存储器401的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，存储器401和处理器402通过总线403连接。

具体的，处理器402通过运行存储在存储器401的上述计算机程序时实现以下步骤：

基于配电网中各节点的电压，和上述配电网中各相邻节点之间的相位差、电导、电纳，计算上述配电网的电压灵敏度矩阵；

基于上述电压灵敏度矩阵和目标节点的电压，对上述目标节点的电压进行相应控制，其中，上述目标节点为上述两个以上节点中的一节点。

假设上述为第一种可能的实施方式，则在基于上述第一种可能的实施方式的第二种可能的实施方式中，上述配电网中的每个节点均设置有逆变器，上述逆变器用于通过调控自身的无功功率，稳定相应节点的电压或稳定与相应节点相邻的节点的电压；

上述基于上述电压灵敏度矩阵和目标节点的电压，对上述目标节点的电压进行相应控制包括：

基于上述电压灵敏度矩阵，确定上述目标节点的无功电压灵敏度；

基于上述目标节点的无功电压灵敏度、预设的加权系数、预设的期望最小电压、预设的期望最大电压，和上述目标节点上设置的逆变器的最大无功功率，以及式(1)，构建上述目标节点上设置的逆变器的无功功率与上述目标节点的电压的关系曲线；

基于上述关系曲线确定第一电压，其中，上述第一电压为大于上述期望最大电压，且使上述目标节点上设置的逆变器的无功功率绝对值达到上述最大无功功率时的最小电压；

若上述目标节点的电压不大于上述第一电压，则通过调控上述目标节点上设置的逆变器的无功功率，以使上述目标节点的电压趋于预设的期望电压范围，其中，上述期望电压范围为不小于上述期望最小电压且不大于上述期望最大电压的电压范围；

若上述目标节点的电压大于上述第一电压，则通过调控上述目标节点的逆变器和与上述目标节点相邻的节点的逆变器的无功功率，以使上述目标节点的电压趋于上述期望电压范围；

式(1)具体为：

其中，

为上述目标节点上设置的逆变器的无功功率，

和

为上述目标节点上设置的逆变器发出和吸收的最大无功功率，s_m为上述目标节点的无功电压灵敏度，ω为上述目标节点的加权系数，V_m为上述目标节点的电压，V₁为上述目标节点的上述期望最小电压，V₂为上述目标节点的上述期望最大电压。

在基于上述第二种可能的实施方式的第三种可能的实施方式中，在上述调控上述目标节点的逆变器和与上述目标节点相邻的节点的逆变器的无功功率，以使上述目标节点的电压趋于上述期望电压范围后，上述电压控制方法还包括：

基于上述关系曲线确定第二电压，其中，上述第二电压为使上述目标节点的逆变器和与上述目标节点相邻的节点的逆变器无功功率均达到各自最大无功功率的最小电压；

若上述目标节点的电压大于上述第二电压，则通过调控上述目标节点的逆变器和与上述目标节点相邻的节点的逆变器的无功功率，以及并入上述配电网的新能源发电电源的功率，以使上述目标节点的电压趋于上述期望电压范围。

在基于上述第一种或第二种或第三种可能的实施方式的第四种可能的实施方式中，上述基于配电网中各节点的电压，和上述配电网中各相邻节点之间的相位差、电导、电纳，计算上述配电网的电压灵敏度矩阵包括：

基于配电网中各节点的电压，和上述配电网中各相邻节点之间的相位差、电导、电纳，以及式(2)，计算上述配电网的电压灵敏度矩阵；

式(2)具体为：

其中，L为上述配电网的电压灵敏度矩阵，J为雅可比矩阵，V_i为上述配电网中节点i的电压，V_j为上述配电网中节点j的电压，G_ij为上述配电网中节点i和节点j之间的电导，B_ij为上述配电网中节点i和节点j之间的电纳，θ_ij为上述配电网中节点i和节点j之间的相位差，上述节点i和上述节点j为相邻节点。

由上可见，本申请的技术方案包括基于配电网中各节点的电压，和配电网中各相邻节点之间的相位差、电导、电纳，计算配电网的电压灵敏度矩阵；基于电压灵敏度矩阵和目标节点的电压，对目标节点的电压进行相应控制。基于本申请的技术方案，可基于配电网中各节点和各节点之间的参数计算电压灵敏度矩阵，再基于电压灵敏度矩阵和目标节点的电压，对目标节点的电压采取相应控制。该技术方案有利于基于电压灵敏度矩阵确定配电网中每个节点的电压灵敏度，进而可对目标节点和配电网中除目标节点外的节点的电压进行相应控制，最终实现对目标节点的电压的控制，在对目标节点的电压进行控制的过程中避免了无功补偿装置的使用，降低了应用于配电网的电压控制方法的成本。

实施例四

本申请还提供一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，该计算机程序被执行时可以实现上述实施例所提供的步骤。具体的，该计算机程序包括计算机程序代码，上述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式中的一种，此处不作限定；该计算机可读存储介质可以为能够携带上述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质中的一种，此处不作限定。需要说明的是，上述计算机可读存储介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减。

由上可见，本申请的技术方案包括基于配电网中各节点的电压，和配电网中各相邻节点之间的相位差、电导、电纳，计算配电网的电压灵敏度矩阵；基于电压灵敏度矩阵和目标节点的电压，对目标节点的电压进行相应控制。基于本申请的技术方案，可基于配电网中各节点和各节点之间的参数计算电压灵敏度矩阵，再基于电压灵敏度矩阵和目标节点的电压，对目标节点的电压采取相应控制。该技术方案有利于基于电压灵敏度矩阵确定配电网中每个节点的电压灵敏度，进而可对目标节点和配电网中除目标节点外的节点的电压进行相应控制，最终实现对目标节点的电压的控制，在对目标节点的电压进行控制的过程中避免了无功补偿装置的使用，降低了应用于配电网的电压控制方法的成本。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将上述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

需要说明的是，上述实施例所提供的方法及其细节举例可结合至实施例提供的装置和设备中，相互参照，不再赘述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各实例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟是以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同的方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/设备实施例仅仅是示意性的，例如，上述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以由另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

上述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种应用于配电网的电压控制方法，所述配电网包括两个以上节点，其特征在于，所述电压控制方法包括：

基于配电网中各节点的电压，和所述配电网中各相邻节点之间的相位差、电导、电纳，计算所述配电网的电压灵敏度矩阵；

基于所述电压灵敏度矩阵和目标节点的电压，对所述目标节点的电压进行相应控制，其中，所述目标节点为所述两个以上节点中的一节点；

所述基于配电网中各节点的电压，和所述配电网中各相邻节点之间的相位差、电导、电纳，计算所述配电网的电压灵敏度矩阵，包括：

基于所述配电网中各节点的电压，和所述配电网中各相邻节点之间的相位差、电导、电纳，构建潮流模型，得到雅可比矩阵，并对所述雅可比矩阵进行求逆，得到所述配电网的电压灵敏度矩阵，其中，所述相邻节点为相互之间直接连接的两个节点。

2.根据权利要求1所述的电压控制方法，其特征在于，所述配电网中的每个节点均设置有逆变器，所述逆变器用于通过调控自身的无功功率，稳定相应节点的电压或稳定与相应节点相邻的节点的电压；

所述基于所述电压灵敏度矩阵和目标节点的电压，对所述目标节点的电压进行相应控制包括：

基于所述电压灵敏度矩阵，确定所述目标节点的无功电压灵敏度；

基于所述目标节点的无功电压灵敏度、预设的加权系数、预设的期望最小电压、预设的期望最大电压，和所述目标节点上设置的逆变器的最大无功功率，以及式(1)，构建所述目标节点上设置的逆变器的无功功率与所述目标节点的电压的关系曲线；

基于所述关系曲线确定第一电压，其中，所述第一电压为大于所述期望最大电压，且使所述目标节点上设置的逆变器的无功功率绝对值达到所述最大无功功率时的最小电压；

若所述目标节点的电压不大于所述第一电压，则通过调控所述目标节点上设置的逆变器的无功功率，以使所述目标节点的电压趋于预设的期望电压范围，其中，所述期望电压范围为不小于所述期望最小电压且不大于所述期望最大电压的电压范围；

若所述目标节点的电压大于所述第一电压，则通过调控所述目标节点的逆变器和与所述目标节点相邻的节点的逆变器的无功功率，以使所述目标节点的电压趋于所述期望电压范围；

式(1)具体为：

其中，

为所述目标节点上设置的逆变器的无功功率，

和

为所述目标节点上设置的逆变器发出和吸收的最大无功功率，s_m为所述目标节点的无功电压灵敏度，ω为所述目标节点的加权系数，V_m为所述目标节点的电压，V₁为所述目标节点的所述期望最小电压，V₂为所述目标节点的所述期望最大电压。

3.根据权利要求2所述的电压控制方法，其特征在于，在所述调控所述目标节点的逆变器和与所述目标节点相邻的节点的逆变器的无功功率，以使所述目标节点的电压趋于所述期望电压范围后，所述电压控制方法还包括：

基于所述关系曲线确定第二电压，其中，所述第二电压为使所述目标节点的逆变器和与所述目标节点相邻的节点的逆变器无功功率均达到各自最大无功功率的最小电压；

若所述目标节点的电压大于所述第二电压，则通过调控所述目标节点的逆变器和与所述目标节点相邻的节点的逆变器的无功功率，以及并入所述配电网的新能源发电电源的功率，以使所述目标节点的电压趋于所述期望电压范围。

4.根据权利要求1至3任一项所述的电压控制方法，其特征在于，所述基于配电网中各节点的电压，和所述配电网中各相邻节点之间的相位差、电导、电纳，计算所述配电网的电压灵敏度矩阵包括：

基于配电网中各节点的电压，和所述配电网中各相邻节点之间的相位差、电导、电纳，以及式(2)，计算所述配电网的电压灵敏度矩阵；

式(2)具体为：

其中，L为所述配电网的电压灵敏度矩阵，J为雅可比矩阵，V_i为所述配电网中节点i的电压，V_j为所述配电网中节点j的电压，G_ij为所述配电网中节点i和节点j之间的电导，B_ij为所述配电网中节点i和节点j之间的电纳，θ_ij为所述配电网中节点i和节点j之间的相位差，所述节点i和所述节点j为相邻节点。

5.一种应用于配电网的电压控制装置，所述配电网包括两个以上节点，其特征在于，所述电压控制装置包括：

计算单元，用于基于配电网中各节点的电压，和所述配电网中各相邻节点之间的相位差、电导、电纳，计算所述配电网的电压灵敏度矩阵；

控制单元，用于基于所述电压灵敏度矩阵和目标节点的电压，对所述目标节点的电压进行相应控制，其中，所述目标节点为所述两个以上节点中的一节点；

所述计算单元，还用于基于所述配电网中各节点的电压，和所述配电网中各相邻节点之间的相位差、电导、电纳，构建潮流模型，得到雅可比矩阵，并对所述雅可比矩阵进行求逆，得到所述配电网的电压灵敏度矩阵，其中，所述相邻节点为相互之间直接连接的两个节点。

6.根据权利要求5所述的电压控制装置，其特征在于，所述配电网中的每个节点均设置有逆变器，所述逆变器用于通过调控自身的无功功率，稳定相应节点的电压或稳定与相应节点相邻的节点的电压；

所述控制单元具体用于：

基于所述电压灵敏度矩阵，确定所述目标节点的无功电压灵敏度；

基于所述目标节点的无功电压灵敏度、预设的加权系数、预设的期望最小电压、预设的期望最大电压，和所述目标节点上设置的逆变器的最大无功功率，以及式(1)，构建所述目标节点上设置的逆变器的无功功率与所述目标节点的电压的关系曲线；

基于所述关系曲线确定第一电压，其中，所述第一电压为大于所述期望最大电压，且使所述目标节点上设置的逆变器的无功功率绝对值达到所述最大无功功率时的最小电压；

若所述目标节点的电压不大于所述第一电压，则通过调控所述目标节点上设置的逆变器的无功功率，以使所述目标节点的电压趋于预设的期望电压范围，其中，所述期望电压范围为不小于所述期望最小电压且不大于所述期望最大电压的电压范围；

若所述目标节点的电压大于所述第一电压，则通过调控所述目标节点的逆变器和与所述目标节点相邻的节点的逆变器的无功功率，以使所述目标节点的电压趋于所述期望电压范围；

式(1)具体为：

其中，

为所述目标节点上设置的逆变器的无功功率，

和

为所述目标节点上设置的逆变器发出和吸收的最大无功功率，s_m为所述目标节点的无功电压灵敏度，ω为所述目标节点的加权系数，V_m为所述目标节点的电压，V₁为所述目标节点的所述期望最小电压，V₂为所述目标节点的所述期望最大电压。

7.根据权利要求6所述的电压控制装置，其特征在于，所述控制单元具体还用于包括：

基于所述关系曲线确定第二电压，其中，所述第二电压为使所述目标节点的逆变器和与所述目标节点相邻的节点的逆变器无功功率均达到各自最大无功功率的最小电压；

若所述目标节点的电压大于所述第二电压，则通过调控所述目标节点的逆变器和与所述目标节点相邻的节点的逆变器的无功功率，以及并入所述配电网的新能源发电电源的功率，以使所述目标节点的电压趋于所述期望电压范围。

8.根据权利要求5至7任一项所述的电压控制装置，其特征在于，所述计算单元具体用于：

基于配电网中各节点的电压，和所述配电网中各相邻节点之间的相位差、电导、电纳，以及式(2)，计算所述配电网的电压灵敏度矩阵；

式(2)具体为：

其中，L为所述配电网的电压灵敏度矩阵，J为雅可比矩阵，V_i为所述配电网中节点i的电压，V_j为所述配电网中节点j的电压，G_ij为所述配电网中节点i和节点j之间的电导，B_ij为所述配电网中节点i和节点j之间的电纳，θ_ij为所述配电网中节点i和节点j之间的相位差，所述节点i和所述节点j为相邻节点。

9.一种应用于配电网的电压控制装置，所述配电网包括两个以上节点，其特征在于，所述电压控制装置包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至4任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至4任一项所述方法的步骤。

Images