一种考虑分布式5G基站集群的配电网优化调度方法与流程

本发明涉及配电网优化调度领域，具体涉及一种考虑分布式5g基站集群的配电网优化调度方法。

背景技术：

1、近年来，大规模分布式电源接入配电网。可再生能源带来的随机性与波动性为配电网运行带来挑战。同时，大量5g基站(投入使用。5g基站具有功耗大，数量多，配备储能的特性，因此具有显著的需求响应潜力。

2、然而配电网、5g基站属于不同的利益相关者，即配电网运营商与通信运营商。他们具有相互竞争的利益，且他们所掌握的数据信息不能被轻易分享。如何将5g通信网络与配电系统协调优化成为了研究重点。为此，本文发明提出了提出一种考虑分布式5g基站集群的配电网优化调度方法，旨在实现隐私保护下的5g基站与配电网协调优化。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种考虑分布式5g基站集群的配电网优化调度方法，能够实现隐私保护下的5g基站与配电网协调优化，进而降低系统总体成本。

2、为了实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、步骤1：建立5g基站模型，包括基站功耗，基站间通信负荷迁移和储能动态备电。

4、步骤2：建立描述5g基站与配电网协调优化函数，包括系统架构、5g基站与配电网各自的优化函数以及系统的均衡状态。

5、步骤3：建立基于改进admm算法的分布式协调机制，并基于该机制求解所提出的配电网与5g基站优化函数。

6、步骤4：基于优化函数求解结果，实现配电网优化调度与5g基站需求响应动作过程中5g基站与配电网协调优化。

7、可选的，所述5g基站模型，具体包括：

8、基站的功耗可以表示为：

9、

10、式中，为第j个5g基站在t时刻的功耗；和为常数，分别为第j个基站在活跃状态与休眠状态下的固定功耗；为基站发射功耗；为基站j在t时刻的工作状态变量，时基站处于活跃状态，时基站处于休眠状态。

11、相邻基站存在重复覆盖的区域。单个用户存在多个可连接的基站，即用户的通信负载可以在不同基站间迁移。基站的通信负载可以表示为：

12、

13、

14、

15、

16、式中，为0-1变量，表示用户i与基站j在t时刻的连接关系，表示用户i的通信负载由基站j接收；为用户i与基站j连接需要的发射功耗；n0为噪声功率；apl和bpl为信道衰落系数。

17、基站储能的备电容量可以表示为：

18、

19、

20、式中，为基站j储能备用时间；tj为基站j所在配电网年平均停电时间；为基站j在t时刻的备用容量。

21、可选的，所述5g基站与配电网协调优化函数，具体包括：

22、5g基站的通信运营商的目标为在保障通信质量基础上基站运营成本最小。其目标函数可以表示为：

23、

24、式中，cco为通信运营商成本；cess为基站储能损耗成本；μk,t为配电网节点k在t时刻的电价；为t时刻配电网向k节点下基站群传输的功率。

25、相应的，配电网所属的配电运营商的目标为配电系统运行成本最小。其目标函数可以表示为：

26、

27、式中：cdso为配电运营商总成本；csup为从公共电网购电的成本；为t时刻k节点下基站群向配电网传输的功率。

28、综上，得配电网与5g基站组成的整体系统，我们可以得到以下命题：

29、mincess+csup

30、

31、

32、

33、令为唯一最优解。令μk,t为对偶最优时的。当μk,t＝μk,t，存在

34、

35、定义此时为系统均衡。

36、可选的，所述基于改进admm算法的分布式协调机制，具体包括：

37、对于5g基站，它通过求解局部优化问题来更新自己的变量

38、

39、

40、我们将解变量表示为然后将它发送给配电网。

41、对于配电网，它同样通过求解局部优化问题来更新自己的变量。

42、

43、

44、我们将解变量表示为并发送给5g基站。接着我们进行μk,t的更新与收敛判断。算法的收敛特性由各次迭代的原始残差与对偶残差描述。

45、

46、

47、

48、式中：rm为原始残差；sm为对偶残差。

49、收敛条件为

50、rm≤γ,sm≤γ

51、为进一步提高收敛速度，对β进行更新。rm描述了相邻区域间联络变量的一致性程度，定义了模型的区域间收敛程度；sm描述了本区域第m次迭代前后联络变量的接近程度或称本地收敛程度。采用如下迭代算法进行β的修正,促进rm和sm的同步收敛。

技术特征：

1.一种考虑分布式5g基站集群的配电网优化调度方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种考虑分布式5g基站集群的配电网优化调度方法，其特征在于，所述步骤1建立5g基站模型，包括基站功耗，基站间通信负荷迁移和储能动态备电：

3.根据权利要求1所述的一种考虑分布式5g基站集群的配电网优化调度方法，其特征在于，所述步骤2建立描述5g基站与配电网协调优化函数，包括系统架构、5g基站与配电网各自的优化函数以及系统的均衡状态：

技术总结
本发明涉及配电网优化调度领域，具体涉及一种考虑分布式5G基站集群的配电网优化调度方法。首先是5G基站模型的构建过程，该模型包括基站功耗，基站间通信负荷迁移和储能动态备电。其次是一个描述5G基站与配电网组成的系统架构，架构反应了二者间的相互作用与能量平衡。在此基础上构建配电网与5G基站各自的优化函数，并提出系统均衡状态。然后是一种基于改进ADMM算法的分布式协调机制，通过5G基站与配电网本地计算交换功率并进行交互迭代，以实现隐私保护下的高效求解。最后是配电网与5G基站的协调优化过程。基于上述分布式协调机制的求解结果，进行配电网优化调度与5G基站需求响应动作。

技术研发人员：李晨,孙勇,戴尧,夏世威,王鹏,颜可绘
受保护的技术使用者：国家电网有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15