[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

技術領域

本發明涉及一種智能電網優化調度方法，具體講涉及一種基于數據通信可靠性的單負載決策優化方法。

背景技術

以最大限度減少電力消耗和供應成本為目的對智能電表中的數據進行收集、交換和處理的智能電網的智能電表數據管理系統(MDMS：Meter Data Management System)中，傳遞智能電網的相關數據的智能電網數據通信設施是一種支持智能電網應用的專用數據網絡，此網絡一般由分層結構中相互連接家庭區域網(HAN：Home Area Network)和鄰域網(NAN：Neighborhood Area Network)構成，所以智能電網數據通信設施的可靠性直接影響著智能電網應用的最佳性能。

緩征負載是一種具有時間靈活性和延期容忍性的負載，洗衣機、干洗機、空調、電動車等都是緩征負載的代表性家用電器。緩征負載調度者通過智能電網數據通信設施定期接收MDMS中的實時電價信息，進而根據實時電價信息做出優化決策以實現電力消耗成本最小化。

由于智能電網中存在電網數據傳送不穩定、電力價格不確定等因素，所以基于實時電價信息的緩征負載調度受這些因素的影響無法實現最大程度減少緩征負載的電力消耗。

盡管當前提出了一些針對上述問題的許多基于不確定電價信息的調度優化方案，但這些方案主要利用電價統計信息、特殊電價通信渠道等方法解決電價不確定性問題，以智能電表作為決策者對整個緩征負載系統進行調度，采用隊列存儲負載任務，實現緩征負載電耗優化策略。雖然這些方案考慮了間斷通信下電價不確定性，但卻忽略了智能電網數據通信可靠性這一因素的重要性。同時，這些方案對整個負載系統進行調度，在滿足一定的負載吞吐量的條件下達到電耗優化的目的。本發明提出了考慮智能電網數據通信可靠性，以單負載作為決策者，進行緩征負載調度優化，實現電耗成本最小化的技術方案。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供一種基于智能電網數據通信可靠性的單負載決策調度優化方法，該方法考慮智能電網數據通信可靠性，以單負載作為決策者，進行緩征負載調度優化，有效的實現電網中負載的調度優化。

為了實現上述發明目的，本發明采取如下技術方案：

一種基于數據通信可靠性的單負載決策優化方法，所述方法基于智能電網數據通信可靠性；所述單負載為緩征負載；該方法包括以下步驟：

A.分析所述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：