一种挖掘电力网-信息网灵活性的通信基站聚合优化方法

本发明属于电力系统的运行控制。

背景技术：

1、我国能源正处于稳定高效的转型过程中，新能源发电在总发电量中的比例不断提高。不可控的气候条件使得新能源发电具有间歇性、波动性和不确定性等特点，电力系统对灵活性调节能力的需求提升。信息网灵活性资源指在满足区域内移动用户的通信需求的同时，通过改变用户与基站之间的连接关系，实现通讯负荷在空间上的转移，从而令通讯负荷低的基站关断闲置的传输模块甚至进入休眠状态来降低系统的能耗。激活通信基站集群的电力网-信息网调节能力能够为电力系统带来灵活性。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为此，本发明的目的在于提出一种挖掘电力网-信息网灵活性的通信基站聚合优化方法，用于为电力系统提供调节能力的同时参与需求响应获得额外收益。

3、为达上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种挖掘电力网-信息网灵活性的通信基站聚合优化方法，包括：

4、构建配对移动用户与通信基站的第一目标函数，其中所述目标函数优化目标为使所述移动用户与所述通信基站配对的总距离之和最小；

5、构建所述移动用户与所述通信基站配对的第一约束条件；根据所述目标函数和所述约束条件建立第一优化问题；

6、求解所述第一优化问题，得到所述通信基站的参考传输功率；

7、根据所述参考传输功率构建通信基站集群参与需求响应的第二目标函数，优化目标为使所述通信基站集群的单日运行总成本最小；

8、构建基站电力网-信息网耦合资源参与需求响应的第二约束条件；根据所述第二目标函数和所述第二约束条件建立第二优化问题；

9、求解所述第二优化问题，得到所述通信基站集群的需求响应能力和每个基站的调度方法。

10、另外，根据本发明上述实施例的一种挖掘电力网-信息网灵活性的通信基站聚合优化方法还可以具有以下附加的技术特征：

11、进一步地，在本发明的一个实施例中，所述构建配对移动用户与通信基站的第一目标函数，表示为：

12、

13、其中，t为调度时刻，υ为一天内全部时刻的集合，ωbase为参与需求响应基站的集合，代表在每个t时刻移动用户的集合，代表目标为使移动用户与通信基站配对的总距离之和最小时移动用户与与其连接的基站之间的距离。

14、进一步地，在本发明的一个实施例中，所述构建所述移动用户与所述通信基站配对的第一约束条件，包括：

15、构建约束条件1，移动用户获取通信服务约束：

16、

17、其中，为代表t时刻基站i与用户m配对情况的0-1变量，0代表用户m不与基站i连接，1代表用户m与基站i连接；

18、约束条件2，基站连接用户数量约束：

19、

20、

21、其中，代表基站i在t时刻连接用户的数量，为基站i通能连接用户的最大数量；

22、约束条件3，移动用户与其配对基站间的距离约束：

23、

24、

25、其中，代表t时刻移动用户m与其配对的基站i之间的距离，am和bm分别代表用户m的横坐标和纵坐标，ai和bi分别代表基站i的横坐标和纵坐标，dimax代表基站i的最大覆盖半径。

26、进一步地，在本发明的一个实施例中，所述求解所述第一优化问题，得到所述通信基站的参考传输功率，包括：

27、从通信基站运行规程获取参与需求响应的基站集合ωbase，其中所述基站集合ωbase包含所有通信参数；根据通信基站的运行历史数据得到在各时间段移动用户集合的预测值以及这些移动用户的横坐标和纵坐标am和bm；

28、用分支定界法求解所述第一优化问题，使移动用户与与之最近距离基站连接策略下的配对方式

29、根据所述配对方式确定基站的参考传输功率具体求解方式如下：

30、

31、

32、其中代表基站i在t时刻的通信负载率，piaau_d代表基站aau模块传输功率随通信负载率变化的参数，piaau_s代表基站aau模块的固定功率，pibbu代表基站bbu模块的固定功率，代表在此连接策略下基站的传输功率。

33、进一步地，在本发明的一个实施例中，所述根据所述参考传输功率构建通信基站集群参与需求响应的第二目标函数，表示为：

34、

35、其中，υdr为一天内调度时刻的集合，代表在每个时刻基站的单位用电电价，代表基站i在t时刻的传输功率，δt代表优化的单位时长，cb为基站提供单位需求响应功率获取的收益，ptdr代表基站集群在时刻t提供的需求响应调节功率。

36、进一步地，在本发明的一个实施例中，所述构建基站电力网-信息网耦合资源参与需求响应的第二约束条件，包括：

37、构建约束条件1，基站集群参与需求响应时段约束：

38、

39、

40、其中xm,i,t和分别代表基站参与需求响应时移动用户与基站的配对方式和基站的传输功率；

41、约束条件2，移动用户获取通信服务约束：

42、

43、约束条件3，基站连接用户数量约束：

44、

45、

46、其中代表基站i在t时刻连接用户的数量；

47、约束条件4，移动用户与其配对基站间的距离约束：

48、

49、

50、其中dm,i,t代表t时刻移动用户m与其配对的基站i之间的距离；

51、约束条件5，需求响应时段基站的传输功率约束：

52、

53、

54、

55、其中χi,t代表基站i在t时刻的通信负载率，为指示基站i在t时刻开启aau模块数量的整数变量；

56、约束条件6，基站的响应功率约束：

57、

58、

59、其中代表电网对基站在t时刻的邀约功率。

60、进一步地，在本发明的一个实施例中，所述求解所述第二优化问题，得到所述通信基站集群的需求响应能力和每个基站的调度方法，包括：

61、从电网运行规程获取电网在t时刻的邀约功率

62、用分支定界法求解所述第二优化问题，获取基站集群提供的需求响应能力ptdr和在每一时刻移动用户和基站的配对方法xm,i,t和基站开启aau模块的数量

63、为达上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种挖掘电力网-信息网灵活性的通信基站聚合优化装置，包括以下模块：

64、第一构建模块，用于构建配对移动用户与通信基站的第一目标函数，其中所述目标函数优化目标为使所述移动用户与所述通信基站配对的总距离之和最小；

65、第二构建模块，用于构建所述移动用户与所述通信基站配对的第一约束条件；根据所述目标函数和所述约束条件建立第一优化问题；

66、第一求解模块，用于求解所述第一优化问题，得到所述通信基站的参考传输功率；

67、第三构建模块，用于根据所述参考传输功率构建通信基站集群参与需求响应的第二目标函数，优化目标为使所述通信基站集群的单日运行总成本最小；

68、第四构建模块，用于构建基站电力网-信息网耦合资源参与需求响应的第二约束条件；根据所述第二目标函数和所述第二约束条件建立第二优化问题；

69、第二求解模块，用于求解所述第二优化问题，得到所述通信基站集群的需求响应能力和每个基站的调度方法。

70、为达上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种计算机设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如上所述的一种挖掘电力网-信息网灵活性的通信基站聚合优化方法。

71、为达上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的一种挖掘电力网-信息网灵活性的通信基站聚合优化方法。

72、本发明实施例提出的挖掘电力网-信息网灵活性的通信基站聚合优化方法，结合通信网络运行中移动用户的通信需求，通过改变通信网络内部用户与基站的配对关系激活电力网-信息网灵活性为电网提供需求响应调节能力的方法，最大化利用通信基站内电力网-信息网灵活性资源，为电力系统提供灵活性，并使基站从中获得补偿收益，实现提高电网灵活性和增加通信基站运营商运行经济性的双赢效果。