一种用电器任务调度方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种用电器任务调度方法。所述方法包括：根据通用非平价电价机制对一个用电周期的划分，将一个用电周期划分为至少两个时间段，每个所述时间段内均有相应的用电量的阈值及低电价和高电价；获取用电器任务信息，所述用电器任务信息包括各个用电器任务的用电量；根据每个所述时间段的阈值和所述各个用电器任务的用电量，调度所述用电器任务。本发明根据用电器任务信息调度所述用电器任务到相应的时间段中，有效地减少所有的用电器任务产生的电费，并减少高峰时段的用电量，而且计算复杂度低。
【专利说明】一种用电器任务调度方法和装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及智能电网【技术领域】，尤其涉及一种用电器任务调度方法和装置。
【背景技术】
[0002]随着社会的发展，生产和生活对于能源的需求量越来越大。作为重要的能源调配网络，现有的电网系统存在效率低下、污染严重、自动化程度不高等一系列问题。这些问题中有以下两个问题尤为突出:第一，在现有电网系统中，有很大一部分电力产能仅是为应对用电高峰而存在，这部分产能在用电高峰以外的其他时间大多处于闲置状态，从而造成了资源的浪费；第二，现有的电网无法有效的将风能太阳能等可再生能源整合入电网中。这些可再生能源极其不稳定，其波动导致电网无法有效地保证供需平衡。
[0003]作为下一代的电网系统，智能电网可以有效解决上面所提到的问题。智能电网应对用电高峰和可再生能源的主要技术包括需求管理和用电器控制。需求管理的主要内容是通过设置非平价的电价机制引导用户将用电从高峰时段转移到空闲时段以及可再生能源充足的时段以减少电费，从而减少所需的冗余电力产能，提高可再生能源的利用率。常用的非平价电价包括阶梯电价和实时电价，在阶梯电价中，当一段时间内的用电量超过一定阈值时，用电的单位价格上涨；在实时电价中，一天之内不同时段的单位电价不同。用电器控制主要是智能电网将用电器控制功能集成到智能电表中。用户可以将用电器的描述和调度的需求提交给智能电表，智能电表根据这些描述和需求智能地调度用电器，无需人为干涉。
[0004]现有的关于非平价电价下的调度算法一般只针对单一的阶梯电价或者实时电价。仅针对阶梯电价的算法无法有效的考量太阳能、风能等因素；而仅针对实时电价的调度算法会在消除原有高峰时段的同时造成新的高峰时段，从而无法有效的减少高峰时段的用电量。此外还有一些针对复杂电价模型的调度方案需要借助整形规划优化软件等商业软件，所需计算量无法预期，从而不能有效地在用于调度用电器的智能电表上运行。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明实施例提供一种用电器任务调度方法和装置，以有效地减少所有的用电器任务产生的电费，并减少高峰时段的用电量，而且计算复杂度要足够低。
[0006]一方面，本发明实施例提供了一种用电器任务调度方法，所述方法包括:
[0007]根据通用非平价电价机制对一个用电周期的划分，将一个用电周期划分为至少两个时间段，每个所述时间段内均有相应的用电量的阈值及低电价和高电价；
[0008]获取用电器任务信息，所述用电器任务信息包括各个用电器任务的用电量、所用时间及可调度信息；
[0009]根据每个所述时间段的阈值和所述各个用电器任务的用电量，调度所述用电器任务。
[0010]进一步地，所述根据每个所述时间段的阈值和用电器任务的用电量，调度所述用电器任务包括:[0011]S1、将划分的所述至少两个时间段按照所述相应的低电价由小到大进行排序；
[0012]S2、初始化待调度的用电器任务的时间段的数量k=l ；
[0013]S3、在不超过阈值的情况下，调度待调度的用电器任务到前k个时间段中执行；
[0014]S4、判断是否已调度所有用电器任务及k是否小于时间段的总数量m，如果还有未调度的用电器任务且k〈m，则k=k+l，执行步骤S3 ;如果还有未调度的用电器任务且k=m，则执行步骤S5 ;如果所有用电器任务已被调度，则结束调度；
[0015]S5、获取第一时间段，将所述未调度的用电器任务调度到所述第一时间段中，所述第一时间段内调度所述未调度的用电器任务所需额外支付的电费最少。
[0016] 进一步地，所述步骤S3中所述在不超过阈值的情况下，调度待调度的用电器任务到前k个时间段中执行包括:
[0017]在不超过阈值的情况下，采用多重背包问题算法调度待调度的用电器任务到前k个时间段中执行。
[0018]进一步地，所述步骤S5中，所述所有未调度的用电器任务安排到的所述第一时间段所需额外支付的电费为(b1-ajLi+biXx，其中，Li为第一时间段已使用的用电量，i为所述第一时间段的编号，i=l, 2，…m，m为时间段的总数量，a,为所述第一时间段的低电价，b,为所述第一时间段的高电价，X为所有未安排的用电器任务的总用电量。
[0019]进一步地，所述步骤S5中，所述所有未调度的用电器任务安排到的所述第一时间段所需额外支付的电费为(Wp^Li)Iv其中山为第一时间段已使用的用电量，i为所述第一时间段的编号，i=l, 2，…m，m为时间段的总数量，Ci为所述第一时间段的阈值，b,为所述第一时间段的高电价，P为未调度的用电器任务的数量，j为所述未调度的用电器任务的编号，Wj为第j个未调度的用电器任务的用电量；
[0020]所述步骤S5还包括:
[0021]更新所述第一时间段的已使用的用电量。
[0022]对应地，本发明实施例还提供了一种用电器任务调度装置，所述装置包括:
[0023]划分模块，用于根据通用非平价电价机制对一个用电周期的划分，将一个用电周期划分为至少两个时间段，每个所述时间段内均有相应的用电量的阈值及低电价和高电价；
[0024]获取模块，用于获取用电器任务信息，所述用电器任务信息包括各个用电器任务的用电量；
[0025]调度模块，用于根据所述划分模块划分得到的每个所述时间段的阈值和所述获取模块获取到的所述各个用电器任务的用电量，调度所述用电器任务。
[0026]进一步地，所述调度模块包括:
[0027]排序子模块，用于将划分的所述不同时间段按照所述相应的低电价由小到大进行排序；
[0028]初始化子模块，用于初始化待调度的用电器任务的时间段的数量k=l ；
[0029]第一调度子模块，用于在不超过阈值的情况下，调度待调度的用电器任务到前k个时间段中执行；
[0030]判断子模块，用于判断是否已调度所有用电器任务及k是否小于时间段的总数量m，如果还有未调度的用电器任务且k〈m，则k=k+l，调用所述第一调度子模块；如果还有未调度的用电器任务且k=m，则调用所述第二调度子模块；如果所有用电器任务已被调度，则结束调度；
[0031]第二调度子模块，用于获取第一时间段，将所述未调度的用电器任务调度到所述第一时间段中，所述第一时间段内调度所述未调度的用电器任务所需额外支付的电费最少。
[0032]进一步地，所述第一调度模块用于在不超过阈值的情况下，采用多重背包问题算法调度待调度的用电器任务到前k个时间段中执行。
[0033]进一步地，所述第二调度子模块中，所述所有未调度的用电器任务安排到的所述第一时间段所需额外支付的电费为(b1-ajLi+biXx，其中，Li为第一时间段已使用的用电量，i为所述第一时间段的编号，i=l, 2，…m，m为时间段的总数量，a,为所述第一时间段的低电价，h为所述第一时间段的高电价，X为所有未安排的用电器任务的总用电量。
[0034]进一步地，所述第二调度子模块中，所述所有未调度的用电器任务安排到的所述第一时间段所需额外支付的电费为(Wp^Li)Iv其中，Li为第一时间段已使用的用电量，i为所述第一时间段的编号，i=l, 2，…m，m为时间段的总数量，Ci为所述第一时间段的阈值，h为所述第一时间段的高电价，P为未调度的用电器任务的数量，j为所述未调度的用电器任务的编号，Wj为第j个未调度的用电器任务的用电量；
[0035]所述第二调度子模块还用于更新所述第一时间段的已使用的用电量。
[0036]本发明实施例提出的针对非平价电价机制的用电器任务调度方法和装置具有如下特点:通过通用非平价电价机制对时间段的划分，将一个用电周期划分为多个时间段，并根据用电器任务信息调度所述用电器任务到相应的时间段中，有效地减少了所有的用电器任务产生的电费，并减少高峰时 段的用电量，而且计算复杂度足够低，可以被部署在智能电表上。
【专利附图】
【附图说明】
[0037]图1是本发明第一实施例提供的一种用电器任务调度方法的流程图；
[0038]图2是本发明第二实施例提供的一种用电器任务调度装置的示意图。
【具体实施方式】
[0039]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
[0040]图1示出了本发明的第一实施例。
[0041]图1是本发明第一实施例提供的用电器任务调度方法的流程图，本实施例所述的用电器任务调度方法包括以下步骤:
[0042]步骤101，根据通用非平价电价机制对一个用电周期的划分，将一个用电周期划分为至少两个时间段。
[0043]在本实施例中，所述通用非平价电价机制包括两种:第一种电价机制和第二种电价机制:
[0044]所述第一种电价机制将一个用电周期H划分为多个时间段，假设所述时间段的数量为m，则第i个时间段表示为Hi，其中i=l，2，...，!!!，不同时间段内的单位电价不同。在每个时间段内，如果用电量未超过该时间段内的用电量的阈值，该时间段内所有的用电量都按照低电价来支付电费；如果用电量超过该时间段内的用电量的阈值，该时间段内所有的用电量都需要按照高电价来支付电费。对于时间段Hi,如果用％表示该时间段的低电价，匕表示该时间段的高电价，Ci表示该时间段的阈值,Li表示该时间段内的用电量，那么时间段Hi的电费Pi (Li)按照以下规则计算:如果LiCiJU Pi (Li) ZajLi ;如果LiSci,则Pi (Li) =I^Li。
[0045]所述第二种电价机制同样将一个用电周期H划分为多个时间段，假设所述时间段的数量为m，则第i个时间段表示为Hi，其中i=l，2，…，m，不同时间段内的单位电价不同。与所述第一种电价机制不同的是，如果某个时间段内的用电量超过该时间段内用电量的阈值，只有超出阈值的部分电量需要按照高电价来支付电费，而相应阈值内的电量仍按照低电价支付电费。对于时间段Hi,如果用％表示该时间段的低电价，h表示该时间段的高电价，Ci表示该时间段的阈值,Li表示该时间段内的用电量，那么时间段Hi的电费Pi (Li)按照以下规则计算:如果 Li ( CiJU Pi(Li)Zai!^ ;如果 LiSci,则 Pi(Li)=Bi=IiCdt^(L1-Ci)。
[0046]之所以称这两种电价机制为通用非平价电价机制是因为这两种电价机制涵盖了现有电价机制的通用模型。如果对任意两个时间段Hi和H」，a^a」，且bfbj，则这两种电价机制模型就蜕化为阶梯电价模型；如果对任意一个时间段HiAi=Iv则这两种电价机制模型就蜕化为实时电价模型。因此，阶梯电价和实时电价均是这两种电价机制模型的特例。
[0047]在本实施例中，智能电表根据通用非平价电价机制对一个用电周期的划分，将一个用电周期划分为至少两个时间段，所述时间段与所述通用非平价电价机制划分的时间段相同。
[0048]步骤102，获取用电器任务信息。[0049]在本实施例中，智能电表获取用户提供的用电器任务信息，所述用电器任务信息包括各个用电器任务的用电量，所述用电器任务信息还包括所述任务的所用时间及可调度信息，所述可调度信息表示该任务是否可以调度。对于用电器来说，冰箱、电灯等的任务一般被视为不可调度任务，洗衣机、烘干机、电池充电等的任务一般视为可调度任务，而且如果一个用电器任务所需的时间超过所述通用非平价电价机制的一个时间段的时间则视为不可调度任务。
[0050]步骤103，根据每个时间段的阈值和各个用电器任务的用电量，调度所述用电器任务。
[0051]在本实施例中，步骤103包括如下子步骤:
[0052]子步骤1031，将划分的所述至少两个时间段按照相应的低电价由小到大进行排序。
[0053]步骤101中将一个用电周期划分为至少两个时间段，根据每个所述时间段的低电价，对划分的所述至少两个时间段按照低电价由小到大进行排序，排序算法可以采用冒泡排序法、插入排序法或者其他排序算法。对所述时间段按照低电价由小到大排序是为了尽快将用电器任务安排在电价较低的时间段内，以减少总的用电量需支付的电费。
[0054]子步骤1032，初始化待调度的用电器任务的时间段的数量k=l。子步骤1033，在不超过阈值的情况下，调度用电器任务到前k个时间段中执行。在不超过前k个时间段中每个时间段的阈值的情况下，调度用电器任务到前k个时间段中执行，采用多重背包问题算法将用电器任务安排到所述前k个时间段中，所述多重背包问题算法的近似比为α，其中，每个用电器任务的用电量对应多重背包问题中物品的大小及物品的价值，每个时间段的剩余容量对应多重背包问题中包的大小。其中，所述每个时间段的剩余容量表示每个所述时间段的阈值与该时间段内的不可调度电量的差值。所述不可调度电量是指不可调度任务的用电量，比如电灯为不可调度任务，而电灯又必须需要在某个时间段使用，则电灯所使用的用电量就为该时间段的不可调度电量的一部分。近似比为α的多重背包问题算法可以通过但不仅限于以下方法实现:对于k个背包，采用近似比为ε的背包问题算法得到放入第一个背包的物品，然后用同样的背包问题算法计算剩余物品中要放入第二个背包的物品，以此类推，直到所有的背包都被计算过或者所有的物品都已放入背包，最后得到近似比
为a = 的多重背包问题算法。所述多重背包问题算法为现有技术，具体实现细节这
里不再赘述。
[0055]子步骤1034，判断是否已调度所有用电器任务及k是否小于时间段的总数量m，如果还有未调度的用电器任务且k〈m，则k=k+l，执行子步骤1033 ;如果还有未调度的用电器任务且k=m，则执行子步骤1035 ;如果所有用电器任务已被调度，则结束调度；
[0056]首先判断是否已调度所有的用电器任务及k是否小于时间段的总数量m，所述判断是否已调度所有的用电器任务可以直接判断所有的用电器任务是否已安排，也可以通过判断是否还有未安排的用电器任务进行判断；所述判断k是否小于时间段的总数量m，可以直接比较k与m的大小得到。如果还有未调度的用电器任务并且k〈m，则k+Ι重新赋值给k，即k=k+l，并执行子步骤1033;如果还有未安排的用电器任务且k=m，k=m说明所有的时间段均安排了用电器任务，则执行子步骤1035 ;如果已没有未安排的用电器任务，则结束调度。
[0057]子步骤1035，获取第一时间段，将所述未调度的用电器任务调度到所述第一时间段中，所述第一时间段内调度所述未调度的用电器任务所需额外支付的电费最少。
[0058]在所述第一种电价机制中，获取第一时间段，所述所有未调度的用电器任务安排到的所述第一时间段所需额外支付的电费为(b1-ajLi+biXx，其中，Li为第一时间段已使用的用电量，i为所述第一时间段的编号，i=l, 2，…m，m为时间段的总数量，a,为所述第一时间段的低电价，h为所述第一时间段的高电价，X为所有未安排的用电器任务的总用电量。由于所述第一种电价机制中，某个时间段的用电量未超过阈值的情况下按该时间段的低电价支付电费，用电量超过阈值时则用该时间段的高电价支付电费，因此，只要获取一个第一时间段，使所述所有未调度的用电器任务安排到的所述第一时间段所需额外支付的电费LfbiXx最少，将所述所有未安排的用电器任务安排到该时间段中即可实现支付的电费较少的目的。
`[0059]在所述第二种电价机制中，获取第一时间段，所述所有未调度的用电器任务安排到的所述第一时间段所需额外支付的电费为(Wp^Li)Iv其中，Li为第一时间段已使用的用电量，i为所述第一时间段的编号，i=l, 2,…m，m为时间段的总数量，Ci为所述第一时间段的阈值，匕为所述第一时间段的高电价，P为未调度的用电器任务的数量，j为所述未调度的用电器任务的编号，Wj为第j个未调度的用电器任务的用电量。由于在所述第二种电价机制中，只有超出某个时间段阈值的用电量才按高电价支付电费，因此，需要对每个未安排的用电器任务分别安排，也就是需要分别找出将每个未安排的用电器任务安排到的时间段所需额外支付的电费最少的时间段，找出将每个未安排的用电器任务安排到的时间段所需额外支付的电费最少的时间段，因此，需要获取一个第一时间段，使第j个用电器任务调度到该时间段中，该时间段所需额外支付的电费(^-Ci+L^bi最少，将所述第j个用电器任务调度到该时间段中即可实现支付的电费较少的目的。由于在子步骤1033中调度用电器任务时是以不超过阈值为前提的，而如果再将未安排的用电器任务I安排到该时间段中，则总的用电量将超过阈值，由于已安排在该时间段内的用电器任务已按低电价计算了相应的电费，则将所述未安排的用电器任务I安排到该时间段所需额外支付的电费为(^+Li)Iv调度完第j个未调度的用电器任务后，更新该第一时间段的已使用的用电量为Li=Li+^本实施例通过通用非平价电价机制对时间段的划分，将一个用电周期划分为多个时间段，并根据用电器任务信息调度所述用电器任务到相应的时间段中，有效地减少了所有的用电器任务产生的电费，并减少高峰时段的用电量，而且计算复杂度足够低，可以被部署在智能电表上。 [0060]图2示出了本发明的第二实施例。
[0061]图2是本发明第二实施例提供的一种用电器任务调度装置的示意图。如图2所示，本实施例所述的用电器任务调度装置包括:划分模块201、获取模块202和调度模块203。
[0062]其中，划分模块201用于根据通用非平价电价机制对一个用电周期的划分，将一个用电周期划分为至少两个时间段，每个所述时间段内均有相应的用电量的阈值及低电价和高电价获取用电器任务信息，所述用电器任务信息包括各个用电器任务的用电量。
[0063]在本实施例中，所述通用非平价电价机制包括两种:第一种电价机制和第二种电价机制:
[0064]所述第一种电价机制将一个用电周期H划分为多个时间段，假设所述时间段的数量为m，则第i个时间段表示为Hi，其中i=l，2，...，!!!，不同时间段内的单位电价不同。在每个时间段内，如果用电量未超过该时间段内的用电量的阈值，该时间段内所有的用电量都按照低电价来支付电费；如果用电量超过该时间段内的用电量的阈值，该时间段内所有的用电量都需要按照高电价来支付电费。对于时间段Hi,如果用％表示该时间段的低电价，匕表示该时间段的高电价，Ci表示该时间段的阈值,Li表示该时间段内的用电量，那么时间段Hi的电费Pi (Li)按照以下规则计算:如果Li≤CiJU Pi (Li) ZajLi ;如果LiSci,则Pi (Li) =I^Li。
[0065]所述第二种电价机制同样将一个用电周期H划分为多个时间段，假设所述时间段的数量为m，则第i个时间段表示为Hi，其中i=l，2，…，m，不同时间段内的单位电价不同。与所述第一种电价机制不同的是，如果某个时间段内的用电量超过该时间段内用电量的阈值，只有超出阈值的部分电量需要按照高电价来支付电费，而相应阈值内的电量仍按照低电价支付电费。对于时间段Hi,如果用％表示该时间段的低电价，h表示该时间段的高电价，Ci表示该时间段的阈值,Li表示该时间段内的用电量，那么时间段Hi的电费Pi (Li)按照以下规则计算:如果 Li ( CiJU Pi(Li)Zai*!^ ;如果 LiSci,则 Pi(Li)=Bi=IiCdt^(L1-Ci)。
[0066]之所以称这两种电价机制为通用非平价电价机制是因为这两种电价机制涵盖了现有电价机制的通用模型。如果对任意两个时间段Hi和H」，a^a」，且bfbj，则这两种电价机制模型就蜕化为阶梯电价模型；如果对任意一个时间段HiAi=Iv则这两种电价机制模型就蜕化为实时电价模型。因此，阶梯电价和实时电价均是这两种电价机制模型的特例。
[0067]在本实施例中，划分模块根据通用非平价电价机制对一个用电周期的划分，将一个用电周期划分为至少两个时间段，所述时间段与所述通用非平价电价机制划分的时间段相同。
[0068]获取模块202用于获取用电器任务信息，所述用电器任务信息包括各个用电器任务的用电量。
[0069]在本实施例中，接收模块获取用户提供的用电器任务信息，所述用电器任务信息包括各个用电器任务的用电量，所述用电器任务信息还包括所述任务的所用时间及可调度信息，所述可调度信息表示该任务是否可以调度。对于用电器来说，冰箱、电灯等的任务一般被视为不可调度任务，洗衣机、烘干机、电池充电等的任务一般视为可调度任务，而且如果一个用电器任务所需的时间超过所述通用非平价电价机制的一个时间段的时间则视为不可调度任务。
[0070]调度模块203用于根据所述划分模块划分得到的每个所述时间段的阈值和所述获取模块获取到的所述各个用电器任务的用电量，调度所述用电器任务。
[0071]在本实施例中，调度模块203包括如下子模块:
[0072]排序子模块，用于将划分的所述不同时间段按照所述相应的低电价由小到大进行排序。划分模块201将一个用电周期划分为至少两个时间段，根据每个所述时间段的低电价，对划分的所述至少两个时间段按照低电价由小到大进行排序，排序算法可以采用冒泡排序法、插入排序法或者其他排序算法。对所述时间段按照低电价由小到大排序是为了尽快将用电器任务安排在电价较低的时间段内，以减少总的用电量需支付的电费。
[0073]初始化子模块，用于初始化待调度的用电器任务的时间段的数量k=l。
[0074]第一调度子模块，用于在不超过阈值的情况下，调度待调度的用电器任务到前k个时间段中执行。在不超过前k个时间段中每个时间段的阈值的情况下，调度用电器任务到前k个时间段中执行，采用多重背包问题算法将用电器任务安排到所述前k个时间段中，所述多重背包问题算法的近似比为 α，其中，每个用电器任务的用电量对应多重背包问题中物品的大小及物品的价值，每个时间段的剩余容量对应多重背包问题中包的大小。其中，所述每个时间段的剩余容量表示每个所述时间段的阈值与该时间段内的不可调度电量的差值。所述不可调度电量是指不可调度任务的用电量，比如电灯为不可调度任务，而电灯又必须需要在某个时间段使用，则电灯所使用的用电量就为该时间段的不可调度电量的一部分。近似比为α的多重背包问题算法可以通过但不仅限于以下方法实现:对于k个背包，采用近似比为ε的背包问题算法得到放入第一个背包的物品，然后用同样的背包问题算法计算剩余物品中要放入第二个背包的物品，以此类推，直到所有的背包都被计算过或者
所有的物品都已放入背包，最后得到近似比为《 = 的多重背包问题算法。所述多重
2 + ε
背包问题算法为现有技术，具体实现细节这里不再赘述。
[0075]判断子模块，用于判断是否已调度所有用电器任务及k是否小于时间段的总数量m，如果还有未调度的用电器任务且k〈m，则k=k+l，调用第一调度子模块；如果还有未调度的用电器任务且k=m，则调用第二调度子模块；如果所有用电器任务已被调度，则结束调度。首先判断是否已调度所有的用电器任务及k是否小于时间段的总数量m，所述判断是否已调度所有的用电器任务可以直接判断所有的用电器任务是否已安排，也可以通过判断是否还有未安排的用电器任务进行判断；所述判断k是否小于时间段的总数量m，可以直接比较k与m的大小得到。如果还有未调度的用电器任务并且k〈m，则k+Ι重新赋值给k，即k=k+l，并调用第一调度子模块；如果还有未安排的用电器任务且k=m，k=m说明所有的时间段均安排了用电器任务，则调用第二调度子模块；如果已没有未安排的用电器任务，则结束调度。
[0076]第二调度子模块，用于获取第一时间段，将所述未调度的用电器任务调度到所述第一时间段中，所述第一时间段内调度所述未调度的用电器任务所需额外支付的电费最少。
[0077]在所述第一种电价机制中，获取第一时间段，所述所有未调度的用电器任务安排到的所述第一时间段所需额外支付的电费为(b1-ajLi+biXx，其中，Li为第一时间段已使用的用电量，i为所述第一时间段的编号，i=l, 2，…m，m为时间段的总数量，a,为所述第一时间段的低电价，h为所述第一时间段的高电价，X为所有未安排的用电器任务的总用电量。由于所述第一种电价机制中，某个时间段的用电量未超过阈值的情况下按该时间段的低电价支付电费，用电量超过阈值时则用该时间段的高电价支付电费，因此，只要获取一个第一时间段，使所述所有未调度的用电器任务安排到的所述第一时间段所需额外支付的电费LfbiXx最少，将所述所有未安排的用电器任务安排到该时间段中即可实现支付的电费较少的目的。
[0078]在所述第二种电价机制中，获取第一时间段，所述所有未调度的用电器任务安排到的所述第一时间段所需额外支付的电费为(Wp^Li)Iv其中，Li为第一时间段已使用的用电量，i为所述第一时间段的编号，i=l, 2，一num为时间段的总数量，Ci为所述第一时间段的阈值，匕为所述第一时间段的高电价，P为未调度的用电器任务的数量，j为所述未调度的用电器任务的编号，Wj为第j个未调度的用电器任务的用电量。由于在所述第二种电价机制中，只有超出某个时间段阈值的用电量才按高电价支付电费，因此，需要对每个未安排的用电器任务分别安排，也就是需要分别找出将每个未安排的用电器任务安排到的时间段所需额外支付的电费最少的时间段，找出将每个未安排的用电器任务安排到的时间段所需额外支付的电费最少的时间段，因 此，需要获取一个第一时间段，使第j个用电器任务调度到该时间段中，该时间段所需额外支付的电费(^-Ci+Ljbi最少，将所述第j个用电器任务调度到该时间段中即可实现支付的电费较少的目的。由于在第一调度子模块中调度用电器任务时是以不超过阈值为前提的，而如果再将未安排的用电器任务I安排到该时间段中，则总的用电量将超过阈值，由于已安排在该时间段内的用电器任务已按低电价计算了相应的电费，则将所述未安排的用电器任务I安排到该时间段所需额外支付的电费为(^+Li)Iv调度完第j个未调度的用电器任务后，更新该第一时间段的已使用的用电量为Li=Li+^
[0079]本实施例通过划分模块根据通用非平价电价机制对时间段的划分将一个用电周期划分为多个时间段，获取模块接收用电器任务信息，调度模块根据划分模块划分的时间段和接收模块接收到的用电器任务信息，调度所述用电器任务，有效地减少了所有的用电器任务产生的电费，并减少高峰时段的用电量，而且计算复杂度低，可以被部署在智能电表上。
[0080]注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
【权利要求】
1.一种用电器任务调度方法，其特征在于，所述方法包括: 根据通用非平价电价机制对一个用电周期的划分，将一个用电周期划分为至少两个时间段，每个所述时间段内均有相应的用电量的阈值及低电价和高电价； 获取用电器任务信息，所述用电器任务信息包括各个用电器任务的用电量； 根据每个所述时间段的阈值和所述各个用电器任务的用电量，调度所述用电器任务。
2.根据权利要求1所述的用电器任务调度方法，其特征在于，所述根据每个所述时间段的阈值和用电器任务的用电量，调度所述用电器任务包括: 51、将划分的所述至少两个时间段按照所述相应的低电价由小到大进行排序； 52、初始化待调度的用电器任务的时间段的数量k=l； 53、在不超过阈值的情况下，调度待调度的用电器任务到前k个时间段中执行； 54、判断是否已调度所有用电器任务及k是否小于时间段的总数量m，如果还有未调度的用电器任务且k〈m，则k=k+l，执行步骤S3 ;如果还有未调度的用电器任务且k=m，则执行步骤S5 ;如果所有用电器任务已被调度，则结束调度； 55、获取第一时间段，将所述未调度的用电器任务调度到所述第一时间段中，所述第一时间段内调度所述未调度的用电器任务所需额外支付的电费最少。
3.根据权利要求2所述的用电器任务调度方法，其特征在于，所述步骤S3中所述在不超过阈值的情况下，调度待调度的用电器任务到前k个时间段中执行包括: 在不超过阈值的情况下，采用多重背包问题算法调度待调度的用电器任务到前k个时间段中执行。
4.根据权利要求2所述的用电器任务调度方法，其特征在于，所述步骤S5中，所述所有未调度的用电器任务安排到的所述第一时间段所需额外支付的电费为(b1-ajLi+biXx，其中，Li为第一时间段已使用的用电量，i为所述第一时间段的编号，i=l, 2,…m, m为时间段的总数量，a,为所述第一时间段的低电价，h为所述第一时间段的高电价，X为所有未安排的用电器任务的总用电量。
5.根据权利要求2所述的用电器任务调度方法，其特征在于，所述步骤S5中，所述所有未调度的用电器任务安排到的所述第一时间段所需额外支付的电费为(wpCi+I^bi，其中，Li为第一时间段已使用的用电量，i为所述第一时间段的编号，i=l，2，…心!!!为时间段的总数量，Ci为所述第一时间段的阈值，bi为所述第一时间段的高电价，P为未调度的用电器任务的数量，j为所述未调度的用电器任务的编号，Wj为第j个未调度的用电器任务的用电量; 所述步骤S5还包括: 更新所述第一时间段的已使用的用电量。
6.一种用电器任务调度装置，其特征在于，所述装置包括: 划分模块，用于根据通用非平价电价机制对一个用电周期的划分，将一个用电周期划分为至少两个时间段，每个所述时间段内均有相应的用电量的阈值及低电价和高电价； 获取模块，用于获取用电器任务信息，所述用电器任务信息包括各个用电器任务的用电量; 调度模块，用于根据所述划分模块划分得到的每个所述时间段的阈值和所述获取模块获取到的所述各个用电器任务的用电量，调度所述用电器任务。
7.根据权利要求6所述的用电器任务调度装置，其特征在于，所述调度模块包括: 排序子模块，用于将划分的所述不同时间段按照所述相应的低电价由小到大进行排序; 初始化子模块，用于初始化待调度的用电器任务的时间段的数量k=l ； 第一调度子模块，用于在不超过阈值的情况下，调度待调度的用电器任务到前k个时间段中执行； 判断子模块，用于判断是否已调度所有用电器任务及k是否小于时间段的总数量m，如果还有未调度的用电器任务且k〈m，则k=k+l，调用所述第一调度子模块；如果还有未调度的用电器任务且k=m，则调用所述第二调度子模块；如果所有用电器任务已被调度，则结束调度； 第二调度子模块，用于获取第一时间段，将所述未调度的用电器任务调度到所述第一时间段中，所述第一时间段内调度所述未调度的用电器任务所需额外支付的电费最少。
8.根据权利要求7所述的用电器任务调度装置，其特征在于，所述第一调度模块用于在不超过阈值的情况下，采用多重背包问题算法调度待调度的用电器任务到前k个时间段中执行。
9.根据权利要求7所述的用电器任务调度装置，其特征在于，所述第二调度子模块中，所述所有未调度的用电器任务安排到的所述第一时间段所需额外支付的电费为(I^ai)LdbiXL其中，Li为第一时间段已使用的用电量，i为所述第一时间段的编号，i=l,2,…m，m为时间段的总数量，a,为所述第一时间段的低电价，h为所述第一时间段的高电价，X为所有未安排的用电器任务的总用电量。`
10.根据权利要求7所述的用电器任务调度装置，其特征在于，所述第二调度子模块中，所述所有未调度的用电器任务安排到的所述第一时间段所需额外支付的电费为(Wj-CJLi)Iv其中山为第一时间段已使用的用电量，i为所述第一时间段的编号，i=l，2，…m, m为时间段的总数量，Ci为所述第一时间段的阈值，匕为所述第一时间段的高电价，P为未调度的用电器任务的数量，j为所述未调度的用电器任务的编号，％为第j个未调度的用电器任务的用电量； 所述第二调度子模块还用于更新所述第一时间段的已使用的用电量。
【文档编号】G06Q50/06GK103489077SQ201310463564
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】李向阳, 毛续飞, 赵京, 刘云浩 申请人:无锡清华信息科学与技术国家实验室物联网技术中心