[发明专利]一种基于云边端协同的虚拟资源管理方法及系统

说明书

本发明实施例提供一种基于云边端协同的虚拟资源管理方法及系统，该方法包括：根据智能电网中的用户用电量和用电习惯，构建用户分簇模型；基于所述用户分簇模型，构建需求竞价算法和面向响应度的虚拟资源管理算法；基于所述需求竞价算法，将需求响应过程中的竞价目标转换为多目标整数线性规划目标问题；并基于所述面向响应度的虚拟资源管理算法，根据单个容器计算能力下的竞价耗时与预期时延要求，进行虚拟资源管理，得到边缘节点间应创建或迁移的容器量。本发明实施例通过用电相似度对用户进行聚类，便于总体决策，实现总体开销最小的情况下达到所需高峰电力消减量，以及能耗最小化。

技术领域

本发明涉及资源管理技术领域，尤其涉及一种基于云边端协同的虚拟资源管理方法及系统。

背景技术

全球资源匮乏以及气候变暖引发了社会各界对于环境和能源问题的广泛关注。减少能量耗费，进而减少有害气体排放成为全人类面临的共同课题。在这样的背景下，智能电网得以出现和推广。相比于传统电网，智能电网最突出的特点是将信息技术与能量技术交融，实现智能化管控调度。作为需求侧管理技术之一的需求响应(demand response，简称DR)方法也因此备受关注。需求响应方法以优惠电价为激励，引导用户减少或迁移部分高峰期用电，实现电力系统稳定性和能量效用的提升。在需求响应过程中，如何根据用户用电行为进行分组，以实现整体需求响应决策，如何选择优势用户参与需求响应过程，以及如何进行计算资源分配，都是该领域被广泛探讨且亟待解决的问题。

目前，针对用户聚类、需求响应竞价、计算资源分配均有一些相关研究。但针对聚类问题，已有研究普遍根据用电需求特征进行分类，而需求响应的决策者是终端用户，从需求入手无法直接解决用户的群体决策问题，在实际场景中欠缺适用性。针对需求响应竞价，已有研究中提出了以博弈论为代表的竞价策略，但缺乏对算法复杂度的估计，需求响应对于时延要求较为严格，尤其是竞价环节，已有研究欠缺对这方面的讨论。针对资源分配，已有研究中缺乏基于响应度要求的边缘侧虚拟资源管理机制。此外，已有研究普遍独立解决某一问题，欠缺多问题综合考量的系统性解决方案。

因此，现在亟需一种基于云边端协同的虚拟资源管理方法及系统来解决上述问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种基于云边端协同的虚拟资源管理方法及系统。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于云边端协同的虚拟资源管理方法，包括：

根据智能电网中的用户用电量和用电习惯，构建用户分簇模型；

基于所述用户分簇模型，构建需求竞价算法和面向响应度的虚拟资源管理算法；

基于所述需求竞价算法，将需求响应过程中的竞价目标转换为多目标整数线性规划目标问题；并基于所述面向响应度的虚拟资源管理算法，根据单个容器计算能力下的竞价耗时与预期时延要求，进行虚拟资源管理，得到边缘节点间应创建或迁移的容器量。

进一步地，所述根据智能电网中的用户用电量和用电习惯，构建用户分簇模型，包括：

以总分组数以及每个小组的容量作为模型输入，构建模型中的需求等级、用电形态以及需求评价因子目标。

进一步地，所述用户分簇模型具体用于：

获得每对用户的相似度差异，并按照数值大小由小至大进行排序；

将相似度差异最小的用户分为一组，并将相似度差异最小的用户从待处理用户集中删除后，选择相似度最高的用户，判断是否其中有一个用户从属于已有分组；

若判断成功，则继续判断在这些分组中是否存在有剩余容量的组；

若仍有剩余容量，则选择另一个用户加入到一个已有分组，以使得在该用户加入后，包含该用户的已有分组的需求评价因子方差最小。

进一步地，所述多目标整数线性规划目标问题，表示为：