基于通信网可靠性的虚拟电厂响应资源调度方法及装置

技术领域

本发明涉及电力系统响应资源调度技术领域，特别涉及一种基于通信网可靠性的虚拟电厂响应资源调度方法及装置。

背景技术

虚拟电厂是利用新兴技术提供以消费者为导向的电能服务的虚拟公共设施，其通过先进的控制、计量、通信等技术聚合分布式电源、储能系统、可控负荷、电动汽车等不同类型的分布式能源，并通过更高层面的软件构架实现多个分布式能源的协调优化运行，来实现电力系统中资源的合理优化配置及利用。

虚拟电厂需要依靠通信网实现电力资源的优化配置，信息系统虽然为虚拟电厂的调度策略提供了实时数据，但信息系统的失效也会影响虚拟电厂资源调度策略的经济性和可行性。现有技术大多数在进行虚拟电厂的响应调度策略在建模和仿真时，假设通信网是理想完美的，并未考虑通信网可靠性对资源调度效果的影响。为此，有必要设计能够量化通信网可靠性对虚拟电厂响应资源调度策略影响的分析方法，以实现更为准确可靠、更可预期的响应效果，这对虚拟电厂的经济可靠运行具有重要意义。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种基于通信网可靠性的虚拟电厂响应资源调度方法，该方法通过模拟通信网的运行过程，计算虚拟电厂在考虑通信网出现失效/故障后的实际响应能力和经济效益，得出虚拟电厂响应效果对通信网可靠性的灵敏度分析，识别通信网的薄弱环节，进而对改变响应资源的调控方式。

本发明的另一个目的在于提出一种基于通信网可靠性的虚拟电厂响应资源调度装置。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种基于通信网可靠性的虚拟电厂响应资源调度方法，包括：

获取待分析虚拟电厂的电力网和通信网信息；

根据通信网元件在调度周期内运行状态的变化过程建立通信网元件故障模型；

根据数据包传输机制建立信息传输丢包模型；

将路由表示为有权无向图，信息元件为节点，通信路径为边，建立路由转发故障模型；

根据数据包到达信息主站的时间建立信息传输延迟模型；

基于所述通信网元件故障模型、所述信息传输丢包模型、所述路由转发故障模型和所述信息传输延迟模型，利用所述待分析虚拟电厂的通信网信息，在多种运行场景下进行蒙特卡洛模拟，计算不同场景下所述待分析虚拟电厂的响应资源调控效果，根据所述调控效果确定最佳资源调度方式。

本发明实施例的基于通信网可靠性的虚拟电厂响应资源调度方法，通过模拟通信网的运行过程，计算虚拟电厂在考虑通信网出现失效/故障后的实际响应能力和经济效益，得出虚拟电厂响应效果对通信网可靠性的灵敏度分析，识别通信网的薄弱环节，进而对改变响应资源的调控方式。对于虚拟电厂实现更为准确可靠、更可预期的响应效果有着重要的参考意义。

另外，根据本发明上述实施例的基于通信网可靠性的虚拟电厂响应资源调度方法还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述待分析虚拟电厂的电力网和通信网信息包括：分布式资源发电成本、需求侧用户用能需求、通信网络元件连接的拓扑图、通信网元件设备种类及位置和通信网运行协议。

进一步地，在本发明的一个实施例中，在所述通信网元件故障模型中，设定元件的故障时间与修复时间均符合指数分布。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述信息传输丢包模型包括误码率模型及重传模型，生成随机数，若随机数在误码率模型的误码率范围内，则数据包丢失，触发所述重发模型中的重发机制，对数据包进行重传，若重传次数达到预设次数时仍未传输成功，则数据包丢失，对应的数据传送无效。

进一步地，在本发明的一个实施例中，在所述路由转发故障模型中，通过Bellman-ford算法寻找分布式资源对应的信息节点到虚拟电厂信息主站的路由路径，若元件故障路由路径不存在，信息无法达到主站，则对应的数据传送无效。

进一步地，在本发明的一个实施例中，在所述信息传输延迟模型中，根据虚拟电厂业务对于信息传输延迟的要求，若数据包在规定的时延要求内未到达信息主站，超过数据信息有效期，则视为无效数据。

进一步地，在本发明的一个实施例中，将响应资源和无故障情况下差异最大的调控方式作为所述最佳资源调度方式。

为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出了一种基于通信网可靠性的虚拟电厂响应资源调度装置，包括：

获取模块，用于获取待分析虚拟电厂的电力网和通信网信息；

第一建立模块，用于根据通信网元件在调度周期内运行状态的变化过程建立通信网元件故障模型；

第二建立模块，用于根据数据包传输机制建立信息传输丢包模型；

第三建立模块，用于将路由表示为有权无向图，信息元件为节点，通信路径为边，建立路由转发故障模型；

第四建立模块，用于根据数据包到达信息主站的时间建立信息传输延迟模型；

调度模块，用于基于所述通信网元件故障模型、所述信息传输丢包模型、所述路由转发故障模型和所述信息传输延迟模型，利用所述待分析虚拟电厂的通信网信息，在多种运行场景下进行蒙特卡洛模拟，计算不同场景下所述待分析虚拟电厂的响应资源调控效果，根据所述调控效果确定最佳资源调度方式。

本发明实施例的基于通信网可靠性的虚拟电厂响应资源调度装置，通过模拟通信网的运行过程，计算虚拟电厂在考虑通信网出现失效/故障后的实际响应能力和经济效益，得出虚拟电厂响应效果对通信网可靠性的灵敏度分析，识别通信网的薄弱环节，进而对改变响应资源的调控方式。此方法对于虚拟电厂实现更为准确可靠、更可预期的响应效果有着重要的参考意义。

另外，根据本发明上述实施例的基于通信网可靠性的虚拟电厂响应资源调度装置还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述待分析虚拟电厂的电力网和通信网信息包括：分布式资源发电成本、需求侧用户用能需求、通信网络元件连接的拓扑图、通信网元件设备种类及位置和通信网运行协议

进一步地，在本发明的一个实施例中，将响应资源和无故障情况下差异最大的调控方式作为所述最佳资源调度方式。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明一个实施例的基于通信网可靠性的虚拟电厂响应资源调度方法流程图；

图2为根据本发明一个实施例的基于通信网可靠性的虚拟电厂响应资源调度装置结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参照附图描述根据本发明实施例提出的基于通信网可靠性的虚拟电厂响应资源调度方法及装置。

首先将参照附图描述根据本发明实施例提出的基于通信网可靠性的虚拟电厂响应资源调度方法。

图1为根据本发明一个实施例的基于通信网可靠性的虚拟电厂响应资源调度方法流程图。

如图1所示，该基于通信网可靠性的虚拟电厂响应资源调度方法包括以下步骤：

步骤S1，获取待分析虚拟电厂的电力网和通信网信息。

进一步地，待分析虚拟电厂的电力网和通信网信息包括：分布式资源发电成本、需求侧用户用能需求、通信网络元件连接的拓扑图、通信网元件设备种类及位置和通信网运行协议。

步骤S2，根据通信网元件在调度周期内运行状态的变化过程建立通信网元件故障模型。

进一步地，通信网元件故障模型模拟通信网元件在整个调度周期内运行状态的变化过程，假设某元件的故障时间与修复时间均符合指数分布，生成相应指数分布的随机数，获取元件运行状态(故障-正常)的时间序列。

步骤S3，根据数据包传输机制建立信息传输丢包模型。

具体地，对应通信类型受信道质量水平的误码率模型及重传模型。生成随机数，若随机数落在误码率范围内则该信息包丢失，触发重传，若达到最大重传次数仍未传输成功则该数据包丢失，对应的数据传送无效。

步骤S4，将路由表示为有权无向图，信息元件为节点，通信路径为边，建立路由转发故障模型。

具体地，将路由表示为有权无向图，以信息元件为节点，通信路径为边，通过Bellman-ford算法寻找分布式资源对应的信息节点到虚拟电厂信息主站的路由路径，若由于元件故障路由路径不存在，则信息无法达到主站，对应的数据传送无效。

步骤S5，根据数据包到达信息主站的时间建立信息传输延迟模型。

进一步地，考虑虚拟电厂业务对于信息传输延迟的要求，若数据包在规定的时延要求内未到达信息主站，超过数据信息有效期，则视为无效数据。

步骤S6，基于通信网元件故障模型、信息传输丢包模型、路由转发故障模型和信息传输延迟模型，利用待分析虚拟电厂的通信网信息，在多种运行场景下进行蒙特卡洛模拟，计算不同场景下待分析虚拟电厂的响应资源调控效果，根据调控效果确定最佳资源调度方式。

具体地，将四种模型考虑在内，通过蒙特卡洛模拟在多种运行场景下进行模拟，计算不同场景下虚拟电厂的响应资源调控效果，识别通信网的薄弱环节。将响应资源和无故障情况下差异最大的调控方式作为最终的资源调度方式。

根据本发明实施例提出的基于通信网可靠性的虚拟电厂响应资源调度方法，通过信息收集、建立元件故障模型、建立信息传输丢包模型、建立路由转发故障模型、建立信息传输延迟模型、蒙特卡洛模拟。由此，通过模拟通信网的运行过程，计算虚拟电厂在考虑通信网出现失效/故障后的实际响应能力和经济效益，得出虚拟电厂响应效果对通信网可靠性的灵敏度分析，识别通信网的薄弱环节，进而对改变响应资源的调控方式。对于虚拟电厂实现更为准确可靠、更可预期的响应效果有着重要的参考意义。

其次参照附图描述根据本发明实施例提出的基于通信网可靠性的虚拟电厂响应资源调度装置。

图2为根据本发明一个实施例的基于通信网可靠性的虚拟电厂响应资源调度装置结构示意图。

如图2所示，该基于通信网可靠性的虚拟电厂响应资源调度装置包括：获取模块201、第一建立模块202、第二建立模块203、第三建立模块204、第四建立模块205和调度模块206。

获取模块201，用于获取待分析虚拟电厂的电力网和通信网信息。

第一建立模块202，用于根据通信网元件在调度周期内运行状态的变化过程建立通信网元件故障模型。

第二建立模块203，用于根据数据包传输机制建立信息传输丢包模型。

第三建立模块204，用于将路由表示为有权无向图，信息元件为节点，通信路径为边，建立路由转发故障模型。

第四建立模块205，用于根据数据包到达信息主站的时间建立信息传输延迟模型。

调度模块206，用于基于通信网元件故障模型、信息传输丢包模型、路由转发故障模型和信息传输延迟模型，利用待分析虚拟电厂的通信网信息，在多种运行场景下进行蒙特卡洛模拟，计算不同场景下待分析虚拟电厂的响应资源调控效果，根据调控效果确定最佳资源调度方式。

进一步地，在本发明的一个实施例中，待分析虚拟电厂的电力网和通信网信息包括：分布式资源发电成本、需求侧用户用能需求、通信网络元件连接的拓扑图、通信网元件设备种类及位置和通信网运行协议。

进一步地，在本发明的一个实施例中，将响应资源和无故障情况下差异最大的调控方式作为最佳资源调度方式。

需要说明的是，前述对方法实施例的解释说明也适用于该实施例的装置，此处不再赘述。

根据本发明实施例提出的基于通信网可靠性的虚拟电厂响应资源调度装置，通过信息收集、建立元件故障模型、建立信息传输丢包模型、建立路由转发故障模型、建立信息传输延迟模型、蒙特卡洛模拟。由此，通过模拟通信网的运行过程，计算虚拟电厂在考虑通信网出现失效/故障后的实际响应能力和经济效益，得出虚拟电厂响应效果对通信网可靠性的灵敏度分析，识别通信网的薄弱环节，进而对改变响应资源的调控方式。对于虚拟电厂实现更为准确可靠、更可预期的响应效果有着重要的参考意义。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。