计及5G基站及需求响应的综合能源系统日前优化调度

5G基站的大量接入为综合能源系统(IES)的低碳化发展注入了新的活力,通过激励5G基站参与需求响应并将其纳入IES的调度框架,可以有效促进IES的节能减排,并提高IES整体的经济效益。据此,提出了一种考虑5G基站低碳赋能的IES日前调度模型。首先,分析了5G基站内部的基本结构及主要能耗,构建了5G基站与IES系统的灵活互动模型;其次,构建了基于弹性矩阵的价格型需求响应模型以及基于电能-热能相互转换的替代型需求响应模型,并以调度成本最低为目标函数构建了IES日前调度模型;与此同时,针对可再生能源出力的不确定性,采用信息间隙决策理论对其进行处理,进一步构建了IES风险规避鲁棒模型。最后,以某IES系统为例,通过多种典型运行场景验证了所构模型以及所提算法的有效性。

5G基站通信电源的智能节能控制技术

随着5G的快速发展,基站数量激增,能耗问题日益突出。针对5G基站通信电源的能耗特点,分析其能耗构成与影响因素,提出多种智能节能控制技术,包括智能休眠技术、动态功率调整技术、智能电池管理技术以及新能源应用技术,实现基站的节能减排目标。通过综合应用这些技术,可以显著提高5G基站的能效,降低运营成本,为未来的绿色通信网络建设奠定基础。

5G基站区域电磁辐射环境影响对比研究

第五代移动通信技术(5G)基站在不同工作频段和应用场景中的电磁辐射影响存在明显变化,因此对批量基站开展区域电磁环境监测与评价具有实践指导意义。于2023年8—12月对安徽蚌埠市内2023年度新建成5G基站开展分频段辐射环境监测,采用区域调查监测方法对比分析了不同频段5G基站电磁环境影响,得出5G基站区域电磁辐射环境现状水平,选取典型基站数据传输、视频交互和无业务广播3种场景进行实测,提出影响电磁辐射环境监测结果的监测点位、应用场景等关键因素,并给出5G基站辐射环境监测中应用场景选择及记录等方法建议。

基于通信负载站间迁移的配电网与5G基站日前互动运行方法

当前,将5G基站作为灵活性资源参与电网互动的研究多关注于5G基站储能资源的利用,忽视了5G基站通信负载的调节潜力。为此,提出了一种基于通信负载站间迁移的配电网运营商(DNO)与移动网络运营商(MNO)日前互动运行方法。首先,构建了DNO-MNO双层互动运行优化模型,其中,DNO是综合考虑系统网损成本与5G基站激励成本的激励策略,并以系统N-1安全运行准则为约束,以系统总运行成本最低为目标;MNO综合考虑5G基站功耗成本与电网需求响应收益,并以5G基站净运行成本最低为目标制定5G基站功率运行方案。其次,针对下层MNO 5G基站调度模型存在非凸、非线性约束难以解析求解的问题,提出了一种基于可行域迭代的算法以实现对模型的精确求解。再次,提出了基于精英遗传算法的DNO内嵌MNO双层互动模型求解算法。最后,通过算例验证了文中所提方法的有效性和实用性。

5G基站场景下的高压直流远供关键技术与经济模式

与4G通讯相比,5G通讯采用大规模天线、超密集组网和高频通讯等关键技术使性能大幅提升,但也使5G单个基站功耗增加,站点数倍增,因此供电需求发生变化。目前有就近供电及高压直流远供两类供电形式可满足新的供电需求。针对高压直流远供,梳理了供电架构与关键技术,并综合考量削峰填谷经济模式运行投资成本、5G基站业务负荷忙闲时段、峰谷分时电价,提出一种可行的工作模式。该工作模式在高压直流远供方案已投资建设的基础上,投资成本小,并利用峰谷分时电价差获得经济效益,一定程度上缓解基站用电成本高的现状。最后对5G基站供电的发展进行展望,为研究或设计其供电提供参考。

考虑5G基站备用储能优化调控的配电网重构双层优化方法

5G基站建设数量激增带来的大量负荷影响了配电网的运行经济性,但基站备用储能在保证可靠性的动态备电前提下能够参与削峰填谷,如何利用配电网重构和储能调控提高双方运行经济性亟待研究。该文首先分析了5G基站备用储能的调控潜力,建立了基站储能可调控容量模型。针对配电网不同拓扑结构的节点可靠性,利用序贯蒙特卡洛法进行评估,提出了考虑节点可靠性的基站储能备电时长确定方法。在此基础上,构造了考虑5G基站备用储能优化调控的配电网重构双层优化模型。通过算例说明,该文提出的重构模型考虑了基站备用储能削峰填谷,使配电网运行经济性更高;重构提高了节点的可靠性,使基站储能拥有更大的调控空间,有效地降低了基站运行成本,实现了双方的互利共赢。

基于改进多目标遗传算法的5G基站选址布局研究

5G基站的建设是5G产业链中十分重要的一环。对于运营商而言,基站的选址规划会直接影响5G网的信号质量和使用效率。针对基站选址规划不合理的问题,本文考虑了不同区域基站覆盖范围不同和网络业务量不同的特点,以基站建设成本最小、面积覆盖率和业务覆盖率最大为优化目标,建立了5G基站选址优化模型,使用改进的NSGA-Ⅱ算法对模型进行求解。仿真结果表明,该算法有效解决了基站选址问题,并且具有速度快、效率高、不易陷入局部最优解等优势。

考虑5G基站储能参与配电网供电恢复研究

5G的快速发展使得5G基站储能容量大幅增加,如何充分发挥时常处于休眠状态的基站储能资源,使其参与配电网供电恢复,降低配电网失电量问题亟待研究。该文通过协调基站储能参与配电网供电恢复,以发挥其储能价值。首先,建立风光联合出力场景集,通过赤池信息准则和平方欧式距离确定各时段最优Copula函数,进而对其进行抽样聚类,获得风光典型出力场景集;然后,建立基站备用储能模型,通过正弦函数叠加建立不同区域的通信量模型,利用泰尔熵和修正基尼系数建立综合脆弱度模型确定各基站储能备用时间及备用储能模型,进而获得不同基站储能的可调度容量;最后,以失负荷量损失最小为目标,建立考虑基站储能参与及风光出力波动的含可调参数的两阶段鲁棒优化模型。以改进的IEEE 33节点模型为例进行仿真验证,分别对比了定基站备用时间与该文所提方法确定备用时间、鲁棒优化与确定性优化等方案下系统失负荷量的变化情况。仿真结果表明,5G基站储能可降低失负荷量损失成本,提高风光消纳率。

基于负荷准线的5G基站虚拟电厂优化控制方法

在新型电力系统中,亟待深度挖掘需求侧资源以提升系统灵活性和新能源消纳能力。在“新基建”背景下,5G基站作为一种新型需求侧资源正迅速发展。研究如何在保证基站备用需求的前提下,由铁塔公司组建含大规模5G基站的虚拟电厂(virtual power plant,VPP)并常态化参与需求响应。首先,提出了考虑储能动态备用容量的5G基站运行可行域构建方法,建立了5G基站VPP的聚合模型。然后,建立了5G基站VPP响应负荷准线的日前优化模型,提出了适合对大规模5G基站进行协调控制的日内解聚合方法。最后,建立了含高比例新能源的区域电网仿真算例。仿真结果表明,聚合大规模基站参与准线型需求响应,可以显著降低5G基站的运行成本,同时提高电网的新能源消纳能力。

聚合规模化5G基站的虚拟电厂动态构建与响应实证

由于新能源的渗透率不断提高,电力系统的调节压力日益增大,面临着灵活性短缺的问题。随着虚拟电厂等新兴主体参与到互动中来,广大分布式资源得以被聚合,成为电力系统中不可忽视的调节资源。以面向5G基站的虚拟电厂为研究对象,首先,讨论了5G基站内部子模块响应潜力协同机理,解析构建了不同资源对象的用能模型;其次,分析了规模化5G基站响应的可行域刻画问题,剖析了5G基站响应特性的子模块独立刻画与分类刻画的差异性效果,详细阐述了基于近似闵可夫斯基和的聚合算法中不同方法的可行域偏差;然后,分析了规模化5G基站可行域分类刻画的优势和原理,并基于多个算例进行了有效性验证;最后,基于真实的响应数据展示了规模化5G基站虚拟电厂的响应实证效果。

含备用储能的5G基站虚拟电厂参与电力市场的交易策略研究

随着第五代移动通信(5th generation mobile communication,5G)基站建设数量的剧增,5G基站的备用电池将是一个具有巨大潜能的储能资源。我国电力市场化改革正不断推进,研究5G基站的备用储能参与电力市场交易是实现电网和通信运营商互利共赢的有效途径。考虑到5G基站备用储能参与电力市场的特殊性,建立了计及退化成本和可调度容量的基站储能电池模型,并将零散的基站聚合成5G基站虚拟电厂(virtual power plant,VPP)。然后,将5G基站VPP作为独立的竞价主体,构建双层的电能量-调频辅助服务市场交易决策模型,并利用KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件和对偶理论将双层模型转化为可解的混合整数规划问题。最后,通过算例评估了5G基站备用储能的可调度容量以及所提交易决策模型的有效性。

基于Floyd算法的5G基站区域储能分配策略

由于5G集中在人群密集区域配置,需要的基站数量多且能耗大,因此,运营商需要支付的购电成本很多。为了降低运营商的购电成本,本文提出一种基于Floyd算法的5G基站区域储能分配策略。首先,将供电网络中的5G基站区域储电站等效为一系列节点,并根据节点之间的距离信息计算出传输损失率矩阵;其次,对各节点的储能情况进行分析,并根据其储能情况将节点分为供能节点与需求节点;最后,基于Floyd算法来合理调配该储能网络中的能量。仿真结果表明,在不引入外部供电和引入外部供电两种情况下,本文所提出的系统在运行2 a或150 d后分别达到稳定状态,系统不再需要额外从公用电网购电,减轻了电网供电压力的同时,降低了运营商的购电成本。

考虑负荷时空迁移的5G基站与配电网协同优化运行

快速增长的5G基站电力负荷给通信运营商及城市配电网带来了挑战。合理利用5G基站负荷的时空灵活性特征,可以降低基站用电成本以及缓解配电网供电压力。围绕5G基站负荷的时空灵活性特征,分析基站负荷通过时空迁移参与需求响应的潜力;基于负荷时间迁移角度的基站备用储能调度及空间迁移角度的基站休眠手段,以基站与配电网总运行成本最低为目标,建立5G基站与配电网协同优化运行模型。算例分析结果表明,5G基站基于时空灵活特征参与配电网协同优化运行,可以有效降低基站的功耗及运营成本,提高配电网新能源消纳率,促进电网经济、可靠运行。

计及5G基站运行协同的分布式储能优化配置方法

通信基站普遍配有备电储能,且其大多数时间处于闲置状态。随着5G基站的加速建设,与之而来的大量备电储能对配电网来说将是十分可观的灵活性资源。为实现资源的充分利用,探究5G基站储能参与配电网灵活调控的潜力具有重要意义。在此背景下,该文提出一种计及5G基站储能协同的分布式储能(DES)优化配置方法:首先,通过对5G基站的负荷特性及灵活储能容量进行分析,提出含5G基站储能的配电网“规划-运行”双层优化模型,其中,规划层以网络年综合成本最小为目标,对DES进行选址定容,运行层以电压综合水平最优为目标,对DES与基站储能的调度策略进行寻优;然后,为高效求解该模型,提出了一种适用于大量异质变量的多目标动态评价优化算法,该算法通过对变量分组并在求解过程中自适应调整目标函数的选取,以加快求解速度、提高搜索精度;最后,仿真结果证明了所提出的DES协同优化配置方法在降低成本和促进新能源消纳方面的有效性,以及所提出优化算法在兼顾多目标与快速求解方面的优越性。

面向配电网削峰填谷的5G基站储能调控方法

针对现有5G基站储能参与配电网调控所面临的集中调控方法计算复杂度高、难以适配配电网负荷波动、无法感知基站储能电池能量与电池损耗等挑战,提出5G基站储能分布式自主调控架构,支撑5G分布式储能资源灵活接入配电网。在此基础上,提出一种基于电池状态感知上置信区间的5G基站储能调控算法,综合考虑基站储能电池容量约束与电池损耗成本,最大化储能调控效益和配电网负荷曲线方差的加权差,实现电池能量与电池损耗感知,辅助配电网削峰填谷。仿真结果表明:相较于现有2种对比算法,所提方法可以使基站储能调控效益与配电网负荷曲线方差的加权差分别提高12.73%和22.33%。研究成果能够很好地满足5G基站储能参与配电网削峰填谷的需求,实现配电网与5G基站储能双向互动。

基于轻量化核心网的军用5G基站一体化设计

针对无人集群作战对广覆盖、大带宽、低延迟的数据通信服务以及设备轻量化,低功耗需求,开展超轻量化5G一体化基站设计。给出5G一体化基站组成框图,提出核心网轻量化、大上行子帧配比和结构轻量化、低功耗、散热等关键设计。结果表明:该设计能实现5G通信技术的军事应用,提高所部署作战平台的信息通联和战场生存能力。

5G基站射频自动启停凝露问题实证研究

在国家推行“双碳”战略以及运营商5G网络能耗激增的背景之下,基站节能减排势在必行,而5G基站射频设备在功率骤降情况下,会产生较大温差,并产生凝露现象,极易引发材料腐蚀、电路短路等各类风险。文章从凝露产生的原理入手,对5G基站射频设备的凝露现象进行研究实验,制定了能够抑制凝露产生的“分级缓冲下电”策略,进而消除5G基站设备在极致节能状态下所带来的凝露风险。

输电系统与5G基站协调通信网络最大时延计算方法

随着智能电网的不断发展,输电系统对通信技术的依赖日益增加,关键在于数据传输的实时性与可靠性。同时,5G技术低时延、高可靠性的特性,为输电系统提供了支持。文章首先对输电系统的通信需求及其特点进行阐述,并分析了5G技术在该系统中的应用现状和技术特征,然后讨论了时延敏感的通信技术,着重分析了其对于保障电网稳定性和安全性的重要性。文章还提出了最大时延计算的方法,该方法结合了理论分析与网络仿真,确保在各种网络条件和负载情况下的数据传输时延能够得到控制。

数字化技术在5G基站电磁辐射监测中的应用

介绍了一个基站电磁辐射数字化检测平台,该平台利用5G+互联网技术,实现了基站电磁辐射原始监测数据、频谱图的实时上传,以及基站电磁辐射监测的全要素、全流程管理,并结合CNAS实验室认可要求介绍了数字化检测系统投入应用时的注意事项。

基于反向用户测量的5G基站坐标定位技术研究

该文针对基站隐藏安装场景位置工勘不准确导致定位目标用户定位精度不高的问题,提出了一种反向定位基站的方法。该方法通过测试终端向基站发起多次5G(5th Generation)测量,获取测试终端与基站之间的5G测量值往返时延(RTT,Round-TripTime),最后构建观测方程并采用最小二乘法求解得到基站的坐标位置。试验结果表明,该方法能有效获得隐藏安装场景中基站的准确位置。