恭喜東南大學劉楠獲國家專利權
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龍圖騰網恭喜東南大學申請的專利基于NOMA方式下保證電網可觀測性的資源分配策略獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN114914898B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-04-29發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202210517842.9,技術領域涉及:H02J3/00;該發明授權基于NOMA方式下保證電網可觀測性的資源分配策略是由劉楠;詹啟焱;潘志文;尤肖虎設計研發完成,并于2022-05-12向國家知識產權局提交的專利申請。
本基于NOMA方式下保證電網可觀測性的資源分配策略在說明書摘要公布了:本發明公開了一種以保證智能電網系統可觀測性為前提,同時滿足QoS通信時延情況下,以上行鏈路非正交多址方式為PMU分配通信資源的策略,本發明中通信資源包括帶寬資源和功率資源。本發明采用非正交多址方式,基于模擬退火算法和二分法提出該方式下帶寬資源和功率資源的分配算法,該算法能夠保證電網可觀測性性能的同時,相比于OMA方式能提升20%左右頻譜效率。同時使用有效容量理論引從統計角度保證通信延遲小于時延閾值,對數據實時性進行要求。最終給出電網系統滿足時延要求的情況下基于上行NOMA方式時通信資源的最優分配方案,并且使得保證電網可觀測性性能、通信性能的同時大幅度提升頻譜效率。
本發明授權基于NOMA方式下保證電網可觀測性的資源分配策略在權利要求書中公布了:1.基于NOMA方式下保證電網可觀測性的資源分配策略,其特征在于,包括如下步驟:步驟1:結合NOMA技術和有效容量理論,得到基于上行鏈路NOMA和滿足通信約束下智能電網可觀測性的系統模型;步驟2:基于模擬退火算法和二分查找提出資源分配算法對所述系統模型進行求解,得到NOMA系統的用戶分組結果、分組內功率分配方案和分組間的通信帶寬分配方案;步驟1具體步驟:步驟1.1:利用電網系統的網絡拓撲結構和PMU安裝位置驗證電網可觀測性;使用有效容量理論將通信延遲納入到電網可觀測性系統模型中,并計算PMU所產生的數據包在設定的延遲閾值內傳輸到控制中心的概率;步驟1.2:得到基于上行鏈路NOMA和滿足通信約束下智能電網可觀測性的系統模型;步驟1.1具體包括:步驟1.1.1:在一個包含N條總線的電網中,電網連接矩陣H的元素用如下方式表示:當i=j或總線i與總線j相連時,hi,j=1,其他情況下,hi,j=0;步驟1.1.2:使用二元列向量x={x1,x2,...,xN}T來表示網絡中的節點是否安裝了PMU;向量x的元素由如下方式給出:當總線節點安裝有PMU時,xi=1,否則,xi=0;步驟1.1.3:如果一個總線的電壓和電流相量可同時得到,則該總線稱為可觀測總線;由此,總線可觀測性向量b導出為:b=Hx其中總線可觀測性向量b中的每個元素bi表示可以使總線i完全可觀測的PMU的數量;步驟1.1.4:假設電網共安裝了K個PMU,記為PMUk,并且有k=1,2,...,K和K≤N;保證PMUk以概率0≤pk≤1滿足Dmax的通信延遲要求,即Pr{dk≤Dmax}=pk步驟1.1.5:考慮通信延遲約束時系統可觀測性建模如下:定義一個向量,表征Dmax內每個PMU傳輸的成功概率,P={P1,P2,...,PN},該向量的元素由如下方式給出:如果PMUk安裝在總線i,則Pi=pk,否則,Pi=0;由此得到滿足通信延遲約束時的電網可觀測性向量表示為: 其中ΛQ表示對角通信約束矩陣,定義為:ΛQ=diag{Q1,Q2,...,QN}Qi,i∈{1,2,...,N},是二元隨機變量,它的概率質量函數由下式給出:Pr{Qi=1}=PiPr{Qi=0}=1-Pi同時得到滿足通信延遲約束時下的期望電網可觀測性向量表示為: 其中ΛP表示對角概率矩陣,定義為:ΛP=diag{P1,P2,...,PN}步驟1.1.6:有效容量公式寫為: 其中C表示系統在單個時間塊內的吞吐量,T表示一個時間塊的持續時間,θ表示QoS指數,當θ→0時,有效容量近似為香農容量;步驟1.1.7:假設PMUk被分配了Bk的帶寬,其對應的信噪比記為SNRk,由PMUk和基站之間的衰落信道決定;因此,對于PMUk,其有效容量表示為: 其中是歸一化QoS指數;步驟1.1.8:基于有效容量理論以及排隊理論,得到: 步驟1.2中所述系統模型表示為: 優化目標函數具體形式為如下三種表現形式之一:1當重點考慮在滿足通信約束條件下來提升智能電網系統可觀測性冗余度時,目標函數此時為: 2當重點考慮在滿足通信約束條件下來提升智能電網系統可觀測性敏感度的性能時,目標函數此時為: 3當重點考慮通過優化每條總線的可觀測性隨機變量高于期望閾值常向量的概率來提升系統性能時,目標函數此時為: 其中λ為預期可觀測性,為1×N維的常向量。
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