一种备电管理平台的备电精准调配方法与流程

1.本发明涉及备电管理平台技术领域，具体涉及一种备电管理平台的备电精准调配方法。


背景技术：

2.我们知道，由于停电或者是线路故障，都可能导致断电，断电会对我们生活造成一定影响，而企业断电则会造成经济较大损失，因此备用电源应允而生。
3.目前技术对站点所需备电容量规划存在不问题有：
4.1)目前技术对站点所需备电容量规划主要是按照固定的备电时长来计算，没有充分考虑站点备电时长的合理性，经济性；
5.2)由于各个站点备电时长规划没有充分考虑经济性，使得有些断电频繁的站点，没有得到足够的备电容量，导致不必要的发电；同样，使得有些偶尔断电的站点得到了过多的备电容量，导致备电电池闲置。这两种情况大规模频繁发生，提高了多站点的备发电总成本；
6.3)由于站点所需备电时长规划没有与经济性联系在一起，使得目前技术也没办法指导站点之间电池的调配，即把一些站点多余的备电电池调配到其它缺少容量的站点；
7.4)由于目前技术不能有效在多站点之间经济地调配电池，所以站点备电电池容量不够时，或者老化后，一般只能用仓库中的电池进行替换，失去了进一步充分利用旧电池的机会。
8.因此，发明一种备电管理平台的备电精准调配方法很有必要。


技术实现要素：

9.为此，本发明提供一种备电管理平台的备电精准调配方法，通过联合规划各个站点的所需备电时长，使得各个站点停电时，都能通过先备电，不够时再发电的方式，满足站点要求备电时长，同时尽可能减少所有站点的备发电总成本，解决了现有对站点所需备电容量规划技术存在的不足。
10.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
11.一种备电管理平台的备电精准调配方法，包括运营和维护、web和app端、服务器端和现场端，所述运营和维护包括站点、仓库相关信息和企业业务要求，所述运营和维护包括站点、仓库相关信息和业务要求，所述web和app端包括输入、输出和展示与控制，所述务器端包括业务流程处理、数据采集和算法与存储，所述现场端包括站点和仓库，所述调配方法包括数据采集和算法规划。
12.优选的，所述站点包括对个电池组，每组所述电池组包括多个单电池组。
13.优选的，所述仓库包括对个电池组，每组所述电池组包括多个单电池组。
14.优选的，所述数据采集包括对站点数据，仓库数据，电池组数据，单体电池数据，成本相关数据和业务要求数据的采集。
15.优选的，所述站点数据包括站点重要性等级、平均负载、经纬度、平均上站时间、平均上站里程、停电频率与时长列表，所述仓库数据包括经纬度、仓库中各电池组和单体电池数据，所述电池组数据包括额定电压、额定容量、实际容量、电池组内单体电池的位置和连接方式，以及电压、电流、温度和实时数据流。
16.优选的，所述单体电池数据包括额定电压、额定容量、实际容量、所属电池组和组内位置，以及电压、电流、温度和实时数据流。
17.优选的，所述成本相关数据包括发电上站的每公里价格、备电电池单价(元/ah)、发电电池单价(元/ah)、备电放电的电费单价(备电费单价)和发电放电的电费单价(发电费单价)。
18.优选的，所述业务要求数据包括站点的要求最小备电时长，站点的要求备电时长，发电电池复用率(多个站点发电需求不一定同时发生，可以时分复用)，成本统计年限，仓库全用(有仓库时，是否一定要用完所有仓库内可用的电池)，是否按电池组调配，是否按单体电池调配。
19.优选的，所述算法规划包括以下步骤：
20.2.1)规划站点所需备电时长。
21.2.1.1)设置各个站点的最小备电时长为max(该站点的平均上站时长x余量系数，该站点的要求最小备电时长)；
22.2.1.2)设置各个站点的最大备电时长为该站点的要求备电时长；
23.2.1.3)按照重要性等级从高到底排列站点，形成站点列表，并以dt为时间间隔单位，对各个站点的最小备电时长到最大备电时长这段时间进行划分和标记；2.1.4)以标记的每个时间段结束时刻为候选的所需备电时长，利用站点平均负载，计算所需备电电量，以及相应的发电电量；计算备电电池的放电率，为所需备电时长的倒数；发电电池的放电率，为站点要求备电时长减去所需备电时长之差的倒数；并由电量，放电率，经验容量放电率曲线，得到备电电池和发电电池0.1c的容量；根据容量和单价，计算出备电电池和发电电池的价格。再根据站点的停电频率与时长列表，计算备电电费，发电电费；
24.对每个时间段，第一年的总费用为：备电电费 发电电费 备电电池费用 发电电池费用/发电电池复用率；第二年，按照经验折旧率，减少备电时长，同样计算出第二年总费用；依次计算出统计年限的总费用，除以所需备电电量，作为该候选的所需备电时长的代价函数；
25.2.1.5)把备电时长超过最小备电时长的站点中，所有超出部分的电量相加，得到站点总富余电量；把备电时长不足最小备电时长的站点中，所有不足部分的电量相加，得到站点总欠缺电量；把站点总富余电量减去站点总欠缺电量，得到站点总可用电量；再计算仓库总电量，可以根据所有站点的平均负载和经验容量放电率曲线来计算；总可用电量可以是站点总可用电量，也可以是仓库总电量，也可以是两者之和，或者是两者的部分之和；
26.2.1.6)如果上述总可用电量小于等于零，则把所有站点的所需备电时长设置成该站点的最小备电时长；否则，从上述站点列表第一个站点开始，依次操作：选择站点中代价函数最小的时间段，并从上述总可用电量中分配相应的电量给该站点，使该时间段结束时刻即为该站点选定的所需备电时长；如果站点尚未操作完，总可用电量已经用完，则把其余站点的所需备电时长设置成其最小备电时长；如果所有站点都操作完毕，总可用电量还有
剩余，而且“仓库全用”为是，则返回站点列表开头，依次再次操作站点，从上次已经选择了的所需备电时长之后，重新选择代价函数最小的时间段，用该时间段的结束时刻，作为新选择的所需备电时长结束时刻；直到总可用电量全部用完，或者所有站点的所需备电时长都达到了最大备电时长为止。
27.2.2)根据站点所需备电时长，以及各个站点和仓库中的电池组、单体电池信息，进行调配。
28.2.2.1)把站点已有电池的备电时长小于所需备电时长的站点，归于待补充站点。2.2.2)是否按电池组调配为是，则
29.a)对所有非待补充站点，计算去除某一组，或者某两组电池，或者某三组电池，站点其余电池是否还能满足所需备电时长。如果都不能满足所需备电时长，则归于非源站点，否则记录下所有可去除的电池组的组合，并把该站点归于源站点；
30.b)对每个待补充站点，按照重要性等级递减依次处理。从近到远依次搜索源站点，如果可以补足该站点的所需备电时长，则选择可以补足且容量最小的电池组组合；否则，选择容量最大的电池组组合；直到补足该站点的所需备电时长为止；
31.c)如果经过b)的操作还有待补充站点，则按照重要性等级依次处理。计算出本待补充站点所有的一组，两组，或者三组电池组的组合，从近到远依次搜索非待补充站点，把这两个站点的电池组的组合进行对调，找出对调后，待补充站点容量增量超过门限或者备电时长增量超过门限，且非待补充站点依然满足其所需备电时长的组合；这些组合中，如果有使得待补充站点满足其所需备电时长的，则选取调配后，待补充站点容量最小的那组作为电池组互换调配方案；2.2.3)是否按单体电池调配为是，则对每个待补充站点，按照重要性等级递减依次处理。从近到远依次搜索非待补充站点，用非待补充站点的单体电池与本待补充站点的单体电池进行两两组合，找出对调后待补充站点电池组容量增量超过门限或者备电时长增量超过门限，且非待补充站点依然满足其所需备电时长的组合；这些组合中，如果有使得待补充站点满足其所需备电时长的，则选取调配后，待补充站点容量最小的那组；否则，则选取调配后，待补充站点容量最大的那组，作为单体电池互换调配方案；直到待补充站点备电时长达到所需备电时长为止。
32.本发明的有益效果是：
33.1、降低了多站点在统计年限中的总备发电成本；
34.2、利用统计规律，均衡了备电投入和发电投入，明确显示出了成本的组成，有利于弄清降本增效的目标；
35.3、充分利用了站点上的电池进行调配；
36.4、能够在站点之间，把电池按照整组，或者单体的方式进行调配，方法灵活，且按照单体方式进行调配，搬运量一般会更少些，还减小了搬运难度；
37.5、能够利用仓库中的电池对站点进行调配，即使仓库没有电池，只有预算的总可用电量，也可以规划出需要调配给各个站点多少电量。亦可换算出所需的电池容量，有利于未买电池前的预算工作；
38.6、通过联合规划各个站点的所需备电时长，使得各个站点停电时，都能通过先备电，不够时再发电的方式，满足站点要求备电时长，同时尽可能减少所有站点的备发电总成本。
附图说明
39.图1为本发明提供的逻辑图一；
40.图2为本发明提供的逻辑图二；
41.图3为本发明提供的逻辑图三；
42.图4为本发明提供的站点所需备电时长规划的算法流程图；
43.图5为本发明提供的基于站点所需备电时长，对站点和(或)仓库进行调配的算法流程图；
44.图6为本发明提供的规划站点所需备电时长图；
45.图7为本发明提供的电池数据采集流程图；
46.图8为本发明提供的备电电池精准调配流程图。
具体实施方式
47.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
48.参照说明书附图1-8，该实施例的一种备电管理平台的备电精准调配方法，包括运营和维护、web和app端、服务器端和现场端，所述运营和维护包括站点、仓库相关信息和企业业务要求，所述运营和维护包括站点、仓库相关信息和业务要求，所述web和app端包括输入、输出和展示与控制，所述务器端包括业务流程处理、数据采集和算法与存储，所述现场端包括站点和仓库，所述调配方法包括数据采集和算法规划。
49.进一步地，所述站点包括对个电池组，每组所述电池组包括多个单电池组。
50.进一步地，所述仓库包括对个电池组，每组所述电池组包括多个单电池组。
51.进一步地，所述数据采集包括对站点数据，仓库数据，电池组数据，单体电池数据，成本相关数据和业务要求数据的采集。
52.进一步地，所述站点数据包括站点重要性等级、平均负载、经纬度、平均上站时间、平均上站里程、停电频率与时长列表，所述仓库数据包括经纬度、仓库中各电池组和单体电池数据，所述电池组数据包括额定电压、额定容量、实际容量、电池组内单体电池的位置和连接方式，以及电压、电流、温度和实时数据流。
53.进一步地，所述单体电池数据包括额定电压、额定容量、实际容量、所属电池组和组内位置，以及电压、电流、温度和实时数据流。
54.进一步地，所述成本相关数据包括发电上站的每公里价格、备电电池单价(元/ah)、发电电池单价(元/ah)、备电放电的电费单价(备电费单价)和发电放电的电费单价(发电费单价)。
55.进一步地，所述业务要求数据包括站点的要求最小备电时长，站点的要求备电时长，发电电池复用率(多个站点发电需求不一定同时发生，可以时分复用)，成本统计年限，仓库全用(有仓库时，是否一定要用完所有仓库内可用的电池)，是否按电池组调配，是否按单体电池调配。
56.进一步地，所述算法规划包括以下步骤：
57.2.1)规划站点所需备电时长。
58.2.1.1)设置各个站点的最小备电时长为max(该站点的平均上站时长x余量系数，
该站点的要求最小备电时长)；
59.2.1.2)设置各个站点的最大备电时长为该站点的要求备电时长；
60.2.1.3)按照重要性等级从高到底排列站点，形成站点列表，并以dt为时间间隔单位，对各个站点的最小备电时长到最大备电时长这段时间进行划分和标记；2.1.4)以标记的每个时间段结束时刻为候选的所需备电时长，利用站点平均负载，计算所需备电电量，以及相应的发电电量；计算备电电池的放电率，为所需备电时长的倒数；发电电池的放电率，为站点要求备电时长减去所需备电时长之差的倒数；并由电量，放电率，经验容量放电率曲线，得到备电电池和发电电池0.1c的容量；根据容量和单价，计算出备电电池和发电电池的价格。再根据站点的停电频率与时长列表，计算备电电费，发电电费；
61.对每个时间段，第一年的总费用为：备电电费 发电电费 备电电池费用 发电电池费用/发电电池复用率；第二年，按照经验折旧率，减少备电时长，同样计算出第二年总费用；依次计算出统计年限的总费用，除以所需备电电量，作为该候选的所需备电时长的代价函数；
62.2.1.5)把备电时长超过最小备电时长的站点中，所有超出部分的电量相加，得到站点总富余电量；把备电时长不足最小备电时长的站点中，所有不足部分的电量相加，得到站点总欠缺电量；把站点总富余电量减去站点总欠缺电量，得到站点总可用电量；再计算仓库总电量，可以根据所有站点的平均负载和经验容量放电率曲线来计算；总可用电量可以是站点总可用电量，也可以是仓库总电量，也可以是两者之和，或者是两者的部分之和；
63.2.1.6)如果上述总可用电量小于等于零，则把所有站点的所需备电时长设置成该站点的最小备电时长；否则，从上述站点列表第一个站点开始，依次操作：选择站点中代价函数最小的时间段，并从上述总可用电量中分配相应的电量给该站点，使该时间段结束时刻即为该站点选定的所需备电时长；如果站点尚未操作完，总可用电量已经用完，则把其余站点的所需备电时长设置成其最小备电时长；如果所有站点都操作完毕，总可用电量还有剩余，而且“仓库全用”为是，则返回站点列表开头，依次再次操作站点，从上次已经选择了的所需备电时长之后，重新选择代价函数最小的时间段，用该时间段的结束时刻，作为新选择的所需备电时长结束时刻；直到总可用电量全部用完，或者所有站点的所需备电时长都达到了最大备电时长为止。
64.2.2)根据站点所需备电时长，以及各个站点和仓库中的电池组、单体电池信息，进行调配。
65.2.2.1)把站点已有电池的备电时长小于所需备电时长的站点，归于待补充站点。2.2.2)是否按电池组调配为是，则
66.a)对所有非待补充站点，计算去除某一组，或者某两组电池，或者某三组电池，站点其余电池是否还能满足所需备电时长。如果都不能满足所需备电时长，则归于非源站点，否则记录下所有可去除的电池组的组合，并把该站点归于源站点；
67.b)对每个待补充站点，按照重要性等级递减依次处理。从近到远依次搜索源站点，如果可以补足该站点的所需备电时长，则选择可以补足且容量最小的电池组组合；否则，选择容量最大的电池组组合；直到补足该站点的所需备电时长为止；
68.c)如果经过b)的操作还有待补充站点，则按照重要性等级依次处理。计算出本待补充站点所有的一组，两组，或者三组电池组的组合，从近到远依次搜索非待补充站点，把
这两个站点的电池组的组合进行对调，找出对调后，待补充站点容量增量超过门限或者备电时长增量超过门限，且非待补充站点依然满足其所需备电时长的组合；这些组合中，如果有使得待补充站点满足其所需备电时长的，则选取调配后，待补充站点容量最小的那组作为电池组互换调配方案；2.2.3)是否按单体电池调配为是，则对每个待补充站点，按照重要性等级递减依次处理。从近到远依次搜索非待补充站点，用非待补充站点的单体电池与本待补充站点的单体电池进行两两组合，找出对调后待补充站点电池组容量增量超过门限或者备电时长增量超过门限，且非待补充站点依然满足其所需备电时长的组合；这些组合中，如果有使得待补充站点满足其所需备电时长的，则选取调配后，待补充站点容量最小的那组；否则，则选取调配后，待补充站点容量最大的那组，作为单体电池互换调配方案；直到待补充站点备电时长达到所需备电时长为止。
69.备电电池指已经在站点上的电池，站点停电后立即可以放电。发电电池指在其他地方的电池，站点停电后，需要搬运到站点进行放电。发电，意思是把电池运到站点进行放电。
70.以上所述，仅是本发明的较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案对本发明加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本发明要求保护的范围。