一种变电站定位基站负载优化的方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种变电站定位基站负载优化的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1:根据已布置好的基站进行区域划分，并进行编号；步骤S2:根据划分好区域，基于预设约束对每个区域进行网格化处理；步骤S3:构建矩阵表示带定位网格区域属性特征和各元素之间的对应关系；步骤S4:计算变电站内UWB定位基站初始工作状态；步骤S5:根据定位标签的实时位置实时优化调度、调整定位基站的运行状态；步骤S6:将UWB定位基站置于关机状态，进入下一个工作循环。本发明专利技术能够最大限度的节省定位基站能耗，减少不必要的通信，节约资源，提高能源利用效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种变电站定位基站负载优化的方法及系统


[0001]本专利技术涉及变电站能耗优化领域，具体涉及一种变电站定位基站负载优化的方法及系统。

技术介绍

[0002]随着定位技术的持续发展，诸如UWB、RFID、Zigbee、WIFI等基于通信技术的定位技术在变电站工程内的应用日益广泛，为了实现精准的人员和装备定位，需要在变电站内部署一定数量的定位基站，定位基站的数量与变电站的电压等级、规模、占地面积和数量成正比，我国电力系统规模庞大，拥有数量众多的变电站，若全部部署定位基站，所带来的通信能耗也十分巨大，若能有效减少定位基站的功耗，其节能降耗的规模势必十分可观，节能减排潜力巨大。研究变电站定位基站负载优化问题，能够进一步推动无碳变电站的建设与实现，助力碳达峰碳中和目标的实现。
[0003]定位基站节能有多种方式，包括硬件节能和软件节能，其中硬件节能技术主要有提高功放效率、提高设备集成度等，软件节能技术主要有闲时载频关断、时隙关断和业务量分配优化等。此外，还有使用可再生能源(太阳能、风能)为定位基站供电等间接节能的技术。现阶段在实现变电站工程人员与装备的通信定位过程中，并未能够充分考虑定位基站的节能问题，导致大量的定位基站节能潜力并未被挖掘。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种变电站定位基站负载优化的方法及系统，根据定位基站的特点充分考虑变电站工程现场定位需求，通过将定位基站设置成待机和工作模式，最大限度地节省定位基站能耗，减少能源消耗。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种变电站定位基站负载优化的方法，包括以下步骤：
[0007]步骤S1:根据已布置好的基站进行区域划分，并进行编号；
[0008]步骤S2:根据划分好区域，基于预设约束对每个区域进行网格化处理；
[0009]步骤S3:构建矩阵表示带定位网格区域属性特征和各元素之间的对应关系；
[0010]步骤S4:计算变电站内UWB定位基站初始工作状态；
[0011]步骤S5:根据定位标签的实时位置实时优化调度、调整定位基站的运行状态；
[0012]步骤S6:将UWB定位基站置于关机状态，进入下一个工作循环。
[0013]进一步的，所述步骤S1具体为：根据场地内已布置的能够监测整个场地的定位基站进行划分，依据UWB定位的原理，采用常规的定位计算方法，定位标签能够同时接收到3个基站的通信信号即可实现定位，将所述3个基站连接起来，形成若干个三角形的区域，并对所形成的三角形区域依次从小到大编号。
[0014]进一步的，所述步骤S2具体为：根据预设工程实际计算的需要及精度范围，判断需要实现定位功能的区域是否位于定位基站的有效覆盖范围内，并对各个区域进行网格化处
理，即将区域划分成若干个正方形网格。
[0015]进一步的，所述对需求定位网格区域用标识进行标记，具体为：所述对各个网格区域用标识符进行标记，具体为：根据区域网格分割结构，如果该网格区域内部全是电气设备或建、构筑物，则该区域不需要定位，设置定位需求标识符F＝0，否则设置定位需求标识符F＝1。
[0016]根据权利要求1所述的一种变电站定位基站负载优化的方法，其特征在于，所述求解最优待机状态，具体为：
[0017]构建一个矩阵C表示定位基站连接成的各个区域与定位基站的关联性，如元素C
i,j
＝1表示区域j与定位基站i有关联，C
i,j
＝0表示区域j与定位基站i无关联；
[0018]再构建一个矩阵B表示定位基站连接成的各个区域与各个区域的边界线之间的关联性，如元素C
l,j
＝1表示区域j与边界线l有关联，C
l,j
＝0表示区域j与边界线l无关联。
[0019]进一步的，所述步骤S4具体为：
[0020]定义矩阵A表示定位区域与定位网格之间的关联性，其中行表示定位区域，列表示定位网格，如元素A
k,j
＝1表示该区域j与定位网格k有关联，A
k,j
＝0表示该区域j与定位网格k无关联；
[0021]定位区域与定位网格之间的关联性确定如下，当定位网格的中心位于定位区域内时，则认为该定位网格属于该定位区域，否则则认为该定位网格不属于该定位区域。
[0022]定位基站初始工作状态采用如下原则：
[0023](1)对于变电站室外区域围墙四周布置的定位基站，均处于待机状态，对于变电站室内区域的某个室内房间，仅需离门最近的定位基站处于待机状态，当多个定位基站与门的距离相等时，可选择任意一个定位基站处于待机状态；之后进行(2)；
[0024](2)在(1)的基础上，对于变电站室外或室内的某个区域，根据编号从低到高遍历每个区域，之后遍历每个区域下的每个网格，当该网格的定位需求标识符F＝1且位于一个及以上定位基站的信号覆盖范围内时，则对该区域内的下一个网格重复进行(2)，否则进入(3)；(3)当区域内存在网格的定位需求标识符F＝1且并未被定位基站的信号覆盖范围内时，则从上到下搜索矩阵C的所对应该区域的列，从上到下唤醒1台并未处于待机状态的基站，将其设置为待机状态，之后返回(2)；
[0025](4)当每个区域内的每个网格都得到遍历后，得到的各个定位基站的运行状态即为变电站内UWB定位基站的初始状态。
[0026]进一步的，所述步骤S5具体为：根据权利要求1所述的一种变电站定位基站负载优化的方法，其特征在于，所述步骤S5具体为：
[0027]通过定位标签这一时刻的位置和上一时刻的位置得到持有该定位标签的运动方向，当定位标签此时的位置与其运动方向上的区域边界距离小于一个预先设置好的阈值d的时候，唤醒定位标签运动方向上相邻区域内的定位基站做好定位准备；当定位标签进入到该相邻区域后，且上一时刻所处区域内无其他定位标签且无其他定位标签的运动方向上的相邻区域是该区域时，将该区域内的定位基站置于待机状态。
[0028]当某定位基站首次收到一个定位标签发出的信息后，唤醒与该定位基站相连的定位基站。若此时实现对该定位标签的定位，保持此次唤醒的定位基站中与定位标签距离最近的定位基站的状态为唤醒，将其他定位基站的状态恢复成原先的状态；若此时仍未实现
对该定位标签的定位，则继续选定首次收到该定位标签发出信息的定位基站，唤醒与该定位基站相连的定位基站，如此反复。
[0029]一种变电站定位基站负载优化系统，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器上的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，具体执行如上所述的定位基站负载优化方法中的步骤。
[0030]本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：
[0031]1、本专利技术采用微元法，基于网格化处理的思想，将研究的区域划分成若干个正方形网格，用网格中心点到定位基站的距离来判断该网格区域整体是否位于基站的有效覆盖范围内；
[0032]2、本专利技术通过设置定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变电站定位基站负载优化的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1:根据已布置好的定位基站进行区域划分，并对每个区域编号；步骤S2:根据划分好的区域，基于预设约束对每个区域做网格化处理；步骤S3:构建矩阵分别表示定位基站与各网格区域、各区域边界线之间的对应关系；步骤S4:计算变电站内UWB定位基站初始工作状态；步骤S5:根据定位标签的实时位置实时优化调度、调整定位基站的运行状态；步骤S6:将UWB定位基站置于关机状态，进入下一个工作循环。2.根据权利要求1所述的一种变电站定位基站负载优化的方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：根据场地内已布置的能够监测整个场地的定位基站进行划分，依据UWB定位的原理，采用常规的定位计算方法，定位标签能够同时接收到3个基站的通信信号即可实现定位，将所述3个基站连接起来，形成若干个三角形的区域，并对所形成的三角形区域依次从小到大编号。3.根据权利要求1所述的一种变电站定位基站负载优化的方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：根据预设工程实际计算的需要及精度范围，判断需要实现定位功能的区域是否位于定位基站的有效覆盖范围内，并对各个区域进行网格化处理，即将区域划分成若干个正方形网格。4.根据权利要求1所述的一种变电站定位基站负载优化的方法，其特征在于，所述对各个网格区域用标识符进行标记，具体为：根据区域网格分割结构，如果该网格区域内部全是电气设备或建、构筑物，则该区域不需要定位，设置定位需求标识符，否则设置定位需求标识符。5.根据权利要求1所述的一种变电站定位基站负载优化的方法，其特征在于，所述求解最优待机状态，具体为：构建一个矩阵C表示定位基站连接成的各个区域与定位基站的关联性；再构建一个矩阵表示定位基站连接成的各个区域与各个区域的边界线之间的关联性。6.根据权利要求1所述的一种变电站定位基站负载优化的方法，其特征在于，所述步骤S4具体为：定义矩阵A表示定位区域与定位网格之间的关联性，其中行表示定位区域，列表示定位网格；定位区域与定位网格之间的关联性确定如下，当定位网格的中心位于定位区域内时，则认为该定位网格属于该定位区域，否则则认为该定位网格不属于该定位区域;定位基站初始工作状态采用如下原则...

【专利技术属性】
技术研发人员：张成炜，张娜，王亮，陈罕筠，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：