CN112542828A - 电压的调整方法、直流微电网和计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电压的调整方法、直流微电网和计算机可读存储介质，该方法包括如下步骤：将处于充电状态的储能单元确定为储能目标单元，获取储能目标单元对应的电压参考值、荷电状态当前值、影响系数和荷电状态的状态平均值；根据影响系数、电压参考值、状态平均值和荷电状态当前值确定电压调整值；获取储能目标单元对应的输出功率和预设的下垂系数；构建电压调整值、输出功率、下垂系数与直流微电网母线电压之间的对应关系；若确定荷电状态当前值未在预设范围，则基于对应关系调整电压参考值，以调整母线电压，使母线电压在预设电压范围内。本发明提高直流微电网中储能单元对应电池的使用寿命，并提高直流微电网的稳定性和鲁棒性。

Description

电压的调整方法、直流微电网和计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及微电网技术领域，具体涉及一种电压的调整方法、直流微电网和计算机可读存储介质。

背景技术

近年来，随着可再生能源的发展，微电网得到了广泛的应用。微电网作为一种集区域内分布式能源和负荷于一体的小型电力系统，以其灵活的运行方式和可控性成为大规模开发利用可再生能源的解决方案之一，与交流微电网相比，直流微电网减少了换流设备和功率转换环节以及直流微电网不存在相位同步、无功潮流和谐波等问题。因此，直流微电网易于控制。由于可再生能源之间的差距和负荷波动的不确定性，需要储能电池在正常电压水平下保持功率的实时平衡，以满足相应换流器的功率水平，确保直流微电网储能系统的安全可靠。在直流微电网中，多个储能单元需要配置为储能系统。但是，由于储能单元电池之间的差异以及充放电过程中的功率分布不均，导致储能单元电池的SOC(State OfCharge，荷电状态)不同，可能导致储能单元电池过量充电或过量放电，这不仅会降低储能单元对应电池的寿命，而且会降低直流微电网的稳定性。

发明内容

本发明主要目的在于提供一种电压的调整方法、直流微电网和计算机可读存储介质，以提高直流微电网储能单元对应电池的使用寿命，且提高直流微电网的稳定性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种电压的调整方法，应用于直流微电网，所述直流微电网包括储能单元、直流换流器和母线，储能单元通过直流换流器并联在母线上，所述电压的调整方法包括以下步骤：

S100，将处于充电状态的储能单元确定为储能目标单元，获取所述储能目标单元对应的电压参考值、荷电状态当前值、影响系数和荷电状态的状态平均值；

S200，计算所述储能目标单元对应的荷电状态当前值与状态平均值的差值；

S300，将所述差值乘以所述影响系数，得到所述差值与所述影响系数之间的乘积，将所述乘积与所述电压参考值相加，得到电压调整值；

S400，获取所述储能目标单元对应的输出功率和预设的下垂系数；

S500，构建所述电压调整值、所述输出功率、所述下垂系数与所述直流微电网母线电压之间的对应关系，所述对应关系表示为：

其中，V_dc表示母线电压，

表示电压调整值，V_dc-ref表示电压参考值，k₂表示功率系数，P_b表示输出功率，P_avg表示功率平均值，k₃是一个常数，SOC_i表示荷电状态当前值，SOC_avg表示状态平均值，k_d表示下垂系数；

S600，若确定所述荷电状态当前值小于所述预设范围的下限值，则基于所述对应关系调低所述电压参考值，以降低所述母线电压，使所述母线电压在预设电压范围内；

S700，若确定所述荷电状态当前值大于所述预设范围的上限值，则基于所述对应关系调高所述电压参考值，以提高所述母线电压，使所述母线电压在预设电压范围内。

优选地，在所述步骤S100中，获取所述储能目标单元对应的影响系数的步骤包括：

获取预设的功率系数，以及获取所述储能目标单元的输出功率，以及所述直流微电网储能单元对应的平均功率；

根据所述功率系数、所述输出功率和所述平均功率确定所述储能目标单元的影响系数。

优选地，当所述直流微电网包括多个储能单元时，在所述步骤S100中，获取所述直流微电网储能单元对应的荷电状态的状态平均值的步骤包括：

获取所述直流微电网各个储能单元对应的荷电状态标准值；

计算所述荷电状态标准值对应的平均值，得到所述状态平均值。

优选地，在所述步骤S100中，获取所述储能目标单元对应的荷电状态当前值的步骤包括：

获取所述储能目标单元的荷电状态初始值，获取所述储能目标单元对应的电池容量，以及获取所述储能目标单元对应电池的输出电流；

根据所述荷电状态初始值、所述电池容量和所述输出电流获取所述储能目标单元对应的荷电状态当前值。

本发明还提供一种直流微电网，所述直流微电网包括储能单元、直流换流器和母线，一个储能单元与一个直流换流器连接，所述储能单元通过所述直流换流器并联在所述母线上，所述直流微电网包括：

目标确定模块，用于将处于充电状态的储能单元确定为储能目标单元；

获取模块，用于获取所述储能目标单元对应的电压参考值、荷电状态当前值、影响系数和荷电状态的状态平均值；

计算模块，用于计算所述储能目标单元对应的荷电状态当前值与状态平均值的差值；将所述差值乘以所述影响系数，得到所述差值与所述影响系数之间的乘积，将所述乘积与所述电压参考值相加，得到电压调整值；

所述获取模块还用于获取所述储能目标单元对应的输出功率和预设的下垂系数；

构建模块，用于构建所述电压调整值、所述输出功率、所述下垂系数与所述直流微电网母线电压之间的对应关系，所述对应关系表示为：

其中，V_dc表示母线电压，

表示电压调整值，V_dc-ref表示电压参考值，k₂表示功率系数，P_b表示输出功率，P_avg表示功率平均值，k₃是一个常数，SOC_i表示荷电状态当前值，SOC_avg表示状态平均值，k_d表示下垂系数；

调整模块，用于若确定所述荷电状态当前值小于所述预设范围的下限值，则基于所述对应关系调低所述电压参考值，以降低所述母线电压，使所述母线电压在预设电压范围内；若确定所述荷电状态当前值大于所述预设范围的上限值，则基于所述对应关系调高所述电压参考值，以提高所述母线电压，使所述母线电压在预设电压范围内。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如所述的电压的调整方法的步骤。

【有益效果】

通过将处于充电状态的储能单元确定为储能目标单元，获取储能目标单元对应的电压参考值、荷电状态当前值、影响系数和荷电状态的状态平均值；根据影响系数、电压参考值、状态平均值和荷电状态当前值确定电压调整值；获取储能目标单元对应的输出功率和预设的下垂系数；构建电压调整值、输出功率、下垂系数与直流微电网母线电压之间的对应关系；若确定荷电状态当前值未在预设范围，则基于对应关系调整电压参考值，以调整母线电压，使母线电压在预设电压范围内。通过使母线电压在预设电压范围内变动，控制并联在母线上各个储能单元的输出功率，均衡各个储能单元在充放电过程中的输出功率，避免各个储能单元过量充电或者过量放电，以提高直流微电网中储能单元对应电池的使用寿命，并提高直流微电网的稳定性和鲁棒性。

本发明的其他有益效果，将在具体实施方式中通过具体技术特征和技术方案的介绍来阐述，本领域技术人员通过这些技术特征和技术方案的介绍，应能理解所述技术特征和技术方案带来的有益技术效果。

附图说明

以下将参照附图对根据本发明的优选实施方式进行描述。图中：

图1是本发明一实施例的电压的调整方法流程框图。

图2是本发明实施例中直流微电网的结构示意图；

图3是本发明实施例中下垂系数和输出功率之间的关系示意图；

图4a是现有技术中母线电压与时间之间的关系示意图；

图4b是现有技术中储能单元的荷电状态值与时间之间的关系示意图；

图5a是现有技术中储能单元与输出功率之间的关系示意图；

图5b是现有技术中储能单元对应端电压与时间之间的关系示意图；

图6a是本发明实施例中母线电压与时间之间的关系示意图；

图6b是本发明实施例中储能单元的荷电状态值与时间之间的关系示意图；

图7a是本发明实施例中储能单元与输出功率之间的关系示意图；

图7b是本发明实施例中储能单元对应端电压与时间之间的关系示意图。

具体实施方式

现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。

需要说明的是，本发明中采用步骤编号(字母或数字编号)来指代某些具体的方法步骤，仅仅是出于描述方便和简洁的目的，而绝不是用字母或数字来限制这些方法步骤的顺序。本领域的技术人员能够明了，相关方法步骤的顺序，应由技术本身决定，不应因步骤编号的存在而被不适当地限制。

如图1所示，是本发明一实施例的电压的调整方法流程框图。

步骤S100，将处于充电状态的储能单元确定为储能目标单元，获取所述储能目标单元对应的电压参考值、荷电状态当前值、影响系数和荷电状态的状态平均值。

具体地，参照图2，直流微电网包括储能单元、直流换流器和母线，直流微电网可以包括一个储能单元，也可以包括多个储能单元，一个储能单元与一个直流换流器连接，每个储能单元通过对应的直流换流器并联在母线上，该母线为直流微电网的公共直流母线。进一步地，直流微电网还包括分布式电源、电动汽车和直流负载等，分布式电源、电动汽车和直流负载都存在对应的直流换流器，并通过对应的直流换流器并联在母线上。若直流微电网需要调整母线电压时，直流微电网则确定处于充电状态的储能单元确定为储能目标单元。当直流微电网中存在多个处于充电状态的储能单元时，可以依次将各个储能单元确定为储能目标单元，也可以选取任意一个储能目标单元确定为储能目标单元。需要说明的是，直流微电网可通过调整各个储能单元对应的电压来调整母线电压，直流微电网调整各个储能单元对应的电压的过程是一样的，因此本实施例只对以调整其中一个储能单元对应的电压的过程进行阐述。

当直流微电网确定储能目标单元后，直流微电网获取储能目标单元对应电压流过直流换流器后的电压值，并将储能目标单元对应电压流过直流换流器后的电压值记为电压参考值，以及获取储能目标单元当前对应的荷电状态(SOC)值，将储能目标单元当前对应的荷电状态值记为荷电状态当前值。其中，荷电状态值的取值范围为0～1，当SOC＝0时，表示电池放电完全，当SOC＝1时，表示电池完全充满。在直流微电网中，不同储能单元对应的荷电状态值可以相等，也可以不相等。荷电状态值越高，表明对应的储能单元放电越快，荷电状态值越低，表明对应的储能单元充电越快，因此，为了避免储能单元过度充电或者过度放电，在直流微电网运行期间，可根据每个储能单元的荷电状态值来延长储能单元的电池寿命。

直流微电网获取储能目标单元对应的影响系数和储能目标单元对应的荷电状态的状态平均值，其中，该影响系数可以预先设置好的，若可以将影响系数设置为1.5，也可以将影响系数设置为1.8或者2.0等。不同储能单元的影响系数可以相等，也可以不相等。需要说明的是，每一储能单元都预先设置了对应的理想荷电状态值。当直流微电网只存在一个储能单元时，储能目标单元对应的状态平均值就是其本身的理想荷电状态值；当直流微电网存在多个储能单元时，储能目标单元对应的状态平均值是直流微电网中所有储能单元理想荷电状态值的平均值。

进一步地，在步骤S100中，获取所述储能目标单元对应的荷电状态当前值的步骤包括：

步骤a，获取所述储能目标单元的荷电状态初始值，获取所述储能目标单元对应的电池容量，以及获取所述储能目标单元对应电池的输出电流。

步骤b，根据所述荷电状态初始值、所述电池容量和所述输出电流获取所述储能目标单元对应的荷电状态当前值。

进一步地，直流微电网获取储能目标单元对应的荷电状态当前值的过程具体为：直流微电网获取储能目标单元电池的荷电状态初始值，以及获取储能目标单元对应的电池容量和储能目标单元对应电池的输出电流，荷电状态初始值和电池容量是预先存储在直流微电网中，输出电流可以实时检测获取到。其中，每一储能单元都存在对应的电池。当直流微电网获取得到荷电状态初始值、储能目标单元对应电池的电池容量和输出电流后，直流微电网对输出电流进行积分，得到积分后积分值，然后将该积分值除以电池容量，得到积分值与电池容量之间的商值，用荷电状态初始值减去该商值，得到储能目标单元对应的荷电状态当前值。具体地，可通过公式(1)来计算得到储能目标单元对应的荷电状态当前值。

公式(1)：

其中，SOC(t)表示时间t时储能目标单元的荷电状态值，即表示荷电状态当前值；SOC(0)表示是储能目标单元的荷电状态初始值；C_b表示电池容量；i_b表示输出电流。

进一步地，在步骤S100中，获取所述储能目标单元对应的影响系数的步骤包括：

步骤c，获取预设的功率系数，以及获取所述储能目标单元的输出功率，以及所述直流微电网储能单元对应的平均功率。

进一步地，为了提高荷电状态值的均衡精度，直流微电网根据其当前的性能确定储能目标单元对应的影响系数，以提高所确定的影响系数的准确度。具体地，直流微电网获取预设的功率系数，功率系数的大小可根据具体需要而设置，本实施例不限制功率系数的大小，不同储能单元的功率系数可以相同，也可以不相同。可以理解的是，当不同储能单元的功率系数不同时，在计算储能目标单元的影响系数时，获取该储能目标单元对应的影响系数即可。直流微电网获取储能目标单元的输出功率以及直流微电网储能单元对应的平均功率。可以理解的是，直流微电网中，每个储能单元都存在对应的设定功率，不同储能单元对应的设定功率可以相同，也可以不相同。当直流微电网中只有储能目标单元一个储能单元时，平均功率就是储能目标单元的设定功率；当直流微电网中有多个储能单元时，平均功率是直流微电网中所有储能单元设定功率的平均值。设定功率的大小可根据具体需要而设置，设定功率为储能单元的理想输出功率。

步骤d，根据所述功率系数、所述输出功率和所述平均功率确定所述储能目标单元的影响系数。

当直流微电网得到功率系数、输出功率和平均功率后，直流微电网将输出功率减去平均功率，得到输出功率与平均功率之间的功率差值，然后将功率差值乘以功率系数，得到功率差值和功率系数的功率乘积，将功率乘积加上功率常数，得到储能目标单元的影响系数。其中，功率常数的大小可根据具体需要而设置，本实施例不限制功率常数的大小。具体地，可采用公式(2)和公式(3)计算得到储能目标单元的影响系数。

公式(2)：k₁＝k₂(P_b-P_avg)+k₃；

公式(3)：

其中，k₁表示影响系数，k₂表示功率系数，P_b表示输出功率，P_avg表示平均功率，k₃表示功率常数。需要说明的是，公式(3)是以直流微电网存在3个储能单元为例进行说明的，P₁₁、P₂₂和P₃₃是直流微电网中3个储能单元的设定功率。

进一步地，当所述直流微电网包括多个储能单元时，在所述步骤S100中，获取所述直流微电网储能单元对应的荷电状态的状态平均值的步骤包括：

步骤e，获取所述直流微电网各个储能单元对应的荷电状态标准值。

步骤f，计算所述荷电状态标准值对应的平均值，得到所述状态平均值。

进一步地，当直流微电网包括多个储能单元时，直流微电网获取各个储能单元对应的荷电状态标准值，其中，荷电状态标准值就是储能单元对应的理想荷电状态值，各个储能单元对应的荷电状态标准值是预先存储在直流微电网中的，可以根据具体需要而获取。当直流微电网获取到各个储能单元对应的荷电状态标准值后，直流微电网计算核电状态标准值对应的平均值，得到储能目标单元对应的状态平均值。具体地，以直流微电网中存在3个储能单元为例进行说明确定状态平均值的过程，参照公式(4)。

公式(4)

其中，SOC₁表示直流微电网中第一个储能单元的荷电状态标准值，SOC₂表示直流微电网中第二个储能单元的荷电状态标准值，SOC₃表示直流微电网中第三个储能单元的荷电状态标准值，SOC_avg表示状态平均值。

步骤S200，计算所述储能目标单元对应的荷电状态当前值与状态平均值的差值。

步骤S300，将所述差值乘以所述影响系数，得到所述差值与所述影响系数之间的乘积，将所述乘积与所述电压参考值相加，得到电压调整值。

当直流微电网得到影响系数、电压参考值、状态平均值和荷电状态当前值后，直流微电网根据影响系数、电量参考值、状态平均值和荷电状态当前值确定电压调整值，即建立影响系数、电压参考值、状态平均值、核电状态当前值与电压调整值之间的对应关系。

具体地，直流微电网得到电压调整值的过程为：直流微电网计算储能目标单元对应的荷电状态当前值与状态平均值之间的差值，然后将该差值乘以影响系数，得到差值与影响系数之间的乘积，并将该乘积与电压参考值相加，得到电压调整值。具体地，影响系数、电压参考值、状态平均值、核电状态当前值与电压调整值之间的对应关系可用公式(5)表示。

公式(5)：

其中，

表示电压调整值，V_dc-ref表示电压参考值，SOC_i表示荷电状态当前值。

步骤S400，获取所述储能目标单元对应的输出功率和预设的下垂系数。

步骤S400，构建所述电压调整值、所述输出功率、所述下垂系数与所述直流微电网母线电压之间的对应关系，所述对应关系表示为：

其中，V_dc表示母线电压，

表示电压调整值，V_dc-ref表示电压参考值，k₂表示功率系数，P_b表示输出功率，P_avg表示功率平均值，k₃是一个常数，SOC_i表示荷电状态当前值，SOC_avg表示状态平均值，k_d表示下垂系数。

直流微电网获取储能目标单元对应的输出功率和预设的下垂系数，在本实施例不限制下垂系数的大小，用户可以根据需要设置下垂系数的大小。当直流微电网得到输出功率和下垂系数后，直流微电网构建电压调整值、输出功率、下垂系数和直流微电网母线电压之间的对应关系。

具体地，可参照图3，图3为本发明实施例中下垂系数和输出功率之间的关系示意图。在图3中，横轴为输出功率，纵轴为母线电压，下垂系数对应直线与纵轴的交点为电压参考值。

所述电压调整值、输出功率、下垂系数和直流微电网母线电压之间的对应关系表示为公式(6)和公式(7)：

公式(6)：

公式(7)：

其中，V_dc表示母线电压，

表示电压调整值，V_dc-ref表示电压参考值，k₂表示功率系数，P_b表示输出功率，P_avg表示功率平均值，k₃是一个常数，SOC_i表示荷电状态当前值，SOC_avg表示状态平均值，k_d表示下垂系数，下垂系数是预先设置好的，如可将下垂系数设置为0.4，0.5或者0.7等。

需要说明的是，在直流微电网中，每个储能单元的荷电状态有效且动态地分配了输出功率，因此，各个储能单元的输出功率可用公式(8)表示：

公式(8)：P_b＝i_bV_b，其中，i_b表示输出电流，V_b表示储能单元对应电池的端电压。由于储能单元端电压变化范围很小，因此可以将储能单元电池的端电压视为一个常数，将公式(8)代入公式(1)中，得到公式(9)。

公式(9)：

当直流微电网得到公式(9)后，直流微电网对公式(9)进行求导，得到公式(10)。

公式(10)：

需要说明的是，在储能单元放电时，i_b、V_b和P_b为正值；在储能单元充电时，i_b、V_b和P_b为负值。由公式(10)可知，当储能单元充电时，输出功率较大时，荷电状态值正向变化较大，即荷电状态值增加，且随着输出功率的增大，荷电状态值上升越快；当储能单元放电时输出功率较大时，荷电状态值反向变化较大，即荷电状态值减小，且随着输出功率的增大，荷电状态值越小。因此，可以通过下垂控制来调节储能单元充电时的输出功率和放电时的输出功率，以实现储能单元之间的负载功率的协调分配，使得每个储能单元的荷电状态值趋于均匀，即趋于相等。直流微电网中的常规下垂控制可用公式(11)来表示。

公式(11)：V_dc＝V_dc-ref-k_dP_b；

其中，V_dc表示母线电压，即储能单元通过直流换流器后的输出电压，k_d表示下垂系数。由公式(11)可知，每个储能单元的输入功率和输出功率都可以通过下垂控制来控制，从而使储能单元的荷电状态值(SOC)处于动态平衡状态。

当直流微电网得到公式(10)和公式(11)后，直流微电网将公式(11)代入公式(10)中，得到公式(12)。

公式(12)：

由公式(12)可知，在储能单元的配置相同并且每个储能单元通过直流换流器与母线并联时，可认定C_b和V_b相等。储能单元配置相同即表明储能单元是同一种类的储能单元，如都为A单元。储能单元的荷电状态值的变化只与电压参考值和下垂系数有关。因此，可以通过增加电压参考值或者减小下垂系数来改变储能单元的荷电状态值的变化，从而使直流微电网中各个荷电状态值趋于一致。

步骤S600，若确定所述荷电状态当前值小于所述预设范围的下限值，则基于所述对应关系调低所述电压参考值，以降低所述母线电压，使所述母线电压在预设电压范围内。

步骤S700，若确定所述荷电状态当前值大于所述预设范围的上限值，则基于所述对应关系调高所述电压参考值，以提高所述母线电压，使所述母线电压在预设电压范围内。

当直流微电网得到储能目标单元的荷电状态当前值后，直流微电网判断荷电状态当前值是否在预设范围内。需要说的是，在本实施例中，预先为各个储能单元设置了荷电状态值对应范围的上限值和下限值，不同储能单元对应的范围可以相同，也可以不相同，如可以将储能目标单元的预设范围设置为[0.35，0.85]，或者设置为[0.3，0.82]等。若直流微电网确定荷电状态当前值未在预设范围内，即确定荷电状态当前值小于预设范围的下限值，或者大于预设范围的上限值，直流微电网则根据所确定的电压调整值、输出功率、下垂系数与母线电压之间的对应关系调整电压参考值，以调整母线电压，使母线电压在预设电压范围内。通过公式(6)可知，当直流微电网调整电压参考值时，母线电压也会随着改变。在本实施例中，为母线电压设置了一个标准电压，在调整母线电压时，要使调整后的母线电压在标准电压对应的预设电压范围内。标准电压对应的预设电压范围包括标准电压，如若将标准电压设置为B，则标准电压对应的预设电压范围可设置为B±5，即预设电压范围可设置为[B-5，B+5]。本实施例不限制标准电压和标准电压对应的预设电压范围的大小。

具体地，若直流微电网确定荷电状态当前值小于预设范围的下限值，直流微电网则调低电压参考值，以降低母线电压，使母线电压在预设电压范围内；若直流微电网确定荷电状态当前值大于预设范围的上限值，直流微电网则调高电压参考值，以提高母线电压，使母线电压在预设电压范围内。需要说明的是，在调低电压参考值的时候，母线电压降低，储能目标单元的输出功率也会降低；在调高电压参考值的时候，母线电压提高，储能目标单元的输出功率也会提高。可以理解的是，在直流微电网确定荷电状态当前值小于预设范围的下限值，或者确定荷电状态值当前值大于预设范围的上限值时，即使母线电压在预设电压范围内，直流微电网还是可以调整电压参考值，使母线电压在预设电压范围内变动，从而调整荷电状态当前值。

进一步地，直流微电网还包括PI调节器和PWM(Pulse width modulation，脉冲宽度调制)脉宽调制器。直流微电网还可以通过电流内部环路控制来调整储能单元的输出功率，具体地，直流微电网可通过PI调节器得到内环电流参考信号，该内环电流参考信息经过PWM脉宽调制器后输出控制信号控制直流换流器连通和断开，从而实现储能单元输出功率的调整。其中，PI调节器是一种线性控制器，它根据给定值与实际输出值构成控制偏差，将偏差的比例和积分通过线性组合构成控制量，对被控对象进行控制。

进一步地，为了便于理解本发明实施例，本实施例通过MATLAB/Simulink建立了一个直流微电网的仿真模型，该直流微电网包括三个储能单元和直流负载，具体地，各储能单元电池端电压为144V(伏特)，3个储能单元对应电池的SOC分别为70.2％，70％，69.8％，母线电压为400V，直流负载电阻为160Ω(欧姆)，直流负载的功率为1000W(瓦特)。

参照图4a和图4b，在图4a中，横轴表示时间(Time)，单位为s(秒)；纵轴表示电压，单位为V；在图4b中，横轴表示时间，单位为s；纵轴表示SOC，用百分数来表示，图4b中的三条线表示三个储能单元的荷电状态值。由图4a可知，在现有技术中，母线电压保持恒定，每个储能单元的荷电状态值保持恒定。参照图5a和图5b，在图5a中，横轴表示时间，单位为s；纵轴表示输出功率，单位为W；在图5b中，横轴表示时间，单位为s；纵轴表示电压，单位为V。由图5a和图5b可知，在现有技术中，每个储能单元的输出功率和对应的端电压基本相同。需要说明的是，在图5a和图5b中，应该有三条曲线，即一个储能单元对应一条曲线，只是这三条曲线重合了，因此在图5a和图5b中只看到了一条曲线。

参照图6a和图6b，图6a和图6b是本发明实施例中对应的示意图。在图6a中，横轴表示时间，单位为s；纵轴表示电压，单位为V；在图6b中，横轴表示时间，单位为s；纵轴表示SOC，用百分数来表示，图6b中的三条线表示三个储能单元的荷电状态值。由图6a和图6b可知，在本实施例中，母线电压保持恒定，随着储能单元对应电池放电时间的增加，三个储能单元对应的荷电状态值趋于相等。参照图7a和图7b，在图7a中，横轴表示时间，单位为s；纵轴表示输出功率，单位为W；在图7b中，横轴表示时间，单位为s；纵轴表示电压，单位为V。由图7a和图7b可知，在本实施例中，每个储能单元的输出功率和对应的端电压趋于相同。需要说明的是，在图7b中，应该有三条曲线，即一个储能单元对应一条曲线，只是这三条曲线重合了，因此在图7b中只看到了一条曲线。

本实施例通过将处于充电状态的储能单元确定为储能目标单元，获取储能目标单元对应的电压参考值、荷电状态当前值、影响系数和荷电状态的状态平均值；根据影响系数、电压参考值、状态平均值和荷电状态当前值确定电压调整值；获取储能目标单元对应的输出功率和预设的下垂系数；构建电压调整值、输出功率、下垂系数与直流微电网母线电压之间的对应关系；若确定荷电状态当前值未在预设范围，则基于对应关系调整电压参考值，以调整母线电压，使母线电压在预设电压范围内。通过使母线电压在预设电压范围内变动，控制并联在母线上各个储能单元的输出功率，均衡各个储能单元在充放电过程中的输出功率，避免各个储能单元过量充电或者过量放电，以提高直流微电网中储能单元对应电池的使用寿命，并提高直流微电网的稳定性和鲁棒性。

本发明还提供一种直流微电网，所述直流微电网包括储能单元、直流换流器和母线，一个储能单元与一个直流换流器连接，所述储能单元通过所述直流换流器并联在所述母线上，所述直流微电网包括：

目标确定模块，用于将处于充电状态的储能单元确定为储能目标单元；

获取模块，用于获取所述储能目标单元对应的电压参考值、荷电状态当前值、影响系数和荷电状态的状态平均值；

计算模块，用于计算所述储能目标单元对应的荷电状态当前值与状态平均值的差值；将所述差值乘以所述影响系数，得到所述差值与所述影响系数之间的乘积，将所述乘积与所述电压参考值相加，得到电压调整值；

所述获取模块还用于获取所述储能目标单元对应的输出功率和预设的下垂系数；

构建模块，用于构建所述电压调整值、所述输出功率、所述下垂系数与所述直流微电网母线电压之间的对应关系，所述对应关系表示为：

其中，V_dc表示母线电压，

表示电压调整值，V_dc-ref表示电压参考值，k₂表示功率系数，P_b表示输出功率，P_avg表示功率平均值，k₃是一个常数，SOC_i表示荷电状态当前值，SOC_avg表示状态平均值，k_d表示下垂系数；

调整模块，用于若确定所述荷电状态当前值小于所述预设范围的下限值，则基于所述对应关系调低所述电压参考值，以降低所述母线电压，使所述母线电压在预设电压范围内；若确定所述荷电状态当前值大于所述预设范围的上限值，则基于所述对应关系调高所述电压参考值，以提高所述母线电压，使所述母线电压在预设电压范围内。

进一步地，所述获取模块包括：

第一获取单元，用于获取预设的功率系数，以及获取所述储能目标单元的输出功率，以及所述直流微电网储能单元对应的平均功率；

系数确定单元，用于根据所述功率系数、所述输出功率和所述平均功率确定所述储能目标单元的影响系数。

进一步地，当所述直流微电网包括多个储能单元时，所述获取模块还包括：

第二获取单元，用于获取所述直流微电网各个储能单元对应的荷电状态标准值；

计算单元，用于计算所述荷电状态标准值对应的平均值，得到所述状态平均值。

进一步地，所述获取模块还用于获取所述储能目标单元的荷电状态初始值，获取所述储能目标单元对应的电池容量，以及获取所述储能目标单元对应电池的输出电流；根据所述荷电状态初始值、所述电池容量和所述输出电流获取所述储能目标单元对应的荷电状态当前值。

进一步地，所述直流微电网还包括电动汽车，所述电动汽车通过对应的直流换流器连接在所述母线中。具体地，可参照图2，该电动汽车可以作为一个储能装置。

本发明直流微电网的具体实施方式与上述电压的调整方法各实施例基本相同，在此不再重复赘述。

本发明还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述电压的调整方法的步骤。

本发明计算机可读存储介质的具体实施方式与上述电压的调整方法各实施例基本相同，在此不再重复赘述。

本领域的技术人员能够理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种电压的调整方法，其特征在于，应用于直流微电网，所述直流微电网包括储能单元、直流换流器和母线，储能单元通过直流换流器并联在母线上，所述电压的调整方法包括以下步骤：

S100，将处于充电状态的储能单元确定为储能目标单元，获取所述储能目标单元对应的电压参考值、荷电状态当前值、影响系数和荷电状态的状态平均值；

S200，计算所述储能目标单元对应的荷电状态当前值与状态平均值的差值；

S300，将所述差值乘以所述影响系数，得到所述差值与所述影响系数之间的乘积，将所述乘积与所述电压参考值相加，得到电压调整值；

S400，获取所述储能目标单元对应的输出功率和预设的下垂系数；

S500，构建所述电压调整值、所述输出功率、所述下垂系数与所述直流微电网母线电压之间的对应关系，所述对应关系表示为：

其中，V_dc表示母线电压，

表示电压调整值，V_dc-ref表示电压参考值，k₂表示功率系数，P_b表示输出功率，P_avg表示功率平均值，k₃是一个常数，SOC_i表示荷电状态当前值，SOC_avg表示状态平均值，k_d表示下垂系数；

S600，若确定所述荷电状态当前值小于所述预设范围的下限值，则基于所述对应关系调低所述电压参考值，以降低所述母线电压，使所述母线电压在预设电压范围内；

S700，若确定所述荷电状态当前值大于所述预设范围的上限值，则基于所述对应关系调高所述电压参考值，以提高所述母线电压，使所述母线电压在预设电压范围内。

2.根据权利要求1所述的电压的调整方法，其特征在于，在所述步骤S100中，获取所述储能目标单元对应的影响系数的步骤包括：

获取预设的功率系数，以及获取所述储能目标单元的输出功率，以及所述直流微电网储能单元对应的平均功率；

根据所述功率系数、所述输出功率和所述平均功率确定所述储能目标单元的影响系数。

3.根据权利要求1所述的电压的调整方法，其特征在于，当所述直流微电网包括多个储能单元时，在所述步骤S100中，获取所述直流微电网储能单元对应的荷电状态的状态平均值的步骤包括：

获取所述直流微电网各个储能单元对应的荷电状态标准值；

计算所述荷电状态标准值对应的平均值，得到所述状态平均值。

4.根据权利要求1至3任一项所述的电压的调整方法，其特征在于，在所述步骤S100中，获取所述储能目标单元对应的荷电状态当前值的步骤包括：

获取所述储能目标单元的荷电状态初始值，获取所述储能目标单元对应的电池容量，以及获取所述储能目标单元对应电池的输出电流；

根据所述荷电状态初始值、所述电池容量和所述输出电流获取所述储能目标单元对应的荷电状态当前值。

5.一种直流微电网，其特征在于，所述直流微电网包括储能单元、直流换流器和母线，一个储能单元与一个直流换流器连接，所述储能单元通过所述直流换流器并联在所述母线上，所述直流微电网包括：

目标确定模块，用于将处于充电状态的储能单元确定为储能目标单元；

获取模块，用于获取所述储能目标单元对应的电压参考值、荷电状态当前值、影响系数和荷电状态的状态平均值；

计算模块，用于计算所述储能目标单元对应的荷电状态当前值与状态平均值的差值；将所述差值乘以所述影响系数，得到所述差值与所述影响系数之间的乘积，将所述乘积与所述电压参考值相加，得到电压调整值；

所述获取模块还用于获取所述储能目标单元对应的输出功率和预设的下垂系数；

构建模块，用于构建所述电压调整值、所述输出功率、所述下垂系数与所述直流微电网母线电压之间的对应关系，所述对应关系表示为：

其中，V_dc表示母线电压，

表示电压调整值，V_dc-ref表示电压参考值，k₂表示功率系数，P_b表示输出功率，P_avg表示功率平均值，k₃是一个常数，SOC_i表示荷电状态当前值，SOC_avg表示状态平均值，k_d表示下垂系数；

调整模块，用于若确定所述荷电状态当前值小于所述预设范围的下限值，则基于所述对应关系调低所述电压参考值，以降低所述母线电压，使所述母线电压在预设电压范围内；若确定所述荷电状态当前值大于所述预设范围的上限值，则基于所述对应关系调高所述电压参考值，以提高所述母线电压，使所述母线电压在预设电压范围内。

6.根据权利要求5所述的直流微电网，其特征在于，所述获取模块包括：

第一获取单元，用于获取预设的功率系数，以及获取所述储能目标单元的输出功率，以及所述直流微电网储能单元对应的平均功率；

系数确定单元，用于根据所述功率系数、所述输出功率和所述平均功率确定所述储能目标单元的影响系数。

7.根据权利要求5所述的直流微电网，其特征在于，当所述直流微电网包括多个储能单元时，所述获取模块还包括：

第二获取单元，用于获取所述直流微电网各个储能单元对应的荷电状态标准值；

计算单元，用于计算所述荷电状态标准值对应的平均值，得到所述状态平均值。

8.根据权利要求5所述的直流微电网，其特征在于，所述获取模块还用于获取所述储能目标单元的荷电状态初始值，获取所述储能目标单元对应的电池容量，以及获取所述储能目标单元对应电池的输出电流；根据所述荷电状态初始值、所述电池容量和所述输出电流获取所述储能目标单元对应的荷电状态当前值。

9.根据权利要求5所述的直流微电网，其特征在于，所述直流微电网还包括电动汽车，所述电动汽车通过对应的直流换流器连接在所述母线中。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-4任一项所述的电压的调整方法的步骤。

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