本發(fā)明涉及新能源交通基礎(chǔ)設(shè)施，具體涉及一種汽車充電站交直流配電臺區(qū)運(yùn)行優(yōu)化方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著新能源汽車的普及，汽車充電站的配電系統(tǒng)成為能源轉(zhuǎn)型和城市可持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，其運(yùn)行優(yōu)化直接關(guān)系到充電服務(wù)的可靠性與效率。然而，當(dāng)前配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與運(yùn)行仍面臨諸多不足，尤其是在故障應(yīng)對與系統(tǒng)穩(wěn)定性方面。

2、現(xiàn)有的配電優(yōu)化方法大多依賴靜態(tài)配置或單一控制策略，當(dāng)關(guān)鍵設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)往往無法快速切換至備用路徑，導(dǎo)致充電服務(wù)中斷。此外，中央控制系統(tǒng)的單點(diǎn)故障風(fēng)險(xiǎn)普遍存在，一旦核心節(jié)點(diǎn)失效，整個(gè)充電站可能陷入癱瘓。這些局限性使得配電系統(tǒng)在面對突發(fā)故障或外部干擾時(shí)，難以維持服務(wù)的連續(xù)性與穩(wěn)定性。在這一領(lǐng)域，核心挑戰(zhàn)集中在如何確保配電系統(tǒng)的故障自適應(yīng)能力與控制架構(gòu)的魯棒性。具體而言，配電設(shè)備故障時(shí)，系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)感知并切換至備用路徑，以維持充電服務(wù)的連續(xù)性；同時(shí)，中央控制系統(tǒng)的單一依賴性增加了整站癱瘓的風(fēng)險(xiǎn)，亟需分布式或冗余機(jī)制來提升抗干擾能力。此外，故障恢復(fù)速度的提升也面臨技術(shù)瓶頸，需在復(fù)雜動(dòng)態(tài)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)與資源重分配。這些技術(shù)因素未被有效解決，導(dǎo)致充電站在高負(fù)載或異常場景下難以穩(wěn)定運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種汽車充電站交直流配電臺區(qū)運(yùn)行優(yōu)化方法及系統(tǒng)，在配電設(shè)備故障時(shí)實(shí)現(xiàn)備用路徑的自動(dòng)啟用，同時(shí)通過優(yōu)化控制架構(gòu)避免中央控制系統(tǒng)單點(diǎn)故障，從而提高系統(tǒng)的抗干擾能力和故障恢復(fù)速度。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種汽車充電站交直流配電臺區(qū)運(yùn)行優(yōu)化方法，包括：

3、通過傳感器網(wǎng)絡(luò)采集配電設(shè)備的電壓、電流、溫度數(shù)據(jù)，若電壓超過預(yù)設(shè)閾值或電流超出路徑負(fù)載容量或溫度高于安全范圍，則判斷為設(shè)備故障，得到故障設(shè)備標(biāo)識與故障類型；

4、生成包含節(jié)點(diǎn)存儲容量與控制指令集的全局運(yùn)行參數(shù)，通過廣播機(jī)制同步至所有分布式控制器，得到一致性的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)；

5、通過實(shí)時(shí)監(jiān)控一致性的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，獲取路徑冗余度與切換響應(yīng)時(shí)間數(shù)據(jù)，分析恢復(fù)速度與節(jié)點(diǎn)連接性，若切換響應(yīng)時(shí)間超過預(yù)設(shè)閾值，則通過調(diào)整路徑長度優(yōu)化資源分配，得到優(yōu)化的配電網(wǎng)絡(luò)配置；

6、從優(yōu)化的配電網(wǎng)絡(luò)配置中提取高負(fù)載場景下的路徑負(fù)載容量與傳輸效率，生成包含節(jié)點(diǎn)可用性與通信延遲的抗干擾能力評估報(bào)告，確定異常場景下的穩(wěn)定運(yùn)行能力；

7、根據(jù)抗干擾能力評估報(bào)告，基于重構(gòu)路徑圖中的節(jié)點(diǎn)權(quán)值變化，動(dòng)態(tài)更新路徑優(yōu)先級與控制策略數(shù)據(jù)庫中的控制指令集，生成新的備用路徑集合與節(jié)點(diǎn)計(jì)算能力的冗余機(jī)制配置，得到迭代后的系統(tǒng)狀態(tài)。

8、優(yōu)選的，所述生成包含節(jié)點(diǎn)存儲容量與控制指令集的全局運(yùn)行參數(shù)的具體步驟包括基于圖搜索算法構(gòu)建包含節(jié)點(diǎn)連接關(guān)系與路徑狀態(tài)參數(shù)的加權(quán)圖模型，根據(jù)故障設(shè)備標(biāo)識動(dòng)態(tài)查找與該故障設(shè)備連接的路徑節(jié)點(diǎn)，利用最短路徑搜索算法獲取若干條可行路徑，計(jì)算每條路徑的路徑負(fù)載容量與傳輸效率，結(jié)合路徑長度與開關(guān)設(shè)備數(shù)量，確定路徑優(yōu)先級最高的備用路徑。

9、優(yōu)選的，所述生成包含節(jié)點(diǎn)存儲容量與控制指令集的全局運(yùn)行參數(shù)的具體步驟還包括，針對路徑優(yōu)先級最高的備用路徑，生成包含開關(guān)設(shè)備數(shù)量的路徑切換指令，通過分布式控制器向相關(guān)開關(guān)設(shè)備發(fā)送指令，完成路徑切換，得到新的配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)。

10、優(yōu)選的，所述生成包含節(jié)點(diǎn)存儲容量與控制指令集的全局運(yùn)行參數(shù)的具體步驟還包括，基于當(dāng)前配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)構(gòu)建節(jié)點(diǎn)與路徑組成的容量約束圖模型，獲取各節(jié)點(diǎn)負(fù)載分布數(shù)據(jù)并分析其功率需求，若存在路徑負(fù)載超過容量限制的情況，則構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)最小的負(fù)載調(diào)度線性優(yōu)化模型，或采用最小成本最大流算法進(jìn)行路徑重分配，確定節(jié)點(diǎn)間最優(yōu)功率轉(zhuǎn)移關(guān)系。

11、優(yōu)選的，所述生成包含節(jié)點(diǎn)存儲容量與控制指令集的全局運(yùn)行參數(shù)的具體步驟還包括，通過分布式控制架構(gòu)獲取各控制節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)，分析節(jié)點(diǎn)計(jì)算能力與通信延遲，若故障檢測周期內(nèi)某節(jié)點(diǎn)無響應(yīng)，則判斷為節(jié)點(diǎn)失效，得到失效節(jié)點(diǎn)標(biāo)識。

12、優(yōu)選的，所述生成包含節(jié)點(diǎn)存儲容量與控制指令集的全局運(yùn)行參數(shù)的具體步驟還包括，根據(jù)失效節(jié)點(diǎn)標(biāo)識，從冗余機(jī)制中選擇節(jié)點(diǎn)可用性最高的備用控制節(jié)點(diǎn)，結(jié)合數(shù)據(jù)同步頻率與任務(wù)遷移時(shí)間，完成控制任務(wù)遷移，得到更新后的控制網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，根據(jù)更新后的控制網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，生成包含節(jié)點(diǎn)存儲容量與控制指令集的全局運(yùn)行參數(shù)。

13、優(yōu)選的，所述控制指令集包括節(jié)點(diǎn)啟停命令、路徑切換指令、能量轉(zhuǎn)移調(diào)度參數(shù)和通信協(xié)調(diào)信號。

14、優(yōu)選的，所述廣播機(jī)制采用基于環(huán)狀鏈路的多播協(xié)議，以降低傳輸延遲并提高狀態(tài)同步穩(wěn)定性。

15、優(yōu)選的，所述設(shè)備故障的判斷還包括參考?xì)v史運(yùn)行數(shù)據(jù)中的波動(dòng)頻次與持續(xù)時(shí)間，對臨界狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)趨勢分析。

16、一種汽車充電站交直流配電臺區(qū)運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)所述的汽車充電站交直流配電臺區(qū)運(yùn)行優(yōu)化方法的步驟，所述系統(tǒng)包括：

17、傳感器網(wǎng)絡(luò)模塊，用于采集配電設(shè)備的電壓、電流和溫度數(shù)據(jù)，并在電壓超過預(yù)設(shè)閾值、電流超出路徑負(fù)載容量或溫度高于安全范圍時(shí)，判斷為設(shè)備故障，生成故障設(shè)備標(biāo)識與故障類型；

18、參數(shù)生成模塊，用于生成包含節(jié)點(diǎn)存儲容量與控制指令集的全局運(yùn)行參數(shù)，并通過廣播機(jī)制同步至所有分布式控制器，以獲得一致性的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)；

19、狀態(tài)監(jiān)控模塊，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控一致性的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，獲取路徑冗余度與切換響應(yīng)時(shí)間數(shù)據(jù)，并基于恢復(fù)速度與節(jié)點(diǎn)連接性分析結(jié)果，判斷切換響應(yīng)時(shí)間是否超過預(yù)設(shè)閾值；若超過，則通過調(diào)整路徑長度優(yōu)化資源分配，得到優(yōu)化的配電網(wǎng)絡(luò)配置；

20、性能分析模塊，用于從優(yōu)化的配電網(wǎng)絡(luò)配置中提取高負(fù)載場景下的路徑負(fù)載容量與傳輸效率，并生成包含節(jié)點(diǎn)可用性與通信延遲的抗干擾能力評估報(bào)告，以確定異常場景下的穩(wěn)定運(yùn)行能力；

21、拓?fù)渑c策略更新模塊，用于根據(jù)抗干擾能力評估報(bào)告，更新配電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D中的路徑優(yōu)先級與控制策略數(shù)據(jù)庫中的控制指令集，生成新的備用路徑集合與節(jié)點(diǎn)計(jì)算能力的冗余機(jī)制配置，并輸出迭代后的系統(tǒng)狀態(tài)。

22、由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明具有如下有益效果：

23、該，通過引入多維度傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)采集電壓、電流與溫度等關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)，能夠在配電設(shè)備發(fā)生異常時(shí)及時(shí)感知并判斷故障類型，實(shí)現(xiàn)精確定位和快速響應(yīng)，提高系統(tǒng)在突發(fā)故障下的適應(yīng)性與恢復(fù)效率，通過廣播機(jī)制將全局運(yùn)行參數(shù)同步至所有分布式控制器，確保各節(jié)點(diǎn)對系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的一致認(rèn)知，有效規(guī)避傳統(tǒng)中央控制結(jié)構(gòu)的單點(diǎn)故障問題，增強(qiáng)配電系統(tǒng)的魯棒性與冗余性，本發(fā)明構(gòu)建了基于切換響應(yīng)時(shí)間與路徑冗余度的運(yùn)行評估模型，結(jié)合路徑長度與節(jié)點(diǎn)連接性分析，實(shí)現(xiàn)資源在配電網(wǎng)絡(luò)中的動(dòng)態(tài)優(yōu)化分配，提升在高負(fù)載及異常場景下的供電持續(xù)性與穩(wěn)定性，通過生成抗干擾能力評估報(bào)告，提取節(jié)點(diǎn)可用性與通信延遲等關(guān)鍵指標(biāo)，對異常場景下的運(yùn)行能力進(jìn)行量化分析，從而指導(dǎo)控制策略更新與備用路徑重構(gòu)，提高整體系統(tǒng)的抗干擾能力，通過將評估結(jié)果反饋用于路徑優(yōu)先級調(diào)整與控制策略指令集更新，構(gòu)建節(jié)點(diǎn)計(jì)算能力冗余機(jī)制，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)狀態(tài)的持續(xù)迭代與自優(yōu)化，提升復(fù)雜電力網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的運(yùn)行智能化水平，本發(fā)明突破了傳統(tǒng)配電系統(tǒng)在故障響應(yīng)遲緩、控制結(jié)構(gòu)單一和資源配置靜態(tài)等方面的技術(shù)瓶頸，為新能源汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施提供了一種智能化、高可靠性、高適應(yīng)性的運(yùn)行優(yōu)化方案，顯著提升充電服務(wù)的穩(wěn)定性與連續(xù)性。