CN114221365A - 基于v2g微网***的电能控制方法和v2g微网*** - Google Patents

Abstract

一种基于V2G微网***的电能控制方法和V2G微网***，包括能控中心、交流母线群、直流母线群、继电器阵列、并网配电单元和至少一个分布式能量转换单元。交流母线群的每根交流母线的交流电参数唯一，并网配电单元连接电网和继电器阵列，直流母线群中每根直流母线的直流电参数都不同，分布式能量转换单元通过继电器阵列连接直流母线和交流母线，并将直流母线的电能输出给电动车或将电动车存储的电能输出给直流母线，能控中心依据V2G微网***的能量转换参数数据，通过继电器阵列连接直流母线和分布式能量转换单元。由于依据最优的能量转换效率设定分布式能量转换单元连接的交直流母线，使得微网***可以保持在最高效的运行状态，进而实现节能减排。

Description

基于V2G微网***的电能控制方法和V2G微网***

技术领域

本发明涉及分布式能源技术领域，具体涉及一种基于V2G微网***的电能控制方法和V2G微网***。

背景技术

现阶段分布式能源以成为当前时兴的供能方式，能够对电网形成有效的补充，加强分布式能源配电的运用，不管是对电能利用率的提升，还是对电能损耗的减少，亦或是对资源保护均有着巨大的现实意义。相较于集中式发电而言，分布式发电有着诸多优势。首先，分布式发电属于分散式和小型式的发电单元，它常常处于配电网以及负荷的周围。同时，分布式发电的功率能够达到几千瓦甚至百兆瓦之多。现阶段最为常见的分布式发电类型较多的主要有生物质发电、风力发电、光热发电、光伏发电、地热发电以及利用汽体或液体为主要燃料的微型活力发电等类型。以往集中式供电模式并非直接面向用户，而分布式发电则改变了这一弊端，其供电过程是以用户的实际需要为基点，有力地降低了运输电能的成本，同时也使得供电损耗得到极大程度的降低。而且在该种供电模式下，用电的安全性也得到了良好保障。其次，经过一定程度整合与优化的分布式电网***，能够实现电能利用率提升等多个功能目标。以往的电力***对于技术有着较高的要求，而且安全性能较低，常常引发诸多大规模停电等情况，这种情况会在用电高峰期给用户带来很多不便。另外，以往的发电模式较为粗放，影响着地区生态环境的绿色化发展。中低压电力配送是分布式供电的主要应用方向，这也使得其在末端配电***中有着极高的灵活性，有力地消减了以往配电只送不分的不足。分布式供电具备较强的开放性特性，化被动输送为主动输出，满足用户的相关需求，实现能源损耗的降低。

V2G微网***也属于一种特殊的分布式供电，随着近年来全球电动汽车产业的快速发展，截至2020年电动汽车的保有量已经超过了420万量，预估到2025年，在新增的机动车数量中，电动汽车的占比将会超过30%以上。未来电动汽车的保有量快速持续走高，大量电动汽车的无序充电也大幅增加了电网的负荷。V2G是Vehicle-to-grid（车辆到电网）的缩写，V2G描述了电动汽车与电网的关系。当电动汽车不使用时，车载电池的电能销售给电网的***。如果车载电池需要充电，电流则由电网流向车辆，V2G(车辆到电网)作为一种新型的商业模式，在电动汽车不使用时，将动力电池的电能销售给电网***，电池进行放电；在动力电池需要充电时，电流则由电网流向车辆，电池进行充电，从而实现电动汽车和电网的双赢。

新能源的技术发展迅速，新能源的种类也越来越多（例如，太阳能、风能和水能等），不同新能源转换为电能的电参数不同，为了便于实现电能的宏观管控，现在技术都是将转换后电能再次转换为统一的电参数后并网，就在统一电参数的能量转换过程中就会消耗电能。即使是针对同一种新能源，不同型号的发电装置产生的电能参数也各不相同，并网时也需要统一电参数的能量转换，因此也需要额外消耗电能。V2G微网***的优势就是电动汽车与电网的能量交互，而电动车的储能装置更是种类、厂家及型号更是繁多，电能交互时都需要进行电参数统一的转换，不但增加了电能的损耗，还不利于电网的用电平衡需求，降低V2G微网***的优势，特别是在单位小区域内，限制了V2G微网***的优势转化，因此还需要对V2G微网***的电能管理方法进行优化。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是现有技术中的V2G微网***的电能管理还不完善。

根据第一方面，一种实施例中提供一种V2G微网***，包括能控中心、交流母线群、直流母线群、继电器阵列、并网配电单元和至少一个分布式能量转换单元；

所述交流母线群包括至少一根交流母线，每根所述交流母线用于传输预设交流电参数的交流电；每根所述交流母线传输电能的交流电参数都不同；所述交流电参数包括电压值和/或电流值；

所述并网配电单元用于连接在电网与所述继电器阵列之间，用于将所述电网输入的交流电转换电参数后，输出给所述继电器阵列；

所述继电器阵列分别连接所述并网配电单元和所述交流母线群；所述继电器阵列用于将所述并网配电单元转换电参数后的交流电，输出给对应该电参数的所述交流母线；

所述直流母线群包括至少两根直流母线，每根所述直流母线用于传输预设直流电参数的直流电；每根所述直流母线传输电能的直流电参数都不同；所述直流电参数包括电压值和/或电流值；

所述继电器阵列还分别连接所述交流母线群、所述直流母线群和所述分布式能量转换单元；所述继电器阵列用于将一根所述交流母线和一根所述直流母线与所述分布式能量转换单元连接；

每个所述分布式能量转换单元包括直流连接端、交流连接端、交直流转换模块、储能模块、蓄能直流转换模块和充电放电直流转换模块；

所述直流连接端与所述继电器阵列连接，用于通过所述继电器阵列连接一根所述直流母线；

所述交流连接端与所述继电器阵列连接，用于通过所述继电器阵列连接一根所述交流母线；

所述交直流转换模块分别与所述直流连接端和所述交流连接端连接，用于对所述直流连接端和所述交流连接端输出的电能进行交直流转换；

所述蓄能直流转换模块连接在所述直流连接端和所述储能模块之间，用于从所述直流连接端获取电能给所述储能模块充电，或将所述储能模块储存的电能输出给直流连接端；

所述充电放电直流转换模块用于连接在所述直流连接端和电动车之间，用于将所述直流连接端输出的电能给所述电动车充电，或将所述电动车存储的电能输出给所述直流连接端；

所述能控中心分别通过通讯网络与所述并网配电单元、所述继电器阵列和每个所述分布式能量转换单元连接；所述能控中心用于获取每个所述分布式能量转换单元和所述并网配电单元的能量转换参数数据，以依据所述能量转换参数数据获取能量转换效率最大值的直流母线电参数和交流母线电参数，并通过所述继电器阵列将对应所述直流母线电参数的所述直流母线与所述分布式能量转换单元连接，还将对应所述交流母线电参数的所述交流母线与所述并网配电单元连接。

一实施例中，V2G微网***还包括新能源配电单元，用于连接在所述继电器阵列和电能获取装置之间；所述新能源配电单元用于将电能获取装置获取的电能输出给所述继电器阵列；所述电能获取装置包括太阳能发电装置、风能发电装置、水能发电装置和/或化学能发电装置；

所述能控中心还通过通讯网络与所述新能源配电单元连接，用于获取所述电能获取装置的能量转换参数，并依据该能量转换参数通过所述继电器阵列将新能源配电单元输出的电能输出给一根所述交流母线或一根所述直流母线。

一实施例中，所述能控中心用于获取每个所述分布式能量转换单元和所述并网配电单元的能量转换参数数据，以依据所述能量转换参数数据获取能量转换效率最大值的直流母线电参数和交流母线电参数，包括：

获取预设时间段所述分布式能量转换单元的能量转换参数数据；所述能量转换参数包括在该预设时间内所述交直流转换模块的能量转换曲线图、在该预设时间内所述蓄能直流转换模块的能量转换曲线图和在该预设时间内所述充电放电直流转换模块的能量转换曲线图；

依据所述能量转换参数数据拟合效率曲线函数；所述效率曲线函数包括：

η=f(x)；

其中，x是所述分布式能量转换单元的能量转换模块的输入功率，η是能量转换模块的转换效率；所述分布式能量转换单元的能量转换模块包括所述直流转换模块、所述蓄能直流转换模块或所述充电放电直流转换模块。

一实施例中，所述效率曲线函数为线性函数、指数函数和/或幂函数。

一实施例中，所述能控中心用于获取每个所述分布式能量转换单元和所述并网配电单元的能量转换参数数据，以依据所述能量转换参数数据获取能量转换效率最大值的直流母线电参数和交流母线电参数，还包括：

获取所述V2G微网***的交直流转换总效率函数，所述交直流转换总效率函数获取公式包括：

η_交直转换=[f₁(x₁)+ f₂(x₂)+…+f_m(x_m)+…f_n(x_n) ]÷n；

其中，η_交直转换为交直流转换总效率，f_m(x_m)为第m个所述分布式能量转换单元的所述交直流转换模块的转换效率，n是所述分布式能量转换单元的个数，n和m为自然数，1＜m≤n；

依据所述交直流转换总效率函数获取所述直流母线电参数。

一实施例中，所述能控中心用于获取每个所述分布式能量转换单元和所述并网配电单元的能量转换参数数据，以依据所述能量转换参数数据获取能量转换效率最大值的直流母线电参数和交流母线电参数，还包括：

当所述分布式能量转换单元与所述电动车连接，且向所述电动车充电时，获取所述电动车的充电电压，并依据所述充电电压分别获取所述蓄能直流转换模块和所述交直流转换模块的转换效率；当所述蓄能直流转换模块的转换效率大于所述交直流转换模块的转换效率时，由所述储能模块为所述电动车充电。

一实施例中，所述能控中心用于获取每个所述分布式能量转换单元和所述并网配电单元的能量转换参数数据，以依据所述能量转换参数数据获取能量转换效率最大值的直流母线电参数和交流母线电参数，还包括：

当所述分布式能量转换单元与所述电动车连接，且所述电动车放电时，获取所述电动车的放电电压，并依据所述放电电压分别获取所述蓄能直流转换模块和所述交直流转换模块的转换效率；当所述蓄能直流转换模块的转换效率大于所述交直流转换模块的转换效率时，由所述电动车为所述储能模块充电。

根据第二方面，一实施例中提供一种基于V2G微网***的电能控制方法，包括：

获取预设时间段所述分布式能量转换单元的能量转换参数数据；所述能量转换参数包括在该预设时间内所述交直流转换模块的能量转换曲线图、在该预设时间内所述蓄能直流转换模块的能量转换曲线图和在该预设时间内所述充电放电直流转换模块的能量转换曲线图；

依据所述能量转换参数数据拟合效率曲线函数；所述效率曲线函数包括：

η=f(x)；

其中，x是所述分布式能量转换单元的能量转换模块的输入功率，η是能量转换模块的转换效率；所述分布式能量转换单元的能量转换模块包括所述直流转换模块、所述蓄能直流转换模块或所述充电放电直流转换模块。

一实施例中，还包括：

获取所述V2G微网***的交直流转换总效率函数，所述交直流转换总效率函数获取公式包括：

η_交直转换=[f₁(x₁)+ f₂(x₂)+…+f_m(x_m)+…f_n(x_n) ]÷n；

其中，η_交直转换为交直流转换总效率，f_m(x_m)为第m个所述分布式能量转换单元的所述交直流转换模块的转换效率，x_m为输入功率，n是所述分布式能量转换单元的个数，n和m为自然数，1＜m≤n；

依据所述交直流转换总效率函数获取所述直流母线电参数。

一实施例中，所述电能控制方法还包括：

获取当前时刻x₁，x₂，…x_m…，x_n数据；

通过所述交直流转换总效率函数得到这个时刻交直流转换总效率数值；

调整下一时刻x₁，x₂，…x_m…，x_n数值，以拟合最优的所述交直流转换总效率函数曲线。

依据上述实施例的V2G微网***，包括能控中心、交流母线群、直流母线群、继电器阵列、并网配电单元和至少一个分布式能量转换单元。由于依据最优的能量转换效率设定分布式能量转换单元连接对应转换效率最高的电参数的直流母线和交流母线，使得V2G微网***可以保持在最高效的运行状态，减少了交流电与直流电之间的能量转换的电能损耗，提高了V2G微网***在单位区域范围内的优势转化质量，进而达到节能减排的效果。

附图说明

图1为一种实施例中V2G微网***的结构连接示意图；

图2为一种实施例中分布式能量转换单元的结构连接示意图；

图3为另一种实施例中电能控制方法的流程示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。

建立“光储充放”（分布式光伏发电-储能***-充放电）微网***能够将预设单位区域内电动汽车储能源作为电网和可再生能源的缓冲，实现车电融合技术试点应用，同时建立起电力互联平台，实现区域内电力交易和能源协同调度功能。目前在新能源微网设计方案中，功率转换单元固定连接到功率母线中，在光伏、储能电池、新能源汽车电池全电压范围内进行功率转换。但每一个功率转换单元具有最优的效率工作区间，在全电压范围内工作就会出现效率相对较低的工作区间，长时间低效运行会消耗更多的电力能源。因此如何调整V2G微网***中各个功率转换单元保持在最优的效率工作区间工作，是现阶段V2G微网***设计中需考虑的核心技术问题。

在本申请实施例中，公开了一种V2G微网***，包括能控中心、交流母线群、直流母线群、继电器阵列、并网配电单元和至少一个分布式能量转换单元。交流母线群的每根交流母线的交流电参数唯一，并网配电单元用于连接电网和继电器阵列，直流母线群的每根直流母线的直流电参数都不同，分布式能量转换单元通过继电器阵列连接一根直流母线和一根交流母线，并将直流母线的电能输出给电动车或将电动车存储的电能输出给直流母线，能控中心依据V2G微网***的能量转换参数数据，通过继电器阵列连接直流母线和分布式能量转换单元。由于依据最优的能量转换效率设定分布式能量转换单元连接交直流母线，使得V2G微网***可以保持在最高效的运行状态，进而达到节能减排的效果，提高了V2G微网***在单位区域范围内的优势转化质量。

实施例一

请参考图1，为一种实施例中V2G微网***的结构连接示意图，V2G微网***包括能控中心1、交流母线群3、直流母线群2、继电器阵列4、并网配电单元6和至少一个分布式能量转换单元5。交流母线群3包括至少一根交流母线，每根交流母线用于传输预设交流电参数的交流电，每根交流母线传输电能的交流电参数都不同。其中，交流电参数包括电压值和/或电流值。并网配电单元6用于连接在电网61与继电器阵列4之间，用于将电网61输入的交流电转换电参数后，输出给继电器阵列4。继电器阵列4分别连接并网配电单元6和交流母线群3。继电器阵列4用于将并网配电单元6转换电参数后的交流电，输出给对应该电参数的交流母线。直流母线群2包括至少两根直流母线，每根直流母线用于传输预设直流电参数的直流电，每根直流母线传输电能的直流电参数都不同。其中，直流电参数包括电压值和/或电流值。继电器阵列4还分别连接交流母线群3、直流母线群2和分布式能量转换单元5。继电器阵列4用于将一根交流母线和一根直流母线与分布式能量转换单元5连接。

请参考图2，为一种实施例中分布式能量转换单元的结构连接示意图，每个分布式能量转换单元5包括直流连接端、交流连接端、交直流转换模块51、储能模块52、蓄能直流转换模块52和充电放电直流转换模块54。直流连接端与继电器阵列4连接，用于通过继电器阵列4连接一根直流母线。交流连接端与继电器阵列4连接，用于通过继电器阵列4连接一根交流母线。交直流转换模块51分别与直流连接端和交流连接端连接，用于对直流连接端和交流连接端输出的电能进行交直流转换。蓄能直流转换模块52连接在直流连接端和储能模块53之间，用于从直流连接端获取电能给储能模块53充电，或将储能模块53储存的电能输出给直流连接端。充电放电直流转换模块54用于连接在直流连接端和电动车50之间，用于将直流连接端输出的电能给电动车54充电，或将电动车50存储的电能输出给直流连接端。

如图1所示，能控中心1分别通过通讯网络与并网配电单元6、继电器阵列4和每个分布式能量转换单元5连接。能控中心1用于获取每个分布式能量转换单元5和并网配电单元6的能量转换参数数据，以依据能量转换参数数据获取能量转换效率最大值的直流母线电参数和交流母线电参数，并通过继电器阵列4将对应直流母线电参数的直流母线与分布式能量转换单元5连接，还将对应交流母线电参数的交流母线与并网配电单元6连接。

如图1所示，一实施例中，V2G微网***还包括新能源配电单元7，用于连接在继电器阵列4和电能获取装置71之间。新能源配电单元7用于将电能获取装置71获取的电能输出给继电器阵列4。一实施例中，电能获取装置71包括太阳能发电装置、风能发电装置、水能发电装置和/或化学能发电装置。一实施例中，能控中心1还通过通讯网络与新能源配电单元7连接，用于获取电能获取装置71的能量转换参数，并依据该能量转换参数通过继电器阵列4将新能源配电单元7输出的电能输出给一根交流母线或一根直流母线。

一实施例中，能控中心1依据能量转换参数数据获取能量转换效率最大值的直流母线电参数和交流母线电参数，包括：

获取预设时间段分布式能量转换单元5的能量转换参数数据。其中，能量转换参数包括在该预设时间内交直流转换模块51的能量转换曲线图、在该预设时间内蓄能直流转换模块52的能量转换曲线图和在该预设时间内充电放电直流转换模块54的能量转换曲线图。其中，依据能量转换参数数据拟合效率曲线函数，效率曲线函数包括：

η=f(x)；

其中，x是分布式能量转换单元的能量转换模块的输入功率，η是能量转换模块的转换效率；分布式能量转换单元的能量转换模块包括直流转换模块、蓄能直流转换模块或充电放电直流转换模块。

一实施例中，效率曲线函数为线性函数、指数函数和/或幂函数。

一实施例中，依据能量转换参数数据获取能量转换效率最大值的直流母线电参数和交流母线电参数，还包括：

获取V2G微网***的交直流转换总效率函数，该交直流转换总效率函数获取公式包括：

η_交直转换=[f₁(x₁)+ f₂(x₂)+…+f_m(x_m)+…f_n(x_n) ]÷n；

其中，η_交直转换为交直流转换总效率，f_m(x_m)为第m个所述分布式能量转换单元的所述交直流转换模块的转换效率，n是所述分布式能量转换单元的个数，n和m为自然数，1＜m≤n。

再依据交直流转换总效率函数获取直流母线电参数和/或交流母线电参数。

一实施例中，依据能量转换参数数据获取能量转换效率最大值的直流母线电参数和交流母线电参数，还包括：

当分布式能量转换单元5与电动车连接，且向电动车充电时，获取电动车的充电电压，并依据充电电压分别获取蓄能直流转换模块52和交直流转换模块51的转换效率，当蓄能直流转换模块52的转换效率大于交直流转换模块51的转换效率时，由储能模块53为电动车充电。

一实施例中，依据能量转换参数数据获取能量转换效率最大值的直流母线电参数和交流母线电参数，还包括：

当分布式能量转换单元5与电动车连接，且电动车放电时，获取电动车的放电电压，并依据放电电压分别获取蓄能直流转换模块52和交直流转换模块51的转换效率。当蓄能直流转换模块52的转换效率大于交直流转换模块51的转换效率时，由电动车为储能模块53充电。

请参考图3，为另一种实施例中电能控制方法的流程示意图，该电能控制方法用于对上述V2G微网***的电能控制，该电能控制方法包括：

步骤100，获取能量转换参数数据。

获取预设时间段分布式能量转换单元的能量转换参数数据。其中，能量转换参数包括在该预设时间内交直流转换模块的能量转换曲线图、在该预设时间内蓄能直流转换模块的能量转换曲线图和在该预设时间内充电放电直流转换模块的能量转换曲线图。

步骤200，拟合效率曲线函数。

依据能量转换参数数据拟合效率曲线函数。

效率曲线函数包括：

η=f(x)；

其中，x是分布式能量转换单元的能量转换模块的输入功率，η是能量转换模块的转换效率；分布式能量转换单元的能量转换模块包括直流转换模块、蓄能直流转换模块或充电放电直流转换模块。

步骤300，获取交直流转换总效率函数。

获取V2G微网***的交直流转换总效率函数，交直流转换总效率函数获取公式包括：

η_交直转换=[f₁(x₁)+ f₂(x₂)+…+f_m(x_m)+…f_n(x_n) ]÷n；

其中，η_交直转换为交直流转换总效率，f_m(x_m)为第m个分布式能量转换单元的交直流转换模块的转换效率，x_m为输入功率，n是分布式能量转换单元的个数，n和m为自然数，1＜m≤n；

再依据交直流转换总效率函数获取直流母线电参数。

步骤400，优化交直流转换总效率。

获取当前时刻x₁，x₂，…x_m…，x_n数据；

通过交直流转换总效率函数得到这个时刻交直流转换总效率数值；

调整下一时刻x₁，x₂，…x_m…，x_n数值，以拟合最优的所述交直流转换总效率函数曲线。

在本申请实施例中，把快充站和结合新能源多点接入的V2G电力***都统称电力微网***，电力微网运行和控制的对象就是电力能源，***内存在各种对外的连接端口，有些端口是输入的，有些端口是输出的，或者有些端口一时是输入的而令一时是输出的。在各个端口都有针对输入和输出功率的电气参数采样和检测，这些数值都通过通讯***连接到主控制器上。我们将这些功率数值在一定数学模型基础上进行统计处理，得到该电力微网***的效率运行曲线。使得电力微网***在后续运行过程中进行有利于高效运行的决策处理，同时该曲线参数可以根据逐渐增多的数据不断进行更新。一实施例中，方法如下：

我们将电力微网***中能够进行控制和测量的能量转换模块作为效率评估和控制决策的对象，并将η=f(x)作为其中一个能量转换模块的效率曲线函数，其中x是能量转换模块的输入功率，η是能量转换模块的效率。比如充电模块、光伏发电板、储能转换模块等都是能量转化模块，并且每个模块都有电压、电流参数可测量性，同时具有效率参数。

将电力微网***中的全部能量转换模块进行串、并联效率结构识别。在电力微网***中，将共输入或共输出并联工作的能量转换模块组成方式称并联效率结构，将一个能量转换模块的输入或输出是另外一个能量转换的输出或输入的组成方式称为串联效率结构。包含n个能量并联效率结构的效率曲线计算方式为：

η_并=（f₁(x₁)+ f₂(x₂)…+ f_n(x_n)）/n ；

其中η并是并联效率结构的效率，x₁，x₂，…，x_n分别是1至n个能量转换模块的输入功率。包含n个能量串联效率结构的效率曲线计算方式为：

η_串= f₁(x₁)* f₂(x₂)…* f_n(x_n)。

电力微网***由一个或若干个并联效率结构或串联效率结构组成，通过同样的计算方式得到微网***总的效率η_总。

所以在包括n个能量转换模块的电力微网***中，微网***总效率关系曲线：

η_总= f(x₁，x₂，…，x_n)；

其中，η_总是微网***的总效率，x₁，x₂，…，x_n分别是1至n个能量转换模块的输入功率，总效率曲线是一个多变量的函数。每一个能量转换模块都具有特定的函数曲线类型，比如线性函数型的，指数函数型的，幂函数型的，等等。需要根据能量转换模块的运行特点选择适合的函数曲线。

在电力微电网运行过程中，能量转换模块运行的电气参数经过实测和计量进行汇总，通过对这些数据进行记录和计算，得到***效率η总数值，同时也得到x₁，x₂，…，x_n的数值。

再根据不同时间、不同状态下η_总，x₁，x₂，…，x_n的数据，通过曲线拟合方法得到总效率关系曲线η_总= f(x₁，x₂，…，x_n)中的函数曲线的常量、系数常数，最终得到确定的函数曲线表达式。同时，函数曲线的表达式也是可以不断进行调整，是不断迭代的。

在微电网***效率曲线确定后，可以根据某个时刻x₁，x₂，…，x_n的数据通过已知确定曲线得到这个时刻总效率数值η_总。得到效率曲线的重要意义是通过当前（n时刻）或将来（n+1时刻）的x₁，x₂，…，x_n的数据去评估当前和将来的效率，使得当前和将来的微网运行状态保持在（或尽可能的保持在）最优效率（高效率）运行。使微网***时刻保持最优效率的方法就是对微网***中能量转换模块进行决策控制。

在控制决策中可以调整x₁，x₂，…，x_n的数值大小，调整微网***中直流或交流母线电压的幅值，调整拟合曲线等方式。受控制决策的影响，***还会对储能***中电能容量实施调度，对电能上网发电和用电储能实施调度。在控制决策中微网***还会结合运行效率、用电效率、用户需求等多方面进行综合分析。

通过本申请的V2G微网***的运行效率得到准确的评估和预测，使得微网***能够判断将来***效率的数值走向，为***控制决策提供重要的保证。通过该发明使微网***更准确控制电能能量效率，保证微电网高电能效率，高社会效益，高经济效益运行。

下面举一实际例子，V2G微网***由五个充电模块、一个储能转换模块、一个光伏（或储能）电池组组成。六个模块的效率曲线以线性函数进行描述,且6个模块都是***内的能量转换模块。这些模块的效率曲线函数关系式分别是：

η₁=a₁+b₁*P_{IN_1} ，η₂=a₂+b₂*P_{IN_2}…η₆=a₆+b₆*P_{IN_6}；

其中η₁～η₆为各个模块的效率，P_{IN_1}～P_{IN_6}是各个模块的输入功率。a₁至a₆和b₁至b₆是系数常量。光伏（储能）电池组可以进行3个运行电压设置，利用本发明所提方法，***总效率：

η_总1=（η₁₁+η₁₂…+η₁₆）/6，η_总2=（η₂₁+η₂₂…+η₂₆）/6，η_总3=（η₃₁+η₃₂…+η₃₆）/6；

η_总1、η_总2、η_总3是在母线电压1、母线电压2、母线电压3工作模式下的***总效率。

在微网运行过程中我们根据观测到的运行数据，将***总效率的函数曲线进行拟合计算，得到：

η_总1=k₀+k₁* P_{IN_1}+k₂* P_{IN_2}…+ k₆* P_{IN_6}，η_总2=m₀+ m ₁* P_{IN_1}+m₂* P_{IN_2}…+ m₆*P_{IN_6}，η_总3=n₀+ n ₁* P_{IN_1}+n₂* P_{IN_2}…+ n₆* P_{IN_6}；

在当前n或者将来n+1时刻，我们可以根据母线电压情况，对1～6模块的不同输入功率进行P_IN功率调整，也可以对直流母线电压模式进行选择，使得η_总运行到最优。对于将来n+1时刻的功率需求，***可以进行光伏（或储能）能量的调度，以确保将来n+1时刻能够保持***运行在最优效率状态下。

本实施例应用较简单，实际的微网***可以更复杂。***中能量转换模块会有并联效率结构也会有串联效率结构，并且模块数量较多。另外复杂的微网***具备更多的新能源能源接入，能量转换模块可以双向运行等情况。但根据本发明的原理都可以完成对微网***的效率评估，通过对微网***的运作状态的预测做出控制决策，使微网***运行更灵活，更环保。

本领域技术人员可以理解，上述实施方式中各种方法的全部或部分功能可以通过硬件的方式实现，也可以通过计算机程序的方式实现。当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机存储器、磁盘、光盘、硬盘等，通过计算机执行该程序以实现上述功能。例如，将程序存储在设备的存储器中，当通过处理器执行存储器中程序，即可实现上述全部或部分功能。另外，当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序也可以存储在服务器、另一计算机、磁盘、光盘、闪存盘或移动硬盘等存储介质中，通过下载或复制保存到本地设备的存储器中，或对本地设备的***进行版本更新，当通过处理器执行存储器中的程序时，即可实现上述实施方式中全部或部分功能。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种V2G微网***，其特征在于，包括能控中心、交流母线群、直流母线群、继电器阵列、并网配电单元和至少一个分布式能量转换单元；

所述交流母线群包括至少一根交流母线，每根所述交流母线用于传输预设交流电参数的交流电；每根所述交流母线传输电能的交流电参数都不同；所述交流电参数包括电压值和/或电流值；

所述并网配电单元用于连接在电网与所述继电器阵列之间，用于将所述电网输入的交流电转换电参数后，输出给所述继电器阵列；

所述继电器阵列分别连接所述并网配电单元和所述交流母线群；所述继电器阵列用于将所述并网配电单元转换电参数后的交流电，输出给对应该电参数的所述交流母线；

所述直流母线群包括至少两根直流母线，每根所述直流母线用于传输预设直流电参数的直流电；每根所述直流母线传输电能的直流电参数都不同；所述直流电参数包括电压值和/或电流值；

所述继电器阵列还分别连接所述交流母线群、所述直流母线群和所述分布式能量转换单元；所述继电器阵列用于将一根所述交流母线和一根所述直流母线与所述分布式能量转换单元连接；

每个所述分布式能量转换单元包括直流连接端、交流连接端、交直流转换模块、储能模块、蓄能直流转换模块和充电放电直流转换模块；

所述直流连接端与所述继电器阵列连接，用于通过所述继电器阵列连接一根所述直流母线；

所述交流连接端与所述继电器阵列连接，用于通过所述继电器阵列连接一根所述交流母线；

所述交直流转换模块分别与所述直流连接端和所述交流连接端连接，用于对所述直流连接端和所述交流连接端输出的电能进行交直流转换；

所述蓄能直流转换模块连接在所述直流连接端和所述储能模块之间，用于从所述直流连接端获取电能给所述储能模块充电，或将所述储能模块储存的电能输出给直流连接端；

所述充电放电直流转换模块用于连接在所述直流连接端和电动车之间，用于将所述直流连接端输出的电能给所述电动车充电，或将所述电动车存储的电能输出给所述直流连接端；

所述能控中心分别通过通讯网络与所述并网配电单元、所述继电器阵列和每个所述分布式能量转换单元连接；所述能控中心用于获取每个所述分布式能量转换单元和所述并网配电单元的能量转换参数数据，以依据所述能量转换参数数据获取能量转换效率最大值的直流母线电参数和交流母线电参数，并通过所述继电器阵列将对应所述直流母线电参数的所述直流母线与所述分布式能量转换单元连接，还将对应所述交流母线电参数的所述交流母线与所述并网配电单元连接。

2.如权利要求1所述的V2G微网***，其特征在于，还包括新能源配电单元，用于连接在所述继电器阵列和电能获取装置之间；所述新能源配电单元用于将电能获取装置获取的电能输出给所述继电器阵列；所述电能获取装置包括太阳能发电装置、风能发电装置、水能发电装置和/或化学能发电装置；

所述能控中心还通过通讯网络与所述新能源配电单元连接，用于获取所述电能获取装置的能量转换参数，并依据该能量转换参数通过所述继电器阵列将新能源配电单元输出的电能输出给一根所述交流母线或一根所述直流母线。

3.如权利要求2所述的V2G微网***，其特征在于，所述能控中心用于获取每个所述分布式能量转换单元和所述并网配电单元的能量转换参数数据，以依据所述能量转换参数数据获取能量转换效率最大值的直流母线电参数和交流母线电参数，包括：

获取预设时间段所述分布式能量转换单元的能量转换参数数据；所述能量转换参数包括在该预设时间内所述交直流转换模块的能量转换曲线图、在该预设时间内所述蓄能直流转换模块的能量转换曲线图和在该预设时间内所述充电放电直流转换模块的能量转换曲线图；

依据所述能量转换参数数据拟合效率曲线函数；所述效率曲线函数包括：

η=f(x)；

其中，x是所述分布式能量转换单元的能量转换模块的输入功率，η是能量转换模块的转换效率；所述分布式能量转换单元的能量转换模块包括所述直流转换模块、所述蓄能直流转换模块或所述充电放电直流转换模块。

4.如权利要求3所述的V2G微网***，其特征在于，所述效率曲线函数为线性函数、指数函数和/或幂函数。

5.如权利要求3所述的V2G微网***，其特征在于，所述能控中心用于获取每个所述分布式能量转换单元和所述并网配电单元的能量转换参数数据，以依据所述能量转换参数数据获取能量转换效率最大值的直流母线电参数和交流母线电参数，还包括：

获取所述V2G微网***的交直流转换总效率函数，所述交直流转换总效率函数获取公式包括：

η_交直转换=[f₁(x₁)+ f₂(x₂)+…+f_m(x_m)+…f_n(x_n) ]÷n；

其中，η_交直转换为交直流转换总效率，f_m(x_m)为第m个所述分布式能量转换单元的所述交直流转换模块的转换效率，n是所述分布式能量转换单元的个数，n和m为自然数，1＜m≤n；

依据所述交直流转换总效率函数获取所述直流母线电参数。

6.如权利要求3所述的V2G微网***，其特征在于，所述能控中心用于获取每个所述分布式能量转换单元和所述并网配电单元的能量转换参数数据，以依据所述能量转换参数数据获取能量转换效率最大值的直流母线电参数和交流母线电参数，还包括：

当所述分布式能量转换单元与所述电动车连接，且向所述电动车充电时，获取所述电动车的充电电压，并依据所述充电电压分别获取所述蓄能直流转换模块和所述交直流转换模块的转换效率；当所述蓄能直流转换模块的转换效率大于所述交直流转换模块的转换效率时，由所述储能模块为所述电动车充电。

7.如权利要求3所述的V2G微网***，其特征在于，所述能控中心用于获取每个所述分布式能量转换单元和所述并网配电单元的能量转换参数数据，以依据所述能量转换参数数据获取能量转换效率最大值的直流母线电参数和交流母线电参数，还包括：

当所述分布式能量转换单元与所述电动车连接，且所述电动车放电时，获取所述电动车的放电电压，并依据所述放电电压分别获取所述蓄能直流转换模块和所述交直流转换模块的转换效率；当所述蓄能直流转换模块的转换效率大于所述交直流转换模块的转换效率时，由所述电动车为所述储能模块充电。

8.一种基于V2G微网***的电能控制方法，其特征在于，包括如权利要求1至7任一项所述的V2G微网***，所述电能控制方法包括：

获取预设时间段所述分布式能量转换单元的能量转换参数数据；所述能量转换参数包括在该预设时间内所述交直流转换模块的能量转换曲线图、在该预设时间内所述蓄能直流转换模块的能量转换曲线图和在该预设时间内所述充电放电直流转换模块的能量转换曲线图；

依据所述能量转换参数数据拟合效率曲线函数；所述效率曲线函数包括：

η=f(x)；

其中，x是所述分布式能量转换单元的能量转换模块的输入功率，η是能量转换模块的转换效率；所述分布式能量转换单元的能量转换模块包括所述直流转换模块、所述蓄能直流转换模块或所述充电放电直流转换模块。

9.如权利要求8所述的电能控制方法，其特征在于，还包括：

获取所述V2G微网***的交直流转换总效率函数，所述交直流转换总效率函数获取公式包括：

η_交直转换=[f₁(x₁)+ f₂(x₂)+…+f_m(x_m)+…f_n(x_n) ]÷n；

其中，η_交直转换为交直流转换总效率，f_m(x_m)为第m个所述分布式能量转换单元的所述交直流转换模块的转换效率，x_m为输入功率，n是所述分布式能量转换单元的个数，n和m为自然数，1＜m≤n；

依据所述交直流转换总效率函数获取所述直流母线电参数。

10.如权利要求9所述的电能控制方法，其特征在于，还包括：

获取当前时刻x₁，x₂，…x_m…，x_n数据；

通过所述交直流转换总效率函数得到这个时刻交直流转换总效率数值；

调整下一时刻x₁，x₂，…x_m…，x_n数值，以拟合最优的所述交直流转换总效率函数曲线。

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