Secure Expansion of Energy Storage and Transmission Lines Considering Bundling Option Under Renewable Penetration
该研究提出考虑输电线路捆绑扩容的多阶段输电网-储能-风电厂联合规划模型，结合RPS政策与N-1安全准则，通过时序聚类、加速BDD算法求解MILP问题，经IEEE标准测试系统验证了有效性。
2023-10-09 cs.SY eess.SY
Revenue Analysis of Stationary and Transportable Battery Storage for Power Systems with High Penetration of Renewable Sources: A Market Participant Perspective
电力系统需要更大的传输容量来应对可再生能源资源的日益整合。蓄电池储能系统是提高电网容量、缓解输电阻塞的有效手段。对BESS系统进行全面的收益分析对于市场参与者在基于市场的电力系统中安装此类系统至关重要。本文以PJM为例，对整个系统进行了深入的收益分析。系统中的高利润节点被揭示并表征为BESS参与者。固定式和可移动式储能系统的比较研究表明，可移动储能系统可以在能源和监管市场上产生更高的潜在收益。基于商业定价节点的收益分析和特征描述的结果，提出了一种最优布局算法，为市场参与者在系统中安装BESS寻找有利可图的地点，并使用真实的PJM市场数据对该算法进行了验证。
2021-10-15 cs.SY eess.SY
Hybrid AC/DC Transmission Expansion Planning Considering HVAC to HVDC Conversion Under Renewable Penetration
针对含高比例可再生能源的输电扩张规划问题，提出考虑HVAC线路改造、储能规划及不确定性的多年期混合交直流MILP模型，采用Benders分解求解并通过多测试系统验证有效性。
2023-10-09 cs.SY eess.SY
Robust Energy Management for Microgrids With High-Penetration Renewables
University of Minnesota（明尼苏达大学）
针对高可再生能源渗透率微电网，提出一种基于对偶分解的分布式经济调度方法，以最小化净成本并应对可再生能源不确定性。
2013-05-26 cs.SY eess.SY math.OC
The Benefits of Hydrogen Energy Transmission and Conversion Systems to the Renewable Power Grids: Day-ahead Unit Commitment
随着可再生能源在现代电力系统中的渗透率迅速上升，可再生能源的削减越来越频繁。这是对免费和绿色可再生能源的浪费，意味着目前的电网无法容纳更多的可再生能源。一个主要原因是，更高的可再生能源渗透水平需要更高的输电容量。另一个主要原因是可再生能源发电的波动性。混合氢或纯氢管道既能以氢的形式传递能量，又能以氢的形式储存能量。然而，其加速可再生能源整合的潜力尚未得到研究。本文将氢气管网与电力制氢（P2H）和氢气发电（H2P）设施相结合，组成氢能传输与转换系统（HETCS）。研究了含HETCS的电力系统的运行情况，提出了含HETCS的日前安全约束机组组合（SCUC）。SCUC仿真是在一个改进的IEEE 24节点电力系统上进行的。仿真结果表明，HETS可以大大减少可再生能源削减，CO2排放，负荷支付和总运营成本。这项研究验证了HETCS可以成为实现净零可再生电网的一个有前途的解决方案。
2022-06-28 cs.SY eess.SY
Resilience and performance of the power grid with high penetration of renewable energy sources: the Balearic Islands as a case study
我们使用ORNL-PSRC-Alaska（OPA）模型分析了具有高可再生能源渗透率的电网动态。特别是，我们认为巴利阿里群岛的电网与太阳能光伏发电的高份额作为一个案例研究。模型中包括太阳能发电和存储使用的日常波动。通过停电分布分析了弹性，并将性能测量为太阳能发电所覆盖的需求的平均分数。我们发现，与目前的消费模式和适度的存储，太阳能发电可以取代传统的发电厂，而不会损害可靠性高达总装机容量的$30\%$。我们还发现，使用源冗余，它是可能的，以涵盖高达$80\%$或更多的需求与太阳能发电厂，同时保持类似的风险与完全传统的发电。然而，这需要使安装的太阳能功率至少大于平均需求的$2.5$。对风能的潜力也作了简要的讨论
2020-09-07 cs.SY eess.SY nlin.AO
Frequency Security Assessment in Power Systems With High Penetration of Renewables Considering Spatio-Temporal Frequency Distribution
Hohai University（河海大学）；Tsinghua University（清华大学）；Wuhan University（武汉大学）
本文提出一种基于有效节点惯性参数的频率安全评估方法，通过分析暂态扰动下的频率特性，提出系统级频率安全指标并验证其有效性。
2026-04-29 cs.SY eess.SY
Distribution LMP-based Transactive Day-ahead Market with Variable Renewable Generation
Kansas State University（堪萨斯州立大学）
本文提出了一种基于分布LMP的交易日前市场模型，以应对可变可再生能源（VRE）大规模渗透带来的挑战，通过数据驱动的概率有效点（PEP）方法计算最优总VRE发电量，以纳入交易日前市场模型，验证了高峰负荷条件、大规模VRE渗透和电池储能系统（BESS）对实部和虚部DLMP及其组件的影响。
2019-04-18 cs.SY eess.SY
A Probabilistic Framework for Power System Large-Disturbance Global Instability Risk Assessment in the Presence of Renewable Wind Generation
传统电力系统对大规模风电接入的需求日益增长，这给风电接入带来了诸多挑战。其中之一是电力系统在受到大的干扰（例如故障）时的稳定性。本文提出了一种基于概率风险的框架，计算一个全球性的不稳定性指标，结合角度，电压和频率稳定性，大的干扰。此外，还观察到大风穿透对该指数的影响。使用DIgSILENT PowerFactory软件在IEEE 39总线测试系统上进行案例研究和相关仿真。结果表明，较高的风力发电渗透率提高了电力系统的全局稳定性。此外，研究了系统发电量和负荷变化对全局不稳定性指标的影响。
2022-05-07 cs.SY eess.SY
Voltage Stability and Control of Electrical Distribution Systems with High Penetration of Power Electronic Converters
针对高渗透电力电子变换器配电系统的电压稳定性问题，提出准确评估DG影响的新技术，并利用变换器接口控制能力改善稳定裕度与系统鲁棒性。
2025-04-25 cs.SY eess.SY
A comparison between central- and self-dispatch storage management principles in island systems
本文提出了一个比较评估的中央和自我调度管理概念的电池储能（BES）设施在岛屿电力系统具有较高的可再生能源（RES）渗透。为支持额外风电容量的整合而部署的BES设施可以由岛屿系统运营商集中调度，也可以在包括可再生能源和存储的虚拟电厂实体内自行调度，称为混合电站（HPS）。为了探索每个BES管理模式的预期效益，每年进行模拟的一个例子岛系统，采用三层混合整数线性规划（MILP）的方法来模拟机组的承诺和经济调度过程。计算了BES和可再生能源组合投资的平准化能源成本（LCOE），并对所实现的RES渗透水平和岛屿系统发电成本进行了评估，从而确定了帕累托最优存储配置，从而为给定的RES渗透目标提供了最低的LCOE。总的来说，中央调度的BES系统在实现类似的RES渗透水平方面比自行调度的替代方案具有更高的成本效益。
2021-05-27 cs.SY eess.SY
A Demand-Supply Cooperative Responding Strategy in Power System with High Renewable Energy Penetration
本文针对高可再生能源渗透率电力系统，提出基于日前和日内尺度的需求-供应协同响应策略，通过利润驱动的协同方法及多个体利润分配边际解协调工业需求响应灵活性与发电资源，从而提升可再生能源利用率。
2023-12-02 cs.SY eess.SY
Operations-Based Planning for Placement and Sizing of Energy Storage in a Grid With a High Penetration of Renewables
Department of Computer Science Engineering University of Washington（华盛顿大学计算机科学与工程系）；Material Physics Applications Division and Center for Nonlinear Studies Theoretical Division LANL, Los Alamos, NM 87545, USA（洛斯阿拉莫斯国家实验室材料物理应用部门与非线性研究理论中心）
针对高可再生能源渗透率电网，提出一种基于最优储能控制算法的启发式方法，通过分阶段限制储能节点数量和总容量，实现储能的最优选址与定容，以最小化可再生能源集成成本。
2011-07-08 cs.SY eess.SY math.OC
Stochastic Economic Dispatch with Battery Energy Storage considering Wind and Load Uncertainty
本文提出含储能的随机动态经济调度框架，利用分层与重要性采样生成风电和负荷不确定性场景，在改进IEEE 39节点系统上验证了BESS部署可减少弃电和调度成本、提升系统灵活性。
2025-08-28 cs.SY eess.SY
A Comprehensive Optimization Method for Commercial Building Loads with Renewable Generation and Energy Storage from Utility Rate Structure Perspective
为配合电力消耗性质和模式的转变，公用事业公司在可动用的资源下，多年来已采用不同的收费结构。本文针对商业建筑使用率结构的多样性，提出了一种综合优化方法。它包括一组通用的约束条件，可用于任何具有建筑负荷、可再生能源和电池储能系统（BESS）的系统。一个代价函数制定的每一种类型的费率结构，可以行使的公用事业的商业建筑。一种新的算法，开发应用的优化模型，并产生所需的最佳输出，通过使用适当的代价函数。得到了几种建筑荷载和速率结构类型的计算结果，并进行了比较。根据使用历史数据的比率变化对优化模型进行敏感性分析。结果表明，添加BESS是更有效的建筑与低负荷系数和CPP率结构相比，建筑与平的能源价格。增加太阳能等可再生能源的节省主要受能源费用的影响，而BESS的额外收益主要受需求费用的影响。这些结果可以帮助客户决定其可再生能源发电和储能的不同费率结构选项和资源规划。考虑到电网中可再生能源渗透率和BESS部署的增加，公用事业也可以通过设计统一的费率结构从这项工作中受益。
2021-04-19 cs.SY eess.SY
Grid Topology Optimization for Congestion Management Under High Renewable Penetrations and Discrete Load Growth
KU Leuven（荷语鲁汶大学）；Energy Transmission Competence Hub (Etch) - EnergyVille（能源传输能力中心（Etch）- 能源村）；University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
本文提出一种方法，通过LPAC近似和AC可行性检查，在IEEE 118节点系统中识别少量高价值母线拓扑，在离散负荷增长下降低发电成本最多0.147%，为系统运营商提供实用选择方案。
2026-09-16 cs.SY eess.SY
Impact Analysis of Utility-Scale Energy Storage on the ERCOT Grid in Reducing Renewable Generation Curtailments and Emissions
本文研究电力规模储能如何减少 ERCOT 网格中可再生能源弃消和二氧化碳排放，通过分析未来能源格局和不同负荷场景下的排放情况，提出战略性储能方案以优化可再生能源利用。
2025-11-28 cs.SY eess.SY
Techno-economic analysis of Power-to-Gas plants in a gas and electricity distribution network system with high renewable energy penetration
基于可再生能源（RES）开发的分布式发电在过去几十年中有所增加，以限制人为二氧化碳排放，未来这一趋势将继续增长。然而，可再生能源发电是不可调度的，越来越多的可再生能源份额可能会导致效率低下，甚至给电网带来问题。需要灵活的资源来处理可再生能源发电，以支持微妙的发电和需求平衡。能源转换技术（P2 X，Power to X）可以提高能源系统的灵活性。这些技术将不同的能源部门联系起来（例如，电力和天然气），从而在整个多能源系统中创造新的协同效应。本文分析了P2 G技术在配电网级的应用事实上，为了协调P2 X资源，有必要考虑整个多能源场景，而不仅仅是电力方面：因此，认识到由许多P2 G工厂组成的平衡服务提供商（BSP）的优点和缺点变得至关重要（代表平衡责任提供商，BRP）在向电力网络提供服务时可能具有的能力。此外，通过计算2030年和2050年成本情景下合成天然气（LCSNG）的平准化成本，对天然气网脱碳的便利性进行了评估，考虑了对剩余利用RES成本的不同假设。结果表明，根据不同的配置，LCSNG可能在47至319欧元/兆瓦时之间变化，即，只有在最好的情况下，SNG的成本才能与天然气的成本相媲美，因此P2 G技术才能盈利
2021-11-23 cs.SY eess.SY
Emission-Aware Reinforcement Learning for Sustainable Electric Vehicle Charging and Carbon Dioxide Reduction Under Varying Renewable Penetration
organization= nasc Research, School of Computer Science \& IT, University College Cork , country = IE；organization= School of Computing, Engineering；Digital Technologies, Teesside University , country= UK；organization= International Energy Research Centre, Tyndall National Institute, Cork , country = IE；Radiation Technologies Group, CCDCU, Faculty of Engineering；Technology, Sunway University , country = Malaysia；organization= Department of Physics, College of Science, Korea University , country = Republic of Korea
提出基于软演员-评论家算法的排放感知强化学习策略，通过多目标奖励函数优化电动汽车充电调度，在EV2Gym平台上实现高达87%的碳排放减少和52%的可再生能源自消纳率。
2026-05-23 cs.AI cs.SY eess.SY
Capacity Expansion of High Renewable Penetrated Energy Systems Considering Concentrating Solar Power for Seasonal Energy Balance
针对高比例可再生能源系统季节性能量失衡问题，提出整合聚光太阳能发电的长期高分辨率扩容规划模型，经新疆案例验证可显著降本、削减净负荷峰谷差并减少弃电。
2023-07-23 cs.SY eess.SY
Robust Capacity Expansion under Wildfire Ignition Risk and High Renewable Penetration
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）；Lawrence Livermore National Laboratory（劳伦斯利弗莫尔国家实验室）
提出一种鲁棒优化模型，通过电池储能选址和输电线路地下化投资，应对野火点火风险与可再生能源不确定性的最坏情况，提高系统韧性。
2026-05-21 cs.SY eess.SY math.OC
Understanding the role and value of battery storage in renewables-rich distribution grids under uncertainty and different market paradigms
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）
研究不确定性和不同市场范式下电池储能在可再生能源丰富的配电网中的作用与价值。通过扩展LEM框架，在IEEE 123节点馈线用滚动时域交替最优潮流比较三种市场设计，表明LEM成本最低，还研究了储能价值及相关影响因素。
2026-07-28 cs.SY eess.SY math.OC
Dynamic Virtual Power Plant: A New Concept for Grid Integration of Renewable Energy Sources
虚拟电厂（VPP）的概念在过去几年中已经多次在电力系统中使用，并且有几个原因。作为一般趋势，经典同步发电机的行为将被仿真用于一类常规电网组件，例如，可再生发电机或/和电力电子单元。大多数情况下，这些机组的生产是有意义的，因为西班牙的新AGC方案就是这种情况，从这个角度来看，它看起来像一个VPP。然而，动态方面非常重要，特别是为了提高可再生能源的实际渗透率。事实上，要想超过可再生能源的实际渗透率，就应该处理可再生能源对电网服务的充分参与。为此，我们在这里提出了一个新的概念，称为动态VPP（DVPP），它完全集成了动态方面在各个层面：本地（为每个RES发电机），全球（电网辅助服务和与其他相邻元素的电网）和经济（内部优化调度和参与电力市场）。DVPP是一组RES以及一组控制和操作程序。这意味着要采用以下方法：选择参与的RES，作为一个整体的最佳和连续操作（特别是在自然资源损失的情况下-例如，风，太阳-在DVPP的一部分），调节（在动态意义上）确保每个发电机的本地目标、作为一个单元参与DVPP的辅助服务以及减少与电力系统的相邻动态元件相互作用的负面影响，在两个实际电力系统方案中的集成（混合经典和电力电子为基础的发电）和未来的高度可再生能源渗透。
2021-07-31 cs.SY eess.SY
Hydrogen and Battery Storage Technologies for Low Cost Energy Decarbonization in Distribution Networks
如果没有可再生能源的高渗透率，深度能源脱碳就无法实现。在更高的可再生能源渗透率下，太阳能光伏（PV）电力的可变性和间歇性可能会导致现有化石燃料发电的斜坡问题，需要更长时间的能量存储来提高电网运行的可靠性。质子交换膜电解槽可以生产氢气，并作为公用可控负载。产生的氢气可以储存并转化为电能，或与天然气混合，或用作运输燃料或化学原料。本文认为，在一个标准的IEEE 33节点配电网络上运行的分布式能源的配电系统运营商的角度考虑的技术和物理约束，以最大限度地减少总投资和运营成本的目标。不同的案例研究，在非常高的光伏渗透率被认为是显示的挑战和路径，以净零排放能源生产使用氢能源。公用事业光伏成本和电解槽资本成本对以1美元/公斤生产氢气的敏感性表明，配电网络可以生产100%的可再生电力，到2050年，可以以保守的成本估计以相同的价格生产氢气，到2030年，成本加速下降。
2022-02-06 cs.SY eess.SY
Extreme Scenario Characterization for High Renewable Energy Penetrated Power Systems over Long Time Scales
本文针对高比例可再生能源电力系统在长时间尺度上的极端场景表征问题，提出了量化电力短缺与波动的新风险指标，并开发了基于高斯混合模型和序贯蒙特卡洛模拟的极端场景生成方法，显著提升了系统的长期安全性和可靠性。
2025-06-29 cs.SY eess.SY
Control Strategies for Microgrids with Renewable Energy Generation and Battery Energy Storage Systems
在这份报告中，提出了几种可再生能源和电池储能系统的微电网控制策略。可再生能源具有减少全球碳排放的潜力，但可再生能源的固有可变性和不稳定性阻碍了可再生能源的更高渗透率。这推动了由可再生能源供应的微电网的发展。通过对储能单元的适当控制和与能源市场的通信，可以调节不可调度的能量，以降低电网运行中的电力调度难度。电池储能系统（BESS）被广泛用于使可再生能源更可控和按需使用。通过适当的预测技术和控制算法，BESS可以存储部分产生的可再生能源，并在不同时期提供一些存储的能量，从而使实际调度的功率能够满足所需的运行标准。本报告中介绍的控制算法旨在最大限度地提高微电网的利润并最大限度地降低能源成本，这需要可再生能源，温度，电价和负载需求的预测数据。
2019-11-05 cs.SY eess.SY
Dynamic resource coordination can increase grid hosting capacity to support more renewables, storage, and electrified load growth
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；University of Vaasa（瓦萨大学）
本文通过动态协调分布式能源资源提高电网承载能力，采用三种方法分析电网承载能力，发现动态操作和DER交互可显著提升容量，电池成为最关键技术。
2026-04-02 cs.SY eess.SY
Transient Stability Assessment of Cascade Tripping of Renewable Sources Using SOS
本文通过Lyapunov方法研究了可再生能源级联跳闸的影响，提出了一种保守的稳定性区域定义及其估计方法，并利用概率定义可视化不稳定风险，以提高系统稳定性。
2018-02-12 cs.SY eess.SY math.DS
Distribution System State Estimation in the Presence of High Solar Penetration
Pacific Northwest National Laboratory（太平洋西北国家实验室）
本文研究了高太阳能渗透下配电网状态估计的问题，提出了一种非线性加权最小二乘方法，基于传感器测量和预测数据（负载和发电）来提高状态估计的准确性，并探讨了预测不确定性、传感器精度和覆盖水平对状态估计器准确性的影响。
2019-04-17 cs.SY eess.SY math.OC
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
Reliability and Market Price of Energy in the Presence of Intermittent and Non-Dispatchable Renewable Energies
University of Notre Dame（圣母大学）
本文研究了间歇性和不可调度可再生能源对传统发电机运营成本的影响，通过建立考虑可再生能源和拥堵约束的市场清算价格模型，量化了能源成本，并分析了可再生能源渗透率对承诺功率、市场价格和消费者成本的影响。
2018-02-05 cs.SY eess.SY stat.AP
Voluntary Renewable Programs: Optimal Pricing and Revenue Allocation
Columbia University（哥伦比亚大学）
本文提出一个多期优化框架，设计自愿性可再生能源计划以最大化可再生能源部署。通过分析需求函数和收入分配，探讨了最优定价策略及收入分配对可再生能源扩展的影响。
2026-03-17 cs.SY eess.SY math.OC
Coordinated PV re-phasing: a novel method to maximize renewable energy integration in LV networks by mitigating network unbalances
随着应对气候变化已成为重中之重，许多国家正在采取措施使其发电可持续，可再生能源发电的使用显着增加。在这些可再生能源中，太阳能光伏（PV）是连接到低压配电网的最受欢迎的能源之一。随着太阳能光伏更大程度地集成到低压配电网络中，公用事业提供商对太阳能渗透率施加上限，以便在可接受的规范范围内安全地运行其网络。限制太阳能光伏渗透的一个参数是由连接到低压配电网的负载和单相屋顶方案所产生的不平衡。本文提出了一种新的方法，以减轻电压不平衡的低压配电网的最佳重相并网屋顶光伏系统。离散细菌觅食优化算法（DBFOA）的修改版本被引入作为优化技术，以最小化作为目标函数的网络的整体电压不平衡，受到各种网络和操作参数。基于全天每小时观察的总体电压不平衡，比较了利用所提出的PV重新定相技术与固定相位配置的影响。算例分析表明，该方法能显著改善白天的电压不平衡，并能使电网的可用光伏容量提高77%。
2020-09-17 cs.SY eess.SY
Two-stage Robust Energy Storage Planning with Probabilistic Guarantees: A Data-driven Approach
本文讨论了一个中心的挑战，共同考虑短期（如每小时）和长期（如每年）的不确定性，在电力系统规划与可再生能源和存储资源的渗透增加。在传统的规划决策中，短期（例如，每小时）的变化没有明确地说明。然而，由于可变资源的渗透日益加深，在较长期的规划工作中考虑这种较短期的变化已变得势在必行。通过利用大量的运营观测数据，我们提出了一个基于ARGO的稳健规划框架，该框架考虑了广泛的运营条件，如可再生能源发电波动和负荷变化，为规划决策的未来运营风险提供了严格的保证。通过将两阶段鲁棒优化与情景方法理论相结合，我们证明了在精心选择的情景数量下，鲁棒解的操作风险水平可以适应规划者的风险偏好。理论保证适用于任何分布，所提出的方法是可扩展的现实世界的电网。此外，列和约束生成算法被用来解决两阶段的鲁棒规划问题，收紧理论保证。我们证实了这一框架，通过规划问题的能量存储在电网与深度可再生能源渗透。最后通过对大规模测试系统（改进的IEEE 118节点系统）的算例分析，验证了算法的理论界和可扩展性。
2021-09-10 cs.SY eess.SY
Distributed Control of Generation in a Transmission Grid with a High Penetration of Renewables
University of Washington（华盛顿大学）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
针对高可再生能源渗透率下的频率偏差问题，提出一种混合控制架构，通过离线随机优化选择发电机特定反馈参数，利用本地可观测量实现完全分布式控制，将频率偏差降低一个数量级。
2012-11-19 cs.SY eess.SY math.OC
Assessing the impact of inertia and reactive power constraints in generation expansion planning
在通往具有高可再生能源渗透率和最终碳中和的电力系统的道路上，越来越多的同步发电被目前不提供系统惯性或无功功率支持的可变可再生发电所取代。这可能会在不久的将来造成严重的电力系统稳定性问题，而爱尔兰等可再生能源普及率高的国家已经面临这些挑战。因此，本文旨在回答的问题，明确包括惯性和无功功率的限制，在发电扩展规划是否会影响未来的电力系统的最优容量组合。为此，我们提出了新的低碳扩展发电优化（LEGO）模型，它明确占：单位承诺约束，频率变化率（RoCoF）的惯性要求和虚拟惯性提供，以及，二阶锥规划（SOCP）近似的交流潮流，占无功功率约束。一个说明性的案例研究强调，忽视惯性和无功功率的限制，在发电扩展规划可能会导致额外的系统成本，系统infeantimes，扭曲的最佳资源分配和无法达到既定的政策目标。
2020-07-09 cs.SY eess.SY
Curtail Renewables to Enhance Flexibility: A Regulated Forecast-based Dispatch Approach
Shenzhen International Graduate School, Tsinghua University（清华大学深圳国际研究生院）；Hong Kong Polytechnic University（香港理工大学）
本文提出一种受监管的预测调度方法，通过限制可再生能源输出以提高系统灵活性，降低FRP需求和运行成本。
2026-02-28 cs.SY eess.SY
Renewable energy exporting consumption-oriented transfer limit switching control: A unsupervised learning-based method
本研究提出一种基于无监督学习的可再生能源外送转移极限切换控制方法，通过蚁群聚类识别运行模式、构建耦合走廊极限边界映射并结合带状切换集成到机组组合中，可提升消纳、降低成本且满足稳定要求。
2024-01-26 cs.SY eess.SY
Integrating Renewable Energy Sources as Reserve Providers: Modeling, Pricing, and Properties
本文提出一种纳入可再生能源组合标准、允许可再生能源作为备用提供者的联合能源-备用采购最优调度模型，采用边际定价并建立市场性质，仿真证明按调度提供备用可提高可再生能源利润。
2023-12-24 cs.SY eess.SY
Frequency Security-Aware Production Scheduling of Utility-Scale Off-Grid Renewable P2H Systems Coordinating Heterogeneous Electrolyzers
College of Electrical Engineering, Sichuan University（四川大学电气工程学院）；School of Engineering, Newcastle University（纽卡斯尔大学工程学院）
本文提出了一种统一的联合优化框架，用于大规模无电网可再生能源制氢系统生产调度，协调异构电解槽，以在保证频率安全的同时最大化氢气产量。
2026-03-04 cs.SY eess.SY math.OC
False Relay Operation Attacks in Power Systems with High Renewables
负荷发电平衡和系统惯性对于维持电力系统的频率至关重要。为了保持负荷发电平衡，电网配备了频率变化率（ROCOF）和甩负荷（LS）继电器。随着可再生能源的日益普及，电网的惯性正在下降，这导致在负载-发电不平衡的情况下系统频率下降更快。在此背景下，我们分析了在具有高可再生能源的电力系统中启动虚假数据注入（FDI）以创建虚假继电操作（FRO）的可行性，我们称之为FRO攻击。我们对电力系统的频率动态和相应的FDI攻击进行建模，包括同步发电机惯性、调速器时间常数和下垂等参数对FRO攻击成功的影响。我们将FRO攻击形式化为约束满足问题（CSP），并使用可满足性模理论（SMT）解决。我们的案例研究表明，可再生能源的电网更容易受到FRO攻击，同步发电机的惯性在减少电网中FRO攻击的成功方面起着至关重要的作用。
2021-02-24 cs.SY eess.SY
The economics of utility-scale portable energy storage systems in a high-renewable grid
电池储能有望在能源系统的低碳转型中发挥至关重要的作用。然而，在电网中部署电池存储目前受到其低经济可行性的严重限制，这不仅是由于高资本成本，而且还缺乏灵活有效的利用方案和商业模式。通过卡车运输使公用事业规模的电池存储变得便携，从而释放了其提供各种按需服务的能力。我们介绍了公用事业规模的便携式储能的潜在应用，并调查其在加利福尼亚州的经济性，使用时空决策模型，确定最佳的操作和运输计划的便携式存储。我们发现，动员储能可以在某些地区将其生命周期收入增加70%，并通过缓解当地输电拥堵来改善可再生能源整合。时空套利的生命周期收入可以完全补偿加州几个地区的便携式储能系统的成本，包括圣地亚哥和旧金山湾区。
2020-08-17 cs.SY eess.SP eess.SY
Assessing the Frequency Response Potential of Heavy-Duty Electric Vehicles with Vehicle-to-Grid Integration in the California Power System
本研究评估了重型电动车在加州电网中通过V2G技术提升频率响应潜力，并分析了不同充电策略对电网稳定性的影响。
2025-12-16 cs.SY eess.SY
Annual Benefit Analysis of Integrating the Seasonal Hydrogen Storage into the Renewable Power Grids
人们越来越有兴趣将氢存储集成到具有高可再生渗透水平的电网中。储氢一体化的经济效益和电网可靠性都是至关重要的。本文提出了一个能源枢纽（EH）耦合电网的年度调度模型（ASM），以研究季节性储氢（SHS）的年度效益。每个能源中心都由氢存储，电解槽和燃料电池组成。电能和氢能可以在公交车上与能源中心交换。在ASM中强制执行网格和EH的物理约束。建议的ASM考虑了EH耦合电网的季节内日常运行。ASM采用四种典型的日廓线来表示四季的网格状况，减少了计算量。此外，季节内和跨季节的氢交换和存储都在ASM中建模。因此，氢储存的利用率在全年水平上得到优化。对IEEE 24节点系统进行了数值仿真。模拟结果表明，季节性储氢可以有效地节省年运行成本，减少可再生能源的削减。
2023-02-18 cs.SY eess.SY
A comprehensive review of electricity storage applications in island systems
本文全面综述岛屿系统电力储能研究，明确储能是实现50%以上可再生渗透率的前提，分类梳理两种核心储能架构的特性与应用，指出独立储能面临的财务障碍。
2024-01-26 cs.SY eess.SY
Bayesian Quantum Neural Network for Renewable-Rich Power Flow with Training Efficiency and Generalization Capability Improvements
针对高比例可再生能源电力系统潮流计算的效率与泛化难题，提出基于贝叶斯量子神经网络的新型潮流计算模型，利用量子计算提升训练效率，通过贝叶斯方法动态适配不确定性，辅以有效维度与泛化误差界指标验证，实现训练效率与泛化能力双提升。
2024-10-29 cs.SY eess.SY
Rapid Method for Generation Prioritization during System Restoration with Renewable Resources
在自然灾害或其他突发威胁（如网络攻击）发生后，快速可靠的电力系统恢复至关重要。在系统恢复中利用可再生资源缩短了恢复时间，从而避免了生命损失和经济损失，并提高了整个电网的弹性。然而，这在今天并不是一种常见的做法;这些资源固有的可变性对精简的恢复进程构成了挑战。本文提出了一种优先级的方法-从可再生能源发电机组开始，然后降低优先级到传统的单位-计划的电力系统在恢复过程中的操作计划。我们的目标是在可再生能源渗透率很高的情况下实现一个平衡良好的系统。验证和基准测试实验是在定制版本的RTS-GMLC测试系统上进行的，使用了一年中六个月的数据，通过每小时的模拟进行测试。在评估性能和计算成本后，该方法被证明比常见的方法更快：今天广泛使用的MILP机组组合算法和“启用并尝试”算法。总之，本文提供了一种更方便的方法，以在时间敏感的恢复期间使用，作为在线操作规划辅助。
2021-01-16 cs.SY eess.SY
Data-Driven Subsynchronous Oscillation Suppression for Renewable Energy Integrated Power Systems Based on Koopman Operator
针对可再生能源并网电力系统的次同步振荡问题，提出基于Koopman算子的数据驱动动态最优控制器，利用线性MPC在线计算控制信号，有效、自适应且鲁棒地抑制振荡。
2025-05-24 cs.SY eess.SY
Analysis of Wind Energy Curtailment in the Ireland and Northern Ireland Power Systems
爱尔兰和北爱尔兰的全岛电力系统（AIPS）目前容纳高达75%的系统非同步穿透（SNSP）（例如，风）。这些前所未有的可再生能源渗透水平对电力系统的运行提出了挑战。由于具有约束力的操作和技术限制，AIPS并不总是能够容纳所有可用的可再生能源发电。在此背景下，本文分析了风能削减在AIPS使用的实际数据。研究发现，风电装机容量和限电水平之间存在正相关关系，并且趋势是这些水平增加。该论文还表明，2020-2021年期间AIPS削减的主要驱动因素是运营限制，该限制规定了最低数量的在线常规机组（MUON）（80%的时间），而SNSP限制占不到20%。其他系统范围内的限制，如频率变化率（RoCoF）和惯性被发现对弃风的影响可以忽略不计。
2023-02-14 cs.SY eess.SY
Optimal Investment Portfolio of Thyristor- and IGBT-based Electrolysis Rectifiers in Utility-scale Renewable P2H Systems
针对公用事业级可再生P2H系统的整流器配置问题，提出考虑多设备投资与运行协调的两阶段随机规划最优投资组合模型，可提升收益并减少无功补偿投资。
2025-10-22 cs.SY eess.SY math.OC
Utilization of Water Supply Networks for Harvesting Renewable Energy
University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）
本文提出利用供水网络中的水泵和水箱吸收电网中可再生能源过剩电力的方法，通过非凸优化问题求解并转换为混合整数二次锥规划问题，通过数值模拟验证有效性。
2018-08-15 cs.SY eess.SY
Power System Decarbonization: Impacts of Energy Storage Duration and Interannual Renewables Variability
电力部门的脱碳是减缓气候变化步伐的主要措施之一。本文分析了储能系统和可再生能源的年际不确定性对2050年电力系统脱碳的影响。我们使用意大利电力系统11年的VRE和负荷数据，根据技术成本预测和CO2排放限制进行容量扩展优化，特别关注ESS的作用及其持续时间。我们还探讨了基于多年与单年数据的产能扩张优化，以量化VRE年际变化的影响。我们的研究结果表明，即使在没有脱碳政策的情况下，可再生能源的渗透率也很高。在向零碳系统过渡的过程中，CCS由于其碳捕获效率而发挥次要作用。ESS投资通过替换更昂贵的灵活性资源，有助于降低系统成本。然而，较长的ESS持续时间较低的边际价值每增加千瓦时ESS。VRE的年际变化大大改变了系统的配置和能源成本。根据单年数据作出的决策大大增加了系统在其他年份的运营成本。相比之下，多年的优化提供了一个更强大和更具成本效益的发电扩展策略。
2019-11-27 cs.SY eess.SY
Power systems with high renewable energy sources: A review of inertia and frequency control strategies over time
传统上，电力系统中的惯性是通过考虑直接连接到电网的所有旋转质量来确定的。在过去的十年中，可再生能源的整合，主要是光伏装置和风力发电厂，导致了显着的动态特性的变化，在电力系统。这一变化主要是由于大多数可再生能源在电网接口处具有电力电子设备。这对电力系统的稳定性和可靠性分析有着重要的影响。电力系统变得更加动态，需要一组新的策略来修改传统的发电控制算法。事实上，可再生能源发电机组通过电子转换器与电网解耦，降低了电网的整体惯性。"隐藏惯性"、"合成惯性"或"虚拟惯性"是当前用于表示由可再生能源的转换器控制产生的人工惯性的术语。然后，在具有高渗透率可再生能源的新电力系统中需要替代旋转储备，其中必须模拟直接连接到电网的旋转质量的缺乏，以保持可接受的电力系统可靠性。本文回顾了惯性概念的价值观和它们在过去几十年的演变，以及阻尼因子值。传统和当前平均发电组合方案的旋转网格惯性的比较也进行了。此外，广泛的讨论风力和光伏发电厂和惯性的频率控制策略方面的贡献包括在文件中。
2020-04-06 cs.SY eess.SY
A Control Architecture for Fast Frequency Regulation with Increasing Penetration of Inverter Based Resources (Extended Version)
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；King Fahd University of Petroleum & Minerals（法赫德国王石油与矿产大学）；King Abdulaziz City for Science and Technology（阿卜杜勒阿齐兹国王科学与技术城）
本文提出一种双层控制架构，结合优化下垂控制与虚拟同步机控制，通过模型预测控制实现高效频率调节，验证了在高渗透可再生能源系统中的有效性。
2026-08-17 cs.SY eess.SY
