[发明专利]考虑负载均衡和备用的基站储能设施可调容量评估方法

说明书

本发明公开考虑负载均衡和备用的基站储能设施可调容量评估方法，所述评估方法包括以下步骤：建立单个基站业务流量与功耗模型；建立单个基站休眠与负载均衡模型，并确定单个通信基站备用储能可调容量；建立通信基站备用储能模型，最大化各项约束下区域内基站储能设施可调容量。本发明评估方法，建立分析了建立单个基站业务流量与功耗模型，并基于距离感知研究基站休眠与负载均衡策略，评估活跃基站的负载情况，以达到很好的节能效果，其次确定单个通信基站备用储能可调容量，并建立通信基站备用储能模型，最大化各项约束下区域内基站储能设施可调容量，为通信基站备用储能参与电力系统调度、实现可再生能源消纳提供了技术支撑。

技术领域

本发明涉及电力技术领域，具体是考虑负载均衡和备用的基站储能设施可调容量评估方法。

背景技术

随着第五代移动通信(5G)技术的快速发展，为保证通信可靠性，移动铁塔基站通常均配备有柴油发电机和备用储能设备，避免出现基站停电状况。基站备用需求与实时负载流量线性相关，在非满负载时，基站备用储能容量扣除动态备用需求后仍具备一定调节潜力。5G具有高传输速率、高带宽、低时延以及高可用度等性能，但是基站功耗随之大幅增加，通常采用基站休眠作为重要的节能手段。

基站休眠是根据接入通信网中业务流量负载的大小决定基站的休眠与否，采用关闭部分低负载活跃基站的措施来实现节能效果。但该策略没有评估基站关闭后的网络覆盖以及基站的负载均衡情况。现有关于评估基站备用储能设备可调潜力的研究较少，也未曾研究基站休眠技术下，考虑负载均衡、用户通信质量以及动态备用需求的基站储能设备可调容量评估与计算方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种考虑负载均衡和备用的基站储能设施可调容量评估方法，建立分析了建立单个基站业务流量与功耗模型，并基于距离感知研究基站休眠与负载均衡策略，当部分基站休眠关闭后，邻近活跃基站在对休眠基站区域的用户提供通信服务前，需评估活跃基站的负载情况，避免造成基站负载不均衡，导致降低网络的服务质量的情况发生，以达到很好的节能效果，其次确定单个通信基站备用储能可调容量，并建立通信基站备用储能模型，最大化各项约束下区域内基站储能设施可调容量，为通信基站备用储能参与电力系统调度、实现可再生能源消纳提供了技术支撑。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

考虑负载均衡和备用的基站储能设施可调容量评估方法，所述评估方法包括以下步骤：

S1、建立单个基站业务流量与功耗模型。

S2、建立单个基站休眠与负载均衡模型，并确定单个通信基站备用储能可调容量。

S3、建立通信基站备用储能模型，最大化各项约束下区域内基站储能设施可调容量。

进一步的，所述S1包括：某区域内N个通信基站设施，通信基站集合 B＝{1,2,…,N}，且在未实施休眠节能策略时均处于正常工作状态，建立业务模型与功耗模型。

进一步的，所述业务模型包括：设定某区域内各基站间的业务量变化相互独立，且基站日业务量呈周期性变化，而基站资源利用率与连接到基站的用户数线性相关；基站通信网络中业务流量产生模式服从排队论中经典的M/M/s/K 多服务台排队模型：服务时间服从指数分布，平均值为1/μ；用户到达间隔服从均值为1/λ的指数分布，单位是s/call。单基站可以同时提供服务的最大业务量呼叫数为：

c＝C/R

上式中：C为单基站总带宽；R表示当一个业务量呼叫发生时，基站为用户提供服务的恒定比特率，即发射功率。

基站的状态是以用户的数目为特征的，通过M/M/s/K多服务台排队论系统状态平衡方程求得：

上式中：P_n表示有n个业务量的概率；设定ρ为通信强度，可表示相对的流量负载，ρ＝λ/cμ；α为通信率，α＝λ/μ。