[發明專利]一種基于云邊端協同的虛擬資源管理方法及系統

有效

• 申請號: 202011090066.6
• 申請日: 2020-10-13
• 公開（公告）號: CN112232863B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 阮琳娜;郭少勇;邱雪松;邵蘇杰;徐思雅;亓峰
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: G06Q30/02
• 分類號: G06Q30/02;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 張睿

本發明實施例提供一種基于云邊端協同的虛擬資源管理方法及系統，該方法包括：根據智能電網中的用戶用電量和用電習慣，構建用戶分簇模型；基于所述用戶分簇模型，構建需求競價算法和面向響應度的虛擬資源管理算法；基于所述需求競價算法，將需求響應過程中的競價目標轉換為多目標整數線性規劃目標問題；并基于所述面向響應度的虛擬資源管理算法，根據單個容器計算能力下的競價耗時與預期時延要求，進行虛擬資源管理，得到邊緣節點間應創建或遷移的容器量。本發明實施例通過用電相似度對用戶進行聚類，便于總體決策，實現總體開銷最小的情況下達到所需高峰電力消減量，以及能耗最小化。

技術領域

本發明涉及資源管理技術領域，尤其涉及一種基于云邊端協同的虛擬資源管理方法及系統。

背景技術

全球資源匱乏以及氣候變暖引發了社會各界對于環境和能源問題的廣泛關注。減少能量耗費，進而減少有害氣體排放成為全人類面臨的共同課題。在這樣的背景下，智能電網得以出現和推廣。相比于傳統電網，智能電網最突出的特點是將信息技術與能量技術交融，實現智能化管控調度。作為需求側管理技術之一的需求響應(demand response，簡稱DR)方法也因此備受關注。需求響應方法以優惠電價為激勵，引導用戶減少或遷移部分高峰期用電，實現電力系統穩定性和能量效用的提升。在需求響應過程中，如何根據用戶用電行為進行分組，以實現整體需求響應決策，如何選擇優勢用戶參與需求響應過程，以及如何進行計算資源分配，都是該領域被廣泛探討且亟待解決的問題。

目前，針對用戶聚類、需求響應競價、計算資源分配均有一些相關研究。但針對聚類問題，已有研究普遍根據用電需求特征進行分類，而需求響應的決策者是終端用戶，從需求入手無法直接解決用戶的群體決策問題，在實際場景中欠缺適用性。針對需求響應競價，已有研究中提出了以博弈論為代表的競價策略，但缺乏對算法復雜度的估計，需求響應對于時延要求較為嚴格，尤其是競價環節，已有研究欠缺對這方面的討論。針對資源分配，已有研究中缺乏基于響應度要求的邊緣側虛擬資源管理機制。此外，已有研究普遍獨立解決某一問題，欠缺多問題綜合考量的系統性解決方案。

因此，現在亟需一種基于云邊端協同的虛擬資源管理方法及系統來解決上述問題。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明實施例提供一種基于云邊端協同的虛擬資源管理方法及系統。

第一方面，本發明實施例提供了一種基于云邊端協同的虛擬資源管理方法，包括：

根據智能電網中的用戶用電量和用電習慣，構建用戶分簇模型；

基于所述用戶分簇模型，構建需求競價算法和面向響應度的虛擬資源管理算法；

基于所述需求競價算法，將需求響應過程中的競價目標轉換為多目標整數線性規劃目標問題；并基于所述面向響應度的虛擬資源管理算法，根據單個容器計算能力下的競價耗時與預期時延要求，進行虛擬資源管理，得到邊緣節點間應創建或遷移的容器量。

進一步地，所述根據智能電網中的用戶用電量和用電習慣，構建用戶分簇模型，包括：

以總分組數以及每個小組的容量作為模型輸入，構建模型中的需求等級、用電形態以及需求評價因子目標。

進一步地，所述用戶分簇模型具體用于：

獲得每對用戶的相似度差異，并按照數值大小由小至大進行排序；

將相似度差異最小的用戶分為一組，并將相似度差異最小的用戶從待處理用戶集中刪除后，選擇相似度最高的用戶，判斷是否其中有一個用戶從屬于已有分組；

若判斷成功，則繼續判斷在這些分組中是否存在有剩余容量的組；

若仍有剩余容量，則選擇另一個用戶加入到一個已有分組，以使得在該用戶加入后，包含該用戶的已有分組的需求評價因子方差最小。

進一步地，所述多目標整數線性規劃目標問題，表示為：