1.一种移动可充电设备的合作充电调度方法,其特征在于:包括以下步骤:(1)获得固定位置的充电器的集合M={s1,s2,...,sm}和移动可充电设备的集合N={o1,o2,...,on},
其中,充电器sj∈M,以单位电价aj提供有偿的能量供应服务;m个充电器对应多个不同的提供充电服务的公司;可充电设备oi∈N需要Ei的能量;充电器用固定装置以充电距离dj固定可充电设备;可充电设备的剩余能量足以在其提交充电请求时移动至相应的充电器充电;
(2)获得可充电设备的充电功率;
(3)根据充电器和可充电设备的位置获得可充电设备的移动距离,获得充电联盟的充电成本和移动成本;
(4)获得统一的形式化移动可充电设备合作充电问题;
(5)获得可充电设备在充电联盟内的成本分摊机制;
(6)对于小规模的可充电设备合作充电调度问题,执行步骤(7),否则,执行步骤(8);
(7)采用合作充电调度算法获得可充电设备与充电器之间的分配方案;
(8)采用合作充电调度博弈算法获得可充电设备与充电器之间的分配方案。
2.根据权利要求1所述的移动可充电设备的合作充电调度方法,其特征在于:步骤(2)中,可充电设备oi从充电器sj获取的充电功率为其中 和 是由充电器sj和可充电设备oi的磁场环境和硬件参数决定的两个常数,Dj是可从充电器sj获得正功率的最大充电距离,dj≤Dj时,可充电设备始终获取正功率。
3.根据权利要求2所述的移动可充电设备的合作充电调度方法,其特征在于:步骤(3)包括以下步骤:
(31)获得可充电设备oi的移动距离r(sj,oi)=2|||sjoi||‑dj| (2)其中,||sjoi||为可充电设备和充电器的距离;
(32)获得由充电器sj提供充电服务的充电联盟coj的充电成本cc(coj)其中, 代表充电联盟coj中所有充电设备的最大充电时间;
(33)获得充电联盟coj的移动成本mc(coj):其中,设bi是可充电设备oi的单位移动成本;
(34)获得充电联盟coj的综合成本c(coj):。
4.根据权利要求3所述的移动可充电设备的合作充电调度方法,其特征在于:步骤(4)中合作充电问题中所有可充电设备被分配且只能被分配到一个充电联盟内,包括以下步骤:
分配一次;
(43)最小化所有充电联盟的总综合成本为优化目标,获得统一的形式化移动可充电设备合作充电问题:
。
5.根据权利要求4所述的移动可充电设备的合作充电调度方法,其特征在于:步骤(5)中包括以下步骤:
(51)根据充电联盟coj中每个可充电设备oi∈coj自己所需的充电量与该充电联盟内所有设备总充电量的占比分摊充电成本,获得可充电设备oi∈coj的充电成本:(52)根据充电联盟coj中可充电设备oi与充电器sj的距离,获得可充电设备oi的移动距离r(sj,oi);
(53)根据可充电设备的单位移动成本bi计算可充电设备与充电器sj之间的移动成本
2bir(sj,oi);
(54)获得可充电设备oi的综合成本:ci(coj)=cci(coj)+2bir(sj,oi) (10) 。
6.根据权利要求5所述的移动可充电设备的合作充电调度方法,其特征在于:步骤(7)包括以下步骤:
(71)每一个充电器sj∈M初始化一个空的充电联盟 令充电联盟结构CO=(co1,co2,...,com)为所有联盟的集合,初始化未分配的可充电设备候选集合N',使得N'=N;
(72)对于每一个充电器sj∈M,在N'中通过二分搜索获得充电联盟coj的综合成本与新加入移动可充电设备数量比值最小的可充电设备集合Fj;
(73)在所有充电器M中获得充电联盟综合成本与新增可充电设备数量比值最小的那个充电器sj,即
(74)将Fj中的可充电设备合并到充电器sj的充电联盟中,即coj=coj∪Fj;
(75)将Fj从未分配的设备候选集合N'中移除,即N'←N'\Fj;
(76)重复执行步骤(72)到步骤(75),直到未分配的可充电设备候选集合N'为空;
(77)返回充电联盟结构CO 。
7.根据权利要求6所述的移动可充电设备的合作充电调度方法,其特征在于,步骤(72)中所述的二分搜索的方法包括以下步骤:(721)输入未分配的可充电设备候选集合N'、充电器sj以及可充电设备分组集合coj;
(722)初始化二分搜索下界low=0,上界 令中间值(723)对任意非空的可充电设备子集 计算 的值,得到最小值对应的可充电设备集合F,即(724)计算c(coj∪F)‑mid|F|的值,如果c(coj∪F)‑mid|F|≤0,则使得high=mid,否则low=mid;
(725)更新
(726)重复执行步骤(723)到步骤(725),直到满足 其中ε∈(0,1)为搜索精度,返回可充电设备集合F'=F。
8.根据权利要求6所述的移动可充电设备的合作充电调度方法,其特征在于:步骤(8)包括以下步骤:
(81)定义设备的效用为: 其中zi为可充电设备oi的策略,即选择的充电器;
(82)为每一个可充电设备oi初始化一个可以使自身综合成本最低的充电器;
(83)初始化一个状态标志位switcher=0,用来记录充电联盟是否发生变化;
(84)对于每一个设备oi∈N,指定 为设备oi的现有策略,在其它可充电设备策略都不变的情况下,计算使得自身效用最大的策略,即(85)判断 是否成立,如果成立,将可充电设备oi合并于联盟 即并且将可充电设备oi从原联盟中移除,即 同时置switcher=1;
(86)重复执行步骤(83)到步骤(85),直到所有联盟的变化情况不变,即满足switcher≠1,返回联盟结构CO。