优化资源分配的方法
【专利摘要】本发明涉及优化在给定周期内对接收资源的至少一个实体的资源分配的方法，包括以下步骤：在给定分配周期内，评估可用总资源和对所述资源的请求；指定在所述分配周期内要实现的关于质量和/或成本的优化的目标；将分配周期划分为时隙的序列；限定在请求之间的优先级顺序；限定在时隙之间的优先级顺序；构造在指定的分配周期内作为可用资源的等级变化的函数的分配曲线；以及仅当定义的分配曲线允许满足全部请求时，才根据定义的优先级顺序授权可用资源的分配。
【专利说明】优化资源分配的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及在给定分配周期内对要提供给一个或多个实体的有限资源的管理和分配进行优化的领域。
[0002]本发明更具体地但不排他地适用于对诸如电动车辆和/或混合动力车辆的电能分配。
[0003]本发明还涉及包括用于实现根据本发明的方法的装置的设备、以及包括用于实现根据本发明的方法的指令的记录在介质上的计算机程序。
【背景技术】
[0004]用于为一个或多个实体分配资源的公知的现有技术的解决方案是基于:公知的“先来先服务”策略，其根据请求将全部可用资源都分配给请求该资源的第一实体；或者公知的“尽力服务”策略，即，根据每个实体的合同类型的多个优先级等级而分等级排列请求。
[0005]第一种方法的缺点在于:与随后的请求者相比，对第一个请求者更有利，而在第二种方法中，根据可用性的当前等级在全部实体之间共享资源，而没有与在分配周期期间所提供的资源的数量有关的任何保证。
[0006]这种类型的问题不仅会出现在对一台或多台机器进行电能分配的管理中，而且会出现在对计算机操作系统中的多个处理器之间的计算机资源共享的管理中，以及出现在电信系统中的多个发送器之间共享频带的过程中。在所有的这些应用中，每种情况都需要各自不同的特定计划。
[0007]本发明的一个目的是为了根据不同环境，提供以动态方式具有不同的约束条件的计划，以提供资源的最优分配。
[0008]更具体地，本发明的目的是为了提供这样的资源分配，其允许:由资源供应商指定的目标(例如，关于服务质量和/或服务成本)、在该资源的分配周期期间可用资源数量的变化、请求在资源分配周期期间的任何瞬间变化、以及专门针对接收该资源的每个实体的约束条件。
【发明内容】
[0009]通过一种对多个接收实体的资源的分配进行优化的方法来实现本发明的目的，所述多个接收实体在给定的分配周期内接收所述资源，所述方法包括评估在所述给定的分配周期内的可用的总资源和对所述资源的请求的步骤，该过程的特征在于，进一步包括以下步骤:
[0010]将所述分配周期划分为与单一的时隙对应的多个相等的时间段，在所述单一的时隙内，用于优化所述资源分配的约束条件相同；
[0011]分析在每个时隙内的所述资源的可用性、所述资源的等级变化、对所述资源的全局请求、以及该请求的变化；
[0012]定义在所述请求之间的优先级顺序；[0013]定义在所述时隙之间的优先级顺序；
[0014]构建在所述分配周期内作为可用资源的等级变化的函数的分配曲线；以及
[0015]如果定义的分配曲线允许满足所有的请求，则根据定义的优先级顺序，对所述可用资源的分配进行授权。
[0016]根据本发明的方法基于在与负责提供要分配的资源的系统相关联的管理单元和请求所述资源的实体之间的改进的通信。
[0017]该通信基于:评估阶段，其中，可以构建用于资源分配的时间计划；以及控制阶段，其中，可以基于时间计划控制该分配。通过管理单元来执行这两个阶段。
[0018]在评估阶段期间，控制单元分析资源的可用性、该资源在每个时隙内的等级变化、对该资源的全局请求、以及该请求在每个时隙内的变化。
[0019]基于该分析，控制单元建立用于分配的时间计划并且基于已经建立的时间计划返回关于分配的可行性的判定。如果请求可行并且被确认，则控制单元基于已经确定的时间计划开始提供该资源。否则，其提出替换方案，例如，根据新的时间计划，分配请求的资源。
[0020]当已经接收到一组对资源的请求时，系统根据已经确定的时间计划，为每个实体计算资源分配曲线。该计算允许主要约束条件(可用的总资源、在多个资源的情况下对每个资源的限制、时间可用性等)，并且能够被调节以一次优化一个目标，例如，尽可能快地完成资源分配、尽可能晚地开始分配、或者最小化成本。
[0021]根据本发明的另一个特征，将通过划分资源分配周期所获得的时隙定义为可用资源的电流强度和描述每个接收实体的要求的至少一个参数的函数。
[0022]优选地，根据本发明的方法包括以下步骤:如果被限定的分配曲线不能使请求被满足，则基于已经建立的时间计划，修改时隙之间的优先级顺序和/或已分配的资源的等级。
[0023]根据本发明的方法可以用于对至少一台电动车辆进行充电的电能分配进行优化、或者对在多个射频发送器之间进行优化，或者对在计算机系统中的多个微处理器之间共享计算资源进行优化。
[0024]当根据本发明的方法用于分配对一台或多台电动车辆进行充电的电能时，评估阶段包括分析每台车辆的能量请求；控制阶段包括计算用于每台车辆的能量分配曲线。该计算允许主要约束条件(可用的总资源、对每个分配终端和每个车辆的限制、时间可用性等)并且可以被调节以优化以下目标之一:尽可能快地完成车辆充电、尽可能晚地开始充电、或者最小化通过分配电能所产生的二氧化碳(C02)排放。
[0025]在该应用中，在给定分配周期内通过多个充电站对多台电动和/或混合动力车辆进行充电包括以下步骤:
[0026]在所述给定的分配周期内评估可用总资源和对所述资源的请求；
[0027]针对在所述给定的分配周期内要实现的最优质量和/或成本，指定目标；
[0028]将分配周期划分为时隙的序列；
[0029]定义在能量请求之间的优先级顺序；
[0030]定义在时隙之间的优先级顺序，以满足指定的优化目标；
[0031]构造在分配周期内作为可用能量的等级变化的能量分配曲线；以及
[0032]只有限定的分配曲线使所有的请求都被满足，才根据定义的优先级顺序，对可用资源进行授权。
[0033]应该注意，指定的优化目标可以包括选择用于每台车辆的最优充电持续时间和/或分配给每台车辆的能量的最小成本和/或通过分配的电能所产生的最小的二氧化碳排放。
[0034]在该应用中，通过以下参数来定义来自每台车辆的请求:
[0035]energy ToAllocate KWh,表示要分配的能量[以kWh为单位];
[0036]start Time Min,表示自此开始可以充电的时刻[以分钟为单位];
[0037]end Time Min,表示自此之后不能充电的时刻[以分钟为单位];
[0038]min Current A，表示为了对所述车辆进行充电而必须分配的最小电流[以A为单位];
[0039]max Current A,表示可以对所述车辆(8)进行充电的最大电流[以A为单位];
[0040]通过以下参数来限定可用电能和优化数据:
[0041]availablePowerKW,表示充电站(6)的可用总功率[以kW为单位]作为时间的函数的曲线；
[0042]energeticalCost,表示所述能量成本作为时间的函数的曲线；以及
[0043]C02Emissions,表示产生所述电能的等量C02排放的指标[以gC02eq/kWh为单位]作为时间的函数的曲线。
[0044]通过一种用于在给分配周期内对接收所述资源的多个接收实体分配的资源进行优化的设备来实现根据本发明的方法，所述设备包括:
[0045]一用于评估在所述给定周期内的可用总资源和对所述资源的请求的装置；
[0046]所述设备的特征在于，进一步包括:
[0047]一用于将所述分配周期划分为与单一的时隙对应的多个相等的时间段的装置，在所述单一的时隙内，用于优化所述资源的分配的约束条件相同；
[0048]一用于分析在每个时隙内的所述资源的可用性、所述资源的等级变化、所述资源的全局请求、以及该请求的变化的装置；
[0049]一用于定义在所述请求之间的优先级顺序的装置；
[0050]一用于定义在所述多个时隙之间的优先级顺序的装置，用以满足指定的优化目标；
[0051]一用于构建在指定的分配周期内作为所述资源的等级变化的函数的所述资源的分配曲线的装置；以及
[0052]一用于只有定义的分配曲线使所有的请求都被满足才根据定义的优先级顺序对所述可用资源的分配进行授权的装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0053]通过结合附图以非限定性示例的方式所提供的以下描述，本发明的其他特征和优点将变得更加明显，其中:
[0054]图1是根据本发明的用于利用多个充电终端以优化方式为多台电动和/或混合动力车辆分配电能的方法的应用示例的示意图；
[0055]图2是在图1的应用中的充电管理系统的一般架构的示意图；[0056]图3是示出在图1的应用中的方法的步骤的流程图；
[0057]图4和图5示出了方法在图1的情况下的应用期间，充电持续时间段内的能量成本的变化和离散化的该充电持续时间的示例；
[0058]图6是示出在图4和图5中所示的应用中能量分配曲线的结构的流程图；
[0059]图7是示出根据图6为每个时间段(time section)分配资源的步骤的流程图；以及
[0060]图8至图11示出了使用根据本发明的方法的分配曲线(profile)的结构的完整示例。
【具体实施方式】
[0061]参照附图提供以下描述，图1以示意图的方式示出了用于为电动和/或混合动力车辆提供电能的系统，例如，该系统包括电能源2，该电能源通过管理单元4连接至6个充电终端6，每个充电终端均具有22kW的额定功率。如果该系统的操作者希望始终以全功率对车辆8进行充电，则他必须获得6X22=132kW的合同。或许仅偶尔达到该最大功率。需要的峰值对于操作者来说表示额外成本，并且对于电能生产者来说可能也是有问题的，该电能生产者需要投资补充生成设备以吸收临时峰值。如果获得的合同是较低功能等级，则这些需要的峰值会足以使装置停机，从而所有的充电终端不可用。
[0062]因此，期望满足车辆8的充电要求/请求以及操作的限制条件和目标。
[0063]为了这种目的，根据本发明的解决方法基于两个阶段，S卩，初步分析阶段和随后的控制充电功率的阶段。
[0064]分析阶段包括将充电要求通知管理单元4，该管理单元考虑可用的总能量、成本约束条件、以及专门针对每台车辆的约束条件，评估这些要求。
[0065]如果请求可行并且被确认，则管理单元4开始为车辆8分配能量；否则，管理单元提供替换方案，诸如，分配请求的能量但是延长充电持续时间、或者通过分配较小数量的能量来保持充电持续时间。
[0066]控制充电功率的阶段包括:当接收到一组充电请求并且管理单元4开始满足这些请求时，计算用于要被充电的每台车辆的资源分配曲线。
[0067]该计算允许主要约束条件(可用总功率、对每个终端和车辆的限制、时间可用性等)并且被调节，以便例如对选自以下目标中的单个目标进行优化:尽可能快地完成充电、尽可能晚地开始充电、最小化成本、或者二氧化碳(CO2)痕迹(footprint)。
[0068]分配曲线可以被表示为作为时间的函数的强度的幅值，S卩，作为时间的函数的功率(kW)或者作为时间的函数的电流强度(A)。
[0069]图2是在图1的应用中的充电管理系统的一般结构的示意图。该结构包括:网关层10，用于应用管理、解释和通信的目的，提供与外部参与者(充电站操作者、车辆用户以及车辆)的界面；以及中央核心12，用于构造资源分配方案并且经由操作者MMI15与充电站操作者14、经由用户MMI17与车辆8的用户16、以及经由充电终端6与车辆8进行通信。
[0070]可以以具有以下参数的Tasks (任务)对象的形式来表示一组充电请求:
[0071]energyToAl1cateKffh:要被分配的能量[以kWh为单位];
[0072]StartTimeMin:自此开始可以充电的时刻[以分钟为单位];[0073]endTimeMin:自此之后不能充电的时刻[以分钟为单位];
[0074]minCurrentA:为了对车辆进行充电而必须分配的最小电流[以A为单位](充电器激活阈值);
[0075]maxCurrentA:可以对车辆进行充电的最大电流强度[以A为单位](充电终端、充电电缆或者车辆充电器的极限值)。
[0076]应该注意，为待充电的每台车辆定义这些参数中的每个参数。
[0077]另一方面，可用功率和优化数据表示如下:
[0078]availablePowerKW:充电站的可用总功率[以kW为单位]作为时间的函数的曲线。在每一时刻，为每次充电所分配的所有的功率之和不能大于该可用曲线；
[0079]energeticalCostEur:能量成本[以每千瓦小时欧元(EUR/kWh)为单位]作为时间的函数的曲线；
[0080]C02Emissions:由电生成的等价的CO2排放[以gC02eq/kWh为单位]作为时间的函数的曲线。
[0081]在下文中，如下使用关于这些变量中的每个变量的指标:“i”标示对给定车辆充电的终端；以及“j”标示根据执行的时间的离散化所考虑的时间段。
[0082]这里给出的变量名和单位选择是作为例示。
[0083]基于该定义，问题的解决方案包括:
[0084]一评估其可行性；该阶段包括验证是否可能定义允许待分配的请求能量服从定义的约束条件(对曲线的约束条件、对可用资源的约束条件、时间约束条件)的一组资源分配曲线。
[0085]一定义最优分配曲线allocationCurrentA (分配的电流[以A为单位]、对于连接至要充电的车辆的每个终端1、以及对于每个时间段j)。
[0086]图3示出了在图1的示例性实施例的情况下，根据本发明的方法的主要步骤。
[0087]在分析阶段中，管理单元4接收(步骤20)问题数据，换句话说，定义的优化目标(尽可能早地结束充电、尽可能晚地开始充电、成本最小化以及碳痕迹最小化)、要满足这些目标的约束条件、可用总能量以及其成本等。
[0088]在步骤22中，定义问题的时域，换句话说，对车辆8进行充电的可用的总时间间隔，并且将该持续时间划分为与其中约束条件相同的单一的时隙相对应的相等时间段。因此，以要处理的时间段的数量限于确实必要的数量的方式来执行该划分。在这里所述的示例性实施例中，通过开始时刻、持续时间、可用功率、每消耗kWh的价格、以及可以请求的终端的编号(指标)来限定每个时间段(section)。
[0089]在步骤24中，在不同充电请求者之间定义优先级规则。
[0090]在步骤26中，对于每个充电请求者定义已定义的时间段的处理顺序，以及在步骤28中，对于每个请求构建充电曲线。在图6中详细描述该步骤。
[0091]在步骤30中，管理单元4作出关于优化充电可行还是不可行的判定。
[0092]图4是在给定时间段内能量成本的变化作为时间的函数的示例的示意图。
[0093]在该示例中，考虑以下条件:
[0094]时间范围=[30，240](以分钟为单位)
[0095]在终端I处的充电请求，可用性间隔[30，240][0096]在终端2处的充电请求，可用性间隔[60，180]
[0097]在H期间恒定的可用功率；
[0098]能量成本:通过图4的曲线给出。
[0099]时域的离散化导致图5，其中，限定5个时间段①至⑤。
[0100]根据图3的流程图的步骤24，建立用于处理不同车辆的充电请求的优先级顺序。可以将该类型的处理顺序限定为多个等级。在离开该步骤时，通过以优先级顺序分类的请求的指标来获得被称为taskPriorityOrder的矢量。作为例示，考虑以下示例:
[0101]在终端I处的请求:
[0102]优先级=1
[0103]StartTimeMin=IO
[0104]endTimeMin=180
[0105]在终端2处的请求:
[0106]优先级=1
[0107]startT imeMin=20
[0108]endTimeMin=100
[0109]在终端3处的请求:
[0110]优先级=2
[0111]startTimeMin=15
[0112]endTimeMin=120
[0113]在终端4处的请求:
[0114]优先级=2
[0115]StartTimeMin=IO
[0116]endTimeMin=120
[0117]将优先级规则定义如下:
[0118]第I分类等级:递增顺序的优先等级(具有低优先等级的请求优先)
[0119]第2分类等级:递增顺序的endTimeMin (要较快终止的请求优先)
[0120]第3分类等级:递增顺序的StartTimeMin (可以较晚开始的请求优先)
[0121]这些分类规则返回矢量taskPriorityOrder= [2; I; 3; 4]。
[0122]然后，对于每个充电请求，可以使用图3的流程图的步骤26定义有关时间段的处理顺序。该顺序可以用于如下调节已选择的优化:
[0123]例如，如果期望资源分配尽可能早地结束，则通过从最早开始的一个时间段开始并且按照时间顺序进行来处理时间段。
[0124]如果期望提供“准时制”(“just in time”)资源分配(其中，尽可能晚地完成每次分配)，则通过从尽可能晚地完成的一个时间段开始并且按照逆时间顺序进行来处理时间段。
[0125]如果要使能量成本最小化，则将处理优先级提供给能量成本最低的时间段:因此，通过以递增的能量成本的顺序划分时间段来获得处理顺序。
[0126]如果要使碳痕迹最小化，则优先处理具有生成的电能的相等CO2排放的最低指标的时间段:因此，通过以该指标的递增顺序划分时间段来获得处理顺序。[0127]可以通过将特定系数分配给每个时间段并且通过对这些系数执行递增分类或递减分类来提供其他优化。该方法使得能够实现全局优化目标(对所有请求使用相同规则)或者为每个请求提供特定优化。
[0128]在该步骤结束时，获得timeSectionFillingOrder矩阵,其中，每列对应于请求，并且在行中输入根据定义的顺序要处理的时间段的指标。
[0129]因此，通过这些约束条件，在终端I处进行请求的情况下，如果要求资源分配尽可能晚地结束，则获得以下矢量:
[0130]timeSectionFillingOrder(:, I) = [1;2;3;4;5]
[0131]如果要提供“准时制”资源分配，则获得以下矢量:
[0132]timeSectionFillingOrder(:, I) = [5;4;3;2;I]
[0133]如果要使能量成本最小化，则获得以下矢量:
[0134]timeSectionFillingOrder(:, I) = [3;4;I;2;5]，
[0135]对于具有相同能量成本的时间段，执行通过递增的时间段指标的分类。
[0136]图6示出了用于构建资源分配曲线的步骤26的操作的具体细节。
[0137]在步骤40中，在给定时刻处理完请求以后,在矢量taskPriorityOrder中考虑接下来的请求，然后，在矢量timeSectionFillingOrder中考虑接下来的时间段,并且通过参照图7详细描述的过程来分配资源。
[0138]在步骤46中，检查分配的能量是否大于请求的能量。
[0139]如果分配的能量小于请求的能量，则检查(步骤48)正处理的时间段是否是最后一个时间段。如果该时间段不是最后一个时间段，则过程从步骤42继续。然而，如果该时间段是最后一个时间段，则检查(步骤50)正处理的请求是否为最后一个请求。
[0140]如果正处理的请求不是最后一个请求，则程序从步骤40继续。
[0141]如果正处理的请求是最后一个请求，则管理单元4生成用于每个请求的分配曲线al1cationCurrent A。
[0142]如果在步骤46中，发现分配的能量大于或等于请求能量，则程序从步骤50开始。
[0143]在步骤54中，管理单元4检查分配的能量是否大于或等于请求能量。
[0144]如果分配的能量大于或等于请求能量，则管理单元根据定义的分配曲线生成(步骤56)优化充电的可行性的肯定判定。
[0145]如果不然，则管理单元4根据定义的分配曲线生成(步骤58)优化充电的可行性的否定判定。
[0146]图7示出了用于在每个时间段内提供能量分配的图6的步骤的操作的具体细节。
[0147]按照在taskPriorityOrder中定义的顺序逐一处理请求。对于每个请求,根据在timeSectionFillingOrder中定义的顺序,在每个时间段上进行资源分配,直到充分地分配请求的能量。
[0148]图7的流程图包括3个主要功能区。
[0149]具有区域A，其中，过程考虑可以通过还没有进行处理的充电任务而进行的资源请求。这里，目的是为了如果可能的话，尝试保持资源备用，以用于这些未来的请求。如果发现可用资源不足以满足(最小)未来请求，则一切可用资源都分配给正在处理的任务。
[0150]存在区域B,其中，对于正在处理的任务,根据约束条件maxCurrentA来限定分配电流。
[0151]存在区域C，其中，当在正在处理的时间段内分配电流时，检查分配给任务的总能量是否大于最初请求的能量。如果是这样，则保留电流分配值并且将时间段减小至确实必要的时间段。
[0152]应该注意，处理这种情况的替换方法可以是保持时间段不变，而将分配的电流减小至确实必要的电流。
[0153]因此，在步骤60中，对于给定时间段j，管理单元4在该时间段内计算可用电流avai IableCurrentAJ。
[0154]在步骤62中，将可用电流avaiIableCurrentAJ与minCurrentA_i进行比较，minCurrentA_i表示为了允许车辆在终端i处进行充电而必须分配的最小电流。该值对应于充电器触发阈值。
[0155]如果avaiIableCurrentAJ 大于 minCurrentA_i,则执行区域 A 的步骤。
[0156]如果availableCurrentA_j 小于 minCurrentA_i,则分配电流allocationCurrentA_ij取零值(步骤90)并且终端i在时间段j内的分配过程终止。
[0157]在区域A中，在步骤64中，管理单元4检查资源是否足够用于分配可以通过另一充电任务而请求的最低的最小电流。
[0158]如果资源不足以分配通过另一充电任务而请求的该最低的最小电流，则在步骤65中，可用电流availableCurrentA_j完全通过终端i进行分配。
[0159]如果资源足以分配通过另一充电任务而请求的该最低的最小电流，则在步骤66中，管理单元4检查在时间段j内资源是否足以向所有的请求分配最小电流。
[0160]如果资源不足以向所有的请求分配最小电流，则在步骤67中，管理单元4通过终端i分配电流minCurrentA_i。
[0161]如果资源足以向所有的请求分配最小电流,贝U管理单元4计算compAllocationA_ij，其表示在公平分享配置中减去所有的最小电流之后可以分配的补充电流，并且分配(步骤 70)电流 minCurrentA_i+compAllocationA_i j ο
[0162]资源分配过程从区域B和区域C的步骤继续。
[0163]在步骤80 中，将分配的电流 allocationCurrentA_i j 与 maxCurrentA_i 进行比较，maxCurrentA_i表示车辆可以通过终端进行充电的最大值:例如，该值可以是充电终端
1、充电电缆、或者车辆充电器的极限值。
[0164]如果allocationCurrentA_ij 大于 maxCurrentA_i，贝丨J 分配的电流限于maxCurrentA_i (步骤 82)。
[0165]如果allocationCurrentA_i j小于或等于maxCurrentA_i,则该方法通过区域C的
步骤继续。
[0166]在步骤84中，将分配的能量与请求的能量进行比较。
[0167]如果分配的能量大于请求的能量，则保留计算的分配电流值(步骤86)，但是将时间段减小至确实必要的时间段。这要求将该时间段划分为两个部分以及时域的新的离散化。至此终端i的分配过程结束。
[0168]如果分配能量小于或等于可用能量，则终端i在时间段j中的资源分配终止。
[0169]将在图8至图11所示的示例性应用中例示图6和图7描述的过程。[0170]考虑在终端I和2处的以下请求:
[0171]终端1:
[0172]energyToAl locateKWh_l: 14.4kWh
[0173]startTimeMin—1:30min
[0174]endTimeMin—1:240min
[0175]minCurrentA—1: 6A
[0176]maxCurrentA—1:32A
[0177]终端2:
[0178]energyToAl locateKWh_l: 4.32kWh
[0179]startT imeMin—1:60min
[0180]endT imeMin—1:180min[0181 ] minCurrentA—1: 6A
[0182]maxCurrentA—1:32A
[0183]以三相模式进行充电并且在整个充电站上的相中性点电压为恒值PNVoltage=240Vo
[0184]充电站的可用功率在讨论的全部时域内恒定，处于availablePowerKW=8.64kW(对应于12A的电流)。
[0185]假设与先前在示例(图4)中所述的能量成本相同的能量成本。
[0186]因此，使用与之前相同的时间离散化。
[0187]图8示出了该时间离散化的结果。
[0188]对于任务处理顺序，应用以下规则:
[0189]第I分类等级:递增顺序的结束时间endTimeMin (较快终止的请求优先)
[0190]第2分类等级:递增顺序的开始时间StartTimeMin (可以稍晚开始的请求优先)
[0191]第3分类等级:不存在第3等级
[0192]因此,我们获得任务优先级顺序taskPriorityOrder= [2; I]
[0193]要使用的策略是最小化能量成本。因此，我们获得处理时间段的以下顺序:
[0194]请求1:时间段填充顺序 timeSectionFillingOrder (:, 1) = [3;4; I; 2; 5]
[0195]请求2:时间段填充顺序 timeSectionFillingOrder (:，2) = [3; 2]
[0196]因此，服从以下约束条件，使用图6的曲线构建流程图。
[0197]要处理的第一个任务是第2号并且我们从时间段3开始:我们从图7所示的分配过程开始。
[0198]—至此还没有执行分配；因此,可用电流availableCurrentA_3=12A。
[0199]—该可用电流大于minCurrentA_2=6A,因此,我们进入区域A。可以在时间段3中处理的仅有的其他请求是请求I,对于其minCurrentA_l=6A。因此,可用电流在该时间段内足以为所有任务提供最小分配；然而，在该分配以后，在该时间段内不存在更多可用资源，因此，我们计算补充分配compAllocationA_23=0A,获得:
[0200]allocationCurrentA_2, 3=minCurrentA_2+compAllocationA_2, 3=6A
[0201]— allocationCurrentA_2, 3 小于最大电流 maxCurrentA_2,因此,我们移动至区域B，而没有修改。[0202]一然后，我们进入区域C。时间段3的持续时间为90分钟。因此，在该整个周期内通过分配电流allocationCurrentA_2, 3=6A所分配的能量为:
[0203]6A*240V*3*90min=388, 800W min=6.48kffh
[0204]该能量大于请求的量，请求的量为4.32kWh。因此，将该时间段减小至确实必要的时间段，换句话说，60分钟的持续时间(6A*240V*3*60min=259, 200W min=4.32kWh)。插入从150分钟开始并具有30分钟的持续时间的新时间段。
[0205]然后，分配曲线具有图9所示的等级。
[0206]要处理的第二个任务是第I号，并且我们从时间段3开始。该时间段仅划分为两个部分:通过指标3a来标示的从90分钟开始并具有60分钟的持续时间的第一部分；以及通过指标3b来标示的从150分钟开始并具有30分钟的持续时间的第二部分。
[0207]在时间段3a中，将图7所示的分配过程应用于终端I。在该步骤结束时，分配的能量小于请求的能量，并且仍存在对于请求I未完成的一些时间段。根据图6的步骤46和48，分配过程在时间段3b内继续。
[0208]在该步骤结束时，仍没有完成用于请求I的总能量分配。在图10中示出了在该中间点处的分配曲线。
[0209]我们在对于请求I要考虑的剩余的时间段内继续实施图6和图7所示的过程。
[0210]在图11中示出了最终分配曲线。
【权利要求】
1.一种对多个接收实体(8)的资源分配进行优化的方法，所述多个接收实体在给定的分配周期内接收所述资源，所述方法包括评估在所述给定的分配周期内的可用的总资源和对所述资源的请求的步骤，该过程的特征在于，进一步包括以下步骤: 一将所述分配周期划分为与单一的时隙对应的多个相等的时间段，在所述单一的时隙内，用于优化所述资源的分配的约束条件相同； 一分析在每个时隙内的所述资源的可用性、所述资源的等级变化、对所述资源的全局请求、以及该请求的变化； 一定义(24)在所述请求之间的优先级顺序； 一定义(26)在所述时隙之间的优先级顺序； 一构建(28)在所述分配周期内作为可用资源的等级变化的函数的分配曲线；以及一如果被限定的分配曲线允许满足全部请求，则根据已定义的优先级顺序，对所述可用资源的分配进行授权(30)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述时隙定义为所述可用资源的电流电平和描述每个接收实体(8)的要求的至少一个参数的函数。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括步骤:其中如果所述定义的分配曲线不允许满足所述请求，则修改所述时隙之间的优先级顺序和/或分配的资源的等级。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述分配的资源为电能并且所述接收实体(8)为至少一台电动车辆。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述分配的资源为频带并且所述接收实体(8)为至少一个射频发送器。
6.根据权利要求3所述的方法，其中，所述分配的资源为计算能力并且所述接收实体(8)为至少一个微处理器。
7.一种根据权利要求1至4所述的方法的应用，用于在给定的分配周期内通过多个充电站(6 )对多台电动和/或混合动力车辆(8 )进行充电。
8.根据权利要求7所述的应用，其中，指定的优化目标包括选择用于每台所述车辆的最优充电持续时间和/或分配给每台车辆的能量的最小成本和/或通过分配的电能所产生的最小的二氧化碳排放。
9.根据权利要求8所述的应用，其中，通过以下参数来定义来自每台车辆(8)的请求: energyToAllocateKWh,表示要分配的能量[以kWh为单位]; StartTimeMin,表示自此开始能够充电的时刻[以分钟为单位]; endTimeMin，表示自此之后不能够充电的时刻[以分钟为单位]; minCurrentA,表示为了对所述车辆进行充电而必须分配的最小电流[以A为单位]; maxCurrentA,表示能够对所述车辆(8)进行充电的最大电流[以A为单位]; 以及其中，通过以下参数来定义可用电能和优化数据: availablePowerKW,表示作为时间的函数的充电站(6)的可用总功率[以kW为单位]的曲线； energeticalCost,表示能量成本作为时间的函数的曲线；以及 C02Emissions，表示作为时间的函数的产生的电能的等量C02排放的指标[以gC02eq/kWh为单位]的曲线。
10.一种用于在给分配周期内优化对接收资源的多个接收实体(8)的资源的分配的设备，所述设备包括: 一用于评估在所述给定周期内的可用总资源和对所述资源的请求的装置， 所述设备的特征在于，进一步包括: 用于将所述分配周期划分为与单一的时隙对应的多个相等的时间段的装置(22)，在所述单一的时隙内，用于优化所述资源的分配的约束条件相同； 用于分析在每个时隙内的所述资源的可用性、所述资源的等级变化、所述资源的全局请求、以及该请求的变化的装置； 用于限定在所述请求之间的优先级顺序的装置； 用于限定在所述多个时隙之间的优先级顺序的装置，用以满足指定的优化目标； 用于构建在指定的分配周期内作为所述资源的等级变化的函数的所述资源的分配曲线的装置；以及 用于仅当定义的分配曲线允许满足全部请求时才根据已定义的优先级顺序授权所述可用资源的分配的装置。
11.根据权利要求10所述的设备，进一步包括:用于如果所述定义的分配曲线不允许满足所述实体的请求则修改在所述时隙之间的优先级顺序和/或在每个时隙内所分配的能量等级的装置。
12.根据权利要求11所述的设备，其中，所述被分配的资源是电能，并且其中，所述接收实体(8)是至少一台电动车辆的至少一个充电电池。
13.根据权利要求10所述的设备，其中，所述被分配的资源是频带，并且其中，所述接收实体(8)是至少一个射频发送器。
14.根据权利要求10所述的设备，其中，所述被分配的资源是计算能力，并且其中，所述接收实体(8)是至少一个微处理器。
15.根据权利要求9至11中的任一项所述的设备，其中，通过连接至电能源(6)的中央管理单元(4 )来控制所述充电站。
16.一种被记录在记录介质上并且包括当在计算机上运行时执行根据权利要求1至8中的任一项所述的方法的步骤的指令的计算机程序。
【文档编号】H02J7/00GK103457311SQ201310206624
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年5月29日 优先权日:2012年5月29日
【发明者】A.钱萨范格 申请人:施耐德电器工业公司