考虑负载均衡和备用的基站储能设施可调容量评估方法技术

本发明专利技术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。本发明专利技术评估方法，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。实现可再生能源消纳提供了技术支撑。

【技术实现步骤摘要】
考虑负载均衡和备用的基站储能设施可调容量评估方法


[0001]本专利技术涉及电力
，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。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种考虑负载均衡和备本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.考虑负载均衡和备用的基站储能设施可调容量评估方法，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的考虑负载均衡和备用的基站储能设施可调容量评估方法，其特征在于，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。3.根据权利要求2所述的考虑负载均衡和备用的基站储能设施可调容量评估方法，其特征在于，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。4.根据权利要求2所述的考虑负载均衡和备用的基站储能设施可调容量评估方法，其特征在于，所述功耗模型包括：基站功耗包括传输功耗、计算功耗和额外功耗。传输功耗由功率放大器和射频部分的耗电量构成，占比最高；计算功耗指室内基带处理单元消耗的电量；额外功耗则是指从市电引入到基站直流供电的整个转换过程中的消耗；基站功耗模型可模拟为线性方程，由静态功耗与动态功耗组成，动态功耗P(t)与实时业务量相关:上式中：P0为处于活跃状态的基站静态功耗；P
i
为有i个业务量的概率；为处于活跃状态的基站平均动态功耗；P
TR,i
为基站只提供一个业务量时的功率消耗；t
TR,i
为同时提供i个业务量所需时间，t
TR,i
＝1/iμ；P
r
为处于空闲状态的基站静态功耗；基站同时服务i个呼叫时的发射功率P
TR,i
可表示为
上式中：为基站业务量；β,γ为路径损耗系数；R
cell
为基站服务半径；N0为加性高斯白噪声功率谱密度；A为天线增益。5.根据权利要求1所述的考虑负载均衡和备用的基站储能设施可调容量评估方法，其特征在于，所述S2包括：基站业务流量负载低于限值，根据网络流量负载情况以及用户与其关联基站的距离可动态地关闭多余的基站，需要采用基站休眠策略评估基站关闭前，其关联的活跃基站的负载情况，确保活跃基站的负载均衡；再对单基站备用储能可调容量进行评估。6.根据权利要求5所述的考虑负载均衡和备用的基站储能设施可调容量评估方法，其特征在于，所述基站休眠策略包括：v
i
、v
m
分别表示基站i与基站m的工作状态，0为休眠，1为正常工作活跃状态；令基站i下用户集合U
i
，对于基站i下的用户u，其与关联基站的距离为d
u
：上式中：d
ii
为基站i下的用户u与基站i中心的距离；d
im
为基站i与基站m的距离；d
ij
为基站i与基站j的距离；基站i下用户可关联的邻居基站集合为N
i
，如果关闭基站i，则用户关联到可关联基站集合N
i
中最临近的活跃基站，可关联到基站i的用户所属的基站集合为C
i
；当基站负载量低于一定程度时将其休眠关闭，C...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓晖，高赐威，郭明星，林固静，吕冉，宋梦，王素，费斐，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：