【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统，特别是一种考虑负荷时空迁移的5g基站与配电网协同优化运行方法。
技术介绍
1、第5代移动通信技术(5th generation mobile networks,5g)作为新型基础设施之一，具有高速率、低时延和大连接的特点，近年来被广泛建设。然而，基站用电量的激增为通信运营商带来了沉重的用电成本负担，在一定程度上制约了5g技术的进一步发展。与此同时，海量布置在城区的5g基站使得城市配电网的峰谷差进一步加大、源荷平衡调节困难，为电网的安全稳定运行带来了更大的挑战。
2、在此背景下，行之有效的基站负荷调控方法是促进配电网与基站群安全稳定运行的必要手段。目前，在时间维度，已有研究多利用基站配备储能电池的冗余特性参与电力需求响应及辅助服务市场，但对基站自身通信服务对于储能容量影响的研究较少，导致在运行调度过程中无法对备用储能进行充分、可靠的利用；在空间维度，5g基站的负荷迁移要依赖于通信网络中用户与基站之间连接状态的改变，但忽略了不同通信负载空间分布特性下基站与电网的互动与协调，缺乏对于基站群接入配网后的协同调度问题的关注。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种考虑负荷时空迁移的5g基站与配电网协同优化运行方法，提升了配电网与5g基站的运行经济性与稳定性。
2、本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：
3、根据本专利技术提出的一种考虑负荷时空迁移的5g基站与配电网协同优化运行方法，>
4、从时间维度上，结合5g基站设备组成及运行机制，对计及通信业务的基站备用储能可调度容量进行定量分析，研究基站备用储能参与配电网需求响应的基站负荷时间迁移方法；
5、从空间维度上，基于用户与基站的不同时空分布特性，结合基站休眠技术，研究考虑用户-基站接入关系的基站负荷空间迁移优化方法；
6、建立5g基储能分层调度架构，综合基站负荷时间迁移方法、基站负荷空间迁移优化方法，建立考虑负荷时空迁移的基站与配电网协同优化架构，设置空间-时间迁移的两阶段优化目标函数和约束条件并建立考虑负荷时空迁移的5g基站与配电网协同优化运行模型。
7、作为本专利技术所述的一种考虑负荷时空迁移的5g基站与配电网协同优化运行方法进一步优化方案，所述5g基站设备组成及运行机制，具体如下：5g基站包括基站主设备、基站电源、传输设备、空调和照明设备，基站主设备是基站的中枢部分，由基带处理单元bbu和有源天线单元aau构成；
8、市电供电时，基站由配电网供电，将基站运行时的功耗划分为静态功耗与动态功耗两部分：静态功耗为维持基站基本工作的功耗，该功耗包括bbu、空调、照明设备的功耗；动态功耗与基站接入的用户数量成正比；市电供电故障时，基站由备用的储能电池进行供电，以保障用户的通信要求。
9、作为本专利技术所述的一种考虑负荷时空迁移的5g基站与配电网协同优化运行方法进一步优化方案，所述计及通信业务的基站备用储能可调度容量进行定量分析，具体如下：
10、可调度容量为备用储能电池容量扣除最小备用容量剩余的部分，用于参与价格型需求响应，最小备用容量用于维持基站备用供电可靠性，其与最小备用时长及该时刻基站通信负载量相关，其中，最小备用容量计算公式如下：
11、
12、其中，为t时刻第m个基站的最小备用容量；tres,min为最小备用时间；为t时刻第m个基站的用电负荷；
13、可调度容量即为储能电池容量扣除最小备用容量剩余的部分：
14、
15、其中，e5g,bess为基站储能电池的容量。
16、作为本专利技术所述的一种考虑负荷时空迁移的5g基站与配电网协同优化运行方法进一步优化方案，所述基站备用储能参与配电网需求响应的基站负荷时间迁移方法，具体如下：
17、在参与价格型需求响应的过程中，在用电低谷时选择由市电对基站供电并对备用储能充电，在用电高峰时选择由备用储能对基站进行供电，将基站负荷从电网用电高峰期迁移至用电低谷期。
18、作为本专利技术所述的一种考虑负荷时空迁移的5g基站与配电网协同优化运行方法进一步优化方案，所述考虑用户-基站接入关系的基站负荷空间迁移优化方法，具体如下：
19、在满足用户通信需求与基站发射功率上限的前提下，控制用户地接入，把部分轻载基站的通信负载迁移至邻近的基站，使轻载基站陷入休眠状态；其中，基站群的用电负荷计算方式如下：
20、
21、其中，分别为基站m在t时刻工作、休眠时的静态功耗；为t时刻第m个基站的用电负荷，为基站m在t时刻的动态功耗；β为基站的能量效率系数；sm,t为基站的工作状态变量，sm,t＝1表示基站处于工作状态，sm,t＝0表示基站处于休眠状态。
22、作为本专利技术所述的一种考虑负荷时空迁移的5g基站与配电网协同优化运行方法进一步优化方案，所述5g基储能分层调度架构为：
23、采用本地-基站群调度中心-配电网调度的三层调度架构对5g基站群备用储能进行控制，每个基站安装一个本地能量管理系统ems，负责本地的信息采集及状态控制；基站群调度中心作为中间层，连接配网调度及下辖基站，起到信息聚合、传递及隐私保护的作用；在信息上传的过程中，本地ems采集储能状态参数及基站其他设备的工作信息，上传至基站群调度中心，基站群调度中心接收基站工作信息，聚合域内5g基站的可调度容量，形成可调度容量可行域，并上传至配网调度层，调度层结合基站群聚合信息，根据整个配电网的运行要求，做出基站群调度安排；在指令下发的过程中，配电网调度层将基站群调度指令下发至基站群调度中心，由基站群调度中心根据基站具体的运行状态决策具体每个基站储能的充放电策略并下发到各个基站，由基站本地ems实施储能的充放电指令。
24、作为本专利技术所述的一种考虑负荷时空迁移的5g基站与配电网协同优化运行方法进一步优化方案，负荷时空迁移的基站与配电网协同优化架构具体为：
25、在第一阶段，通信运营商自主调整用户-基站的连接关系使基站进入休眠来降低基站群的总用电，此过程只涉及基站负荷的空间迁移，该阶段结束后得出基站群的功耗及可调度容量；第二阶段，配电网调度层结合每个节点聚合的基站运行功率及基站可调度容量，对配电网区域内的资源进行协调优化。
26、作为本专利技术所述的一种考虑负荷时空迁移的5g基站与配电网协同优化运行方法进一步优化方案，所述空间-时间迁移的两阶段优化目标函数为：
27、第一阶段由基站群调度中心进行基站负荷空间迁移优化，用能优化目标函数为最小化基站群在日内的总用电量fl：
28、
29、其中，为为t时刻第m个基站的用电负荷，m为基站的集合，t表示优化时段的集合；
30、第二阶段综合考虑配电网与通信运营商双方的运行利益，设置如下目标函数：
31、min fu＝fdn+f5g
32、其中，fdn为配本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种考虑负荷时空迁移的5G基站与配电网协同优化运行方法，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的一种考虑负荷时空迁移的5G基站与配电网协同优化运行方法，其特征在于，所述5G基站设备组成及运行机制，具体如下：5G基站包括基站主设备、基站电源、传输设备、空调和照明设备，基站主设备是基站的中枢部分，由基带处理单元BBU和有源天线单元AAU构成；
3.根据权利要求1所述的一种考虑负荷时空迁移的5G基站与配电网协同优化运行方法，其特征在于，所述计及通信业务的基站备用储能可调度容量进行定量分析，具体如下：
4.根据权利要求1所述的一种考虑负荷时空迁移的5G基站与配电网协同优化运行方法，其特征在于，所述基站备用储能参与配电网需求响应的基站负荷时间迁移方法，具体如下：
5.根据权利要求1所述的一种考虑负荷时空迁移的5G基站与配电网协同优化运行方法，其特征在于，所述考虑用户-基站接入关系的基站负荷空间迁移优化方法，具体如下：
6.根据权利要求1所述的一种考虑负荷时空迁移的5G基站与配电网协同优化运行方法，其特征在于，所述5G基储能分层调
7.根据权利要求1所述的一种考虑负荷时空迁移的5G基站与配电网协同优化运行方法，其特征在于，负荷时空迁移的基站与配电网协同优化架构具体为：
8.根据权利要求1所述的一种考虑负荷时空迁移的5G基站与配电网协同优化运行方法，其特征在于，所述空间-时间迁移的两阶段优化目标函数为：
9.根据权利要求1所述的一种考虑负荷时空迁移的5G基站与配电网协同优化运行方法，其特征在于，所述约束条件为：
...【技术特征摘要】
1.一种考虑负荷时空迁移的5g基站与配电网协同优化运行方法，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的一种考虑负荷时空迁移的5g基站与配电网协同优化运行方法，其特征在于，所述5g基站设备组成及运行机制，具体如下：5g基站包括基站主设备、基站电源、传输设备、空调和照明设备，基站主设备是基站的中枢部分，由基带处理单元bbu和有源天线单元aau构成；
3.根据权利要求1所述的一种考虑负荷时空迁移的5g基站与配电网协同优化运行方法，其特征在于，所述计及通信业务的基站备用储能可调度容量进行定量分析，具体如下：
4.根据权利要求1所述的一种考虑负荷时空迁移的5g基站与配电网协同优化运行方法，其特征在于，所述基站备用储能参与配电网需求响应的基站负荷时间迁移方法，具体如下：
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