一种计及需求响应与5G基站负荷的主动配电网优化运行方法

技术领域

本发明涉及主动配电网优化运行的方法，特别是涉及计及需求响应与5G基站负荷的主动配电网优化运行方法。

背景技术

近年来，伴随发电技术的进步和社会与经济的高速发展，各类发电设备的容量和类型不断增加，多种灵活性资源越来越多的并入到配电网中，5G基站建设数目的海量增加也使配电网所承载的负荷不断地增多，大量基站负荷接入后对配电网的影响也更加明显，使配电网运行经济性降低、最大供电能力不足，如何保证配电网的安全稳定运行亟待解决。而分时电价作为需求响应的一种手段，能刺激用电侧改变原有用电习惯，所以，考虑需求响应的优势以及5G基站节能降耗措施，提高配电网运行经济性与供电能力，是当前主动配电网优化运行的重要目标。

目前，各国学者在需求响应方面已有一定研究，并在推广中。当前已有的需求响应措施有两种类别，一是基于价格的需求响应，一是基于激励的需求响应。基于价格的需求响应主要实现方式为分时电价，国内大多数省份已经普及工业及居民用户的分时电价政策，能够使部分用电高峰期的负荷转移到用电低谷时期。基于激励的需求响应是发电侧与用电侧制定政策或签订协议，使用电侧改变自己的用电计划，主要实现方式以直接负荷控制(DirectLoadControl，DLC)和可中断负荷(Interruptible Load，IL)为主。

5G基站负荷节能降耗措施分为通信技术和电力技术两个层面。通信技术通过提高基站设备性能或改变工作方式，减少电能消耗，比如符号关断、通道关断、基站休眠等方法。电力技术通过管控用电状态进行节能，比如空调运行控制，分布式电源利用等。同时，为保证移动通信网络服务的持续性与可靠性，5G基站在建设时通常会配套安装一定容量的储能电池作为后备电源设备，保障基站在市电发生故障时的不间断供电需求。随着供电系统的改造发展，市电无法供电的可能性很低，恢复供电的速度也较为迅速，这就导致备用储能长期闲置，造成了资源浪费。因此，在保障供电备用的前提下参与需求响应，灵活调度闲置资源以降低5G基站运行电费，对配电网优化运行和5G通信的可持续发展有重要意义。

发明内容

本发明提供一种能够实现需求响应削峰填谷和5G基站节能降耗的主动配电网优化运行方法，通过以下技术方案实施：

S1：基于5G基站能耗模型，分析其功耗特性及节能降耗措施；

S2：考虑用电侧分时电价政策的需求响应，根据电力负荷弹性系数确定负荷变化量；

S3：考虑安全性和经济性的主动配电网优化运行目标函数，构建计及需求响应与5G基站负荷的主动配电网运行优化模型。

S4：利用主动配电网运行优化模型，得到主动配电网综合优化调度策略。

进一步，所述步骤S1中，5G基站总功耗的线性数学模型为与负载无关的静态部分和与负载相关的动态部分之和。5G基站常见的节能降耗措施包括基站休眠技术，同时，5G基站备用储能可以根据备用需求确定用于保证基站供电的备用部分，剩下的部分则可以作为闲置容量参与运行调控，减少基站运行成本。

进一步，所述步骤S2中，基于电力价格弹性系数对用电侧负荷进行调控，根据分时电价政策确定需求响应后的负荷变化量，降低负荷峰谷差的同时减少配电网运行的综合成本。

进一步，所述步骤S3中，所述考虑安全性和经济性的主动配电网优化运行目标函数，具体包括以下两个：

minC＝C

其中，S为供电能力指标，C为变电站低压侧线路建设成本。

所述计及需求响应与5G基站负荷的主动配电网运行优化模型，考虑潮流约束、节点电压约束、支路容量约束、5G基站储能运行约束和需求响应约束。

进一步，所述步骤S4中，利用主动配电网运行优化模型，求解得到主动配电网综合优化调度策略，提高配电网运行经济性与供电能力。

附图说明

图1为本发明所提供的一种计及需求响应与5G基站负荷的主动配电网优化运行方法的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细说明。

结合图1所示，本发明提供的一种计及需求响应与5G基站负荷的主动配电网优化运行方法，包括以下步骤：

S1：基于5G基站能耗模型，分析其功耗特性及节能降耗措施；

所述5G基站总功耗的线性数学模型为与负载无关的静态部分和与负载相关的动态部分之和。同时在实际网络中，基站休眠时仍然有少部分设备在运行并产生功耗，不能把休眠时的基站功耗简单定义为零，所以基站功耗采用如下式的功耗模型：

式中：

P

P

P

λ

P

P

所述5G基站常见的节能降耗措施包括基站休眠技术，通过在保证用户服务质量的前提下，动态控制5G基站运行与否，通过关闭轻载或空载的基站，降低基站能耗。同时，5G基站备用储能可以根据备用需求确定用于保证基站供电的备用部分，剩下的部分则可以作为闲置容量参与运行调控，减少基站运行成本。

S2：考虑用电侧分时电价政策的需求响应，根据电力负荷弹性系数确定负荷变化量；

所述基于电力负荷弹性系数的需求响应模型，在主动配电网优化运行中采取需求响应策略，可以在降低负荷峰谷差的同时，减少配电网运行的综合成本。本发明基于电力价格弹性系数对用电侧负荷进行调控，根据分时电价政策确定需求响应后的负荷变化量。具体模型如下式：

式中：

ξ

ΔP

Δρ

P

ρ

S3：考虑安全性和经济性的主动配电网优化运行目标函数，构建计及需求响应与5G基站负荷的主动配电网运行优化模型；

所述考虑安全性和经济性的主动配电网优化运行目标函数包括以下两个：

(1)供电能力指标最大

式中：

S

K——负荷增长比例；

M——节点总数。

(2)配电网综合运行成本最小

minC＝C

式中：

C

C

所述计及需求响应与5G基站负荷的主动配电网运行优化模型的约束条件如下：

(1)潮流约束

式中：

G

U

θ

(2)节点电压约束

U

式中：

U

(3)支路容量约束

S

式中：

S

(4)5G基站储能运行约束

SOC

式中：

SOC

(5)需求响应约束

所述需求响应约束还包括S2所述的负荷电力弹性系数约束。

S4：利用主动配电网运行优化模型，得到主动配电网综合优化调度策略。

所述主动配电网优化运行方法，刺激用电侧改变原有用电习惯，通过节能降耗措施降低5G基站负荷，灵活调度闲置资源，对配电网优化运行和5G通信的可持续发展有重要意义。

以上对本发明所提供的一种计及需求响应与5G基站负荷的主动配电网优化运行方法进行了详细介绍，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。