On Stability Analysis of Power Grids with Synchronous Generators and Grid-Forming Converters under DC-side Current Limitation
研究了直流侧限流条件下含并网变流器的同步发电机和可再生能源发电系统的稳定性。为此，我们首先考虑一个简单的2总线测试系统和降阶模型，以突出两类GFC控制之间的根本区别-（A）下垂，可调度虚拟振荡器控制（dVOC）和虚拟同步机（VSM），和（B）匹配控制。接下来，我们研究了简单系统下A类GFC直流电压动态的李雅普诺夫稳定性和输入输出稳定性，并将其推广到一般系统。接下来，我们提供了一个充分条件的输入到状态稳定性的2节点系统与B类GFC和扩展到一般系统。最后，时域仿真从一个简单的测试系统的降阶平均模型和详细的切换模型的GFC验证所提出的条件。
2021-03-18 cs.SY eess.SY
Bounds of Validity for Bifurcations of Equilibria in a Class of Networked Dynamical Systems
Indian Institute of Technology Bombay（印度理工学院孟买分校）；Cornell University（康奈尔大学）
本文研究了网络非线性动力学系统中平衡点分支图的有效性界限，通过Lyapunov-Schmidt还原方法的最新进展，建立了验证界限，并应用于非线性意见动态模型，揭示了网络结构与非线性动态行为的相互作用。
2026-03-26 cs.SY eess.SY
Economic MPC using a Cyclic Horizon with Application to Networked Control Systems
Institute for Systems Theory and Automatic Control, University of Stuttgart（斯图加特大学系统与自动控制中心）；Leibniz University Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）
本文研究了一种具有终端区域和成本的经济模型预测控制方案，通过循环 horizon实现系统在状态空间子集中的最优操作，并在合适 dissipativity 条件下保证收敛到最优子集，最终通过网络控制系统实例验证了方法的有效性。
2019-06-04 cs.SY eess.SY
Exact Robust Instability Analysis for Networked Dynamical Systems with Biological Application
Institute of Integrated Research, Institute of Science Tokyo（综合研究研究所，东京科学大学）；Applied Physics and Physico-Informatics, Keio University（应用物理与物理信息学，庆应义塾大学）；Mechanical and Aerospace Engineering, University of California Los Angels（机械与航空航天工程，加州大学洛杉矶分校）；Department of Electrical Engineering, National Sun Yat-sen University（电气工程系，国立中山大学）
本文针对名义不稳定的不确定网络化动力学系统，确定三类可简化分析的网络结构，推导鲁棒不稳定性半径的充分条件，并将结果应用于遗传调控网络的振荡行为分析。
2026-08-20 cs.SY eess.SY
Modeling and control of permanent-magnet synchronous generators under open-switch converter faults
本文研究了双级电机侧转换器中开开关故障的数学建模及永磁同步发电机的容错电流控制，提出了一种通用且不依赖电机运行模式的转换器模型，并通过改进抗饱和策略、适应空间矢量调制方案和注入额外参考电流来提升控制性能并减少转矩脉动。
2018-02-01 cs.SY eess.SY
Model reduction of networked passive systems through clustering
ACCESS Linaeus Centre and Department of Automatic Control, School of Electrical Engineering, KTH Royal Institute of Technology（ACCESS林奈斯中心与电气工程学院自动控制系，KTH皇家理工学院）
本文提出通过聚类相邻子系统来降阶网络，保持同步性，通过可控性和可观性分析确定聚类子系统，并通过实例验证结果。
2014-04-28 cs.SY eess.SY math.DS
Controllability of Coarsely Measured Networked Linear Dynamical Systems (Extended Version)
University of Toronto（多伦多大学）；Arizona State University（亚利桑那州立大学）；Vector Institute for Artificial Intelligence（向量人工智能研究所）
本文研究了大规模线性网络动力系统的能控性问题，当网络结构的完整知识不可得且知识仅限于粗略的概括时。我们提供的条件下，平均可控性的细尺度系统可以很好地近似平均可控性的（合成，降阶）粗尺度系统。为此，我们需要了解精细尺度网络的一些固有参数结构，这些结构使这种近似成为可能。因此，我们假设底层的细尺度网络是由随机块模型（SBM）生成的-通常在社区检测中进行研究。然后，我们提供了一个算法，直接估计的平均可控性的细尺度系统，使用一个粗略的总结SBM。我们的分析表明，基础结构的必要性（例如，内置社区）能够从粗略表征的网络动态准确地量化可控性。我们还比较了我们的方法的降阶方法，并强调制度，两者都可以胜过对方。最后，我们提供了模拟，以确认我们的理论结果为不同的缩放网络的大小和密度，以及参数，捕捉多少社区结构保留在粗略的总结。
2022-06-21 cs.LG cs.SY eess.SP
Aggregation of Evolutionary Game Dynamics on Large-Scale Weighted Networks
研究大规模加权网络上进化博弈动力学的维度灾难问题，提出基于向后等价性的聚合方法，给出简化为低维等价系统的条件，减轻计算负担，为解决该问题开辟严谨途径。
2026-07-22 cs.SY eess.SY
Stability Analysis of Large-Scale Distributed Networked Control Systems with Random Communication Delays: A Switched System Approach
Texas A&M University（德克萨斯农工大学）
本文研究了具有随机通信延迟的大规模分布式网络化控制系统的稳定性分析，提出了一种计算高效的简化模式模型，并考虑了马尔可夫跳变过程转移概率的不确定性，通过实例验证了方法的有效性。
2015-03-10 cs.SY eess.SY math.DS
Multistability and anomalies in oscillator models of lossy power grids
耗散耦合振荡器的分析是具有挑战性和高度相关的电网。标准的数学方法是不适用的，由于缺乏网络对称性引起的耗散耦合。在这里，我们证明了耗散耦合振荡器中的稳定同步状态之间的密切对应关系，以及它们的状态空间的{缠绕分区}，这是由网络拓扑引起的几何概念。利用这种缠绕划分，我们伴随着这篇文章的算法来计算耗散耦合振荡器的复杂网络的所有同步解。这些几何和计算工具使我们能够识别有耗网络系统的异常行为。反直觉地，我们表明，环路流和耗散可以增加系统的传输能力，耗散可以促进多稳定性。我们应用我们的几何框架来计算IEEE RTS-96测试系统上的潮流，在那里我们确定了两个高电压的解决方案与不同的回路流量。
2022-09-06 cs.SY eess.SY nlin.AO
Effect of Voltage Source Converters with Electrochemical Storage Systems on Dynamics of Reduced-inertia Bulk Power Grids
与分布式能源的大规模连接相关的主要问题是电力电子接口的份额增加，导致电力系统的全球惯性降低。最近的文献提倡使用电压源转换器（VSC）接口电池储能系统（BESS）作为一种潜在的方式来抵消这种缺乏惯性。然而，VSC对降低惯性电网的动态特性的影响还没有得到很好的理解，特别是对于大型输电网，其连接了旋转机器和与电力电子设备连接的资源的混合。在这方面，我们提出了一个扩展的IEEE 39总线测试网络，用于量化的影响减少惯性电网的VSC。在这方面，通过将原始10-同步机系统中的4个同步发电机替换为4个风力发电厂来获得减小惯性的39-总线系统，其中4个风力发电厂被建模为聚集的类型3风力涡轮机。然后，一个大规模的BESS被集成到减少的惯性网络通过一个三电平的中点箝位（NPC）转换器，从而被用于研究的影响VSC的动态的惯性减少的电力系统，以及比较不同的VSC控制。所提出的模型实现在一个实时仿真器上进行事故后分析，分别为原电力系统和减少的惯性之一，有和没有BESS-VSC。
2020-04-19 cs.SY eess.SY
Modular Model Order Reduction for Inverter-Based Power Systems with Stability and Accuracy Guarantees
提出模块化模型降阶框架，可独立降阶子区域并保留互联结构，通过个体规格保证整体精度与稳定性，在改进IEEE 118节点系统上验证有效。
2026-10-05 cs.SY eess.SY
Optimal Allocation of Virtual Inertia Devices for Enhancing Frequency Stability in Low-Inertia PowerSystems
随着可再生资源逐渐取代传统的基于发电的同步机，现代电网的动态变化显著，系统同步惯性大幅降低。这种变化对电力系统的稳定性提出了严峻的挑战，例如，它可能会导致较大的初始频率变化率和增加频率偏移。然而，新的机会也出现了novelconverter控制技术，所谓的网格形成策略，显示出更高的效率和更快的响应比传统的同步发电机。它们主要涉及虚拟惯性（VI）仿真来模仿同步机的行为。在这项研究中，一个状态空间模型的电力系统网络开发与VI作为一种频率调节方法。为了优化虚拟仪器的配置，提高电力系统频率稳定性，提出了一种考虑Fiedler模影响的简化模型基范数算法（RMHA）。最后，在IEEE 24节点系统上进行的案例研究证明了所提出的RMHA方法的有效性。
2021-11-05 cs.SY eess.SY
Delay-sensitive Joint Optimal Control and Resource Management in Multi-loop Networked Control Systems
在网络化的控制系统的操作中，其中多个过程共享资源有限且时变成本敏感的网络，通信延迟是不可避免的，并且主要受以下因素影响：首先，控制系统部署间歇传感器采样以通过限制非紧急传输来降低通信成本，其次，网络执行资源管理以最小化过多业务并最终最小化数据丢失。在异构场景中，控制系统可能仅容忍特定级别的传感器到控制器延迟，在控制和网络策略的设计中需要考虑延迟敏感性，以实现期望的性能保证。我们提出了一个跨层的控制，采样和资源管理策略的NCS组成的多个随机线性时不变系统，关闭其传感器到控制器的循环在一个共享的网络的最优协同设计。与先进的通信技术相结合，我们假设网络提供了一系列的延迟变化的传输服务，给定的价格。本地采样器决定要么支付更高的成本来访问低延迟通道，要么以较低的价格延迟发送状态样本。位于网络数据链路层中的资源管理器仲裁信道接入，并且如果链路容量被超过则重新分配资源。局部闭环系统的性能是由线性二次高斯成本和适当的通信成本的组合来衡量的，总体目标是最小化所有三个决策者定义的社会成本。我们得出最佳的控制，采样和资源分配政策下不同的跨层意识模型，包括常数和时变参数，并表明，更高的意识通常会导致性能增强的代价较高的计算复杂度。
2020-07-15 cs.SY eess.SY
Dynamic NE Seeking for Multi-Integrator Networked Agents with Disturbance Rejection
University of Toronto（多伦多大学）
本文研究了在外部扰动下多积分器网络代理博弈问题，提出了一种基于梯度博弈的纳什均衡寻求动力学，结合了动态内部模型组件以抑制扰动，通过局部通信实现部分信息下的共识子空间收敛。
2019-03-06 cs.SY eess.SY math.DS
Frequency Measurement Practices for Inertia Assessment in Inverter Based Resources Dominated Power Systems
National Technical University of Athens（雅典国立技术大学）；Massachusetts Institute of Technology (MIT)（麻省理工学院）
本文针对逆变器主导电力系统，定义窗口惯性估计量并推导精确恒等式与闭式预测，通过IEEE 9节点和希腊电网仿真证明快速频率响应会高估惯性，使运营商可理解测量结果。
2026-09-29 cs.SY eess.SY
Frequency Control in Microgrids: An Adaptive Fuzzy-Neural-Network Virtual Synchronous Generator
本文提出一种基于模糊神经网络的虚拟同步发电机参数自适应调整方法，以动态优化惯性、阻尼和下垂参数，显著降低微电网频率偏差至0.03 Hz内并缩短恢复时间。
2025-06-23 cs.AI cs.SY eess.SY
Improving Networked Music Performance Systems Using Application-Network Collaboration
Foundation for Research and Technology Hellas（希腊研究与技术基金会）；University of Crete（克里特大学）
本文提出通过动态音频与网络配置集成，满足音乐表演阈值约束，通过网络延迟调整路由行为和音频处理模式以降低端到端延迟。
2018-09-06 cs.SY eess.SP eess.SY
Small-signal Stability of a Unified Single-unit Infinite-bus Swing-equation Model for Generators and Inverters
University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；National Laboratory of the Rockies（落基山国家实验室）；University of Minnesota（明尼苏达大学）
提出一种统一摇摆方程模型，通过广义惯性、阻尼和同步常数分析发电机与逆变器在无穷大母线下的二阶有功-相角动态，并导出小信号稳定性参数条件。
2026-07-02 cs.SY eess.SY
Optimal Singular Perturbation-based Model Reduction for Heterogeneous Power Systems
University of Wisconsin–Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
本文提出两种基于奇异摄动的电力系统降阶方法，无需先验知识即可最优识别快速状态，通过贪心优化和非线性优化实现模型降阶，验证了方法的通用性和准确性。
2025-11-27 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
Nonlinear Stability Assessment Of Type-4 Wind Turbines During Unbalanced Grid Faults Based On Reduced-Order Model
针对电力系统稳定裕度下降及EMT模型建模困难的问题，提出一种改进的Type-4风电机组降阶模型，可系统性建模故障下耦合序分量，经PSCAD验证能准确跟踪不平衡故障后的功角和频率，适用于大信号稳定性评估。
2023-06-09 cs.SY eess.SY
Development of an EMT model of the Balearic power system
MHI（三菱日立电力系统）；Red Eléctrica – Redeia（西班牙电网公司）
针对巴利阿里群岛100%可再生能源目标带来的系统强度与惯量下降问题，本文开发了包含VSC-HVDC、同步补偿器和电池储能的电力系统电磁暂态模型，用于稳定性分析。
2026-10-02 cs.SY eess.SY
Automated Data-Driven Model Extraction and Validation of Inverter Dynamics with Grid Support Function
提出一种可扩展的自动化数据驱动分区建模框架，利用PEC开关模型的输入输出数据构建降阶线性传递函数模型，以高效准确地分析变换器主导电力系统的动力学，实验证明其精度超97%且计算速度提升6.5倍。
2023-07-28 cs.SY eess.SY
Frequency Domain Stability Conditions for Hybrid AC/DC Systems
本文提出混合交直流系统的紧凑频域表示与稳定性条件，包括母线级和直流网络级条件，并验证了多机系统降阶阻尼绕组模型。
2025-09-25 cs.SY eess.SY
The Benefits of an Integrated Approach for Stability-Constrained Power System Planning
German Aerospace Center (DLR)（德国航空航天中心）
针对电力系统规划串行方法的缺陷，研究集成方法在发电、输电、储能扩容时同步考虑稳定措施的优势，发现其可降低系统成本，且网格式电池储能系统的两用选项更具优势。
2026-08-07 cs.SY eess.SY math.OC
Integrated System Models for Networks with Generators & Inverters
同步发电机和基于逆变器的资源是复杂的系统，其动态特性跨越多个交织的物理域和控制回路。对单个发电机和逆变器进行建模本身就是一项非常复杂的活动，多年来一直吸引着电力工程师和控制理论家的关注。与电网跟随逆变器的日益普及相关的控制和稳定性挑战引起了对电网形成逆变器技术的极大兴趣。设想的逆变器技术与旋转机器共存，需要建模框架，可以准确地描述跨时间尺度的互联发电机和逆变器的网络动态。我们提出了一个全面的集成系统模型，这样的设置：i）采用电路和系统理论结构的组合，ii）统一表示的三相信号跨参考框架变换和相量类型，以及iii）利用领域级知识，工程见解，和合理的近似。贯穿我们工作的一个主题是明确区分基于物理的模型和建模任务。在从分析到实践的几种见解中，我们强调了微分代数方程模型和代数功率流相量模型如何从详细的原始电磁暂态模型中脱颖而出。
2022-07-24 cs.SY eess.SY math.DS
Analysis and Control of Acoustic Emissions from Marine Energy Converters
Institute for Energy Systems, School of Engineering, The University of Edinburgh（爱丁堡大学工程学院能源研究所）
本文提出了一种控制框架，通过改进发电机架构和操作控制减少海洋可再生能源设备的声发射风险，重点探讨了直接驱动永磁同步发电机对降低声压级的效果及最大功率点跟踪系数调整对减少对海洋哺乳动物影响的作用。
2025-11-25 cs.SY eess.SP eess.SY
Energy Control of Grid-forming Energy Storage based on Bandwidth Separation Principle
针对电力系统低惯量下频率调节受限的问题，提出一种考虑荷电状态限制的基于储能的改进型VSM控制，并基于带宽分离原理设计能量恢复控制以维持恒定能量储备，仿真验证了其有效性。
2024-08-29 cs.SY eess.SY
Global Frequency Reference Tracking as an Oscillation Suppression Mechanism in VSM Primary Control: A Coupled-Oscillator Study
School of Electrical Computer Engineering, Oklahoma State University（俄克拉荷马州立大学电气与计算机工程学院）
本文提出了一种基于全局频率参考的VSM控制架构，通过二阶摆动网络模型展示PI控制器能有效减少暂态和振荡，提升电网稳定性。
2025-12-28 cs.SY eess.SY
Towards Event-Triggered NMPC for Efficient 6G Communications: Experimental Results and Open Problems
本文研究了模型预测控制与网络通信的协同设计，设计并实现了基于6G平台的事件触发非线性模型预测控制器，实验证明其在减少通信需求的同时能保持与周期性控制相似的性能。
2025-06-26 cs.NI cs.SY eess.SY
