本發(fā)明涉及微電網(wǎng)控制，尤其是涉及一種多微電網(wǎng)運(yùn)行業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)下中繼通信功率分配方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、世界人口和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展對(duì)能源需求和環(huán)境保護(hù)都提出了重大挑戰(zhàn)。因此，越來越多的國(guó)家逐漸轉(zhuǎn)向利用風(fēng)能和太陽(yáng)能等可再生能源，從而轉(zhuǎn)向分布式發(fā)電?(dg)。然而，如果dg直接連接到主電網(wǎng)，dg的間歇性輸出可能會(huì)干擾主電網(wǎng)的性能。為了減少干擾，開發(fā)了微電網(wǎng)(mg)技術(shù)，微電網(wǎng)是一種小型電力系統(tǒng)，將局部區(qū)域內(nèi)的分布式能源?(der)和負(fù)載聚集在一起。根據(jù)分布式能源和負(fù)載的具體特性，微電網(wǎng)可以作為全交流?(ac)、全直流?(dc)或混合交流/直流微電網(wǎng)來實(shí)施和運(yùn)行。

2、隨著信息和通信技術(shù)（ict）在電力系統(tǒng)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，微電網(wǎng)系統(tǒng)已發(fā)展成為信息物理電力系統(tǒng)（cpps），其中信息和電力組件的功能在其運(yùn)行中緊密耦合。此外，ict也促進(jìn)多微電網(wǎng)系統(tǒng)的形成。這些微電網(wǎng)可以獨(dú)立運(yùn)行，也可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行能量和信息的交換，實(shí)現(xiàn)更高效的能源管理和優(yōu)化。多微電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)越來越依賴ict來保證對(duì)現(xiàn)場(chǎng)資源的全局可觀和可控。最近，一些先進(jìn)的通信技術(shù)已被應(yīng)用于多微電網(wǎng)系統(tǒng)，協(xié)作通信技術(shù)作為典型代表可以有效降低通信網(wǎng)絡(luò)的丟包率，以提高傳輸質(zhì)量。

3、在多微電網(wǎng)系統(tǒng)中相關(guān)的調(diào)控業(yè)務(wù)包括多種，如：電壓調(diào)節(jié)、頻率調(diào)節(jié)、需求響應(yīng)等，這些業(yè)務(wù)部分在控制中心處生成，并由控制中心下發(fā)給各個(gè)微電網(wǎng)執(zhí)行，對(duì)物理系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)控，從而維護(hù)微電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行并為用戶提供高質(zhì)量的電能供應(yīng)，在滿足用戶的用電需求的同時(shí)為國(guó)民經(jīng)濟(jì)提供可靠保障。

4、然而，一方面，由于多微電網(wǎng)中多元調(diào)控業(yè)務(wù)的重要程度不同（如電壓調(diào)節(jié)、頻率調(diào)節(jié)等控制類業(yè)務(wù)相較于用電信息采集、辦公自動(dòng)化等經(jīng)濟(jì)類業(yè)務(wù)更為重要），如何基于不同微電網(wǎng)的業(yè)務(wù)需求協(xié)調(diào)中繼功率分配，為不同需求的業(yè)務(wù)下發(fā)提供合適的中繼功率，從而滿足多微電網(wǎng)業(yè)務(wù)的傳輸需求，成為亟待解決的問題。另一方面，物理系統(tǒng)的穩(wěn)定以及用戶的服務(wù)質(zhì)量依賴于調(diào)控指令的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確下發(fā)，一旦業(yè)務(wù)調(diào)控指令產(chǎn)生較大丟包，導(dǎo)致微電網(wǎng)無法正確執(zhí)行，將嚴(yán)重影響物理系統(tǒng)的穩(wěn)定，甚至對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來?yè)p失。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種多微電網(wǎng)運(yùn)行業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)下中繼通信功率分配方法及系統(tǒng)，能夠解決多微電網(wǎng)業(yè)務(wù)需求驅(qū)動(dòng)下的中繼功率優(yōu)化分配問題。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

3、一方面，本發(fā)明提供了一種多微電網(wǎng)運(yùn)行業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)下中繼通信功率分配方法，包括：

4、根據(jù)協(xié)作中繼的工作方式，構(gòu)建各微電網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的實(shí)際傳輸速率模型；

5、根據(jù)所述各微電網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的實(shí)際傳輸速率模型，構(gòu)建各微電網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的丟包量模型；

6、根據(jù)各微電網(wǎng)運(yùn)行業(yè)務(wù)對(duì)電網(wǎng)功率的影響，劃分各微電網(wǎng)運(yùn)行業(yè)務(wù)的重要度；

7、利用所述各微電網(wǎng)運(yùn)行業(yè)務(wù)的重要度和所述各微電網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的丟包量模型，構(gòu)建中繼通信功率優(yōu)化分配模型；

8、利用連續(xù)凸逼近方法，求解所述中繼通信功率優(yōu)化分配模型，得到中繼通信功率優(yōu)化分配結(jié)果。

9、可選的，所述協(xié)作中繼的工作方式為解碼轉(zhuǎn)發(fā)的工作方式。

10、可選的，所述各微電網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的實(shí)際傳輸速率模型公式為：

11、；

12、式中，表示第個(gè)微電網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的實(shí)際傳輸速率模型；表示信道帶寬；表示控制中心到中繼的傳輸功率以及控制中心到第個(gè)微電網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的傳輸功率；表示中繼到第個(gè)微電網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的傳輸功率；表示信道的高斯噪聲；表示干擾；表示從控制中心到第個(gè)微電網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的信道增益；表示從中繼到第個(gè)微電網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的信道增益。

13、可選的，所述各微電網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的丟包量模型公式為：

14、；

15、式中，表示第個(gè)微電網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的丟包量模型；表示第個(gè)微電網(wǎng)運(yùn)行業(yè)務(wù)的期望傳輸速率；表示第個(gè)微電網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的實(shí)際傳輸速率模型；表示采樣周期。

16、可選的，所述各微電網(wǎng)運(yùn)行業(yè)務(wù)的重要度公式為：

17、；

18、式中，表示第個(gè)微電網(wǎng)運(yùn)行業(yè)務(wù)的重要度系數(shù)；表示第個(gè)微電網(wǎng)運(yùn)行業(yè)務(wù)的電網(wǎng)功率調(diào)節(jié)量；表示微電網(wǎng)運(yùn)行業(yè)務(wù)的電網(wǎng)功率調(diào)節(jié)量集合。

19、可選的，所述中繼通信功率優(yōu)化分配模型公式為：

20、=；

21、約束為：

22、；

23、；

24、式中，表示第個(gè)微電網(wǎng)運(yùn)行業(yè)務(wù)的重要度系數(shù)；表示第個(gè)微電網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的丟包量模型；表示微電網(wǎng)運(yùn)行業(yè)務(wù)的數(shù)量；表示第個(gè)微電網(wǎng)運(yùn)行業(yè)務(wù)的期望傳輸速率；表示控制中心到中繼的傳輸功率以及控制中心到第個(gè)微電網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的傳輸功率；表示中繼到第個(gè)微電網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的傳輸功率；表示信道的高斯噪聲；表示干擾；表示從控制中心到第個(gè)微電網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的信道增益；表示從中繼到第個(gè)為微電網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的信道增益；表示采樣周期；表示中繼可用于分配的總功率；表示從控制中心到中繼的信道增益。

25、可選的，利用連續(xù)凸逼近方法，求解所述中繼通信功率優(yōu)化分配模型，得到中繼通信功率優(yōu)化分配結(jié)果，包括：

26、在所述連續(xù)凸逼近方法中，對(duì)數(shù)函數(shù)的下界近似值表示為：

27、；

28、當(dāng)：

29、；

30、所述中繼通信功率優(yōu)化分配模型轉(zhuǎn)化為：

31、；

32、利用求解器求解轉(zhuǎn)化后的中繼通信功率優(yōu)化分配模型，得到中繼通信功率優(yōu)化分配結(jié)果；

33、式中，表示第一系數(shù)；表示第二系數(shù)；表示自變量；表示自變量的最優(yōu)解；表示第個(gè)微電網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的第一系數(shù)；表示第個(gè)微電網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的第二系數(shù)；表示轉(zhuǎn)化后的中繼到第個(gè)微電網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的傳輸功率；表示轉(zhuǎn)化后的中繼到第個(gè)微電網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的信號(hào)干擾加噪聲比。

34、第二方面，本發(fā)明提供了一種多微電網(wǎng)運(yùn)行業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)下中繼通信功率分配系統(tǒng)，包括：

35、實(shí)際傳輸速率模型構(gòu)建模塊，被配置為：根據(jù)協(xié)作中繼的工作方式，構(gòu)建各微電網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的實(shí)際傳輸速率模型；

36、業(yè)務(wù)丟包量模型構(gòu)建模塊，被配置為：根據(jù)所述各微電網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的實(shí)際傳輸速率模型，構(gòu)建各微電網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的丟包量模型；

37、業(yè)務(wù)重要度劃分模塊，被配置為：根據(jù)各微電網(wǎng)運(yùn)行業(yè)務(wù)對(duì)電網(wǎng)功率的影響，劃分各微電網(wǎng)運(yùn)行業(yè)務(wù)的重要度；

38、中繼通信功率優(yōu)化分配模型構(gòu)建模塊，被配置為：利用所述各微電網(wǎng)運(yùn)行業(yè)務(wù)的重要度和所述各微電網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的丟包量模型，構(gòu)建中繼通信功率優(yōu)化分配模型；

39、中繼通信功率優(yōu)化分配模型求解模塊，被配置為：利用連續(xù)凸逼近方法，求解所述中繼通信功率優(yōu)化分配模型，得到中繼通信功率優(yōu)化分配結(jié)果。

40、第三方面，本發(fā)明提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令，該計(jì)算機(jī)指令被處理器執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)第一方面所述的多微電網(wǎng)運(yùn)行業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)下中繼通信功率分配方法的步驟。

41、第四方面，本發(fā)明提供了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括：

42、存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)指令；

43、處理器，用于執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)指令以實(shí)現(xiàn)第一方面所述的多微電網(wǎng)運(yùn)行業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)下中繼通信功率分配方法的步驟。

44、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果：

45、本發(fā)明根據(jù)各微電網(wǎng)業(yè)務(wù)對(duì)電網(wǎng)的影響不同，劃分微電網(wǎng)的業(yè)務(wù)重要度，根據(jù)微電網(wǎng)的業(yè)務(wù)重要度分配中繼通信功率，解決了傳統(tǒng)功率分配優(yōu)化忽視了電網(wǎng)業(yè)務(wù)需求的問題；使用連續(xù)凸逼近方法對(duì)原始優(yōu)化問題進(jìn)行轉(zhuǎn)化，解決了功率分配優(yōu)化非凸，無法直接求解的問題，同時(shí)保證重要業(yè)務(wù)的可靠無丟包傳輸，解決了重要業(yè)務(wù)傳輸丟包的問題。