电力CPS环境下电力4G无线专网向5G演进策略

构建高效连接、大容量带宽、低通信时延的电力无线专网,是电力信息物理系统(cyberphysical system,CPS)业务可靠运行的重要保障,有必要对电力CPS环境下电力无线专网进行研究.首先分析了电力CPS环境下电力业务对通信网络的需求,结合电力业务特征研究了5G通信技术的通信组网架构.然后结合电力业务需求和5G...     

基于站址优化的电力无线专网组网分析

为了有效降低电力无线专网组网成本,从优化基站建站成本的角度出发,提出了依托现有电力网中的电力塔架进行组网,重点研究了组网过程中的基站选址问题,并分别针对组网基站和新增基站提出了对应的基站选址算法。组网基站选址算法基于退火原理求基站分布的最优解,新增基站选址算法通过计算干扰函数梯度,寻找目标区域干扰信号最小的位置设置新增基站。仿真结果表明,提出的算法可靠且容易实现,可有效解决电力专网中的基站选址问题,可为降低电力无线专网组网的建站成本提供参考。     

基于粒子群优化与K-means聚类的配网5G改造经济性评价方法

针对现有4G网络难以满足配电网业务,而5G通信在配网应用中经济性尚不明确的问题,提出一种基于粒子群优化与K-means聚类的配网通信改造经济性评价方法。建立5G与现有4G通信方式在配网中的基站规划模型,利用自适应粒子群算法与K-means聚类算法,对2种通信方式下的基站安装进行优化;建立改造成本模型,计算5G改造与现有4G通信下的建设成本;建立通信改造经济性评价模型,利用粒子群算法进行优化求解,进而利用求解出的结果评估2种通信在配电网改造中的经济性。     

基于移动用户接入控制的5G通信基站需求响应

第五代蜂窝通信(5G通信)基站的能耗增长迅猛,将成为未来重要的电力负荷。优化基站的用能模式,尤其是通过多基站集群的协调运行来对移动用户进行接入控制,能在降低基站用能费用的同时,为电网提供可观的需求响应能力,注入新灵活性资源,实现通信运营商和电网的双赢。该文探究了5G通信规模化应用背景下,基于移动用户接入控制的5G通信基站需求响应。具体地,该文建立根据集群中各基站实时电价差异来调整用户与基站连接关系的基站群成本优化模型,并为快速求解该优化模型,提出一种启发式算法,将原问题分解为能量优化子问题和通信连接优化子问题,并基于实际的基站覆盖范围和信道特征阐明求解问题的稀疏性特征,降低模型的求解复杂度。两个子问题之间相互迭代求解直至收敛,以此获得局部最优解。最后通过算例验证了模型和算法的可行性。     

5G电力应急通信装置的关键技术研究

5G电力应急通信装置采用无线宽带多网融合技术、干扰抑制方法、业务QoS保障方法、安全保密技术,在通信机制上既能做到5G与4G兼容,支持网络优选,还能做到运营商公网与4G电力无线专网的融合.方案在保证传输服务质量的同时实现了数据安全传输.     

海南电力无线通信专网建设研究分析

在智能电网中,电力通信网是基础支撑平台,可保障电网的安全运行,具有重要的作用。为了提高电力通信网的安全性、可靠性和全覆盖,电力无线通信可作为应急通信和弥补光纤通信不足的有效手段。文章结合海南省电力无线通信网的需求,对比分析了不同组网技术。给出了电力无线专网的组网方案,最后从布点、覆盖范围方面,对海南省全面建设无线专网进行了规划分析。     

TD-LTE电力无线宽带系统多频混合组网研究

文章从智能配用电网几种常见业务在通信带宽需求、业务终端位置分布、业务安全防护等方面的特性分析出发,结合TD-LTE电力无线宽带专网的频段选择、信号覆盖、基站吞吐量等技术特性,提出单频组网、多频异址组网、多频同址组网等3种TD-LTE电力无线宽带系统多频混合组网方案,并对多频混合组网的建设策略进行探讨,为电力无线宽带系统在智能配用电网的大规模规划和建设提供了参考方案。     

电力无线专网在泛在电力物联网中的应用

电力无线专网将成为解决电网“最后一公里”通信连接问题的关键技术,助力泛在电力物联网实现万物互联、人机交互,全面深入应用电力无线专网对泛在电力物联网的建设具有重要意义。首先介绍了泛在电力物联网的基本概念与特征、分析了泛在电力物联网业务对通信的需求,研究了电力无线专网架构、技术和特点。其次,深入分析了电力无线专网在泛在电力物联网中的三大典型应用场景,即控制类业务、采集类业务、移动类业务。基于应用场景指出了电力无线专网建设过程中存在的通信干扰、网络安全、业务连续性以及基站选址等问题,并结合建设实际提出了针对性的解决措施。最后给出了泛在电力物联网环境下电力无线专网建设方向,在业务针对性、业务发展需求、业务扩展性以及业务安全性等方面进行了探讨。     

电力无线专网多业务隔离技术研究

通过研究当前电力无线专网现状,分析配用电业务对网络的通信需求及多业务隔离需求,提出基于RAN-SHARING和基于物理隔离的无线专网多业务承载隔离实施方案,实现不同安全大区业务的物理隔离和同一安全大区的逻辑隔离,为未来不同类型配用电业务混合组网和建设提供技术支撑。应用结果表明:该方案能够有效节约建网成本,提高电力服务水平。     

基于电力无线专网的用电信息采集通信系统

长期以来,电力用户用电信息采集缺乏有效的通信手段。文章提出一种基于射频拉远技术的电力无线专网通信方案,构建用电信息采集通信系统。系统利用射频拉远技术将传统的基站拆分为基站单元与射频单元,设计了基带单元与射频单元的模块结构,研究了系统的组网结构与特点,总结了基带单元与射频单元安装选址的原则。基于射频拉远技术的电力无线专网通信以其频段与组网的优势,将全面解决"最后一公里"接入难题,实现用电信息采集专网覆盖的目标。     

光储式5G通信基站集群灵活性聚合与协同调度策略

5G通信基站通常配备光储,数量庞大、功耗可调,是一种优质的电力灵活性调节资源。提出了多类型光储式5G基站集群灵活性资源聚合方法以及参与电网调峰的协同调度策略。首先,分析休眠机制下多类型基站功耗可调特性与计及基站备用电量的储能调节能力。基于极限场景思想,构建了光储式5G基站的灵活性空间量化模型。在此基础上,利用闵可夫斯基和法刻画异构基站柔性资源的时空耦合能量轨迹,得到海量基站集群的灵活性资源聚合可调域。其次,建立了基站集群聚合资源参与电能量市场和辅助服务市场的协同调度优化模型,提出了基于交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers, ADMM)的分层分布式基站集群协同优化调度策略,将大规模基站集群调度问题降维分解为统一协同调峰功率响应、聚合功率自治调度和基站集群功率分配3个子问题进行求解。通过算例对比分析可知,所提策略可降低通信基站69.86%的用能成本,为提升通信资源利用率和电力系统灵活调节能力提供了有效手段。     

支撑泛在物联的电力无线专网性能评估

针对无线通信技术受电磁干扰和通信安全限制在电力系统中的应用相对缓慢的情况,介绍了可支撑泛在物联的电力无线专网,根据电力新兴业务的通信需求,比较1.8 GHz和230 MHz TD-LTE系统的技术指标,选择前者作为工作频率构建无线专用网,并根据地形和通信需求设计了电力无线专网的建设方案。实测数据表明,任何1个基站发生故障后,信号覆盖率均能达到1 Mbit/s的要求,所建无线专网可为泛在电力物联网的发展提供有力的支撑。     

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。     

TD-LTE在南网智能配用电通信示范区的应用

为快速满足珠海城区配用电网二次系统快速发展的通信需求,文章通过技术方案研究,采用1.8 GHz的4G无线通信技术建设珠海供电局电力无线宽带专网。通过网络实测数据表明,TD-LTE技术能较好地适应城区配用电网二次系统终端复杂多变的运行要求,圆满完成"南方电网智能配用电通信综合解决方案示范区"试点工程。最后总结了该无线专网的系统建设及优化措施。     

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。     

基于5G环境下输电杆塔共享改造技术研究

随着5G时代的到来,通信基站建设需求骤增,为了顺应国家绿色节约型社会和电力公司泛在电力物联网建设的需求,输电杆塔可作为"共享建设"的重要载体。为此,本文基于5 G环境下通信参数要求,提出了输电杆塔和通信基站共享的改造技术要求,为实现二者共享建设提供参考。