考虑电动汽车和5G基站的电力-信息-交通耦合网络需求响应策略

电动汽车(EV)是具有移动负荷和通信用户双重属性的主体,为充分挖掘其参与需求响应产生的可调度潜力并降低电网负荷波动,提出了电力-信息-交通网络耦合背景下EV和5G基站需求响应策略。首先,分析了EV和5G基站参与下的多网络耦合关系。其次,建立了EV集群和5G基站集群的灵活性模型。基于此模型,提出了两阶段需求响应优化调度策略：第1阶段以通信成本最小为目标,为EV提供充电导航和路径规划并优化基站用能模式;第2阶段以配电网负荷波动最小为目标,制定EV的充放电策略。最后,通过某城市交通模型的测试,分析了调度策略对基站运行、配电网负荷、潮流和用户的影响,验证了模型和方法的有效性。     

考虑通信基站需求响应的城市中压配电网阻塞管控模型

随着城市用电量的增加和新型负荷的广泛加入,城市电网阻塞问题亟待解决。5G基站耗电量大、分布范围广、调节潜力强,其参与需求响应可以有效缓解城市中压配电网阻塞。因此,构建了考虑通信基站需求响应的城市中压配电网阻塞管控模型。首先,通过分析5G基站工作原理,建立5G基站功率可调模型；然后,考虑网络潮流约束和城市通信需求约束,以阻塞管控成本最小为目标,建立城市中压配电网阻塞管控模型；最后,算例验证所提模型不仅可以解决城市中压配电网阻塞问题,还可有效提高经济效益。     

基于V2G与应急通信的配电网信息物理协同快速恢复方法

随着新型配电系统的快速发展,配电网与通信网络的相互依赖程度逐渐加深。在极端灾害发生后,一方面,配电网失电后的恢复控制需要依靠通信网络的有效支撑,灾后使用电动汽车与电网互动（V2G）恢复负荷电力供应的过程,同样离不开通信网络的引导作用;另一方面,通信网络的正常运行依靠配电网的电力供应。因此,为解决配电网灾害后电力网络与通信网络交互影响下的负荷恢复问题,提出了一种基于V2G和应急通信的配电网信息物理协同快速恢复方法：在灾害发生后,通过调配搭载无线通信基站的无人机前往通信故障区域构建应急通信网络,从而迅速恢复对区域线路开关的控制能力与对电动汽车的引导能力,进而引导电动汽车前往车辆并网站形成分布式电源并控制配电网拓扑重构,以恢复负荷的电力供应。该方法基于灾后无人机与电动汽车的调度约束以及配电网的运行约束,建立了配电网信息物理协同恢复模型,并通过配电网和交通网耦合算例验证了所提方法的有效性。     

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。     

低自干扰的电力无线专网高可靠性规划方法

针对电力无线通信在规划中存在的问题,为更好地服务智能电网和开展分时长期演进(TDLTE)技术在电力通信等领域的应用研究,提出了一种低自干扰的电力无线专网高可靠性规划方法。通过利用基站信号的重叠覆盖提高基站或末端回传网络故障时用户业务存活的能力。通过对重叠的小区进行合并,避免了重叠小区的同频干扰,再通过优化组织基站的部署,在基站数量相同的情况下,增加了重叠覆盖时的平均站间距离,在保证网络性能的前提下提高了网络可靠性。该规划方案解决了现有技术的基站间同频重叠覆盖将导致相互干扰,异频重叠覆盖可能受到频率资源制约无法实施的问题。     

基于改进遗传算法的电力无线专网4G、5G基站布点规划优化方法

在电力4G无线专网中引入5G,进行4G、5G融合组网,对提高电力业务通信效率具有重要意义。首先阐述了5G在电力系统中的应用及4G、5G组网方式。然后,综合考虑电力自有业务、电力业务通信需求、电力基站建设成本、基站运行成本,构建了电力无线专网4G、5G基站布点优化模型,对4G、5G基站进行优化布点。其次对遗传算法中编码、初始化种群操作进行优化设计和改进,大幅减少算法迭代次数,提高收敛速度,降低了模型的求解复杂度。最后基于改进模型对电力4G、5G基站布点优化模型进行求解,可以快速给出4G、5G基站优化方案,满足电力通信覆盖率和经济性等要求。仿真算例验证所提模型、改进算法的合理性和有效性。     

考虑极端场景的输电通信网络协同鲁棒扩展规划方法

为了在满足经济性前提下,尽可能降低极端场景下电力和通信网络故障耦合引起的大面积停电风险,考虑双网结构融合和功能耦合特征,提出了信息物理协同双层(主层、子层)鲁棒扩展规划模型。首先,以投资经济性和极端场景下失负荷损失成本最小为目标,建立双网线路和通信业务路由协同优化的主层模型;其次,在子层模型中,计及线路结构耦合引起的共因失效模式,构建了电力/通信线路多重故障集,并考虑通信失效对电力系统应急调度的影响,基于max-min准则建立最恶劣极端场景最小失负荷损失成本计算模型;随后,采用列和约束生成算法实现两层模型解耦求解;最后,基于IEEE 14 节点信息物理系统进行仿真分析,结果表明,提出的协同规划模型能以经济合理的投资优化双网结构,降低通信系统故障级联影响,提高耦合系统面对极端场景的抵抗力。     

考虑极端场景的输电-通信网络协同鲁棒扩展规划方法

为了在满足经济性前提下,尽可能降低极端场景下电力和通信网络故障耦合引起的大面积停电风险,考虑双网结构融合和功能耦合特征,提出了信息物理协同双层(主层、子层)鲁棒扩展规划模型。首先,以投资经济性和极端场景下失负荷损失成本最小为目标,建立双网线路和通信业务路由协同优化的主层模型;其次,在子层模型中,计及线路结构耦合引起的共因失效模式,构建了电力/通信线路多重故障集,并考虑通信失效对电力系统应急调度的影响,基于max-min准则建立最恶劣极端场景最小失负荷损失成本计算模型;随后,采用列和约束生成算法实现两层模型解耦求解;最后,基于IEEE 14 节点信息物理系统进行仿真分析,结果表明,提出的协同规划模型能以经济合理的投资优化双网结构,降低通信系统故障级联影响,提高耦合系统面对极端场景的抵抗力。     

电力通信网的关键节点辨识

在如今快速发展的智能电网中,电力通信网节点数量和网络结构变得越来越庞大且复杂。为了识别网络中的关键节点,结合电力通信网拥有其作为电网通信主干网架的独特行业背景,综合电力通信网的拓扑结构、通信业务和电网的影响等因素构建了多指标评价体系。通过层次分析法求得各指标的主观权重,并用熵权法求得各指标的客观权重,最后结合两种权重得到指标综合权重,根据各指标的重要度及对应综合权重确定各个节点的重要度。仿真表明,相对于其他算法,该算法的评价指标更为综合,权重分配更为客观合理,能准确辨识网络中关键节点,为保障电力通信网的安全可靠运行提供参考依据。     

计及分时电价的5 G基站光储系统容量优化配置方法

随着第5代移动通信技术（5G通信）的迅速发展,5G基站数量不断增加,5G通信耗电量大、用电成本高的问题日益突出。为此,提出了考虑光伏和储能接入的5G基站光储系统优化配置方法,以提高5G基站运行的经济性。首先,考虑5G基站负荷情况和配电网分时电价,建立了5G基站光储系统的经济调度模型;然后,通过量子粒子群优化算法计算典型日内5G基站光储系统的最小综合成本,以此确定光伏和储能的最优接入容量;最后,通过算例证明合理配置光伏和储能容量可以提高5G基站系统的经济性。光伏和储能容量的配置受储能成本和峰谷电价差的影响较大,且光储系统所能带来的经济效益随峰谷电价差的增大和储能成本的降低而增大。     

计及分时电价的5G基站光储系统容量优化配置方法

随着第5代移动通信技术(5G通信)的迅速发展,5G基站数量不断增加,5G通信耗电量大、用电成本高的问题日益突出。为此,提出了考虑光伏和储能接入的5G基站光储系统优化配置方法,以提高5G基站运行的经济性。首先,考虑5G基站负荷情况和配电网分时电价,建立了5G基站光储系统的经济调度模型;然后,通过量子粒子群优化算法计算典型日内5G基站光储系统的最小综合成本,以此确定光伏和储能的最优接入容量;最后,通过算例证明合理配置光伏和储能容量可以提高5G基站系统的经济性。光伏和储能容量的配置受储能成本和峰谷电价差的影响较大,且光储系统所能带来的经济效益随峰谷电价差的增大和储能成本的降低而增大。     

面向软件定义网络的配电边缘计算终端优化部署方法

为增强配用电物联网的业务支撑能力以及节省经济成本,提出了一种面向软件定义网络(software defined network, SDN)的配电边缘计算终端优化部署方法。电力无线专网基站具有丰富的数据流与业务流,利用无线基站站址部署配电边缘计算终端具有显著的优势。首先,介绍了面向软件定义网络的配用电物联网边缘计算架构,建立了配用电物联网的业务、智能终端和边缘计算终端等要素模型。进一步,考虑边缘计算终端、智能终端以及SDN控制器的通信方式约束、边缘计算终端的服务延时和硬件配置约束,以年均设备成本和年均运行成本之和为目标,建立了配电边缘计算终端优化部署模型。最后,基于多场景的算例仿真结果验证了所提方法的有效性。     

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.     

基于路径描述的配电网电力廊道规划方法

配电网工程的落地依托于充足的电力廊道资源,而电力廊道规划方案的合理性也将影响到后期配电网建设的经济性。为科学指导廊道的选择,提出一种基于路径描述的配电网电力廊道规划方法。首先根据电力廊道与配电网网架之间的耦合关系,搭建电力廊道连通性模型;然后采用深度优先遍历算法获得满足廊道建设情况的供电路径集合。基于此,以电力廊道综合规划费用为廊道规划方案的评估依据,搭建了配电网电力廊道双层规划模型。最后采用嵌套离散粒子群优化算法进行优化求解,外层粒子群算法以电力廊道综合规划费用最小为优化目标,内层粒子群算法以配电网运行规划成本最小为优化目标。算例分析表明,所述模型可兼顾后期配电网建设的可行性与经济性,得到满足负荷需求的电力廊道最优规划方案,有利于提前对廊道站址进行保护,为配电网建设提供参考。     

一种考虑低压侧直供潜力的输配电网规划方法研究

针对电网规划中输配电网协调性不足和资源利用率不高的问题,将直供负荷纳入电网规划中,以合理利用高电压等级变电站的容量,并充分利用变压器低压侧直供潜力来提高电网的供电能力。通过引入反馈变量,建立输电网与配电网连接处功率耦合关系,实现输电网规划模型和配电网规划模型的分布式求解,在优化配置模型求解过程中,由于目标函数比较复杂且为非线性函数,采用群体最优值交叉操作的量子粒子群算法（CR-QPSO）对其进行求解,并建立粒子记忆集以加快模型收敛速度案例分析验证了所提方法的有效性。     

株洲配电通信网络建设方案研究

通信网络是维系配网自动化主站、配电终端和业务信息的纽带,是配电自动化系统不可缺少的重要组成部分和重要技术手段。文章在论述株洲配电自动化试点区电力通信网现状的基础上,结合配网自动化对通信通道的需求论述系统建设的可行性,并确定配电通信网络的技术指标通过对各种主流通信方式的比较,结合株洲地区用电网的特点,选定适合株洲地区配、乜自动化系统发展的通信方式,并对省内已建成的配电通信网组网方法进行研究,提出一种改进的网络建设方案,以达到建成后的配电通信网络结构清晰、施工方便、维护难度降低等特点。     

考虑用户出行成本预算的电力-交通耦合网络充电站定价策略

随着电动汽车的规模化发展,研究如何有效考虑用户的出行行为机理并制定合理的充电站充电价格,对电力-交通网络的协同优化调度具有重大意义。针对此问题,提出了考虑用户出行成本预算的电力-交通耦合网络充电站定价策略。首先,建立考虑出行成本预算的交通用户均衡模型,将均衡状态通过变分不等式进行等效描述,从而对电动汽车出行需求和充电行为进行刻画。其次,构建考虑功率削减的配电网二阶锥优化模型,将充电站定价问题转化为含有变分不等式约束的优化问题,并根据问题设计交替迭代算法和外梯度算法进行求解。最后,通过算例对所提模型和方法的有效性进行验证,结果表明了考虑出行成本预算对耦合网络充电定价的必要性。     

基于两种仿生算法的低碳主动配电网规划

分布式电源（DG）为未来配电网的规划问题带来了许多新的挑战。在传统配电网规划基本要求的基础上,结合主动配电网相关标准,对主动配电网进行了新的规划。规划过程中,将选择投入运行的电网网架和分布式电源出力大小作为优化变量,将电网的碳排放环境成本作为评判标准。以14节点网络系统为例,将遗传算法（GA）和布谷鸟搜索（CS）算法相结合,并根据电网规划实际情况对算法做了改进。最终在MATLAB环境下,结合MATPOWER潮流计算工具,实现了主动配电网的低碳规划。算例结果表明,该规划方法简单有效,能够为低碳经济下主动配电网的进一步发展提供参考和依据。     

区域互联能源联供系统的优化规划

能源联供系统具有一次能源利用率高、经济性好等优势,但因其内部设备种类较多、能量流耦合较强而使得规划问题复杂度提高。对于联供系统的规划问题,首先阐明了供能站外部联络结构以及供能站内部的能源联供模式,针对目前新规划地块负荷供区划分和供能站选址困难的现状,提出了综合加权负荷矩指标并将其应用于维诺图,以解决供区划分和供能站选址的难题;综合考虑不同能源网络规划需求的差异,对冷/热/电能源在子供区内的配送网络采用了不同的规划结构;供能站内各类设备的容量与站间冷热电等能源连接网的规划在优化时相互影响,存在着复杂的耦合关系,文中建立了"站内容量—站间网络"联合规划模型,同时对供能站内各类设备容量和供能站间连接网进行优化规划。最后,在某新规划地块的算例中,仿真验证了所述供区划分和供能站选址方法的有效性,最终的联合规划结果验证了该方法的经济性和实用性。     

考虑用户出行特性和配电网线路可用裕度的充电站规划

考虑到电动汽车用户、电动汽车充电站和配电网三者之间的相互影响关系,根据路网交通流量和用户出行特性建立了电动汽车用户的年总耗时成本模型。在计及电动汽车充电站和配电网的年总成本的基础上建立了全社会年总成本模型,以此对电动汽车充电站进行优化规划。针对电动汽车充电站接入配电网的馈线布局,考虑了线路的通道资源问题,并建立了可用裕度模型。根据环境条件、社会条件、自然条件等外在条件对充电站的候选站址进行初步筛选。然后,以单位时间内充电站的综合成本最小为目标对充电站的容量进行优化配置。利用离散二进制粒子群算法和删除路径算法实现了电动汽车充电站的选址定容及接入配电网的馈线规划。最后,以33节点的路网和19节点的配电网为例,验证了所提模型及求解方法的合理性和有效性。