Since the connection of small-scale wind farms to distribution networks,power grid voltage stability has been reduced with increasing wind penetration in recent years,owing to the variable reactive power consumption o...Since the connection of small-scale wind farms to distribution networks,power grid voltage stability has been reduced with increasing wind penetration in recent years,owing to the variable reactive power consumption of wind generators.In this study,a two-stage reactive power optimization method based on the alternating direction method of multipliers(ADMM)algorithm is proposed for achieving optimal reactive power dispatch in wind farm-integrated distribution systems.Unlike existing optimal reactive power control methods,the proposed method enables distributed reactive power flow optimization with a two-stage optimization structure.Furthermore,under the partition concept,the consensus protocol is not needed to solve the optimization problems.In this method,the influence of the wake effect of each wind turbine is also considered in the control design.Simulation results for a mid-voltage distribution system based on MATLAB verified the effectiveness of the proposed method.展开更多
为研究完全去中心化的点对点(peer-to-peer,P2P)能源市场中产消者的最优清算问题,重点解决产消者内部的协作和在P2P市场中实现社会福利最大化的挑战,采用了一种新的平行、分布式的交替方向乘子法(alternating direction method of multi...为研究完全去中心化的点对点(peer-to-peer,P2P)能源市场中产消者的最优清算问题,重点解决产消者内部的协作和在P2P市场中实现社会福利最大化的挑战,采用了一种新的平行、分布式的交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers,ADMM),推导出P2P市场的交易机制。该方法考虑每个产消者的效用函数,并引入分布式发电机(distributed generator,DG)和电能存储系统(battery energy storage system,BESS)。算法中每个产消者通过迭代与其相邻的产消者同步交换少量信息,并优化以满足不同的需求。通过对6-peers系统的数值验证,证明了所提出方法的有效性。与基于池的交易机制相比,完全去中心化的P2P问题在单位时间内交易电量提升了160%,社会福利从-9.47元增加到32.43元。展开更多
针对多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)雷达通信一体化(dual-function radarcommunication,DFRC)系统性能对信道状态信息(channel state information,CSI)精度敏感的问题,构建了非完美CSI条件下的模数混合波束形成设...针对多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)雷达通信一体化(dual-function radarcommunication,DFRC)系统性能对信道状态信息(channel state information,CSI)精度敏感的问题,构建了非完美CSI条件下的模数混合波束形成设计模型,提出了一种鲁棒的混合波束形成器优化方法。利用CSI误差的先验统计信息,在满足通信中断概率约束的同时最小化雷达方向图加权均方误差,以得到期望的发射数字和模拟波束形成矩阵。所提出的非凸优化问题首先利用坎泰利(Cantelli)不等式进行近似处理,再利用交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers,ADMM)求解。仿真实验对比了多种算法之间的性能差异,验证了所提出的MIMO-DFRC混合波束形成设计方法具有高效性和鲁棒性。展开更多
在现代配电网中,高渗透率分布式光伏的接入对电压控制提出了新的挑战。传统集中式方法在通信中断情况下效率低下,而完全分布式方法则因收敛速度慢且通信依赖性高受到限制。因此,提出一种基于集群划分和交替方向乘子法(Alternating Direc...在现代配电网中,高渗透率分布式光伏的接入对电压控制提出了新的挑战。传统集中式方法在通信中断情况下效率低下,而完全分布式方法则因收敛速度慢且通信依赖性高受到限制。因此,提出一种基于集群划分和交替方向乘子法(Alternating Direction Multiplier Method,ADMM)的分散式电压协同控制策略,通过群内自主调节与群间协同优化,有效应对通信缺失情景。仿真结果表明,该策略在改善电压分布、降低网损以及提升运行健壮性方面具有显著优势,为未来智能配电网的优化提供了有力支持。展开更多
通过增加伪码字的代价,基于交替方向乘子法(Alternating Direction Method of Multipliers,ADMM)的惩罚译码方法可以改善低密度奇偶校验(Low-Density Parity-Check,LDPC)码低信噪比区域的译码性能,同时具有低的译码复杂度.而减少ADMM惩...通过增加伪码字的代价,基于交替方向乘子法(Alternating Direction Method of Multipliers,ADMM)的惩罚译码方法可以改善低密度奇偶校验(Low-Density Parity-Check,LDPC)码低信噪比区域的译码性能,同时具有低的译码复杂度.而减少ADMM惩罚译码的欧几里德投影次数、选择合适的消息调度策略和设计有效的罚函数是提高ADMM惩罚译码速度的三种重要方法.为了进一步提高ADMM惩罚译码速度,通过利用Wei等人提出的方法来减少欧几里德投影的次数,本文设计了基于I-l1-PF罚函数的水平分层调度与垂直分层调度策略的两种LDPC码ADMM惩罚译码方法.仿真实验表明,与现有ADMM惩罚译码方法相比较,所设计的译码方法不仅具有较好的译码性能,而且能够显著降低LDPC码译码的平均迭代次数和平均译码时间.展开更多
经典的非参数谱分析方法使用滑动窗口来捕捉大多数时间序列的频谱特性,然而这种方法不能很好地应用在时间序列的时频谱是时间连续的信号上.对于一些其时频谱满足时间连续频率稀疏的非平稳信号,提出了一种利用部分平行交替方向乘子法(Alt...经典的非参数谱分析方法使用滑动窗口来捕捉大多数时间序列的频谱特性,然而这种方法不能很好地应用在时间序列的时频谱是时间连续的信号上.对于一些其时频谱满足时间连续频率稀疏的非平稳信号,提出了一种利用部分平行交替方向乘子法(Alternating Direction Method of Multipliers,ADMM)求解谱寻求问题用于此类信号的时频分析方法.对一段加噪声的仿真信号和一段EEG(脑电)信号使用提出的方法进行时频分析.仿真结果表明:与短时傅里叶的分析方法相比,提出的方法不仅提高了时频谱的频率分辨率和时间分辨率,还有效抑制了噪声.最后从ADMM算法停止准则的角度说明了算法的收敛.展开更多
实时电价是智能电网需求侧管理的有效方法,对于维持电力供需平衡、削峰填谷至关重要。为提高实时电价模型的低碳经济性和精确性,在充分考虑用户与供电侧双方利益前提下提出碳交易机制,并根据新能源的发电特性构建风光出力不确定模型,建...实时电价是智能电网需求侧管理的有效方法,对于维持电力供需平衡、削峰填谷至关重要。为提高实时电价模型的低碳经济性和精确性,在充分考虑用户与供电侧双方利益前提下提出碳交易机制,并根据新能源的发电特性构建风光出力不确定模型,建立以用户总效用最大、供电侧成本最小为目标的社会福利最大化实时电价模型。提出基于改进交替方向乘子法(alternating direction method of multiplier, ADMM),即高斯回代交替方向乘子法(ADMM with Gaussian back substitution, ADMM-GBS)的分布式优化调度方法,通过将不确定模型转化为确定模型求解。仿真结果表明,所提实时电价策略能够提升社会福利,验证了模型和算法的有效性。展开更多
Decoding by alternating direction method of multipliers(ADMM) is a promising linear programming decoder for low-density parity-check(LDPC) codes. In this paper, we propose a two-step scheme to lower the error floor of...Decoding by alternating direction method of multipliers(ADMM) is a promising linear programming decoder for low-density parity-check(LDPC) codes. In this paper, we propose a two-step scheme to lower the error floor of LDPC codes with ADMM penalized decoder.For the undetected errors that cannot be avoided at the decoder side, we modify the code structure slightly to eliminate low-weight code words. For the detected errors induced by small error-prone structures, we propose a post-processing method for the ADMM penalized decoder. Simulation results show that the error floor can be reduced significantly over three illustrated LDPC codes by the proposed two-step scheme.展开更多
区域聚焦照射(regional focusing irradiation)能将信号能量准确投送至指定区域,但阵列的超稀疏性使得副瓣区域能量较高,在实施精确电子战时极大增加了干扰系统遭受打击的风险,因此副瓣区域能量抑制问题必须加以解决.本文提出一种基于L...区域聚焦照射(regional focusing irradiation)能将信号能量准确投送至指定区域,但阵列的超稀疏性使得副瓣区域能量较高,在实施精确电子战时极大增加了干扰系统遭受打击的风险,因此副瓣区域能量抑制问题必须加以解决.本文提出一种基于L∞范数评估栅瓣区域能量的方法,将其作为正则项引入区域聚焦照射模型以抑制副瓣区域最大能量,并建立了多目标优化模型.采用交替方向乘子(alternating direction method of multipliers)框架将原问题分解为两个子问题:对于恒模约束下二次规划子问题I,采用贪婪算法给出其闭式解;对于无约束L_(2)⁃L_(∞)范数的子问题II,将L_(∞)范数做近似光滑化处理,并通过梯度下降法求解.交替求解两个子问题至收敛,以求解发射信号.仿真实验表明,本文模型在副瓣区域能量抑制上较基于L1范数的区域聚焦照射模型具有更优性能,且本文算法实用性更强.展开更多
针对工业机械设备实时监测中不可控因素导致的振动信号数据缺失问题,提出一种基于自适应二次临近项交替方向乘子算法(adaptive quadratic proximity-alternating direction method of multipliers, AQ-ADMM)的压缩感知缺失信号重构方法...针对工业机械设备实时监测中不可控因素导致的振动信号数据缺失问题,提出一种基于自适应二次临近项交替方向乘子算法(adaptive quadratic proximity-alternating direction method of multipliers, AQ-ADMM)的压缩感知缺失信号重构方法。AQ-ADMM算法在经典交替方向乘子算法算法迭代过程中添加二次临近项,且能够自适应选取惩罚参数。首先在数据中心建立信号参考数据库用于构造初始字典,然后将K-奇异值分解(K-singular value decomposition, K-SVD)字典学习算法和AQ-ADMM算法结合重构缺失信号。对仿真信号和两种真实轴承信号数据集添加高斯白噪声后作为样本,试验结果表明当信号压缩率在50%~70%时,所提方法性能指标明显优于其它传统方法,在重构信号的同时实现了对含缺失数据机械振动信号的快速精确修复。展开更多
基金support of The National Key Research and Development Program of China(Basic Research Class)(No.2017YFB0903000)the National Natural Science Foundation of China(No.U1909201)。
文摘Since the connection of small-scale wind farms to distribution networks,power grid voltage stability has been reduced with increasing wind penetration in recent years,owing to the variable reactive power consumption of wind generators.In this study,a two-stage reactive power optimization method based on the alternating direction method of multipliers(ADMM)algorithm is proposed for achieving optimal reactive power dispatch in wind farm-integrated distribution systems.Unlike existing optimal reactive power control methods,the proposed method enables distributed reactive power flow optimization with a two-stage optimization structure.Furthermore,under the partition concept,the consensus protocol is not needed to solve the optimization problems.In this method,the influence of the wake effect of each wind turbine is also considered in the control design.Simulation results for a mid-voltage distribution system based on MATLAB verified the effectiveness of the proposed method.
文摘为研究完全去中心化的点对点(peer-to-peer,P2P)能源市场中产消者的最优清算问题,重点解决产消者内部的协作和在P2P市场中实现社会福利最大化的挑战,采用了一种新的平行、分布式的交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers,ADMM),推导出P2P市场的交易机制。该方法考虑每个产消者的效用函数,并引入分布式发电机(distributed generator,DG)和电能存储系统(battery energy storage system,BESS)。算法中每个产消者通过迭代与其相邻的产消者同步交换少量信息,并优化以满足不同的需求。通过对6-peers系统的数值验证,证明了所提出方法的有效性。与基于池的交易机制相比,完全去中心化的P2P问题在单位时间内交易电量提升了160%,社会福利从-9.47元增加到32.43元。
文摘针对多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)雷达通信一体化(dual-function radarcommunication,DFRC)系统性能对信道状态信息(channel state information,CSI)精度敏感的问题,构建了非完美CSI条件下的模数混合波束形成设计模型,提出了一种鲁棒的混合波束形成器优化方法。利用CSI误差的先验统计信息,在满足通信中断概率约束的同时最小化雷达方向图加权均方误差,以得到期望的发射数字和模拟波束形成矩阵。所提出的非凸优化问题首先利用坎泰利(Cantelli)不等式进行近似处理,再利用交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers,ADMM)求解。仿真实验对比了多种算法之间的性能差异,验证了所提出的MIMO-DFRC混合波束形成设计方法具有高效性和鲁棒性。
文摘在现代配电网中,高渗透率分布式光伏的接入对电压控制提出了新的挑战。传统集中式方法在通信中断情况下效率低下,而完全分布式方法则因收敛速度慢且通信依赖性高受到限制。因此,提出一种基于集群划分和交替方向乘子法(Alternating Direction Multiplier Method,ADMM)的分散式电压协同控制策略,通过群内自主调节与群间协同优化,有效应对通信缺失情景。仿真结果表明,该策略在改善电压分布、降低网损以及提升运行健壮性方面具有显著优势,为未来智能配电网的优化提供了有力支持。
文摘通过增加伪码字的代价,基于交替方向乘子法(Alternating Direction Method of Multipliers,ADMM)的惩罚译码方法可以改善低密度奇偶校验(Low-Density Parity-Check,LDPC)码低信噪比区域的译码性能,同时具有低的译码复杂度.而减少ADMM惩罚译码的欧几里德投影次数、选择合适的消息调度策略和设计有效的罚函数是提高ADMM惩罚译码速度的三种重要方法.为了进一步提高ADMM惩罚译码速度,通过利用Wei等人提出的方法来减少欧几里德投影的次数,本文设计了基于I-l1-PF罚函数的水平分层调度与垂直分层调度策略的两种LDPC码ADMM惩罚译码方法.仿真实验表明,与现有ADMM惩罚译码方法相比较,所设计的译码方法不仅具有较好的译码性能,而且能够显著降低LDPC码译码的平均迭代次数和平均译码时间.
文摘经典的非参数谱分析方法使用滑动窗口来捕捉大多数时间序列的频谱特性,然而这种方法不能很好地应用在时间序列的时频谱是时间连续的信号上.对于一些其时频谱满足时间连续频率稀疏的非平稳信号,提出了一种利用部分平行交替方向乘子法(Alternating Direction Method of Multipliers,ADMM)求解谱寻求问题用于此类信号的时频分析方法.对一段加噪声的仿真信号和一段EEG(脑电)信号使用提出的方法进行时频分析.仿真结果表明:与短时傅里叶的分析方法相比,提出的方法不仅提高了时频谱的频率分辨率和时间分辨率,还有效抑制了噪声.最后从ADMM算法停止准则的角度说明了算法的收敛.
文摘实时电价是智能电网需求侧管理的有效方法,对于维持电力供需平衡、削峰填谷至关重要。为提高实时电价模型的低碳经济性和精确性,在充分考虑用户与供电侧双方利益前提下提出碳交易机制,并根据新能源的发电特性构建风光出力不确定模型,建立以用户总效用最大、供电侧成本最小为目标的社会福利最大化实时电价模型。提出基于改进交替方向乘子法(alternating direction method of multiplier, ADMM),即高斯回代交替方向乘子法(ADMM with Gaussian back substitution, ADMM-GBS)的分布式优化调度方法,通过将不确定模型转化为确定模型求解。仿真结果表明,所提实时电价策略能够提升社会福利,验证了模型和算法的有效性。
基金supported in part by National Nature Science Foundation of China under Grant No.61471286,No.61271004the Fundamental Research Funds for the Central Universitiesthe open research fund of Key Laboratory of Information Coding and Transmission,Southwest Jiaotong University(No.2010-03)
文摘Decoding by alternating direction method of multipliers(ADMM) is a promising linear programming decoder for low-density parity-check(LDPC) codes. In this paper, we propose a two-step scheme to lower the error floor of LDPC codes with ADMM penalized decoder.For the undetected errors that cannot be avoided at the decoder side, we modify the code structure slightly to eliminate low-weight code words. For the detected errors induced by small error-prone structures, we propose a post-processing method for the ADMM penalized decoder. Simulation results show that the error floor can be reduced significantly over three illustrated LDPC codes by the proposed two-step scheme.
文摘区域聚焦照射(regional focusing irradiation)能将信号能量准确投送至指定区域,但阵列的超稀疏性使得副瓣区域能量较高,在实施精确电子战时极大增加了干扰系统遭受打击的风险,因此副瓣区域能量抑制问题必须加以解决.本文提出一种基于L∞范数评估栅瓣区域能量的方法,将其作为正则项引入区域聚焦照射模型以抑制副瓣区域最大能量,并建立了多目标优化模型.采用交替方向乘子(alternating direction method of multipliers)框架将原问题分解为两个子问题:对于恒模约束下二次规划子问题I,采用贪婪算法给出其闭式解;对于无约束L_(2)⁃L_(∞)范数的子问题II,将L_(∞)范数做近似光滑化处理,并通过梯度下降法求解.交替求解两个子问题至收敛,以求解发射信号.仿真实验表明,本文模型在副瓣区域能量抑制上较基于L1范数的区域聚焦照射模型具有更优性能,且本文算法实用性更强.
文摘针对工业机械设备实时监测中不可控因素导致的振动信号数据缺失问题,提出一种基于自适应二次临近项交替方向乘子算法(adaptive quadratic proximity-alternating direction method of multipliers, AQ-ADMM)的压缩感知缺失信号重构方法。AQ-ADMM算法在经典交替方向乘子算法算法迭代过程中添加二次临近项,且能够自适应选取惩罚参数。首先在数据中心建立信号参考数据库用于构造初始字典,然后将K-奇异值分解(K-singular value decomposition, K-SVD)字典学习算法和AQ-ADMM算法结合重构缺失信号。对仿真信号和两种真实轴承信号数据集添加高斯白噪声后作为样本,试验结果表明当信号压缩率在50%~70%时,所提方法性能指标明显优于其它传统方法,在重构信号的同时实现了对含缺失数据机械振动信号的快速精确修复。
