一种支持预约与错峰充电的社区充电管理平台的制作方法

本发明涉及社区充电管理领域，尤其涉及一种支持预约与错峰充电的社区充电管理平台。

背景技术：

1、随着新能源汽车保有量持续增长，社区充电设施的使用需求不断增加。为提高充电资源利用率，现有社区充电系统通常支持用户预约充电，并根据预约信息为车辆分配充电时段和充电设备。部分社区充电系统还结合负荷情况对充电任务进行调度，以缓解集中充电对社区供电资源造成的压力。

2、现有社区充电调度方案大多仅依据预约顺序、固定优先级或当前负荷状态进行充电任务分配，缺乏对充电任务完成时限与充电需求时长之间关系的综合分析。在预约充电任务数量较多的情况下，容易出现部分充电任务过早占用可用负荷资源，而完成时间紧迫的充电任务无法及时获得充电资源的问题。同时，现有错峰调度方式通常仅对充电任务进行简单的峰谷时段迁移，缺乏对充电任务可调整能力的有效识别，难以在保证预约充电任务按时完成的前提下实现充电负荷的合理重分配，导致社区充电资源利用率较低，削峰填谷效果有限。

3、因此，如何提供一种支持预约与错峰充电的社区充电管理平台是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的一个目的在于提出一种支持预约与错峰充电的社区充电管理平台，本发明充分利用了任务松弛度分析、最低松弛度优先调度、可用负荷裕度评估以及充电任务重分配技术，对预约充电任务进行优先级排序、负荷匹配和错峰调度，在保证充电任务按时完成的基础上实现社区充电负荷的削峰填谷和充电资源的优化配置。

2、根据本发明实施例的一种支持预约与错峰充电的社区充电管理平台，包括如下步骤：

3、预约管理模块，接收预约充电请求，获取预约提交时刻、期望完成时间、目标充电电量、车辆当前电量及充电设备信息；

4、任务生成模块，根据目标充电电量、车辆当前电量及充电设备信息生成充电任务，并确定充电任务对应的充电需求时长和最晚完成时刻；

5、负荷分析模块，根据充电需求时长统计预约充电负荷，采集充电设备运行状态，并依据预约充电负荷和充电设备运行状态确定各调度时段对应的可用负荷裕度；

6、调度管理模块，获取平台调度时钟生成的当前调度时刻，根据充电需求时长、最晚完成时刻及当前调度时刻计算各充电任务的任务松弛度，并采用最低松弛度优先算法生成充电任务调度序列；

7、充电分配模块，根据任务松弛度和可用负荷裕度建立任务匹配关系，并依据任务匹配关系和充电任务调度序列生成各充电任务对应的初始充电分配结果；

8、错峰调度模块，根据可用负荷裕度确定社区负荷峰谷状态，并根据初始充电分配结果和社区负荷峰谷状态执行削峰填谷调度，在不改变最晚完成时刻的条件下，对任务松弛度大于零的充电任务进行时段重分配，生成充电任务重分配结果；

9、充电控制模块，根据充电任务重分配结果执行充电控制，生成社区错峰充电调度方案。

10、可选的，所述任务生成模块包括：

11、对预约充电请求进行解析，提取目标充电电量、车辆当前电量、预约提交时刻、期望完成时间及充电设备信息；

12、根据目标充电电量与车辆当前电量确定待充电需求，并结合充电设备信息生成对应的充电需求时长；

13、将期望完成时间关联至充电需求时长参数，生成对应的最晚完成时刻；

14、将待充电需求、充电需求时长参数、最晚完成时刻参数及充电设备信息进行关联封装，生成充电任务。

15、可选的，所述负荷分析模块包括：

16、获取各充电任务对应的充电需求时长和充电设备信息，根据各充电任务对应的充电需求时长确定各充电任务对应的负荷占用时间范围；

17、根据各充电任务对应的负荷占用时间范围和充电设备信息，统计同一时段内各充电任务对应的充电负荷，生成预约充电负荷；

18、采集充电设备运行状态，并根据充电设备运行状态确定能够参与充电任务执行的充电设备；

19、根据预约充电负荷和能够参与充电任务执行的充电设备对应的供电能力，确定各调度时段对应的可用负荷裕度。

20、可选的，所述调度管理模块包括：

21、获取平台调度时钟生成的当前调度时刻，并获取各充电任务对应的充电需求时长和最晚完成时刻；

22、根据当前调度时刻和最晚完成时刻确定各充电任务对应的剩余可用时间；

23、根据剩余可用时间和充电需求时长计算各充电任务对应的任务松弛度；

24、将各充电任务对应的任务松弛度与对应充电任务进行关联，生成带有任务松弛度的充电任务集合；

25、根据带有任务松弛度的充电任务集合，按照任务松弛度由小到大的顺序确定各充电任务对应的调度优先级；

26、根据各充电任务对应的调度优先级，采用最低松弛度优先算法生成充电任务调度序列。

27、可选的，所述采用最低松弛度优先算法生成充电任务调度序列包括：

28、获取带有任务松弛度的充电任务集合，并获取各调度时段对应的可用负荷裕度；

29、根据充电任务集合中各充电任务对应的充电需求时长、最晚完成时刻和当前调度时刻，确定各充电任务对应的可筛选时段范围；

30、在可筛选时段范围内，根据可用负荷裕度筛选能够容纳对应充电任务的连续调度时段，并将连续调度时段确定为对应充电任务的可完成负荷窗口；

31、根据各充电任务对应的可完成负荷窗口，将具有可完成负荷窗口的充电任务归入可调度任务集合，将不具有可完成负荷窗口的充电任务标记为受限充电任务；

32、根据可调度任务集合中各充电任务对应的任务松弛度，按照任务松弛度由小到大的顺序生成最低松弛度排序结果；

33、根据最低松弛度排序结果依次选取充电任务，并将被选取充电任务对应的可完成负荷窗口确定为对应充电任务的候选执行窗口；

34、根据候选执行窗口占用对应调度时段的可用负荷裕度，生成更新后的可用负荷裕度；

35、根据更新后的可用负荷裕度重新筛选未选取充电任务对应的可完成负荷窗口，并根据重新筛选后的可完成负荷窗口更新可调度任务集合；

36、根据更新后的可调度任务集合重新执行最低松弛度排序，直至完成充电任务集合中各充电任务的选取；

37、根据各充电任务的选取顺序、候选执行窗口和受限充电任务标记，生成充电任务调度序列。

38、可选的，所述充电分配模块包括：

39、获取充电任务调度序列，并获取充电任务调度序列中各充电任务对应的任务松弛度、充电需求时长和最晚完成时刻；

40、获取各调度时段对应的可用负荷裕度，并根据各充电任务对应的最晚完成时刻确定对应充电任务的可分配时段范围；

41、在可分配时段范围内，根据可用负荷裕度筛选能够满足对应充电任务执行要求的调度时段，生成候选分配时段集合；

42、根据候选分配时段集合中各调度时段对应的可用负荷裕度和对应充电任务的任务松弛度，建立任务匹配关系；

43、根据任务匹配关系，确定候选分配时段集合中各调度时段与对应充电任务之间的匹配顺位；

44、按照充电任务调度序列依次读取各充电任务，并根据对应充电任务的匹配顺位，从候选分配时段集合中选取目标分配时段；

45、将目标分配时段与对应充电任务进行关联，生成各充电任务对应的初始充电分配结果。

46、可选的，所述错峰调度模块包括：

47、获取各调度时段对应的可用负荷裕度，并根据各调度时段对应的可用负荷裕度生成社区负荷峰谷状态；

48、根据社区负荷峰谷状态确定峰值调度时段和谷值调度时段；

49、获取各充电任务对应的初始充电分配结果，并根据初始充电分配结果确定分配至峰值调度时段的峰值充电任务；

50、获取峰值充电任务对应的任务松弛度，并根据任务松弛度确定峰值充电任务对应的可调整能力等级；

51、根据可调整能力等级和谷值调度时段对应的可用负荷裕度，建立峰值充电任务与谷值调度时段之间的重分配关系；

52、根据重分配关系，将可调整能力等级高的峰值充电任务分配至可用负荷裕度大的谷值调度时段；

53、根据峰值充电任务分配后的谷值调度时段更新初始充电分配结果，生成削峰填谷调度结果。

54、可选的，所述在不改变最晚完成时刻的条件下，对任务松弛度大于零的充电任务进行时段重分配，生成充电任务重分配结果包括：

55、在不改变最晚完成时刻的条件下，获取重分配关系中各峰值充电任务对应的任务松弛度、最晚完成时刻、原峰值调度时段和目标谷值调度时段；

56、根据任务松弛度筛选任务松弛度大于零的峰值充电任务，并将筛选得到的峰值充电任务确定为可重分配充电任务；

57、根据可重分配充电任务对应的原峰值调度时段和目标谷值调度时段，以目标谷值调度时段替换原峰值调度时段，生成对应可重分配充电任务的调整后执行时段；

58、获取调整后执行时段对应的结束时刻，并将结束时刻与对应可重分配充电任务的最晚完成时刻进行比较，生成时限校验结果；

59、根据时限校验结果，将结束时刻不晚于最晚完成时刻的调整后执行时段确定为对应可重分配充电任务的重分配时段；

60、根据重分配时段更新对应可重分配充电任务的充电分配结果，生成对应可重分配充电任务的时段重分配结果；

61、将各可重分配充电任务对应的时段重分配结果进行关联汇总，生成充电任务重分配结果，所述充电任务重分配结果包括充电任务标识、原峰值调度时段、重分配时段和最晚完成时刻。

62、可选的，所述根据充电任务重分配结果执行充电控制，生成社区错峰充电调度方案包括：

63、获取充电任务重分配结果，并解析充电任务重分配结果中的充电任务标识、重分配时段和最晚完成时刻；

64、根据充电任务标识获取对应充电任务的充电设备信息，并将充电设备信息与重分配时段进行关联，生成充电任务执行信息；

65、根据充电任务执行信息中的重分配时段，对各充电任务执行信息进行排序，生成充电任务执行顺序；

66、根据充电任务执行顺序依次读取充电任务执行信息，并根据读取到的充电任务执行信息生成对应充电控制指令，所述充电控制指令包括充电设备标识、充电开始时刻和充电结束时刻；

67、根据充电控制指令控制对应充电设备在对应重分配时段执行充电任务，生成充电执行结果；

68、根据充电执行结果生成充电任务执行记录；

69、将充电任务执行记录、充电任务执行顺序、重分配时段和充电设备信息进行关联汇总，生成社区错峰充电调度方案，所述社区错峰充电调度方案包括充电任务执行顺序、充电时段及充电设备。

70、本发明的有益效果是：

71、本发明通过结合预约充电管理、任务松弛度分析、最低松弛度优先调度、可用负荷裕度评估和削峰填谷调度，实现了社区充电任务从预约接收、任务生成、负荷分析、优先级排序、充电分配到错峰重分配的连续化处理，使平台能够根据充电任务的紧迫程度和社区各时段可用负荷情况进行动态调度，避免仅按照预约顺序分配充电资源导致的排队拥堵和任务超期问题。

72、本发明通过建立任务松弛度与可用负荷裕度之间的匹配关系，使完成时限较紧的充电任务优先获得可满足时限要求的充电时段，使具有调整余量的充电任务转移至负荷裕度较大的时段，从而在满足用户预约完成需求的基础上，实现社区充电资源的均衡分配。

73、本发明通过根据社区负荷峰谷状态对峰值调度时段内的充电任务进行重分配，并在不改变最晚完成时刻的条件下将可调整充电任务迁移至谷值调度时段，降低高峰时段充电负荷集中程度，提高社区充电设施和供电容量的利用效率，形成包含充电任务执行顺序、充电时段及充电设备的社区错峰充电调度方案。