本發(fā)明涉及智能物聯(lián)網(wǎng)，尤其涉及一種智能共享換電柜電池管理方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
1、現(xiàn)有共享換電柜調(diào)度系統(tǒng)多采用基于規(guī)則或單一目標(biāo)的優(yōu)化算法（如僅最小化用戶等待時(shí)間）。這些方法存在明顯缺陷：1）為滿足高峰需求進(jìn)行快充，加速電池衰減，增加運(yùn)維成本；2）忽略電網(wǎng)實(shí)時(shí)電價(jià)與負(fù)荷，導(dǎo)致用電成本高且對(duì)電網(wǎng)造成沖擊；3）各換電柜獨(dú)立決策，缺乏全局協(xié)同，無法實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)整體效益最優(yōu)。此即“用戶等待時(shí)間-電池壽命-電網(wǎng)成本”的“不可能三角”問題。傳統(tǒng)單智能體強(qiáng)化學(xué)習(xí)或集中式優(yōu)化難以在動(dòng)態(tài)、大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、多維度的最優(yōu)權(quán)衡。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明提供了一種智能共享換電柜電池管理方法，包括：
2、實(shí)時(shí)獲取電池狀態(tài)、用戶需求及電網(wǎng)信號(hào)，形成全局狀態(tài)感知數(shù)據(jù)；
3、根據(jù)全局狀態(tài)感知數(shù)據(jù)構(gòu)建動(dòng)態(tài)圖網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型，輸出未來預(yù)設(shè)時(shí)段內(nèi)各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的電池需求預(yù)測(cè)值與電網(wǎng)價(jià)格信號(hào)預(yù)測(cè)值；
4、以所述預(yù)測(cè)值作為輸入，通過分層多智能體權(quán)衡算法計(jì)算每個(gè)智能換電柜對(duì)應(yīng)區(qū)域的功率約束包絡(luò)，以及用于動(dòng)態(tài)權(quán)衡用戶等待時(shí)間、電池壽命損耗與電網(wǎng)成本對(duì)應(yīng)的目標(biāo)權(quán)衡因子；
5、根據(jù)所述功率約束包絡(luò)、目標(biāo)權(quán)衡因子，結(jié)合對(duì)應(yīng)換電柜實(shí)時(shí)狀態(tài)及預(yù)測(cè)結(jié)果生成換電柜內(nèi)各電池實(shí)時(shí)充電功率分配列表；
6、將實(shí)時(shí)充電功率分配列表下發(fā)至對(duì)應(yīng)的智能換電柜，并采集新的全局狀態(tài)感知數(shù)據(jù)反饋至動(dòng)態(tài)圖網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型。
7、所述的一種智能共享換電柜電池管理方法，根據(jù)全局狀態(tài)感知數(shù)據(jù)構(gòu)建動(dòng)態(tài)圖網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型，輸出未來預(yù)設(shè)時(shí)段內(nèi)各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的電池需求預(yù)測(cè)值與電網(wǎng)價(jià)格信號(hào)預(yù)測(cè)值，包括：
8、以換電柜為節(jié)點(diǎn)、歷史調(diào)撥記錄為邊，并以換電柜狀態(tài)向量作為節(jié)點(diǎn)特征，融合其近期歷史特征序列得到增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)特征；
9、通過計(jì)算節(jié)點(diǎn)間注意力系數(shù)聚合鄰居增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)特征并將空間聚合后的節(jié)點(diǎn)特征輸入時(shí)序解碼器，生成未來預(yù)設(shè)周期內(nèi)的節(jié)點(diǎn)電池需求預(yù)測(cè)矩陣與電網(wǎng)價(jià)格信號(hào)預(yù)測(cè)矩陣。
10、所述的一種智能共享換電柜電池管理方法，以所述預(yù)測(cè)值作為輸入，通過分層多智能體權(quán)衡算法計(jì)算每個(gè)智能換電柜對(duì)應(yīng)區(qū)域的功率約束包絡(luò)，以及用于動(dòng)態(tài)權(quán)衡用戶等待時(shí)間、電池壽命損耗與電網(wǎng)成本對(duì)應(yīng)的目標(biāo)權(quán)衡因子，包括：
11、通過分層多智能體權(quán)衡算法利用所述預(yù)測(cè)值計(jì)算全局浮動(dòng)功率池，并依此計(jì)算自身功率上下限，最終輸出各智能柜對(duì)應(yīng)時(shí)段的動(dòng)態(tài)功率約束包絡(luò)；
12、通過分層多智能體權(quán)衡算法計(jì)算用戶等待時(shí)間、電池壽命損耗與電網(wǎng)成本對(duì)應(yīng)的緊迫性指標(biāo)，并結(jié)合動(dòng)態(tài)功率約束包絡(luò)得到目標(biāo)權(quán)衡因子。
13、所述的一種智能共享換電柜電池管理方法，通過分層多智能體權(quán)衡算法計(jì)算各目標(biāo)緊迫性指標(biāo)，并結(jié)合動(dòng)態(tài)功率約束包絡(luò)得到目標(biāo)權(quán)衡因子，包括：
14、根據(jù)所述預(yù)測(cè)值與全局狀態(tài)感知數(shù)據(jù)中電池實(shí)時(shí)狀態(tài)計(jì)算用戶等待時(shí)間、電池壽命損耗與電網(wǎng)成本對(duì)應(yīng)的緊迫性指標(biāo)；
15、結(jié)合功率約束包絡(luò)緊張度與用戶等待時(shí)間、電池壽命損耗與電網(wǎng)成本對(duì)應(yīng)的緊迫性指標(biāo)計(jì)算動(dòng)態(tài)權(quán)衡因子。
16、所述的一種智能共享換電柜電池管理方法，根據(jù)所述功率約束包絡(luò)、目標(biāo)權(quán)衡因子，結(jié)合對(duì)應(yīng)換電柜實(shí)時(shí)狀態(tài)及預(yù)測(cè)結(jié)果生成換電柜內(nèi)各電池實(shí)時(shí)充電功率分配列表，包括：
17、根據(jù)當(dāng)前目標(biāo)權(quán)衡因子在功率約束包絡(luò)內(nèi)，確定該區(qū)域在下一控制周期的總充電功率配額，并在總充電功率配額約束下生成多目標(biāo)分配策略集；
18、依據(jù)多目標(biāo)分配策略集，為每一個(gè)智能換電柜生成電池實(shí)時(shí)充電功率分配列表。
19、一種智能共享換電柜電池管理系統(tǒng)，包括：
20、全局狀態(tài)感知模塊用于實(shí)時(shí)獲取電池狀態(tài)、用戶需求及電網(wǎng)信號(hào)，形成全局狀態(tài)感知數(shù)據(jù)；
21、動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)建模模塊用于根據(jù)全局狀態(tài)感知數(shù)據(jù)構(gòu)建動(dòng)態(tài)圖網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型，輸出未來預(yù)設(shè)時(shí)段內(nèi)各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的電池需求預(yù)測(cè)值與電網(wǎng)價(jià)格信號(hào)預(yù)測(cè)值；
22、多智能體權(quán)衡模塊用于以所述預(yù)測(cè)值作為輸入，通過分層多智能體權(quán)衡算法計(jì)算每個(gè)智能換電柜對(duì)應(yīng)區(qū)域的功率約束包絡(luò)，以及用于動(dòng)態(tài)權(quán)衡用戶等待時(shí)間、電池壽命損耗與電網(wǎng)成本對(duì)應(yīng)的目標(biāo)權(quán)衡因子；
23、充電功率分配模塊用于根據(jù)所述功率約束包絡(luò)、目標(biāo)權(quán)衡因子，結(jié)合對(duì)應(yīng)換電柜實(shí)時(shí)狀態(tài)及預(yù)測(cè)結(jié)果生成換電柜內(nèi)各電池實(shí)時(shí)充電功率分配列表；
24、指令下發(fā)反饋模塊用于將實(shí)時(shí)充電功率分配列表下發(fā)至對(duì)應(yīng)的智能換電柜，并采集新的全局狀態(tài)感知數(shù)據(jù)反饋至動(dòng)態(tài)圖網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型。
25、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的有益效果如下：
26、通過分層多智能體協(xié)同框架與動(dòng)態(tài)權(quán)衡機(jī)制，有效破解“不可能三角”難題。利用動(dòng)態(tài)權(quán)衡因子智能調(diào)節(jié)多目標(biāo)優(yōu)先級(jí)，并結(jié)合柔性功率包絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)資源分配，從而在保證電網(wǎng)安全與經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)，顯著縮短了用戶等待時(shí)間并延緩了電池壽命損耗，實(shí)現(xiàn)了三大沖突目標(biāo)的動(dòng)態(tài)協(xié)同最優(yōu)。
1.一種智能共享換電柜電池管理方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能共享換電柜電池管理方法，其特征在于，根據(jù)全局狀態(tài)感知數(shù)據(jù)構(gòu)建動(dòng)態(tài)圖網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型，輸出未來預(yù)設(shè)時(shí)段內(nèi)各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的電池需求預(yù)測(cè)值與電網(wǎng)價(jià)格信號(hào)預(yù)測(cè)值，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能共享換電柜電池管理方法，其特征在于，以所述預(yù)測(cè)值作為輸入，通過分層多智能體權(quán)衡算法計(jì)算每個(gè)智能換電柜對(duì)應(yīng)區(qū)域的功率約束包絡(luò)，以及用于動(dòng)態(tài)權(quán)衡用戶等待時(shí)間、電池壽命損耗與電網(wǎng)成本對(duì)應(yīng)的目標(biāo)權(quán)衡因子，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能共享換電柜電池管理方法，其特征在于，通過分層多智能體權(quán)衡算法計(jì)算各目標(biāo)緊迫性指標(biāo)，并結(jié)合動(dòng)態(tài)功率約束包絡(luò)得到目標(biāo)權(quán)衡因子，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能共享換電柜電池管理方法，其特征在于，根據(jù)所述功率約束包絡(luò)、目標(biāo)權(quán)衡因子，結(jié)合對(duì)應(yīng)換電柜實(shí)時(shí)狀態(tài)及預(yù)測(cè)結(jié)果生成換電柜內(nèi)各電池實(shí)時(shí)充電功率分配列表，包括：
6.一種智能共享換電柜電池管理系統(tǒng)，其特征在于，包括：
7.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，包括一個(gè)或多個(gè)程序指令，一個(gè)或多個(gè)程序指令用于被處理器執(zhí)行如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的一種智能共享換電柜電池管理方法。