本發(fā)明涉及能源充電，更具體地說，本發(fā)明涉及一種基于群充電系統(tǒng)的功率分配方法。

背景技術(shù)：

1、隨著電動(dòng)汽車(evs)和便攜式電子設(shè)備的普及，充電需求不斷增加，群充電系統(tǒng)逐漸成為研究熱點(diǎn)。傳統(tǒng)充電系統(tǒng)存在充電效率低、資源浪費(fèi)和無法滿足大規(guī)模充電需求等問題。群充電系統(tǒng)通過集成多個(gè)充電終端和一個(gè)中央控制單元，實(shí)現(xiàn)對(duì)充電過程的智能化管理和優(yōu)化，提高了充電效率和資源利用率；當(dāng)前，群充電系統(tǒng)在功率分配和管理方面面臨諸多挑戰(zhàn)。首先，隨著充電終端數(shù)量的增加，功率資源的管理和分配變得愈加復(fù)雜。每個(gè)充電終端的電量狀態(tài)(soc)、電壓和電流等參數(shù)都是動(dòng)態(tài)變化的，如何實(shí)時(shí)監(jiān)控這些參數(shù)并進(jìn)行有效的功率分配是一個(gè)關(guān)鍵問題。傳統(tǒng)的固定分配策略往往無法適應(yīng)動(dòng)態(tài)變化的充電需求，導(dǎo)致功率資源浪費(fèi)和充電效率低下；其次，群充電系統(tǒng)需要在有限的功率資源下，最大化充電效率，避免某些終端因功率不足而充電效率低下。這需要一個(gè)智能化的控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行功率分配的動(dòng)態(tài)調(diào)整，保證每個(gè)終端的充電需求得到合理滿足。智能算法的應(yīng)用，如線性規(guī)劃、動(dòng)態(tài)規(guī)劃和機(jī)器學(xué)習(xí)，可以為功率分配提供科學(xué)合理的優(yōu)化方案；此外，實(shí)時(shí)監(jiān)控和動(dòng)態(tài)調(diào)整是群充電系統(tǒng)的關(guān)鍵。為了實(shí)現(xiàn)高效的功率分配，需要實(shí)時(shí)監(jiān)控各終端的電量狀態(tài)、電壓和電流等參數(shù)，并通過無線網(wǎng)絡(luò)或有線連接將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒肟刂茊卧?。?shù)據(jù)傳輸和處理必須高效、準(zhǔn)確和安全，特別是在大規(guī)模充電系統(tǒng)中，對(duì)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)處理能力要求較高。

2、在群充電系統(tǒng)中，系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性也是重要考慮因素。充電過程中的功率波動(dòng)、終端故障、過熱等異常情況都可能影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。系統(tǒng)需要具備故障檢測和處理功能，通過實(shí)時(shí)監(jiān)控和智能算法，快速識(shí)別和響應(yīng)異常情況，調(diào)整功率分配策略，確保系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運(yùn)行。

3、總的來說，群充電系統(tǒng)的發(fā)展需要解決功率資源管理和分配、充電效率優(yōu)化、實(shí)時(shí)監(jiān)控和動(dòng)態(tài)調(diào)整、系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性等多個(gè)技術(shù)問題，這些問題的解決依賴于電力電子、物聯(lián)網(wǎng)、智能算法和自動(dòng)控制等多種技術(shù)的綜合應(yīng)用，通過這些技術(shù)的協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)充電過程的智能化管理，提高系統(tǒng)的充電效率和穩(wěn)定性，滿足大規(guī)模充電需求，為此提出一種基于群充電系統(tǒng)的功率分配方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種基于群充電系統(tǒng)的功率分配方法，這種動(dòng)態(tài)調(diào)整和優(yōu)化分配的方法，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和響應(yīng)速度。實(shí)時(shí)反饋和異常處理功能，使得系統(tǒng)能夠適應(yīng)多變的充電需求和環(huán)境，確保充電過程的穩(wěn)定和安全。此外，pid控制器的應(yīng)用，使得功率分配過程更加平滑和高效，進(jìn)一步提升了系統(tǒng)的性能和可靠性。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種基于群充電系統(tǒng)的功率分配方法，所述防護(hù)方法包括以下步驟：

3、s1：通過在每個(gè)充電終端上安裝傳感器和數(shù)據(jù)采集裝置，實(shí)時(shí)監(jiān)控每個(gè)終端的電量、電壓、電流等充電狀態(tài)；

4、s2：使用無線網(wǎng)絡(luò)和有線連接將每個(gè)充電終端的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸?shù)街醒肟刂茊卧?，中央控制單元集中接收所有終端的數(shù)據(jù)，進(jìn)行統(tǒng)一管理和處理；

5、s3：在中央控制單元中運(yùn)行智能算法，對(duì)所有終端的功率需求進(jìn)行綜合分析和計(jì)算，并動(dòng)態(tài)調(diào)整并分配功率資源；

6、s4：動(dòng)態(tài)調(diào)整并分配功率資源，中央控制單元通過控制器實(shí)時(shí)調(diào)整各終端的充電功率；

7、s5：實(shí)時(shí)接收各終端的充電反饋，持續(xù)優(yōu)化功率分配策略，中央控制單元根據(jù)反饋信息，調(diào)整算法參數(shù)和分配策略，適應(yīng)不同充電需求和環(huán)境變化；

8、s6：檢測并處理充電過程中出現(xiàn)功率波動(dòng)、終端故障、過熱的異常情況；在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中：在步驟s1中，電量狀態(tài)表示為：其中，soci為第i個(gè)終端的電量狀態(tài)，qi為當(dāng)前電量，qmaxi為電池的最大電量容量，通過soc獲取每個(gè)終端的電池剩余電量；充電功率的計(jì)算表示為：pi＝vi×ii，其中，pi為第i個(gè)終端的瞬時(shí)功率，vi為電壓，ii為電流；傳感器每秒采集一次數(shù)據(jù)，然后將這些數(shù)據(jù)打包成數(shù)據(jù)包傳輸?shù)街醒肟刂茊卧?/p>

9、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中：在步驟s2中，通過無線網(wǎng)絡(luò)或有線連接，將每個(gè)終端的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸?shù)街醒肟刂茊卧?；中央控制單元接收?shù)據(jù)后進(jìn)行預(yù)處理，包括數(shù)據(jù)過濾、去噪；數(shù)據(jù)傳輸過程可以表示為：ti(t)＝f(di(t)，網(wǎng)絡(luò)條件)，其中，di(t)為第i個(gè)終端在時(shí)間t的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)集，f為網(wǎng)絡(luò)傳輸函數(shù)，考慮到網(wǎng)絡(luò)帶寬、延遲等因素；數(shù)據(jù)預(yù)處理包括數(shù)據(jù)過濾和去噪，采用移動(dòng)平均濾波器來平滑數(shù)據(jù)：其中，為平滑后的數(shù)據(jù)，n為窗口大小，通過移動(dòng)平均平滑數(shù)據(jù)，以去除短期波動(dòng)突出長期趨勢。

10、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中：在步驟s3中，在中央控制單元中運(yùn)行智能算法，對(duì)所有終端的功率需求進(jìn)行綜合分析和計(jì)算，該步驟使用三種算法進(jìn)行計(jì)算：包括線性規(guī)劃、動(dòng)態(tài)規(guī)劃、機(jī)器學(xué)習(xí)，其中，線性規(guī)劃表示為：此時(shí)，ci(pi)為第i個(gè)終端功率消耗的成本函數(shù)，約束條件為：其中，ptotal為系統(tǒng)的總功率限制，線性規(guī)劃用于在滿足總功率約束的條件下，最小化各終端的功率消耗成本；動(dòng)態(tài)規(guī)劃模型：狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程：此時(shí)，vt(s)為狀態(tài)s在時(shí)間t的最優(yōu)值函數(shù)，ct(s,a)為狀態(tài)s和行動(dòng)a的即時(shí)成本，p(s|s,a)為狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率，動(dòng)態(tài)規(guī)劃用于處理多階段決策問題，優(yōu)化每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的功率分配策略；機(jī)器學(xué)習(xí)模型：使用歷史數(shù)據(jù)訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)模型，使用線性回歸模型預(yù)測功率需求：其中，為預(yù)測的第i個(gè)終端功率需求，β0,β1,β2,β3為模型參數(shù)，機(jī)器學(xué)習(xí)模型通過學(xué)習(xí)歷史數(shù)據(jù)中的模式，預(yù)測未來的功率需求；最后，通過多算法結(jié)合：pi(t)＝w1·lp(di(t))+w2·dp(di(t))+w3·ml(di(t))其中，w1,w2,w3為權(quán)重系數(shù)，通過交叉驗(yàn)證和加權(quán)平均法確定，lp、dp、ml分別表示線性規(guī)劃。

11、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中：在步驟s4中，根據(jù)算法分析結(jié)果，動(dòng)態(tài)調(diào)整并分配功率資源，確保各終端的充電效率最大化，中央控制單元通過控制器實(shí)時(shí)調(diào)整各終端的充電功率；功率分配公式：pi(t)＝f(di(t),ci(pi))，其中，pi(t)為第i個(gè)終端在時(shí)間t的分配功率，ci(pi)為算法分析結(jié)果；通過拉格朗日乘數(shù)法解決約束優(yōu)化問題，拉格朗日函數(shù)為：其中，λ為拉格朗日乘數(shù)，通過求解拉格朗日函數(shù)的偏導(dǎo)數(shù)得到最優(yōu)解。

12、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中：在步驟s5中，實(shí)時(shí)接收各終端的充電反饋，持續(xù)優(yōu)化功率分配策略；通過反饋控制機(jī)制，不斷調(diào)整算法參數(shù)和分配策略，適應(yīng)不同充電需求和環(huán)境變化，其中，δpi(t)為功率調(diào)整量，ei(t)為第i個(gè)終端在時(shí)間t的誤差，kp,ki,kd分別為比例、積分和微分控制系數(shù)，通過調(diào)整pid控制器的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)響應(yīng)速度：其中，為預(yù)測的功率需求，pi(t)為實(shí)際分配的功率；通過不斷調(diào)整pid控制器的參數(shù)，優(yōu)化功率分配策略，確保系統(tǒng)在變化的環(huán)境下保持穩(wěn)定和高效。

13、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中：在步驟s6中，檢測并處理充電過程中的異常情況，中央控制單元具備故障檢測和處理功能，能夠采取措施：若則ai(t)＝1，即表示異常，否則ai(t)＝0，即表示正常，其中，ai(t)為第i個(gè)終端在時(shí)間t的異常狀態(tài)，為預(yù)測的功率需求，δ為異常閾值；當(dāng)檢測到異常情況時(shí)，系統(tǒng)會(huì)觸發(fā)異常處理機(jī)制，及時(shí)調(diào)整分配策略，異常處理措施為：pi(t)＝pi(t-1)+δpi(t)，其中，δpi(t)為基于異常檢測的功率調(diào)整量，通過異常處理機(jī)制，確保系統(tǒng)在異常情況下仍能穩(wěn)定運(yùn)行，并及時(shí)修正異常導(dǎo)致的功率分配錯(cuò)誤。

14、本發(fā)明的技術(shù)效果和優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明的實(shí)施例提供一種基于群充電系統(tǒng)的功率分配方法，這種動(dòng)態(tài)調(diào)整和優(yōu)化分配的方法，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和響應(yīng)速度。實(shí)時(shí)反饋和異常處理功能，使得系統(tǒng)能夠適應(yīng)多變的充電需求和環(huán)境，確保充電過程的穩(wěn)定和安全。此外，pid控制器的應(yīng)用，使得功率分配過程更加平滑和高效，進(jìn)一步提升了系統(tǒng)的性能和可靠性。