CN116419406A - 一种分布式光伏并网的网络资源分配方法、系统、装置及介质 - Google Patents

一种分布式光伏并网的网络资源分配方法、系统、装置及介质 Download PDF

Info

Publication number
CN116419406A
CN116419406A CN202310244052.2A CN202310244052A CN116419406A CN 116419406 A CN116419406 A CN 116419406A CN 202310244052 A CN202310244052 A CN 202310244052A CN 116419406 A CN116419406 A CN 116419406A
Authority
CN
China
Prior art keywords
data
network
distributed photovoltaic
service
photovoltaic grid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310244052.2A
Other languages
English (en)
Inventor
梅沁
蒋力
张宇
缪秋
马佳炜
秦奕
张怡然
陆阳
李建岐
黄毕尧
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuxi Power Supply Co of State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
Original Assignee
State Grid Smart Grid Research Institute Co ltd
Wuxi Power Supply Co of State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by State Grid Smart Grid Research Institute Co ltd, Wuxi Power Supply Co of State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd filed Critical State Grid Smart Grid Research Institute Co ltd
Priority to CN202310244052.2A priority Critical patent/CN116419406A/zh
Publication of CN116419406A publication Critical patent/CN116419406A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00006—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00001—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by the display of information or by user interaction, e.g. supervisory control and data acquisition systems [SCADA] or graphical user interfaces [GUI]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00002—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00006—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment
    • H02J13/00022—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment using wireless data transmission
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00006—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment
    • H02J13/00028—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment involving the use of Internet protocols
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00032—Systems characterised by the controlled or operated power network elements or equipment, the power network elements or equipment not otherwise provided for
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30—Electrical components
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S50/00—Monitoring or testing of PV systems, e.g. load balancing or fault identification
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/16—Central resource management; Negotiation of resources or communication parameters, e.g. negotiating bandwidth or QoS [Quality of Service]
    • H04W28/26—Resource reservation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/12—Wireless traffic scheduling
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2203/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J2203/10—Power transmission or distribution systems management focussing at grid-level, e.g. load flow analysis, node profile computation, meshed network optimisation, active network management or spinning reserve management
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22—The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24—The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

一种分布式光伏并网的网络资源分配方法、系统、装置及介质，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1，基于数据采集设备的数据特征参量和网络基站的空口参数，判定分布式光伏并网过程中每一个数据采集设备传输每一项数据传输业务所需的资源数量；步骤2，以所述资源数量、所述分布式光伏并网网络的拓扑结构为依据，实现所述分布式光伏并网网络中网络资源的动态分配。本发明方法充分考虑分布式光伏并网设备的设备特征和业务属性，以此为基础，结合神经网络算法提出了系统中最优网络资源的分配方案。本发明方法有效可靠，充分节约了网络资源，具备较高的应用价值。

Description

一种分布式光伏并网的网络资源分配方法、系统、装置及介质
技术领域
本发明涉及电力系统领域，更具体的，涉及一种分布式光伏并网的网络资源分配方法、系统、装置及介质。
背景技术
近年来，随着分布式光伏发电的进一步发展和广泛接入，实现分布式光伏并网环节的“可观、可测、可调、可控”成为智慧电网的重要发展目标。面向新型分布式光伏并网场景，若采用光纤通信或中压电力线载波通信等有线通信实现网络构建，虽然能够满足配电控制业务对时延的需求，但是这类网络存在着建设成本高、组网灵活性差，难以适应分布式光伏并网场景中终端种类多、分布广泛的特点。另一方面，传统的4G公网和电力无线专网则在时延和带宽上难以满足新型电力业务的基本诉求。“尽力而为”的服务模式也无法满足多业务融合场景下不同电力业务的差异化需求。
随着第五代移动通信技术的快速发展，5G通信网络以超低时延、超大带宽、超大链接、高可靠性等特点，符合智能电网中发、输、变、配、用各个环节对通信网络的差异化与多样性需求。然而，针对分布式光伏并网场景来说，5G公网在时延、抖动、安全性等方面并不能满足配电控制与差动保护等电力业务的要求，与其他公网用户共用一张无线网络也会对数据传输的安全性产生较大影响。
另一方面，多种不同的电力业务存在不同的网络传输性能需求。网络切片技术则可以根据不同服务需求在同一物理基础设施上构建多个具有差异化性能的虚拟的端到端逻辑网络，因此，这一技术具有定制化、自动化、隔离性、可编程性等特点。通过专用的网络切片搭建“说到做到”的专用网络，既能够为不同的电力业务提供专用的网络资源，实现业务的高效运转，同时，切片间的隔离性也能满足特定业务的安全性需要。
然而，现有技术中，尚不存在一种合理的针对电力业务的切片部署方式和基于不同电力业务的针对于电力设备的网络资源分配方法。目前，虽然其他领域中存在针对不同业务类型实现资源切片和分配的方法。但是这类方法难以适用于存在多种复杂业务形态的电力系统中。如果只是简单的迁移，也难以保证多种不同类型电力设备能够获取到最优的资源分配，这就导致了网络资源的大量浪费，极大程度上提高了组网成本和运行、维护成本。
针对上述问题，亟需一种分布式光伏并网的网络资源分配方法、系统、装置及介质。
发明内容
为解决现有技术中存在的不足，本发明提供一种分布式光伏并网的网络资源分配方法、系统、装置及介质，通过获取分布式光伏并网网络中终端设备的数据传输需求和基站设备的空口参数，来分析每一个终端设备所需要的资源数量，从而通过最优的资源数量实现网络资源的动态最优分配。
本发明采用如下的技术方案。
本发明第一方面，涉及一种分布式光伏并网的网络资源分配方法，方法包括以下步骤：步骤1，基于数据采集设备的数据特征参量和网络基站的空口参数，判定分布式光伏并网过程中每一个数据采集设备传输每一项数据传输业务所需的资源数量；步骤2，以资源数量、分布式光伏并网网络的拓扑结构为依据，实现分布式光伏并网网络中网络资源的动态分配。
优选的，数据采集设备包括接入至分布式光伏并网网络的智能融合终端，智能融合终端采用总分方式与光伏逆变器、气象监测终端、线路保护装置、智能断路器中的一种或多种设备实现连接；并且，数据采集设备将采集到的数据基于数据传输业务类型实现划分，并实现其在分布式光伏并网网络中的传输。
优选的，数据传输业务类型包括电能质量数据业务、遥信遥测数据业务、差动保护数据业务；以及，预先获取不同类型数据传输业务的数据特征参量，并基于数据特征参量实现网络资源的动态分配。
优选的，数据特征参量基于数据采集设备针对当前数据传输业务类型的数据传输需求生成；数据特征参量包括业务允许时延、业务允许基带带宽、业务可靠性指标和业务安全性指标。
优选的，空口参数包括数据采集设备的终端天线数量；以及，网络基站中的给定频段或给定频段组合下的载波聚合数量、高层参数给定的上下行线路的最大MIMO层数、调制阶数、高层参数给定的比例因子、最高码率、频段宽度、频段宽度下的资源数量、OFDM符号平均周期、系统开销。
优选的，基于空口参数计算当前频段宽度下单个资源的数据传输速率；并且，依据每一个数据采集设备传输的每一项数据传输业务的数据特征参量进行计算，获取符合数据传输业务的数据特征参量需求的每一个数据采集设备传输的每一项数据传输业务所需的资源数量。
优选的，获取符合数据传输业务的数据特征参量需求的每一个数据采集设备传输的每一项数据传输业务所需的资源数量，还包括：采用DQN网络实现所述分布式光伏并网网络中每一项数据传输业务的最优资源数量分配。
优选的，DQN网络以系统总能耗最小为目标函数，以每一个数据采集设备传输的每一项数据传输业务的所述数据特征参量为约束条件，并依据数据特征参量设置反馈奖励，实现对分布式光伏并网网络中每一项数据传输业务的最优资源数量的分配；其中，系统总能耗为分布式光伏并网网络中所有设备参与资源分配和通信的总能耗。
优选的，网络资源的动态分配还包括基于分布式光伏并网网络中每一项数据传输业务的最优资源数量，针对每一项数据传输业务在接入网侧实现业务资源切片。
优选的，资源数量为动态分配的物理资源块数量。
本发明第二方面，涉及一种分布式光伏并网的网络资源分配系统，系统用于实现本发明第一方面中的分布式光伏并网的网络资源分配方法的步骤；并且，系统包括数据采集层、数据传输层和决策分析层；其中，数据采集层通过所述数据传输层与决策分析层实现连接，并且，任意两层之间均通过安全接入区实现数据交换；数据采集层中包括并列或总分方式连接的数据采集设备，数据采集设备基于安全接入区实现与数据传输层中5G基站的连接；数据传输层中包括核心层、承载网与接入网，以实现数据采集层中数据设备与决策分析层的远程通信；决策分析层中包括网络资源分配服务和其他与每一项数据传输业务对应的分布式光伏并网服务，决策分析层基于安全接入区接收来自数据传输层的数据，并实现对应业务。
优选的，数据采集层和数据传输层之间的安全接入区，用于实现终端安全接入、空口加密认证、数据加密传输功能；数据传输层和决策分析层之间的安全接入区，用于实现接入认证、SBA安全、防火墙和边缘智能网关功能。
本发明第三方面，涉及一种分布式光伏并网的网络资源分配装置，装置包括处理器及存储介质；其中，装置设置于决策分析层中，存储器用于存储指令；处理器用于部署网络资源分配服务，并根据指令以实现本发明第一方面中方法的步骤。
本发明第四方面，涉及计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，程序被处理器执行时，实现本发明第一方面中方法的步骤。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明中的一种分布式光伏并网的网络资源分配方法、系统、装置及介质，能够通过获取分布式光伏并网网络中终端设备的数据传输需求和基站设备的空口参数，来分析每一个终端设备所需要的资源数量，从而通过最优的资源数量实现网络资源的动态最优分配。本发明方法充分考虑分布式光伏并网设备的设备特征和业务属性，以此为基础，结合神经网络算法提出了系统中最优网络资源的分配方案。本发明方法有效可靠，充分节约了网络资源，具备较高的应用价值。
本发明的有益效果还包括：
1、考虑到面向分布式光伏场景中电力业务多元化导致的QoS差异化需求，本发明能够实现场景下多类型电力业务的高效运转，实现面向电力业务的端到端切片编排方法和切片质量监控方法，并研究网络端到端切片编排与质量监控技术，提高网络资源利用率。
2、针对分布式光伏并网场景中具备差异化时延抖动需求的业务以及大连接低功耗需求的业务，本发明基于强化学习与人工智能关键技术，引入基于DQN的电力物联网5G边缘切片资源管理机制，在构建智能化互联跨域的电力确定性网络切片架构基础上，实现具备差异化确定性能力的电力专用网络切片过程动态化、智能化管理。
附图说明
图1为本发明一种分布式光伏并网的网络资源分配方法的步骤示意图；
图2为本发明一种分布式光伏并网的网络资源分配方法中设备无线组网的示意图；
图3为本发明一种分布式光伏并网的网络资源分配方法中资源分配示意图；
图4为本发明一种分布式光伏并网的网络资源分配方法中DQN算法的示意图；
图5为本发明一种分布式光伏并网的网络资源分配方法中核心网网元功能层部署示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清晰，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。本发明所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部实施例。基于本发明精神，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，根据本发明中记载的实施例而获得的所有其它本发明中未记载的实施例，都应当属于本发明的保护范围。
本发明中，首先提供了一种面向分布式光伏并网的无线网络架构及组网方法。考虑到分布式光伏并网设备种类多、部署位置复杂，传输业务要求多样等特征，本发明中将并网网络分为三层，由下至上分别为数据采集层、数据传输层和决策分析层。在每一层中部署具备不同功能、不同属性的相关设备，以实现分布式光伏并网的整体功能实现。
简要来说，数据采集层主要用于采集电网中的本地设备信息，数据传输层则通过5G基站获取这些通过无线方式传输的数据，并将其传输给远端的决策分析层的服务器中。其中，数据传输层可以理解为公网，其实现数据采集层中电力系统设备与决策分析层中电力系统远程的服务器平台之间的网络连接。
图1为本发明一种分布式光伏并网的网络资源分配方法的步骤示意图。如图1所示，本发明第一方面，涉及一种分布式光伏并网的网络资源分配方法，该方法包括步骤1和步骤2。
步骤1，基于数据采集设备的数据特征参量和网络基站的空口参数，判定分布式光伏并网过程中每一个数据采集设备传输每一项数据传输业务所需的资源数量。
图2为本发明一种分布式光伏并网的网络资源分配方法中设备无线组网的示意图。如图2所示，本发明中的网络可以由下至上被划分为三层。第一层为数据采集层，主要包括采集电力系统中各项业务数据的直接和间接的数据采集设备。这类设备在现有技术中种类繁多，传输的数据业务不尽相同，另外连接至网络中的方式也千差万别，由于历史原因，部分设备的组网方式还存在难以追溯的问题。
为此，本发明中将上述数据采集设备中直接或间接实现电力业务数据采集的设备作为第一层数据采集层中的设备，并使之通过5G基站等实现与第二层、第三层网络设备之间的连接。随着现有技术的发展，本发明中所提及的数据采集设备可以为智能融合终端等间接采集电力业务数据的采集设备作为主要的数据采集设备。这类智能融合终端能够在采集设备的本地、或较近距离内采集来自其他数据采集设备中的内容，并间接的将其发送至上层网络中。
需要说明的是，实际应用过程中，并非所有的数据采集设备都需要经过融合终端才能够将数据转发至数据传输层中。例如，数据采集设备中的部分电力设备可以直接采集到电力数据并将其上送至数据传输层。
另外，随着技术的发展，数据采集设备的种类也可以随着业务的发展或终端设备技术的发展而更迭，因此，本发明的方法中并不会严格限定数据采集设备的类型。
可以理解的是，本发明中方法的主要目的是对于每一台与网络基站之间直接空口连接并实现通信和数据交互的数据采集设备的网络资源进行动态的分配。因此，这里对于数据采集设备的定义只是该设备能够与网络基站空口对接，并且传输各类电力业务数据即可。
优选的，本发明一实施例中，数据采集设备包括接入至分布式光伏并网网络的智能融合终端，智能融合终端采用总分方式与光伏逆变器、气象监测终端、线路保护装置、智能断路器中的一种或多种设备实现连接；并且，数据采集设备将采集到的数据基于数据传输业务类型实现划分，并实现其在分布式光伏并网网络中的传输。
可以理解的是，光伏逆变器作为接入光伏发电设备并进行电能交直流转换的装置，可以根据当前电力系统或本地配电网中的电能消耗和发生情况进行实时的调节控制，也就是需要实现图1中决策分析层中的配电设备运行监测功能中的部分数据采集、传输和分析。因此，为了实现上述功能，光伏逆变器需要通过智能融合终端，接入到安全接入区，并与5G基站空口实现对接。
另外，气象监测终端则可以通过传输气象监测数据而实现与决策分析层服务器的连接。由于分布式光伏出力容易受到气候、环境等因素的影响而展现出明显的负荷波动性和不确定性，因此当配电网中的分布式光伏出力比例较高时，则会对配电网的正常运行产生较为严重的影响。
针对这种问题，本发明的分布式光伏并网网络能够支持气象监测终端，或类似的气象采集终端将气象环境数据信息实时的上传。这样，决策分析层就可以获得分布式光伏阵列在未来时段，例如15分钟至4小时内的较为准确的发电量预测。
针对该业务，本发明方法还能够在决策分析层支持对于发电量预测模型的构建，并通过下行通信链路将该模型传递至边缘网关，并实现对于发电端设备，例如分布式光伏阵列的智能反馈调控。本发明中这一业务的实施方式可以是通过反馈调控光伏逆变器实现的，也可以是通过反馈控制相应位置上的智能断路器、线路保护装置、其他用于测量的配电装置等设备实现的。
线路保护装置、智能短路器等作为配电装置的一种用于实现常规的配电功能。因此，上述设备也可以间接的向5G基站发送相关信息，从而实现综合的分析决策。
目前，智能融合终端作为电力系统中新型的终端设备，能够实现对配电网或分布式光伏并网网络中电力设备信息的综合采集与调用。例如，在图2中，这类设备可以通过低速、近距离通信技术为主的通信方式，如ZigBee、RS485通信、LoRa通信等实现无线传感网络的组网。此时，无线传感网络中的传感器可以被设置在就近的光伏逆变器、线路保护装置、断路器等设备上，并通过上述近距离通信方式将采集到的数据信息汇总至智能融合终端中。通过这种方式智能融合终端也可以采集到台区内的各类信息。此时，智能融合终端也可以通过预先的数据整理分析，将上述汇总数据实时或存在一定延迟的通过5G基站上行传输。
需要说明的是，根据决策分析层中业务类型的不同，本发明中的方法可以将上述需要上传和下行的数据内容进行了业务类型的划分，并根据这种不同业务的划分方式实现数据的分别传输。例如，可以根据分布式光伏并网的实际需求，将接入切片组网的业务类型分为采集类业务和控制类业务，其中采集类业务主要包括智能融合终端的电能质量数据以及配电装置状态数据的实时上传，控制类业务主要包括调度中心对配电终端或线路保护装置等设备的下行高精度控制。可以理解的是，通过网络切片实现电网业务与公网业务、电网业务之间的逻辑隔离，能够满足各类业务对网络的差异化需求。
优选的，数据传输业务类型包括电能质量数据业务、遥信遥测数据业务、差动保护数据业务；分布式光伏并网网络预先获取不同类型数据传输业务的数据特征参量，并基于数据特征参量实现网络资源的动态分配。
如上文所述，电能质量业务主要是智能融合终端采集的多项设备数据经过汇总分析后上传的数据。这类数据综合采集了各类设备的信息，能够用于表征电能质量的真实情况。决策分析层接收到上述信息并经过进一步的分析处理后会反馈相应的信息作为控制类业务下行到具体的设备中。该上下行过程中所实现的数据交互内容均可以被成为电能质量数据，上述业务为电能质量数据业务。
类似的，配电设备的遥信遥测数据的上传则可以被归类为遥信遥测数据业务。差动保护数据业务则可以为差动保护终端上传的相应数据内容。上述业务所包括的数据可以分别被决策分析层中多种不同的应用实现接收和分析处理，从而实现不同的目的，例如配电设备运行监测、光伏出力智能预测和客户服务分析等。
需要说明的是，这里业务类型的划分，其主要目的是在数据上下行过程中实现不同方式的数据传输。因为有些数据的时效性、准确性要求较高，因此这类数据所需的传输速度较快；有些数据的容量较大，因此需要占用较多的网络资源等等。
因此，本发明针对每一个不同的数据传输业务类型实现了数据特征参量的定义，并针对数据特征参量中不同项指标的取值，实现了资源的分配和业务数据隔离方式的定义。
本发明一实施例中，需要分别满足电能质量数据上传，配电设备遥信遥测数据上传以及差动保护终端数据上传对时延、带宽、可靠性和安全性的需求。例如，对于电能质量数据和配电设备遥信遥测数据，采用资源块(Resource Block，RB)预留的方式实现与公网数据的隔离。
图3为本发明一种分布式光伏并网的网络资源分配方法中资源分配示意图。如图3所示，在公网共有的资源基础上，为该业务所对应的网络资源切片预先分配一定的RB资源。其中TTI为传输时间间隔(Transmission Time Interval)。
此外，由于电能质量数据传输对时延的要求不高，可以采用动态预留RB资源的模式，允许为其预留的RB资源在一定程度上可以同其他切片共用。而承载配电终端遥信遥测数据上传的切片采用RB资源静态预留的方式实现，即所预留的资源任何时刻都不能分配给其他切片用户，这样在发生网络资源挤占情况时，可以随时保障配电设备遥信遥测数据上传的稳定性和可靠性。
另外，承载差动保护设备数据上传的切片采用载波隔离的方式，单独使用载波小区的空口资源，最大程度减少数据传输时延和数据传输的安全性，保障配电网系统的安全运行。
根据分布式光伏并网或电力系统中业务类型的增加或变化，还可以采用类似的方法实现不同方式的业务类型划分，并根据业务类型的划分，来针对每一种业务类型，提供相应切片的资源分配方式。这部分内容在后文中还会提及。
优选的，数据特征参量基于数据采集设备针对当前数据传输业务类型的数据传输需求生成；数据特征参量包括业务允许时延、业务允许基带带宽、业务可靠性指标和业务安全性指标。
可以理解的是，前文中提及的数据特征参量可以是根据业务中数据的内容所自身包含的特征，例如单位时间内生成的数据量的多少来获得的。另一方面，也可以根据数据业务的属性来定义，例如对于上传时延、可靠性、安全性等方面的需求。
根据上述目标，本发明中将数据特征参量归类为业务允许时延、业务允许基带带宽、业务可靠性指标和业务安全性指标。
其中，业务允许时延可以根据业务的最大传输时延限制确定。而业务允许基带带宽，则可以考虑单位时间内需要传输的数据量经过换算得到。这里需要说明的是，这里的基带带宽还需要考虑终端设备本身能够支持数据传输速率。因此，业务允许的基带带宽可以包括最小带宽，也就是根据需要传输的数据量换算得到，也同时可以包括最大带宽，也就是根据终端设备支持的传输速率限定。
另外，业务可靠性指标，可以通过业务传输过程中的误码率、丢包率等内容实现设置，根据业务可靠性指标，也可以在进行资源分配时指定在何种程度上适当的提高资源分配的数量，或者是采用连续或更为合理的资源实现数据的传输等等手段进行解决。
业务安全性指标则可以包括业务数据本身的安全等级，例如所需要的加密方法等。由于这种安全指标会影响业务加密的方法和加密后传输方式、加密后数据总量的变化，因此，也会对资源分配产生一定程度的影响。
总而言之，本发明中所提及的数据特征参量还可以包括其他内容，但均可以通过当前数据传输业务类型的传输需求来实现。
考虑到本发明中分布式光伏并网所需的资源数量的判定方式也需要根据网络基站的空口参数来实现，因此这里将网络基站的空口参数中所包含的内容进行了充分的定义。
优选的，空口参数包括数据采集设备的终端天线数量；以及，网络基站中的给定频段或给定频段组合下的载波聚合数量、高层参数给定的上下行线路的最大MIMO层数、调制阶数、高层参数给定的比例因子、最高码率、频段宽度、频段宽度下的资源数量、OFDM符号平均周期、系统开销。
可以理解的是，本发明广义的空口参数并非是5G基站单侧的空口参量，还可以包括与5G基站直接对接的各类电力系统中终端设备的物理空口情况。例如，每一台数据采集设备的终端天线数量。
对于网络基站来说，空口参数还包括前文中所述的内容。这些参量能够共同作用，对于单个5G空口来说，提供一定量的上下行速率。根据上述参数，本发明方法就能够首先计算得到每个空口的上下行数据速率，也就是
Figure BDA0004125380690000101
在该公式中，J为给定频段或给定频段组合下的载波聚合数量，
j为当前载波聚合，
Figure BDA0004125380690000102
为高层参数给定的上下行线路的最大MIMO层数，
Figure BDA0004125380690000103
为调制阶数，
f(j)为高层参数给定的比例因子，取值为0.4、0.75、0.8、1.0。该参数通常可以理解为根据TDD(Time Division Duplexing，时分双工)中数据速率的要求，对于上下行链路配置进行的适应性修改。实际上，这一数据指标用于空口指示终端设备其能够允许的对最大峰值数据传输速率的性能降低比例。
Rmax为最高码率，根据不同编码方式确定，5G基站中为948/1024。
Figure BDA0004125380690000111
为当前频段宽度BW(j)下的资源数量，本发明一实施例中，可以为资源块RB的数量，通常一个资源块能够对应到12个子载波。其中的参数μ为子载波间隔类型。
Figure BDA0004125380690000113
为OFDM符号平均周期，本发明中有/>
Figure BDA0004125380690000112
对于不同的子载波间隔类型，子载波间隔也不同，例如分别为15kHz、30kHz、60kHz、120kHz和240kHz，因此相应的OFDM符号周期长度也不同。
OH(j)为系统开销，在下行链路FR1(Frequency Range 1，5G中定义为450MHz到6GHz)频率范围下为0.14，下行链路FR2(Frequency Range2)频率范围下为0.18，上行链路FR1频率范围下为0.08，上行链路FR2频率范围下为0.10。上述参数充分考虑到了物理层的编码开销和链路层的CRC(Cyclic Redundancy Check，循环冗余校验码)开销，因此使得本发明中的计算方式具有良好的应用价值，结果准确。
值得注意的是，由于本发明中的数据特征参量中也考虑到了安全性、准确性等因素。因此，在实际计算过程中，可以根据业务类型的不同，基于对应于当前业务类型的数据特征参量重新计算CRC开销和编码开销，从而调整系统开销中对应不同链路不同频率范围下参数OH(j)的实际取值，从而确保计算过程符合电力业务的需求，结果更为准确。
优选的，基于空口参数计算当前频段宽度下单个资源的数据传输速率；并且，依据每一个数据采集设备传输的每一项数据传输业务的数据特征参量进行计算，获取符合数据传输业务的数据特征参量需求的每一个数据采集设备传输的每一项数据传输业务所需的资源数量。
优选的，资源数量为动态分配的物理资源块数量。
根据上述公式，本发明就可以获得一个5G空口进行数据传输的容量。而针对单个数据采集设备中的单个业务来说，由于前文中提前涉及了数据特征参量的内容，因此，可以针对特征参量的情况，实现对每个设备每种业务所需要的数据传输速率进行初步的计算。当得到了一个设备一种业务的数据传输速率后，再根据当前频段宽度下单个资源的数据传输速率，就能够计算得到当前设备当前业务总共需要的资源数量了。这里的资源数量不仅可以为资源块的数量，也可以为以其他单位形式表征的网络资源的数量，例如可以将资源块再次细分至RE(Resource element，资源元素)等等。而这种表征方式可以根据实际上本发明算法所能够运算到的最小分配方式确定。
本发明一实施例中，采用下述公式进行计算，得到每个RB的上下行速率：
Figure BDA0004125380690000121
假设系统使用4*4MIMO，工作在FR1频段，在不同调制阶数、不同比例因子、不同子载波间隔下得到表1中所记载的单个RB的数据承载能力。
Figure BDA0004125380690000122
表1单个RB的数据承载能力表
在本发明中的分布式光伏并网场景中，以配电设备终端上行的遥信遥测数据以及主站对配电设备的下行控制数据为例，计算该数据所需的RB资源数量。计算结果如表2遥信遥测数据业务的RB资源数量表所示。
Figure BDA0004125380690000123
Figure BDA0004125380690000131
表2遥信遥测数据业务的RB资源数量表
此时，计算出的当前业务在分布式光伏并网场景中所需要的RB资源数量，则可以在接入网或承载网侧为该业务部署相应能力的网络切片，保障配电自动化业务的时延与可靠性需求。
步骤2，以资源数量、分布式光伏并网网络的拓扑结构为依据，实现分布式光伏并网网络中网络资源的动态分配。
面向分布式光伏场景中，电力业务多元化会导致网络中存在差异较大的QoS(Quality of Service，服务质量)需求，实现场景下多类型电力业务的高效运转，需实现面向电力业务的端到端切片编排方法和切片质量监控方法，并研究网络端到端切片编排与质量监控技术，提高网络资源利用率。
针对分布式光伏并网场景中具备差异化时延抖动需求的业务、大连接低功耗需求的业务等，本发明可以基于强化学习与人工智能等关键技术，引入基于DQN(Deep Q-Network深度Q网络)的电力物联网5G边缘切片资源管理机制，在构建智能化互联跨域的电力确定性网络切片架构基础上，实现具备差异化确定性能力的电力专用网络切片过程动态化、智能化管理。
优选的，获取符合数据传输业务的数据特征参量需求的每一个数据采集设备传输的每一项数据传输业务所需的资源数量，还包括：采用DQN网络实现分布式光伏并网网络中每一项数据传输业务的最优资源数量分配。
图4为本发明一种分布式光伏并网的网络资源分配方法中DQN算法的示意图。如图4所示，DQN的基本原理是智能体与网络环境不断交互，同时获取环境的当前状态，根据环境的当前状态选择一个动作执行，执行该动作后，环境会从当前状态以某个概率转移到另一个状态，同时智能体会接收到环境反馈的一个奖励或惩罚。通过不断重复上述过程，智能体会调整选择策略以尽可能地获得来自环境的奖励。
优选的，DQN网络以系统总能耗最小为目标函数，以每一个数据采集设备传输的每一项数据传输业务的数据特征参量为约束条件，并依据数据特征参量设置反馈奖励，实现对分布式光伏并网网络中每一项数据传输业务的最优资源数量的分配；其中，系统总能耗为分布式光伏并网网络中所有设备参与资源分配和通信的总能耗。
在本发明中，DQN网络迭代过程中的目标函数、约束条件和反馈奖励可以依据本发明中的上述内容进行合理的设置。考虑场景中存在的I个电力终端，也就是上文中的数据采集设备，J项电力业务，也就是上文中所述的每一项数据传输业务类型，则承载第j类电力业务的第i个电力终端记为Uij。
由此可以将目标函数定义为：
Figure BDA0004125380690000141
其中，xij为电力终端Uij在智能边缘网关卸载计算任务时的决策变量。当电力终端Uij将所有的切片编排任务卸载到边缘网关时，xij＝1；当终端在本地进行编排任务时，则xij＝0；若电力终端Uij将部分的切片编排任务卸载到边缘网关时，xij根据卸载任务的比例，取值位于0和1之间。
换言之，对于本发明DQN网络的迭代结果来说，可以确认每一个电力终端，也就是前文中的智能融合终端，最终的任务编排状态。例如，最优结果中，某个终端在当前时刻下需要将其承载的所有任务卸载到边缘网关中，某个终端则根据实际的业务情况只卸载部分任务。而参数xij则可以在DQN网络迭代完成后，记载在网络传输报文中，从而实现基于DQN计算结果对于实际网络传输方式的控制。
另外，Bij为每一个电力终端Uij的当前业务所占用的信道带宽，这里可以根据当前终端的当前业务的业务允许基带带宽来实现限定。另外，还可以通过基带带宽的限定，实现对该终端该业务在5G接入的承载网环境下切片带宽的换算和限定。
Figure BDA0004125380690000142
为本发明中边缘网关针对每一个设备、每一个业务的MEC(Mobile EdgeComputing，移动边缘计算)频率。这一频率也受到分配给分布式光伏并网网络的MEC能力的限制。例如，当fmax取值较高时，则面向多种业务实现的资源分配方式就能够确保更为细粒度的部署。Eij为电力终端Uij在当前分配方式下的能量消耗量。
该算法的约束条件还可以包括下述内容，
Figure BDA0004125380690000151
/>
Figure BDA0004125380690000152
Figure BDA0004125380690000153
Figure BDA0004125380690000154
对于5G接入网来说，由于当前分布式光伏并网网络能够占用的总切片资源是受到购买成本、系统设计等因素限定的，因此这里所有设备换算的带宽综合不得超过Bmax，也就是系统提供的总带宽。
rij表征本发明中每一个电力终端的业务可靠性指标。该参数本身受到当前业务的可靠性需求
Figure BDA0004125380690000155
的限制。类似的，电力终端的实际时延Tij也受到业务允许时延/>
Figure BDA0004125380690000156
的限制。
采用类似的方式，本发明还可以根据数据特征参量的情况来设定更多的约束条件，以确保迭代过程的准确性，不会出现实际上无法采用的分配策略。
如图4所示，DQN网络在运行过程中，首先会对经验池和网络参数进行初始化，该经验池，能够将网络每次迭代过程中在探索环境过程中获取的数据存储起来，然后通过随机采样的方式实现对网络参数的更新。
完成初始化后，可以开始多次迭代的过程。在每次迭代过程中，还可以首先初始化以此网络状态st。在本发明中，网络状态可以包括当前情况下，网络环境中能够用于传输各类电力数据的能力等相关参数，以及网络的拓扑情况等相对来说较为固定的参数。例如，分布式光伏并网网络的网络拓扑结构，其中包括数据采集层中各个数据采集终端的网络拓扑，以及与5G基站、接入网、承载网的连接方式。还可以包括5G基站、承载网、核心网用于实现电力业务数据传输的性能参数等内容。
完成初始化网络状态后，可以根据ε-贪婪策略选择一个动作来执行。这里的动作可以为针对于一次切片资源或者是针对每个数据采集设备的网络资源分配。虽然每个设备在传输每类业务所需要的资源数量可以在步骤1中完全确定，但是在承载网侧，仍然需要通过合理的组织和调度这些固定数量的资源，并合理分配给每个设备的每个业务中。因此，分配方式可以为多种多样的，本发明中则采用DQN算法，以网络的总功耗最小为目标，对于最优的资源分配方式进行了求解。
通过贪婪策略选中一个可能的最优解at之后，本发明中的DQN算法可以在当前状态st下执行当前动作at，从而得到新的状态st+1。在得到新的状态st+1后，本发明方法还可以通过设置一个合理的反馈奖励还对于当前状态下的当前动作进行直观的评估。
本发明一实施例中，可以设置奖励系数为u/T，其中，u为当前业务的优先级，T为当前资源分配方式下，数据传输与处理所导致的时延。随后，本发明方法可以将当前状态、当前动作、奖励系数和下一状态作为一个四元组反馈存放到经验池中，用于对DQN网络参数的优化。具体的，方法可以从经验池中随机的取出多个四元组，并通过记忆回访极值，对这一群四元组进行强化训练，从而以降低损失为目标实现网络参数的改进。
当算法达到预设的迭代次数，或者是网络参数的优化已经达到了设定目标后，就可以结束DQN的循环迭代过程，并求解得到最优的切片方案。
优选的，网络资源的动态分配还包括基于分布式光伏并网网络中每一项数据传输业务的最优资源数量，针对每一项数据传输业务在接入网或承载网侧实现业务资源切片。
具体来说，最优的动作at满足迭代结束的条件后，就可以据此生成针对每个数据传输业务的资源分配，其中可以根据需要包括资源数量的分配、资源块位置的分配等等。而确认了这些内容后，也可以根据所有终端的资源分配情况来得到单个数据传输业务在接入网或承载网侧的切片方案，例如当前切片所需要的空口资源、占用的带宽情况等等。
本发明第二方面，涉及一种分布式光伏并网的网络资源分配系统，系统用于实现本发明第一方面中的分布式光伏并网的网络资源分配方法的步骤；并且，系统包括数据采集层、数据传输层和决策分析层；其中，数据采集层通过所述数据传输层与决策分析层实现连接，并且，任意两层之间均通过安全接入区实现数据交换；数据采集层中包括并列或总分方式连接的数据采集设备，数据采集设备基于安全接入区实现与数据传输层中5G基站的连接；数据传输层中包括核心层、承载网与接入网，以实现数据采集层中数据设备与决策分析层的远程通信；决策分析层中包括网络资源分配服务和其他与每一项数据传输业务对应的分布式光伏并网服务，决策分析层基于安全接入区接收来自数据传输层的数据，并实现对应业务。
优选的，数据采集层和数据传输层之间的安全接入区，用于实现终端安全接入、空口加密认证、数据加密传输功能；数据传输层和决策分析层之间的安全接入区，用于实现接入认证、SBA安全、防火墙和边缘智能网关功能。
如上文所述，本发明中，数据采集层，可以基于无线传感网络，实现区域范围内物联终端接入、电能质量数据采集、配电设备状态监控等功能。数据传输层，则可基于网络切片技术，形成确定性网络服务能力；决策应用层，结合数据传输层传递的海量数据进行决策分析；安全接入区，实现接入认证、数据解密，保障数据传输安全。
具体来说，在数据采集层建立由各类型电力业务终端与通信终端组成的低压分布式光伏运行监测体系，实现台区无线传感网络运行状态的在线监测；在数据传输层根据业务的差异化需求在接入网侧、承载网侧和核心网侧部署网络切片，针对各种电力业务分配专门的时频资源确保业务的关键通信指标得到满足；在决策应用层，基于数据传输层的运行数据、交互数据，结合外部数据建立新型电力业务模型，开展分析辅助决策，指导发电端与配电网系统有序稳定运行，实现分布式光伏各项业务网络化和智能化运营。此外，在数据传输和交互的关键环节设置安全接入区，实现无线业务终端到网络边界的加密传输、端到端认证和数据隔离交换等安全功能，提高内部安全防护能力，保障配电控制系统以及数据的安全。
其中，数据传输层中的设备可以根据其实际的功能、作用和位置被划分为接入网、承载网和核心网。其中，接入网侧主要包括5G基站，以及实现切片方式的相应设备。承载网侧则能够分别提供路由器、FlexE(灵活以太网，Flexible Ethernet)/MTN(MetroTransport Network，城域传输网络)接口、VPN(Virtual Private Network，虚拟专用网)等功能。因此，本发明中的承载网能够实现VPN隔离+FlexE/MTN接口隔离。业务接入基于时隙隔离，转发基于IP(Internet Protocol，互联网协议)包转发，保障数据传输的隔离性和安全性。
图5为本发明一种分布式光伏并网的网络资源分配方法中核心网网元功能层部署示意图。如图5所示，在核心网侧，基于网络功能虚拟化基础设施(Network Functionsvirtualisation Infrastructure,NFVI)和服务化结构，可以为接入网部署的三个切片实现按需隔离，保证业务之间的相对独立性和隔离性。
对于上传的电能质量数据和配电设备遥信遥测数据，本发明可以采用逻辑独占部分UPF(User Plane Function，用户面功能)进行业务平面的QoS管理，剩余网元功能共享。一方面独占的UPF网元可以满足两种数据上传的差异化QoS需求。另一方面，大部分共享网元可以将接收到的采集数据与其他相关用户通过用户接入认证实现数据共享，减少重复采集造成的资源浪费，也能最大程度减少建设独立的虚拟资源池带来的较高成本。
对于差动保护数据，本发明方法则采用完全独占虚拟资源池的模式，保证切片承载业务与公网业务、其他切片业务之间的完全隔离性，保障差动保护业务数据的传输安全性。
与5G通信网络中核心网的系统架构类似，这里不对图5中的各个网元的功能做过多介绍。
另外，数据经数据传输层上传，通过安全接入区接入决策分析层，基于海量的运行数据和交互数据，利用强化学习等方法，开展高级分析辅助决策，实现分布式光伏智能化和智能化。在决策分析单元运用各种智能诊断算法、实验结果、综合分析各类电气、机械、气象等维度数据，判断配网设备的运行状况，并及时给出预警信息，从而有效防止各类事故的发生。
本发明第三方面，涉及一种分布式光伏并网的网络资源分配装置，装置包括处理器及存储介质；其中，装置设置于决策分析层中，存储器用于存储指令；处理器用于部署网络资源分配服务，并根据指令以实现本发明第一方面中方法的步骤。
可以理解的是，分布式光伏并网的网络资源分配装置为了实现上述本申请实施例提供的方法中的各功能，包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的算法步骤，本申请能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
本申请实施例可以根据上述方法示例对分布式光伏并网的网络资源分配进行功能模块的划分，例如，可以对应各个功能划分各个功能模块，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。需要说明的是，本申请实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
装置包括至少一个处理器，总线系统以及至少一个通信接口。处理器可以是中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，还可以由现场可编程逻辑门阵列(FieldProgrammable Gate Array，FPGA)、专用集成电路(Application-specific integratedcircuit，ASIC)或其他硬件代替，或者，FPGA或其他硬件与CPU共同作为处理器。
存储器可以是只读存储器(read-only memory，ROM)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，随机存取存储器(random access memory，RAM)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(electricallyerasable programmable read-only memory，EEPROM)、只读光盘(compact disc read-only memory，CD-ROM)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。存储器可以是独立存在，通过总线与处理器相连接。存储器也可以和处理器集成在一起。
硬盘可以为机械盘或固态硬盘(Solid State Drive，SSD)等。接口卡可以是主机总线适配器(Host Bus Adapter，HBA)、独立硬盘冗余阵列卡(Redundant Array ofIndependent Disks，RID)、扩展器卡(Expander)或网络接口控制器(Network InterfaceController，NIC)等，本发明实施例对此不作限定。硬盘模组中的接口卡与硬盘通信。存储节点与硬盘模组的接口卡通信，从而访问硬盘模组中的硬盘。
硬盘的接口可以为串行连接小型计算机系统接口(Serial Attached SmallComputer System Interface，SAS)、串行高级技术附件(Serial Advanced TechnologyAttachment，SATA)或高速串行计算机扩展总线标准(Peripheral ComponentInterconnect express，PCIe)等。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件程序实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式来实现。该计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或者数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digital subscriber line，简称DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可以用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)，光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘(solid state disk，简称SSD))等。
本发明第四方面，涉及一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，程序被处理器执行时，实现本发明第一方面中方法的步骤。
用于执行本发明操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本发明的各个方面。
这里参照根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本发明的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。
这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其它设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明中的一种分布式光伏并网的网络资源分配方法、系统、装置及介质，能够通过获取分布式光伏并网网络中终端设备的数据传输需求和基站设备的空口参数，来分析每一个终端设备所需要的资源数量，从而通过最优的资源数量实现网络资源的动态最优分配。本发明方法充分考虑分布式光伏并网设备的设备特征和业务属性，以此为基础，结合神经网络算法提出了系统中最优网络资源的分配方案。本发明方法有效可靠，充分节约了网络资源，具备较高的应用价值。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (14)

1.一种分布式光伏并网的网络资源分配方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1，基于数据采集设备的数据特征参量和网络基站的空口参数，判定分布式光伏并网过程中每一个数据采集设备传输每一项数据传输业务所需的资源数量；
步骤2，以所述资源数量、所述分布式光伏并网网络的拓扑结构为依据，实现所述分布式光伏并网网络中网络资源的动态分配。
2.根据权利要求1中所述的一种分布式光伏并网的网络资源分配方法，其特征在于：
所述数据采集设备包括接入至所述分布式光伏并网网络的智能融合终端，所述智能融合终端采用总分方式与光伏逆变器、气象监测终端、线路保护装置、智能断路器中的一种或多种设备实现连接；并且，
所述数据采集设备将采集到的数据基于数据传输业务类型实现划分，并实现其在所述分布式光伏并网网络中的传输。
3.根据权利要求2中所述的一种分布式光伏并网的网络资源分配方法，其特征在于：
所述数据传输业务类型包括电能质量数据业务、遥信遥测数据业务、差动保护数据业务；以及，
预先获取不同类型数据传输业务的数据特征参量，并基于所述数据特征参量实现所述网络资源的动态分配。
4.根据权利要求3中所述的一种分布式光伏并网的网络资源分配方法，其特征在于：
所述数据特征参量基于所述数据采集设备针对当前数据传输业务类型的数据传输需求生成；
所述数据特征参量包括业务允许时延、业务允许基带带宽、业务可靠性指标和业务安全性指标。
5.根据权利要求1中所述的一种分布式光伏并网的网络资源分配方法，其特征在于：
所述空口参数包括所述数据采集设备的终端天线数量；
以及，网络基站中的给定频段或给定频段组合下的载波聚合数量、高层参数给定的上下行线路的最大MIMO层数、调制阶数、高层参数给定的比例因子、最高码率、频段宽度、频段宽度下的资源数量、OFDM符号平均周期、系统开销。
6.根据权利要求5中所述的一种分布式光伏并网的网络资源分配方法，其特征在于：
基于所述空口参数计算当前频段宽度下单个资源的数据传输速率；并且，
依据每一个数据采集设备传输的每一项数据传输业务的所述数据特征参量进行计算，获取符合所述数据传输业务的数据特征参量需求的所述每一个数据采集设备传输的每一项数据传输业务所需的资源数量。
7.根据权利要求6中所述的一种分布式光伏并网的网络资源分配方法，其特征在于：
所述获取符合所述数据传输业务的数据特征参量需求的所述每一个数据采集设备传输的每一项数据传输业务所需的资源数量，还包括：
采用DQN网络实现所述分布式光伏并网网络中每一项数据传输业务的最优资源数量分配。
8.根据权利要求7中所述的一种分布式光伏并网的网络资源分配方法，其特征在于：
所述DQN网络以系统总能耗最小为目标函数，以每一个数据采集设备传输的每一项数据传输业务的所述数据特征参量为约束条件，并依据数据特征参量设置反馈奖励，实现对所述分布式光伏并网网络中每一项数据传输业务的最优资源数量的分配；
其中，所述系统总能耗为所述分布式光伏并网网络中所有设备参与资源分配和通信的总能耗。
9.根据权利要求8中所述的一种分布式光伏并网的网络资源分配方法，其特征在于：
所述网络资源的动态分配还包括基于所述分布式光伏并网网络中每一项数据传输业务的最优资源数量，针对每一项数据传输业务在接入网侧实现业务资源切片。
10.根据权利要求1中所述的一种分布式光伏并网的网络资源分配方法，其特征在于：
所述资源数量为动态分配的物理资源块数量。
11.一种分布式光伏并网的网络资源分配系统，其特征在于：
所述系统用于实现权利要求1-10任一项中所述的分布式光伏并网的网络资源分配方法的步骤；并且，
所述系统包括数据采集层、数据传输层和决策分析层；其中，
所述数据采集层通过所述数据传输层与所述决策分析层实现连接，并且，任意两层之间均通过安全接入区实现数据交换；
所述数据采集层中包括并列或总分方式连接的数据采集设备，所述数据采集设备基于所述安全接入区实现与数据传输层中5G基站的连接；
所述数据传输层中包括核心层、承载网与接入网，以实现数据采集层中数据设备与所述决策分析层的远程通信；
所述决策分析层中包括网络资源分配服务和其他与每一项数据传输业务对应的分布式光伏并网服务，所述决策分析层基于安全接入区接收来自所述数据传输层的数据，并实现对应业务。
12.根据权利要求11中所述的一种分布式光伏并网的网络资源分配系统，其特征在于：
所述数据采集层和数据传输层之间的安全接入区，用于实现终端安全接入、空口加密认证、数据加密传输功能；
所述数据传输层和决策分析层之间的安全接入区，用于实现接入认证、SBA安全、防火墙和边缘智能网关功能。
13.一种分布式光伏并网的网络资源分配装置，其特征在于：
所述装置包括处理器及存储介质；
其中，所述装置设置于决策分析层中，所述存储器用于存储指令；
所述处理器用于部署网络资源分配服务，并根据所述指令以实现权利要求1-10任一项中方法的步骤。
14.计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：
所述程序被处理器执行时，实现权利要求1-10任一项中所述方法的步骤。
CN202310244052.2A 2023-03-14 2023-03-14 一种分布式光伏并网的网络资源分配方法、系统、装置及介质 Pending CN116419406A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310244052.2A CN116419406A (zh) 2023-03-14 2023-03-14 一种分布式光伏并网的网络资源分配方法、系统、装置及介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310244052.2A CN116419406A (zh) 2023-03-14 2023-03-14 一种分布式光伏并网的网络资源分配方法、系统、装置及介质

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116419406A true CN116419406A (zh) 2023-07-11

Family

ID=87048923

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310244052.2A Pending CN116419406A (zh) 2023-03-14 2023-03-14 一种分布式光伏并网的网络资源分配方法、系统、装置及介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116419406A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116961698A (zh) * 2023-07-25 2023-10-27 山东华科信息技术有限公司 一种基于分布式光伏的配电网载波通讯方法及系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116961698A (zh) * 2023-07-25 2023-10-27 山东华科信息技术有限公司 一种基于分布式光伏的配电网载波通讯方法及系统
CN116961698B (zh) * 2023-07-25 2024-02-06 山东华科信息技术有限公司 一种基于分布式光伏的配电网载波通讯方法及系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112333717B (zh) 计及电力多业务需求的5g接入网切片资源分配方法及装置
Sun et al. Autonomous resource slicing for virtualized vehicular networks with D2D communications based on deep reinforcement learning
CN102958057B (zh) 一种动态频谱优化方法、装置及系统
CN111372314A (zh) 基于移动边缘计算场景下的任务卸载方法及任务卸载装置
CN111953510B (zh) 一种基于强化学习的智能电网切片无线资源分配方法及系统
CN106487707B (zh) 一种电力通信虚拟容错网络映射方法及装置
CN111010295B (zh) 一种基于sdn-mec的配用电通信网任务迁移方法
CN116419406A (zh) 一种分布式光伏并网的网络资源分配方法、系统、装置及介质
Mi et al. Software-defined green 5G system for big data
CN115052325B (zh) 适用于变电站业务的多频异构无线通信网络接入选择方法
CN111711538B (zh) 基于机器学习分类算法的电力网络规划方法及系统
Bektas et al. SAMUS: Slice-aware machine learning-based ultra-reliable scheduling
Guerra-Gomez et al. Machine learning adaptive computational capacity prediction for dynamic resource management in C-RAN
CN108834003B (zh) 一种量子通信业务的电力光载通信多维资源分配优化方法
CN116827389B (zh) 一种基于边缘计算深度融合的中压载波通信系统
CN102404778B (zh) 一种负载估测方法
CN112822055A (zh) 一种基于dqn的边缘计算节点部署算法
CN114501355B (zh) 一种适应园区电碳信息转换的保密容量保障系统及方法
Sarafi et al. Optimal TDMA scheduling in tree-based power-line communication networks
Sun et al. Energy-efficient resource allocation in c-ran with fronthaul rate constraints
Liu Research on resource allocation and optimization technology in 5G communication network
Ramaswamy et al. Which protocol? Mutual interaction of heterogeneous congestion controllers
CN103580958B (zh) 一种电力通信网络中路由器服务等级的自适应分级方法
Zhou et al. Real-Time RL-Based 5G Network Slicing Design and Traffic Model Distribution: Implementation for V2X and EMBB Services
Shi et al. A resource management and control model supporting applications in the internet of things

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20240102

Address after: No. 12, Liangxi Road, Liangxi District, Wuxi, Jiangsu 214062

Applicant after: STATE GRID JIANGSU ELECTRIC POWER CO., LTD. WUXI POWER SUPPLY Co.

Address before: No.12, Liangxi Road, Liangxi District, Wuxi City, Jiangsu Province, 214000

Applicant before: STATE GRID JIANGSU ELECTRIC POWER CO., LTD. WUXI POWER SUPPLY Co.

Applicant before: State Grid Smart Grid Research Institute Co.,Ltd.