本發(fā)明涉及基站負(fù)荷需求響應(yīng)，尤其涉及一種考慮多主體效用的基站負(fù)荷需求響應(yīng)實(shí)時(shí)控制方法。

背景技術(shù)：

1、通信基站可參與需求響應(yīng)，根據(jù)電力市場(chǎng)的需求和價(jià)格變化，通過(guò)智能調(diào)度技術(shù)調(diào)整自身的用電模式，實(shí)現(xiàn)電力資源的有效利用和節(jié)約。不僅有助于移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商降低電費(fèi)成本，還能為電網(wǎng)提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)，提升電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性。

2、基站參與需求響應(yīng)的方式主要是將移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商作為負(fù)荷聚合商，負(fù)荷聚合商通過(guò)基站的有源天線單元關(guān)停、制冷設(shè)備溫度設(shè)定、基站儲(chǔ)能裝置放電、通信業(yè)務(wù)遷移實(shí)現(xiàn)基站負(fù)荷的調(diào)整。其中通信業(yè)務(wù)遷移是基站參與需求響應(yīng)的主流方式，遷移過(guò)程中會(huì)考慮不同基站的電價(jià)、移動(dòng)用戶的基本通信需求，確定移動(dòng)用戶負(fù)載應(yīng)從哪個(gè)基站轉(zhuǎn)移至哪個(gè)基站。

3、基站通過(guò)通信業(yè)務(wù)的遷移參與需求響應(yīng)時(shí)，需要考慮對(duì)移動(dòng)用戶通信需求的影響。但現(xiàn)有技術(shù)并未考慮移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商與移動(dòng)用戶協(xié)同，通過(guò)降低用戶通信需求的方式調(diào)整用電需求，也未考慮移動(dòng)用戶與移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的綜合效用。導(dǎo)致在電力供需緊張或可再生能源消納困難時(shí)，基站負(fù)荷的不斷增加而無(wú)法實(shí)現(xiàn)負(fù)荷調(diào)整，因此無(wú)法靈活調(diào)整用電需求參與需求響應(yīng)，進(jìn)而降低了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種考慮多主體效用的基站負(fù)荷需求響應(yīng)實(shí)時(shí)控制方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)并未考慮移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商與移動(dòng)用戶協(xié)同，以及移動(dòng)用戶與移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的綜合效用的技術(shù)問(wèn)題。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：一種考慮多主體效用的基站負(fù)荷需求響應(yīng)實(shí)時(shí)控制方法，該方法包括以下步驟：

3、s1、初始化電網(wǎng)需求響應(yīng)單位補(bǔ)貼參數(shù)，令迭代次數(shù)k＝0；

4、s2、求解移動(dòng)用戶優(yōu)化模型得到移動(dòng)用戶m在時(shí)段t的總效用以及移動(dòng)用戶優(yōu)化策略，移動(dòng)用戶優(yōu)化策略包括信息傳輸速率比例αm,t、信息傳輸速率

5、s3、求解移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商優(yōu)化模型得到移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商在時(shí)段t的總效用以及移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商優(yōu)化策略，移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商優(yōu)化策略包括變量xm,n,t、單個(gè)基站參與需求響應(yīng)的能耗

6、s4、基于總效用和總效用計(jì)算包含移動(dòng)用戶和移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的綜合效用

7、s5、判斷k-1是否大于等于1；

8、若是，則進(jìn)入步驟s6，并比較k-1次的綜合效用與的大??；若否，則進(jìn)入步驟s7；

9、s6、判斷是否大于

10、若是，則記錄第k次迭代的移動(dòng)用戶優(yōu)化策略、移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商優(yōu)化策略；若否則進(jìn)入步驟s7；

11、s7、令k＝k+1，判斷電網(wǎng)需求響應(yīng)單位補(bǔ)貼是否達(dá)到最大值；

12、若是，則結(jié)束，若否，則進(jìn)入步驟s8；

13、s8、調(diào)整電網(wǎng)需求響應(yīng)單位補(bǔ)貼，并返回至步驟s2。

14、進(jìn)一步地，在步驟s1中，電網(wǎng)需求響應(yīng)單位補(bǔ)貼參數(shù)包括電網(wǎng)需求響應(yīng)單位補(bǔ)貼單位補(bǔ)貼下限單位補(bǔ)貼上限

15、進(jìn)一步地，在步驟s2中，具體過(guò)程包括以下步驟：

16、s21、構(gòu)建移動(dòng)用戶優(yōu)化模型，移動(dòng)用戶優(yōu)化模型包括移動(dòng)用戶函數(shù)、移動(dòng)用戶信息傳輸效用模型以及移動(dòng)用戶需求響應(yīng)效用模型；

17、s22、以移動(dòng)用戶效用函數(shù)模型為目標(biāo)，移動(dòng)用戶信息傳輸效用模型、移動(dòng)用戶需求響應(yīng)效用模型為約束條件，求解移動(dòng)用戶優(yōu)化策略以及移動(dòng)用戶m在時(shí)段t的總效用

18、進(jìn)一步地，在步驟s21中，移動(dòng)用戶效用函數(shù)滿足以下關(guān)系式：

19、

20、式中：為移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的效用函數(shù)；為變量，表示移動(dòng)用戶m在時(shí)段t的總效用；為變量，表示用戶m在時(shí)段t的信息傳輸速率；

21、移動(dòng)用戶信息傳輸效用模型為：

22、

23、式中：為移動(dòng)用戶在不同信息傳輸速率下的效用；αm,t為變量，表示用戶m在時(shí)段t的信息傳輸速率比例；

24、移動(dòng)用戶需求響應(yīng)效用模型為：

25、

26、式中：為移動(dòng)用戶參與需求響應(yīng)的效用；β為移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商給予移動(dòng)用戶的單位補(bǔ)貼比例。

27、進(jìn)一步地，在步驟s3中，具體過(guò)程包括以下步驟：

28、s31、構(gòu)建移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商優(yōu)化模型，移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商優(yōu)化模型包括移動(dòng)運(yùn)營(yíng)效用函數(shù)、基站用能成本模型、基站參與需求響應(yīng)收益模型、基站能耗模型以及通信條件約束模型；

29、s32、以移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商效用函數(shù)為目標(biāo)，基站用能成本模型、基站參與需求響應(yīng)收益模型、基站能耗模型、通信條件約束模型為約束條件，求解移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商優(yōu)化策略以及移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商在時(shí)段t的總效用

30、進(jìn)一步地，在步驟s31中，移動(dòng)運(yùn)營(yíng)效用函數(shù)為：

31、

32、式中：為移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的效用函數(shù)；為變量，表示移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商在時(shí)段t的總效用；為變量，表示第n個(gè)基站在時(shí)段t的參與需求響應(yīng)基站能耗；為常數(shù)，表示第n個(gè)基站在時(shí)段t未參與需求響應(yīng)的基站能耗，對(duì)應(yīng)基線負(fù)荷；

33、基站用能成本模型為：

34、

35、式中：為移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商在時(shí)段t關(guān)于所有基站產(chǎn)生的用能成本；為常數(shù)，表示基站n在時(shí)段t的電價(jià)；n為移動(dòng)基站集合；δt為常數(shù)，表示時(shí)間間隔；

36、基站參與需求響應(yīng)收益模型為：

37、

38、式中：為移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商在時(shí)段t參與需求響應(yīng)獲得的收益；為變量，表示電網(wǎng)公司針對(duì)參與需求響應(yīng)提供的單位補(bǔ)貼；β為移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商給予移動(dòng)用戶的單位補(bǔ)貼比例；

39、基站能耗模型為：

40、

41、式中：為常數(shù)，表示第n個(gè)基站的靜態(tài)功耗；為變量，表示第n個(gè)基站在時(shí)段t的基站動(dòng)態(tài)功耗；γ表示基站的能效系數(shù)；

42、通信條件約束模型為：

43、

44、式中：xm,n,t為0-1變量，表示第m個(gè)移動(dòng)用戶在時(shí)段t是否接入第n個(gè)基站，接入為1，否則為0。

45、進(jìn)一步地，在步驟s4中，具體過(guò)程包括以下步驟：

46、s41、從電網(wǎng)獲取移動(dòng)用戶最低傳輸速率要求，建立面向移動(dòng)用戶的信息傳輸速率常數(shù)矩陣e，即：

47、

48、式中：為常數(shù)，表示用戶m在時(shí)段t的最低傳輸速率要求；tdrst為常數(shù)，表示需求響應(yīng)開(kāi)始的時(shí)段；tdrend為常數(shù)，表示需求響應(yīng)結(jié)束時(shí)段；m為用戶集合；

49、s42、通過(guò)信息傳輸速率常數(shù)矩陣e，利用熵權(quán)法得到不同用戶的權(quán)重系數(shù)矩陣，即：

50、g＝[g1,...,gm,...,gm]

51、式中：gm為常數(shù)，表示第m個(gè)移動(dòng)用戶的權(quán)重；g為常數(shù)矩陣，表示移動(dòng)用戶在移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商處的權(quán)重系數(shù)矩陣，為1×m矩陣，矩陣元素滿足以下約束∑m∈mgm＝1；

52、s43、基于權(quán)重系數(shù)矩陣g構(gòu)造包括移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商在內(nèi)的修正權(quán)重系數(shù)矩陣，定義如下：

53、gs＝[σg,1-σ]

54、式中：gs為常數(shù)矩陣，表示修正后的1×(m+1)權(quán)重系數(shù)矩陣；σ為常數(shù)，由移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商自行設(shè)定，1-σ為移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的權(quán)重；

55、s44、構(gòu)造包括移動(dòng)用戶和移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的綜合效用矩陣，即：

56、

57、式中：c為常數(shù)矩陣，表示1×(m+1)的綜合效用矩陣；為變量，表示移動(dòng)用戶m在時(shí)段t的總效用；為變量，表示移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商在時(shí)段t的總效用；

58、s45、根據(jù)綜合效用矩陣c和權(quán)重系數(shù)矩陣gs計(jì)算k次迭代的綜合效用即：

59、

60、式中：gs'為矩陣系數(shù)gs的轉(zhuǎn)置矩陣；.*表示點(diǎn)乘符號(hào)。

61、借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供了一種考慮多主體效用的基站負(fù)荷需求響應(yīng)實(shí)時(shí)控制方法，至少具備以下有益效果：

62、1、本發(fā)明通過(guò)改變用戶通信需求的方式支撐基站調(diào)節(jié)用電需求，進(jìn)而參與需求響應(yīng)，一方面能夠通過(guò)降低改變移動(dòng)用戶通信需求釋放基站負(fù)荷調(diào)節(jié)潛力，另一方面，負(fù)荷控制過(guò)程中充分考慮移動(dòng)用戶與移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的綜合效用。

63、2、本發(fā)明能夠在電力供需緊張或可再生能源消納困難時(shí)，通過(guò)引導(dǎo)用戶調(diào)整通信需求，減少基站用電高峰期的負(fù)荷，有助于緩解電網(wǎng)壓力，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。并且通過(guò)靈活調(diào)整用電需求參與需求響應(yīng)，能夠增強(qiáng)電力系統(tǒng)的靈活性和韌性，提高電網(wǎng)應(yīng)對(duì)突發(fā)情況的能力。

64、3、本發(fā)明通過(guò)智能調(diào)度和流量管理，在電力供需緊張或可再生能源消納困難時(shí)，通過(guò)引導(dǎo)用戶調(diào)整通信需求，減少基站用電高峰期的負(fù)荷，減少對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴，促進(jìn)可再生能源的消納和利用。