[发明专利]配网分布式保护系统的5G通信/云边计算资源协同分配方法

说明书

本发明公开了一种配网分布式保护系统的5G通信/云边计算资源协同分配方法，其步骤包括：一、建立分布式保护装置用于判断自身是否出现异常状态的三种模式；二、建立配网分布式保护监测与智能评估系统的云边计算延时模型和5G通信模型；三、建立流量损耗最小的优化目标函数；四、求解优化目标函数的最优解，利用最优解得到配网系统的5G通信/云边计算资源协同分配最优方案，实现最小化5G通信流量损耗。本发明通过优化配网分布式系统的5G通信/云边计算资源协同分配，解决了配网分布式系统的有时间约束、智能评估计算能力约束的5G通信流量损耗问题。

技术领域

本发明涉及状态数据5G通信/云边计算资源协同分配的方法方法，属于无线通信领域。

背景技术

近年来，5G通信技术的快速发展为配网保护业务提供了低延时、高可靠的信息通道。随着信息技术的发展和电网多元化需求的增加，提升电网运行的柔性与弹性成为电力系统的迫切需求。其中，5G D2D技术通过允许频谱之间的复用，使得终端用户之间得以进行信息交互，不仅能够大幅度提升频谱利用率，缓解5G基站负载压力，提升电网运行的柔性，还能改善D2D用户的总量，提升配网的通信质量。

随着电力物联网技术的深入应用，进一步挖掘设备侧产生的大量数据价值成为发展趋势。这一趋势对设备侧数据存储、处理和传输的要求急剧上升，需在设备侧部署轻量级计算服务处理信息。设备侧轻量级计算融合了网络、存储、计算等资源，可在配网系统设备侧提供数据服务，以提升系统运行效率。但轻量级计算仅适用于实时、短周期的数据分析和本地决策等场景，对配电网的整体分析不足，而主站计算平台适合非实时、长周期数据的大数据分析。因此，协同计算体现出优势。

当前协同计算的研究主要集中在边缘计算、移动边缘计算和多接入边缘计算。在电力领域，也有研究将云边协同引入能源管理、需求响应、负荷预测、智能运维等业务的应用中，虽然考虑了电力应用场景的需求，但都集中于协同计算的理论本身，而未考虑配网设备海量设备应用情况下，因此将协同计算与配网系统计算资源、通信资源分布以及设备配置的状况相结合，因此进行协同优化成为了研究中的难题。

江西理工大学电气工程与自动化学院的曾志等通过分析影响路径阻抗因素,构建路段阻抗函数,并且提出一种基于改进型的Logit模型的路径分配方法，基于5G通信平台和数据传输系统，对各路径的数据信息进行收集,通过分配方法将计算结果发送给车辆。文章虽然提出一种路径分配方法，但是该分配方法没有利用车辆侧的计算资源以及车辆之间的资源复用，车联网运行的柔性较低。

河南科技学院李瑞华根据实际情况在一定的区域安装一定数量具有感知功能的传感器，完成对输电线路在线检测软硬件电路的设计，通过对输电线路的在线检测，能够在边缘侧实时掌握输电线路的运行状态，能够实现将输电线路的运行信息在上位机界面显示出来，及时掌握输电线路的信息，在减少工作人员工作量的同时还能达到提高效率的目的。文章虽然利用边缘侧处理电路信息，但没有利用云边协同，无法解决云端延迟大的缺点。

武汉大学电气与自动化学院白昱阳等对边缘计算的发展背景和关键技术进行了介绍，阐述了云边协同和边边协同的功能与特征，提出利用云边协同、边边协同、边缘智能等技术解决电力系统面临的实时性高、数据周期短、任务复杂等难题。文章虽然考虑了电力应用场景的需求，但都集中于协同计算的理论，未考虑协同计算与配网系统计算资源、通信资源分布以及设备配置的状况相结合。

发明内容

针对现有技术中的上述不足之处，本发明提供一种配网分布式保护系统的5G通信/云边计算资源协同分配方法，以期在满足数据传输时延的约束下，实现通信流量损耗的最小化，从而能提高配网系统的资源利用率，保障配网5G通讯质量和云边协同计算能力。

本发明为达到上述发明目的，采用如下技术方案：