Grid-forming frequency shaping control
随着电力系统过渡到高可再生能源渗透的状态，很少或根本没有同步发电机的存在使得电网跟随逆变器的良好调节频率的先决条件变得不现实。因此，有一种趋势是诉诸直接设置频率的并网逆变器。我们提出了一种新的网格形成频率整形控制，能够形成聚合系统的频率动态到一阶一个所需的稳态频偏和频率变化率（RoCoF）后，突然的功率不平衡。由一阶动态产生的无过冲特性允许系统频率单调地向其新的稳态移动而不经历频率最低点，这大大提高了频率安全性。我们证明了我们的网格形成频率整形控制，使系统内部稳定的温和的假设下。所提出的控制的性能进行了验证，通过数值模拟修改后的冰岛电网的测试情况。
2020-09-14 cs.SY eess.SY
How Decentral Smart Grid Control limits non-Gaussian power grid frequency fluctuations
电网中的频率波动是由不可预测的可再生能源、消费者行为和交易引起的，需要加以平衡，以确保电网稳定运行。标准的智能电网解决方案，以减轻大的频率偏移是基于集中收集数据，并引起安全和隐私问题。此外，波动的控制经常通过采用高斯扰动来测试。在这里，我们证明了电网频率波动一般是非高斯的，这意味着大的偏移比基于高斯建模的预期更有可能。我们认为真正的电网频率测量欧洲大陆和比较随机模型和预测的基础上福克-普朗克方程。此外，我们审查分散的智能电网控制方案，以限制这些波动。特别是，我们推导出一个比例律的分散控制行动如何减少频率波动的幅度，并证明了这些理论预测的力量，使用测试网格。总体而言，我们发现，分散式智能电网控制可以减少电网频率偏移由于高斯和非高斯功率波动，从而提供了一种替代途径，以减轻波动引起的风险。
2021-03-24 cs.SY eess.SY nlin.AO
Converter-Grid Interaction Stability Guaranteed Safe Deep Reinforcement Learning for Energy Storage Systems in Grid Frequency Support
针对储能系统并网换流器与电网交互稳定性问题，提出一种安全深度强化学习方法，通过双DNN稳定域和稳定性投影层硬约束，实现100%稳定性的频率调节，提升调节性能。
2026-09-16 cs.SY eess.SY
Local Effects of Grid-Forming Converters Providing Frequency Regulation to Bulk Power Grids
以可再生能源逐步取代传统发电需要恢复足够的电力调节能力，以确保电力系统的可靠运行。电池储能系统（BESS）被认为是恢复适当频率调节容量水平的有前途的资产。BESS通常通过功率转换器连接到电网，能够在电网形成或电网跟随模式下操作。本文定量评估了向大电力系统提供频率调节的BESS对当地配电网的影响。提出了具体的指标来比较网格形成和网格跟踪控制的性能。实验结果得到利用720 kVA/500 kWh BESS连接到20 kV配电网的EPFL校园。基于适当提出的指标的定量评价证实了优越的性能的网格形成策略，相比网格以下的。
2021-10-11 cs.SY eess.SY
The stochastic nature of power-grid frequency in South Africa
在这项工作中，我们探讨了两种机制，解释非高斯行为的电网频率记录在南非电网。我们利用一个福克-普朗克的方法，电网频率，产生一个共同的模型参数，如惯性，阻尼和噪声幅度和非参数估计直接从电网频率记录相同之间的直接关系。我们提出了两种解释，在南非的非高斯尖峰分布：第一个基于乘性噪声的电网频率记录，我们观察到在南非;第二个基于众所周知的计划和计划外的甩负荷和滚动停电困扰南非。对于第一个，我们推导出一个解析表达式的乘性噪声的影响，允许估计的所有统计矩-并讨论与数据比较的缺点;对于第二个，我们采用了一个简单的数值分析与南非的模块化电网。这两个选项都有助于了解南非电网频率的统计数据，特别是重尾的存在。
2022-11-10 cs.SY eess.SY physics.data-an
Use Energy Storage for Primary Frequency Control in Power Grids
随着太阳能光伏发电量的增加，电力系统的频率稳定性变得更加脆弱。储能为缓解高光伏渗透率的影响提供了一种选择。本文使用美国东部互联网（EI）和得克萨斯州互联网（ERCOT）的电网模型，研究了在高光伏渗透率下使用储能来改善频率响应的能力。研究结果有助于确定利用储能来改善高可再生能源渗透率电网频率响应的潜力和影响因素。
2021-03-13 cs.SY eess.SY
Headroom as A Grid Service in Software-Defined Power Grids: A Peak-to-Peak Control Design Approach
本文提出一种基于峰谷控制设计的方法，通过将频率动态约束纳入系统经济优化，以最小成本维持频率稳定，解决传统方法在频率约束和系统成本方面的不足。
2025-12-15 cs.SY eess.SY
Steady-State Optimal Frequency Control for Lossy Power Grids with Distributed Communication
提出了一种基于价格的分布式电网频率调节控制方法。电网和控制器都被建模为端口-哈密顿系统，其中电网模型由微分方程和代数方程组成。仿真结果表明，所得到的控制器渐近稳定的频率，同时保持最低的总发电成本在稳态和时钟漂移和不可控负载方面是强大的。此外，它表明，有功功率共享可以通过适当选择的代价函数。
2019-09-19 cs.SY eess.SY
Phase and amplitude synchronisation in power-grid frequency fluctuations in the Nordic Grid
电网频率的监测和建模是确保电力系统稳定性的关键。存在许多工具来研究详细的确定性动力学，特别是频率的整体行为。然而，很少有人注意到它的随机特性，有必要建立一个有凝聚力的框架，耦合短时间尺度波动和批量行为。此外，通常假设不相关的随机噪声主要用于能源系统的建模。在这篇文章中，我们研究了2013年9月北欧电网高时间分辨率的6个同步电网频率记录的随机特性，重点是频率记录的增量。我们发现，这些增量遵循非高斯统计和显示空间和时间相关性。此外，我们报告了两种不同的物理同步现象：一个非常短的时间尺度的相位同步（$<2\,$ s），其次是一个稍大的时间尺度的幅度同步（$2\,$ s- $5\,$ s）。总的来说，这些结果提供了指导如何在电力系统中的波动模型。
2021-05-01 cs.SY eess.SY nlin.AO
Predictability of Power Grid Frequency
电网频率是电力系统控制中的中心观测量，因为它衡量电力供应和需求的平衡。可靠的频率预测可以促进快速的控制动作，从而可以大大提高电力系统的稳定性。在这里，我们开发了一个加权最近邻（WNN）预测器来研究频率轨迹的可预测性。我们的预测最多可达一小时，比平均每日曲线更精确，可以提高频率控制行动的效率。此外，我们通过解释最佳预测参数（最近邻数，预测范围等），增加了对不同同步区域的具体属性的理解。在物理系统方面。最后，预测误差表明发生了异常的外部扰动。总的来说，我们提供了一个诊断工具和电网频率时间序列的准确预测，可以更好地了解潜在的动态。
2020-04-17 cs.SY eess.SP eess.SY
Distributed Frequency Emergency Control with Coordinated Edge Intelligence
制定有效的策略以快速支持电网频率，同时在严重事故的情况下最小化损耗是电力系统中的重要要求。虽然频率调节通常采用分布式响应负载需求，但很难以实用且具有成本效益的方式实现快速响应和全局精度。在本文中，网络物理设计的物联网（IoT）使能系统，称为网格感，提出。Grid Sense利用大量分布式设备进行频率紧急支持。它的特点是一个本地功率损耗$ΔP$估计方法的频率紧急控制的基础上协调边缘智能。Grid Sense专门设计的智能插座使用控制中心发送的参数在本地检测频率扰动事件，以估计系统中的有功功率损耗，并在严重事故发生后立即做出快速准确的开关决策。基于一个改进的IEEE 24节点系统，通过数值仿真和硬件实验验证了Grid Sense在精度和速度方面的频率支持性能。结果表明，电网感测配备其本地$ΔP$估计频率控制方法可以准确，快速地防止频率下降后，一个主要的功率损失。
2020-02-24 cs.SY eess.SP eess.SY
Use Non-Energy-Curtailment Resources for Primary Frequency Response in Future Low-Inertia Power Grids
由于惯性和调速器响应的降低，光伏（PV）渗透率的增加将显著削弱电网的一次频率响应。PV惯性和调速器仿真需要保留PV输出，并导致太阳能浪费。本文利用现有的电网资源，并探讨在互联水平下高光伏渗透率下的一次频率响应的能量存储。基于美国东部互联电网和德克萨斯州电网的实际模型，评估了与一次频率响应相关的多个因素的影响，包括调速器比率、调速器死区、下垂率和快速负荷响应。此外，电池和超级电容器使用不同的控制策略的性能进行了研究，在这两个互联。本文量化了各种资源的潜力，以提高互连级的一次频率响应在高光伏渗透率，而不削减太阳能输出。
2021-03-16 cs.SY eess.SY
Photovoltaic (PV) Virtual Inertia and Fast Frequency Regulation in High PV Power Grids
本文利用PV方法研究了频率响应。在高PV ERCOT模型中考虑并仿真了多种控制策略，包括惯性控制、综合调速器控制和AGC控制。分析了光伏惯性控制中不同参数的影响及其相互关系和对频率响应的影响。仿真结果表明，光伏发电场具有提供多种类型的电网服务，以支持系统频率的潜力。本文还提出了一种分布式快速频率控制方法，可以更好地利用光伏余量储备，以改善系统的频率最低点后的意外事件。
2022-01-29 cs.SY eess.SY
Microscopic fluctuations in power-grid frequency recordings at the sub-second scale
复杂系统，如电网，对我们的日常生活至关重要。许多复杂系统表现出（多重）分形行为、相关涨落和幂律。作为反映电网供需平衡的指标，电网频率是否也显示出这种复杂性，仍然是一个悬而未决的问题。在本文中，我们利用高分辨率的测量来量化电网频率的属性。我们发现，低于1秒，动力学可能会发生根本性的变化，包括突然增加的功率谱密度，多重分形的出现和相关行为的变化。我们提供了一个简化的随机模型，涉及正相关的噪声再现所观察到的动态，可能与频率相关的负载。最后，我们强调了高质量测量的必要性，并讨论了我们如何获得这里分析的数据。
2022-07-07 cs.SY eess.SY physics.data-an
Coordinated Frequency and Voltage Regulation of Grid-Following and Grid-Forming Inverters
在纯粹基于逆变器的微电网中，电网形成（GFM）和电网跟随（GFL）逆变器将通过其电网支持能力在频率/电压调节和维持功率共享方面发挥关键作用。因此，这两种技术之间的协调对于优化系统性能变得越来越重要。然而，现有的工作没有考虑GFL的潜力，参与二次控制与GFM的协调，从而无法利用逆变器资源的全部能力。在本文中，我们表明，它是可以完全协调的GFL和GFM逆变器，以实现准确的功率共享，频率/电压调节，并循环无功缓解在网络化的微电网，即使没有任何同步发电机或散装电力系统的支持。我们使用领导者-追随者的共识框架，开发一个GFM-GFL协调控制。在不同的干扰和通信退化情况下，验证了所提出的协调方法的有效性。此外，我们发现，建议完全协调的二次控制优于其他方法，如不协调和部分协调的二次控制，在负载分配和频率和电压调节方面。总的来说，这项研究强调了在微电网中GFL-GFM协调的必要性和好处。
2021-10-28 cs.SY eess.SY
Compositional Models for Power Systems
集成多个重叠的模型和数据的问题在工程中是普遍存在的，尽管通常是隐含的。我们认为这个问题的模型管理的背景下，电力电网，因为它过渡到一个现代的“智能电网。“我们提出了一种方法，用于在分布式能源（DER）的多个模型中指定，管理和推理，生产，消费或存储电力的实体，使用分类数据库和对称monoidal类别。考虑到在DER的存在下，在电网上分配电力的问题，我们展示了如何连接一个通用的问题规范与实现特定的数值求解器使用的范式分类数据库。
2020-09-15 cs.SY eess.SY
Interactive Power to Frequency Dynamics Between Grid-Forming Inverters and Synchronous Generators in Power Electronics-Dominated Power Systems
随着越来越多的注意力在电网形成逆变器作为电力系统稳定设备期间的逆变器为基础的资源操作的高份额，有一个目前需要一个透明的和严格的调查逆变和直接的功率频率控制能力，以及相关的影响，这些设备上的混杂系统。在这里，下垂控制的并网逆变器和同步发电机的频率动态分析阐明了逆变的有功功率-频率关系和频率响应阶数减少，形成了新的非线性频率下垂控制方法的基础。设备级电磁暂态域仿真证实了降阶的结果，建立了一个适当设计的直流侧系统有一个可以忽略不计的动态影响有功功率传输，不会妨碍频率调节，并确认频率响应的改善与非线性控制。9节点和39节点测试系统的仿真验证了大型网络中频率的最低点和变化率的降阶和相关解耦。主系统振荡模式证实了高份额的电网形成逆变器和增加模式频率和阻尼之间的相关性;阻尼急剧下降，观察份额超过80%，无论是在大型网络或额定值变化的电网形成设备的数量在一个小的测试系统。最后，在夏威夷毛伊岛的仿真结果表明，一阶频率响应与电网形成逆变器的趋势，进一步证实了分析结果和网络的影响。
2022-10-08 cs.SY eess.SY
Real-time frequency based reduced order modeling of large power grid
大型电力系统是复杂的，并且用于电磁仿真（EMT）研究的电网的实时建模是不切实际的。通常，存在将大型电力系统简化为需要较少计算资源的等效网络，同时保留原始系统的机电（低频）和高频行为的方法。这可以通过将不感兴趣区域（外部区域）建模为瞬态稳定性分析（TSA）型相量模型等效和频率相关网络等效（FDNE）的组合来实现。TSA保留机电行为，而FDNE保留原始电力系统的高频行为。为此，本文介绍了一种方法，开发FDNE的基础上在线递归最小二乘（RLS）的识别算法在z域，简化电力系统建模FDNE和TSA和FDNE的组合使用实时数字仿真器。
2019-07-24 cs.SY eess.SP eess.SY
Decentralized Frequency Regulation of Hybrid MTDC-linked Grids
本文提出了一种新的策略，在互联电力系统，区域交流电网和海上风电场通过一个多端高压直流（MTDC）网络连接的最佳电网频率调节（FR）。在所提出的策略中，分散H ∞控制器的开发，以协调交流同步发电机和混合MTDC变换器的操作，从而实现最佳的功率共享互联的交流电网和最小化频偏在每个网格。为了开发控制器，鲁棒优化问题的制定和解决使用的混合MTDC连接电网的模型参数的不确定性和分散的控制输入和输出的动态模型。然后，使用平衡截断算法，以消除不可观测和不可控的状态变量，同时保持其主导的响应特性，从而降低所得到的控制器的模型阶。灵敏度和特征值分析进行重点电网测量，参数的不确定性水平，和通信时间延迟的影响。比较案例研究也进行了验证，所提出的策略提高了有效性，稳定性和鲁棒性的实时FR在MTDC联网电网在各种条件下，其特征主要是由负载需求，通信系统，和加权函数。
2021-12-09 cs.SY eess.SY
Frequency Control and Disturbance Containment Using Grid-Forming Embedded Storage Networks
本文提出利用构网型嵌入式储能网络实现大型电力系统快速频率控制，通过本地测量自主支撑频率并施加安全约束抑制扰动传播，同时评估了储能容量和逆变器参数的影响，并在IEEE测试系统上验证了其优于跟网型控制的性能。
2024-10-18 cs.SY eess.SY
Impact of Market Reforms on Deterministic Frequency Deviations in the European Power Grid
Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心）；RWTH Aachen University（亚琛工业大学）；University of Cologne（科隆大学）
本文研究了欧洲电力市场改革对确定性频率偏差的影响，发现改革减少了小时尺度的频率偏差，但对极端事件的影响不明确，需结合技术与监管措施进一步降低低惯性系统的频率波动。
2026-02-10 cs.SY eess.SY physics.soc-ph
AC/DC Frequency-Dependent Power Flow Jacobian: Quantifying Grid Support and Stability Implications
本文提出频率依赖性功率流雅可比分析，用于量化电网支持能力及其对稳定性的影响。
2025-12-06 cs.SY eess.SY
Coordinated Frequency Regulation in Grid-Forming Storage Network via Safety-Consensus
本文针对构网型储能网络提出一种分层安全一致性方法，结合设备层暂态安全滤波器与二次层一致性协调，在限制暂态频率偏移、最小化频率偏差的同时实现储能单元间的协调功率分配，并在IEEE 68节点系统上验证了其有效性。
2024-10-18 cs.SY eess.SY
Future Deployment and Flexibility of Distributed Energy Resources in the Distribution Grids of Switzerland
本文构建了覆盖瑞士中低压配电网超200万个连接点的分布式能源资源数据库，明确可控设备灵活性能力并提供2030至2050年预测方案，以支持配电网规划、韧性研究与能源政策分析。
2025-08-27 cs.SY eess.SY
Revealing drivers and risks for power grid frequency stability with explainable AI
电电力系统的稳定操作要求电网频率保持在严格的操作限制内。随着数百万消费者和数千台发电机连接到电网，详细的人类构建模型再也无法捕捉这个复杂系统的全部动态。现代机器学习算法为系统建模和预测提供了强大的替代方案，但许多模型的内在黑箱特性阻碍了科学见解，并带来了严重的安全风险。在这里，我们展示了可解释AI（XAI）如何通过揭示对电网频率的关键依赖关系和影响来解决这些问题。我们准确预测欧洲三个主要同步区域的频率稳定性指标（如RoCoF和Nadir），并确定决定电网稳定性的关键特征。负荷变化、具体发电变化以及价格和预测误差对于了解和稳定电网至关重要。
2022-01-06 cs.SY eess.SY physics.data-an
Distributed Coordination of Grid-Forming and Grid-Following Inverters for Optimal Frequency Control in Power Systems
Texas A&M University（德克萨斯农工大学）
本文研究了电网形成和电网跟随逆变器的分布式协调控制，以实现可扩展的最优频率控制。提出了一种基于投影对偶梯度方法的完全分布式最优频率控制算法，通过利用底层物理系统动态结构，实现恢复名义系统频率、最小化总控制成本并满足逆变器功率容量限制和线路热约束。
2026-05-01 cs.SY eess.SY math.OC
Low-frequency Resonances in Grid-Forming Converters: Causes and Damping Control
本文系统研究了构网型变流器中同步谐振与次同步谐振的成因，并通过控制回路映射分析和实验测试综述了相应的阻尼控制方法。
2024-02-22 cs.SY eess.SY
Voltage and Frequency Stability Analysis of Transmission Power Grids with EV Charging Stations
King Fahd University of Petroleum & Minerals (KFUPM)（国王法赫德石油与矿物大学）；Interdisciplinary Research Center for Sustainable Energy Systems (IRC-SES), KFUPM（可持续能源系统交叉研究中心）；SDAIA-KFUPM Joint Research Center for Artificial Intelligence, KFUPM（沙特数据与人工智能局-国王法赫德石油与矿物大学人工智能联合研究中心）；Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）；RMIT University（皇家墨尔本理工大学）
研究电动汽车充电站作为动态负荷对输电网电压和频率稳定性的影响，通过在IEEE-9和IEEE-39节点系统上仿真分析其稳定性挑战。
2026-05-26 cs.SY eess.SY
Understanding the Nonlinear Behavior and Frequency Stability of a Grid-synchronized VSC Under Grid Voltage Dips
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）
本文研究电网同步VSC在电网电压跌落下的非线性行为与频率稳定性，通过动态分析VSC功率控制环和PLL主导动力学，揭示频率不稳定性机制及PQ控制器调节和带宽的影响。
2018-06-29 cs.SY eess.SY
An Analogy of Frequency Droop Control for Grid-forming Sources
本文提出一种基于水容器模型的构网型电源频率下垂控制类比方法，将频率映射为水位、下垂斜率映射为容器尺寸，为潮流、频率调节与可再生能源并网提供直观可视化分析工具，并通过仿真验证了其有效性。
2025-08-10 cs.SY eess.SY
Non-linear, bivariate stochastic modelling of power-grid frequency applied to islands
本文针对冰岛、爱尔兰和巴利阿里群岛三个岛屿电网，利用Fokker-Planck方法构建随机微分方程，提出两种扩展模型以刻画非高斯频率统计特性，并生成合成时间序列验证其适用性。
2023-09-22 cs.SY eess.SY physics.data-an
Accelerated kriging interpolation for real-time grid frequency forecasting
University of Seville（塞维利亚大学）
本文提出基于克里金插值的非参数数据驱动预测算法，利用数值结构实现高效实时预测，通过模拟配电网络案例验证了其亚秒级计算能力。
2026-07-16 cs.SY eess.SY
Frequency-adaptive control of a three-phase single-stage grid-connected photovoltaic system under grid voltage sags
本文针对三相单级式并网光伏系统在电网电压跌落下的低电压穿越问题，提出一种基于多二阶广义积分器锁频环的频率自适应控制策略，结合谐波补偿与恒功率控制，在限制逆变器电流幅值的同时实现无功和有功功率输送，并通过仿真和CHIL实验验证了其有效性。
2023-09-14 cs.SY eess.SY
Revisiting the Effect of Grid-Following Converter on Frequency Dynamics -- Part II: Spatial Variation
本文提出扩展频率分配公式，刻画跟网型变流器对电力系统频率空间变化的影响，揭示其节点频率叠加贡献较弱且时变，并首次分析支路电流频率映射。
2025-07-21 cs.SY eess.SY
Transient Simulation of Grid-Feeding Converter System for Stability Studies Using Frequency Response Optimized Integrators
在考虑二阶导数的频率响应优化积分器的基础上，提出了一种新的电力系统暂态仿真方案。详细介绍了该变换器系统及其在仿真方案中的实现。算例分析验证了仿真方案的准确性和有效性。此外，本文提出并证明了扩展的模拟方案，通过集成常用的数值积分器，考虑一阶导数的一部分研究系统。建议的扩展有一个显着提高其效率的同时，对模拟方案的准确性影响不大。它还减少了添加新设备的开发负担。
2021-02-20 cs.SY eess.SY
Strategic Utilization of Cellular Operator Energy Storages for Smart Grid Frequency Regulation
本文研究蜂窝基站储能在满足URLLC要求下参与电网频率调节的潜力，提出联合资源分配问题以最大化蜂窝网络总收益，并证明降低可靠性要求可显著提升功率空缺补偿能力。
2024-10-04 cs.SY eess.SY
Cyber-Physical Systems on the Megawatt Scale: The impact of battery control on grid frequency stability
本文揭示了电池储能系统能量管理系统中的一种持续一分钟振荡模式，对全球电网频率稳定性构成新兴风险，并指出修改电池控制算法可缓解此问题。
2025-10-10 cs.SY eess.SY
Admittance Identification of Grid-Forming Inverters Using Time and Frequency-Domain Techniques
针对构网型逆变器固件不可访问的问题，本文采用SFRA、SEM和ERA三种辨识技术，在1-100 Hz频段内一致地辨识其dq导纳。
2025-04-24 cs.SY eess.SY
A Unified Framework for Hybrid Grid-Forming and Grid-Following Inverter Control
Texas A&M University（德克萨斯农工大学）
提出一种统一控制框架，通过集成可调度虚拟振荡器控制与参考跟随同步，实现混合构网与跟网逆变器运行，支持多种模式平滑切换，并通过仿真和实验验证。
2026-07-03 cs.SY eess.SY
Emergency-Aware and Frequency-Constrained HVDC Planning for A Multi-Area Asynchronously Interconnected Grid
Tsinghua University（清华大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）
本文提出了一种考虑紧急情况和频率约束的HVDC规划方法，用于优化多区域异步互联电网中区域间HVDC联络线的容量，以提升频率安全性和经济效率。
2026-03-12 cs.SY eess.SY
Frequency Stability of Synchronous Machines and Grid-Forming Power Converters
全球电力系统向几乎100%的可再生能源发电过渡的一个不可避免的后果是同步电机的传统批量发电、其惯性以及伴随的频率和电压控制机制的损失。这种电力系统向低惯性系统的逐渐转变导致了维持系统稳定性的关键挑战。用于转换器的新型控制技术，即所谓的电网形成策略，有望解决这些挑战并复制迄今为止由同步机提供的功能。本文介绍了一个低惯性的案例研究，其中包括同步电机和转换器控制下的各种网格形成技术。在这项工作中，1）电网形成转换器对同步电机频率稳定性的积极影响被强调，2）提供了对系统频率稳定性的见解的定性分析，3）我们探索了施加转换器直流和交流电流限制时电网形成控制的行为，4）报道了直流动态特性在电网形成控制设计中的重要性以及对有效的交流电流限制方案的迫切需要，最后分析了快速并网变流器和慢速同步电机动态特性之间的相互作用如何以及何时会导致系统不稳定
2020-03-08 cs.SY eess.SY math.OC
Distributed Frequency Control in Power Grids with Low and Time-Varying Inertia
本文提出了一种分布式频率控制方法，在低和时变惯性下，由于可再生能源（RE）的逆变器连接的资源的高渗透率的电网。提出了一种基于分布式次梯度算法的分布式虚拟惯量分配方法。我们实现我们的分布式控制策略下充分和稀疏的通信架构。分布式全通信控制器和稀疏通信控制器实现了与集中式控制器相当的性能，并在6s内稳定了测试系统。我们研究了控制器性能对相位角与频偏、梯度步长和允许惯性系数变化率的目标函数权重的敏感性。我们观察到的状态和控制器的性能和努力的稳定时间容易受到梯度步长和目标权重的频率和角度偏差的变化。虽然角度与频偏的较高目标权重对其建立时间有积极影响，但对控制器性能和控制效果有负面影响。这项工作的影响是提出分布式控制方案作为新的机制，在初级和次级控制之前或与初级和次级控制一致，以安全地调节未来电网的频率。
2022-09-19 cs.SY eess.SY
Autonomous Grid-Forming Inverter Exponential Droop Control for Improved Frequency Stability
提出Droop-e构网型逆变器指数下垂控制策略，通过非线性功率-频率关系提升功率裕度利用率，有效缓解频率偏移并降低频率变化率，仿真验证了其在多场景下对系统频率稳定性的显著改善。
2024-08-22 cs.SY eess.SY
Asynchronous Grid Connections Providing Fast-Frequency Response: System Integration Study
Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院）；University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）
本文研究了通过异步电网连接实现快速频率响应技术，探讨其在辅助服务市场中的应用及经济性分析。
2026-01-21 cs.SY eess.SY
Revisiting the Effect of Grid-Following Converter on Frequency Dynamics -- Part I: Center of Inertia
本文通过建立含跟网型变流器的多发电机聚合模型，揭示了GFL经虚拟联络功率支撑惯量中心频率的机制，并验证其影响虽弱但时变且可调。
2025-07-21 cs.SY eess.SY
Unified Grid-Forming Control of PMSG Wind Turbines for Fast Frequency Response and MPPT
在这项工作中，我们提出了一种新的双端口电网形成控制策略，永磁同步发电机风力涡轮机与背靠背电压源转换器，统一的整个范围的功能，从最大功率点跟踪（MPPT），提供惯性和快速的频率响应，没有明确的模式切换之间的电网跟踪和电网形成控制。控制在电网侧转换器（GSC）和机器侧转换器（MSC）AC端子处施加明确定义的AC电压，并且明确地稳定通过GSC和MSC两者的DC链路电容器电压。通过隐式转子转速控制和桨距角控制相结合的方式来调节风力机的动能储存和削减，并直接决定电网支持的运行模式和水平。此外，我们提供了一个简化的系统的分析小信号稳定性条件，并明确表征控制增益，削减，和风力涡轮机的稳态响应之间的关系。最后，详细的仿真研究被用来验证的结果，并比较所提出的控制与国家的最先进的MPPT控制。
2022-07-19 cs.SY eess.SY
Cyber-Resilient Frequency Control of Power Grids with Energy Storage Systems
通过通信网络运行的同步发电机和储能系统的集成给电网带来了新的挑战和漏洞，网络攻击可能会破坏传感器测量或控制输入，并中断频率调节等功能。本文提出了一种防御方法的弹性操作约束的设计施加在每个发电和存储单元，以防止任何攻击序列驱动系统的频率不安全的条件。通过对电力系统的可达集进行椭球近似，得到了弹性运行约束，并将其转化为一个具有线性矩阵不等式的凸优化问题。在一个单区域电力系统同步发电和储能的数值结果表明，弹性约束如何提供安全保证，对任何类型的攻击影响频率测量或控制器设定点。
2022-07-25 cs.SY eess.SY
Load Frequency Control of Solar PV and Solar Thermal Integrated Micro grid using Narma-L2 Controller
本文提出了一种新的方法，负载频率控制的微电网集成太阳能光伏和太阳能热发电机。基于自回归滑动平均算法（NARMA）的非线性自适应控制器被用来控制系统的频率。这种控制器的目的是调节和最小化由于负载变化引起的频偏。此外，一种新的元启发式方法，称为修改鲸鱼优化算法（MWOA）用于创建一个最佳的PID控制器用于频率控制。最后，提出的NARMA-L2控制器，WOA整定PID控制器和传统的PID控制器之间的比较研究。从一系列的实验，它的结论是，建议NARMA-L2控制器优于其他技术的频率控制，并给出了最好的结果，在超调量和建立时间。
2020-04-13 cs.SY eess.SY
Dynamic Complex-Frequency Control of Grid-Forming Converters
本文针对构网型变换器静态复下垂控制动态响应受限的问题，提出动态复频率控制方法，利用动态传递函数替代静态增益，统一处理频率与电压动态，确保小信号稳定性，并在IEEE九节点系统验证了其有效性及多变换器适用性。
2024-08-22 cs.SY eess.SY
Coordinated Primary Frequency Regulation and Grid-Forming Control for Wind Turbine Generators
University of Cambridge（剑桥大学）；Tsinghua University（清华大学）；ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）
针对传统电网形成控制应用于风力涡轮发电机时的不匹配问题，本文提出一种协调风力涡轮发电机一次调频与电网形成控制的策略，可使其在预设频率范围内参与一次调频，保留原有控制性能并适应不同风速，经案例验证有效。
2026-08-07 cs.SY eess.SY
Shaping Frequency Dynamics in Modern Power Systems with Grid-forming Converters
本文研究了高换流器渗透率下电网形成转换器对现代电力系统频率动态的调节作用，并通过IEEE 118节点系统验证了其可控性。
2025-11-25 cs.SY eess.SY
Revisiting the Voltage-Source Behavior: Why Impedance Magnitude of Grid-Forming Converter Rises Near Fundamental Frequency?
本文研究了电网形成转换器在基频附近阻抗幅度升高的原因，揭示了主动功率控制回路的内在动态是导致此现象的根源，并提出了一个量化指标用于确定排除带宽。
2026-05-17 cs.SY eess.SY
Comparative Assessment of Frequency Scans using EMT and RMS Models
ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）
本文对比Simulink中EMT与RMS模型对含同步发电机及两类逆变器的电力系统的频率扫描结果，明确RMS模型适用频段，分析不同逆变器的RMS表征难度及改进方法，关联系统阻抗奇异值与振荡特性。
2026-08-28 cs.SY eess.SY
Heavy-Duty Electric Vehicles Contribution for Frequency Response in Power Systems with V2G
University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）
本文研究了重载电动车在不同充电策略下对加州电网频率响应的贡献，发现具备V2G能力的电动车在提升电网稳定性方面表现突出。
2025-12-14 cs.SY eess.SY
