Dissipativity-Based Distributed Droop-Free Controller and Communication Topology Co-Design for DC Microgrids
本文提出一种基于耗散性的分布式无下垂控制与通信拓扑协同设计统一框架，通过LMI方法实现直流微电网电压调节与电流分配，并在仿真中验证了其有效性。
2024-10-01 cs.SY eess.SY
Distributed Secondary Frequency Control and SoC Balance for Droop-Controlled BESSs with A Unified SoC Relative Variation Rate
College of Artificial Intelligence, Nankai University（南开大学人工智能学院）；Tianjin Key Laboratory of Interventional Brain-Computer Interface and Intelligent Rehabilitation, Nankai University（南开大学天津市介入式脑机接口与智能康复重点实验室）
针对电池容量衰减导致下垂控制失效的问题，提出基于SoC水平比率的功率分配新下垂控制器，并设计分布式二次控制器实现SoC均衡、精确功率分配和频率恢复，经IEEE57系统仿真验证。
2026-09-17 cs.SY eess.SY
Recovery of Power Flow to Critical Infrastructures using Mode-dependent Droop-based Inverters
在电网故障后，恢复关键基础设施的电力流是在日益频繁的情况下出现的关键需求。本文提出了一种基于模式依赖下垂控制的逆变器的功率转换和恢复策略。逆变器的控制策略实现了以下目标：1）在并网模式下运行时，通过下垂型逆变器将输出有功功率和无功功率调节到期望值; 2）在主电网故障后，通过离网模式下运行的逆变器将潮流注入到网络中的关键负载的无缝过渡和恢复; 3）需要用于下垂控制的模式转换的电网/网络状态和条件的最小信息。一个框架，用于评估系统的稳定性，并指导控制器的参数选择开发使用面向控制的建模。基于明尼苏达大学医学中心M-Health Fairview真实电网的测试系统上的基于硬件在环的综合控制器实时仿真研究证实了所提出的控制器策略的有效性。
2021-01-29 cs.SY eess.SY
PID passivity-based droop control of power converters: Large-signal stability, robustness and performance
我们提出了一个完整的审查PID无源性为基础的控制器（PBC）应用于电力电子变换器，讨论的局限性，前所未有的优点和潜在的改进方面的大信号稳定性，鲁棒性和性能。我们提供四个主要贡献。标称的情况下，首先被认为是它示出，在完美的系统参数的知识的假设下，PID-PBC是能够保证全局指数稳定的任何正增益的期望的操作点。其次，我们分析了鲁棒性的控制器的参数不确定性的一类特定的功率变换器，通过建立精确的稳定裕度。第三，我们提出了一个修改的控制器，通过引入泄漏，以克服一些固有的性能和鲁棒性的限制。有趣的是，这种控制器可以在稳态下被解释为输入和被动输出之间的下垂，类似于传统的主控制器。第四，我们通过适当的单调变换的控制器的控制输入的饱和鲁棒设计。所得到的结果进行了深入的讨论和验证的模拟两个相关的电源应用：DC/DC升压转换器和HVDC并网电压源转换器。
2021-09-22 cs.SY eess.SY
Optimal Droop Control Strategy for Coordinated Voltage Regulation and Power Sharing in Hybrid AC-MTDC Systems
本文提出一种混合AC-MTDC系统的最优下垂控制策略，通过将频率控制回路嵌入MMC并动态调整运行点，在降低发电成本的同时实现直流电压与交流频率的协调调节，并通过Nordic测试系统验证其优于有功功率控制和自适应下垂控制。
2025-05-06 cs.SY eess.SY
iDroop: A dynamic droop controller to decouple power grid's steady-state and dynamic performance
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）
本文提出iDroop控制器，通过电网连接逆变器实现一次频率控制，提升网络动态性能。该方法克服了虚拟惯性控制器的局限性，同时保留传统下垂控制的优势，实现分布式供应与需求平衡及功率共享。
2016-12-17 cs.SY eess.SY math.OC
Microgrid Operation Control with Adaptable Droop Gains
针对低碳电力系统中微电网的不确定性挑战，提出含自适应下垂增益的双线性鲁棒极小极大MPC控制方案，可提升可再生能源利用率并降低燃料电池出力。
2025-06-18 cs.SY eess.SY
Estimation of Stability Regions of Droop Control Slopes for MMC-based MTDC Systems
针对基于模块化多电平换流器（MMC）的多端直流（MTDC）系统，提出了一种快速有效地估计下垂控制斜率稳定域的计算方法。所提出的方法是基于一个一般的小信号模型组成的直流电网与任意拓扑结构和MMC与dq控制器。用系统的方法建立的一般小干扰模型可用于小扰动稳定性分析。为了验证小信号模型的正确性，将MATLAB中的小信号模型与PSCAD/EMTDC中的详细开关模型进行了比较，验证了小信号模型的正确性。基于特征值灵敏度和特征值的泰勒级数，导出了一组不等式约束，并用于有效地估计下垂特性的所有耦合斜率的稳定区域。该方法有助于有效地设计和调整MMC-MTDC系统的下垂控制器参数。最后通过上确界检验和稳定域绘制等方法验证了该方法的有效性和可行性。
2020-04-07 cs.SY eess.SY
Small-Signal Stability Analysis for Droop-Controlled Inverter-based Microgrids with Losses and Filtering
由多个分布式能源（DER）供电的孤岛微电网通常采用下垂控制机制进行功率共享。由于微电网不包括惯性元件，并且噪声测量的低通滤波在控制中引入滞后，下垂状控制器可能引起显著的稳定性问题。本文旨在了解下垂控制对微网小干扰稳定性和暂态响应的影响。为了实现这一目标，我们提出了一个概要的结果下垂控制逆变器为基础的微电网与异构负载的小信号稳定性，区分：（1）无损与有损网络;（2）下垂机制与无滤波器，以及（3）网状与径向网络拓扑。小信号和瞬态特性也进行了研究，使用IEEE测试系统的多个仿真研究
2019-07-04 cs.SY eess.SY
Extremum-Seeking Adaptive-Droop for Model-free and Localized Volt-VAR Optimization
在有源配电系统中，采用电压无功优化（VVO）方法来实现网络级目标，如最小化网络功率损耗。常用的基于模型的集中式和分布式VVO算法在没有通信系统以及模型和测量不确定性的情况下表现不佳。在本文中，我们提出了一种无模型的局部电压无功控制方法，网络级优化，不需要与其他决策代理的通信。该算法是基于极值搜索方法，只使用本地测量，以最大限度地减少网络的功率损耗。为了证明所提出的极值寻求控制器收敛到最优解，我们还推导出数学条件的损失最小化问题是凸的控制变量。本地控制器在高度可变的场景中引起稳定性问题。因此，所提出的极值搜索控制器与自适应下垂控制模块集成，以提供稳定的局部控制响应。所提出的方法是使用IEEE 4总线和IEEE 123总线系统进行验证，并实现了损耗最小化的目标，同时保持电压在预先规定的限制，即使在高度可变的DER生成场景。
2021-07-09 cs.SY eess.SY
Hardware test and validation of the angular droop control: Analysis and experiments
Leibniz University of Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）；Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院）
本文通过硬件实验验证了角度下垂控制在电网形成型直流/交流转换器中的应用，展示了其在频率调节、黑启动能力和功率共享方面的性能。
2026-03-10 cs.SY eess.SY
Isochronous Architecture-Based Voltage-Active Power Droop for Multi-Inverter Systems
由分布式能源与多逆变器系统连接组成的先进微电网正变得越来越普遍。因此，在微电网中使用传统的下垂为基础的方法的电压和频率调节的有效性受到挑战的大小和时间表的负载的不确定性。本文提出了一种仅采用电压-有功功率下垂（VP-D）控制的逆变器并联等容结构，以改善基于多逆变器的分布式能源（DER）的有功功率共享和即插即用。尽管没有采用显式控制频率调节，这种架构允许甚至共享无功功率，同时保持逆变器之间的循环电流减少。即使在命令参考和网络中实际负载所需的功率之间存在失配时，也可以实现性能。通过采用全球定位系统（GPS）来传播使微电网能够在整个网络中保持标称系统频率的定时信号，来实现等幅架构。这使得即使在存在系统干扰的情况下，也能够通过电压源逆变器（VSI）输出电压调节来直接控制有功功率。通过对多逆变器系统在稳态工作点附近的小信号特征值分析，研究了采用VP-D控制的多逆变器系统的稳定性。在1.2 kVA样机上进行了仿真研究和硬件实验。所提出的架构对有功和无功功率共享逆变器与负载的情况下的有效性进行了证明。硬件实验结果证实了所提出的VP-D控制架构的可行性。
2020-03-12 cs.SY eess.SY
Improved Droop Control in DC Microgrids via Voltage-Locked Loop Synchronization
ABB Corporate Research Center（ABB中央研究院）；ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）
针对直流微电网下垂控制瞬态性能差的问题，提出基于电压锁定环同步的改进下垂控制，通过虚拟直流电机与虚拟电流源功能分离改善瞬态响应并实现负载共享，实验验证了其有效性。
2026-09-21 cs.SY eess.SY
Voltage-Independent Active-Power Droop Coefficient for Enhanced Andronov-Hopf Oscillator Grid-Forming Inverters
Aalborg University（奥尔堡大学）
本文提出增强型 Andronov-Hopf 振荡器（EAHO）策略，通过使有功功率下垂系数与电压幅值解耦，在保留原 AHO 动态优势的同时，提升频率与电压支撑能力，并确保并网及独立模式下构网逆变器间的准确功率分配。
2025-11-07 cs.SY eess.SY
Certificate-based Synthesis of Coordinated Droop Control for Heterogeneous Radial Distribution Networks
Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学）
本文提出一种基于证书的异构辐射型配电网协调下垂控制方法，推导保留局部信息的电压包络，设计带虚拟协调与仿生前馈补偿的控制器，在两个基准网络上验证其可得到更紧凑且空间信息丰富的证书。
2026-09-22 cs.SY eess.SY math.OC
Synchronization and Power Sharing for Droop-Controlled Inverters in Islanded Microgrids
University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）
将电感微电网中的负载和下垂控制逆变器建模为Kuramoto耦合振荡器模型，给出了同步解存在且唯一局部指数稳定的充要条件，提出了基于平均算法的分布式积分控制器以实现动态频率调节并保持功率分配特性。
2013-02-21 cs.SY eess.SY math.DS
Passivity based Stability Assessment for Four types of Droops for DC Microgrids
该研究针对直流微电网的四类升压变换器下垂控制，基于无源性概念结合EN 50388-2标准，通过低通滤波器和母线阻抗推导设计无源控制器，并经带恒功率负载的单变换器微电网仿真验证了方法有效性。
2024-09-17 cs.SY eess.SY
Stability of Droop-Controlled Low-Frequency Transmission Lines
University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；Universidad Politécnica de Madrid（马德里理工大学）
该研究针对下垂控制的低频交流传输线，采用特征值分析探究其小信号稳定性，明确了影响稳定性的关键参数及系统动态的主导因素。
2026-09-02 cs.SY eess.SY
Stability and convergence of multi-converter systems using projection-free power-limiting droop control
University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
提出一种无投影限功率下垂控制方法，使并网变流器网络动态关于约束流问题的优化集半全局指数稳定，并分析了收敛速率及参数调节方法。
2026-07-03 cs.SY eess.SY
Exploring Converter Control Duality in Microgrids: AC Grid-Forming vs DC Droop Control
ABB Corporate Research Center（ABB企业研究中心）；ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）
本文探讨了交流电网形成与直流下垂控制的二元性，揭示了两者在小信号模型、电流控制结构、功率共享机制及扰动信号等方面的等价性，为统一控制设计提供新见解。
2026-06-06 cs.SY eess.SY
Saturation-Aware Model Predictive Energy Management for Droop-Controlled Islanded Microgrids
在本文中，我们提出了一种基于极小极大模型预测控制（MPC）的能量管理系统，该系统对可再生能源的进料和负载的不确定性具有鲁棒性。MPC制定包括一个模型的低电平下垂控制与饱和的功率和能量限制的单位。强大的基于MPC的能源管理系统往往不能充分利用可再生能源来保证安全运行。为了减轻这种影响，我们进一步考虑可再生能源的下垂控制。对于下垂控制单元的微电网，我们表明，增强下垂反馈与饱和扩大了可行的控制动作的空间。然而，所得到的控制器需要解决一个混合整数的问题，额外的变量和方程表示饱和。我们推导出一个计算易处理的制定这个问题。此外，我们研究了通过使用饱和下垂，可再生下垂和两者的组合在案例研究中获得的性能。
2021-07-06 cs.SY eess.SY math.OC
Comparative Evaluation of Transition Mechanisms for Adaptive Droop Gains in Parallel Grid-Forming Inverters
Helmut Schmidt University（赫尔穆特·施密特大学）
针对并联构网型逆变器下垂增益切换引起的暂态问题，比较硬切换、速率限制、一阶IIR低通滤波及S曲线等过渡机制，实验表明S曲线将功率超调从632.7W降至约115W，频率超调限制在0.003Hz。
2026-06-11 cs.SY eess.SY
SOPF-Based Adaptive Droop Control for Hybrid AC--HVDC Grids Under Offshore Wind Uncertainty
Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）
本文提出基于SOPF的自适应下垂控制方法，通过贝塔分布建模风电预测不确定性，利用PCE在机会约束SOPF中分析随机状态，提取最优下垂增益以提高电压安全性和风电并网性能。
2026-05-07 cs.SY eess.SY
Networked dynamics with application to frequency stability of grid-forming power-limiting droop control
本文通过将限功率构网型下垂控制建模为受约束网络流问题，利用坐标变换与原对偶动力学建立全局渐近稳定性，从而证明变流器频率同步并刻画同步频率及功率共享特性，最终以EMT仿真验证。
2025-07-01 cs.SY eess.SY
Variable speed hydropower plant with virtual inertia control for provision of fast frequency reserves
在本文中，五个虚拟惯性控制结构的实现和测试的变速水电站（VSHP）。结果表明，所有五个可以提供快速的电力储备，以维持电网稳定后，干扰后的干扰。VSHP非常适合于该目的，因为其输出功率可以通过利用涡轮机和发电机的旋转能量几乎瞬时地改变。这将导致涡轮机转速暂时偏离其最佳值。然后，调速器控制将通过控制导叶开度并由此控制涡轮流量和机械功率来重新获得涡轮转速。这样，VSHP输出功率可以永久改变，以主要贡献频率储备。动态和特征值分析进行比较五个不同版本的基本VSG和VSM控制结构; VSG，工频PID控制器与永久下垂（VSG-PID），VSM，VSM与工频PD控制器（VSM-PD），和VSM与工频PID控制器和永久下垂（VSM-PID）。它们通过两个主要标准进行评估;它们提供瞬时功率（惯性）以降低频率变化率（ROCOF）的能力以及它们对频率遏制控制（稳态频率下降响应）的贡献
2020-03-18 cs.SY eess.SY
Distributed Droop-Free Control of Grid-Forming Inverters with Dynamic Line and Load Modeling
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
本文提出一种暂态感知的无下垂分布式控制框架，用于构网型逆变器，通过动态线路和负荷建模实现功率比例分配与调节，在弱电网中改善暂态性能。
2026-09-09 cs.SY eess.SY
Energy Storage System (ESS) for Compensating Unbalanced Multi-microgrids Using Modified Reverse Droop Control
单相微网（MG）和负载与三相MG的连接产生了诸如MG的公共耦合点（PCC）处的不平衡电压和电压升高的电能质量问题。为了改善多微网中三相PCC的电压质量，提出了一种改进的储能系统反向下垂控制（MRDC）方案。MRDC由无功功率补偿器（RPC）和电压补偿器组成。该控制器利用ESS产生的无功功率调节MMG的无功功率和电压不平衡度。采用Opal-RT OP 5600实时仿真器进行实时仿真，验证了该方案的有效性。PCC处的电压不平衡系数（VUF）从3.6%降低到0.25%，而单相负载处的无功功率显著降低。
2021-04-09 cs.SY eess.SY
Optimal Voltage and Current Control of an HVDC System to Improve Real-Time Frequency Regulation
用于恒定或间歇电力输送的高压直流（HVDC）系统最近已经被进一步开发以支持电网频率调节（GFR）。提出了一种新的基于线路换相换流器（LCC）的HVDC系统控制策略，通过对直流侧电压和电流进行优化调节，提高了整流侧和逆变侧交流网络的实时GFR。以直流电压和直流电流为输入变量，建立了LCC直流输电系统的动态模型，并将其与用于惯性仿真和下垂控制的反馈回路相结合。线性二次型高斯（LQG）控制器的最优二次频率控制，同时减轻HVDC换流器的下垂控制器之间的冲突。然后进行了特征值分析，重点对模型参数和控制器增益的影响所提出的战略。仿真案例研究也进行了使用济州海南HVDC系统作为试验台。案例研究的结果证实，所提出的策略，使高压直流输电系统，以提高GFR，在双方电网中的发电机协调，通过利用高压直流输电换流器的快速动态。所提出的策略也是有效的，在各种条件下的LQG加权系数，惯性仿真，下垂控制。
2020-12-14 cs.SY eess.SY
Mixed Voltage Angle and Frequency Droop Control for Transient Stability of Interconnected Microgrids with Loss of PMU Measurements
Texas A&M University（德克萨斯农工大学）；GE Global Research, India（通用电气全球研究院印度分部）；University of Notre Dame（圣母大学）
本文提出了一种混合电压角度和频率下垂控制框架，用于在失去PMU测量时提高互联微电网的暂态稳定性，通过非线性切换系统模型和耗散性基于的分布式二次控制设计来保证稳定性。
2020-08-28 cs.SY eess.SY math.OC
Dynamic Voltage Stiffness Control Technique for a Virtual Oscillator based Grid-forming Controller
虚拟振荡器控制是并网逆变器的最新控制技术。基于虚拟振荡器的控制器（VOC）提供传统下垂控制器的所有稳态下垂功能，此外，还提供与所连接的电网的时域同步。然而，现有文献没有考虑VOC的电压刚度的动态控制方面。电压刚度是并网逆变器的一个重要参数。如果电压刚度太高，逆变器将获得PCC的所有无功功率需求。相反，如果刚度太低，逆变器根本不参与电压调节。在较高电压暂降期间限制无功功率输出，特别是当连接到弱电网时，对于VOC来说具有挑战性。进入电流控制模式是现有的解决方案，但它严重影响VOC和PCC的电压之间的有效同步。结果，网格形成操作模式变得低效。本文介绍了一种基于虚拟阻抗（VIm）的VOCs动态电压刚度控制技术。提出了系统的电压刚度控制器的设计过程。此外，一个严格的稳定性分析方法。
2022-10-06 cs.SY eess.SY
Chance-Constrained OPF in Droop-Controlled Microgrids with Power Flow Routers
由于可再生能源发电的不确定性，其高渗透率给电力系统运行带来了巨大的挑战。在下垂控制的微电网中，可更新的不确定性引起的电压波动会因高下垂增益而加剧。为了更好地调节微电网的电压分布，提出了一种带潮流路由器的机会约束最优潮流（CC-OPF）问题。PFR是一种通用的网侧控制器，它能给电网带来更大的灵活性。与仅依赖于功率注入灵活性的常规CC-OPF相比，该模型引入了一个新的控制维度，以提高系统在可更新不确定性下的性能。由于包含PFR使问题复杂化，并且使得常见的求解器不再直接适用，因此我们设计了迭代求解算法。对于每一步迭代中的子问题，通过灵敏度分析将机会约束转化为等价的确定性约束，从而利用凸松弛方法有效地求解子问题.在改进的IEEE 33节点系统上对所提方法进行了验证，结果表明，PFR对缓解系统电压波动性有显著作用，使系统运行更加经济、安全。
2020-10-30 cs.SY eess.SY
On Theoretical Stability Proof and Stability Margin Analysis of Enhanced Droop-Free Control Schemes for Islanded Microgrids
Shandong University（山东大学）；Stevens Institute of Technology（史蒂文斯理工学院）
本文首次为增强无次谐波控制方案提供理论稳定性证明，分析了系统设置对稳定性边界的影响，并指出可控DERs的可用容量对稳定性边界的决定性作用。
2026-03-04 cs.SY eess.SY
Zero-inertia Offshore Grids: N-1 Security and Active Power Sharing
丹麦致力于保持其在风能大规模整合方面的领先地位，丹麦政府最近批准了新的海上能源岛的建设。这些新的岛屿将是零惯性系统，这意味着岛上将不会安装同步发电机，并且功率不平衡将仅在转换器之间共享。为此，本文提出了一种方法来计算和更新的频率下降增益的海上转换器符合N-1安全标准的情况下，转换器停运。频率下降增益的计算解决了一个优化问题，考虑到转换器的功率限制以及系统的稳定性。因此，所提出的控制器，确保海上系统的安全运行，在任何功率不平衡的情况下，并允许更大的负载能力在故障前状态，如仿真结果所证实的。
2021-08-16 cs.SY eess.SY
Transient Stability of GFL Converters Subjected to Switching of Droop-Controlled GFM Converters
本文研究了在负载转换器切换下GFL转换器的暂态稳定性问题，通过建立数学模型和推导切换条件，提出虚拟固定d轴控制策略以提高稳定性。
2026-04-21 cs.SY eess.SY
Enhanced Microgrid Power Flow Incorporating Hierarchical Control
提出了一种具有分级控制效果的增强型微网潮流算法。新的贡献有三个方面：1）建立一个先进的分层控制为基础的牛顿方法，以准确评估功率共享和电压调节的效果; 2）一个修改的雅可比矩阵推导出纳入下垂控制和各种次级控制模式;和3）次级调整计算的下垂控制为基础的潮流结果，以确保一个强大的牛顿解决方案。实例研究表明，EMPF是有效和高效的，可以作为一个强大的工具，微电网的运行和监测，特别是在城市地区的高度网状微电网。
2020-01-12 cs.SY eess.SY
Reinforcement Learning for Optimal Primary Frequency Control: A Lyapunov Approach
随着越来越多的逆变器连接的可再生能源被整合到电网中，频率稳定性可能会因为机械惯性和阻尼的降低而降低。缓解这种性能下降的常见方法是使用可再生资源的电力电子接口进行主频率控制。由于逆变器连接的资源可以实现对频率变化的几乎任意响应，因此它们不限于再现线性下垂行为。为了充分利用它们的能力，强化学习（RL）已经成为设计非线性控制器以优化许多目标函数的流行方法。由于逆变器连接的资源和同步发电机将是电网的重要组成部分，在不久的将来和中期，前者的学习控制器应该稳定相对于后者的非线性动态。为了克服这一挑战，我们明确地设计了基于神经网络的控制器的结构，使它们通过使用李雅普诺夫函数来保证系统的稳定性。一个递归神经网络架构是用来有效地训练控制器。所得到的控制器只使用本地信息和优于最佳线性下垂以及其他国家的最先进的学习方法。
2021-12-29 cs.SY eess.SY math.OC
Distributed Mixed Voltage Angle and Frequency Droop Control of Microgrid Interconnections with Loss of Distribution-PMU Measurements
Texas A&M University（德克萨斯农工大学）；GE Global Research（通用电气全球研究中心）；University of Notre Dame（圣母大学）
本文提出了一种新的分布式混合电压角度和频率下垂控制框架，以提高在分布式PMU测量丢失情况下微电网互联的可靠性，通过在角度下垂控制失效时使用频率下垂控制来保证稳定性，并设计分布式二次控制器以保证网络的暂态稳定性。
2020-12-24 cs.SY eess.SY math.OC
Dissipativity-Based Distributed Control and Communication Topology Co-Design for Voltage Regulation and Current Sharing in DC Microgrids
本文提出基于耗散性的分布式无下垂控制与通信拓扑协同设计方法，通过LMI实现直流微电网电压调节与电流共享，并在仿真中验证优于下垂控制。
2025-10-14 cs.SY eess.SY
Nonlinear Optimal Control of DC Microgrids with Safety and Stability Guarantees
University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）
本文提出一种安全关键控制器，通过整合控制李雅普诺夫函数和控制屏障函数，以二次规划形式实现直流微电网的安全稳定控制，实验表明其在安全性和稳定性方面优于传统滴落控制。
2025-06-03 cs.SY eess.SY
Grid-Forming Control with Assignable Voltage Regulation Guarantees and Safety-Critical Current Limiting
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）
本文提出了一种具有可分配电压调节和安全关键电流限制的电网形成控制器，通过控制屏障函数实现鲁棒的电压形成和快速恢复。
2026-03-03 cs.SY eess.SY
Generative Adversarial Networks for Real-time Stability of Inverter-based Systems
针对孤岛系统中传统在线稳定域估计计算复杂且不可扩展的问题，提出利用条件生成对抗网络（cGANs）学习电力系统稳定性，提供了一种高效且可扩展的实时稳定性评估与下垂增益调整替代方案。
2019-01-16 cs.SY eess.SY
Engineering Inertial and Primary-frequency Response for Distributed Energy Resources
University of Minnesota（明尼苏达大学）；National Renewable Energy Laboratory（美国国家可再生能源实验室）；The University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学）
本文提出一种框架，用于为分布式能源资源设计合成惯性和下垂控制参数，以确保由DERs和同步发电机组成的网络频率满足规定的暂态和稳态性能要求。
2017-06-07 cs.SY eess.SY
Voltage Restoration in MVDC Shipboard Microgrids with Economic Nonlinear Model Predictive Control
本文针对海军中压直流微电网电压恢复与功率分配问题，提出结合复杂下垂控制的非线性模型预测控制策略，实现超级电容器承担高频脉冲负载、电池与辅助发电机分担稳态负载，并通过降阶模型与多目标约束优化验证其有效性。
2024-05-02 cs.SY eess.SY
Distributed Multiconsensus Control of BESSs Based on Centrality of Eigenvectors
College of Artificial Intelligence, Nankai University（南开大学人工智能学院）；Tianjin Key Laboratory of Interventional Brain-Computer Interface and Intelligent Rehabilitation, Nankai University（南开大学天津市介入式脑机接口与智能康复重点实验室）
针对电池储能系统，提出基于特征向量中心性的通信权重分配方法，设计分布式二次电压与SoC平衡控制器，实现单领导者电压多一致性及按容量功率分配，仿真验证有效性。
2026-09-21 cs.SY eess.SY
Multiobjective Backstepping Controller for Parallel Buck Converter
针对并联降压变换器负载分担系统，设计了一种反推控制器。控制器的目标是确保适当的电流分配和输出电压调节。所设计的控制器成功地测试了恒定负载和负载条件的突然变化。
2020-08-02 cs.SY eess.SY
Dynamic Droop Control in Low-inertia Power Systems
在低惯性电力系统中，一种被广泛接受的减轻动态退化的方法是使用并网逆变器来模拟发电响应以恢复电网的刚度。在本文中，我们试图挑战这种方法，并主张基于逆变器的频率控制的性能权衡的系统分析的原则性设计。有了这个目标，我们进行了定性和定量的研究比较传统的控制策略-下垂控制（DC）和虚拟惯性（VI）-$\mathcal L_2$和$\mathcal L_\infty$信号规范引起的几个性能指标的影响。通过扩展最近提出的模态分解方法，我们捕获的步骤和随机功率干扰，和频率测量噪声的影响，对系统的整体瞬态和稳态行为。我们的分析揭示了这些解决方案的几个局限性，如DC无法在不增加稳态控制工作的情况下提高动态频率响应，或VI在存在测量噪声的情况下引入的较大频率变化。我们进一步提出了一种新的dynam-i-c下垂控制器（iDroop），克服了DC和VI的限制。更准确地说，我们表明，iDroop可以调整，以实现高噪声抑制，快速的系统范围内的同步，或频率过冲（最低点）消除，而不影响稳态控制的努力份额，并提出了调整建议，这些目标之间取得平衡。大量的数值实验表明，即使我们的比例假设是无效的，所提出的调整是有效的，并且用于最低点消除的特定调整在各种性能指标之间取得了良好的权衡。
2019-08-28 cs.SY eess.SY math.OC
A Distributed Step-by-step Finite-time Consensus Design for Heterogeneous Battery Energy Storage Devices with Droop Control
针对异构电池储能系统，提出一种分布式逐步有限时间一致性控制方案，实现能量均衡、功率共享及电压频率恢复，并在IEEE 57节点系统验证其有效性。
2026-09-21 cs.SY eess.SY
Decentralized DC MicroGrid Monitoring and Optimization via Primary Control Perturbations
Aalborg University（奥尔堡大学）；Arizona State University（亚利桑那州立大学）
本文提出一种基于一次下垂控制的分布式方法，利用本地电压测量实现微电网的自主学习和适应，无需外部通信系统。通过协调操作点切换，解决最优经济调度问题，验证了该方法的有效性。
2018-03-26 cs.SY eess.SY
Passivity-based power sharing and voltage regulation in DC microgrids with unactuated buses
在本文中，我们提出了一种新的四阶段分布式控制器的直流微电网，实现功率共享和平均电压调节的电压在致动和未致动总线。提出了用于DC微电网的控制器，该DC微电网包括具有时变致动状态的多个分布式发电单元（DGU）、动态RLC线路、非线性恒定阻抗、电流和功率（ZIP）负载以及时变网络拓扑。控制器包括一个非线性增益，PI控制器，和两个动态分布平均阶段的渐近稳定性设计。这构成了DC微电网以及每个控制器子系统的第一推导无源性特性。此后，设计参数被发现，通过一个被动为基础的优化使用最坏情况下的子系统属性。所得到的闭环对于DGU致动变化、网络拓扑变化和微电网参数变化是鲁棒的。通过仿真验证了所提出的控制的稳定性和鲁棒性。
2023-01-31 cs.SY eess.SY
Robust black start of an offshore wind farm with DRU based HVDC link using power synchronization control
本文提出一种用于含DRU-HVDC链路海上风电场黑启动的通用功率同步控制器，通过外环电压-功率下垂和虚拟功率量应对大延迟，实现均衡功率分配与稳定运行，案例验证其鲁棒性。
2025-06-20 cs.SY eess.SY
Distributed Output-Feedback LQG Control with Delayed Information Sharing
ACCESS Linnaeus Center, School of Electrical Engineering, KTH-Royal Institute of Technology（ACCESS林奈斯中心，电气工程学院，皇家理工学院）
针对输出反馈下的分布式LQG控制问题，提出一种控制器综合方法，通过将控制器分解为中心化LQG最优控制器与基于局部信息的校正项之和，推导出最优控制器增益的显式离散时间方程。
2013-09-17 cs.SY eess.SY
An Optimal Load-Frequency Control Method for Inverter-Based Renewable Energy Transmission
University of Arkansas（阿肯色大学）
本文提出一种优化负荷频率控制器设计方法，用于通过静态逆变器接入电网的可再生能源系统，以应对太阳能和风能条件的动态变化，同时保持与同步发电机的稳定性。
2013-09-10 cs.SY eess.SY
Towards Optimal Primary- and Secondary-control Design for Networks with Generators and Inverters
对于以大型同步发电机（SG）为主要特征的电网，存在桥接优化和控制任务的重要工作主体。一个通用的工作流程，在这样的努力需要：表征控制算法和SG动态的稳定状态;评估相对于最优调度任务的最优性的结果的操作点;和规定控制参数，以确保（在合理的环境扰动）所考虑的控制轻推系统稳定状态的最优性。上述方法的良好研究实例包括设计：i）自动发电控制（AGC）参与因子以确保经济最优性，以及ii）调速器频率下降斜率以确保功率共享。认识到未来的电网将具有不同的控制结构的SG和基于逆变器的资源（IBR）的多样化组合，这项工作研究了这种情况下的优化控制工作流程的不同步骤。考虑IBR和SGs的有功功率频率动态的代表性模型，提出了稳态特性（有和没有二次频率控制）。然后推导出有功功率下降斜率和AGC参与因子的条件，以确定所需的功率分配，并确保在不同的功率需求下经济地优化运行。
2022-10-12 cs.SY eess.SY math.OC
Leveraging Predictions in Power System Frequency Control: an Adaptive Approach
本文提出一种利用短期负荷预测的自适应频率控制方法，通过将净负荷预测整合到控制器设计中，并与现有控制器无缝结合，实现了分散式频率恢复，显著提升了暂态和频率恢复性能。
2023-05-20 cs.SY eess.SY
