考虑通信负载迁移及储能动态备电的5G基站光伏消纳能力研究

在双碳目标要求下，国家大力开展绿色节能5G基站建设，5G基站配备屋顶光伏和储能电池以解决5G基站高功耗、高成本问题。然而不同负荷区域的屋顶分布式光伏出力与基站负载具有时空差异性，存在光伏消纳困难的问题。为此，该文在分析不同负荷区域的屋顶光伏出力和5G基站负载差异性的基础上，建立屋顶光伏出力和5G基站负载迁移模型，实现不同负荷区域基站负载和屋顶光伏的时空差异互补。针对5G基站的备电需求，考虑各负荷区域的配电网可靠性和通信负载特性，提出了储能动态备电的充放电机制；然后以光伏消纳率最大化和基站运营成本最小化为目标，建立考虑通信负载迁移及储能动态备电的5G基站优化调度模型；最后设立四种场景及三种规划区方案进行验证对比。算例分析结果表明，所提模型能够减少基站运营成本，提高光伏消纳率。     

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。     

基于5G基站可调度潜力与配电网集群划分的储能选址定容方法

随着经济发展，海量、分散的5G基站与分布式光伏将被广泛接入配电网，传统的集中式处理方法不宜用于系统的控制管理。同时，基站自备储能为电网提供了容量可观、潜力巨大的灵活性资源。为此，文中提出一种考虑5G基站可调度潜力与配电网集群划分的储能规划方法。首先，提出考虑通信负载的基站自备储能可调度容量评估方法，建立基站参与电网调度交互模型；然后，根据系统网架结构和基站-光伏出力特性，采用Fast-Newman算法对配电网进行集群划分，将基站与光伏打捆；最后，建立储能双层规划模型，模型外层负责求解储能的规划方案，模型内层负责优化储能和基站的调度策略。算例结果表明，应用所提规划方法能够减少系统对储能的投入、提升系统电压水平、提高系统经济性与低碳效益。     

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。     

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。     

5G基站与区域综合能源系统的水–能耦合与协同EI北大核心CSCD

优化基站(base station,BS)能量管理、加强基站与电网互动是降低5G基站运行成本、提升电网灵活性的有效方式。然而,现有“站–网”互动研究大多立足通信需求而忽略了电网约束。另一方面,水冷方案及其余热利用的引入使5G基站能量管理演化为涉及基站、配电/水网、供热用户交互的水–能管理问题。为此,在5G规模化应用和综合能源系统背景下,研究水冷5G基站与区域电–水联合系统(integrated electricity-water system,IEWS)的协同调度问题。综合考虑基站休眠、余热利用及“水/能产消”特性,提出水冷5G基站的水–能模型及水/能需求响应模型,并进一步提出基站与区域IEWS的协同机制及3阶段调度方法。用2个算例验证了所提方法的有效性及其对降低IEWS、5G基站运行成本,促进风光消纳的积极作用。     

考虑5G宏基站空调负荷参与需求响应的潜力分析

随着5G网络的大规模应用,基站的能耗管理与优化是保证电网运行稳定性的同时,促进新能源电力消纳、优化用户用电行为所采取的行动之一。5G宏基站耗能设备参与需求响应能够在降低基站用电成本的同时为电力系统提供可调节资源。针对不断扩建的5G基站,提出了一种5G宏基站参与需求响应的负荷计算方法,并分析其参与需求响应的潜力。首先分析了基站无线利用率与能耗的关系,对基站通信设备及空调系统建模。其次,考虑通信设备以通道关断方式助力空调负荷参与需求响应的运行模式,并以典型日负荷参与需求响应为例,分析了该模式下基站空调负荷参与需求响应的潜力,仿真结果表明,基站通信设备采用智能通道关断可以增加空调负荷参与需求响应的潜力。     

考虑城市场景需求的中压直流配电网规划选优分析方法

针对城市配电网规划中多个中压直流配电网的建设优先次序尚无量化分析方法的问题,提出一种考虑城市场景需求的中压直流配电网规划选优分析方法.从供电质量提升需求、城市场景需求和配电网经济性3个层面建立了一套城市中压直流配电网规划选优综合指标体系,在供电质量提升需求方面考虑与目标水平之间的差距,在城市场景需求方面考虑中压交流配电...     

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。     

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。     

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。     

基于输配全局的城市电网供电能力研究

提出一种基于输配全局的城市电网供电能力分析模型。采用基于直流潮流的线性规划模型对城市电网输电网络供电能力进行求解并将其作为系统上层约束;将传统配电网模型细化至中压馈线,分别构建高、中压配电网供电能力模型;计算N-1安全约束下高压配电线路、中压配电变压器及中压配电线路在不同转供方式下对应的最大供电能力,选取其中最小值作为系统最大供电能力。算例结果表明：基于输配全局的分析方法可以有效量化输电网对城市电网供电能力的影响,同时根据不同转供方式下的供电能力差异能够直观地对变压器故障情况下的负荷转移方式做出选择,验证了所提模型的有效性。     

基于5G通信模式下的配电网自愈保护应用

因配电网线路分段、分支开关数量多,导致配电网保护级差配合困难,故障切除模糊,故障范围扩大。应用配电自动化系统,可解决这一问题并完成配电网自愈。目前,配电自动化多采用主站集中式,即收集各节点电气量和开关量信息上送至主站,主站完成逻辑判断,进行策略下发,实现故障隔离和电网自愈。但主站式方式数据传输、校验环节多,故障隔离时间通常在分钟级,在配电网络自愈时,需短时对主供线路停电。采用基于5G通信技术的分布式馈线自动化,通过下沉计算及逻辑判别节点至配电终端,实现了毫秒级的故障就地隔离及网络重构,故障切除精准。探索的配网保护定值优化方案,通过配网保护定值与分布式馈线自动化故障判别策略的融合配合,实现了主供线路不停电情况下的故障隔离和配电网重构,做到了用户停电“零感知”。工程在成都市配电网首次实施应用,取得了良好效果,有效解决了城区保护级差配合困难的问题,为5G通信保护在配电网及其他电压等级电网上的拓展应用积累了经验。     

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。     

新基建负荷与光伏接入下配电网可开放容量评估及优化

随着新基建概念的提出,以5G基站、电动汽车为代表的新型负荷大规模接入城市电网中,对电网的安全与经济运行产生了显著影响。为了评估城市电网对新基建负荷的容纳能力,提出一种基于负荷增长需求与配网承载能力的配电网可开放容量评估方法,该方法在新基建负荷及分布式能源接入条件下计算各负荷节点所能增供负荷的总额作为可开放容量。在考虑电压、潮流等约束的条件下,采用二阶锥松弛方法实现模型的快速优化求解。此外,考虑到分布式光伏接入位置和顺序对可开放容量的影响,将以可开放容量最大为目标按照动态规划的方法进行求解,对分布式光伏的并网位置进行优化。在某地区配电网网格中进行了仿真分析,结果表明,所提方法可以有效评估城市配电网网格的可开放容量水平,并通过调整分布式光伏的接入位置实现了可开放容量的动态优化。     

多站融合场景下的系统配置及协调运行策略

为解决在场地条件、功能融合、业务需求等约束条件下多站(电动汽车充电站、5G通信基站、数据中心、分布式光伏、储能站)的规模优化设计和协调运行问题,提出多站融合场景下各站的配置方法和协调运行策略.首先,深入分析目前各站发展资源需求和站间功能融合可能性.以提升现有变电站闲余场地利用率为目标,以各站为配置对象,明确了各站的配置...     

含电动汽车快速充电站配电网的暂态电能质量特性研究

规模化电动汽车作为间歇性、冲击性负荷接入配电网,会对含电动汽车快速充电站配电网的暂态电能质量产生直接影响。论文主要对规模化电动汽车接入配电网产生的电压暂降、电磁暂态等暂态电能质量问题进行分析。首先对含电动汽车快速充电站的配电网进行建模,其次建立了基于变压器模型的电压暂降模型和基于分布参数等效模型的电磁暂态分析模型。理论分析了快速充电站接入配电网产生暂态电能质量问题,模型能够提高暂态仿真速度及准确性。通过仿真分析验证了快速充电站在正常投切和发生故障时产生的暂态电能质量问题。