一种基于健康状态评估的换电网络充电调度方法及系统与流程

本发明涉及换电网络充电调度，尤其涉及一种基于健康状态评估的换电网络充电调度方法及系统。

背景技术：

1、电网络通常包括多个换电站、充电设备、充电机及热管理设备。换电站通过充电机对充电设备进行集中补能，并通过热管理设备对充电过程中的温度进行调节，以便为到站车辆提供可用的换电设备。为保证换电服务的连续性，调度系统通常根据充电设备的荷电状态、剩余充电时间、换电站任务需求、可用充电功率及设备占用状态，确定充电设备的充电顺序、充电功率以及充电机和热管理设备的分配关系。同时，充电设备在长期循环使用过程中会出现容量衰减、内阻变化、功率能力下降及热特性变化，因此还需要结合充电过程中的电压、电流、温度及历史运行数据，对充电设备的健康状态进行评估。

2、现有技术中的充电动作主要用于满足补能需求，通常按照预设充电曲线或固定调度规则执行，未根据充电设备健康状态的不确定程度主动设置诊断波形、诊断时机或相应的充电参数。虽然不同充电动作会产生不同的电压、电流和温度响应，但现有方案未对所述响应中包含的健康信息进行评价，也未比较不同充电动作执行前后的健康不确定度变化，因而难以选择能够提高健康状态可观测性的充电动作，导致充电过程中产生的状态响应未被充分用于主动降低健康状态评估的不确定度。

技术实现思路

1、为了弥补以上不足，本发明提供了一种基于健康状态评估的换电网络充电调度方法及系统，旨在改善充电过程难以主动降低健康评估不确定度的问题。

2、第一方面，本发明提供了如下技术方案，一种基于健康状态评估的换电网络充电调度方法，包括以下步骤：

3、s1，获取换电网络运行数据，确定充电设备的健康状态、置信信息及电站的预测任务需求；

4、s2，根据所述健康状态、置信信息和预测任务需求生成候选充电动作，所述候选充电动作包括健康状态诊断参数、充电参数和资源分配参数；

5、s3，预测各候选充电动作对应的电池状态变化和置信信息变化，根据所述置信信息变化确定健康信息价值，并结合车辆任务参数生成任务化健康通行证；

6、s4，根据所述任务化健康通行证确定电站的任务服务能力，在换电网络中分配服务风险预算和电池安全风险预算，并根据所述健康信息价值、任务服务能力及风险预算确定目标充电动作和网络调度方案；

7、s5，执行所述目标充电动作和网络调度方案，根据实际充电响应更新所述健康状态、置信信息及任务化健康通行证；

8、s6，根据所述实际充电响应与预测响应之间的残差及所述残差在不同充电设备和调度设备间的分布确定异常来源，校准对应状态模型，并根据校准后的状态模型、更新后的任务化健康通行证及剩余风险预算进行滚动重调度。

9、通过采用上述技术方案，由于采用包含健康状态诊断参数的候选充电动作，并根据候选充电动作引起的置信信息变化确定健康信息价值，使充电动作同时具备补能和健康观测功能；采用任务化健康通行证表征充电设备与车辆任务之间的适配关系，并结合服务风险预算和充电设备安全风险预算进行网络调度；采用不同充电设备和调度设备间的响应残差分布进行异常归因、模型校准及滚动重调度，因此，获得降低充电设备健康状态评估不确定度、提高车辆任务适配性和换电网络调度可靠性的效果。

10、第二方面，本发明提供以下技术方案，一种基于健康状态评估的换电网络充电调度系统，包括以下模块：

11、状态确定模块，用于根据换电网络运行数据确定充电设备的健康状态、置信信息及电站的预测任务需求；

12、动作生成模块，用于根据所述健康状态、置信信息及预测任务需求生成候选充电动作，所述候选充电动作包括诊断参数、充电参数及资源分配参数；

13、信息处理模块，用于预测所述候选充电动作对应的电池状态及置信信息，根据置信信息变化确定健康信息价值，并根据所述电池状态、置信信息及车辆任务约束数据生成任务化健康通行证；

14、调度决策模块，用于根据所述任务化健康通行证确定电站的任务服务能力，分配服务风险预算和电池安全风险预算，并根据所述健康信息价值、任务服务能力及风险预算确定目标充电动作和网络调度方案；

15、状态更新模块，用于根据执行所述目标充电动作和网络调度方案时采集的实际充电响应，更新所述健康状态、置信信息及任务化健康通行证；

16、异常处理模块，用于根据所述实际充电响应与对应预测响应确定响应残差，根据所述响应残差确定异常来源，根据所述异常来源校准对应的状态模型，并在调度状态数据满足预设重调度条件时，生成下一调度周期的候选充电动作和网络调度方案。

17、通过采用上述技术方案，由于采用状态确定模块对充电设备的健康状态、置信信息及换电站预测任务需求进行统一处理，采用动作生成模块和信息处理模块确定候选充电动作的健康信息价值及任务化健康通行证，采用调度决策模块、状态更新模块和异常处理模块完成风险约束下的调度决策、状态更新、异常归因和滚动重调度，因此，获得使换电网络充电调度系统形成健康评估、调度决策、实际响应反馈及模型校准闭环的效果。

18、本发明具有如下有益效果：

19、1、本发明中，采用设置包含诊断参数的候选充电动作，并根据各候选充电动作引起的健康不确定度变化确定健康信息价值的技术方案，达到了在完成补能的同时获取有效健康观测信息并提高健康评估可信度的技术效果，相较于现有技术中按照固定充电策略补能或将健康检测与充电调度分离的技术方案，解决了其充电过程难以主动降低健康评估不确定度的问题。

20、2、本发明中，采用根据带有置信信息的健康状态和车辆任务约束生成任务化健康通行证，并在换电网络中分配服务风险预算和充电设备安全风险预算，联合确定诊断参数、充电参数及资源分配参数的技术方案，达到了使充电设备与车辆任务相适配并统筹换电网络资源的技术效果，相较于现有技术中仅根据荷电状态或通用健康等级进行调度的技术方案，解决了其任务适配不准确及服务风险与安全风险难以协同控制的问题。

21、3、本发明中，采用根据实际充电响应与预测响应之间的残差及其在不同充电设备和调度设备间的分布确定异常来源，并进行模型校准和滚动重调度的技术方案，达到了准确区分充电设备侧异常与调度设备侧异常并动态修正调度方案的技术效果，相较于现有技术中仅依据局部响应进行异常告警或沿用既定调度方案的技术方案，解决了其异常归因不准确及调度方案不能及时适应运行状态变化的问题。

1.一种基于健康状态评估的换电网络充电调度方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于健康状态评估的换电网络充电调度方法，其特征在于，在所述s1中，确定充电设备的健康状态、置信信息及电站的预测任务需求，包括：

3.根据权利要求1所述的一种基于健康状态评估的换电网络充电调度方法，其特征在于，在所述s2中，生成候选充电动作，包括：

4.根据权利要求1所述的一种基于健康状态评估的换电网络充电调度方法，其特征在于，在所述s3中，确定候选充电动作的健康信息价值，包括：

5.根据权利要求1所述的一种基于健康状态评估的换电网络充电调度方法，其特征在于，在所述s3中，生成任务化健康通行证，包括：

6.根据权利要求1所述的一种基于健康状态评估的换电网络充电调度方法，其特征在于，在所述s4中，确定目标充电动作和网络调度方案，包括：

7.根据权利要求1所述的一种基于健康状态评估的换电网络充电调度方法，其特征在于，在所述s5中，更新健康状态、置信信息及任务化健康通行证，包括：

8.根据权利要求1所述的一种基于健康状态评估的换电网络充电调度方法，其特征在于，在所述s6中，确定异常来源并进行滚动重调度，包括：

9.一种基于健康状态评估的换电网络充电调度系统，其特征在于，用于权利要求1-8任一项所述的一种基于健康状态评估的换电网络充电调度方法，包括以下模块：

10.根据权利要求9所述的一种基于健康状态评估的换电网络充电调度系统，其特征在于，所述异常处理模块包括：