李磊，王朝亮，郝一浩，李彬，祁兵，陳宋宋

(1.國網(wǎng)浙江省電力有限公司，杭州市 310007；2. 國網(wǎng)浙江省電力有限公司營銷服務(wù)中心，杭州市 311100；3.華北電力大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院，北京市 102206; 4. 需求側(cè)多能互補(bǔ)優(yōu)化與供需互動技術(shù)北京市重點實驗室(中國電力科學(xué)研究院有限公司)，北京市 100192)

0 引 言

隨著大量柔性負(fù)荷接入電網(wǎng)，為確保電網(wǎng)的穩(wěn)定正常運行、促進(jìn)新能源消納、保障電力供需平衡，電網(wǎng)正面臨復(fù)雜多樣的嶄新挑戰(zhàn)[1]。需求響應(yīng)(demand response, DR)通過各類激勵措施和手段，引導(dǎo)需求側(cè)用戶積極參與電網(wǎng)互動，是促進(jìn)供需友好互動的有效手段[2]。在國家電網(wǎng)有限公司2020年印發(fā)的《國家電網(wǎng)有限公司電力需求響應(yīng)工作兩年行動計劃(2020—2021年)》中明確實施需求響應(yīng)在削峰填谷中起到了重要作用，提出進(jìn)一步推進(jìn)電力需求響應(yīng)的規(guī)模，并探索智慧能源體系下的需求響應(yīng)新模式。

隨著DR市場機(jī)制不斷完善[3-4]和DR實踐日益豐富，高效可靠的DR控制要求電網(wǎng)側(cè)調(diào)控平臺、負(fù)荷聚合商、負(fù)荷終端用戶之間實現(xiàn)良好的信息交互[5]。當(dāng)前供需互動領(lǐng)域完成信息交互的通信傳輸載體呈現(xiàn)出多元化發(fā)展的趨勢，其大致特點為以電力通信光纖為主要載體，同時部分地區(qū)正在進(jìn)行各類無線專網(wǎng)的建設(shè)和使用[6]。已有面向DR通信的研究仍然以電力通信骨干網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化居多，例如將DR業(yè)務(wù)所攜帶的負(fù)荷量作為網(wǎng)絡(luò)鏈路的權(quán)重來進(jìn)行DR業(yè)務(wù)均衡優(yōu)化[7]，或利用服務(wù)質(zhì)量和帶寬資源的動態(tài)調(diào)節(jié)分配實現(xiàn)電力通信網(wǎng)絡(luò)資源的合理配置[8]。在配用電側(cè)的終端通信網(wǎng)中，則較多依賴無線網(wǎng)絡(luò)的靈活接入、移動性高等優(yōu)勢來滿足電網(wǎng)末端的通信接入和覆蓋需求。針對DR在無線網(wǎng)絡(luò)中的信息交互質(zhì)量要求，文獻(xiàn)[9]通過考慮無線信道的衰落、路徑損耗等影響對無線鏈路的中斷概率進(jìn)行量化，提出在無線通信網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)DR控制的可靠性模型，為之后無線網(wǎng)絡(luò)中DR方案的制定提供了思路。文獻(xiàn)[10]提出基于無線通信信道狀態(tài)和發(fā)射功率的無線頻譜資源分配方案。文獻(xiàn)[11]使用5G小蜂窩規(guī)劃來進(jìn)行高效的DR管理，該方案在峰值負(fù)荷、時延和丟包率方面有顯著改善作用。隨著DR無線傳輸場景的普及，目前針對DR無線通信優(yōu)化的必要性可總結(jié)如下：一是隨著新型電力系統(tǒng)的建設(shè)，大量分散客戶側(cè)資源參與供需調(diào)節(jié)互動，用戶末端的通信質(zhì)量需要得到保證；二是電力通信骨干網(wǎng)通過高速光纖組網(wǎng)，整體來看其通信薄弱環(huán)節(jié)仍然是用戶側(cè)的無線通信鏈路；三是用戶側(cè)設(shè)備算力有限，需要充分合理利用計算資源。因此，較為有效的解決方式是結(jié)合具體的DR業(yè)務(wù)和通信質(zhì)量需求制定合適的靈活優(yōu)化策略。

本文考慮不同DR業(yè)務(wù)的通信服務(wù)質(zhì)量需求，針對傳統(tǒng)Tomlinson-Harashima precoding(THP)及相關(guān)技術(shù)在不同信道條件下性能差異較大、計算開銷引入方面的問題，提出一種考慮DR業(yè)務(wù)優(yōu)先級與信道條件的雙層自適應(yīng)編碼策略。在上層根據(jù)電網(wǎng)和DR主站的廣播信息獲取來判斷當(dāng)前DR通信服務(wù)質(zhì)量需求，避免引入不必要的系統(tǒng)處理時延；在下層基于實時信噪比監(jiān)測確定自適應(yīng)閾值，在編碼算法之間進(jìn)行自適應(yīng)切換，使系統(tǒng)差錯率維持較低水平。該策略能夠在進(jìn)行DR通信優(yōu)化的同時，在誤碼率和處理時延之間進(jìn)行權(quán)衡，在保證較低差錯率的前提下合理規(guī)劃計算資源，實現(xiàn)DR業(yè)務(wù)的靈活彈性傳輸。

1 DR信息交互機(jī)制

針對DR信息交互的相關(guān)工作大多依托開放式自動需求響應(yīng)通信規(guī)范(OpenADR)提供的通信數(shù)據(jù)模型和技術(shù)規(guī)范進(jìn)行研究，以虛擬頂部節(jié)點(virtual top node, VTN)和虛擬底部節(jié)點(virtual end node, VEN)作為信息交互的基本單元,實現(xiàn)DR系統(tǒng)的分層管理和控制的優(yōu)化[12]。國內(nèi)也相繼推出了一系列DR系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系[13]和DR信息交互規(guī)范[14]方面的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。國內(nèi)外的大量DR標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范為DR的快速成熟和發(fā)展提供了支撐。圖1為DR信息交互系統(tǒng)示意圖。

圖1 DR信息交互系統(tǒng)整體示意圖Fig.1 Overall schematic diagram of demand-response information interaction system

在OpenADR2.0b中，當(dāng)電網(wǎng)需要進(jìn)行DR調(diào)控時，由VTN生成DR事件信號，發(fā)送包含一個或多個事件信息的oadrDistributeEvent到VEN，如果事件需要被響應(yīng)則VEN發(fā)送oadrCreatedEvent到VTN。交互可以使用PUSH或PULL模式，對于PUSH模式，VTN主動地將事件載體傳遞到VEN；對于PULL模式，VEN使用oadrPoll從VTN拉取DR事件。除發(fā)送EiEvent事件信號外，DR信息交互還包括發(fā)送和接收報告、注冊、選擇和輪詢服務(wù)。其中，VEN通過報告業(yè)務(wù)可以就調(diào)節(jié)潛力、可調(diào)節(jié)負(fù)荷量、可響應(yīng)時長等信息與VTN進(jìn)行交互；注冊服務(wù)是指在設(shè)備參與DR計劃前進(jìn)行登記和注冊，使其具有參與DR交互的能力；基于選擇業(yè)務(wù)，VEN可以根據(jù)自身設(shè)備狀態(tài)選擇參與或不參與VTN發(fā)起的調(diào)度；VEN可利用獨立輪詢機(jī)制周期性地獲取當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)。

上層骨干網(wǎng)的DR信息交互過程中依賴于高速的電力光纖組網(wǎng)，而在面向終端和小用戶的下層信息交互，更多會采用多種通信方式，其中無線通信為重要且廣泛的一種方式。

2 DR通信優(yōu)化分析和優(yōu)化策略

2.1 DR通信優(yōu)化分析及優(yōu)化方法

當(dāng)電網(wǎng)末端用戶如居民小型負(fù)荷、充電汽車與充電樁、部分工商業(yè)用戶參與DR調(diào)度時，其通過DR終端設(shè)備與無線基站建立通信連接，最后匯入電力通信骨干網(wǎng)。當(dāng)前已有的工作中大多在電力通信骨干網(wǎng)層面對DR任務(wù)進(jìn)行資源分配，鮮有針對終端接入網(wǎng)側(cè)如用戶與基站間的通信問題做具體的優(yōu)化。電力通信骨干網(wǎng)采用高速光纖進(jìn)行組網(wǎng)，在省際骨干網(wǎng)絡(luò)、省級骨干網(wǎng)絡(luò)和地市骨干傳輸網(wǎng)靈活采用同步數(shù)字體系(synchronous digital hierarchy，SDH)和光傳送網(wǎng)(optical transport network，OTN)技術(shù)體制，使其具備了較為完善的通信技術(shù)體制。因此，對用戶體驗質(zhì)量產(chǎn)生的較大波動主要來源為無線接入網(wǎng)的通信問題，尤其是基站與用戶間的這段無線鏈路。雖然現(xiàn)有的無線通信技術(shù)已經(jīng)相對成熟，但其技術(shù)本質(zhì)并不針對具體的電力業(yè)務(wù)需求，有必要在考慮業(yè)務(wù)通信需求的前提下制定高效的自適應(yīng)策略以提高末端DR用戶與電網(wǎng)進(jìn)行信息交互的質(zhì)量。

進(jìn)行DR交互的過程中，不同的業(yè)務(wù)和場景所需的通信服務(wù)質(zhì)量不能一概而論，不同的DR業(yè)務(wù)具有不同的通信需求。參照文獻(xiàn)[15]的劃分方式，得到表1的DR業(yè)務(wù)通信服務(wù)等級。其中，M為事件個數(shù)，N為報告項數(shù)，U為DR用戶數(shù)。表1列出了OpenADR所劃分的5種DR業(yè)務(wù)的具體通信服務(wù)質(zhì)量需求，并將其劃分為3個優(yōu)先級。事件業(yè)務(wù)承載DR實施的重要信號，包括響應(yīng)的開始時間、響應(yīng)時長等，因此需要相對高的通信質(zhì)量和可靠性，也是本文主要的優(yōu)化對象。

2.2 傳統(tǒng)的THP編碼

無線通信基站間存在的同頻干擾、信道衰弱和復(fù)雜的外部環(huán)境等因素對無線信道造成影響，是影響DR末端用戶通信質(zhì)量的主要原因。通過部署和利用預(yù)編碼技術(shù)如THP編碼技術(shù)可實現(xiàn)無線通信鏈路的信道增益，能夠有效改善通信性能。THP傳輸系統(tǒng)的原理框圖如圖2所示。

圖2 THP系統(tǒng)原理圖Fig.2 Schematic diagram of THP system

假設(shè)在DR無線傳輸中發(fā)送端和接收端的天線數(shù)量分別為Nt和Nr。令a∈Nt×1表示單位發(fā)射功率的數(shù)據(jù)符號，其在發(fā)射端首先要經(jīng)過反饋操作和取模運算。在反饋操作中通過嚴(yán)格下三角矩陣B∈Nt×Nr可實現(xiàn)對信號的串行干擾消除，串行干擾消除雖然能有效消除天線間的信號干擾，但也會使信號功率增大，因此需要通過取模操作保證發(fā)射信號功率不變。將取模運算用矢量形式表示，則信號經(jīng)過求模反饋后的信號可表示為：

(1)

式中：ak表示第k個用戶的數(shù)據(jù)符號；dk表示第k個用戶數(shù)據(jù)取模的矢量擾動。

第k個用戶的接收信號yk(t)為：

(2)

式中：hk表示信道矩陣Hc的第k行；fk為預(yù)編碼矩陣F的第k行；噪聲項nk為復(fù)高斯隨機(jī)噪聲。

|(gkhkfkB-1(a+d)+gknk)|

(3)

式中：gk為接收端加權(quán)矩陣G的第k行；a和d分別為用戶k的數(shù)據(jù)符號和取模擾動矢量值。將信道矩陣Hc分解如下：

(4)

表1 DR業(yè)務(wù)通信服務(wù)質(zhì)量需求Table 1 Communication quality of service requirements for demand response services

GRQFB-1=I

(5)

3 DR通信自適應(yīng)編碼策略

3.1 加權(quán)前置算法

在傳統(tǒng)的THP算法中，接收端加權(quán)矩陣G的作用實際是消除反饋操作過程中為使矩陣B成為嚴(yán)格下三角矩陣而引入的干擾。系統(tǒng)設(shè)計初衷為了使其具備一定的兼容性而把加權(quán)矩陣置于接收端，這就導(dǎo)致信號在經(jīng)過信道引入的噪聲被放大或減小，在信噪比較高或較小時尤為明顯。鑒于矩陣G的實際作用與信道無關(guān)，為探索其置于接收端可能對系統(tǒng)差錯率造成的潛在影響，設(shè)計一種將加權(quán)矩陣置于反饋操作后的算法，并稱此算法為加權(quán)前置(weighted ahead precoding, WAP)算法，此時各傳輸矩陣參數(shù)滿足如下關(guān)系式：

RQFGB-1=I

(6)

考慮到傳統(tǒng)的THP編碼采用QR分解將基站與用戶間的無線信道分解為多個等效子信道，但是由于各等效子信道的信噪比(signal to noise ratio, SNR)之間具有較大差異，在所有子信道中使用相同的星座會導(dǎo)致多入多出(multiple-input multiple-output，MIMO)通信系統(tǒng)的整體誤碼率(bit error rate，BER)性能是由低SNR的最差子信道所決定[16]。這種情況下往往向最差子信道分配更多功率以提高系統(tǒng)的誤碼率性能，但這會造成信道容量的損失。文獻(xiàn)[17]提出一種采用幾何均值分解(geometric mean decomposition，GMD)[18]的方法，可以實現(xiàn)在BER性能和信道容量之間的折中。GMD分解將信道分解為相同的子信道，從而使各子信道的信道增益相同，但是該方法會額外引入計算開銷，且在低信噪比情況下表現(xiàn)較差。對信道矩陣Hc的分解式如下：

Hc=QgmdRgmdPH

(7)

式中：Qgmd為GMD分解得到的酉矩陣；P為酉矩陣；PH為P的共軛轉(zhuǎn)置；Rgmd為GMD分解得到的上三角矩陣。各矩陣參數(shù)滿足如下關(guān)系式：

(8)

3.2 雙層自適應(yīng)編碼策略

在發(fā)送端進(jìn)行預(yù)編碼處理能夠提高系統(tǒng)的性能，但是會少量增加設(shè)備的處理時延。GMD分解是在奇異值分解的基礎(chǔ)上進(jìn)行置換變換和雙邊Givens變換而得到，相比傳統(tǒng)THP編碼算法仍有部分新增處理時延，而WAP算法與THP的處理時延處于同一水平?？筛鶕?jù)以上特點設(shè)計DR通信傳輸自適應(yīng)優(yōu)化策略。

本文自適應(yīng)策略重點考慮3個方面：一是電網(wǎng)所處的DR時段，二是DR業(yè)務(wù)的通信服務(wù)質(zhì)量需求，三是考慮通信優(yōu)化引入的系統(tǒng)處理時延。DR事件的時間軸如圖3所示，DR實施要經(jīng)過爬升期、執(zhí)行期和恢復(fù)期3個階段。當(dāng)DR主站向即將參與DR調(diào)控的終端廣播DR實施消息后DR終端進(jìn)入爬升期時段，此時DR主站與DR終端需要進(jìn)行大量信息交互以確保DR的精準(zhǔn)實施；而在DR執(zhí)行期間所需的信息交互等級有所下降，僅需進(jìn)行輪詢、報告等服務(wù)來實時匯報DR實施狀態(tài)；在恢復(fù)期DR主站和終端同樣需要大量信息交互來進(jìn)行結(jié)算和恢復(fù)。綜上，在DR事件實施期間，在DR啟動和結(jié)束時為DR指令下發(fā)時段，此時需要較高的通信服務(wù)質(zhì)量保障，而在執(zhí)行期通信服務(wù)質(zhì)量可以降級，在不進(jìn)行DR事件時的日常服務(wù)中并不需要針對性的特殊通信保障。

圖3 DR事件時間軸Fig.3 Timeline of demand response event

本文提出的雙層自適應(yīng)編碼策略首先根據(jù)從電網(wǎng)公司獲取當(dāng)前電網(wǎng)狀態(tài)是否處于DR事件期間，以DR主站廣播的消息作為上層自適應(yīng)閾值，根據(jù)電網(wǎng)是否進(jìn)行DR事件來確定系統(tǒng)選擇何種自適應(yīng)編碼方式。當(dāng)電網(wǎng)狀態(tài)處于DR啟動和結(jié)束時段，本文自適應(yīng)策略為了保證DR通信的質(zhì)量，在下層的編碼策略將根據(jù)系統(tǒng)對信道實時監(jiān)測在THP算法和GMD_based算法兩者之間基于預(yù)先設(shè)置的信噪比閾值進(jìn)行切換，從而獲得最佳的系統(tǒng)誤碼率性能。系統(tǒng)平均信噪比由式(9)得到。

(9)

式中：N為信道高斯噪聲功率因子；Xk為第k個子載波的發(fā)送信號；Hk為第k個子載波的信道參數(shù)；Yk為接收信號；σ2為噪聲方差。當(dāng)假設(shè)信道在頻域上慢變即Hk≈Hk-1時，噪聲方差由(10)得到。

(10)

式中：E(·)為求均值。

若電網(wǎng)處于DR正常執(zhí)行期間，為避免DR通信優(yōu)化引入過多不必要的開銷，此時所采取的自適應(yīng)編碼不包括GMD_based，而采用包括THP和WAP的自適應(yīng)策略，之后再根據(jù)算法與信噪比之間的聯(lián)系優(yōu)先選擇性能較好的算法。

本文提出的雙層自適應(yīng)編碼切換策略如圖4所示，具體的自適應(yīng)編碼策略的實施步驟如下。

圖4 自適應(yīng)編碼策略實施步驟Fig.4 Steps of an adaptive coding switch strategy

步驟1：根據(jù)系統(tǒng)對信道的實時監(jiān)測獲取信道信噪比；

步驟2：從電網(wǎng)公司或DR主站的廣播消息得知是否處于DR事件指令下發(fā)時段來判斷啟用哪一種自適應(yīng)編碼方式，如果處于DR指令下發(fā)時段，進(jìn)入步驟3，否則進(jìn)入步驟5；

步驟3：設(shè)定2種編碼方式，分別為THP編碼和GMD_based編碼，在兩者之間進(jìn)行自適應(yīng)切換，根據(jù)信噪比所處區(qū)間判斷啟用哪一種編碼策略；

步驟4：確認(rèn)和切換對應(yīng)編碼方式；

步驟5：設(shè)定3種編碼方式，分別為THP編碼、WAP編碼和無編碼，若根據(jù)DR主站廣播信息得知此時處于DR事件執(zhí)行期間，則根據(jù)預(yù)設(shè)信噪比閾值判斷啟用THP編碼或WAP編碼，否則不進(jìn)行預(yù)編碼；

步驟6：確認(rèn)和切換對應(yīng)編碼方式；

步驟7：完成自適應(yīng)編碼，進(jìn)入下一個時間節(jié)點并返回步驟1。

4 仿真分析

本文仿真平臺具備多種DR業(yè)務(wù)情景下的DR業(yè)務(wù)傳輸模型。平臺遵循OpenADR規(guī)范和DL/T 1867—2018《電力需求響應(yīng)信息交互規(guī)范》交互模型，根據(jù)DR業(yè)務(wù)通信服務(wù)質(zhì)量等級將DR場景劃分為電網(wǎng)需要執(zhí)行DR事件和電網(wǎng)不需要執(zhí)行DR事件兩類，分別仿真分析在采用本文所提的雙層自適應(yīng)編碼策略(double layer adaptive coding strategy，BLACS)和單獨使用THP、WAP、GMD_based情況下的整體系統(tǒng)性能。其中，選取文獻(xiàn)[19]中的THP和文獻(xiàn)[20]的GMD_based作為對比算法，WAP為3.1節(jié)所述算法。

4.1 不同算法誤碼率分析

本文仿真DR無線傳輸系統(tǒng)在多徑瑞利衰弱信道環(huán)境下不同算法的差錯性能，關(guān)鍵仿真參數(shù)如下：報文類型一律采用DL/T 1867—2018《電力需求響應(yīng)信息交互規(guī)范》中的“發(fā)布事件請求”字段“DistributeEventRequest”，報文字節(jié)數(shù)為912 Byte，信道噪聲為加性高斯噪聲。統(tǒng)計不同信噪比環(huán)境下的BER。3種算法的BER性能對比如圖5所示，取步長為1 dB情況下仿真了信噪比處于0～30 dB區(qū)間內(nèi)各算法的誤碼率情況。

圖5 不同編碼方案下BER統(tǒng)計分析Fig.5 BER statistical analysis under different coding schemes

由圖5可知，THP算法在信噪比較差(0～8 dB)的情況下表現(xiàn)較好于另外兩種算法，相較于WAP和GMD_based的誤碼率平均分別有0.171 535和0.035 525的降幅；在信噪比大于8.65 dB之后，GMD_based算法開始表現(xiàn)出優(yōu)于另外兩種算法的性能，在信噪比為20 dB時，差錯率只有0.007 8%，而另外兩種算法的差錯率則可達(dá)到0.006 5和0.013 35，大幅優(yōu)于另外兩種算法。另外值得注意的是在信噪比大于18.25 dB后，WAP算法的誤碼率同樣低于傳統(tǒng)的THP算法，并能在信噪比為24 dB時達(dá)到0.005 843的誤碼率降幅。由此可得出所提策略中兩種自適應(yīng)方法的信噪比閾值分別為8.65 dB和18.25 dB。

4.2 處理時延分析

本文所提算法為盡量避免引入過多系統(tǒng)處理時延，在通信服務(wù)質(zhì)量優(yōu)先級和處理時延做權(quán)衡，首先統(tǒng)計出不同算法的處理時延，如表2所示。關(guān)鍵仿真參數(shù)如下：報文類型一律采用DL/T 1867—2018《電力需求響應(yīng)信息交互規(guī)范》中的“發(fā)布事件請求”字段“DistributeEventRequest”，報文字節(jié)數(shù)為912 Byte，信道噪聲為加性高斯噪聲。

表2 不同編碼方案處理時延對比Table 2 Comparison of processing delay of different coding schemes ms

由表2可知，3種算法的處理時延都維持在一個較低的水平。傳統(tǒng)的THP算法的處理時延能夠維持在0.956～1.244 ms，WAP的處理時延則處于0.948～1.205 ms之間，而GMD_based算法的處理時延有所增加，處于1.193～1.925 ms之間；三者的平均處理時延分別為1.02、1.05、1.39 ms?？梢园l(fā)現(xiàn)，3種算法的處理時延都維持在較低的水平，且波動范圍都在可接受范圍之內(nèi)；值得注意的是前兩者的處理時延基本處于同一水平，而后者由于引入GMD分解運算，其處理時延較前兩者的平均處理時延分別增加0.37 ms和0.34 ms。

為進(jìn)一步驗證本文雙層自適應(yīng)編碼在有效規(guī)劃計算資源方面的效果，統(tǒng)計兩種DR場景下的自適應(yīng)算法的處理時延。實際情況下編碼策略的平均處理時延對比如圖6所示，此時信道環(huán)境及信噪比呈現(xiàn)波動性，在此每組數(shù)據(jù)進(jìn)行50次報文下發(fā)，統(tǒng)計15組平均處理時延數(shù)據(jù)。其中，BLACS-1表示電網(wǎng)不需要下發(fā)DR 實施指令情況下的本文算法平均系統(tǒng)處理時延，此時業(yè)務(wù)類型以輪詢?yōu)橹?；BLACS-2表示電網(wǎng)下發(fā)DR 實施指令情況下的本文算法平均系統(tǒng)處理時延，此時業(yè)務(wù)類型以事件、報告為主。以全時段采用GMD_based作為對比策略，由于電網(wǎng)大多數(shù)時間并不需要下發(fā)DR指令，此時本文自適應(yīng)算法能在進(jìn)行通信優(yōu)化的同時盡量減少處理時延的引入；當(dāng)電網(wǎng)進(jìn)行DR指令的下發(fā)時，為了保證通信的質(zhì)量，便采取差錯率更低的編碼方式，在引入可接受的處理時延的情況下得到更好的通信性能。

圖6 不同編碼方案下平均處理時延統(tǒng)計分析Fig.6 Statistical analysis of average processing delay under different coding schemes

4.3 日內(nèi)DR執(zhí)行期間誤碼率分析

本節(jié)關(guān)鍵仿真參數(shù)和場景如下：信息交互監(jiān)測采樣間隔為15 min，以圖3為例，需求響應(yīng)實施時段為10:00—17:00，其中通知時段為10:00—11:00，執(zhí)行期為11:00—16:00，恢復(fù)期為16:00—17:00，通知時段信息交互的報文類型以 “DistributeEventRequest”為主，執(zhí)行期信息交互報文類型以 “QueryRegistrationRequest”為主，恢復(fù)期信息交互報文類型以“MomentDataReportRequest”為主。

在采用本文自適應(yīng)編碼策略的情況下，仿真某地區(qū)夏季用電高峰期一天內(nèi)0～24 h的誤碼率，分別采取純THP算法和GMD_based算法作為對比策略。如圖7所示，本文策略實現(xiàn)了DR執(zhí)行期間及執(zhí)行期間不同時段的靈活自適應(yīng)優(yōu)化，重點對DR實施過程進(jìn)行優(yōu)化，并且針對DR指令下發(fā)時間段和DR完成時間段所需的信息交互質(zhì)量需求進(jìn)行重點優(yōu)化，較好實現(xiàn)了本文設(shè)計初衷。

圖7 一天內(nèi)DR無線通信系統(tǒng)平均誤碼率分析Fig.7 Analysis of the average bit error rate of DR wireless communication system in a day

5 結(jié) 論

本文以DR業(yè)務(wù)通信服務(wù)等級為前提，構(gòu)建針對DR事件服務(wù)的自適應(yīng)編碼策略。通過仿真分析得到以下結(jié)論：

1)本文策略能夠有效降低需求響應(yīng)互動期間的通信誤碼率；

2)本文策略能夠有效避免引入過多處理時延；

3)在模擬需求響應(yīng)時間軸的場景下，本文策略能夠根據(jù)不同時段的需求實現(xiàn)誤碼率與處理時間之間的權(quán)衡。

未來可考慮充分利用邊緣物聯(lián)代理設(shè)備提高DR通信設(shè)備的計算能力，或采用人工智能加持的可靠信道估計技術(shù)對信道進(jìn)行實時監(jiān)測以實現(xiàn)自適應(yīng)策略的準(zhǔn)確切換。