[发明专利]供电双连接系统的动态电能调度和自适应用户关联方法

说明书

本发明公开了一种供电双连接系统的动态电能调度和自适应用户关联方法，其包括以下步骤：步骤一，构建包含主电网和可再生能源的混合能源供电双连接系统模型；步骤二，建立基于可再生能源到达的大时间尺度主电网电能预先购买模型、基于无线信道平均增益的小时间尺度资源分配模型和电能供需均衡模型等。本发明能够通过采用主电网和可再生能源的混合能源供电模式，利用电能预先购买、双向电能交易、电池存储调节，既保证小区基站正常运行又降低主电网电能消耗和运营商电能交易支出。

技术领域

本发明涉及一种动态电能调度和自适应用户关联方法，特别是涉及一种供电双连接系统的动态电能调度和自适应用户关联方法。

背景技术

双连接技术被引入小小区(微微/毫微微小区)增强的研究项目中，通过使用户同时连接至宏小区基站和辅小区基站，来提高频谱效率、改善移动性、并提升用户服务体验。

由混合能源供电的无线接入网络能够通过使用小小区基站配置、洁净、可再生的太阳能、风能等新能源来显著降低主电网(主要由化石燃料发电)的电能消耗，并通过对可再生能源进行电池存储来避免电能溢出并根据动态电价调节电能交易以降低基站电能交易支出。进而，通过主电网电能预先购买、智能电网双向电能交易、电池存储动态调节，实现小区基站的电能供需均衡和系统总电能交易支出的降低。

各小区协调服务用户的数据需求是无线接入网络保证用户服务质量并最小化系统总电能交易支出的一种比较常见方法。然而，在双连接系统中，同频下行传输的辅小区间互相干扰，且不同类型辅小区基站的电路消耗和功率放大器效率不同，小区基站的能耗又正比于提供给用户的总速率。因此，如何基于随机的可再生能量到达、信道衰落、和电网价格，通过协调用户与辅小区的关联，得到用户满意的服务质量并降低系统电能交易支出变得越发重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种供电双连接系统的动态电能调度和自适应用户关联方法，其能够通过采用主电网和可再生能源的混合能源供电模式，利用电能预先购买、双向电能交易、电池存储调节，既保证小区基站正常运行又降低主电网电能消耗和运营商电能交易支出。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种供电双连接系统的动态电能调度和自适应用户关联方法，其包括以下步骤：

步骤一，构建包含主电网和可再生能源的混合能源供电双连接系统模型；

步骤二，建立基于可再生能源到达的大时间尺度主电网电能预先购买模型、基于无线信道平均增益的小时间尺度资源分配模型和电能供需均衡模型；

步骤三，构建包含宏小区和多个辅小区的双连接系统用户速率模型、辅小区基站电能供需均衡模型和系统时均电能交易支出模型；

步骤四，基于随机无线信道衰落和可再生能源到达、时变电网电价、电池存储动态、双向电能交易规则、用户服务需求保障、以及系统时均电能交易支出最小化的联合电能调度和用户关联在线优化。

优选地，所述步骤一中混合能源供电双连接系统模型由一个具有多天线的宏小区组成，个辅小区，它们共同服务个单天线的双模移动用户，双模移动用户可同时使用宏小区和一辅小区来完成所需的数据传输业务，即为双连接。

优选地，所述步骤二包括电能预先购买规划、双向电能交易实施和基于双连接的下行数据传输，实际中，为便于集中和应急控制，一个地理区域由特定运营商部署的宏小区和辅小区都通过低延迟回程网络连接至一中央控制器，该中央控制器收集通信数据和能量信息，并协调电能交易和双连接实施。