一种考虑5G基站储能容量动态划分的多站融合协同运行方法
文献发布时间：2023-06-19 16:09:34
技术领域
本发明涉及多站融合优化运行领域，尤其涉及一种考虑5G基站储能容量动态划分的多站融合协同运行方法。
背景技术
近年来，能源加快向清洁低碳方向转型，信息化产业快速发展。5G基站、数据中心站、分布式发电、储能技术的蓬勃发展对土地资源及变配电资源的需求量快速增加。利用城市变电站供电资源及闲置资源，进行资源集约化开发，构建多站融合场景提高城市变电站的土地和变配资源利用率，充分挖掘各站的资源优势实现站间功能融合互补成为研究重点。
中国专利公开号CN114363413A提供了一种多站融合综合能源系统的优化方法，构建综合评价指标体系对综合能源系统的资源配置方案进行评价，根据评价结果对待评价方案进行评估，得到多站融合综合能源系统的配置方案；中国专利公开号CN114243923A提供了一种面向县域城乡统筹区域的综合能源多站融合集群调控与服务技术方法，重点研究综合能源互联互济集群调控亟需解决的优化调控、交易运营、信息交互、智能运维等问题。
以上方法均停留在多站融合的指标体系建立及架构搭建层面上，并未考虑多站融合场景下各站的实际运行策略以及5G基站储能容量的可调控潜力。本发明提供一种考虑5G基站储能容量动态划分的多站融合协同运行方法，分析含5G基站、数据中心站、分布式光伏电站及变电站各站间的互补优势，建立以最小化年总成本为目标的融合站协同优化模型，确定面向多目的地的最佳基站储能动态划分方案与融合站最优运行策略。
发明内容
本发明提供了一种考虑5G基站储能容量动态划分的多站融合协同运行方法，通过以下技术方案实施：
S1：分析含5G基站、数据中心站、分布式光伏电站及变电站各站的发展资源需求以及站间功能融合的可能性；各站的发展资源需求包括建设场地需求、变配电资源需求、数据计算及存储需求、融通和增值运营需求；多站间的功能融合分析为含能量流、业务流及数据流的“三流合一”分析；
S2：基于各站的发展资源需求及站间功能融合的可能性分析，建立考虑5G基站储能容量动态划分的多站融合协同优化模型；
S3：利用多站融合协同优化模型，得到多站融合下的5G基站储能容量动态划分方案及各站间协同运行策略。
所述的一种考虑5G基站储能容量动态划分的多站融合协同运行方法中，5G基站的通信负载在时间上具备“潮汐效应”并在空间上分布不均匀，基站储能容量配置存在冗余；依据基站的动态负载情况，可将5G基站的储能动态划分为备用容量和可调控容量，备用容量用于保证基站的供电可靠性，可调控容量参与多站融合的协同优化运行。
所述“三流合一”指分别从能量、信息及数据的角度进行包含5G基站、数据中心站、分布式光伏电站及变电站的多站融合分析。
所述考虑5G基站储能容量动态划分的多站融合协同优化模型，以最小化融合站年总成本最小为目标函数，对融合站的运行展开协同优化，具体计算如下：
minF＝F
其中，F
所述考虑5G基站储能容量动态划分的多站融合协同优化模型，考虑满足能量平衡约束、数据信息容量约束、数据处理时延约束等约束条件，求解得到最佳多站协同运行策略。
所述考虑5G基站储能容量动态划分的多站融合协同优化模型，对5G基站储能容量的划分如下：
E
E
其中，τ
所述考虑5G基站储能容量动态划分的多站融合协同优化模型，对能量平衡约束如下：
P
其中，P
与现有技术相比，本发明取得的有益效果是：
(1)根据5G基站的动态负载情况，将基站储能容量动态划分为备用容量和可调控容量，备用容量保证5G基站的可靠性，可调控容量参与多站融合优化运行，充分挖掘5G基站的容量价值；
(2)分析含5G基站、数据中心站、分布式光伏电站及变电站各站间的互补优势，实现了多站融合优化运行。
附图说明
图1为本发明所提供的一种考虑5G基站储能容量动态划分的多站融合协同运行方法结构示意图。
图2为本发明所提供的多站融合协同运行策略决策流程图。
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，本发明提供的一种考虑5G基站储能容量动态划分的多站融合协同运行方法，包括以下步骤：
S1：分析含5G基站、数据中心站、分布式光伏电站及变电站各站的发展资源需求以及站间功能融合的可能性；各站的发展资源需求包括建设场地需求、变配电资源需求、数据计算及存储需求、融通和增值运营需求；多站间的功能融合分析为含能量流、业务流及数据流的“三流合一”分析；
所述多站融合中5G基站的通信负载在时间上具备“潮汐效应”并在空间上分布不均匀，基站储能容量配置存在冗余；依据基站的动态负载情况，可将5G基站的储能动态划分为备用容量和可调控容量，备用容量用于保证基站的供电可靠性，可调控容量参与多站融合的协同优化运行；
所述“三流合一”指分别从能量、信息及数据的角度进行包含5G基站、数据中心站、分布式光伏电站及变电站的多站融合分析。
S2：基于各站的发展资源需求及站间功能融合的可能性分析，建立考虑5G基站储能容量动态划分的多站融合协同优化模型；
所述考虑5G基站储能容量动态划分的多站融合协同优化模型，以最小化融合站年运行总成本最小为目标函数，考虑满足能量平衡约束，数据信息容量约束，数据处理时延约束等约束条件，具体模型如下：
(1)目标函数：
minF＝F
其中，F
(2)投资成本计算如下：
其中，f为资本回收因子，C
维护成本计算如下：
其中，P
购电成本计算如下：
其中，P
(3)对5G基站储能容量的划分计算如下：
E
E
其中，τ
(4)约束条件
能量平衡约束如下：
P
其中，P
数据信息容量约束如下：
其中，x
数据处理时延约束如下：
其中，λ
5G基站储能充放电约束如下：
SOC
其中，SOC
S3：利用多站融合协同优化模型，得到多站融合下的5G基站储能容量动态划分方案及各站间协同运行策略；
所述求解得到的多站协同运行策略，可达到削峰填谷、降低电力成本的作用，体现了多站融合集约化开发理念的优势。
结合图2所示，本发明所提供的多站融合协同运行策略决策流程如下：
S21：实时获取数据中心站及5G基站的负荷需求。
S22：判断分布式光伏的发电情况，若光伏输出功率可满足数据中心站及5G基站的用电需求，则由光储系统联合供电，由5G基站可调控储能系统保证供需平衡和电能质量；若光伏出力不能满足数据中心站及5G基站的用电需求，则判断市电情况。
S23：判断市电是否正常，若市电故障，则由光储联合系统按优先级为数据中心站和5G基站供电；若市电正常，则判断电价时段。
S24：判断电价时段，若为低电价时段，由光伏系统和市电为包括5G基站储能系统在内的所有负荷系统供电，该时段5G基站储能系统充电；若为高电价时段，则进一步判断5G基站储能荷电状态。
S25：判断5G基站储能荷电状态，若5G基站储能系统的荷电量大于最小荷电量与为基站提供不间断供电所需的备用电量，且光储供电功率满足负荷要求，则由光储供电；若5G基站储能系统不可放电，则由光伏供电、市电补充，5G基站储能保证基站的不间断供电；若5G基站储能系统可放电但光储供电功率不足，由光储系统和市电共同供电。
以上对本发明实施例所提供的一种考虑5G基站储能容量动态划分的多站融合协同运行方法进行了详细介绍，本文中利用具体实例对本发明的原理进行了介绍，用于阐述本发明的核心思想，不能将本说明书内容理解为对本发明保护范围的限制。