[發(fā)明專利]一種充電場(chǎng)站車輛接入控制中的狀態(tài)聚類編碼方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010106439.8
• 申請(qǐng)日: 2020-02-21
• 公開（公告）號(hào): CN111284347B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐子昱;方道宏;趙傳信;唐昊;方明星
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽師范大學(xué);合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B60L53/31
• 分類號(hào): B60L53/31;B60L53/60;B60L58/12;G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責(zé)任公司 34101
• 代理人: 陸麗莉;何梅生

1.一種充電場(chǎng)站車輛接入控制中的狀態(tài)聚類編碼方法，其特征是應(yīng)用于配有J個(gè)充電樁，并為M種隨機(jī)到達(dá)的電動(dòng)車提供有償充電服務(wù)的充電場(chǎng)站服務(wù)系統(tǒng)中，令每個(gè)充電樁均能滿足M種電動(dòng)車的充電功率需求，且一個(gè)充電樁一次只為一個(gè)電動(dòng)車提供充電服務(wù)；

將所述J個(gè)充電樁分別記為CS₁,CS₂,…,CS_j,…,CS_J，M種電動(dòng)車的充電功率需求記為P₁,P₂,…,P_m,…,P_M，其中，CS_j表示第j個(gè)充電樁，P_m表示第m種電動(dòng)車的充電功率需求；

記第m種電動(dòng)車的電池容量為E_m，m＝1,2,…,M；

記一天總時(shí)長為T，且令電網(wǎng)的調(diào)峰電價(jià)是時(shí)間t的函數(shù)，記為PR(t)，且PR(t)∈Φ_PR，0≤t≤T；假設(shè)電網(wǎng)調(diào)峰電價(jià)按調(diào)度指令周期下發(fā)，K為一天最大周期數(shù)，且令τ_k為第k個(gè)調(diào)峰電價(jià)PR_k下發(fā)的時(shí)刻，則記調(diào)峰電價(jià)序列為{(τ_k,PR_k)|k＝0,1,2,…,K-1,τ₀＝0}，其中，Φ_PR是有限的電價(jià)狀態(tài)空間；令τ_K＝T；PR(t)＝PR_k，τ_k≤t＜τ_k+1；

記充電場(chǎng)站服務(wù)系統(tǒng)的充電服務(wù)價(jià)格是時(shí)間t的函數(shù)PR_ev(t)；

假設(shè)t時(shí)刻有第m_t種電動(dòng)車隨機(jī)到達(dá)電動(dòng)場(chǎng)站申請(qǐng)充電服務(wù)，令所述第m_t種電動(dòng)車的電池當(dāng)前荷電狀態(tài)為則將所述第m_t種電動(dòng)車的到達(dá)事件記為

將所述J個(gè)充電樁在t時(shí)刻的聯(lián)合狀態(tài)記為C_t＝(CS₁(t),CS₂(t),…,CS_j(t),…,CS_J(t))，其中表示第j個(gè)充電樁的實(shí)際服務(wù)狀態(tài)；m_j(t)表示在t時(shí)刻第j個(gè)充電樁CS_j正在服務(wù)的電動(dòng)車種類，m_j(t)＝0表示t時(shí)刻第j個(gè)充電樁CS_j無車輛接入，m_j(t)∈{1,2，…,M}表示t時(shí)刻第j個(gè)充電樁CS_j正在給{1,2，…,M}中的一種電動(dòng)車充電；表示t時(shí)刻第j個(gè)充電樁CS_j正在服務(wù)的第m_j(t)種電動(dòng)車的電池當(dāng)前荷電狀態(tài)；當(dāng)m_j(t)＝0時(shí)記

將t時(shí)刻充電場(chǎng)站服務(wù)系統(tǒng)狀態(tài)記為s_t＝{C_t,PR(t)}，第m_t種電動(dòng)車的到達(dá)事件發(fā)生時(shí)刻t作為決策時(shí)刻，并將所述決策時(shí)刻的事件擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)記為

在所述決策時(shí)刻將充電場(chǎng)站服務(wù)系統(tǒng)是否接入電動(dòng)車并提供充電服務(wù)記為行動(dòng)a，記第n個(gè)決策時(shí)刻T_n的行動(dòng)為a_n，且a_n∈D＝{0,1}，其中“0”表示拒絕服務(wù)，“1”表示接入服務(wù)，D表示行動(dòng)集合；

所述充電場(chǎng)站車輛接入控制中的狀態(tài)聚類編碼方法如下：

步驟1、用一個(gè)時(shí)間常數(shù)σ將時(shí)間變量t的變化區(qū)間[0,T]離散化為Z個(gè)區(qū)間，第z個(gè)區(qū)間記為[t_z,t_z+1)，即t_z+1＝t_z+σ，z＝0,1,2,…,Z-1，且令t₀＝τ₀＝0，記t_Z＝τ_K＝T；則記時(shí)間變量t的離散化狀態(tài)為z；

步驟2、假設(shè)第m種車輛從SOC_m＝0開始充電，直到充滿為止的充電需求時(shí)間為Γ_m＝E_m/(ρ_m·P_m)，其中，ρ_m表示充電效率，令用所述時(shí)間常數(shù)σ將時(shí)間常數(shù)Γ離散化為U個(gè)區(qū)間，第u個(gè)區(qū)間記為[t_u,t_u+1)，u＝0,1,2,…,U-2，第U-1個(gè)區(qū)間為[t_U-1,t_U)，且t₀＝0，t_U＝Γ；

步驟3、若t時(shí)刻在第j個(gè)充電樁CS_j接受充電服務(wù)的電動(dòng)車m_j(t)的電池荷電狀態(tài)為則其到充滿為止的充電需求時(shí)間記為將第j個(gè)充電樁的服務(wù)時(shí)間需求狀態(tài)記為則t時(shí)刻J個(gè)充電樁的聯(lián)合服務(wù)時(shí)間需求狀態(tài)記為

步驟4、將第j個(gè)充電樁的服務(wù)時(shí)間需求狀態(tài)離散化，若則記對(duì)應(yīng)的離散化服務(wù)時(shí)間需求狀態(tài)的狀態(tài)編碼為u_j，即t時(shí)刻J個(gè)充電樁的離散化聯(lián)合服務(wù)時(shí)間需求狀態(tài)記為令充電樁所有可能的離散化聯(lián)合服務(wù)時(shí)間需求狀態(tài)的集合記為Υ，則其狀態(tài)總數(shù)為U^J；當(dāng)m_j(t)＝0時(shí)，u_j＝0；

步驟5、將t時(shí)刻第m_t種電動(dòng)車的到達(dá)事件發(fā)生時(shí)的充電場(chǎng)站服務(wù)系統(tǒng)狀態(tài)記為且對(duì)應(yīng)的充電需求時(shí)間記為則將t時(shí)刻的事件擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)記為記充電需求時(shí)間對(duì)應(yīng)的離散化服務(wù)時(shí)間需求狀態(tài)記為

步驟6、假設(shè)第n個(gè)決策時(shí)刻z_n＝0,1,2,…,Z-1，則將第n個(gè)決策時(shí)刻T_n的事件擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)進(jìn)行離散化，得到對(duì)應(yīng)的離散化事件擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)其中，n表示對(duì)應(yīng)第n個(gè)決策時(shí)刻T_n的數(shù)值或離散化值；其狀態(tài)總數(shù)為Z×U^J×M×U；若則調(diào)峰電價(jià)唯一對(duì)應(yīng)第k個(gè)調(diào)峰電價(jià)PR_k；

步驟7、將中的元素u₁,u₂,…,u_j,…,u_J按自小到大進(jìn)行排序，記升序操作為“Θ”，則令即表示充電場(chǎng)站的聚類狀態(tài)，記聚類狀態(tài)集合記為且共有狀態(tài)數(shù)個(gè)；則第n個(gè)決策時(shí)刻的離散化事件擴(kuò)展聚類狀態(tài)記為其中，表示在第n個(gè)決策時(shí)刻時(shí)的數(shù)值；記離散化事件擴(kuò)展聚類狀態(tài)空間為其狀態(tài)總數(shù)為

步驟8、將充電場(chǎng)站車輛接入控制策略v定義為所述離散化事件擴(kuò)展聚類狀態(tài)空間到所述行動(dòng)集合D的一個(gè)映射，從而得到接入控制策略表；當(dāng)?shù)趎個(gè)車輛到達(dá)事件發(fā)生時(shí)，觀測(cè)并計(jì)算得到系統(tǒng)的離散化事件擴(kuò)展聚類狀態(tài)并從接入控制策略表中選擇對(duì)應(yīng)的接入控制行動(dòng)a_n，若a_n＝0，則拒絕車輛接入，若a_n＝1，將到達(dá)的車輛立即接入到任一個(gè)空閑的充電樁進(jìn)行充電。