【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于配电网，涉及一种配电网运行优化方法，尤其是涉及一种考虑通信负载转移和备用储能聚合的配电网运行优化方法。
技术介绍
1、作为新基建的关键角色，5g基站设备功耗是4g基站的3-4倍，并且由于信号传输距离缩短，覆盖相同区域所需数量更多。大量5g基站的建设势必导致运营商用电成本上升，在绿色低碳发展的要求下，如何控制5g基站能耗降低运营成本是亟需解决的问题。
2、目前针对5g基站的能耗问题，已经采用了高集成度的射频器件、更先进的散热系统和节能电源设备。这些技术的应用有助于降低单个基站的能耗，提高能源利用效率。此外，引入人工智能(ai)技术实现基站设备的智能调度，也是降低能耗的重要手段。通过智能调度，可以在流量较低的时段降低基站功率，从而节省能源；而在高流量时段，及时提高功率以满足用户需求，确保网络性能的稳定。从网络优化和管理层面来看，sdn(软件定义网络)和nfv(网络功能虚拟化)等技术为降低能耗提供了新的途径。通过合理规划基站位置和数量，可以避免资源浪费和过度覆盖。通过上述采用节能设备、优化网络架构、提高设备利用率等方式，可以显著降低5g基站的能耗水平，减轻配电网的供电压力，从而有助于配电网的优化运行。
3、但现有研究较少考虑5g基站工作状态转变对其备用储能可参与运行优化能量的实时影响，没有充分发挥备用储能的可调节潜力。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能够有效降低5g基站功耗、提高能量利用率的考虑通信负载
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、一种考虑通信负载转移和备用储能聚合的配电网运行优化方法，包括以下步骤：
4、对移动用户进行集群划分，建立考虑通信负载各区域空间可转移特性的5g基站功耗模型；
5、基于储能电池运行约束，建立用于对区域内所有备用储能能量进行聚合的二阶近似能量变化边界模型；
6、基于所述5g基站功耗模型和二阶近似能量变化边界模型，构建配电网合作博弈模型，求解获得配电网最优运行策略。
7、进一步地，所述5g基站功耗模型包括5g基站中aau和bbu在5g基站不同工作状态下的通信设备功耗模型，所述通信设备功耗模型考虑有基于5g基站与各区域内用户的连接关系建立的通信负载率约束。
8、进一步地，所述通信负载率约束表示为：
9、
10、式中，xm,n,t为t时刻5g基站m与区域n内用户的连接关系，xm,n,t＝1表示建立通信连接，xm,n,t＝0表示未建立通信连接；km,n,t为t时刻5g基站m在区域n内的通信负载率；nm为5g基站个数；nn为区域个数；为t时刻5g基站m的状态变量，表示5g基站激活工作，表示5g基站休眠。
11、进一步地，所述通信设备功耗模型为经大m法转化后的功耗模型。
12、进一步地，所述储能电池运行约束包括储能充放电功率约束和储能充放电能量约束。
13、进一步地，所述二阶近似能量变化边界模型表示为：
14、
15、式中：pi,t,min和pi,t,max分别为t时刻储能i的功率可行域上边界和下边界；f为储能集合；ei,t,min和ei,t,max分别为t时刻储能i的能量可行域上边界和下边界；em,t为t时刻5g基站m的储能能量，下标t、t-1表示时刻。
16、进一步地，所述配电网合作博弈模型
17、
18、式中：ui为主体i谈判合作后的收益；为主体i谈判合作前的收益；f为主体个数。
19、进一步地，对所述配电网合作博弈模型进行求解的过程包括：
20、将所述配电网合作博弈模型转化为联盟成本最小化和收益分配最大化两个子问题，所述联盟效益最大化问题的目标函数为参与电能合作共享的各主体总运行成本最小，约束条件包括功率平衡约束、交易功率约束和电能共享平衡约束，所述收益分配最大化子问题的目标函数为各主体参与电能交易合作后的收益增量最大，约束条件包括合作收益约束、交易电价约束和交易平衡约束；
21、进一步地，采用交替方向乘子法对两个子问题进行分布式求解，先求解联盟成本最小化子问题，再求解收益分配最大化子问题，多次迭代后获得配电网最优运行策略。
22、进一步地，所述联盟成本最小化子问题和收益分配最大化子问题中，通过引入辅助变量将原约束转换为双耦合约束。
23、本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，包括供电子设备的一个或多个处理器执行的一个或多个程序，所述一个或多个程序包括用于执行如上所述配电网运行优化方法的指令。
24、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
25、1、本专利技术考虑了通信负载转移特性，构建5g基站功耗模型，进而获得配电网最优运行策略，能够显著降低5g基站功耗，增加储能可调度备用能量。
26、2、本专利技术构建了5g基站不同工作状态下的通信设备功耗模型，考虑其在低流量时段进入休眠状态，有效降低5g基站低负载时期的功耗。
27、3、本专利技术通过备用储能功率灵活性聚合，可以有效刻画储能聚合调控过程，提高计算效率，最大化利用储能资源，提高5g基站运行的经济性。
28、4、本专利技术所采用的合作博弈模型可以有效协调不同主体之间的交易功率和交易电价，提升各利益主体和联盟整体经济效益，实现5g基站等多主体博弈的合作共赢。
29、综上所述，本专利技术可以广泛应用于配电网领域中。
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1.一种考虑通信负载转移和备用储能聚合的配电网运行优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的考虑通信负载转移和备用储能聚合的配电网运行优化方法，其特征在于，所述5G基站功耗模型包括5G基站中AAU和BBU在5G基站不同工作状态下的通信设备功耗模型，所述通信设备功耗模型考虑有基于5G基站与各区域内用户的连接关系建立的通信负载率约束。
3.根据权利要求2所述的考虑通信负载转移和备用储能聚合的配电网运行优化方法，其特征在于，所述通信负载率约束表示为：
4.根据权利要求2所述的考虑通信负载转移和备用储能聚合的配电网运行优化方法，其特征在于，所述通信设备功耗模型为经大M法转化后的功耗模型。
5.根据权利要求1所述的考虑通信负载转移和备用储能聚合的配电网运行优化方法，其特征在于，所述储能电池运行约束包括储能充放电功率约束和储能充放电能量约束。
6.根据权利要求1所述的考虑通信负载转移和备用储能聚合的配电网运行优化方法，其特征在于，所述二阶近似能量变化边界模型表示为：
7.根据权利要求1所述的考虑通信负
8.根据权利要求7所述的考虑通信负载转移和备用储能聚合的配电网运行优化方法，其特征在于，对所述配电网合作博弈模型进行求解的过程包括：
9.根据权利要求8所述的考虑通信负载转移和备用储能聚合的配电网运行优化方法，其特征在于，所述联盟成本最小化子问题和收益分配最大化子问题中，通过引入辅助变量将原约束转换为双耦合约束。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括供电子设备的一个或多个处理器执行的一个或多个程序，所述一个或多个程序包括用于执行如权利要求1-9任一所述配电网运行优化方法的指令。
...【技术特征摘要】
1.一种考虑通信负载转移和备用储能聚合的配电网运行优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的考虑通信负载转移和备用储能聚合的配电网运行优化方法，其特征在于，所述5g基站功耗模型包括5g基站中aau和bbu在5g基站不同工作状态下的通信设备功耗模型，所述通信设备功耗模型考虑有基于5g基站与各区域内用户的连接关系建立的通信负载率约束。
3.根据权利要求2所述的考虑通信负载转移和备用储能聚合的配电网运行优化方法，其特征在于，所述通信负载率约束表示为：
4.根据权利要求2所述的考虑通信负载转移和备用储能聚合的配电网运行优化方法，其特征在于，所述通信设备功耗模型为经大m法转化后的功耗模型。
5.根据权利要求1所述的考虑通信负载转移和备用储能聚合的配电网运行优化方法，其特征在于，所述储能电池运行约束包括储能充放电功率约束和储能充放电能...
【专利技术属性】
技术研发人员：张沈习，王菲菲，程浩忠，申逸尘，宋毅，李敬如，原凯，孙充勃，侯若松，安佳坤，杨书强，郭伟，赵子珩，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：
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