面向跨电力市场的制造技术

本发明专利技术公开了一种面向跨电力市场的

【技术实现步骤摘要】
面向跨电力市场的5G基站群电力负荷交易方法及系统


[0001]本专利技术涉及通信系统和电力系统的
，更具体地，涉及一种面向跨电力市场的
5G
基站群电力负荷交易方法及系统
。

技术介绍

[0002]人工智能的快速发展，第五代移动通信技术
(5G
技术
)
发挥着不可或缺的作用
。5G
技术能够实现更大容量
、
更低时延的功能，在物联网
、
工业
、
汽车
、
医疗以及能源等领域起到支撑作用
。
但
5G
技术带来的高能耗也成为不可避免的问题
。5G
基站的功耗为
4G
基站功耗的3‑4倍，其中功率放大器和基带处理单元
(BBU)
构成基站的主要功耗
。
由于智能化技术的普及，通信信号处理也将日益复杂，
BBU
处理信号产生电功耗将会越来越大，通信运营商所承担的电费也将越来越多
。
同时，
5G
通信正处于规模建设时期，预计到
2025
年，通信行业的电力消耗将占全球的
20
％
。
[0003]随着
5G
基站电力费用的持续攀升，通信用户对用户服务质量要求也越来越高，
5G
通信运营商面临着更大的经营压力
。
传统降低电力费用的方法主要分为两种，分别为硬件层面上和网络层面上
。
在硬件层面上主要对放射器
、
射频连接器和功分网络等进行改进；在网络层面上主要基站间的协同运作
、
基站参与需求侧响应
、
新能源协同消纳等
。
然而前者更新周期长，硬件改进需要更长时间才能实施，不能快速响应用户需求的变化，不能有效降低基站的用电成本
。
而后者协调难度大，网络层面上改进需要不同基站之间进行协调和合作，涉及多个参与方，实现难度大且不能有效降低基站的用电成本
。
[0004]现有技术公开了一种考虑
5G
基站储能参与电网互动的需求响应优化方法，包括以下步骤：
S1
，建立基于第一阶段日前阶段和第二阶段日内阶段的两阶段区间优化模型，并提出目标函数；
S2
，建立价格型需求响应约束；
S3
，建立
5G
基站储能约束；
S4
，建立其他微网运行约束；
S5
，目标函数的求解
。
基于
PBDR
和储能的两阶段协调方法，以最小化运行成本，提高运行可靠性，第一阶段确定
PBDR
的日前电价，进一步引导用户将负荷需求转移到电价低的时间段，同时，在考虑退化成本的情况下，对每小时的
5G
储能
SoC
限值进行优化，以解决不确定性预测的时间尺度有限的问题，在第二阶段，储能在日前优化的
SoC
限值内进行调度，以跟踪不确定性实现，并补偿第一阶段的
PBDR
决策偏差
。
该方法依赖于基站储能参与需求侧响应，转移负荷使用时段，而面向实时市场中的超短期运行不能有效降低基站的用电成本
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于公开一种更有效降低基站用电成本的面向跨电力市场的
5G
基站群电力负荷交易方法及系统
。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0007]本专利技术提供了面向跨电力市场的
5G
基站群电力负荷交易方法，包括：
[0008]1.
面向跨电力市场的
5G
基站群电力负荷交易方法，其特征在于，包括：
[0009]S1
：获取区域内参与电力市场交易的各节点
5G
基站群特征信息
、
通信计算任务包
特征信息以及各电力市场的规则
、
各市场披露的实时电价；
[0010]S2
：根据区域内参与电力市场交易的各节点
5G
基站群特征信息
、
通信计算任务包特征信息，利用
BBU
开关技术，以节点内
BBU
池能耗最低为目标建立节点能耗函数，并设置能耗函数约束条件，计算各节点能耗；
[0011]S3
：根据各电力市场规则
、
各市场披露的实时电价以及各节点能耗，以通信运营商总购电成本最小化为目标建立函数，并设置约束条件，计算当前购电成本；
[0012]S4
：根据各个节点的能耗情况
、
各个节点的购电成本以及各市场披露的实时电价，为响应实时电价变化，使通信运营商总购电成本最小化
,
更新当前计算任务包分布位置，总购电成本函数满足不收敛条件时执行步骤
S2
，若总购电成本函数满足收敛条件，执行步骤
S5
；
[0013]S5:
将对应的当前通信计算任务包分布位置作为输出，通过光纤转移计算任务包，更新当前计算任务包分布位置应用于通信运营商参与电力市场的交易方法中
。
[0014]进一步地，所述步骤
S1
中，所述
5G
基站群特征信息包括基带处理单元静态功耗
、
基带处理单元动态功耗
、BBU
处理1位输入计算数据所需的
CPU
周期数
、BBU
工作时每个
CPU
周期的能量消耗
、BBU
处理容量上限
、
节点内
BBU
池处理容量上限
、
光纤传输信道中的最大容量
、
光纤传输最大容量对应的电负荷和光纤传输交通量；
[0015]所述通信计算任务包特征信息包括计算任务包初始分布位置
、
计算任务包转移方案
、
优化后计算任务包分布位置
、
计算任务包大小
、
对通信时延要求较高的计算任务量大小；
[0016]所述电力市场规则包括各个电力市场的日前市场合约电能量电费计算
、
实时市场偏差电能量电费计算
、
允许申报偏差外收益处理计算
、
用户侧允许最大申报偏差率；
[0017]所述电力市场电价信息包括日前市场单位电价
、
实时市场单位电价
。
[0018]进一步地，所述计算任务包初始分布位置
、
优化后计算任务包分布位置
、
计算任务包大小均以矩阵形式进行表示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
面向跨电力市场的
5G
基站群电力负荷交易方法，其特征在于，包括：
S1
：获取区域内参与电力市场交易的各节点
5G
基站群特征信息
、
通信计算任务包特征信息以及各电力市场的规则
、
各市场披露的实时电价；
S2
：根据区域内参与电力市场交易的各节点
5G
基站群特征信息
、
通信计算任务包特征信息，利用
BBU
开关技术，以节点内
BBU
池能耗最低为目标建立节点能耗函数，并设置能耗函数约束条件，计算各节点能耗；
S3
：根据各电力市场规则
、
各市场披露的实时电价以及各节点能耗，以通信运营商总购电成本最小化为目标建立函数，并设置约束条件，计算当前购电成本；
S4
：根据各个节点的能耗情况
、
各个节点的购电成本以及各市场披露的实时电价，为响应实时电价变化，使通信运营商总购电成本最小化
,
更新当前计算任务包分布位置，总购电成本函数满足不收敛条件时执行步骤
S2
，若总购电成本函数满足收敛条件，执行步骤
S5
；
S5:
将对应的当前通信计算任务包分布位置作为输出，通过光纤转移计算任务包，更新当前计算任务包分布位置应用于通信运营商参与电力市场的交易方法中
。2.
根据权利要求1所述的面向跨电力市场的
5G
基站群电力负荷交易方法，其特征在于，所述步骤
S1
中，所述
5G
基站群特征信息包括基带处理单元静态功耗
、
基带处理单元动态功耗
、BBU
处理1位输入计算数据所需的
CPU
周期数
、BBU
工作时每个
CPU
周期的能量消耗
、BBU
处理容量上限
、
节点内
BBU
池处理容量上限
、
光纤传输信道中的最大容量
、
光纤传输最大容量对应的电负荷和光纤传输交通量；所述通信计算任务包特征信息包括计算任务包初始分布位置
、
计算任务包转移方案
、
优化后计算任务包分布位置
、
计算任务包大小
、
对通信时延要求较高的计算任务量大小；所述电力市场规则包括各个电力市场的日前市场合约电能量电费计算
、
实时市场偏差电能量电费计算
、
允许申报偏差外收益处理计算
、
用户侧允许最大申报偏差率；所述电力市场电价信息包括日前市场单位电价
、
实时市场单位电价
。3.
根据权利要求2所述的面向跨电力市场的
5G
基站群电力负荷交易方法，其特征在于，所述计算任务包初始分布位置
、
优化后计算任务包分布位置
、
计算任务包大小均以矩阵形式进行表示，其中计算任务包初始分布位置为：
B
t
＝
[b
i,j,t
]
I
×
J
优化后计算任务包分布位置：
DB
t
＝
[db
i,j,t
]
I
×
J
计算任务包大小为：式中，
B
t
表示计算任务包初始分布位置，
b
i,j,t
＝1代表在
t
时刻第
j
个计算任务包初始分布在第
i
个电力市场节点下，
b
i,j,t
＝0代表在
t
时刻第
j
个计算任务包初始不分布在第
i
个电力市场节点下，
I
代表电力市场的个数，
J
代表计算任务包的总数；
DB
t
表示优化后计算任务包分布位置，
db
i,j,t
＝1代表在
t
时刻第
j
个计算任务包最终分布在第
i
个电力市场节点下，
db
i,j,t
＝0代表在
t
时刻第
j
个计算任务包最终不分布在第
i
个电力市场节点下；
L
t
代表计算任务包大小，
l
j,t
代表在
t
时刻第
j
个计算任务包的大小
。4.
根据权利要求1所述的面向跨电力市场的
5G
基站群电力负荷交易方法，其特征在于，在步骤
S2
中，根据
5G
基站群特征信息
、
通信计算任务包特征信息，基于
BBU
开关技术，建立节点内
BBU
池能耗函数的具体方法为：计算任务包在第
i
个电力市场节点下的
BBU
池消耗的能耗由两部分组成，计算功耗和迁移功耗；设定
BBU
池上分布着
K
个
BBU
，由于用户计算任务的时延需求不同，将用户的超低延迟计算任务包定义为每个
BBU
上存在着不可转移的任务量
F
i
＝
[f
i,1
,
…
,f
i,k
,
…
,f
i,K
]
，将用户时延要求不高的计算任务包定义为每个
BBU
上可转移的任务量
X
i
＝
[x
i,1
,
…
,x
i,k
,
…
,x
i,K
]
；对于节点下的
BBU
池的计算功耗，由
BBU
的静态功耗和动态功耗组成；在考虑满足用户服务质量的条件下，利用
BBU
开关技术，关闭
BBU
池中利用率
30
％及以下的
BBU
，提高
BBU
池的利用效率；第
i
个电力市场节点下的
BBU
处理计算任务包产生能耗的计算功耗函数为式中，
Obj(x
i,k
)
代表第
i
个电力市场节点下的
BBU
处理计算任务包产生的计算功耗；
μ
i,k
代表
BBU
的开关状态，当
x
i,k
+f
i,k
>0
时，
μ
i,k
＝1代表
BBU
处于开启状态，当
x
i,k
+f
i,k
＝0时，
μ
i,k
＝0时，代表
BBU
处于关闭状态；
P
st
代表单个
BBU
的静态功耗；
ldb
i
代表第
i
个电力市场节点下
BBU
池处理计算任务总量，由可转移的计算任务总量和不可转移的计算任务总量组成，；
C
k
代表
BBU
处理计算1位输入数据所需要的
CPU
周期数；
P
k
代表
BBU
工作时每个
CPU
工作周期消耗的能量；在现货市场中，通信运营商将计算任务包在不同电力市场节点间通过光纤进行转移传输，同时也会产生一定的功耗；计算任务包转移过程中产生能耗的迁移功耗函数为式中，
lmi
i
代表计算任务包在不同电力市场节点间进行转...

【专利技术属性】
技术研发人员：林桂东，许方园，张海鹏，翟延鹏，王宇，薛几中，谭靖禹，许俊华，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：