[發明專利]一種基于數據通信可靠性的單負載決策優化方法

有效

• 申請號: 201410099430.3
• 申請日: 2014-03-18
• 公開（公告）號: CN103955748B
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發明（設計）人: 劉南杰;彭江琴;趙海濤;李大鵬;吳軍民;張剛;黃在朝;黃輝;喻強;于海;張增華;鄧輝;吳鵬;王向群
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;中國電力科學研究院;全球能源互聯網研究院;國網上海市電力公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司11271
• 代理人: 徐國文

1.一種基于數據通信可靠性的單負載決策優化方法；所述單負載為緩征負載；

該方法包括以下步驟：

A.分析智能電網數據通信的可靠性；

B.定義緩征負載的動作空間和狀態空間；

C.推導出所述緩征負載的轉移概率矩陣；

D.定義緩征負載的瞬時成本函數；

E.建立CMDP模型，得出單負載最優調度策略；

所述步驟A中，所述分析包括：通過馬爾可夫鏈模型化家庭區域網和鄰域網網關的狀態，并得出智能電網數據通信設施連接狀態的轉移概率矩陣C_con；所述網關的狀態包括可用狀態和維修狀態；

所述步驟B中，所述定義包括從負載運作階段狀態、等待狀態、電價狀態和智能電網數據通信設施的連接狀態來定義所述狀態空間；從運行狀態和推遲狀態來定義所述動作空間；

所述步驟C所述推導包括：

C-1.從運行階段狀態、等待狀態和動作空間的取值狀態得出轉移概率；

C-2.從電價狀態和通信設施的連接狀態得出所述緩征負載的轉移概率矩陣；

所述步驟C-1中，當動作空間為運行狀態時，從狀態(s_i,w_j)到狀態(s_m,w_n)的所述轉移概率為表達式(1)所示，其中，S表示負載當前的運作階段狀態，{s₀,...s_max}表示所有的運作階段；W表示負載的等待狀態，{w₁,...,w_max}表示所有的等待狀態的集合；α(s_i,w_j)表示緩征負載在一個等待時間段內完成運行階段s_i的概率：

當動作空間為推遲狀態時，從狀態(s_i,w_j)到狀態(s_m,w_n)的所述轉移概率為表達式(2)所示：

所述步驟C-2中，所述緩征負載的轉移概率矩陣為下式(3)所示：

Ta=CconG⊗Qa---(3)]]>

式中，G表示電價的轉移概率矩陣；a表示動作空間的狀態值，取值為0或1；當C_con表示可連接時，緩征負載可觀察到價格信息，可獲得電價轉移概率矩陣G；當C_con表示不可連接時，G表示單位矩陣；

所述步驟D中，所述瞬時成本函數用下式(4)表示：

式中，β⁰(s)表示緩征負載在運行階段s時執行運行動作所消耗的電力；β¹(s,w)表示緩征負載在運行階段s、等待狀態w時執行推遲動作所消耗的電力；p表示智能電網數據通信設施連接正常時決策者觀察到的價格；表示智能電網數據通信設施斷開時所取得的平均價格；

所述步驟E中，所述CMDP模型用式(5)-(8)表示：

s.t.φ(l,a＝1)＝0,w＝w_max (6)

Σa∈Aφ(l1,a)=Σl∈LΣa∈Aφ(l,a)T(l1|l,a),l1∈L---(7)]]>

Σl∈LΣa∈Aφ(l,a)=1,φ(l,a)>0---(8)]]>

式中，表示狀態l和動作a的平穩概率，T(l₁|l,a)表示執行動作a時空間狀態從l轉移到l₁的轉移概率，l為狀態，L為狀態空間；約束條件(6)表明當到達最大等待狀態w_max時緩征負載必須執行“運行”動作，約束條件(7)滿足查普曼-科爾莫戈羅夫等式；

所述步驟E包括：得到最優平穩狀態以推算所述單負載最優調度策略；如下表達式(9)所示：

φ*(l,a)=argminφ(l,a)Σl∈LΣa∈Aφ(l,a)γ(l,a);---(9)]]>

所述單負載最優調度策略π^*(l,a)為狀態空間為l時執行動作a的概率，該調度策略用下式(10)表示：

式中，A為動作空間。