本发明涉及电网技术领域，具体涉及一种直流微网系统放电平衡控制方法及装置。
背景技术：
随着微网概念的逐渐流行，电力系统应用于偏远地区和电力孤岛的案例和可靠性不断增加。其中，微网目前分为直流微网和交流微网两大类，以及两类混合型。直流微网由于不存在同步、无功和谐波的要求，其效率明显高于交流微网，因此受到国内外的研究关注。
当前双向直流变换器(dc/dc变换器)主要以三种控制策略接入直流微网母线，包括恒压恒功率、v/f控制、下垂控制等。由于微网存在并网和离网两种模式，当进行模式切换时，如果使用恒压恒功率或v/f控制，会产生较大的电网电压波动，影响微网可靠性，因此目前的主流控制方法为下垂控制。
在实际直流微网系统中，由于可再生能源功率输出不稳定，因此，需增加储能单元，以提升直流微网系统供电的稳定性和可靠性。储能单元通常包含多个储能电池组，每个储能电池组由多个储能电池组成。
在储能电池组的工作过程中，其自身的剩余容量或荷电状态(state-of-charge，简称：soc)反映了储能电池组的电能输出能力。由于微网中的储能电池组通常分布式接入公共母线，因此，储能电池组输出功率的分配同样需要满足分布式结构的要求。
但当前基于下垂控制的电池管理系统(batterymanagementsystem，简称：bms)只能对单个储能电池组内各储能电池进行放电平衡，不能在不同的储能电池组之间平衡，随着时间推移，会极大的影响储能单元寿命和可靠性。
技术实现要素：
针对现有技术中的缺陷，本发明实施例提供了一种直流微网系统放电平衡控制方法及装置。
一方面，本发明实施例提供一种直流微网系统放电平衡控制方法,包括：
获取储能单元中各储能电池组的荷电状态信息；
根据所述荷电状态信息计算各储能电池组的放电平衡系数；
根据所述放电平衡系数和所述荷电状态信息计算各储能电池组的输出电压。
另一方面，本发明实施例提供一种直流微网系统放电平衡控制装置，包括：
获取单元，用于获取储能单元中各储能电池组的荷电状态信息；
计算单元，用于根据所述荷电状态信息计算各储能电池组的放电平衡系数；
处理单元，用于根据所述放电平衡系数和所述荷电状态信息计算各储能电池组的输出电压。
本发明实施例提供的直流微网系统放电平衡控制方法及装置，根据储能电池组荷电状态信息和放电平衡系数计算各储能电池组的输出电压，使荷电状态信息值高的储能电池组能输出更大电流，荷电状态信息值低的储能电池组能输出更小电流，减少了直流微网系统内部分电池充放电次数，提高了储能电池组的寿命，使直流微网系统达到放电平衡状态，进而提升了直流微网的可靠性和稳定性。
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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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他的附图。
图1为本发明实施例提供的直流微网系统放电平衡控制方法流程示意图；
图2为本发明实施例提供的直流微网系统结构示意图；
图3为本发明实施例提供的直流微网系统放电平衡控制装置结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例提供的直流微网系统放电平衡控制方法流程示意图，如图1所示，所述方法包括：
步骤s11、获取储能单元中各储能电池组的荷电状态信息；
步骤s12、根据所述荷电状态信息计算各储能电池组的放电平衡系数；
步骤s13、根据所述放电平衡系数和所述荷电状态信息计算各储能电池组的输出电压。
下面详细说明本实施例的技术方案，图2为本发明实施例提供的直流微网系统结构示意图，如图2所示，直流微网系统包括直流母线、可再生能源、储能单元、本地负载和dc/dc变换器。可再生能源包括光伏发电和风力发电，用于向直流微网系统供电，储能单元包含多个储能电池组，用于将可再生能源产生的电量进行储存，当需要向本地负载供电时，将储存的电量释放，通过dc/dc变换器和直流母线，向本地负载供电。本地负载包括新能源电动车等用电设备，通过直流母线充电后，本地负载正常运行。
储能单元一般包含多个储能电池组，每个储能电池组的荷电状态(以下简称soc)不同，一般地，soc值越高，表明储能电池组可以输出更多的电量，相反地，soc值越低，表明储能电池组只能输出较少的电量。因此，在直流微网系统放电时，若soc值高的储能电池组输出较少电量，而soc值低的储能电池组输出较多的电量，将影响储能单元的寿命和可靠性。为使直流微网系统达到放电平衡状态，即，soc值高的储能电池组输出更多的电量，soc值低的储能电池组输出较少的电量，首先获取储能单元中各储能电池组的soc值，然后根据各储能电池组的soc计算其对应的放电平衡系数，放电平衡系数是调节储能单元soc平衡速度的关键系数，表明在给定时间内两两储能电池组的soc达到平衡，根据放电平衡系数和各储能电池组的soc计算各储能电池组的输出电压，使soc值高的储能电池组输出电压高，soc值低的储能电池组输出电压低，从而soc值高的储能电池组输出更多的电量，soc值低的储能电池组输出较少的电量，使直流微网系统达到放电平衡状态。
以储能单元只有两个储能电池组为例，首先获取储能电池组1的soc1，然后获取储能电池组2的soc2，根据soc1计算储能电池组1的放电平衡系数n1，根据soc2计算储能电池组2的放电平衡系数n2，根据n1和soc1计算储能电池组1的输出电压vdc_1，根据n2和soc2计算储能电池组2的输出电压vdc_2，从而使直流微网系统达到放电平衡状态。
本发明实施例提供的直流微网系统放电平衡控制方法，根据储能电池组荷电状态信息和放电平衡系数计算各储能电池组的输出电压，使soc值高的储能电池组能输出更大电流，soc值低的储能电池组能输出更小电流，减少了直流微网系统内部分电池充放电次数，提高了储能电池组的寿命，使直流微网系统达到放电平衡状态，进而提升了直流微网的可靠性和稳定性。
在上述实施例的基础上，进一步地，所述根据所述荷电状态信息计算各储能电池组的放电平衡系数具体为：
确定参考储能电池组i，令所述参考储能电池组i的放电平衡系数ni＝0；
若判断获知初始时刻所述参考储能电池组i的荷电状态信息soci(0)大于初始时刻储能电池组j的荷电状态信息socj(0)，则根据第一预设规则计算所述储能电池组j的放电平衡系数nj；
若判断获知初始时刻所述参考储能电池组i的荷电状态信息soci(0)小于初始时刻储能电池组j的荷电状态信息socj(0)，则根据第二预设规则计算所述储能电池组j的放电平衡系数nj。
具体地，首先确定参考储能电池组，例如在只有两个储能电池组的储能单元中，将储能电池组1作为参考储能电池组，令储能电池组1的放电平衡系数n1＝0，然后对比初始时刻储能电池组1的荷电状态信息soc1(0)和初始时刻储能电池组2的荷电状态信息soc2(0)的大小，若soc1(0)＞soc2(0)，则根据第一预设规则计算储能电池组2的放电平衡系数n2；若soc1(0)＜soc2(0)，则根据第二预设规则计算储能电池组2的放电平衡系数n2。
在实际应用中在只有两个储能电池组的储能单元中，还可以将储能电池组2作为参考储能电池组，令储能电池组2的放电平衡系数n2＝0，然后对比初始时刻储能电池组2的荷电状态信息soc2(0)和初始时刻储能电池组1的荷电状态信息soc1(0)的大小，若soc2(0)＞soc1(0)，则根据第一预设规则计算储能电池组1的放电平衡系数n1；若soc2(0)＜soc1(0)，则根据第二预设规则计算储能电池组1的放电平衡系数n1。
若储能单元包含两个以上的储能电池组时，首先获取整个储能单元中所有储能电池组的初始时刻的soc值，通过对比获取储能单元中初始时刻soc值最低的储能电池组作为参考储能电池组，令其放电平衡系数为0，然后根据第二预设规则计算其他储能电池组的放电平衡系数。或者通过对比获取储能单元中初始时刻soc值最高的储能电池组作为参考储能电池组，令其放电平衡系数为0，然后根据第一预设规则计算其他储能电池组的放电平衡系数。这样储能单元中其他储能电池组均与参考储能电池组的soc达到平衡，从而整个储能单元的soc达到平衡状态。
本发明实施例提供的直流微网系统放电平衡控制方法，通过设定参考储能电池组，使其他储能电池组均与参考储能电池组的soc达到平衡，从而整个储能单元的soc达到平衡状态，提高了储能电池组的寿命，使直流微网系统达到放电平衡状态，进而提升了直流微网的可靠性和稳定性。
在上述各实施例的基础上，进一步地，所述第一预设规则具体为：
确定预设时刻的所述参考储能电池组i的荷电状态信息soci(t)与所述预设时刻储能电池组j的荷电状态信息socj(t)的最小误差ε；
根据下述公式计算n的最小值，令nj等于所述n的最小值：
其中，
具体地，首先获取初始时刻储能单元中各储能电池组的荷电状态信息soci(0)和socj(0)，然后获取预设时刻各储能电池组的荷电状态信息soci(t)和socj(t)，计算soci(t)与socj(t)的最小误差ε，ε＝soci(t)-socj(t)，然后根据公式
计算n的最小值，令nj等于n的最小值。
本发明实施例提供的直流微网系统放电平衡控制方法，通过储能电池组的荷电状态信息计算各储能电池组的放电平衡系数，使储能单元在预设时刻达到平衡状态，从而提高了储能电池组的寿命，使直流微网系统达到放电平衡状态，进而提升了直流微网的可靠性和稳定性。
在上述各实施例的基础上，进一步地，所述第二预设规则具体为：
确定预设时刻的所述参考储能电池组i的荷电状态信息soci(t)与所述预设时刻储能电池组j的荷电状态信息socj(t)的最小误差ε；
根据下述公式计算n的最小值，令nj等于所述n的最小值：
其中，
具体地，首先获取初始时刻储能单元中各储能电池组的荷电状态信息soci(0)与socj(0)，然后获取预设时刻各储能电池组的荷电状态信息soci(t)和socj(t)，计算soci(t)与socj(t)的最小误差ε，ε＝soci(t)-socj(t)，然后根据公式
计算n的最小值，令nj等于n的最小值。
本发明实施例提供的直流微网系统放电平衡控制方法，通过储能电池组的荷电状态信息计算各储能电池组的放电平衡系数，使储能单元在预设时刻达到平衡状态，从而提高了储能电池组的寿命，使直流微网系统达到放电平衡状态，进而提升了直流微网的可靠性和稳定性。
在上述实施例的基础上，进一步地，所述根据所述放电平衡系数和所述荷电状态信息计算各储能电池组的输出电压，具体为：
根据下述公式计算所述储能电池组k的输出电压vdc_k：
其中，vdc_k为第k个储能电池组的输出电压，
具体地，首先获取储能单元中各储能电池组的参考电压
以储能单元只包含两个储能电池组为例，首先获取初始时刻储能电池组1和储能电池组2的荷电状态信息soc1(0)和soc2(0)，然后获取预设时刻储能电池组1和储能电池组2的荷电状态信息soc1(t)和soc2(t)，以储能电池组1为参考储能电池组，令n1＝0，根据公式ε＝soc1(t)-soc2(t)计算ε，判断soc1(0)和soc2(0)的大小，若soc1(0)＞soc2(0)，则根据公式
若soc1(0)＜soc2(0)，则根据公式
计算n的最小值，令n2等于n的最小值。然后获取储能电池组参考电压
若储能单元包含两个以上的储能电池组，首先获取整个储能单元中所有储能电池组的初始时刻的荷电状态信息sock(0)和储能电池组的预设时刻的荷电状态信息sock(t)，通过对比将储能单元中初始时刻soc值最低的储能电池组i作为参考储能电池组，令其放电平衡系数ni＝0，然后根据公式
本发明实施例提供的直流微网系统放电平衡控制方法，通过下垂控制方法使soc越高的储能电池组输出电压越高，soc越低的储能电池组输出电压越低，使储能单元在预设时刻达到放电平衡状态，从而提高了储能电池组的寿命，使直流微网系统达到放电平衡状态，进而提升了直流微网的可靠性和稳定性。
图3为本发明实施例提供的直流微网系统放电平衡控制装置结构示意图，如图3所示，所述装置包括：获取单元31、计算单元32和处理单元33，其中：获取单元31用于获取储能单元中各储能电池组的荷电状态信息；计算单元32用于根据所述荷电状态信息计算各储能电池组的放电平衡系数；处理单元33用于根据所述放电平衡系数和所述荷电状态信息计算各储能电池组的输出电压。
具体地，储能单元一般包含多个储能电池组，每个储能电池组的荷电状态(以下简称soc)不同，一般地，soc值越高，表明储能电池组可以输出更多的电量，相反地，soc值越低，表明储能电池组只能输出较少的电量。因此，在直流微网系统放电时，若soc值高的储能电池组输出较少电量，而soc值低的储能电池组输出较多的电量，将影响储能单元的寿命和可靠性。为使直流微网系统达到放电平衡状态，即，soc值高的储能电池组输出更多的电量，soc值低的储能电池组输出较少的电量，首先获取单元31获取储能单元中各储能电池组的soc值，并将获取的soc值发送至计算单元32，然后计算单元32根据各储能电池组的soc计算其对应的放电平衡系数，放电平衡系数是调节储能单元soc平衡速度的关键系数，表明在给定时间内两两储能电池组的soc达到平衡，计算单元32将计算得到的储能电池组的放电平衡系数发送至处理单元33，处理单元33根据放电平衡系数和各储能电池组的soc计算各储能电池组的输出电压，使soc值高的储能电池组输出电压高，soc值低的储能电池组输出电压低，从而soc值高的储能电池组输出更多的电量，soc值低的储能电池组输出较少的电量，使直流微网系统达到放电平衡状态。本发明实施例提供的装置，其功能具体参照上述方法实施例，此处不再赘述。
本发明实施例提供的直流微网系统放电平衡控制装置，根据储能电池组荷电状态信息和放电平衡系数计算各储能电池组的输出电压，使soc值高的储能电池组能输出更大电流，soc值低的储能电池组能输出更小电流，减少了直流微网系统内部分电池充放电次数，提高了储能电池组的寿命，使直流微网系统达到放电平衡状态，进而提升了直流微网的可靠性和稳定性。
在上述实施例的基础上，进一步地，所述计算单元具体用于：
确定参考储能电池组i，令所述参考储能电池组i的放电平衡系数ni＝0；
若判断获知初始时刻所述参考储能电池组i的荷电状态信息soci(0)大于初始时刻储能电池组j的荷电状态信息socj(0)，则根据第一预设规则计算所述储能电池组j的放电平衡系数nj；
若判断获知初始时刻所述参考储能电池组i的荷电状态信息soci(0)小于初始时刻储能电池组j的荷电状态信息socj(0)，则根据第二预设规则计算所述储能电池组j的放电平衡系数nj。
具体地，计算单元首先确定参考储能电池组，例如在只有两个储能电池组的储能单元中，将储能电池组1作为参考储能电池组，令储能电池组1的放电平衡系数n1＝0，然后对比初始时刻储能电池组1的荷电状态信息soc1(0)和初始时刻储能电池组2的荷电状态信息soc2(0)的大小，若soc1(0)＞soc2(0)，则根据第一预设规则计算储能电池组2的放电平衡系数n2；若soc1(0)＜soc2(0)，则根据第二预设规则计算储能电池组2的放电平衡系数n2。
在实际应用中在只有两个储能电池组的储能单元中，计算单元还可以将储能电池组2作为参考储能电池组，令储能电池组2的放电平衡系数n2＝0，然后对比初始时刻储能电池组2的荷电状态信息soc2(0)和初始时刻储能电池组1的荷电状态信息soc1(0)的大小，若soc2(0)＞soc1(0)，则根据第一预设规则计算储能电池组1的放电平衡系数n1；若soc2(0)＜soc1(0)，则根据第二预设规则计算储能电池组1的放电平衡系数n1。本发明实施例提供的装置，其功能具体参照上述方法实施例，此处不再赘述。
本发明实施例提供的直流微网系统放电平衡控制装置，通过设定参考储能电池组，使其他储能电池组均与参考储能电池组的soc达到平衡，从而整个储能单元的soc达到平衡状态，提高了储能电池组的寿命，使直流微网系统达到放电平衡状态，进而提升了直流微网的可靠性和稳定性。
在上述实施例的基础上，进一步地，所述第一预设规则具体为：
确定预设时刻的所述参考储能电池组i的荷电状态信息soci(t)与所述预设时刻储能电池组j的荷电状态信息socj(t)的最小误差ε；
根据下述公式计算n的最小值，令nj等于所述n的最小值：
其中，
具体地，获取单元首先获取初始时刻储能单元中各储能电池组的荷电状态信息soci(0)和socj(0)，然后获取预设时刻各储能电池组的荷电状态信息soci(t)和socj(t)，计算单元计算soci(t)与socj(t)的最小误差ε，ε＝soci(t)-socj(t)，计算单元根据公式
本发明实施例提供的直流微网系统放电平衡控制装置，通过储能电池组的荷电状态信息计算各储能电池组的放电平衡系数，使储能单元在预设时刻达到平衡状态，从而提高了储能电池组的寿命，使直流微网系统达到放电平衡状态，进而提升了直流微网的可靠性和稳定性。
在上述各实施例的基础上，进一步地，所述第二预设规则具体为：
确定预设时刻的所述参考储能电池组i的荷电状态信息soci(t)与所述预设时刻储能电池组j的荷电状态信息socj(t)的最小误差ε；
根据下述公式计算n的最小值，令nj等于所述n的最小值：
其中，
具体地，获取单元首先获取初始时刻储能单元中各储能电池组的荷电状态信息soci(0)和socj(0)，然后获取预设时刻各储能电池组的荷电状态信息soci(t)和socj(t)，计算单元计算soci(t)与socj(t)的最小误差ε，ε＝soci(t)-socj(t)，然后计算单元根据公式
本发明实施例提供的直流微网系统放电平衡控制装置，通过储能电池组的荷电状态信息计算各储能电池组的放电平衡系数，使储能单元在预设时刻达到平衡状态，从而提高了储能电池组的寿命，使直流微网系统达到放电平衡状态，进而提升了直流微网的可靠性和稳定性。
在上述各实施例的基础上，进一步地，所述处理单元具体用于：
根据下述公式计算所述储能电池组k的输出电压vdc_k：
其中，vdc_k为第k个储能电池组的输出电压，
具体地，获取单元获取储能单元中各储能电池组的荷电状态信息sock(0)与sock(t)和参考电压
本发明实施例提供的直流微网系统放电平衡控制装置，通过下垂控制方法使soc越高的储能电池组输出电压越高，soc越低的储能电池组输出电压越低，使储能单元在预设时刻达到放电平衡状态，从而提高了储能电池组的寿命，使直流微网系统达到放电平衡状态，进而提升了直流微网的可靠性和稳定性。
以上所描述的装置以及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。