發(fā)布時(shí)間：2018-11-14 18:23

【摘要】：電力網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)大型的互聯(lián)的基礎(chǔ)設(shè)施,負(fù)責(zé)把電能從發(fā)電站輸送到千家萬(wàn)戶(hù)。在過(guò)去的幾十年間,雖然信息技術(shù)和控制技術(shù)發(fā)生了很大的變化,但日漸老化的電力網(wǎng)絡(luò)并沒(méi)有跟上技術(shù)變革的步伐。作為新一代的電力網(wǎng)絡(luò),智能電網(wǎng)以自動(dòng)化的方式應(yīng)用信息與通信技術(shù),實(shí)現(xiàn)靈活、可靠、有效、安全、經(jīng)濟(jì)與環(huán)境友好的目標(biāo)。 配用電網(wǎng)是智能電網(wǎng)的咽喉,保證智能配用電網(wǎng)中實(shí)時(shí)可靠的信息接入與合理優(yōu)化的負(fù)載調(diào)度也是建設(shè)我國(guó)“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”的基石。來(lái)自智能電表的抄表數(shù)據(jù)將會(huì)多達(dá)數(shù)以萬(wàn)計(jì)的太字節(jié),這對(duì)于智能電網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)收集、傳輸和存儲(chǔ)如此大規(guī)模的數(shù)據(jù)帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。亟需先進(jìn)的無(wú)線通信技術(shù),如認(rèn)知無(wú)線電技術(shù),以保證抄表數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)可靠的傳輸。另一方面,在未來(lái)的幾十年里,用戶(hù)的用電量還將繼續(xù)增長(zhǎng)。此外,電動(dòng)汽車(chē)的廣泛應(yīng)用還可能使得電能需求量翻倍,合理的負(fù)載調(diào)度迫在眉睫。本文結(jié)合該方向的最新研究成果,以智能電網(wǎng)配用電信息接入與負(fù)載調(diào)度的關(guān)鍵技術(shù)研究為主要內(nèi)容。本文的主要工作和貢獻(xiàn)包括以下幾個(gè)方面： 1.簡(jiǎn)要回顧了智能配用電網(wǎng)信息接入與負(fù)載調(diào)度問(wèn)題的相關(guān)研究背景、概述和國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀。 2.研究基于認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)的配用電信息接入。為了克服頻譜資源有限和利用不充分的矛盾,將認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)引入智能配用電網(wǎng)的通信,提高信息接入和傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性與可靠性。由于電池供電的頻譜感知傳感器受能量約束,能量有效性成為傳感器輔助認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵問(wèn)題。優(yōu)化調(diào)度各傳感器的工作時(shí)間能夠有效地延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命。把能量有效的協(xié)同頻譜感知構(gòu)建成一個(gè)調(diào)度問(wèn)題,并證明其為NP完全問(wèn)題。首先用貪心降解法將原問(wèn)題簡(jiǎn)化為一系列整數(shù)線性規(guī)劃子問(wèn)題,然后分別提出三種不同的算法：隱枚舉法、普通貪心法和λ貪心法來(lái)求解該子問(wèn)題。仿真結(jié)果驗(yàn)證了上述算法的性能,同時(shí)考察了可調(diào)參數(shù)對(duì)算法性能的影響。 3.研究通信質(zhì)量對(duì)配用電性能的影響。將認(rèn)知無(wú)線電引入智能電網(wǎng)以改善通信質(zhì)量。通過(guò)頻譜感知與信道切換技術(shù),智能電表可以決定通過(guò)原有的非授權(quán)信道或另外的授權(quán)信道傳輸數(shù)據(jù),以減少通信中斷�？紤]到頻譜感知的能耗以及不可靠通信對(duì)控制性能的影響,構(gòu)建了感知-性能的權(quán)衡問(wèn)題以期通過(guò)較小的通信代價(jià)獲得較好的控制性能，為綠色智能電網(wǎng)鋪平道路。分析了通信中斷對(duì)需求響應(yīng)管理控制性能的影響,包括減少供電商的利潤(rùn)和系統(tǒng)性能,但并不一定減少用戶(hù)的效用�；谀芰繖z測(cè)器進(jìn)行頻譜感知,證明存在唯一的最優(yōu)頻譜感知時(shí)間達(dá)到感知-性能之間最好的權(quán)衡,同時(shí)保證授權(quán)信道被充分保護(hù)。相關(guān)仿真結(jié)果驗(yàn)證了對(duì)應(yīng)的理論分析。 4.研究基于博弈論和帶時(shí)間耦合約束的負(fù)載調(diào)度。對(duì)于居民用戶(hù)的用電調(diào)度問(wèn)題,同時(shí)考慮用戶(hù)之間的博弈關(guān)系以及時(shí)間耦合約束,構(gòu)建成帶耦合約束的博弈問(wèn)題。提出的求解算法分為兩部分：首先,通過(guò)對(duì)偶分解把原始問(wèn)題解耦；然后,對(duì)于解耦后的博弈問(wèn)題,通過(guò)最適反應(yīng)法得到納什均衡。該算法可擴(kuò)展為在線版本,從而減少電價(jià)預(yù)測(cè)誤差帶來(lái)的影響。仿真結(jié)果表明提出的算法能夠有效地轉(zhuǎn)移高峰負(fù)載和降低峰均比,同時(shí)還能給用戶(hù)帶來(lái)利益。另外還考察了該算法的可擴(kuò)展性以及用戶(hù)個(gè)數(shù)對(duì)其性能的影響。 5.研究考慮未來(lái)電價(jià)不確定性的負(fù)載調(diào)度。在實(shí)時(shí)電價(jià)環(huán)境下,由于未來(lái)電價(jià)的不確定性,負(fù)載調(diào)度構(gòu)建為帶期望和時(shí)間耦合約束的優(yōu)化問(wèn)題。由于應(yīng)用隨機(jī)動(dòng)態(tài)規(guī)劃的算法復(fù)雜度太高很難得到顯式解,提出用對(duì)偶分解和隨機(jī)梯度的方法解決該問(wèn)題。首先,把原始問(wèn)題對(duì)偶分解為一系列單獨(dú)的子問(wèn)題,然后基于對(duì)未來(lái)電價(jià)的統(tǒng)計(jì)知識(shí),每個(gè)子問(wèn)題中的電價(jià)不確定性由隨機(jī)梯度法處理。此外,還提出用在線算法進(jìn)一步降低電價(jià)預(yù)測(cè)誤差帶來(lái)的影響。數(shù)值仿真結(jié)果驗(yàn)證了對(duì)應(yīng)的理論分析。 最后對(duì)全文進(jìn)行了總結(jié),并對(duì)進(jìn)一步的研究工作進(jìn)行了展望。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TM73

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2331944