基于多代理的配电网的分布式控制系统及分布式控制方法

摘要

本发明提供了一种基于多代理的配电网的分布式控制系统及分布式控制方法，涉及输配电技术领域，基于分布式控制策略，在应用成本低且控制方式简便易行的前提下，控制电网电压不越限，并增大电网对可再生能源并网的消纳能力。其中，分布式控制系统包括调控单元、多个电压采集单元、变压器控制代理和多个可再生能源控制代理；多个电压采集单元分别与有载调压变压器和多个可再生能源发电机组所在的节点一一对应相连；多个可再生能源控制代理分别与多个可再生能源发电机组一一对应相连，可再生能源控制代理还与调控单元和电压采集单元相连；变压器控制代理与调控单元、有载调压变压器和电压采集单元相连。上述分布式控制系统用于调节电网的运行状态。

说明书

技术领域

本发明涉及输配电技术领域，尤其涉及一种基于多代理的配电网的分布式控制系统及分布式控制方法。

背景技术

近年来，全球80％以上的能源消费依赖煤炭、石油、天然气等化石能源，过多化石能源的消耗，导致了大量温室气体的排放，进而导致了能源紧缺、气候变化和环境污染等一系列问题。目前，为了减少化石能源的消耗，实现能源可持续发展，大力发展风能、太阳能等可再生能源已经成为了各国的共同选择。

但是，随着越来越多的可再生能源并网以及由电动汽车、电动供暖所带来的日益增多的负荷，对电网的安全运行带来了极大的挑战。当大量可再生能源并网后，使当前电网的电缆等基础设施已经运行在容量极限边缘，但更换更大容量的电缆由于非常耗时且成本高昂而不易实现，这就会大大限制电网对可再生能源并网的消纳能力。此外，可再生能源并网所引起的潮流逆流将会使得电压过高，而负荷增加过重将会使得电压过低，这就会导致电网的电压发生越限。因此，若想提高电网对可再生能源并网的消纳能力以及避免电网的电压发生越限，这就对配电网提出了更高的要求。

现有技术中，为了解决上述问题，配电网通常采用中心调度式协同控制系统，但是采用上述控制系统，一方面需要在电网中的各个节点处都增设采集传感装置，数据处理量庞大，导致应用成本较高；另一方面，电网中的多个可再生能源受中心调度指令统一控制，当电网中有新的可再生能源并网后，需要重新调整控制策略，从而使得应用过程非常繁琐。因此，现有的中心调度式协同控制系统的适用性较低，不易推广。

发明内容

本发明提供了一种基于多代理的配电网的分布式控制系统及分布式控制方法，基于分布式控制策略，在应用成本较低且控制方式简便易行的前提下，控制电网的电压不越限，并增大电网对可再生能源并网的消纳能力。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面提供了一种基于多代理的配电网的分布式控制系统，包括调控单元、多个电压采集单元、变压器控制代理和多个可再生能源控制代理；其中，多个所述电压采集单元分别与有载调压变压器和多个可再生能源发电机组所在的电网的节点一一对应相连；

多个所述可再生能源控制代理分别与多个所述可再生能源发电机组一一对应相连，所述可再生能源控制代理还分别与所述调控单元、以及对应的可再生能源发电机组所在节点处的电压采集单元相连，所述可再生能源控制代理用于将所述电压采集单元所采集的本地电压数据上传至所述调控单元中；所述变压器控制代理分别与所述调控单元、所述有载调压变压器、以及所述有载调压变压器所在节点处的电压采集单元相连，所述变压器控制代理用于将所述电压采集单元所采集的本地电压数据上传至所述调控单元中；

所述调控单元用于根据上传的本地电压数据，确定出所述变压器控制代理和各所述可再生能源控制代理的相关电压数据；当电网的电压越限时，向所述可再生能源控制代理和/或所述变压器控制代理下发相应的调控模式控制指令，并将所述相关电压数据传输至对应的可再生能源控制代理和/或对应的变压器控制代理中；

所述可再生能源控制代理还用于在所述调控模式控制指令的作用下，根据对应的本地电压数据和相关电压数据，生成并下发用于调节对应的可再生能源发电机组的运行状态的调节指令；所述变压器控制代理还用于在所述调控模式控制指令的作用下，根据对应的本地电压数据和相关电压数据，生成并下发用于调节所述有载调压变压器的运行状态的调节指令。

采用本发明所提供的基于多代理的配电网的分布式控制系统，基于调控单元、电压采集单元、变压器控制代理和可再生能源控制代理之间的协同控制，当电网发生电压越限时，可以通过可再生能源控制代理控制对应的可再生能源发电机组的运行状态，和/或通过变压器控制代理控制有载调压变压器的运行状态，进而对整个电网的运行状态进行优化，使电网的电压维持在规定的电压范围内，并且能够使电网容纳更多的可再生能源。

此外，与传统的中心调度式协同控制系统相比，本发明所提供的基于多代理的配电网的分布式控制系统仅需在可再生能源发电机组和有载调压变压器所在的节点处设置电压采集单元，大大减少了电压采集单元的数量以及数据处理量，在很大程度上降低了应用成本。并且，本发明所提供的基于多代理的配电网的分布式控制系统基于分布式控制策略：多个可再生能源控制代理与多个可再生能源发电机组一一对应，各可再生能源控制代理在相应的调控模式控制指令的作用下，通过有限的通讯互通，根据对应的本地电压数据和相关电压数据，对对应的可再生能源发电机组的运行状态进行单独控制。因而，即使电网中有新的可再生能源并网，只需对应增加新的可再生能源控制代理即可实现对其的控制，无需改变控制策略，控制方式简便易行。

可见，本发明所提供的基于多代理的配电网的分布式控制系统基于分布式控制策略，在应用成本较低且控制方式简便易行的前提下，通过调控单元、电压采集单元、变压器控制代理和可再生能源控制代理之间的协同控制，实现对电网的运行状态的优化，一方面避免了电网的电压发生越限，另一方面提高了电网对可再生能源并网的消纳能力。

本发明的第二方面提供了一种基于多代理的配电网的分布式控制方法，所述基于多代理的配电网的分布式控制方法应用于如本发明的第一方面所述的基于多代理的配电网的分布式控制系统中；所述基于多代理的配电网的分布式控制方法包括：

步骤S1：多个电压采集单元分别采集有载调压变压器所在的电网的节点处的本地电压数据和多个可再生能源发电机组所在的电网的节点处的本地电压数据；

步骤S2：变压器控制代理和多个可再生能源控制代理分别将对应的电压采集单元所采集的本地电压数据上传至调控单元中；

步骤S3：所述调控单元根据上传的本地电压数据，确定出所述变压器控制代理的相关电压数据和各所述可再生能源控制代理的相关电压数据；

当电压越限时，向所述可再生能源控制代理下发相应的调控模式控制指令，并将所述可再生能源控制代理的相关电压数据传输至所述可再生能源控制代理中，令所述可再生能源控制代理在所述调控模式控制指令的作用下，根据对应的本地电压数据和相关电压数据，生成并下发用于调节对应的可再生能源发电机组的运行状态的调节指令；

和/或，向所述变压器控制代理下发相应的调控模式控制指令，将所述变压器控制代理的相关电压数据传输至所述变压器控制代理中，令所述变压器控制代理在所述调控模式控制指令的作用下，根据对应的本地电压数据和相关电压数据，生成并下发用于调节所述有载调压变压器的运行状态的调节指令。

本发明所提供的基于多代理的配电网的分布式控制方法的有益效果与本发明的第一方面所提供的基于多代理的配电网的分布式控制系统的有益效果相同，此处不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例一所提供的基于多代理的配电网的分布式控制系统的结构示意图一；

图2为本发明实施例一所提供的基于多代理的配电网的分布式控制系统的结构示意图二；

图3为本发明实施例一所提供的基于多代理的配电网的分布式控制系统的结构示意图三；

图4为本发明实施例一所提供的基于多代理的配电网的分布式控制系统的结构示意图四；

图5为本发明实施例二所提供的基于多代理的配电网的分布式控制方法的流程图；

附图标记说明：

1-调控单元；2-电压采集单元；

3-变压器控制代理；4-可再生能源控制代理；

5-有载调压变压器；6-可再生能源发电机组；

7-变压器驱动单元；8-发电机组驱动单元；

11-相关电压判定模块； 12-调控模式判定模块；

121-电压越限判断子模块；122-调控模式选择子模块；

31-第二信息交互模块； 32-有载调压控制算法模块；

41-第一信息交互模块； 42-功率调压控制算法模块；

21-电压检测模块； 22-电压传感模块；

9-电网的输电线路。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1所示，本实施例提供了一种基于多代理的配电网的分布式控制系统，该基于多代理的配电网的分布式控制系统包括调控单元1、多个电压采集单元2、变压器控制代理3和多个可再生能源控制代理4。

其中，电网的输电线路9上连接有有载调压变压器5和多个可再生能源发电机组6。多个电压采集单元2分别与有载调压变压器5和多个可再生能源发电机组6所在的电网的节点一一对应相连，所述电压采集单元2用于采集对应的节点处的本地电压数据。

多个可再生能源控制代理4分别与多个可再生能源发电机组6一一对应相连，可再生能源控制代理4还分别与调控单元1、以及对应的可再生能源发电机组6所在节点处的电压采集单元2相连，可再生能源控制代理4用于将电压采集单元2所采集的本地电压数据上传至调控单元1中。

变压器控制代理3分别与调控单元1、有载调压变压器5、以及有载调压变压器5所在节点处的电压采集单元2相连，变压器控制代理3用于将电压采集单元2所采集的本地电压数据上传至调控单元1中。

调控单元1用于根据上传的本地电压数据，确定出变压器控制代理3的相关电压数据和各可再生能源控制代理4的相关电压数据；当电网的电压发生越限时，向可再生能源控制代理4下发相应的调控模式控制指令，并将相关电压数据传输至对应的可再生能源控制代理4中；和/或，向变压器控制代理3下发相应的调控模式控制指令，并将相关电压数据传输至变压器控制代理3中。

可再生能源控制代理4还用于在调控模式控制指令的作用下，根据对应的本地电压数据和相关电压数据，生成并下发用于调节对应的可再生能源发电机组6的运行状态的调节指令。变压器控制代理3还用于在调控模式控制指令的作用下，根据对应的本地电压数据和相关电压数据，生成并下发用于调节有载调压变压器5的运行状态的调节指令。

本实施例所提供的基于多代理的配电网的分布式控制系统包括调控单元1、多个电压采集单元2、变压器控制代理3和多个可再生能源控制代理4，基于调控单元1、电压采集单元2、变压器控制代理3和可再生能源控制代理4之间的协同控制，当电网发生电压越限时，可以通过可再生能源控制代理4控制对应的可再生能源发电机组6的运行状态，和/或通过变压器控制代理3控制有载调压变压器5的运行状态。当对可再生能源发电机组6和/或有载调压变压器5的运行状态进行优化后，可以实现对整个电网的运行状态进行优化，不仅可以实现对整个电网的电压的调节，还能使电网容纳更多的可再生能源。

此外，与传统的中心调度式协同控制系统相比，采用本实施例所提供的基于多代理的配电网的分布式控制系统，仅需在可再生能源发电机组6和有载调压变压器5所在的节点处设置电压采集单元2，大大减少了电压采集单元2的数量以及数据处理量，从而在很大程度上降低了应用成本。并且，本实施例所提供的基于多代理的配电网的分布式控制系统基于分布式控制策略：多个可再生能源控制代理4与多个可再生能源发电机组6一一对应，各可再生能源控制代理4在相应的调控模式控制指令的作用下，通过有限的通讯互通，根据对应的本地电压数据和相关电压数据，对对应的可再生能源发电机组6的运行状态进行单独控制。因而，即使电网中有新的可再生能源并网，只需对应增加新的可再生能源控制代理4即可实现对其的控制，无需改变控制策略，控制方式简便易行。

可见，本实施例所提供的基于多代理的配电网的分布式控制系统基于分布式控制策略，在应用成本较低且控制方式简便易行的前提下，通过调控单元1、电压采集单元2、变压器控制代理3和可再生能源控制代理4之间的协同控制，实现对电网的运行状态的优化，一方面避免了电网的电压发生越限，另一方面提高了电网对可再生能源并网的消纳能力。

此外，由于采用本实施例所提供的基于多代理的配电网的分布式控制系统可以提高电网对可再生能源并网的消纳能力，因而可有效推迟电网中的基础设备升级换代时间，从而降低了电网的维护成本。

需要说明的是，变压器控制代理3的相关电压数据是指：与该变压器控制代理3对应的有载调压变压器5位于同一线路的可再生能源发电机组6所在节点的本地电压数据。可再生能源控制代理4的相关电压数据是指：可再生能源控制代理4对应的可再生能源发电机组6所在线路上的相关馈线的电压数据。

如图2所示，调控单元1具体可包括相关电压判定模块11和调控模式判定模块12。

其中，相关电压判定模块11分别与变压器控制代理3和可再生能源控制代理4相连。相关电压判定模块11用于根据变压器控制代理3上传的本地电压数据和可再生能源控制代理4上传的本地电压数据，确定出变压器控制代理3的相关电压数据和各可再生能源控制代理4的相关电压数据。

调控模式判定模块12分别与相关电压判定模块11、变压器控制代理3和可再生能源控制代理4相连。调控模式判定模块12用于根据变压器控制代理3上传的本地电压数据和可再生能源控制代理4上传的本地电压数据，判断电网的电压是否越限。当判断出电压越限时，向可再生能源控制代理4下发无功调控模式控制指令或有功调控模式控制指令，并控制相关电压判定模块11将相关电压数据传输至对应的可再生能源控制代理4中；和/或，向变压器控制代理3下发调压调控模式控制指令，并控制相关电压判定模块11将相关电压数据传输至变压器控制代理3中。

当电网的电压发生越限时，通过对可再生能源发电机组6和/或有载调压变压器5的运行状态进行优化，可以实现对整个电网的运行状态的优化，从而保证电网的电压不越限，以及增大电网对可再生能源并网的消纳能力。

并且，当通过可再生能源控制代理4对可再生能源发电机组6的运行状态进行优化后，可以使可再生能源发电机组6最大的程度输出电能，从而提高可再生能源的利用率，进而实现无弃风弃光。

进一步的，请再次参见图2，调控模式判定模块12具体可包括电压越限判断子模块121和调控模式选择子模块122。

其中，电压越限判断子模块121分别与变压器控制代理3和可再生能源控制代理4相连，电压越限判断子模块121用于根据变压器控制代理3上传的本地电压数据和可再生能源控制代理4上传的本地电压数据，判定电网的电压是否越限。

调控模式选择子模块122分别与变压器控制代理3、可再生能源控制代理4、电压越限判断子模块121和相关电压判定模块11相连。调控模式选择子模块122用于在电压越限判断子模块121判断出电压越限时，判断是否满足第一条件或第二条件。其中，第一条件为全部的可再生能源控制代理4都没有下发过无功调节指令，第二条件为全部的可再生能源控制代理4都下发过无功调节指令，且变压器控制代理3没有下发过档位调节指令。

当判断出满足第一条件时，调控模式选择子模块122向可再生能源控制代理4下发无功调控模式控制指令，并控制相关电压判定模块11将对应的相关电压数据传输至可再生能源控制代理4中。

由于可再生能源控制代理4的数量为多个，当电网的电压发生越限时，优选的，可先向电压发生越限的节点处的可再生能源发电机组6对应的可再生能源控制代理4下发无功调控模式控制指令，调节该可再生能源发电机组6的无功功率。若调节了该可再生能源发电机组6的无功功率后，电网的电压仍然越限，则继续向与该可再生能源发电机组6距离最近的可再生能源发电机组6对应的可再生能源控制代理4下发无功调控模式控制指令，继续调节下一个可再生能源发电机组6的无功功率，以此类推。

对离电压越限点越近的可再生能源发电机组6的无功功率进行调节，对电网的运行状态的改善也就越明显，因此，采用上述方式对多个可再生能源发电机组6的无功功率进行调节，可以保证电网在较短时间内恢复稳定运行状态，即保证电网的电压在较短时间内重新处于规定的电压范围内。

当判断出满足第二条件时，调控模式选择子模块122向变压器控制代理3下发调压调控模式控制指令，并控制相关电压判定模块11将对应的相关电压数据传输至变压器控制代理3中。当全部的可再生能源控制代理4都已在调控模式选择子模块122的调控下向对应的可再生能源发电机组6下发过无功调节指令后，若电网的电压还出现越限的情况，则可进一步通过变压器控制代理3对有载调压变压器5的档位进行调节，以实现对电网的运行状态进行进一步的优化。

当判断出不满足第一条件且不满足第二条件时，调控模式选择子模块122向可再生能源控制代理4下发有功调控模式控制指令，并控制相关电压判定模块11将对应的相关电压数据传输至可再生能源控制代理4中。

调控模式选择子模块122向多个可再生能源控制代理4下发有功调控模式控制指令的顺序，与上述调控模式选择子模块122向多个可再生能源控制代理4下发无功调控模式控制指令的顺序类似，此处不再赘述。

在本实施例所提供的基于多代理的配电网的分布式控制系统中，如图3所示，可再生能源控制代理4具体可包括相连的第一信息交互模块41和功率调压控制算法模块42。其中，功率调压控制算法模块42中存储有无功功率调压控制算法和有功功率调压控制算法。

其中，第一信息交互模块41分别与功率调压控制算法模块42、电压采集单元2、可再生能源发电机组6、相关电压判定模块11、以及调控模式判定模块12中的电压越限判断子模块121和调控模式选择子模块122相连。

第一信息交互模块41用于实现相关电压判定模块11、电压越限判断子模块121、调控模式选择子模块122、电压采集单元2、功率调压控制算法模块42和可再生能源发电机组6之间的信号传输。具体的：电压采集单元2所采集的本地电压数据通过第一信息交互模块41上传至相关电压判定模块11和电压越限判断子模块121中；电压采集单元2所采集的本地电压数据以及相关电压判定模块11所确定出的相关电压数据通过第一信息交互模块41传输至功率调压控制算法模块42中；调控模式选择子模块122所下发的有功调控模式控制指令或功调控模式控制指令通过第一信息交互模块41传输至功率调压控制算法模块42中。

当调控模式选择子模块122通过第一信息交互模块41向功率调压控制算法模块42下发无功功率调压调控模式控制指令时，功率调压控制算法模块42用于在无功功率调压调控模式控制指令的作用下，根据对应的本地电压数据、相关电压数据和无功功率调压控制算法，生成并下发无功调节指令，调节对应的可再生能源发电机组6的无功功率。当调控模式选择子模块122通过第一信息交互模块41向功率调压控制算法模块42下发有功功率调压调控模式控制指令时，功率调压控制算法模块42在有功功率调压调控模式的作用下，根据对应的本地电压数据、相关电压数据和有功功率调压控制算法，生成并下发有功调节指令，调节对应的可再生能源发电机组6的有功功率。

需要说明的是，功率调压控制算法所生成的无功调节指令和有功调节指令，也是通过第一信息交互模块41下发给对应的可再生能源发电机组6的。

请再次参见图3，变压器控制代理3包括第二信息交互模块31和有载调压控制算法模块32。其中，有载调压控制算法模块32中存储有有载调压控制算法。

其中，第二信息交互模块31分别与有载调压控制算法模块32、相关电压判定模块11、电压采集单元2、有载调压变压器5、以及调控模式判定模块12中的电压越限判断子模块121和调控模式选择子模块122的相连。

与第一信息交互模块41类似，第二信息交互模块31也是用于实现相关电压判定模块11、电压越限判断子模块121、调控模式选择子模块122、电压采集单元2、功率调压控制算法模块42和可再生能源发电机组6之间的信号传输的。具体的：电压采集单元2所采集的本地电压数据通过第二信息交互模块31上传至相关电压判定模块11和电压越限判断子模块121中；电压采集单元2所采集的本地电压数据以及相关电压判定模块11所确定出的相关电压数据通过第二信息交互模块31传输至功率调压控制算法模块42中；调控模式选择子模块122所下发的调压调控模式控制指令通过第二信息交互模块31传输至有载调压控制算法模块32中。

当调控模式选择子模块122通过第二信息交互模块31将调压调控模式控制指令下发至有载调压控制算法模块32时，有载调压控制算法模块32用于在调压调控模式控制指令的作用下，根据对应的本地电压数据、相关电压数据和有载调压控制算法，生成并下发档位调节指令，调节有载调压变压器5的档位。

需要说明的是，有载调压控制算法模块32所生成的档位调节指令也是通过第二信息交互模块31下发给有载调压变压器5的。

下面结合图1～图3，通过多代理的配电网的分布式控制系统对应的分布式控制方法，对本实施例所提供的基于多代理的配电网的分布式控制系统的工作原理进行详细说明：

步骤H1：电压采集单元2实时采集有载调压变压器5所在的电网的节点处的本地电压数据以及可再生能源所在的电网的节点处的本地电压数据。

步骤H2：第一信息交互模块41将对应的电压采集单元2所采集的本地电压数据实时上传至相关电压判定模块11以及电压越限判断子模块121中；第二信息交互模块31将对应的电压采集单元2所采集的本地电压数据实时上传至相关电压判定模块11以及电压越限判断子模块121中。

步骤H3：相关电压判定模块11根据上传的本地电压数据，确定出变压器控制代理3的相关电压数据和各可再生能源控制代理4的相关电压数据。

步骤H4：电压越限判断子模块121根据上传的本地电压数据，判断电网的电压是否越限，当判断出电压越限时，判断是否满足第一条件或所述第二条件；当判断出满足第一条件时，进入步骤H5；当判断出满足第二条件时，进入步骤H6；当判断出不满足第一条件且不满足第二条件时，进入步骤H7。

步骤H5：调控模式选择子模块122向可再生能源控制代理4的功率调压控制算法模块42下发无功调控模式控制指令，并控制相关电压判定模块11将对应的相关电压数据传输至功率调压控制算法模块42中。功率调压控制算法模块42在无功调控模式控制指令的作用下，根据对应的本地电压数据、相关电压数据和无功功率调压控制算法，生成并向对应的可再生能源发电机组6下发无功调节指令，进而调节对应的可再生能源发电机组6的无功功率；返回步骤H4。

步骤H6：调控模式选择子模块122向变压器控制代理3的有载调压控制算法模块32下发调压调控模式控制指令，并控制相关电压判定模块11将对应的相关电压数据传输至该有载调压控制算法模块32中。有载调压控制算法模块32在调压调控模式控制指令的作用下，根据对应的本地电压数据、相关电压数据和有载调压控制算法，生成并向有载调压变压器5下发档位调节指令，进而调节有载调压变压器5的档位；返回步骤H4。

步骤H7：调控模式选择子模块122向可再生能源控制代理4的功率调压控制算法模块42下发有功调控模式控制指令，并控制相关电压判定模块11将对应的相关电压数据传输至功率调压控制算法模块42中。功率调压控制算法模块42在有功调控模式控制指令的作用下，根据对应的本地电压数据、相关电压数据和有功功率调压控制算法，生成并向对应的可再生能源发电机组6下发有功调节指令，调节对应的可再生能源发电机组6的有功功率；返回步骤H4。

此外，本实施例所提供的基于多代理的配电网的分布式控制系统，还可包括变压器驱动单元7和多个发电机组驱动单元8。

如图4所示，变压器驱动单元7分别与变压器控制代理3和有载调压变压器5相连。变压器驱动单元7用于根据变压器控制代理3下发的调节指令，调节有载调压变压器5的运行状态。多个发电机组驱动单元8与多个可再生能源控制代理4一一对应，发电机组驱动单元8分别与对应的可再生能源控制代理4和对应的可再生能源发电机组6相连。发电机组驱动单元8用于根据可再生能源控制代理4下发的调节指令，调节对应的可再生能源发电机组6的运行状态。

示例性的，请再次参见图4，电压采集单元2具体可包括相连的电压检测模块21和电压传感模块22。

对于与有载调压变压器5所在节点相连的电压采集单元2来说，电压采集单元2中的电压检测模块21与有载调压变压器5所在的节点相连，用于检测该节点的本地电压数据；电压传感模块22与变压器控制代理3相连，用于将电压检测模块21所检测的本地电压数据传输至变压器控制代理3中。对于与可再生能源发电机组6所在节点相连的电压采集单元2来说，电压采集单元2中的电压检测模块21与可再生能源发电机组6所在的节点相连，用于检测对应的节点的本地电压数据；电压传感模块22与可再生能源控制代理4相连，用于将电压检测模块21所检测的本地电压数据传输至对应的可再生能源控制代理4中。

可选的，电压检测模块21可为仪表装置，电压传感模块22可为传感装置。

实施例二

本实施例提供了一种基于多代理的配电网的分布式控制方法，该基于多代理的配电网的分布式控制方法应用于实施例一所述的基于多代理的配电网的分布式控制系统中。

如图5所示，该基于多代理的配电网的分布式控制方法具体包括：

步骤S1：多个电压采集单元分别采集有载调压变压器所在的电网的节点处的本地电压数据和多个可再生能源发电机组所在的电网的节点处的本地电压数据。

步骤S2：变压器控制代理和多个可再生能源控制代理分别将对应的电压采集单元所采集的本地电压数据上传至调控单元中。

步骤S3：调控单元根据上传的本地电压数据，确定出变压器控制代理的相关电压数据和各可再生能源控制代理的相关电压数据。当电压越限时，向可再生能源控制代理下发相应的调控模式控制指令，并将可再生能源控制代理的相关电压数据传输至可再生能源控制代理中，令可再生能源控制代理在调控模式控制指令的作用下，根据对应的本地电压数据和相关电压数据，生成并下发用于调节对应的可再生能源发电机组的运行状态的调节指令；和/或，向变压器控制代理下发相应的调控模式控制指令，并将变压器控制代理的相关电压数据传输至变压器控制代理中，令变压器控制代理在调控模式控制指令的作用下，根据对应的本地电压数据和相关电压数据，生成并下发用于调节有载调压变压器的运行状态的调节指令。

采用本实施例所提供的基于多代理的配电网的分布式控制方法，基于调控单元、电压采集单元、变压器控制代理和可再生能源控制代理之间的协同控制，当电网发生电压越限时，可以对可再生能源发电机组和/或有载调压变压器的运行状态进行调节，进而实现了对整个电网的运行状态的优化，这样一来，不仅可以使电网的电压维持在规定的电压范围内，还能使电网容纳更多的可再生能源。此外，采用本实施例所提供的基于多代理的配电网的分布式控制方法，仅需在可再生能源发电机组和有载调压变压器所在的节点处设置电压采集单元，大大减少了电压采集单元的数量以及数据处理量，从而在很大程度上降低了应用成本。并且，采用本实施例所提供的基于多代理的配电网的分布式控制方法，各可再生能源控制代理在相应的调控模式控制指令的作用下，通过有限的通讯互通，根据对应的本地电压数据和相关电压数据，对对应的可再生能源发电机组的运行状态进行单独控制。基于该种分布式控制策略，当电网中有新的可再生能源并网后，只需对应增加新的可再生能源控制代理即可实现对其的控制，无需改变控制策略，控制方式简便易行。

可见，本实施例所提供的基于多代理的配电网的分布式控制方法基于分布式控制策略，在应用成本较低且控制方式简便易行的前提下，通过调控单元、电压采集单元、变压器控制代理和可再生能源控制代理之间的协同控制，实现了对电网的运行状态的优化，一方面可避免电网的电压发生越限，另一方面可提高电网对可再生能源并网的消纳能力。

当调控单元包括相关电压判定模块和调控模式判定模块时，步骤S3包括：

步骤S31：相关电压判定模块根据上传的本地电压数据，确定出变压器控制代理的相关电压数据和各可再生能源控制代理的相关电压数据。

步骤S32：调控模式判定模块根据上传的本地电压数据，判断电网的电压是否越限，当判断出电压越限时，判断是否满足第一条件或第二条件，当判断出满足第一条件时，进入步骤S33；当判断出满足第二条件时，进入步骤S34，当判断出不满足第一条件且不满足第二条件时，进入步骤S35。

其中，第一条件为全部的可再生能源控制代理都没有下发过无功调节指令；第二条件为全部的可再生能源控制代理都下发过无功调节指令，且变压器控制代理没有下发过档位调节指令。

步骤S33：调控模式判定模块向可再生能源控制代理下发无功调控模式控制指令，并控制相关电压判定模块将可再生能源控制代理的相关电压数据传输至可再生能源控制代理中，令可再生能源控制代理在无功调控模式控制指令的作用下，根据对应的本地电压数据和相关电压数据，生成并下发无功调节指令；返回步骤S32。

步骤S34：调控模式判定模块向变压器控制代理下发调压调控模式控制指令，并控制相关电压判定模块将变压器控制代理的相关电压数据传输至变压器控制代理中；令变压器控制代理在调压调控模式控制指令的作用下，根据对应的本地电压数据和相关电压数据，生成并下发档位调节指令；返回步骤S32。

步骤S35：调控模式判定模块向可再生能源控制代理下发有功调控模式控制指令，并控制相关电压判定模块将可再生能源控制代理的相关电压数据传输至可再生能源控制代理中；令可再生能源控制代理在有功调控模式控制指令的作用下，根据对应的本地电压数据和相关电压数据，生成并下发有功调节指令；并返回步骤S32。

当判断出电压发生越限时，通过可再生能源控制代理调节对应的可再生能源发电机组的运行状态，以及通过变压器控制代理调节有载调压变压器的运行状态，进而实现对整个电网的运行状态的调节。一方面可以使得电网的电压维持在规定的电压范围内，不发生越限，另一方面还能够提高电网对可再生能源并网的消纳能力，能够使更多的可再生能源并入电网中。

当可再生能源控制代理包括第一信息交互模块和功率调压控制算法模块，且变压器控制代理包括第二信息交互模块和有载调压控制算法模块时，步骤S33具体可包括：

步骤S331：调控模式判定模块向可再生能源控制代理的功率调压控制算法模块下发无功调控模式控制指令，并控制相关电压判定模块将可再生能源控制代理的相关电压数据传输至对应的功率调压控制算法模块中。

步骤S332：功率调压控制算法模块在无功调控模式控制指令的作用下，根据对应的本地电压数据、相关电压数据和无功功率调压控制算法，生成并通过第一信息交互模块向对应的可再生能源发电机组下发无功调节指令；返回步骤S32。

其中，无功功率调压控制算法包括如下所示的公式(1)～公式(4)：

其中，表示可再生能源提供的无功支持，表示可再生能源之前提供的无功支持，V_i^new表示i时刻进行无功支持后的电压值，V_i^old表示i时刻进行无功支持前的电压值，V_norm表示电压标准值，ω_absor表示吸收无功的权重数，K_i表示电压V_i^old随无功变化的敏感因子，表示可再生能源提供无功支持的极限值，表示可再生能源发电机组的容量，表示可再生能源提供的无功支持前的有功。

步骤S34具体可包括：

步骤S341：调控模式判定模块向变压器控制代理的有载调压控制算法模块下发调压调控模式控制指令，并控制相关电压判定模块将变压器控制代理的相关电压数据传输至有载调压控制算法模块中。

步骤S342：有载调压控制算法模块在调压调控模式控制指令的作用下，根据对应的本地电压数据、相关电压数据和有载调压控制算法，生成并通过第二信息交互模块向有载调压变压器下发档位调节指令；返回步骤S32。

其中，有载调压控制算法包括如下所示的公式(5)～公式(7)：

V_s＝V_p+T^old·ΔV(6)

T_upper≤Tⁱ≤T_lower(7)

其中，Tⁱ表示有载调压变压器在i时刻的档位，T^i-1表示有载调压变压器在i-1时刻的档位，V_upper表示最大电压极限值，V_lower表示最小电压极限值，ΔV表示有载调压变压器相邻两个档位之间的电压差，T^old表示有载调压变压器的当前档位，V_p表示变电站一次侧电压，V_s表示变电站二次侧电压，V_min表示变压器控制代理的最小相关电压，V_max表示变压器控制代理的最大相关电压，T_upper表示载调压变压器的最高档位，T_lower表示载调压变压器的最低档位。

需要说明的是，V_min和V_max均为变压器控制代理的相关电压数据，有载调压变压器的最小相关电压具体是指：与该变压器控制代理对应的有载调压变压器位于同一线路上的多个可再生能源发电机组所在节点的本地电压数据中的最小电压值；有载调压变压器的最大相关电压具体是指：与该变压器控制代理对应的有载调压变压器位于同一线路上的多个可再生能源发电机组所在节点的本地电压数据中的最大电压值。

可以理解的是，上述有载调压变压器的档位均为具体数字，示例性的，有载调压变压器的档位分别对应数字1～10。当有载调压变压器的档位用其他类型表示时，可将其转换为数字。例如，当有载调压变压器的档位用A档、B档和C档表示时，可以将A档转换为1、B档转换为2、C档转换为3。

步骤S35具体包括：

步骤S351：调控模式判定模块向可再生能源控制代理下发有功调控模式控制指令，并控制相关电压判定模块将可再生能源控制代理的相关电压数据传输至对应的功率调压控制算法模块中。

步骤S352：功率调压控制算法模块在有功调控模式控制指令的作用下，根据对应的本地电压数据、相关电压数据和有功功率调压控制算法，生成并通过第一信息交互模块向对应的可再生能源发电机组并下发有功调节指令；返回步骤S32。

其中，有功功率调压控制算法包括如下所示的公式(8)：

其中，V_upper表示最大电压极限值，表示可再生能源提供的无功支持前的最大电压值，表示可再生能源提供的无功支持前的有功，表示可再生能源提供的无功支持后的有功，M_max表示最大电压点的敏感因子，表示最大功率输出下的有功功率。

以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。