考虑光伏集成5G基站用能模式的多主体共享储能优化配置

光伏集成5G基站能够有效降低电信运营商的用能成本,然而含分布式光伏的5G基站用能模式将对主动配电网的稳定运行造成影响,致使电信运营商与主动配电网均存在储能配置需求。出于安全性与经济性考虑,文中引入储能运营商作为第三方共建共享储能系统,提出了一种考虑光伏集成5G基站用能模式的多主体共享储能优化配置方法。首先,提出了面向规模化光伏集成5G基站与主动配电网储能配置需求的共享储能系统动态容量租赁模型;其次,基于双层混合整数规划模型(BiMIP)构建共享储能系统容量配置与运行双层联合优化问题;最终,采用重构与分解(R&D)算法对双层联合优化问题进行求解。仿真结果表明,所提出的多主体共享储能优化配置方法能够实现主动配电网的削峰填谷与多主体间的互利共赢。     

面向5G融合配电网的基站能量共享方法

针对5G融合配电网的经济性多基站能量共享机理及实现方法这一关键性问题,首先,构建基站能量共享系统,提出基站能量共享能力模型,建立基站间能量共享连接以及配电网-基站购电模型;之后,提出基于一对多升价匹配的低成本基站能量共享方法,解决能量共享冲突问题;最后,通过仿真验证所提算法的性能。仿真结果表明,相较于基于单边匹配的基站能量共享算法和基站最优购电算法,所提算法能够使基站群购电成本和弃光量分别降低14.37%、41.80%和56.80%、85.58%,可促进基站购电成本降低与新能源就地消纳,助力5G网络及新型电力系统建设。     

面向5G边缘计算网络的联合需求响应与任务卸载策略

随着物联网通信计算需求激增,5G通信与边缘计算网络逐步成为新兴的高能耗负荷。针对5G边缘计算网络用电成本高的问题,提出了联合任务卸载与需求响应策略。所提策略基于任务卸载与基站储能单元充放电动作,在高电价时段联合优化计算、通信与储能资源分配或者牺牲部分时延性能以削减用电成本,在分时电价机制中为电网提供响应能力。针对优化目标为混合整数非线性规划问题,进一步提出结合网络场景划分的广义benders分解算法,将问题解耦为任务卸载决策主问题与充放电以及资源分配子问题,降低问题求解复杂度。仿真结果表明：相比于仅考虑任务卸载和仅考虑通信资源调度的响应策略,所提策略降低了用电成本并避免时延性能恶化。     

面向5G边缘计算网络的联合需求响应与任务卸载策略

随着物联网通信计算需求激增,5G通信与边缘计算网络逐步成为新兴的高能耗负荷。针对5G边缘计算网络用电成本高的问题,提出了联合任务卸载与需求响应策略。所提策略基于任务卸载与基站储能单元充放电动作,在高电价时段联合优化计算、通信与储能资源分配或者牺牲部分时延性能以削减用电成本,在分时电价机制中为电网提供响应能力。针对优化目标为混合整数非线性规划问题,进一步提出结合网络场景划分的广义benders分解算法,将问题解耦为任务卸载决策主问题与充放电以及资源分配子问题,降低问题求解复杂度。仿真结果表明：相比于仅考虑任务卸载和仅考虑通信资源调度的响应策略,所提策略降低了用电成本并避免时延性能恶化。     

含规模化5G基站租赁共享储能的配电网混合博弈优化调度

传统供电方式下规模化5G基站面临高昂运行成本,为进一步协调5G基站电源侧能源结构低碳经济转型与电网侧灵活性调节能力提升,文章提出了一种含规模化光伏集成5G基站租赁共享储能系统的主动配电网混合博弈优化调度方法。以主动配电网为主体,多电信运营商与共享储能运营商组成5G基站联盟为从体,构建主从博弈优化模型,并采用二分法进行求解,得出主动配电网最优分时电价策略与5G基站联盟优化运行策略。考虑5G基站联盟各主体间的电量交互与成本分摊,基于纳什谈判理论构建多电信运营商与共享储能运营商合作博弈运行模型,并将其等效为5G基站联盟运营效益最大化子问题与电量交易支付谈判子问题,在此基础上,提出基于交替方向乘子法的分布式算法进行求解。最后,仿真结果验证了所提方法的有效性。     

考虑5G通信负荷协同优化的云边计算网络能量管理模型

随着物联网发展，数据中心与5G网络相继成为可观的用能负荷，给低碳网络建设带来挑战。降低计算网络对电网负担，提升可再生能源应用比例并削减购电成本是实现低碳计算目标面临的重要议题。该文首先建立考虑电网、可再生能源混合供能的跨域数据中心与5G边缘计算网络用能调度模型；基于信息-能源流耦合性，提出联合任务卸载、功率控制与云边计算负载迁移策略，实现网络购电成本的空间转移、削减；其次，考虑时延、服务机制与能耗的耦合性，设计基于主从博弈的云计算服务定价机制，鼓励计算资源共享实现云边用能行为优化。仿真分析表明，所提方法能够提高云边网络合作积极性，有效减少各方网络主体的购电成本并降低电网负载压力。     

能源互联网背景下5G网络能耗管控关键技术及展望

第五代移动通信(5G)网络基础设施建设逐步加快,绿色节能通信网络的构建关乎5G网络能否可持续发展.研究5G网络能耗管控技术,对于探究能源互联网背景下,分布式清洁能源系统、储能系统与需求响应在5G网络能耗管控中如何应用以实现节能减排具有重要意义.文中从基站能耗管控研究的模型、算法、技术路线等角度出发,以配置有能量收集装置的5G基站为基础,介绍和分析了5G网络能耗问题研究现状和5G网络能耗管控相关技术,并对能源互联网背景下5G通信网与电力网的联合电力流优化控制及其技术创新与应用进行了展望,以期通过5G网络能耗管控技术的协同应用降低5G网络运营商与电网运营商的运营成本,为绿色5G网络建设提供思路.     

考虑通信与配套设备协调优化的大规模5G宏基站网络能量管理模型EI北大核心CSCD

5G宏基站(base station,BS)节能优化是移动通信行业践行绿色低碳发展、实现碳中和目标的重要技术手段,然而现有5G宏基站网络能量管理模型主要关注网络通信设备的节能问题,未考虑网络中大量配套设备与通信设备的协调优化。为此,建立5G宏基站网络通信与配套设备协调优化的能量管理模型,所建模型为一混合整数线性优化问题(mixed integer linear programming,MILP)。为处理模型中由于网络用户数和设备数较多所导致的大量0/1变量问题,提出基于地理位置的用户聚类和适应模型的改进Benders算法,以求解大规模5G网络通信与配套设备协调优化模型,并通过算例仿真验证了所提模型和算法的有效性,该模型能适用于多住宅区和大规模商业区的5G宏基站网络能量管理。     

市场环境下共享汽车电池仓库能量管理策略研究

共享电动汽车是未来交通出行的发展趋势。将换电模式应用于共享电动汽车,在保持其换电便捷性优势的同时可以解决电池统一性的问题,具有良好的发展前景。文章对换电模式下共享电动汽车运营商管理的电池仓库开展研究,提出了能量优化管理的双层规划模型。上层以电池仓库成本最小化为目标对电池充放电功率进行优化,下层对电池仓库参与电力市场的出清过程进行建模,然后基于KKT条件和强对偶理论将模型转换成混合整数线性规划问题进行求解。最后,通过算例分析电池仓库的竞价和能量管理策略,验证了文中所提模型可以在满足共享用户电池需求的同时,降低共享汽车电池仓库的运营成本。     

基于深度强化学习的混合动力汽车能量管理策略

针对混合动力汽车能量管理策略在线运行时对工况适应性差的问题,提出一种具有深度强化学习能力的能量管理策略设计方法。该方法基于深度确定性策略梯度算法来确定发动机功率最佳变化率,进而建立车载能源功率分配策略。所建立的控制策略包含离线交互学习与在线更新学习双层逻辑框架,根据车辆运行特性对控制参数进行动态更新,以提高在线运行时车辆的节能效果。为了验证所提出的控制策略,以沈阳实车测试数据对算法有效性进行分析,并与粒子群优化算法的控制效果进行对比。结果表明,所提出的深度强化学习能量管理策略可以实现优于粒子群优化策略的节能效果,尤其当车辆行驶特性发生突然变化时,深度强化学习控制策略具备更强的适应性。     

考虑功率互济的多微网集群运行优化与分析

微网（microgrid,MG）是智能电网的重要组成部分,其可以接入多种分布式可再生能源,为本地负荷提供服务。然而,可再生能源发电的间歇性限制微网可靠运行。安装储能和柴油发电机可以解决可再生能源发电的间歇性问题,多微网功率互济也是保证微网可靠运行的有效措施。文章首先假定微网的可再生能源发电和负荷是可以提前确定的,讨论了双微网系统的离线运行优化问题,在此基础上,研究了双微网功率互济和储能对微网购电成本的影响。然后,在离线优化运行方案的启发下,提出了双微网系统的在线运行优化策略,在线策略不需要任何预测信息,更易在实际的智能电网系统中实现。仿真结果表明,在线策略可以获得接近离线算法最优解的次优解。最后,基于双微网系统的在线运行优化策略,提出了适用于多微网运行优化的在线运行优化策略。     

交互能源机制下多区域综合能源系统能源共享协同调度

能源共享需求下多区域综合能源系统存在集中调度决策变量多、约束复杂、区域主体信息隐私难以保护,以及传统分布式算法收敛不光滑、收敛速度慢等问题。为此,设计了交互能源机制下地区系统运营商进行多区域能源管理的框架,建立了考虑新能源不确定性的能源共享日前调度随机优化模型,并构建了基于绝对值函数线性化的代理增广拉格朗日松弛算法进行求解。基于所提模型和算法,地区系统运营商根据各区域提交的初始供求信息制定区域间的交易价格,各区域以运行成本、碳排放成本、弃光成本最小为目标优化设备出力和能源交互量,并进行迭代出清。算例结果表明所提模型能够有效提升区域运行效益,提高新能源消纳,且所提算法较常用分布式算法在求解速度和求解质量方面更具优越性。     

计及参与成本贡献的用户侧云储能服务及其纳什议价模型

为了解决以共享经济概念为基础的云储能服务中用户与运营商之间的成本贡献及收益分配问题,提出了计及参与成本贡献的用户侧云储能服务及其纳什议价模型,对运营商独立投资的集中式云储能服务进行定价。在所述服务框架中,运营商优先对充放电需求互补的用户交换电能,再通过充放电或购售电来满足总体的净充放电需求;然后,采用Shapley值法为用户分配储能损耗贡献度,并综合考虑用户的新能源余量能量互济率及虚拟储能利用率,对分配结果改进,以进一步刻画用户服务费的差异性;最后,求解计及用户成本贡献的纳什议价模型,计算各用户的服务费。算例结果表明：所提方法减小了储能充放电损耗及总体用能成本,并提升了新能源消纳率;且改进Shapley值法的分配结果促进了用户将新能源余量上网及按需租赁虚拟储能。同时,纳什议价模型在保证用户服务费差异合理的前提下,兼顾了用户群体和运营商之间的利益诉求,促进了双方合作。     

市场环境下输配电系统一体化分布式交易优化方法

随着可再生能源的高渗透率接入和主动配电网的规模化发展,系统之间对于能量交易和灵活性资源共享的需求迫切。文中基于广义主从分解协调方法,将一体化输配电市场分解为输电系统批发市场主问题和多个配电系统零售市场子问题,并建立了基于混合整数线性规划的考虑备用需求约束的输电网络模型和基于混合整数二阶锥规划的适用于网络重构的配电网络模型,同时提出了适用于输配电市场一体化问题的分布式优化的分解协调方法,可有效降低市场的购电成本。在模型中模拟了配电系统运营商进行策略性报价意愿的约束,且配电网系统采用的网络重构模型能有效地精细化网损和模拟远程开关控制,提高市场的流动性。基于库恩-塔克(KKT)条件从理论上证明了该模型和方法的最优性,并通过算例证明了方法的有效性。     

计及调压辅助服务收益的光储系统优化运行策略

含高渗透率清洁能源配电网的电压越限问题日益严重。光储系统因具备PQ四象限调节能力,具有向电网提供电压调节辅助服务的功能。提出了一种计及调压辅助服务收益的光储系统优化运行策略。给出了光储系统的拓扑结构和柔性并网运行方式;考虑上网电量收益、辅助服务收益、购电费用、损耗费用以及运行约束条件,构建了以光储系统经济收益最大为目标的最优运行模型。针对系统存在的连续多阶段全局有功/无功双决策问题,采用多维动态规划算法进行求解。算例结果表明,光储系统能主动响应调压辅助服务价格激励,获得更高的经济收益,同时有效地解决了配电网的电压越限问题。     

计及蓄电池寿命的风光储微网系统能量优化管理

随着新能源电力比重的快速增长,风光储互补发电已成为我国电力供应的重要组成部分。本文提出一种针对风光储微网系统的能量优化管理策略。综合考虑系统运行成本、蓄电池寿命损耗成本和购电环境成本,建立经济调度模型;以综合发电成本最低为目标,考虑出力约束和安全性能约束,利用粒子群优化算法对该模型求解,产生能量管理策略的调度参数,实现功率优化调度。在不同天气条件下,对本文策略和常规策略进行了算例对比,验证了优化效果。基于算例数据,进一步讨论了蓄电池充放电深度和次数对寿命的影响,并证明在本文策略中蓄电池的使用寿命较长。     

计及多时间尺度需求响应资源的微电网能量优化调度策略

随着电力体制改革的深入,用户侧微电网逐渐形成多方投资+集中管控的运营模式,研究计及运营商利益的微电网能量优化具有重要的现实意义。文章提出一种以运营商购售电收益最大化和需求响应补偿成本最小化为目标的微电网能量优化调度策略。该策略计及需求响应多时间尺度特性,将集群空调和集群电动汽车2种需求响应资源纳入日前-日内-实时3种时间尺度调度计划中,并根据各阶段可再生能源预测信息以及电价信号,逐级优化储能出力和需求响应供应量,实现运营商的全局利益最大化。负荷聚集商基于集群空调和集群电动汽车的控制模型预测各时段可控负荷容量并实时响应调度指令。最后,通过算例验证本文所提调度策略的有效性。