技术摘要：
本发明实施例公开了一种直流供能方法，为了推动泛在电力物联网的发展，本发明利用面向可再生能源的电力包调度系统为MEC服务器供电，一方面可以实现绿色环保，另一方面以电力包传输电能的新兴方式可以实现定量、实时、精准的能量调度。
背景技术：
移动边缘计算(Mobile  Edge  Computing，MEC)技术作为5G通信与泛在电力物联网 的关键技术之一，可以极大地改善用户的体验速率。由电网供电的MEC服务器在用户请求量 或卸载量低时，可能会造成电能浪费；另外，一些电力基础薄弱的地区难以与电网直接相 连，MEC服务器是由柴油发电机供电，不仅能源效率低、运行成本高，且温室气体排放量大。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种直流供能方法，为了推动泛在电 力物联网的发展，本发明利用面向可再生能源的电力包调度系统为MEC服务器供电，一方面 可以实现绿色环保，另一方面以电力包传输电能的新兴方式可以实现定量、实时、精准的能 量调度。 本发明实施例提供了如下技术方案： 一种直流供能方法，应用于MEC环境中，利用面向可再生能源的电力包调度系统为 MEC服务器供电，所述方法包括： 基于电力包路由器损耗系数αr ,m以及转发能量代价ur，生成关于电力包路由器和 MEC服务器的偏好列表； 根据偏好列表，利用一对多匹配博弈得出MEC服务器-电力包路由器匹配对； 在每个MEC服务器-电力包路由器匹配对中，采用改进的第二代非支配排序遗传算 法得到供应至各MEC服务器的最优能量； 其中，所述基于电力包路由器损耗系数αr,m以及转发能量代价ur，生成关于电力包 路由器和MEC服务器的偏好列表，具体包括： 对于MEC服务器来说，电力包路由器的损耗系数αr ,m越小，接收到的能量更多。因 此，对于MEC服务器m，可通过电力包路由器集合R建立偏好关系 上述关系表示MEC服务器m在电力包路由器i和j中更偏好i。 对于电力包路由器来说，相对应MEC服务器的损耗系数越大，可再生能源供应的能 量更多，进而获取的转发能量费用更高。因此，对于电力包路由器r，通过MEC服务器集合M建 立的偏好关系 上述关系表示电力包路由器r在MEC服务器a和b中更偏好a。 其中，所述根据偏好列表，利用一对多匹配博弈得出MEC服务器-电力包路由器匹 配对，具体包括： 4 CN 111585615 A 说　明　书 2/10 页 每个电力包路由器可以为多个MEC服务器传输能量，且MEC服务器的数量受电力包 路由器最大可传输容量的限制，而每个MEC服务器只能接收一个电力包路由器所传输的能 量。因此，一对多匹配模型可采用 表示，其中 和 分别表示MEC服务器m和电力 包路由器r的偏好关系。 具体匹配过程如下： 定义Q为连接矩阵，矩阵中的元素qm ,r表示各电力包路由器与各MEC服务器是否建 立连接，若为“1”，则表示建立连接；若为“0”，则表示未建立连接，具体过程如下： 1)当存在未匹配的MEC服务器时，任选一个MEC服务器，执行下面操作。 2)MEC服务器请求匹配：选中的MEC服务器m根据尚未拒绝它的可接受的电力包路 由器偏好列表，向列表中最偏好的电力包路由器发送请求，请求中包含了MEC服务器m所需 求的能量信息。 电力包路由器回应：电力包路由器r计算其剩余可传输容量 若请求的MEC服 务器m需要的最低供应能量 满足条件 则将该MEC服务器与电力包 路由器r目前所接受的最后一个MEC服务器进行比较，选择其偏好列表中排序更高的MEC服 务器，并将拒绝的MEC服务器添加到未匹配的MEC服务器集合中；若请求的MEC服务器m需要 的最低供应能量 满足条件 则电力包路由器r直接接受该MEC服务 器的请求。 上述 表示第m个MEC服务器的最低能量需求，αr ,m表示电力包路由器的损耗系 数， 表示电力包路由器r的最大可传输容量，g表示迭代次数。 3)直到未匹配的MEC服务器集合为空时停止，否则，返回1)。 4)匹配结束，返回连接矩阵。 其中，所述在每个MEC服务器-电力包路由器匹配对中，采用改进的第二代非支配 排序遗传算法得到供应至各MEC服务器的最优能量，具体包括： 在每个MEC服务器-电力包路由器匹配对中，由于传统的多目标优化方法容易陷入 局部最优解，而进化算法具有全局搜索能力。因此，采用改进的第二代非支配排序遗传算 法，该算法是在第二代非支配排序遗传算法基础上加入最优前端个体系数，计算该前端可 允许保留的个体数目，进而寻找出使每个目标函数值都尽可能大的最优解集，得到供应至 各MEC服务器的最优供应能量Vr,m； 改进的第二代非支配排序遗传算法如下： 基于上述过程可求解出0-1整数变量qm,r，优化问题K1可转化为： 5 CN 111585615 A 说　明　书 3/10 页 其中，上式是为了实现与第r个电力包路由器所匹配的每个MEC服务器对接收到的 能量的满意度最大化， 表示第m个MEC服务器的最大需求能量。 问题K2为多目标规划问题，传统的多目标优化方法容易陷入局部最优解，而遗传 算法具有全局搜索能力，所以可采用进化算法求解。本发明专利利用改进的第二代非支配 排序遗传算法进行解决，即在第二代非支配排序遗传算法基础上加入最优前端个体系数， 计算该前端可允许保留的个体数目，进而寻找出使每个目标函数值都尽可能大的最优解 集，得到供应至各MEC服务器的最优供应能量Vr,m。 因为本发明专利的供应能量以电力包的形式进行传输，而一个电力包所占用的时 隙个数须为整数，所以基于上述算法求解得到的Vr,m，根据Vr,m＝Pmhnm＝dmnm得到nm值后，需 要进行四舍五入法取整，为n'm。进而得到实际为每个MEC服务器供应的最优能量V'r ,m＝ dmn'm。 与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点： 本发明实施例提供了一种直流供能方法，为了推动泛在电力物联网的发展，本发 明利用面向可再生能源的电力包调度系统为MEC服务器供电，一方面可以实现绿色环保，另 一方面以电力包传输电能的新兴方式可以实现定量、实时、精准的能量调度。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明 的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据 这些附图获得其他的附图。 图1为本发明一个实施例所提供的一种直流供能方法的示意图。