微电网中储能装置输出功率的控制方法、系统及终端设备与流程

本发明属于微电网技术领域，尤其涉及微电网中储能装置输出功率的控制方法、系统及终端设备。

背景技术：

微电网技术是实现分布式发电大规模应用和电网智能化的关键技术之一。它是指将分布式电源、储能装置、负荷和控制保护装置组织起来形成一个微型网络为本区域的当地负荷提供冷、热和电。当通过储能装置为区域内用户进行供电，满足用户用电需求时，需要实现负载功率的均分，即储能装置之间的输出功率要相同。

现有技术中，当面对均分功率的问题时，一般是将储能装置与其相邻的储能装置进行有线连接，以使储能装置之间能够通过有线通信获取到相邻的储能装置的输出功率，并根据相邻的储能装置的输出功率调整自身的输出功率，但当储能装置调整自身的输出功率时，其相邻的储能装置也在调整自身的输出功率，储能装置需要不断获取相邻的储能装置的输出功率，不断调整自身的输出功率，因此，通过有线通信实现功率均分的方式存在调整步骤繁琐、调整效率低以及改造成本高的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供了微电网中储能装置输出功率的控制方法、系统及终端设备，以解决现有技术中通过有线通信实现功率均分的方式存在调整步骤繁琐、调整效率低以及改造成本高的问题。

本发明实施例的第一方面提供了微电网中储能装置输出功率的控制方法，应用于微电网，所述微电网包含多台规格相同的储能装置。

所述控制微电网的储能装置输出功率的方法包括：

获取所述储能装置的最大放电功率、最大充电功率、最大输出电压和最大充电电压。

根据所述最大放电功率、所述最大充电功率、所述最大放电电压和所述最大充电电压计算下垂系数。

获取每台所述储能装置的输出功率。

基于所述下垂系数和所述输出功率，根据预设规则调整每台所述储能装置的输出电压，直至全部储能装置的输出功率均相同。

本发明实施例的第二方面提供了微电网中储能装置输出功率的控制系统，应用于微电网，所述微电网包含多台规格相同的储能装置。

所述控制微电网的储能装置输出功率的系统包括：

第一数据获取模块，用于获取所述储能装置的最大放电功率、最大充电功率、最大输出电压和最大充电电压。

下垂系数计算模块，用于根据所述最大放电功率、所述最大充电功率、所述最大放电电压和所述最大充电电压计算下垂系数。

输出功率获取模块，用于获取每台所述储能装置的输出功率。

输出电压调整模块，用于基于所述下垂系数和所述输出功率，根据预设规则调整每台所述储能装置的输出电压，直至全部储能装置的输出功率均相同。

本发明实施例的第三方面提供了终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的微电网中储能装置输出功率的控制方法的步骤。

本发明实施例的第四方面提供了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，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的微电网中储能装置输出功率的控制方法的步骤。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本发明实施例获取储能装置的最大放电功率、最大充电功率、最大输出电压和最大充电电压，根据最大放电功率、最大充电功率、最大放电电压和最大充电电压计算下垂系数，获取每台储能装置的输出功率，基于下垂系数和输出功率，根据预设规则调整每台储能装置的输出电压，直至全部储能装置的输出功率均相同。本发明实施例根据最大充放电功率以及对应的电压计算出下垂系数，根据下垂系数和每台储能装置的输出功率调整同时对每台储能装置的输出电压进行线性调整，以使所有的储能装置的输出功率相同，通过对获取所有储能装置的输出功率，并同时对所有的储能装置的输出电压进行调整，从而实现功率均分，即所有的储能装置的输出功率相同，简化了调整的步骤，提高了调整的效率，且无需对储能装置进行改造，减少了储能装置的改造成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例提供的微电网中储能装置输出功率的控制方法的实现流程示意图；

图2示出了储能装置之间以及储能装置与直流母线之间的连接方式的示意图；

图3是本发明另一个实施例提供的微电网中储能装置输出功率的控制方法的实现流程示意图；

图4示出了本发明中的下垂控制模型对应的函数图像的示意图；

图5是本发明一个实施例提供的微电网中储能装置输出功率的控制系统的结构示意图；

图6是本发明另一个实施例提供的输出功率获取模块的结构示意图；

图7是本发明一个实施例提供的终端设备的示意图。

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，以便透彻理解本发明实施例。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它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，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发明的描述。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例1：

图1示出了本发明的一个实施例提供的微电网中储能装置输出功率的控制方法的实现流程，应用于微电网中，微电网包含多台规格相同的储能装置，其过程详述如下：

在步骤s101中，获取储能装置的最大放电功率、最大充电功率、最大输出电压和最大充电电压。

在本实施例中，规格相同表示所有储能装置的最大放电功率、最大充电功率、最大输出电压和最大充放电功率对应的最大充电电压均相同。

在本实施例中，最大放电功率是指储能装置的最大输出功率。最大充电功率是指为储能装置进行充电的电源的最大输出功率，即储能装置所能承受的最大充电电压与最大充电电流的乘积。最大输出电压表示当储能装置的输出功率最大时的输出电压。最大充电电压表示储能装置所能承受的最大充电电压。

在步骤s102中，根据最大放电功率、最大充电功率、最大放电电压和最大充电电压计算下垂系数。

可选地，步骤s102包括：

通过

计算下垂系数k。

其中，k表示下垂系数，v1表示最大放电电压，v2表示最大充电电压，pmax表示最大放电功率，pmin表示最大充电功率。

在本实施例中，在使用最大充电功率计算下垂系数时，需要将最大充电功率取负值，最大放电功率的值不变，由于充电与放电是个相反的过程，则在将最大充电功率代入公式之前，将最大充电功率取负值，例如，最大充电功率为80，则将-80代入中。

在步骤s103中，获取每台储能装置的输出功率。

在本实施例中，间隔预设测量时长获取每台储能装置的输出功率，该输出功率为储能装置当前的输出功率，储能装置的输出功率可以通过功率检测仪测量，然后功率检测仪将测量的输出功率发送至终端设备。

可选地，比较所有储能装置的输出功率是否相同，若所以的储能装置的输出功率相同，则无需进行后续调整的步骤。

在步骤s104中，基于下垂系数和输出功率，根据预设规则调整每台储能装置的输出电压，直至全部储能装置的输出功率均相同。

在本实施例中，调整每台储能装置的输出电压，直至连接在直流母线上的储能装置的输出功率都相同，实现了功率平衡和功率均分。

可选地，根据下垂系数构造下垂控制模型。

可选地，微电网还包括分别与每台储能装置连接的直流母线。

可选地，步骤s104，包括：

1)基于所有储能装置的输出功率，计算直流母线的稳压值。

2)根据每台储能装置的输出功率和下垂控制模型，确定每台储能装置的输出电压。

3)分别将每台储能装置的输出电压与稳压值进行比较。

4)若储能装置的输出电压不等于稳压值，则控制对应的储能装置将输出电压调整至稳压值。

可选地，所述基于所有储能装置的输出功率，计算所述直流母线的稳压值，包括：

通过

计算直流母线的稳压值。

其中，vbus表示稳压值，v0表示储能装置的初始电压，k表示下垂系数，n表示储能装置的数量，pi表示第i台储能装置的输出功率。

在本实施例中，每台储能装置与直流母线连接，且储能装置之间是并联的，储能装置之间的连接关系以及储能装置与直流母线的连接方式可以参考图2示出的连接方式。

在本实施例中，根据可知，需要对所有储能装置的输出功率进行求和，得到总功率，然后将总功率除以储能装置的数目得到平均功率，最终调整后的储能装置的输出功率即为平均功率，因此实现了功率的均分和平衡，即所有储能装置的输出功率均相同。

在本实施例中，由于储能装置之间是并联的，因此，在储能装置没有进行充放电时，母线的初始电压便为储能装置的初始电压。

在本实施例中，依次将每台储能装置的输出电压与直流母线的稳压值进行比较，若储能装置的输出电压与直流母线的稳压值相等，则无需调整对应的储能装置的输出电压，若储能装置的输出电压小于直流母线的稳压值，由于储能装置的输出电压与输出功率成负相关，此时，储能装置的输出功率是大于平均功率的，因此需要控制储能装置将输出电压增加至稳压值，从而将储能装置的输出功率降低为平均功率。若储能装置的输出电压大于直流母线的稳压值，此时，储能装置的输出功率是小于平均功率的，因此，需要控制储能装置将输出电压增加至稳压值，从而将储能装置的输出功率降低为平均功率，最终各储能装置输出相同的功率。

在本实施例中，在控制储能装置调整输出电压的过程中，当输出电压在增大或者减少时，对应的输出功率在线性减小或者增大，通过线性调整电压和功率，能够使储能装置输出稳定的电压，保障了供电的稳定性。

在本实施例中，通过计算出直流母线的稳压值，并将直流母线的稳压值与每台储能装置的输出电压进行比较，若存在储能装置的输出电压与稳压值不相等，则表明当前储能装置的输出功率不同，没有实现功率的均分，可能会导致直流母线上出现波动，电压不稳定，因此，需要对储能装置的输出电压进行调整，直至所有的储能装置输出电压相同，即所有的储能装置的输出功率相同，从而可以提高系统的可靠性以及稳定性。

在本实施例中，通过根据最大充放电功率以及对应的电压计算出下垂系数，根据下垂系数和每台储能装置的输出功率调整同时对每台储能装置的输出电压进行线性调整，以使所有的储能装置的输出功率相同，通过对获取所有储能装置的输出功率，并同时对所有的储能装置的输出电压进行调整，从而实现功率均分，即所有的储能装置的输出功率相同，简化了调整的步骤，提高了调整的效率，且无需对储能装置进行改造，储能装置便能够进行无线通信，减少了储能装置的改造成本。

图3示出了本发明的另一个实施例提供的微电网中储能装置输出功率的控制方法的实现流程，其包括：

在步骤s301中，获取储能装置的初始电压。

在本实施例中，初始电压为储能装置未放电以及未充电时的电压，即为储能装置的额定电压。

在步骤s302中，根据初始电压和下垂系数，构造下垂控制模型。

其中，下垂控制模型为v＝k×p+v0，k表示下垂系数，v表示储能装置的输出电压，p表示储能装置的输出功率，v0表示储能装置的初始电压。

在本实施例中，在获取到初始电压和下垂系数后，获取初始电压以及下垂系数在下垂控制模型中的位置，从而构造出下垂控制模型。在下垂控制模型中，储能装置的输出功率作为自变量，储能装置的输出电压作为因变量，可以通过将储能装置的输出功率代入至下垂控制模型的自变量的位置，可以得到对应的储能装置的需要的输出电压。

在本实施例中，下垂系数为负数，即在进行下垂控制时，储能装置的输出电压和输出功率为负相关，储能装置的输出电压实际为储能装置对应的稳压值，储能装置的输出功率越大，稳压值越小，储能装置的输出功率越大，则对应的稳压值越大，通过下垂控制模型，可以线性调节储能装置的稳压值，以使储能装置的稳压值等于直流母线的稳压值，下垂控制模型对应的函数图像可以参见图4中的l1指向的函数图像。

在本实施例中，将每台储能装置的输出功率代入v＝k×p+v0模型中，由于下垂系数、初始电压已知，因此，可以确定每台储能装置的输出电压，即放电电压。

可选地，依次计算每台储能装置的输出电压与稳压值的差值，若差值小于第一预设差值，则控制对应的储能装置停止供电，并间隔预设测量时长后重新获取剩余的储能装置对应的输出功率，并基于剩余的储能装置的输出功率，重新计算稳压值，然后将剩余的储能装置的输出电压调整为新计算处理的稳压值，实现剩余储能装置的功率均分。

在本实施例中，储能装置的输出电压与稳压值的差值表示储能装置的输出电压减去稳压值得到的值，该差值可以为正数也可以为负数，还可以为0，当差值小于第一预设差值，表明对应的储能装置的输出电压过低，可能是由于剩余电量不足导致的，因此，控制该储能装置停止供电，并重新调整剩余的储能装置的输出功率，实现功率均分。

可选地，若差值小于第一预设值，则获取当前可用于为储能装置进行充电的电源编号，控制电源编号对应的电源为该储能装置进行充电。

在本实施例中，当判断出差值小于第一预设值时，便控制可用的电源为储能装置进行充电，避免出现储能装置过度放电而影响储能装置的使用寿命的情况，延长储能装置的使用寿命。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

实施例2：

图5示出了本发明的一个实施例提供的微电网中储能装置输出功率的控制系统100，用于执行图1所对应的实施例中的方法步骤，所述系统应用于微电网，微电网包含多台规格相同的储能装置，所述系统包括：

第一数据获取模块110，用于获取储能装置的最大放电功率、最大充电功率、最大输出电压和最大充电电压。

下垂系数计算模块120，用于根据最大放电功率、最大充电功率、最大放电电压和最大充电电压计算下垂系数。

输出功率获取模块130，用于获取每台储能装置的输出功率。

输出电压调整模块140，用于基于下垂系数和输出功率，根据预设规则调整每台储能装置的输出电压，直至全部储能装置的输出功率均相同。

可选地，下垂系数计算模块120用于：

通过

计算所述下垂系数k。

其中，k表示下垂系数，v1表示最大放电电压，v2表示最大充电电压，pmax表示最大放电功率，pmin表示最大充电功率。

图6示出了本发明的另一个实施例提供的输出功率获取模块的具体结构示意图，用于执行图3所对应的实施例中的步骤，输出功率获取模块130包括：

初始电压获取单元131，用于获取储能装置的初始电压。

公式构造单元132，用于根据初始电压和下垂系数，构造下垂控制模型。

其中，下垂控制模型为v＝k×p+v0，k表示下垂系数，v表示储能装置的输出电压，p表示储能装置的输出功率，v0表示储能装置的初始电压。

可选地，微电网还包括分别与每台储能装置连接的直流母线；

可选地，输出电压调整模块140，包括：

稳压值计算单元，用于基于所有储能装置的输出功率，计算直流母线的稳压值。

输出电压计算单元，用于根据每台储能装置的输出功率和下垂控制模型，，确定每台储能装置的输出电压。

电压比较单元，用于分别将每台储能装置的输出电压与稳压值进行比较；

输出电压调整单元，用于若储能装置的输出电压不等于稳压值，则控制对应的储能装置将输出电压调整至稳压值。

可选地，稳压值计算单元具体用于：

通过

计算直流母线的稳压值。

其中，vbus表示稳压值，v0表示储能装置的初始电压，k表示下垂系数，n表示储能装置的数量，pi表示第i台储能装置的输出功率。

在一个实施例中，微电网中储能装置输出功率的控制系统100还包括其他功能模块/单元，用于实现实施例1中各实施例中的方法步骤。

实施例3：

图7是本发明一实施例提供的终端设备的示意图。如图7所示，该实施例的终端设备7包括：处理器70、存储器71以及存储在所述存储器71中并可在所述处理器70上运行的计算机程序72。所述处理器70执行所述计算机程序72时实现如实施例1中所述的各实施例的步骤，例如图1所示的步骤s101至步骤s104。或者，所述处理器70执行所述计算机程序72时实现如实施例2中所述的各系统实施例中的各模块/单元的功能，例如图5所示模块110至140的功能。

示例性的，所述计算机程序72可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器71中，并由所述处理器70执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序72在所述终端设备7中的执行过程。例如，所述计算机程序72可以被分割成第一数据获取模块，下垂系数计算模块、输出功率获取模块和输出电压调整模块。各模块具体功能如下：

第一数据获取模块，用于获取储能装置的最大放电功率、最大充电功率、最大输出电压和最大充电电压。

下垂系数计算模块，用于根据最大放电功率、最大充电功率、最大放电电压和最大充电电压计算下垂系数。

输出功率获取模块，用于获取每台储能装置的输出功率。

输出电压调整模块，用于基于下垂系数和输出功率，根据预设规则调整每台储能装置的输出电压，直至全部储能装置的输出功率均相同。

所述终端设备7可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备7可包括，但不仅限于，处理器70、存储器71。本领域技术人员可以理解，图7仅仅是终端设备7的示例，并不构成对终端设备7的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器70可以是中央处理单元(centralprocessingunit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现场可编程门阵列(field-programmablegatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器71可以是所述终端设备7的内部存储单元，例如终端设备7的硬盘或内存。所述存储器71也可以是所述终端设备7的外部存储设备，例如所述终端设备7上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smartmediacard,smc)，安全数字(securedigital,sd)卡，闪存卡(flashcard)等。进一步地，所述存储器71还可以既包括所述终端设备7的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器71用于存储所述计算机程序以及所述终端设备所需的其他程序和数据。所述存储器71还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

实施例4：

本发明实施例还提供了计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如实施例1中所述的各实施例中的步骤，例如图1所示的步骤s101至步骤s104。或者，所述计算机程序被处理器执行时实现如实施例2中所述的各系统实施例中的各模块/单元的功能，例如图5所示的模块110至140的功能。

所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所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等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所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-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读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，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本发明实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。

本发明实施例系统中的模块或单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

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示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方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，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/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，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。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。