【摘 要】
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电网升级至多电力传输模式相兼容的物理网络系统是未来的发展方向,直流电力包调度系统可以解决可再生能源并入电网后带来的功率波动以及交直流转换造成的电力损耗问题,该系统根据不同负载的电能需求,将电能以电力包的形式传输至分布式负载,实现可再生能源的即发即用以及负载的按需供应。电力包不仅可以灵活调节其有效载荷的大小以控制其传输的电量,实现精准能量分配,而且不同电压等级的电力包能够以时分复用的方式在同一根电力
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电网升级至多电力传输模式相兼容的物理网络系统是未来的发展方向,直流电力包调度系统可以解决可再生能源并入电网后带来的功率波动以及交直流转换造成的电力损耗问题,该系统根据不同负载的电能需求,将电能以电力包的形式传输至分布式负载,实现可再生能源的即发即用以及负载的按需供应。电力包不仅可以灵活调节其有效载荷的大小以控制其传输的电量,实现精准能量分配,而且不同电压等级的电力包能够以时分复用的方式在同一根电力线上传输。因此,本文基于电力包分别对解决移动边缘计算(MEC)服务器系统电能利用不均衡问题、提升居民小区用户电能交易安全性以及减少电能分配系统对能量集中管理器的依赖展开研究。首先,针对MEC服务器网络因业务请求量的随机性而导致的电能利用不均衡问题,提出一种基于电力包的MEC服务器直流能量分配方法。基于传输损耗及电力包路由器最大可传输容量,建立以各MEC服务器的满意度最大化为目标函数的路由及能量分配优化模型,并利用一对多匹配博弈以及改进的第二代非支配排序遗传算法(NSGA-II)分别进行解决。最后电力包路由器根据能量分配结果,将可再生能源供应方产生的电力包转发至所匹配的MEC服务器。仿真结果验证了所提模型和方法的可行性和优越性,节省电能的同时实现了精准能量分配。其次,针对使用可再生能源发电装置的用户,为解决这些用户能量过剩和系统对能量集中管理器的强依赖问题,以及交易过程中的安全和隐私保护问题,提出一种基于联盟区块链架构的多小区电能交易系统。其中,在电能交易匹配阶段,以系统费用最小化为优化目标,采用最小费用最大流-VCG算法获得供需匹配集合以及传输路径,同时使得参与方只有在真实报价时才能获得最大收益。在电力包调度阶段,考虑到电力包以时分复用技术传输的特性以及在不同电力包路由器之间的时间同步问题,利用拉格朗日松弛启发式算法进行求解。然后,根据调度方案对电力包进行双重加密,将电力安全准确地传输到目的终端。仿真结果表明,所提电能交易匹配以及电力包调度方案可以使交易信息透明化,减少系统费用的同时提高了系统的稳定性及利用率。
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