CN114094590A - 分布式小水电站的电压控制方法和控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分布式小水电站的电压控制方法和控制装置。分布式小水电站的电压控制方法包括：根据电能参数判断低压侧母线当前的电压是否越限；在低压侧母线当前的电压越限时，计算消除低压侧母线的电压越限所需的目标无功功率调节量；在小水电机组的无功功率调节量无法达到目标无功功率调节量时，根据电能参数和配置参数判断是否有可投切的电容器或电抗器，并根据判断结果选择可投切的电容器或电抗器进行投切，以协助小水电机组进行无功功率调节；在低压侧母线当前的电压未越限时，根据电能参数判断高压侧母线当前的电压是否越限，并根据判断结果对高压侧母线的电压进行控制。本方案既能满足用电质量要求，又能保证配电网的安全经济运行。

Description

分布式小水电站的电压控制方法和控制装置

技术领域

本发明涉及配电网无功电压自动调节技术领域，尤其涉及一种分布式小水电站的电压控制方法和控制装置。

背景技术

分布式小水电的大力开发有效缓解了农村电网电力供应紧张的现象，但是由于分布式小水电大多分布于离负荷中心较远的山区，输电距离远且导线线径小，而且分布式小水电大都是径流式，缺乏调节能力，配电网有功、无功分布呈明显的季节性变化，致使系统电压波动严重。

在水电大发季节，10kV配电线路末端电压可达到12kV甚至更高，不仅对用户侧电气设备造成危害，还导致分布式小水电站发电机端的电压高，危及发电机组的安全，也严重影响了配电网的安全经济运行。枯水期时，线路上低压用户所需电能主要由变电站提供，由于线路较长，故线路末端用户的电压又很低，不能满足用户用电质量要求。

发明内容

本发明提供一种分布式小水电站的电压控制方法和控制装置，以在满足用户的用电质量要求的同时，保证配电网的安全经济运行。

第一方面，本发明提供了一种分布式小水电站的电压控制方法，所述分布式小水电站包括高压侧母线、低压侧母线以及连接所述低压侧母线的小水电机组、电容器和电抗器；所述分布式小水电站的电压控制方法包括：

获取所述分布式小水电站的电能参数和配置参数；

根据所述电能参数判断所述低压侧母线当前的电压是否越限；

在所述低压侧母线当前的电压越限时，计算消除所述低压侧母线的电压越限所需的目标无功功率调节量；

在第一控制策略的无功功率调节量能够达到所述目标无功功率调节量时，通过所述第一控制策略调节所述低压侧母线的无功功率，所述第一控制策略包括：在所述小水电机组的无功功率调节量无法达到所述目标无功功率调节量时，根据所述电能参数和所述配置参数判断是否有可投切的所述电容器或所述电抗器，并根据判断结果选择可投切的所述电容器或所述电抗器进行投切，以协助所述小水电机组进行无功功率调节；其中，所述配置参数包括所述电容器和所述电抗器的容量、投切状态、投切次数及其限值；

在所述低压侧母线当前的电压未越限时，根据所述电能参数判断所述高压侧母线当前的电压是否越限，并根据判断结果对所述高压侧母线的电压进行控制。

可选地，所述电能参数包括所述低压侧母线当前的电压及其上限值和下限值、所述低压侧母线的电压变化量对于无功功率变化的灵敏度、所述小水电机组当前的有功功率、无功功率以及所述小水电机组并网点的功率因数限值；

计算消除所述低压侧母线的电压越限所需的目标无功功率调节量，包括：

将所述低压侧母线当前的电压与其上限值之差和所述低压侧母线的电压变化量对于无功功率变化的灵敏度的比值，确定为消除所述低压侧母线的电压越上限所需的第一目标无功功率调节量；

将所述低压侧母线的电压下限值与当前的电压之差和所述低压侧母线的电压变化量对于无功功率变化的灵敏度的比值，确定为消除所述低压侧母线的电压越下限所需的第二目标无功功率调节量；

所述分布式小水电站的电压控制方法还包括：

根据所述小水电机组当前的有功功率及其并网点的功率因数限值，计算所述小水电机组的无功功率上限值和下限值；

若所述小水电机组当前的无功功率与所述第一目标无功功率调节量之差大于或等于所述小水电机组当前的无功功率下限值，则判定所述小水电机组的无功功率调节量能够达到所述第一目标无功功率调节量；

若所述小水电机组当前的无功功率与所述第二目标无功功率调节量之和小于或等于所述小水电机组当前的无功功率上限值，则判定所述小水电机组的无功功率调节量能够达到所述第二目标无功功率调节量。

可选地，根据所述电能参数判断所述低压侧母线当前的电压是否越限，包括：

若所述低压侧母线当前的电压大于其上限值，则判定所述低压侧母线当前的电压越上限；

在第一控制策略的无功功率调节量能够达到所述目标无功功率调节量时，通过所述第一控制策略调节所述低压侧母线的无功功率，包括：

在所述低压侧母线当前的电压越上限，且所述高压侧母线当前的电压小于其上限值时，若所述小水电机组的无功功率调节量能够达到所述第一目标无功功率调节量，则将所述小水电机组的无功功率调节为第一设定值，所述第一设定值为所述小水电机组当前的无功功率与所述第一目标无功功率调节量之差；

若所述小水电机组的无功功率调节量无法达到所述第一目标无功功率调节量，则将所述小水电机组当前的无功功率调节为其下限值，并根据第二设定值和各所述电容器的容量，判断是否存在容量满足所述第二设定值的需求，且投切次数小于其限值的可退运的第一目标电容器；其中，所述第二设定值为所述第一目标无功功率调节量与所述小水电机组当前的无功功率及其下限值之差的差值；

若存在所述第一目标电容器，则将所述第一目标电容器切除；若不存在所述第一目标电容器，则根据所述第二设定值和各所述电抗器的容量，判断是否存在容量满足所述第二设定值的需求，且投切次数小于其限值的退运状态下的第一目标电抗器；

若存在所述第一目标电抗器，则将所述第一目标电抗器投入所述低压侧母线。

可选地，根据所述电能参数判断所述低压侧母线当前的电压是否越限，还包括：

若所述低压侧母线当前的电压小于其下限值，则判定所述低压侧母线当前的电压越下限；

在第一控制策略的无功功率调节量能够达到所述目标无功功率调节量时，通过所述第一控制策略调节所述低压侧母线的无功功率，还包括：

在所述低压侧母线当前的电压越下限，且所述高压侧母线当前的电压大于其下限值时，若所述小水电机组的无功功率调节量能够达到所述第二目标无功功率调节量，则将所述小水电机组的无功功率调节为第三设定值，所述第三设定值为所述小水电机组当前的无功功率与所述第二目标无功功率调节量之和；

若所述小水电机组的无功功率调节量无法达到所述第二目标无功功率调节量，则将所述小水电机组当前的无功功率调节为其上限值，并根据第四设定值和各所述电抗器的容量，判断是否存在容量满足所述第四设定值的需求，且投切次数小于其限值的可退运的第二目标电抗器；其中，所述第四设定值为所述第二目标无功功率调节量与所述小水电机组的无功功率上限值和当前的无功功率之差的差值；

若存在所述第二目标电抗器，则将所述第二目标电抗器切除；若不存在所述第二目标电抗器，则根据所述第四设定值和各所述电容器的容量，判断是否存在容量满足所述第四设定值的需求，且投切次数小于其限值的退运状态下的第二目标电容器；

若存在所述第二目标电容器，则将所述第二目标电容器投入所述低压侧母线。

可选地，所述高压侧母线连接双向调压变压器，所述高压侧母线与所述低压侧母线之间连接有载调压变压器；所述配置参数还包括所述有载调压变压器的当前档位及其最小值和最大值、所述有载调压变压器的动作次数及其限值、所述双向调压变压器的当前档位及其最小值和最大值、所述双向调压变压器的动作次数及其限值；所述分布式小水电站的电压控制方法还包括：

在所述低压侧母线的电压越上限，且所述第一控制策略的无功功率调节量无法达到所述第一目标无功功率调节量时，若所述有载调压变压器的当前档位大于其最小值，且动作次数小于其限值，则降低所述有载调压变压器的档位；

若所述有载调压变压器的当前档位等于其最小值，或动作次数大于或等于其限值，而所述双向调压变压器的当前档位大于其最小值，且动作次数小于其限值，则降低所述双向调压变压器的档位；

在所述低压侧母线的电压越下限，且所述第一控制策略的无功功率调节量无法达到所述第二目标无功功率调节量时，若所述有载调压变压器的当前档位小于其最大值，且动作次数小于其限值，则升高所述有载调压变压器的档位；

若所述有载调压变压器的当前档位等于其最大值，或动作次数大于或等于其限值，而所述双向调压变压器的当前档位小于其最大值，且动作次数小于其限值，则升高所述双向调压变压器的档位。

可选地，所述电能参数还包括所述高压侧母线当前的电压及其上限值和下限值；

根据所述电能参数判断所述高压侧母线当前的电压是否越限，并根据判断结果对所述高压侧母线的电压进行控制，包括：

若所述高压侧母线当前的电压大于其上限值，则判定所述高压侧母线当前的电压越上限；在所述高压侧母线当前的电压越上限，且所述低压侧母线当前的电压大于其下限值时，若所述双向调压变压器的当前档位大于其最小值，且动作次数小于其限值，则降低所述双向调压变压器的档位；

若所述高压侧母线当前的电压小于其下限值，则判定所述高压侧母线当前的电压越下限；在所述高压侧母线当前的电压越下限，且所述低压侧母线当前的电压小于其上限值时，若所述双向调压变压器的当前档位小于其最大值，且动作次数小于其限值，则升高所述双向调压变压器的档位。

可选地，所述电能参数还包括所述高压侧母线上网点当前的有功功率、无功功率以及功率因数限值；所述分布式小水电站的电压控制方法还包括：

根据所述高压侧母线上网点当前的有功功率及其功率因数限值，计算所述高压侧母线上网点的无功功率上限值和下限值；

若所述高压侧母线上网点当前的无功功率大于其无功功率上限值，则判定所述高压侧母线上网点的功率因数越上限；将所述高压侧母线上网点当前的无功功率与其上限值之差确定为消除功率因数越上限所需的第三目标无功功率调节量；在所述第一控制策略的无功功率调节量能够达到所述第三目标无功功率调节量时，通过所述第一控制策略调节所述低压侧母线的无功功率，以调节所述高压侧母线上网点的功率因数；

若所述高压侧母线上网点当前的无功功率小于其无功功率下限值，则判定所述高压侧母线上网点的功率因数越下限；将所述高压侧母线上网点的无功功率下限值与当前的无功功率之差确定为消除功率因数越下限所需的第四目标无功功率调节量；在所述第一控制策略的无功功率调节量能够达到所述第四目标无功功率调节量时，通过所述第一控制策略调节所述低压侧母线的无功功率，以调节所述高压侧母线上网点的功率因数。

可选地，在所述第一控制策略的无功功率调节量能够达到所述第三目标无功功率调节量时，通过所述第一控制策略调节所述低压侧母线的无功功率，以调节所述高压侧母线上网点的功率因数，包括：

在所述高压侧母线上网点的功率因数越上限时，若所述小水电机组的无功功率调节量能够达到所述第三目标无功功率调节量，则将所述小水电机组的无功功率调节为第五设定值，所述第五设定值为所述小水电机组当前的无功功率与所述第三目标无功功率调节量之差；

若所述小水电机组的无功功率调节量无法达到所述第三目标无功功率调节量，则将所述小水电机组当前的无功功率调节为其下限值，并根据第六设定值和各所述电容器的容量，判断是否存在容量满足所述第六设定值的需求，且投切次数小于其限值的可退运的第三目标电容器；其中，所述第六设定值为所述第三目标无功功率调节量与所述小水电机组当前的无功功率及其下限值之差的差值；

若存在所述第三目标电容器，则将所述第三目标电容器切除；若不存在所述第三目标电容器，则根据所述第六设定值和各所述电抗器的容量，判断是否存在容量满足所述第六设定值的需求，且投切次数小于其限值的退运状态下的第三目标电抗器；

若存在所述第三目标电抗器，则将所述第三目标电抗器投入所述低压侧母线。

可选地，在所述第一控制策略的无功功率调节量能够达到所述第四目标无功功率调节量时，通过所述第一控制策略调节所述低压侧母线的无功功率，以调节所述高压侧母线上网点的功率因数，包括：

在所述高压侧母线上网点的功率因数越下限时，若所述小水电机组的无功功率调节量能够达到所述第四目标无功功率调节量，则将所述小水电机组的无功功率调节为第七设定值，所述第七设定值为所述小水电机组当前的无功功率与所述第四目标无功功率调节量之和；

若所述小水电机组的无功功率调节量无法达到所述第四目标无功功率调节量，则将所述小水电机组当前的无功功率调节为其上限值，并根据第八设定值和各所述电抗器的容量，判断是否存在容量满足所述第八设定值的需求，且投切次数小于其限值的可退运的第四目标电抗器；其中，所述第八设定值为所述第四目标无功功率调节量与所述小水电机组的无功功率上限值和当前的无功功率之差的差值；

若存在所述第四目标电抗器，则将所述第四目标电抗器切除；若不存在所述第四目标电抗器，则根据所述第八设定值和各所述电容器的容量，判断是否存在容量满足所述第八设定值的需求，且投切次数小于其限值的退运状态下的第四目标电容器；

若存在所述第四目标电容器，则将所述第四目标电容器投入所述低压侧母线。

第二方面，本发明还提供了一种分布式小水电站的电压控制装置，所述分布式小水电站包括高压侧母线、低压侧母线以及连接所述低压侧母线的小水电机组、电容器和电抗器；所述分布式小水电站的电压控制装置包括：

参数获取模块，用于获取所述分布式小水电站的电能参数和配置参数；

越限判断模块，用于根据所述电能参数判断所述低压侧母线当前的电压是否越限；

调节量计算模块，用于在所述低压侧母线当前的电压越限时，计算消除所述低压侧母线的电压越限所需的目标无功功率调节量；

第一控制模块，用于在第一控制策略的无功功率调节量能够达到所述目标无功功率调节量时，通过所述第一控制策略调节所述低压侧母线的无功功率，所述第一控制策略包括：在所述小水电机组的无功功率调节量无法达到所述目标无功功率调节量时，根据所述电能参数和所述配置参数判断是否有可投切的所述电容器或所述电抗器，并根据判断结果选择可投切的所述电容器或所述电抗器进行投切，以协助所述小水电机组进行无功功率调节；其中，所述配置参数包括所述电容器和所述电抗器的容量、投切状态、投切次数及其限值；

第二控制模块，用于在所述低压侧母线当前的电压未越限时，根据所述电能参数判断所述高压侧母线当前的电压是否越限，并根据判断结果对所述高压侧母线的电压进行控制。

第三方面，本发明还提供了一种服务器，所述服务器包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上所述的分布式小水电站的电压控制方法。

第四方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述的分布式小水电站的电压控制方法。

本发明的技术方案，考虑了低压侧母线和高压侧母线两个电压等级的优先顺序，优先保证低压侧母线的电压安全，即优先保证小水电机组和低压侧用户设备的安全；在小水电站同时安装电容器和电抗器，在小水电机组的无功功率调节量无法达到目标无功功率调节量时，以择一的方式选择可投切的电容器或电抗器进行投切，以协助小水电机组进行无功功率调节，既使得小水电机组能够进相运行，又考虑了容性、感性设备的相互配合，以避免小水电站出现无功环流现象，并且，电容器和电抗器的投切还考虑了设备动作次数的限制，保证了设备在调节过程中的安全性。综上，本发明的技术方案，有助于在满足用户的用电质量要求的同时，保证配电网的安全经济运行。

附图说明

图1是本发明提供的一种分布式小水电站的结构示意图；

图2是本发明提供的一种分布式小水电站的电压控制方法的流程示意图；

图3是本发明提供的另一种分布式小水电站的电压控制方法的流程示意图；

图4是本发明提供的一种分布式小水电站的电压控制装置的模块结构示意图；

图5是本发明提供的一种终端的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

正如背景技术所述，分布式小水电存在系统电压波动严重的问题，既影响了配电网的安全经济运行，又难以满足用户的用电质量要求。针对上述问题，现有技术提出加大配电线路导线线径、安装无功补偿装置、有载调压升压变压器以及双向调压器等提高小水电电压质量的方法。经发明人研究发现，上述现有技术的重点在于仅提出了改装设备容量配置的计算方式，而不涉及各类设备调节过程中的相互配合。实际上，多种无功设备实时运行调节的过程存在相互间的时序配合问题，例如在安装了分布式电容和分布式电抗的情况下，若不考虑二者之间的时序配合，容易出现容抗同投的问题，不仅会使无功电压调节量相互抵消，而且会引起无功环流等问题。

实施例一

针对上述问题，本发明提供了一种分布式小水电站的电压控制方法。图1是本发明提供的一种分布式小水电站的结构示意图；图2是本发明提供的一种分布式小水电站的电压控制方法的流程示意图。本实施例可适用于对分布式小水电站的电压进行控制的情况，该方法可以由分布式小水电站的电压控制装置执行，该装置可以采用软件和/或硬件的方式实现，该装置可配置于电子设备中，例如服务器或终端设备，典型的终端设备包括移动终端，具体包括手机、电脑或平板电脑等。

参见图1，分布式小水电站包括高压侧母线L1、低压侧母线L2以及连接低压侧母线L2的小水电机组10、电容器20和电抗器30；相应地，参见图2，分布式小水电站的电压控制方法包括如下步骤：

S110、获取分布式小水电站的电能参数和配置参数。

具体地，高压侧母线L1可以是10kV母线，低压侧母线L2可以是380V母线。分布式小水电站中的电容器20和电抗器30的数量均可以是多个，电容器20和电抗器30均可以通过相应的投切器件与低压侧母线L2连接或断开，低压侧母线L2还连接有负荷40。分布式小水电站的电能参数可以包括低压侧母线L2当前的电压及其上限值和下限值、高压侧母线L1当前的电压及其上限值和下限值、小水电机组10当前的有功功率、无功功率以及小水电机组并网点的功率因数限值等。配置参数可以包括电容器20和电抗器30的容量、投切状态、投切次数及其限值等。

S120、根据电能参数判断低压侧母线当前的电压是否越限。

具体地，优先判断低压侧母线L2当前的电压是否越限，若低压侧母线L2当前的电压未越限，再判断高压侧母线L1当前的电压是否越限，以优先保证低压侧母线L2的电压安全，即优先保证小水电机组10和低压侧用户设备的安全。根据电能参数判断低压侧母线当前的电压是否越限，可以包括据电能参数判断低压侧母线当前的电压是否越上限，以及是否越下限。示例性地，若低压侧母线当前的电压大于其上限值，则判定低压侧母线当前的电压越上限；若低压侧母线当前的电压小于或等于其上限值，则判定低压侧母线当前的电压越上限。

S130、在低压侧母线当前的电压越限时，计算消除低压侧母线的电压越限所需的目标无功功率调节量。

若低压侧母线当前的电压越限，则可以通过调节无功功率的方式来调节低压侧母线的电压，从而消除低压侧母线的电压越限。消除低压侧母线的电压越限所需的目标无功功率调节量，可以根据低压侧母线当前的电压及其限值以及无功功率的变化量与低压侧母线的电压变化量之间的数值关系进行计算得到。

S140、在第一控制策略的无功功率调节量能够达到目标无功功率调节量时，通过第一控制策略调节低压侧母线的无功功率，第一控制策略包括：在小水电机组的无功功率调节量无法达到目标无功功率调节量时，根据电能参数和配置参数判断是否有可投切的电容器或电抗器，并根据判断结果选择可投切的电容器或电抗器进行投切，以协助小水电机组进行无功功率调节。

示例性地，可以根据小水电机组10当前的有功功率及其并网点的功率因数限值计算小水电机组10的无功功率限值，以根据小水电机组10当前的无功功率及其限值以及目标无功功率调节量之间的数值关系，判断小水电机组的无功功率调节量是否能够达到目标无功功率调节量。若小水电机组的无功功率调节量能够达到目标无功功率调节量，则表示仅调节小水电机组的无功功率就能够调节低压侧母线的电压，从而消除低压侧母线的电压越限。

若小水电机组的无功功率调节量无法达到目标无功功率调节量，则可以先按照小水电机组可调的无功功率调节量对其进行调节，然后再继续判断是否可通过投切电容器20，或者投切电抗器30的方式来协助小水电机组进行无功功率调节。示例性地，通过向低压侧母线L2投入电容器20，能够增加低压侧母线L2的无功功率，从而升高低压侧母线L2的电压；通过切除低压侧母线L2中的电容器20，能够减小低压侧母线L2的无功功率，从而降低低压侧母线L2的电压；通过向低压侧母线L2投入电抗器30，能够减小低压侧母线L2的无功功率，从而降低低压侧母线L2的电压；通过切除低压侧母线L2中的电容器20，能够增加低压侧母线L2的无功功率，从而升高低压侧母线L2的电压。

根据小水电机组可调的无功功率调节量和目标无功功率调节量，可确定需要通过其他无功设备(例如电容器20或者电抗器30)协助的总无功调节量，以根据总无功调节量筛选可进行投切的电容器20或者电抗器30，并以择一的方式选择电容器20或者电抗器30，将其投入低压侧母线L2，或者将其从低压侧母线L2中切除，以协助小水电机组进行无功功率调节。示例性地，根据总无功调节量、小水电站中各电容器20的容量、投切状态、投切次数及其限值，筛选容量满足总无功调节量且投切次数未达到其限制的电容器20进行投切，以协助小水电机组进行无功功率调节；或者，根据总无功调节量、总无功调节量、小水电站中各电抗器30的容量、投切状态、投切次数及其限值，筛选容量满足总无功调节量且投切次数未达到其限制的电抗器30进行投切，以协助小水电机组进行无功功率调节。

S150、在低压侧母线当前的电压未越限时，根据电能参数判断高压侧母线当前的电压是否越限，并根据判断结果对高压侧母线的电压进行控制。

根据电能参数判断高压侧母线当前的电压是否越限，可以包括据电能参数判断高压侧母线当前的电压是否越上限，以及是否越下限。示例性地，若高压侧母线当前的电压大于其上限值，则判定高压侧母线当前的电压越上限；若高压侧母线当前的电压小于或等于其上限值，则判定高压侧母线当前的电压越上限。若高压侧母线当前的电压越限，则可以对高压侧母线的电压进行调节，以消除高压侧母线的电压越限。例如，在高压侧母线L1连接双向调压变压器60时，可以通过调节双向调压变压器60的档位来调节高压侧母线的电压。若高压侧母线当前的电压未越限，则可以继续通过其他方式来控制分布式小水电站的电压。例如，可以判断高压侧母线L1上网点的功率因数是否越限，并根据判断结果对分布式小水电站的电压进行控制，这样有助于在满足用户的用电质量要求的同时，保证配电网的安全经济运行。

本发明的技术方案，考虑了低压侧母线和高压侧母线两个电压等级的优先顺序，优先保证低压侧母线的电压安全，即优先保证小水电机组和低压侧用户设备的安全；在小水电站同时安装电容器和电抗器，在小水电机组的无功功率调节量无法达到目标无功功率调节量时，以择一的方式选择可投切的电容器或电抗器进行投切，以协助小水电机组进行无功功率调节，既使得小水电机组能够进相运行，又考虑了容性、感性设备的相互配合，以避免小水电站出现无功环流现象，并且，电容器和电抗器的投切还考虑了设备动作次数的限制，保证了设备在调节过程中的安全性。综上，本发明的技术方案，有助于在满足用户的用电质量要求的同时，保证配电网的安全经济运行。

在上述实施例的基础上，可选地，步骤S130中，计算消除低压侧母线的电压越限所需的目标无功功率调节量，包括：

将低压侧母线当前的电压与其上限值之差和低压侧母线的电压变化量对于无功功率变化的灵敏度的比值，确定为消除低压侧母线的电压越上限所需的第一目标无功功率调节量；将低压侧母线的电压下限值与当前的电压之差和低压侧母线的电压变化量对于无功功率变化的灵敏度的比值，确定为消除低压侧母线的电压越下限所需的第二目标无功功率调节量。

示例性地，低压侧母线当前的电压记为U_g，低压侧母线的电压上限值记为U_{max_g}，低压侧母线的电压下限值记为U_{min_g}，低压侧母线的电压变化量对于无功功率变化的灵敏度记为S_q。消除低压侧母线的电压越上限所需的第一目标无功功率调节量记为Q_δ1，则第一目标无功功率调节量Q_δ1可表示为：

Q_δ1＝(U_g-U_{max_g})/S_q；

消除低压侧母线的电压越下限所需的第二目标无功功率调节量记为Q_δ2，则第二目标无功功率调节量Q_δ2可表示为：

Q_δ2＝(U_{min_g}-U_g)/S_q；

在上述实施例的基础上，可选地，分布式小水电站的电压控制方法还包括：

根据小水电机组当前的有功功率及其并网点的功率因数限值，计算小水电机组的无功功率上限值和下限值；

若小水电机组当前的无功功率与第一目标无功功率调节量之差大于或等于小水电机组当前的无功功率下限值，则判定小水电机组的无功功率调节量能够达到第一目标无功功率调节量；

若小水电机组当前的无功功率与第二目标无功功率调节量之和小于或等于小水电机组当前的无功功率上限值，则判定小水电机组的无功功率调节量能够达到第二目标无功功率调节量。

示例性地，小水电机组当前的有功功率记为P_g，无功功率记为Q_g，小水电机组并网点的功率因数限值记为COS_{min_g}。小水电机组的无功功率上限值记为Q_max，无功功率下限值记为Q_min，则小水电机组的无功功率上限值Q_max可表示为：

小水电机组的无功功率下限值记为Q_min可表示为：

Q_min＝-1×Q_max；

在低压侧母线当前的电压越上限时，若(Q_g-Q_δ1)≥Q_min，则表示仅通过调节小水电机组自身可调的无功功率调节量就能够达到第一目标无功功率调节量Q_δ1，以消除低压侧母线的电压越上限；若(Q_g-Q_δ1)＜Q_min，则表示仅通过调节小水电机组自身的无功调节能力，不足以达到第一目标无功功率调节量Q_δ1，需要通过其他无功设备(例如电容器20或者电抗器30)的无功调节能力进行协助，以消除低压侧母线的电压越上限。

在低压侧母线当前的电压越下限时，若(Q_g+Q_δ2)≤Q_max，则表示仅通过调节小水电机组自身可调的无功功率调节量就能够达到第二目标无功功率调节量Q_δ2，以消除低压侧母线的电压越下限；若(Q_g+Q_δ2)＞Q_max，则表示仅通过调节小水电机组自身的无功调节能力，不足以达到第二目标无功功率调节量Q_δ2，需要通过其他无功设备(例如电容器20或者电抗器30)的无功调节能力进行协助，以消除低压侧母线的电压越下限。

在上述实施例的基础上，可选地，步骤S140可以包括：

在低压侧母线当前的电压越上限，且高压侧母线当前的电压小于其上限值时，若小水电机组的无功功率调节量能够达到第一目标无功功率调节量，则将小水电机组的无功功率调节为第一设定值，第一设定值为小水电机组当前的无功功率与第一目标无功功率调节量之差；

若小水电机组的无功功率调节量无法达到第一目标无功功率调节量，则将小水电机组当前的无功功率调节为其下限值，并根据第二设定值和各电容器的容量，判断是否存在容量满足第二设定值的需求，且投切次数小于其限值的可退运的第一目标电容器；其中，第二设定值为第一目标无功功率调节量与小水电机组当前的无功功率及其下限值之差的差值；

若存在第一目标电容器，则将第一目标电容器切除；若不存在第一目标电容器，则根据第二设定值和各电抗器的容量，判断是否存在容量满足第二设定值的需求，且投切次数小于其限值的退运状态下的第一目标电抗器；

若存在第一目标电抗器，则将第一目标电抗器投入低压侧母线。

示例性地，高压侧母线当前的电压记为U_cpp，高压侧母线的电压上限值记为U_{max_cpp}，高压侧母线的电压下限值记为U_{min_cpp}。若U_q＞U_{max_g}且U_cpp＜U_{max_cpp}，则进入低压侧母线的电压越上限的控制流程。

若(Q_g-Q_δ1)≥Q_min，则表示仅通过调节小水电机组自身可调的无功功率调节量就能够达到第一目标无功功率调节量Q_δ1。小水电机组的无功功率调节量，即第一设定值可记为Q_set1，则第一设定值Q_set1可表示为Q_set1＝Q_g-Q_δ1。根据第一设定值Q_set1对小水电机组的无功功率进行调节，即可消除低压侧母线的电压越上限。

若(Q_g-Q_δ1)＜Q_min，则表示仅通过调节小水电机组自身的无功调节能力，不足以达到第一目标无功功率调节量Q_δ1，需要通过其他无功设备的无功调节能力进行协助。此时，将小水电机组当前的无功功率调节为其下限值Q_min，需要通过其他无功设备进行协助的无功功率调节量，即第二设定值可记为Q_{set_down1}，则第二设定值Q_{set_down1}可表示为Q_{set_down1}＝Q_δ1-(Q_g-Q_min)。

根据第二设定值Q_{set_down1}判断是否存在能够进行投切的电容器或电抗器，以协助小水电机组进行无功功率调节，从而消除低压侧母线的电压越上限。示例性地，首先判断是否存在可退运的第一目标电容器。将处于运行状态的电容器按容量组成一个集合Q_cp1，记为Q_cp1＝{Q_{cp_1}，Q_{cp_2}，……，Q_{cp_m}}，其中，Q_{cp_i}表示第i个电容器的容量，i＝1，2，……，m，i表示电容器的序号，m为电容器的总数量。电容器的投切次数可包括日投切次数和月投切次数，相应地，电容器的投切次数限值可包括日投切次数限值和月投切次数限值，从集合Q_cp1中查找出所有Q_{cp_i}≥Q_{set_down1}，且日投切次数和月投切次数均未达到其限制的电容器构成子集，然后从该子集中查找容量最小的电容器M1。若存在电容器M1，则将其确定为第一目标电容器，记录电容器M1的序号，将小水电机组无功功率的第二设定值Q_{set_down1}的控制指令，以及控制投切器件将电容器M1从低压侧母线切除的控制指令发送至小水电站的监控系统，以消除低压侧母线的电压越上限。

若不存在电容器M1，则从集合Q_cp1中查找出所有Q_{cp_i}＜Q_{set_down1}，且日投切次数和月投切次数均未达到其限制的电容器构成子集，然后从该子集中查找容量最大的电容器M2。若存在电容器M2，则将其确定为第一目标电容器，记录电容器M2的序号，将小水电机组无功功率的第二设定值Q_{set_down1}的控制指令，以及控制投切器件将电容器M2从低压侧母线切除的控制指令发送至小水电站的监控系统，以消除低压侧母线的电压越上限。

若不存在可退运的第一目标电容器，则判断是否存在可投运的第一目标电抗器。示例性地，将处于退运状态的电抗器按容量组成一个集合Q_rc1，记为Q_rc1＝{Q_{rc_1}，Q_{rc_2}，……，Q_{rc_n}}，其中，Q_{rc_j}表示第j个电抗器的容量，j＝1，2，……，n，j表示电抗器的序号，n为电抗器的总数量。电抗器的投切次数可包括日投切次数和月投切次数，相应地，电抗器的投切次数限值可包括日投切次数限值和月投切次数限值，从集合Q_rc1中查找出所有Q_{rc_j}≥Q_{set_down1}，且日投切次数和月投切次数均未达到其限制的电抗器构成子集，然后从该子集中查找容量最小的电抗器N1。若存在电抗器N1，则将其确定为第一目标电抗器，记录电抗器N1的序号，将小水电机组无功功率的第二设定值Q_{set_down1}的控制指令，以及控制投切器件将电抗器N1投入低压侧母线的控制指令发送至小水电站的监控系统，以消除低压侧母线的电压越上限。

若不存在电抗器N1，则从集合Q_rc1中查找出所有Q_{rc_j}＜Q_{set_down1}，且日投切次数和月投切次数均未达到其限制的电抗器构成子集，然后从该子集中查找容量最大的电抗器N2。若存在电抗器N2，则将其确定为第一目标电抗器，记录电抗器N2的序号，将小水电机组无功功率的第二设定值Q_{set_down1}的控制指令，以及控制投切器件将电抗器N2投入低压侧母线的控制指令发送至小水电站的监控系统，以消除低压侧母线的电压越上限。

在上述实施例的基础上，可选地，步骤S140还可以包括：

在低压侧母线当前的电压越下限，且高压侧母线当前的电压大于其下限值时，若小水电机组的无功功率调节量能够达到第二目标无功功率调节量，则将小水电机组的无功功率调节为第三设定值，第三设定值为小水电机组当前的无功功率与第二目标无功功率调节量之和；

若小水电机组的无功功率调节量无法达到第二目标无功功率调节量，则将小水电机组当前的无功功率调节为其上限值，并根据第四设定值和各电抗器的容量，判断是否存在容量满足第四设定值的需求，且投切次数小于其限值的可退运的第二目标电抗器；其中，第四设定值为第二目标无功功率调节量与小水电机组的无功功率上限值和当前的无功功率之差的差值；

若存在第二目标电抗器，则将第二目标电抗器切除；若不存在第二目标电抗器，则根据第四设定值和各电容器的容量，判断是否存在容量满足第四设定值的需求，且投切次数小于其限值的退运状态下的第二目标电容器；

若存在第二目标电容器，则将第二目标电容器投入低压侧母线。

示例性地，若U_q＜U_{min_g}且U_cpp＞U_{min_cpp}，则进入低压侧母线的电压越下限的控制流程。

若(Q_g+Q_δ2)≤Q_max，则表示仅通过调节小水电机组自身可调的无功功率调节量就能够达到第二目标无功功率调节量Q_δ2。小水电机组的无功功率调节量，即第三设定值可记为Q_set3，则第三设定值Q_set3可表示为Q_set3＝Q_g+Q_δ2。根据第三设定值Q_set3对小水电机组的无功功率进行调节，即可消除低压侧母线的电压越上限。

若(Q_g+Q_δ2)＞Q_max，则表示仅通过调节小水电机组自身的无功调节能力，不足以达到第二目标无功功率调节量Q_δ2，需要通过其他无功设备的无功调节能力进行协助。此时，将小水电机组当前的无功功率调节为其上限值Q_max，需要通过其他无功设备进行协助的无功功率调节量，即第四设定值可记为Q_{set_up1}，则第四设定值Q_{set_up1}可表示为Q_{set_up1}＝Q_δ2-(Q_max-Q_g)。

根据第四设定值Q_{set_up1}判断是否存在能够进行投切的电容器或电抗器，以协助小水电机组进行无功功率调节，从而消除低压侧母线的电压越上限。示例性地，首先判断是否存在可退运的第二目标电抗器。将处于运行状态的电抗器按容量组成一个集合Q_rc2，记为Q_rc2＝{Q_{rc_1}，Q_{rc_2}，……，Q_{rc_p}}，其中，Q_{rc_j}表示第j个电抗器的容量，j＝1，2，……，p，j表示电抗器的序号，p为电抗器的总数量。从集合Q_rc2中查找出所有Q_{rc_j}≥Q_{set_up1}，且日投切次数和月投切次数均未达到其限制的电抗器构成子集，然后从该子集中查找容量最小的电抗器N3。若存在电抗器N3，则将其确定为第二目标电抗器，记录电抗器N3的序号，将小水电机组无功功率的第四设定值Q_{set_up1}的控制指令，以及控制投切器件将电抗器N3从低压侧母线切除的控制指令发送至小水电站的监控系统，以消除低压侧母线的电压越下限。

若不存在电抗器N3，则从集合Q_rc2中查找出所有Q_{rc_j}＜Q_{set_up1}，且日投切次数和月投切次数均未达到其限制的电抗器构成子集，然后从该子集中查找容量最大的电抗器N4。若存在电抗器N4，则将其确定为第二目标电抗器，记录电抗器N4的序号，将小水电机组无功功率的第四设定值Q_{set_up1}的控制指令，以及控制投切器件将电抗器N4从低压侧母线切除的控制指令发送至小水电站的监控系统，以消除低压侧母线的电压越下限。

若不存在可退运的第二目标电抗器，则判断是否存在可投运的第二目标电容器。示例性地，将处于退运状态的电容器按容量组成一个集合Q_cp2，记为Q_cp2＝{Q_{cp_1}，Q_{cp_2}，……，Q_{cp_q}}，其中，Q_{cp_i}表示第i个电容器的容量，i＝1，2，……，q，i表示电容器的序号，q为电容器的总数量。从集合Q_cp2中查找出所有Q_{rc_j}≥Q_{set_up1}，且日投切次数和月投切次数均未达到其限制的电容器构成子集，然后从该子集中查找容量最小的电容器M3。若存在电容器M3，则将其确定为第二目标电容器，记录电容器M3的序号，将小水电机组无功功率的第四设定值Q_{set_up1}的控制指令，以及控制投切器件将电容器M3投入低压侧母线的控制指令发送至小水电站的监控系统，以消除低压侧母线的电压越下限。

若不存在电容器M3，则从集合Q_cp2中查找出所有Q_{rc_j}＜Q_{set_up1}，且日投切次数和月投切次数均未达到其限制的电容器构成子集，然后从该子集中查找容量最大的电容器M4。若存在电容器M4，则将其确定为第二目标电容器，记录电容器M4的序号，将小水电机组无功功率的第四设定值Q_{set_up1}的控制指令，以及控制投切器件将电容器M4投入低压侧母线的控制指令发送至小水电站的监控系统，以消除低压侧母线的电压越下限。

参见图1，可选地，高压侧母线L1连接双向调压变压器50，高压侧母线L1与低压侧母线L2之间连接有载调压变压器60；配置参数还包括有载调压变压器的当前档位及其最小值和最大值、有载调压变压器的动作次数及其限值、双向调压变压器的当前档位及其最小值和最大值、双向调压变压器的动作次数及其限值；相应地，分布式小水电站的电压控制方法还包括：

在低压侧母线的电压越上限，且第一控制策略的无功功率调节量无法达到第一目标无功功率调节量时，若有载调压变压器的当前档位大于其最小值，且动作次数小于其限值，则降低有载调压变压器的档位；

若有载调压变压器的当前档位等于其最小值，或动作次数大于或等于其限值，而双向调压变压器的当前档位大于其最小值，且动作次数小于其限值，则降低双向调压变压器的档位；

在低压侧母线的电压越下限，且第一控制策略的无功功率调节量无法达到第二目标无功功率调节量时，若有载调压变压器的当前档位小于其最大值，且动作次数小于其限值，则升高有载调压变压器的档位；

若有载调压变压器的当前档位等于其最大值，或动作次数大于或等于其限值，而双向调压变压器的当前档位小于其最大值，且动作次数小于其限值，则升高双向调压变压器的档位。

示例性地，有载调压变压器60的当前档位记为TP_dp，有载调压变压器60的档位最小值记为TP_{min_dp}，有载调压变压器60的档位最大值记为TP_{max_dp}。有载调压变压器60的动作次数包括日动作次数和月动作次数，相应地，有载调压变压器60的动作次数限值包括日动作次数限值和月动作次数限值。双向调压变压器50的当前档位记为TP_svr，双向调压变压器50的档位最小值记为TP_{min_svr}，双向调压变压器50的档位最大值记为TP_{max_svr}。双向调压变压器50的动作次数包括日动作次数和月动作次数，相应地，双向调压变压器50的动作次数限值包括日动作次数限值和月动作次数限值。

在低压侧母线的电压越上限时，第一控制策略的无功功率调节量无法达到第一目标无功功率调节量，表示仅通过调节小水电机组自身的无功调节能力，不足以达到第一目标无功功率调节量Q_δ1，并且不存在其他可协助小水电机组进行无功功率调节的无功设备，即不存在第一目标电容器和第一目标电抗器。此时，将小水电机组当前的无功功率调节为其下限值Q_min，并判断是否可以通过调节有载调压变压器60的档位来调节低压侧母线的电压。

示例性地，若有载调压变压器60的当前档位TP_dp＞TP_{min_dp}，且有载调压变压器60的日动作次数和月动作次数均未达到其限值，则向有载调压变压器60发送降档指令，以通过降低有载调压变压器60的档位来降低低压侧母线的电压，从而消除低压侧母线的电压越上限。若有载调压变压器60的当前档位TP_dp＝TP_{min_dp}，或者有载调压变压器60的日动作次数和月动作次数中的至少一者已超过其限值，则表示有载调压变压器60的当前档位不可调，可以继续判断是否可以通过调节双向调压变压器50的档位来调节低压侧母线的电压。

若双向调压变压器50的当前档位TP_svr＞TP_{min_svr}，且双向调压变压器50的日动作次数和月动作次数均未达到其限值，则向有双向调压变压器50发送降档指令，以通过降低双向调压变压器50的档位来降低高压侧母线的电压，从而降低低压侧母线的电压，进而消除低压侧母线的电压越上限。

在低压侧母线的电压越下限时，第一控制策略的无功功率调节量无法达到第二目标无功功率调节量，表示仅通过调节小水电机组自身的无功调节能力，不足以达到第二目标无功功率调节量Q_δ2，并且不存在其他可协助小水电机组进行无功功率调节的无功设备，即不存在第二目标电容器和第二目标电抗器。此时，将小水电机组当前的无功功率调节为其上限值Q_max，并判断是否可以通过调节有载调压变压器60的档位来调节低压侧母线的电压。

示例性地，若有载调压变压器60的当前档位TP_dp＜TP_{max_dp}，且有载调压变压器60的日动作次数和月动作次数均未达到其限值，则向有载调压变压器60发送升档指令，以通过升高有载调压变压器60的档位来升高低压侧母线的电压，从而消除低压侧母线的电压越下限。若有载调压变压器60的当前档位TP_dp＝TP_{min_dp}，或者有载调压变压器60的日动作次数和月动作次数中的至少一者已超过其限值，则表示有载调压变压器60的当前档位不可调，可以继续判断是否可以通过调节双向调压变压器50的档位来调节低压侧母线的电压。

若双向调压变压器50的当前档位TP_svr＜TP_{max_svr}，且双向调压变压器50的日动作次数和月动作次数均未达到其限值，则向有双向调压变压器50发送升档指令，以通过升高双向调压变压器50的档位来升高高压侧母线的电压，从而升高低压侧母线的电压，进而消除低压侧母线的电压越下限。

在上述各实施例的基础上，可选地，步骤S150中的根据电能参数判断高压侧母线当前的电压是否越限，并根据判断结果对高压侧母线的电压进行控制，包括：

若高压侧母线当前的电压大于其上限值，则判定高压侧母线当前的电压越上限；在高压侧母线当前的电压越上限，且低压侧母线当前的电压大于其下限值时，若双向调压变压器的当前档位大于其最小值，且动作次数小于其限值，则降低双向调压变压器的档位；

若高压侧母线当前的电压小于其下限值，则判定高压侧母线当前的电压越下限；在高压侧母线当前的电压越下限，且低压侧母线当前的电压小于其上限值时，若双向调压变压器的当前档位小于其最大值，且动作次数小于其限值，则升高双向调压变压器的档位。

示例性地，若U_cpp＞U_{max_cpp}且U_g＞U_{min_g}，则进入高压侧母线的电压越上限的控制流程。在高压侧母线当前的电压越上限时，判断是否可以通过调节双向调压变压器50的档位来降低高压侧母线的电压。若双向调压变压器50的当前档位TP_svr＞TP_{min_svr}，且双向调压变压器50的日动作次数和月动作次数均未达到其限值，则向有双向调压变压器50发送降档指令，以通过降低双向调压变压器50的档位来降低高压侧母线的电压，从而消除高压侧母线的电压越上限。

若U_cpp＜U_{min_cpp}且U_g＜U_{max_g}，则进入高压侧母线的电压越下限的控制流程。在高压侧母线当前的电压越下限时，判断是否可以通过调节双向调压变压器50的档位来升高高压侧母线的电压。若双向调压变压器50的当前档位TP_svr＜TP_{max_svr}，且双向调压变压器50的日动作次数和月动作次数均未达到其限值，则向有双向调压变压器50发送升档指令，以通过升高双向调压变压器50的档位来升高高压侧母线的电压，从而消除高压侧母线的电压越下限。

在上述各实施例的基础上，可选地，电能参数还包括高压侧母线上网点当前的有功功率、无功功率以及功率因数限值；相应地，分布式小水电站的电压控制方法还包括：

根据高压侧母线上网点当前的有功功率及其功率因数限值，计算高压侧母线上网点的无功功率上限值和下限值；

若高压侧母线上网点当前的无功功率大于其无功功率上限值，则判定高压侧母线上网点的功率因数越上限；将高压侧母线上网点当前的无功功率与其上限值之差确定为消除功率因数越上限所需的第三目标无功功率调节量；在第一控制策略的无功功率调节量能够达到第三目标无功功率调节量时，通过第一控制策略调节低压侧母线的无功功率，以调节高压侧母线上网点的功率因数；

若高压侧母线上网点当前的无功功率小于其无功功率下限值，则判定高压侧母线上网点的功率因数越下限；将高压侧母线上网点的无功功率下限值与当前的无功功率之差确定为消除功率因数越下限所需的第四目标无功功率调节量；在第一控制策略的无功功率调节量能够达到第四目标无功功率调节量时，通过第一控制策略调节低压侧母线的无功功率，以调节高压侧母线上网点的功率因数。

示例性地，高压侧母线上网点当前的有功功率记为P_cpp、无功功率记为Q_cpp，高压侧母线上网点的功率因数限值记为COS_{min_cpp}。高压侧母线上网点的无功功率上限值记为Q_{max_cpp}，无功功率下限值记为Q_{min_cpp}，则高压侧母线上网点的无功功率上限值Q_{max_cpp}可表示为：

高压侧母线上网点的无功功率下限值记为Q_{min_cpp}可表示为：

Q_{min_cpp}＝-1×Q_{max_cpp}；

若高压侧母线上网点当前的无功功率Q_cpp＞Q_{max_cpp}，则表示高压侧母线上网点的功率因数越上限。消除高压侧母线上网点的功率因数越上限所需的第三目标无功功率调节量可记为Q_δ3，则第三目标无功功率调节量Q_δ3可表示为：

Q_δ3＝Q_cpp-Q_{max_cpp}；

示例性地，在高压侧母线上网点的功率因数越上限时，若小水电机组的无功功率调节量能够达到第三目标无功功率调节量，则可以按照第三目标无功功率调节小水电机组的无功功率，以消除高压侧母线上网点的功率因数越上限；若小水电机组的无功功率调节量无法达到第三目标无功功率调节量，则根据电能参数和配置参数判断是否有可投切的电容器或电抗器，并根据判断结果选择可投切的电容器或电抗器进行投切，以协助小水电机组进行无功功率调节，从而消除高压侧母线上网点的功率因数越上限。

若高压侧母线上网点当前的无功功率Q_cpp＜Q_{min_cpp}，则表示高压侧母线上网点的功率因数越下限。消除高压侧母线上网点的功率因数越下限所需的第四目标无功功率调节量可记为Q_δ4，则第四目标无功功率调节量Q_δ4可表示为：

Q_δ4＝Q_{min_cpp}-Q_cpp；

示例性地，在高压侧母线上网点的功率因数越下限时，若小水电机组的无功功率调节量能够达到第四目标无功功率调节量，则可以按照第四目标无功功率调节小水电机组的无功功率，以消除高压侧母线上网点的功率因数越下限；若小水电机组的无功功率调节量无法达到第四目标无功功率调节量，则根据电能参数和配置参数判断是否有可投切的电容器或电抗器，并根据判断结果选择可投切的电容器或电抗器进行投切，以协助小水电机组进行无功功率调节，从而消除高压侧母线上网点的功率因数越下限。

在上述实施例的基础上，可选地，在第一控制策略的无功功率调节量能够达到第三目标无功功率调节量时，通过第一控制策略调节低压侧母线的无功功率，以调节高压侧母线上网点的功率因数，包括：

在高压侧母线上网点的功率因数越上限时，若小水电机组的无功功率调节量能够达到第三目标无功功率调节量，则将小水电机组的无功功率调节为第五设定值，第五设定值为小水电机组当前的无功功率与第三目标无功功率调节量之差；

若小水电机组的无功功率调节量无法达到第三目标无功功率调节量，则将小水电机组当前的无功功率调节为其下限值，并根据第六设定值和各电容器的容量，判断是否存在容量满足第六设定值的需求，且投切次数小于其限值的可退运的第三目标电容器；其中，第六设定值为第三目标无功功率调节量与小水电机组当前的无功功率及其下限值之差的差值；

若存在第三目标电容器，则将第三目标电容器切除；若不存在第三目标电容器，则根据第六设定值和各电抗器的容量，判断是否存在容量满足第六设定值的需求，且投切次数小于其限值的退运状态下的第三目标电抗器；

若存在第三目标电抗器，则将第三目标电抗器投入低压侧母线。

示例性地，在高压侧母线上网点的功率因数越上限时，若(Q_g-Q_δ3)≥Q_min，则表示仅通过调节小水电机组自身可调的无功功率调节量就能够达到第三目标无功功率调节量Q_δ3。小水电机组的无功功率调节量，即第五设定值可记为Q_set5，则第五设定值Q_set5可表示为Q_set5＝Q_g-Q_δ3。根据第五设定值Q_set5对小水电机组的无功功率进行调节，即可消除高压侧母线上网点的功率因数越上限。

若(Q_g-Q_δ1)＜Q_min，则表示仅通过调节小水电机组自身的无功调节能力，不足以达到第三目标无功功率调节量Q_δ3，需要通过其他无功设备的无功调节能力进行协助。此时，将小水电机组当前的无功功率调节为其下限值Q_min，需要通过其他无功设备进行协助的无功功率调节量，即第六设定值可记为Q_{set_down2}，则第六设定值Q_{set_down2}可表示为Q_{set_down2}＝Q_δ3-(Q_g-Q_min)。

根据第六设定值Q_{set_down2}判断是否存在能够进行投切的电容器或电抗器，以协助小水电机组进行无功功率调节，从而消除高压侧母线上网点的功率因数越上限。示例性地，首先判断是否存在可退运的第三目标电容器。将处于运行状态的电容器按容量组成一个集合Q_cp1，记为Q_cp1＝{Q_{cp_1}，Q_{cp_2}，……，Q_{cp_m}}，其中，Q_{cp_i}表示第i个电容器的容量，i＝1，2，……，m，i表示电容器的序号，m为电容器的总数量。从集合Q_cp1中查找出所有Q_{cp_i}≥Q_{set_down2}，且日投切次数和月投切次数均未达到其限制的电容器构成子集，然后从该子集中查找容量最小的电容器M5。若存在电容器M5，则将其确定为第三目标电容器，记录电容器M5的序号，将小水电机组无功功率的第六设定值Q_{set_down2}的控制指令，以及控制投切器件将电容器M5从低压侧母线切除的控制指令发送至小水电站的监控系统，以消除高压侧母线上网点的功率因数越上限。

若不存在电容器M5，则从集合Q_cp1中查找出所有Q_{cp_i}＜Q_{set_down2}，且日投切次数和月投切次数均未达到其限制的电容器构成子集，然后从该子集中查找容量最大的电容器M6。若存在电容器M6，则将其确定为第三目标电容器，记录电容器M6的序号，将小水电机组无功功率的第六设定值Q_{set_down2}的控制指令，以及控制投切器件将电容器M6从低压侧母线切除的控制指令发送至小水电站的监控系统，以消除高压侧母线上网点的功率因数越上限。

若不存在可退运的第三目标电容器，则判断是否存在可投运的第三目标电抗器。示例性地，将处于退运状态的电抗器按容量组成一个集合Q_rc1，记为Q_rc1＝{Q_{rc_1}，Q_{rc_2}，……，Q_{rc_n}}，其中，Q_{rc_j}表示第j个电抗器的容量，j＝1，2，……，n，j表示电抗器的序号，n为电抗器的总数量。从集合Q_rc1中查找出所有Q_{rc_j}≥Q_{set_down2}，且日投切次数和月投切次数均未达到其限制的电抗器构成子集，然后从该子集中查找容量最小的电抗器N5。若存在电抗器N5，则将其确定为第三目标电抗器，记录电抗器N5的序号，将小水电机组无功功率的第六设定值Q_{set_down2}的控制指令，以及控制投切器件将电抗器N5投入低压侧母线的控制指令发送至小水电站的监控系统，以消除高压侧母线上网点的功率因数越上限。

若不存在电抗器N5，则从集合Q_rc1中查找出所有Q_{rc_j}＜Q_{set_down2}，且日投切次数和月投切次数均未达到其限制的电抗器构成子集，然后从该子集中查找容量最大的电抗器N6。若存在电抗器N6，则将其确定为第三目标电抗器，记录电抗器N6的序号，将小水电机组无功功率的第六设定值Q_{set_down2}的控制指令，以及控制投切器件将电抗器N6投入低压侧母线的控制指令发送至小水电站的监控系统，以消除高压侧母线上网点的功率因数越上限。

在上述实施例的基础上，可选地，在第一控制策略的无功功率调节量能够达到第四目标无功功率调节量时，通过第一控制策略调节低压侧母线的无功功率，以调节高压侧母线上网点的功率因数，包括：

在高压侧母线上网点的功率因数越下限时，若小水电机组的无功功率调节量能够达到第四目标无功功率调节量，则将小水电机组的无功功率调节为第七设定值，第七设定值为小水电机组当前的无功功率与第四目标无功功率调节量之和；

若小水电机组的无功功率调节量无法达到第四目标无功功率调节量，则将小水电机组当前的无功功率调节为其上限值，并根据第八设定值和各电抗器的容量，判断是否存在容量满足第八设定值的需求，且投切次数小于其限值的可退运的第四目标电抗器；其中，第八设定值为第四目标无功功率调节量与小水电机组的无功功率上限值和当前的无功功率之差的差值；

若存在第四目标电抗器，则将第四目标电抗器切除；若不存在第四目标电抗器，则根据第八设定值和各电容器的容量，判断是否存在容量满足第八设定值的需求，且投切次数小于其限值的退运状态下的第四目标电容器；

若存在第四目标电容器，则将第四目标电容器投入低压侧母线。

示例性地，在高压侧母线上网点的功率因数越下限时，若(Q_g+Q_δ4)≤Q_max，则表示仅通过调节小水电机组自身可调的无功功率调节量就能够达到第四目标无功功率调节量Q_δ4。小水电机组的无功功率调节量，即第七设定值可记为Q_set7，则第七设定值Q_set7可表示为Q_set7＝Q_g+Q_δ4。根据第七设定值Q_set7对小水电机组的无功功率进行调节，即可消除高压侧母线上网点的功率因数越下限。

若(Q_g+Q_δ4)＞Q_max，则表示仅通过调节小水电机组自身的无功调节能力，不足以达到第四目标无功功率调节量Q_δ4，需要通过其他无功设备的无功调节能力进行协助。此时，将小水电机组当前的无功功率调节为其上限值Q_max，需要通过其他无功设备进行协助的无功功率调节量，即第八设定值可记为Q_{set_up2}，则第八设定值Q_{set_up2}可表示为Q_{set_up2}＝Q_δ4-(Q_max-Q_g)。

根据第八设定值Q_{set_up2}判断是否存在能够进行投切的电容器或电抗器，以协助小水电机组进行无功功率调节，从而消除高压侧母线上网点的功率因数越下限。示例性地，首先判断是否存在可退运的第四目标电抗器。将处于运行状态的电抗器按容量组成一个集合Q_rc2，记为Q_rc2＝{Q_{rc_1}，Q_{rc_2}，……，Q_{rc_p}}，其中，Q_{rc_j}表示第j个电抗器的容量，j＝1，2，……，p，j表示电抗器的序号，p为电抗器的总数量。从集合Q_rc2中查找出所有Q_{rc_j}≥Q_{set_up2}，且日投切次数和月投切次数均未达到其限制的电抗器构成子集，然后从该子集中查找容量最小的电抗器N7。若存在电抗器N7，则将其确定为第四目标电抗器，记录电抗器N7的序号，将小水电机组无功功率的第八设定值Q_{set_up2}的控制指令，以及控制投切器件将电抗器N7从低压侧母线切除的控制指令发送至小水电站的监控系统，以消除高压侧母线上网点的功率因数越下限。

若不存在电抗器N7，则从集合Q_rc2中查找出所有Q_{rc_j}＜Q_{set_up2}，且日投切次数和月投切次数均未达到其限制的电抗器构成子集，然后从该子集中查找容量最大的电抗器N8。若存在电抗器N8，则将其确定为第四目标电抗器，记录电抗器N8的序号，将小水电机组无功功率的第八设定值Q_{set_up2}的控制指令，以及控制投切器件将电抗器N8从低压侧母线切除的控制指令发送至小水电站的监控系统，以消除高压侧母线上网点的功率因数越下限。

若不存在可退运的第四目标电抗器，则判断是否存在可投运的第四目标电容器。示例性地，将处于退运状态的电容器按容量组成一个集合Q_cp2，记为Q_cp2＝{Q_{cp_1}，Q_{cp_2}，……，Q_{cp_q}}，其中，Q_{cp_i}表示第i个电容器的容量，i＝1，2，……，q，i表示电容器的序号，q为电容器的总数量。从集合Q_cp2中查找出所有Q_{rc_j}≥Q_{set_up2}，且日投切次数和月投切次数均未达到其限制的电容器构成子集，然后从该子集中查找容量最小的电容器M7。若存在电容器M7，则将其确定为第四目标电容器，记录电容器M7的序号，将小水电机组无功功率的第八设定值Q_{set_up2}的控制指令，以及控制投切器件将电容器M7投入低压侧母线的控制指令发送至小水电站的监控系统，以消除高压侧母线上网点的功率因数越下限。

若不存在电容器M7，则从集合Q_cp2中查找出所有Q_{rc_j}＜Q_{set_up2}，且日投切次数和月投切次数均未达到其限制的电容器构成子集，然后从该子集中查找容量最大的电容器M8。若存在电容器M8，则将其确定为第四目标电容器，记录电容器M8的序号，将小水电机组无功功率的第八设定值Q_{set_up2}的控制指令，以及控制投切器件将电容器M8投入低压侧母线的控制指令发送至小水电站的监控系统，以消除高压侧母线上网点的功率因数越下限。

实施例二

图3是本发明提供的另一种分布式小水电站的电压控制方法的流程示意图。在上述实施例的基础上，本实施例对分布式小水电站的电压控制方法进行了进一步优化。参见图2，分布式小水电站的电压控制方法具体可包括如下步骤：

S201、设置分布式小水电站的电压控制周期。

示例性地，分布式小水电站的电压控制周期可以根据需求进行设置，例如该周期可以是10s或15s等。

S202、在控制周期到来时，获取分布式小水电站的电能参数和配置参数。

示例性地，分布式小水电站的电能参数可包括：低压侧母线当前的电压及其上限值和下限值、低压侧母线的电压变化量对于无功功率变化的灵敏度、高压侧母线当前的电压及其上限值和下限值、小水电机组当前的有功功率、无功功率以及小水电机组并网点的功率因数限值、高压侧母线上网点当前的有功功率、无功功率以及功率因数限值等。配置参数可包括：电容器的数量、序号、容量、投切状态、投切次数及其限值、电抗器的数量、序号、容量、投切状态、投切次数及其限值、有载调压变压器的当前档位及其最小值和最大值、有载调压变压器的动作次数及其限值、双向调压变压器的当前档位及其最小值和最大值、双向调压变压器的动作次数及其限值等。

S203、判断低压侧母线的电压是否越上限。

若低压侧母线的电压越上限，则执行步骤S204；若低压侧母线的电压未越上限，则执行步骤S215。

S204、判断仅调节小水电机组的无功功率是否能够消除低压侧母线的电压越上限。

若仅调节小水电机组的无功功率能够消除低压侧母线的电压越上限，则执行步骤S205；若仅调节小水电机组的无功功率无法消除低压侧母线的电压越上限，则执行步骤S206。

S205、计算小水电机组的无功功率调节量，并发送至监控系统进行执行。

示例性地，若小水电机组的无功功率调节量能够达到第一目标无功功率调节量Q_δ1，则将小水电机组的无功功率调节为第一设定值Q_set1，根据第一设定值Q_set1对小水电机组的无功功率进行调节，即可消除低压侧母线的电压越上限。

S206、将小水电机组的无功功率调节为其下限值。

示例性地，若小水电机组的无功功率调节量无法达到第一目标无功功率调节量Q_δ1，则将小水电机组当前的无功功率调节为其下限值Q_min。

S207、判断是否存在可切除的第一目标电容器。

第一目标电容器的确定方式，可参见上述实施例，这里不再赘述。若存在第一目标电容器，则执行步骤S208；若不存在第一目标电容器，则执行步骤S209。

S208、将第一目标电容器从低压侧母线切除。

S209、判断是否存在可投入的第一目标电抗器。

第一目标电抗器的确定方式，可参见上述实施例，这里不再赘述。若存在第一目标电抗器，则执行步骤S210；若不存在第一目标电抗器，则执行步骤S211。

S210、将第一目标电抗器投入低压侧母线。

S211、判断有载调压变压器是否能够降档。

示例性地，若有载调压变压器的当前档位大于其最小值，且动作次数小于其限值，则表示有载调压变压器能够降档，后续可执行步骤S212；若有载调压变压器的当前档位等于其最小值，或动作次数大于或等于其限值，则表示有载调压变压器无法降档，后续可执行步骤S213。

S212、将有载调压变压器的档位降低一档。

S213、判断双向调压变压器是否能够降档。

示例性地，若双向调压变压器的当前档位大于其最小值，且动作次数小于其限值，则表示双向调压变压器能够降档，后续可执行步骤S214；若双向调压变压器的当前档位等于其最小值，或动作次数大于或等于其限值，则表示双向调压变压器无法降档，后续可执行步骤S249。

S214、将双向调压变压器的档位降低一档。

S215、判断低压侧母线的电压是否越下限。

若低压侧母线的电压越下限，则执行步骤S216；若低压侧母线的电压未越上限，则执行步骤S227。

S216、判断仅调节小水电机组的无功功率是否能够消除低压侧母线的电压越下限。

若仅调节小水电机组的无功功率能够消除低压侧母线的电压越下限，则执行步骤S217；若仅调节小水电机组的无功功率无法消除低压侧母线的电压越下限，则执行步骤S218。

S217、计算小水电机组的无功功率调节量，并发送至监控系统进行执行。

示例性地，若小水电机组的无功功率调节量能够达到第二目标无功功率调节量Q_δ2，则将小水电机组的无功功率调节为第三设定值Q_set3，根据第三设定值Q_set3对小水电机组的无功功率进行调节，即可消除低压侧母线的电压越下限。

S218、将小水电机组的无功功率调节为其上限值。

示例性地，若小水电机组的无功功率调节量无法达到第二目标无功功率调节量Q_δ2，则将小水电机组当前的无功功率调节为其上限值Q_max。

S219、判断是否存在可切除的第二目标电抗器。

第二目标电抗器的确定方式，可参见上述实施例，这里不再赘述。若存在第二目标电抗器，则执行步骤S220；若不存在第二目标电抗器，则执行步骤S221。

S220、将第二目标电抗器从低压侧母线切除。

S221、判断是否存在可投入的第二目标电容器。

第二目标电容器的确定方式，可参见上述实施例，这里不再赘述。若存在第二目标电容器，则执行步骤S222；若不存在第二目标电容器，则执行步骤S223。

S222、将第二目标电容器投入低压侧母线。

S223、判断有载调压变压器是否能够升档。

示例性地，若有载调压变压器的当前档位小于其最大值，且动作次数小于其限值，则表示有载调压变压器能够升档，后续可执行步骤S224；若有载调压变压器的当前档位等于其最大值，或动作次数大于或等于其限值，则表示有载调压变压器无法升档，后续可执行步骤S225。

S224、将有载调压变压器的档位升高一档。

S225、判断双向调压变压器是否能够升档。

示例性地，若双向调压变压器的当前档位小于其最大值，且动作次数小于其限值，则表示双向调压变压器能够升档，后续可执行步骤S226；若双向调压变压器的当前档位等于其最大值，或动作次数大于或等于其限值，则表示双向调压变压器无法升档，后续可执行步骤S249。

S226、将双向调压变压器的档位升高一档。

S227、判断高压侧母线的电压是否越上限。

若高压侧母线的电压越上限，则执行步骤S228；若高压侧母线的电压未越上限，则执行步骤S230。

S228、判断双向调压变压器是否能够降档。

若双向调压变压器能够降档，则执行步骤S229；若双向调压变压器无法降档，则执行步骤S249。

S229、将双向调压变压器的档位降低一档。

S230、判断高压侧母线的电压是否越下限。

若高压侧母线的电压越下限，则执行步骤S231；若高压侧母线的电压未越下限，则执行步骤S233。

S231、判断双向调压变压器是否能够升档。

若双向调压变压器能够升档，则执行步骤S232；若双向调压变压器无法升档，则执行步骤S249。

S232、将双向调压变压器的档位升高一档。

S233、判断高压侧母线上网点的功率因数是否越上限。

若高压侧母线上网点的功率因数越上限，则执行步骤S234；若高压侧母线上网点的功率因数未越上限，则执行步骤S241。

S234、判断仅调节小水电机组的无功功率是否能够消除功率因数越上限。

若仅调节小水电机组的无功功率能够消除高压侧母线上网点的功率因数越上限，则执行步骤S235；若仅调节小水电机组的无功功率无法消除高压侧母线上网点的功率因数越上限，则执行步骤S236。

S235、计算小水电机组的无功功率调节量，并发送至监控系统进行执行。

示例性地，若小水电机组的无功功率调节量能够达到第三目标无功功率调节量Q_δ3，则将小水电机组的无功功率调节为第五设定值Q_set5，根据第五设定值Q_set5对小水电机组的无功功率进行调节，即可消除高压侧母线上网点的功率因数越上限。

S236、将小水电机组的无功功率调节为其下限值。

示例性地，若小水电机组的无功功率调节量无法达到第三目标无功功率调节量Q_δ3，则将小水电机组当前的无功功率调节为其下限值Q_min。

S237、判断是否存在可切除的第三目标电容器。

第三目标电容器的确定方式，可参见上述实施例，这里不再赘述。若存在第三目标电容器，则执行步骤S238；若不存在第三目标电容器，则执行步骤S239。

S238、将第三目标电容器从低压侧母线切除。

S239、判断是否存在可投入的第三目标电抗器。

第三目标电抗器的确定方式，可参见上述实施例，这里不再赘述。若存在第三目标电抗器，则执行步骤S240；若不存在第三目标电抗器，则执行步骤S249。

S240、将第三目标电抗器投入低压侧母线。

S241、判断高压侧母线上网点的功率因数是否越下限。

若高压侧母线上网点的功率因数越下限，则执行步骤S242；若高压侧母线上网点的功率因数未越下限，则执行步骤S249。

S242、判断仅调节小水电机组的无功功率是否能够消除功率因数越下限。

若仅调节小水电机组的无功功率能够消除高压侧母线上网点的功率因数越下限，则执行步骤S243；若仅调节小水电机组的无功功率无法消除高压侧母线上网点的功率因数越下限，则执行步骤S244。

S243、计算小水电机组的无功功率调节量，并发送至监控系统进行执行。

示例性地，若小水电机组的无功功率调节量能够达到第四目标无功功率调节量Q_δ4，则将小水电机组的无功功率调节为第七设定值Q_set7，根据第七设定值Q_set7对小水电机组的无功功率进行调节，即可消除高压侧母线上网点的功率因数越下限。

S244、将小水电机组的无功功率调节为其上限值。

示例性地，若小水电机组的无功功率调节量无法达到第四目标无功功率调节量Q_δ4，则将小水电机组当前的无功功率调节为其上限值Q_max。

S245、判断是否存在可切除的第四目标电抗器。

第四目标电抗器的确定方式，可参见上述实施例，这里不再赘述。若存在第四目标电抗器，则执行步骤S246；若不存在第四目标电抗器，则执行步骤S247。

S246、将第四目标电抗器从低压侧母线切除。

S247、判断是否存在可投入的第四目标电容器。

第四目标电容器的确定方式，可参见上述实施例，这里不再赘述。若存在第四目标电容器，则执行步骤S248；若不存在第四目标电容器，则执行步骤S249。

S248、将第二目标电容器投入低压侧母线。

S249、等待下一控制周期的到来。

实施例三

图4是本发明提供的一种分布式小水电站的电压控制装置的模块结构示意图，本实施例可适用于对分布式小水电站的电压进行控制的情况。本发明所提供的分布式小水电站的电压控制装置，可执行本发明任意实施例所提供的分布式小水电站的电压控制方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

该装置具体包括参数获取模块310、越限判断模块320、调节量计算模块330、第一控制模块340和第二控制模块350，其中：

参数获取模块310用于获取分布式小水电站的电能参数和配置参数；

越限判断模块320用于根据电能参数判断低压侧母线当前的电压是否越限；

调节量计算模块330用于在低压侧母线当前的电压越限时，计算消除低压侧母线的电压越限所需的目标无功功率调节量；

第一控制模块340用于在第一控制策略的无功功率调节量能够达到目标无功功率调节量时，通过第一控制策略调节低压侧母线的无功功率，第一控制策略包括：在小水电机组的无功功率调节量无法达到目标无功功率调节量时，根据电能参数和配置参数判断是否有可投切的电容器或电抗器，并根据判断结果选择可投切的电容器或电抗器进行投切，以协助小水电机组进行无功功率调节；其中，配置参数包括电容器和电抗器的容量、投切状态、投切次数及其限值；

第二控制模块350用于在低压侧母线当前的电压未越限时，根据电能参数判断高压侧母线当前的电压是否越限，并根据判断结果对高压侧母线的电压进行控制。

本发明所提供的分布式小水电站的电压控制装置，可执行本发明任意实施例所提供的分布式小水电站的电压控制方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果，不再赘述。

实施例四

图5是本发明提供的一种终端的结构示意图。图5示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性设备410的框图。图5显示的设备410仅仅是一个示例，不应对本发明的功能和使用范围带来任何限制。

如图5所示，设备410以通用设备的形式表现。设备410的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器414，存储装置426，连接不同系统组件(包括存储装置426和处理器414)的总线416。

总线416表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储装置总线或者存储装置控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(Industry SubversiveAlliance，ISA)总线，微通道体系结构(Micro Channel Architecture，MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(Video Electronics Standards Association，VESA)局域总线以及外围组件互连(Peripheral Component Interconnect，PCI)总线。

设备410典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被设备410访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。

存储装置426可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)430和/或高速缓存存储器432。设备410可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统434可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图5未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图5中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘，例如只读光盘(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)，数字视盘(Digital Video Disc-Read Only Memory，DVD-ROM)或者其它光介质读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线416相连。存储装置426可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。

具有一组(至少一个)程序模块442的程序/实用工具440，可以存储在例如存储装置426中，这样的程序模块442包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块442通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。

设备410也可以与一个或多个外部设备412(例如键盘、指向终端、显示器424等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该设备410交互的终端通信，和/或与使得该设备410能与一个或多个其它计算终端进行通信的任何终端(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口422进行。并且，设备410还可以通过网络适配器420与一个或者多个网络(例如局域网(Local Area Network，LAN)，广域网(Wide Area Network，WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图5所示，网络适配器420通过总线416与设备410的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合设备410使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、终端驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、磁盘阵列(Redundant Arrays of Independent Disks，RAID)系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

处理器414通过运行存储在存储装置426中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明所提供的分布式小水电站的电压控制方法，该方法包括：

获取所述分布式小水电站的电能参数和配置参数；

根据所述电能参数判断所述低压侧母线当前的电压是否越限；

在所述低压侧母线当前的电压越限时，计算消除所述低压侧母线的电压越限所需的目标无功功率调节量；

在第一控制策略的无功功率调节量能够达到所述目标无功功率调节量时，通过所述第一控制策略调节所述低压侧母线的无功功率，所述第一控制策略包括：在所述小水电机组的无功功率调节量无法达到所述目标无功功率调节量时，根据所述电能参数和所述配置参数判断是否有可投切的所述电容器或所述电抗器，并根据判断结果选择可投切的所述电容器或所述电抗器进行投切，以协助所述小水电机组进行无功功率调节；其中，所述配置参数包括所述电容器和所述电抗器的容量、投切状态、投切次数及其限值；

在所述低压侧母线当前的电压未越限时，根据所述电能参数判断所述高压侧母线当前的电压是否越限，并根据判断结果对所述高压侧母线的电压进行控制。

实施例五

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明所提供的分布式小水电站的电压控制方法，该方法包括：

获取所述分布式小水电站的电能参数和配置参数；

根据所述电能参数判断所述低压侧母线当前的电压是否越限；

在所述低压侧母线当前的电压越限时，计算消除所述低压侧母线的电压越限所需的目标无功功率调节量；

在第一控制策略的无功功率调节量能够达到所述目标无功功率调节量时，通过所述第一控制策略调节所述低压侧母线的无功功率，所述第一控制策略包括：在所述小水电机组的无功功率调节量无法达到所述目标无功功率调节量时，根据所述电能参数和所述配置参数判断是否有可投切的所述电容器或所述电抗器，并根据判断结果选择可投切的所述电容器或所述电抗器进行投切，以协助所述小水电机组进行无功功率调节；其中，所述配置参数包括所述电容器和所述电抗器的容量、投切状态、投切次数及其限值；

在所述低压侧母线当前的电压未越限时，根据所述电能参数判断所述高压侧母线当前的电压是否越限，并根据判断结果对所述高压侧母线的电压进行控制。

本发明的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是，但不限于是电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言，诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或终端上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，来连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种分布式小水电站的电压控制方法，其特征在于，所述分布式小水电站包括高压侧母线、低压侧母线以及连接所述低压侧母线的小水电机组、电容器和电抗器；所述分布式小水电站的电压控制方法包括：

获取所述分布式小水电站的电能参数和配置参数；

根据所述电能参数判断所述低压侧母线当前的电压是否越限；

在所述低压侧母线当前的电压越限时，计算消除所述低压侧母线的电压越限所需的目标无功功率调节量；

在第一控制策略的无功功率调节量能够达到所述目标无功功率调节量时，通过所述第一控制策略调节所述低压侧母线的无功功率，所述第一控制策略包括：在所述小水电机组的无功功率调节量无法达到所述目标无功功率调节量时，根据所述电能参数和所述配置参数判断是否有可投切的所述电容器或所述电抗器，并根据判断结果选择可投切的所述电容器或所述电抗器进行投切，以协助所述小水电机组进行无功功率调节；其中，所述配置参数包括所述电容器和所述电抗器的容量、投切状态、投切次数及其限值；

在所述低压侧母线当前的电压未越限时，根据所述电能参数判断所述高压侧母线当前的电压是否越限，并根据判断结果对所述高压侧母线的电压进行控制。

2.根据权利要求1所述的分布式小水电站的电压控制方法，其特征在于，所述电能参数包括所述低压侧母线当前的电压及其上限值和下限值、所述低压侧母线的电压变化量对于无功功率变化的灵敏度、所述小水电机组当前的有功功率、无功功率以及所述小水电机组并网点的功率因数限值；

计算消除所述低压侧母线的电压越限所需的目标无功功率调节量，包括：

将所述低压侧母线当前的电压与其上限值之差和所述低压侧母线的电压变化量对于无功功率变化的灵敏度的比值，确定为消除所述低压侧母线的电压越上限所需的第一目标无功功率调节量；

将所述低压侧母线的电压下限值与当前的电压之差和所述低压侧母线的电压变化量对于无功功率变化的灵敏度的比值，确定为消除所述低压侧母线的电压越下限所需的第二目标无功功率调节量；

所述分布式小水电站的电压控制方法还包括：

根据所述小水电机组当前的有功功率及其并网点的功率因数限值，计算所述小水电机组的无功功率上限值和下限值；

若所述小水电机组当前的无功功率与所述第一目标无功功率调节量之差大于或等于所述小水电机组当前的无功功率下限值，则判定所述小水电机组的无功功率调节量能够达到所述第一目标无功功率调节量；

若所述小水电机组当前的无功功率与所述第二目标无功功率调节量之和小于或等于所述小水电机组当前的无功功率上限值，则判定所述小水电机组的无功功率调节量能够达到所述第二目标无功功率调节量。

3.根据权利要求2所述的分布式小水电站的电压控制方法，其特征在于，

根据所述电能参数判断所述低压侧母线当前的电压是否越限，包括：

若所述低压侧母线当前的电压大于其上限值，则判定所述低压侧母线当前的电压越上限；

在第一控制策略的无功功率调节量能够达到所述目标无功功率调节量时，通过所述第一控制策略调节所述低压侧母线的无功功率，包括：

在所述低压侧母线当前的电压越上限，且所述高压侧母线当前的电压小于其上限值时，若所述小水电机组的无功功率调节量能够达到所述第一目标无功功率调节量，则将所述小水电机组的无功功率调节为第一设定值，所述第一设定值为所述小水电机组当前的无功功率与所述第一目标无功功率调节量之差；

若所述小水电机组的无功功率调节量无法达到所述第一目标无功功率调节量，则将所述小水电机组当前的无功功率调节为其下限值，并根据第二设定值和各所述电容器的容量，判断是否存在容量满足所述第二设定值的需求，且投切次数小于其限值的可退运的第一目标电容器；其中，所述第二设定值为所述第一目标无功功率调节量与所述小水电机组当前的无功功率及其下限值之差的差值；

若存在所述第一目标电容器，则将所述第一目标电容器切除；若不存在所述第一目标电容器，则根据所述第二设定值和各所述电抗器的容量，判断是否存在容量满足所述第二设定值的需求，且投切次数小于其限值的退运状态下的第一目标电抗器；

若存在所述第一目标电抗器，则将所述第一目标电抗器投入所述低压侧母线。

4.根据权利要求3所述的分布式小水电站的电压控制方法，其特征在于，

根据所述电能参数判断所述低压侧母线当前的电压是否越限，还包括：

若所述低压侧母线当前的电压小于其下限值，则判定所述低压侧母线当前的电压越下限；

在第一控制策略的无功功率调节量能够达到所述目标无功功率调节量时，通过所述第一控制策略调节所述低压侧母线的无功功率，还包括：

在所述低压侧母线当前的电压越下限，且所述高压侧母线当前的电压大于其下限值时，若所述小水电机组的无功功率调节量能够达到所述第二目标无功功率调节量，则将所述小水电机组的无功功率调节为第三设定值，所述第三设定值为所述小水电机组当前的无功功率与所述第二目标无功功率调节量之和；

若所述小水电机组的无功功率调节量无法达到所述第二目标无功功率调节量，则将所述小水电机组当前的无功功率调节为其上限值，并根据第四设定值和各所述电抗器的容量，判断是否存在容量满足所述第四设定值的需求，且投切次数小于其限值的可退运的第二目标电抗器；其中，所述第四设定值为所述第二目标无功功率调节量与所述小水电机组的无功功率上限值和当前的无功功率之差的差值；

若存在所述第二目标电抗器，则将所述第二目标电抗器切除；若不存在所述第二目标电抗器，则根据所述第四设定值和各所述电容器的容量，判断是否存在容量满足所述第四设定值的需求，且投切次数小于其限值的退运状态下的第二目标电容器；

若存在所述第二目标电容器，则将所述第二目标电容器投入所述低压侧母线。

5.根据权利要求4所述的分布式小水电站的电压控制方法，其特征在于，所述高压侧母线连接双向调压变压器，所述高压侧母线与所述低压侧母线之间连接有载调压变压器；所述配置参数还包括所述有载调压变压器的当前档位及其最小值和最大值、所述有载调压变压器的动作次数及其限值、所述双向调压变压器的当前档位及其最小值和最大值、所述双向调压变压器的动作次数及其限值；所述分布式小水电站的电压控制方法还包括：

在所述低压侧母线的电压越上限，且所述第一控制策略的无功功率调节量无法达到所述第一目标无功功率调节量时，若所述有载调压变压器的当前档位大于其最小值，且动作次数小于其限值，则降低所述有载调压变压器的档位；

若所述有载调压变压器的当前档位等于其最小值，或动作次数大于或等于其限值，而所述双向调压变压器的当前档位大于其最小值，且动作次数小于其限值，则降低所述双向调压变压器的档位；

在所述低压侧母线的电压越下限，且所述第一控制策略的无功功率调节量无法达到所述第二目标无功功率调节量时，若所述有载调压变压器的当前档位小于其最大值，且动作次数小于其限值，则升高所述有载调压变压器的档位；

若所述有载调压变压器的当前档位等于其最大值，或动作次数大于或等于其限值，而所述双向调压变压器的当前档位小于其最大值，且动作次数小于其限值，则升高所述双向调压变压器的档位。

6.根据权利要求5所述的分布式小水电站的电压控制方法，其特征在于，所述电能参数还包括所述高压侧母线当前的电压及其上限值和下限值；

根据所述电能参数判断所述高压侧母线当前的电压是否越限，并根据判断结果对所述高压侧母线的电压进行控制，包括：

若所述高压侧母线当前的电压大于其上限值，则判定所述高压侧母线当前的电压越上限；在所述高压侧母线当前的电压越上限，且所述低压侧母线当前的电压大于其下限值时，若所述双向调压变压器的当前档位大于其最小值，且动作次数小于其限值，则降低所述双向调压变压器的档位；

若所述高压侧母线当前的电压小于其下限值，则判定所述高压侧母线当前的电压越下限；在所述高压侧母线当前的电压越下限，且所述低压侧母线当前的电压小于其上限值时，若所述双向调压变压器的当前档位小于其最大值，且动作次数小于其限值，则升高所述双向调压变压器的档位。

7.根据权利要求2所述的分布式小水电站的电压控制方法，其特征在于，所述电能参数还包括所述高压侧母线上网点当前的有功功率、无功功率以及功率因数限值；所述分布式小水电站的电压控制方法还包括：

根据所述高压侧母线上网点当前的有功功率及其功率因数限值，计算所述高压侧母线上网点的无功功率上限值和下限值；

若所述高压侧母线上网点当前的无功功率大于其无功功率上限值，则判定所述高压侧母线上网点的功率因数越上限；将所述高压侧母线上网点当前的无功功率与其上限值之差确定为消除功率因数越上限所需的第三目标无功功率调节量；在所述第一控制策略的无功功率调节量能够达到所述第三目标无功功率调节量时，通过所述第一控制策略调节所述低压侧母线的无功功率，以调节所述高压侧母线上网点的功率因数；

若所述高压侧母线上网点当前的无功功率小于其无功功率下限值，则判定所述高压侧母线上网点的功率因数越下限；将所述高压侧母线上网点的无功功率下限值与当前的无功功率之差确定为消除功率因数越下限所需的第四目标无功功率调节量；在所述第一控制策略的无功功率调节量能够达到所述第四目标无功功率调节量时，通过所述第一控制策略调节所述低压侧母线的无功功率，以调节所述高压侧母线上网点的功率因数。

8.根据权利要求7所述的分布式小水电站的电压控制方法，其特征在于，在所述第一控制策略的无功功率调节量能够达到所述第三目标无功功率调节量时，通过所述第一控制策略调节所述低压侧母线的无功功率，以调节所述高压侧母线上网点的功率因数，包括：

在所述高压侧母线上网点的功率因数越上限时，若所述小水电机组的无功功率调节量能够达到所述第三目标无功功率调节量，则将所述小水电机组的无功功率调节为第五设定值，所述第五设定值为所述小水电机组当前的无功功率与所述第三目标无功功率调节量之差；

若所述小水电机组的无功功率调节量无法达到所述第三目标无功功率调节量，则将所述小水电机组当前的无功功率调节为其下限值，并根据第六设定值和各所述电容器的容量，判断是否存在容量满足所述第六设定值的需求，且投切次数小于其限值的可退运的第三目标电容器；其中，所述第六设定值为所述第三目标无功功率调节量与所述小水电机组当前的无功功率及其下限值之差的差值；

若存在所述第三目标电容器，则将所述第三目标电容器切除；若不存在所述第三目标电容器，则根据所述第六设定值和各所述电抗器的容量，判断是否存在容量满足所述第六设定值的需求，且投切次数小于其限值的退运状态下的第三目标电抗器；

若存在所述第三目标电抗器，则将所述第三目标电抗器投入所述低压侧母线。

9.根据权利要求8所述的分布式小水电站的电压控制方法，其特征在于，在所述第一控制策略的无功功率调节量能够达到所述第四目标无功功率调节量时，通过所述第一控制策略调节所述低压侧母线的无功功率，以调节所述高压侧母线上网点的功率因数，包括：

在所述高压侧母线上网点的功率因数越下限时，若所述小水电机组的无功功率调节量能够达到所述第四目标无功功率调节量，则将所述小水电机组的无功功率调节为第七设定值，所述第七设定值为所述小水电机组当前的无功功率与所述第四目标无功功率调节量之和；

若所述小水电机组的无功功率调节量无法达到所述第四目标无功功率调节量，则将所述小水电机组当前的无功功率调节为其上限值，并根据第八设定值和各所述电抗器的容量，判断是否存在容量满足所述第八设定值的需求，且投切次数小于其限值的可退运的第四目标电抗器；其中，所述第八设定值为所述第四目标无功功率调节量与所述小水电机组的无功功率上限值和当前的无功功率之差的差值；

若存在所述第四目标电抗器，则将所述第四目标电抗器切除；若不存在所述第四目标电抗器，则根据所述第八设定值和各所述电容器的容量，判断是否存在容量满足所述第八设定值的需求，且投切次数小于其限值的退运状态下的第四目标电容器；

若存在所述第四目标电容器，则将所述第四目标电容器投入所述低压侧母线。

10.一种分布式小水电站的电压控制装置，其特征在于，所述分布式小水电站包括高压侧母线、低压侧母线以及连接所述低压侧母线的小水电机组、电容器和电抗器；所述分布式小水电站的电压控制装置包括：

参数获取模块，用于获取所述分布式小水电站的电能参数和配置参数；

越限判断模块，用于根据所述电能参数判断所述低压侧母线当前的电压是否越限；

调节量计算模块，用于在所述低压侧母线当前的电压越限时，计算消除所述低压侧母线的电压越限所需的目标无功功率调节量；

第一控制模块，用于在第一控制策略的无功功率调节量能够达到所述目标无功功率调节量时，通过所述第一控制策略调节所述低压侧母线的无功功率，所述第一控制策略包括：在所述小水电机组的无功功率调节量无法达到所述目标无功功率调节量时，根据所述电能参数和所述配置参数判断是否有可投切的所述电容器或所述电抗器，并根据判断结果选择可投切的所述电容器或所述电抗器进行投切，以协助所述小水电机组进行无功功率调节；其中，所述配置参数包括所述电容器和所述电抗器的容量、投切状态、投切次数及其限值；

第二控制模块，用于在所述低压侧母线当前的电压未越限时，根据所述电能参数判断所述高压侧母线当前的电压是否越限，并根据判断结果对所述高压侧母线的电压进行控制。

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