多用户电力线通信自适应OFDM系统中的资源分配与交换优化

自适应正交频分复用(OFDM)是一种实现电力线多用户高速数据通信的技术,资源动态分配是这一技术的重要组成部分。文章针对电力线通信的限制条件,探讨了在最大总功率、各用户要求最小速率、各子载波分配最大功率和比特数的约束下,多用户在多子载波上自适应比特和功率分配的数学模型,提出一种新的速率自适应动态资源分配算法,其实现分为4个相互联系的阶段,依次是确定工作子载波、单用户资源分配、子载波和功率交换、比特交换和功率调整。在典型电力线信道环境下的仿真结果表明,该算法比已有的多用户频谱分配优化算法性能更优,能更好地满足多用户资源分配模型的目标要求。     

平稳信道的非迭代比特分配算法及其在电力线正交频分通信中的应用

正交频分（OFDM）传输以它很高的频谱利用率和抗多径的能力成为电力线通信的优选方案。针对电力线信道时域平稳的特点，该文提出一种新的比特分配算法，利用上次比特分配结果和当前信道特性进行OFDM子信道非迭代比特分配。连续实测的电力线信道的比特分配计算机仿真表明所提出的算法快速有效。该算法的计算复杂度优于典型的比特分配算法。     

宽带电力线认知通信系统OFDMA子载波分配研究

随着配电设备数量不断增加,宽带电力线载波频谱资源渐显匮乏。文章认为,引入认知频谱的概念组成宽带电力线认知通信系统,可在电力线衰落的信道上侦测其他配电设备不用或没有充分利用的频率,采用正交频分多址技术进行通信,并提出一种基于分布式宽带电力线认知通信系统的子载波分配方案,仿真结果表明了所提算法的有效性和优势。     

高速窄带OFDM电力线通信实时动态频谱分配

动态频谱分配应用于实际电力线通信系统面临分配策略、实时算法等诸多挑战,到目前为止还未见有公开报道。定义并设计了一个实际的基于正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)的高速窄带电力线通信系统构架,并提出一种适用于该系统的动态频谱分配策略和对应的实时实现算法。该算法在任一种调制方式下将子载波进行分组,并对各个子载波组的功率进行排序,选择可用的子载波组,根据速率最大化准则确定最优的调制方式并分配功率。该算法与Hughes-Hartogs算法相比,具有较低的运算复杂度和较少的信令开销,与传统的等功率分配方式相比,误码性能更好。仿真结果和实验结果证明了该算法的有效性和优越性。     

宽带电力线通信动态子载波分配算法研究

为了满足在额定功率有限的情况下,传输速率最大化。选择在低压宽带电力线信道条件下,分析2 MHz~100 MHz的宽带电力线信道特征与参数。利用已有电力线信道模型,通过迭代分块约束注水算法对电力线通信进行动态子载波分配,相比传统的注水算法,改进之后的算法能更好的根据电力线信道约束条件给子载波分配功率,得到更优的信道容量。     

基于低压电力线正交频分复用系统虚载波改进信道估计算法

分析低压电力线信道特性,提出了一种增加导频密度的信道估计算法.该算法用导频取代系统部分虚载波,再将新的正交频分复用符号中的导频进行重新分布,实现导频在系统子载波中等频率间隔分布,依靠导频频率间隔的减小,达到提高信道估计精度的目的;为了防止虚载波数量的减少导致符号间干扰的增加,对滤波器的设计进行了改进,将传统的升余弦窗函数与改进升余弦窗函数进行线性组合.此外,将低密度奇偶校验码应用于系统中,得到更加精确的信道频率响应特性.仿真结果表明,该信道估计算法可获得比传统正交频分复用系统更低的信道估计均方误差和误码率,且不降低系统符号传输速率.     

单用户电力线通信自适应OFDM系统的资源分配

分析了电力线通信自适应OFDM系统在每OFDM符号内的总比特数、各子载波上的最大功率和比特数约束下,单用户在多子载波上功率自适应的资源分配模型,探讨了其发射总功率最小的最优分配准则,提出了一种基于最优分配准则的单用户功率自适应的资源分配和调整算法,其组成可分为资源预分配、约束调整和交换调整。在典型电力线环境下仿真结果表明,所提算法性能与改进的位添加查表算法性能相当,接近位添加法;而其运算复杂度低于改进的位添加查表算法,远小于位添加法。     

单用户电力线通信自适应OFDM系统的资源分配

分析了电力线通信自适应OFDM系统在每OFDM符号内的总比特数、各子载波上的最大功率和比特数约束下,单用户在多子载波上功率自适应的资源分配模型,探讨了其发射总功率最小的最优分配准则,提出了一种基于最优分配准则的单用户功率自适应的资源分配和调整算法,其组成可分为资源预分配、约束调整和交换调整.在典型电力线环境下仿真结果表明,所提算法性能与改进的位添加查表算法性能相当,接近位添加法;而其运算复杂度低于改进的位添加查表算法,远小于位添加法.     

单相配电网多用户OFDM通信系统的频谱优化

电力线通信应用OFDM作为调制解调方式，在典型的低压电力线信道上进行多用户通信时，存在信道频谱的优化问题。本文讨论了单相配电网的多用户OFDM通信系统环境下，子信道和功率的分配问题，对原有的一种快速次优算法进行了改进，在算法中整体考虑未能满足速率要求的所有用户，同时在改变初始分配结果时更为有效的分配发射功率。仿真结果表明，在极少增加算法运行时间的情况下，改进后的算法比原算法在发射功率相同的情况下系统的整体传输速率有了较大的提高。证明改进后得算法可以更高的效率解决该系统中的频谱优化问题。     

基于量子遗传算法的宽带电力线多用户通信资源分配

研究了宽带电力线通信在功率谱限制和比例公平约束条件下的资源优化分配问题,提出了基于量子遗传算法的资源分配方案.在功率谱限制条件下通过量子遗传算法进行子载波的分配,再根据总功率分配情况判断是否需要进行功率调整.利用欧洲开放电力线研究联盟(OPERA)提供的信道模型,在等比例分配和依信道分配2种不同的比例系数约束下进行了仿真实验.结果表明:所提出的方法可以提升系统的容量,也能很好地平衡多用户之间的比例公平性.与max-min算法及传统比例分配算法相比,该方法对系统的整体传输容量提升约为5%～10%.增加了频谱利用率,具有良好的比例公平性.     

考虑清洁能源与储能的分布式数据中心低碳调度策略

针对目前数据中心日益增长的能耗需求以及资源利用率较低的问题,提出了一种多个地理位置数据中心之间实现多区域能效的任务调度和能源管理模型。首先,获取光伏发电量、电价、任务量、UPS储能电池状态信息;然后,根据最大资源利用原则和装箱近似算法动态调整每个时隙的任务分配策略和服务器的激活数量。最后,根据任务量的大小,采取不同的供电方式,并计算电池的循环成本等信息,判断是否进行光伏并网或电池充放电操作。算例分析验证了所提策略的有效性。     

不同网络结构及可靠性要求环境下FTU的最优配置

为了解决配电网馈线自动化中不同网络结构、不同供电可靠性需求下配电终端的优化配置问题,对配网供电可靠性与馈线自动化终端配置的敏感性进行了分析。采用故障模式与后果分析法,提出了基于配网可靠性发展目标的配电终端优化配置方法。在综合考虑技术性、经济性、可拓展性的基础上,分析了无配电终端、全"二遥"终端配置和"二遥"、"三遥"终端混合配置三种模式下,配电网典型结构的线路故障停电时间和配电网平均供电可用率;得到了配电网平均供电可用率和配电终端优化配置的通用计算方法。算例验证了研究方法的合理性和实用性。     

低压窄带电力线载波通信的半盲式信道估计

针对低压电力线信道的频率选择性传输特性,提出一种半盲式信道估计方法,该方法使用一组在频域和时域上都等振幅的正交序列对正交频分复用发送信号进行预编码,仅利用一个导频子载波就能估计出所有子载波的频率响应。在低压电力线载波信道特性的实验研究基础上进行仿真,结果表明采用该方法能有效跟踪低压电力线信道的频率选择性衰落变化,从而明显改善信道的误码率性能。     

考虑储能与动态重构的柔性互联配电系统两阶段鲁棒优化

强波动性分布式电源的大量接入给配电系统可靠安全运行带来了挑战。为此,提出了一种考虑储能与动态重构的柔性互联配电系统两阶段鲁棒优化调度方法。首先,建立了综合考虑柔性配电开关、储能与动态重构的柔性互联配电系统两阶段鲁棒优化数学模型,其中第一阶段考虑日前分布式电源出力预测的不确定性以及网络拓扑和储能的时序相关性进行全局优化,第二阶段基于第一阶段的决策方案和准确的超短期预测信息,在各时段对柔性配电开关进行实时调度;其次,采用改进的列与约束生成算法对模型进行求解,通过辅助变量和对偶变量交替迭代,显著提高子问题的求解效率;最后,通过33和69节点系统进行测试,验证了所提调度模型和求解算法的有效性。     

考虑储能与动态重构的柔性互联配电系统两阶段鲁棒优化

强波动性分布式电源的大量接入给配电系统可靠安全运行带来了挑战。为此,提出了一种考虑储能与动态重构的柔性互联配电系统两阶段鲁棒优化调度方法。首先,建立了综合考虑柔性配电开关、储能与动态重构的柔性互联配电系统两阶段鲁棒优化数学模型,其中第一阶段考虑日前分布式电源出力预测的不确定性以及网络拓扑和储能的时序相关性进行全局优化,第二阶段基于第一阶段的决策方案和准确的超短期预测信息,在各时段对柔性配电开关进行实时调度;其次,采用改进的列与约束生成算法对模型进行求解,通过辅助变量和对偶变量交替迭代,显著提高子问题的求解效率;最后,通过33和69节点系统进行测试,验证了所提调度模型和求解算法的有效性。     

考虑功率谱限制的电力线通信比特分配算法

为了减小电力线通信的电磁干扰，提高通信系统的服务质量，提出一种功率谱限制条件下的比特分配算法。该算法将复杂的非线性优化问题根据不同的优化约束条件，分解为三个求解阶段。在分析最优分配条件的基础上，利用贪婪法原理设计分配算法，从而降低了算法的运算量。为了进一步提高算法的运算速度，在分析比特分配损失上限的基础上，提出一种快速的次优分配算法。相比于已有算法，该算法在保证系统通信性能的同时，提高了运算速度。在典型电力线信道环境下的仿真分析表明，该算法适合于功率谱限制条件下的高速电力线通信。     

含风电场的电力系统频率特性动态仿真分析

针对风电接入电力系统后对其稳定性的影响问题,阐述了含风电的电力系统动态仿真模型(风电机组模型包括恒速异步风电机组和双馈变速风电机组),仿真分析了电网侧发生扰动及风电场侧发生扰动情况下风电系统的频率响应过程,以及风电并网运行对系统频率的时空分布特性的影响。仿真结果表明,电网侧发生扰动及风电场侧发生扰动情况下,两种不同风电机组对系统频率的作用及影响不同,风电并网运行对频率的时空分布特性产生了重要影响。     

基于多代理协调机制的能量路由器群组与配电网综合规划

以电为核心的能量路由器群组大量接入配电网是未来用户侧能源供给的发展方向。针对能量路由器群组结构复杂、与配电网规划目标互不协调等问题,提出了一种基于多代理协调机制的能量路由器群组与配电网综合规划方法。首先,构建能量路由器代理模型,以年规划费用最低为目标优化其内部设备配置及容量,进行能量路由器规划;然后,构建配电网代理模型,采用改进的prim算法并结合越限电压控制策略与越限功率控制策略,进行配电网规划;最后,通过多代理协调机制完成能量路由器群组与配电网的综合规划。算例结果验证了所提方法的有效性,在显著降低系统规划费用的同时,有利于消纳可再生能源、降低配电网峰谷差率并提高线路利用率。     

基于变分模态分解下利用混合储能平抑风电出力波动的控制策略

针对风电有功功率波动这一问题,提出一种自适应滑动平均和变分模态分解相结合的滤波方法。针对某典型风电场出力数据,利用自适应算术平均法确定并网功率和储能系统充放电功率;采用变分模态分解方法把储能功率分解成一系列频率由低到高的子模态,从而完成混合储能系统功率的初级分配。针对功率型储能元件能量密度低,容易出现过充或过放的现象,对功率型储能元件的荷电状态进行实时监测。根据模糊控制制定的规则对混合储能系统的初级功率进行修正。算例分析表明,风电出力波动不但可以得到很好地平抑,而且混合储能系统也能够安全合理地工作。