Data-Driven Predictive Control for Wide-Area Power Oscillation Damping
ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）；Hitachi Energy Research（日立能源研究院）；The University of Melbourne（墨尔本大学）
本文提出数据驱动预测控制用于阻尼广域电力系统振荡，通过对比ARX、TPC与DeePC等方法，验证了其在抑制区域间和局部振荡中的有效性。
2026-01-27 cs.SY eess.SY
Decentralized Data-Enabled Predictive Control for Power System Oscillation Damping
为了实现电力系统的安全最优广域控制，提出了一种基于数据的预测控制（DeePC）算法。传统的最优广域控制是基于模型的。然而，在实践中，详细和准确的参数电力系统模型很少。相比之下，DeePC算法仅使用从未知系统测量的输入/输出数据来预测未来轨迹并计算最优控制策略。我们展示了DeePC算法即使在存在测量噪声、通信延迟、非线性负载和不确定负载波动的情况下也可以有效地衰减区域间振荡。我们研究了不同矩阵结构下的性能作为数据驱动的预测。此外，我们推导出一种新的Min-Max DeePC算法，可独立应用于多个VSC-HVDC站，以减轻区域间振荡，从而实现分散和鲁棒的最优广域控制。此外，我们讨论了如何通过降低预测不确定性的维度来减轻Min-Max DeePC的计算负担，以及如何利用干扰反馈来降低鲁棒化的保守性。我们说明了我们的研究结果与高保真度，非线性和噪声模拟的四个区域的测试系统。
2021-06-17 cs.SY eess.SY
Addressing intra-area oscillations and frequency stability after DC segmentation of a large AC power system
针对大型交流电网直流分段后区域内部振荡和频率稳定性恶化的问题，提出在VSC-HVDC换流站配置有功和无功附加控制器以抑制振荡并提供频率支持，并在Nordic 44系统验证了其有效性。
2024-06-26 cs.SY eess.SY
Wide-Area Power System Oscillations from Large-Scale AI Workloads
The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）
本文提出了一种新的动态电力建模方法，用于分析人工智能数据中心负载对电网运行的影响，特别是其可能引起广域电网振荡的潜在风险。
2026-04-20 cs.SY eess.SY
Slow Inter-area Electro-mechanical Oscillations Revisited: Structural Property of Complex Multi-area Electric Power Systems
本文提出区域间动态的结构性质，定义区域间变量为功率波之差，证明其变化率仅依赖内部功率不平衡，为区域间振荡的建模与控制提供新基础。
2024-05-23 cs.SY eess.SY
Wide Area Measurement System-based Low Frequency Oscillation Damping Control through Reinforcement Learning
由于负荷和可再生能源渗透率的不确定性迅速增加，确保电力系统的稳定性如今比以往任何时候都更具吸引力。最近，基于广域测量系统的集中控制技术开始提供更灵活和鲁棒控制以保持系统稳定。但是，由于长距离通信信道的延迟和设备对控制动作的响应的不规则性，这种控制理念的现代化面临着紧迫的挑战。因此，我们提出了一种创新的方法，可以彻底改变控制策略阻尼下来的低频振荡传输系统。所提出的方法是丰富的潜力，克服通信延迟和其他非线性的挑战，在广域阻尼控制，利用强化学习技术的能力。这种技术具有独特的特性，通过探索环境并通过实施策略梯度方法设计最优控制动作策略来学习不同的场景和操作条件。我们详细的分析和系统设计的数值验证证明了精心建模的低频振荡阻尼控制器的可行性，可扩展性和可解释性，即使在负载和发电的不确定性上升的情况下，也能确保稳定性。
2020-01-22 cs.SY eess.SY
Inter-Area Oscillation Damping With Non-Synchronized Wide-Area Power System Stabilizer
Indian Institute of Technology Delhi（德里印度理工学院）；Indian Institute of Technology (BHU)（印度理工学院（贝拿勒斯））；University of Cape Town（开普敦大学）
本文提出一种非同步广域电力系统稳定器，通过H∞控制与区域极点放置方法提升阻尼性能，验证非同步信号在应对时间延迟变化时更具鲁棒性。
2018-04-18 cs.SY eess.SY
Ambient PMU Data Based System Oscillation Analysis Using Multivariate Empirical Mode Decomposition
广域同步相量环境测量为实时振荡模式监测和分析提供了宝贵的数据源。本文介绍了一种利用广域环境测量识别区域间振荡模式的新方法。基于多元经验模式分解（MEMD）分析多通道非平稳非线性信号的方法，该方法能够检测出多个同步相量测量中存在的低幅值的共同振荡模式。基于两个真实数据集的测试结果验证了该方法的有效性。
2021-03-02 cs.SY eess.SP eess.SY
Influence of Sensor Feedback Limitations on Power Oscillation Damping and Transient Stability
基本的传感器反馈限制，提高转子角稳定性，使用本地频率或相位角测量。使用两个机器的电力系统模型，它表明，改善阻尼的区域间振荡必须在减少暂态稳定裕度的成本，无论控制设计方法。控制限制源于无法使用本地频率信息确定地估计外部干扰对区域间模式的激励。在一个改进的昆杜尔四机两区域测试系统中，有功功率调制在一个嵌入式高压直流链路上的结果进行了验证。使用局部相角测量的阻尼控制必然导致在某些负载扰动之后转子角偏差增加。对于一个高应力系统，它表明，这可能会导致瞬态不稳定。本文的局限性可能会激发在电力振荡阻尼控制广域测量的需要。
2021-08-12 cs.SY eess.SY
Deep-Reinforcement-Learning-Based Adaptive State-Feedback Control for Inter-Area Oscillation Damping with Continuous Eigenvalue Configurations
本文将区间振荡阻尼控制建模为MDP，提出基于DRL的自适应状态反馈控制框架，结合全局参与因子选择部分发电机和切换控制策略，在IEEE 39节点系统中验证了其优于基准方法的暂态性能与鲁棒性。
2025-07-03 cs.SY eess.SY
WAMS-Based Model-Free Wide-Area Damping Control by Voltage Source Converters
提出了一种新的无模型广域阻尼控制（WADC）方法，该方法可以实现模式的完全解耦，并利用并网电压源换流器（VSC）同时阻尼多个临界区域间振荡。所提出的方法是纯粹的测量为基础，不需要网络拓扑和动态模型参数的知识。因此，所设计的控制器使用VSC可以更新的控制信号在线系统的操作条件的变化。对含VSC的改进IEEE 68节点系统的数值研究表明，该方法能准确估计系统的动态模型，并能有效抑制不同工况和网络拓扑下的区域间振荡。
2021-02-10 cs.SY eess.SY
Frequency Shaping Control for Oscillation Damping in Weakly-Connected Power Network: A Root Locus Method
The Chinese University of Hong Kong, Shenzhen（香港中文大学）；Peking University（北京大学）；Nanjing University（南京大学）；Institute of Science Tokyo（东京科学大学）
本文提出基于根轨迹方法的频率形状控制，用于增强弱连接电力网络中区域间振荡的阻尼和稳定性，通过极点放置和闭式表达式推导，实现频率安全与振荡稳定性的双重保障。
2026-01-27 cs.SY eess.SY
Forced oscillation source localization from generator measurements
本文扩展了一种基于最大似然的强迫振荡源定位方法，使其适用于包含无惯性母线的现实场景，通过将Kron降阶纳入估计器，实现了对传统发电机和负荷处强迫振荡位置与频率的识别。
2024-03-22 cs.SY eess.SY nlin.AO
An Analytical Formulation of Power System Oscillation Frequency
University of Tennessee, Knoxville（田纳西大学诺克斯维尔分校）
本文提出了一种解析方法，用于在大扰动下计算电力系统振荡频率。研究发现，当系统模型和运行条件固定时，振荡频率仅与振荡幅度有关，且该函数对阻尼不敏感，适用于多机电力系统的区域模型。
2015-03-08 cs.SY eess.SY
Oscillation Analysis and Damping Control for a Proposed North American AC-DC Macrogrid
Pacific Northwest National Laboratory（太平洋西北国家实验室）
本文针对北美交直流宏电网的小信号稳定性问题，通过详细模型仿真分析区域间振荡风险，并设计基于广域反馈的MTDC补充阻尼控制器以提升系统稳定性。
2025-11-04 cs.SY eess.SY
Coherency and Online Signal Selection Based Wide Area Control of Wind Integrated Power Grid
提出了一种基于离散线性二次型调节器和卡尔曼滤波状态估计的广域控制（WAC）设计方法，可用于实时抑制风电并网系统的区域间振荡。所提出的方法的主要优点是，该架构提供了在线一致性分组，正确地表征实时变化的电网和在线广域信号选择的基础上，适当选择的WAC信号的剩余方法。因此，所提出的架构可以准确地监测电网中的变化，并选择适当的控制信号，以更有效地阻尼区域间的振荡相比，传统的基于本地信号的电力系统稳定器或离线的WAC设计。该架构进行了测试，风力综合两个区域系统和IEEE 39节点系统，以显示所提出的方法的能力。
2019-07-16 cs.SY eess.SY
An algorithm for DC segmentation of AC power systems to mitigate electromechanical oscillations
在过去的几十年中，各种事件表明，机电振荡是大型互联交流（AC）电力系统的主要问题。直流分段-一种将大型交流电网转变为一组由直流（DC）链路连接的异步交流集群的方法-是缓解这一问题和其他问题的一种有前途的解决方案。然而，到目前为止，还没有针对给定AC电力系统的系统分段过程。本文旨在填补这一空白，并提出了一种算法的直流分段给定的交流电力系统，以减轻机电振荡。该方案采用基于电压源换流器（VSC-HVDC）的高压直流环节实现直流分段。该算法采用小干扰稳定技术和主导区域间振荡路径的概念来停止电力系统的主要区域间模式。该算法将使用六个发电机的测试系统进行解释，然后将其用于Nordic 44测试系统。通过非线性时域仿真和小信号稳定性分析（SSSA）验证了所提出的直流分段算法的有效性。
2023-02-20 cs.SY eess.SY
State-Derivative Feedback Control for Damping Low-Frequency Oscillations in Bulk Power Systems
UMBC（马里兰大学巴尔的摩分校）；ASU（亚利桑那州立大学）
本文提出一种基于状态导数反馈的阻尼控制器，通过利用频率及其变化率来提高大规模电力系统中低频振荡的阻尼效果，验证了其在抑制区间和区内振荡方面的有效性。
2025-11-21 cs.SY eess.SY
Data-Driven Wide-Area Control Design of Power System Using the Passivity Shortage Framework
提出了一种新的广域控制设计，以减轻区域间的工频振荡。将大规模电力系统分解为无源短缺子系统网络，其非线性互联具有状态依赖仿射形式，并利用无源短缺框架提出了一种两级设计方法。在较低的水平，任何发电机控制可以被看作是一个使发电机无源性短和$L_2$稳定，和稳定性的影响，较低的水平控制对整个系统的特点是在两个参数。当系统为非线性时，通过求解一个数据驱动矩阵不等式（Data-driven Matrix Inequality，简称LMI）优化冲击参数，然后根据设计参数求解另一个李雅普诺夫矩阵不等式，设计高阶广域控制。所提出的方法使得设计模块化，并且所得到的控制相对于电力系统的操作条件是自适应的。一个测试系统被用来说明所提出的设计，包括阻尼器和广域控制，仿真结果表明，在阻尼区域间振荡的有效性。
2019-07-18 cs.SY eess.SY
Situational Awareness in Indian Power Grid using Synchrophasor Data
本文提出一种基于Prony和FFT的低频振荡分析算法，利用同步相量技术进行振荡检测以提升电网态势感知，并在印度西部区域电网的案例研究中验证了其有效性。
2024-08-09 cs.SY eess.SY
Optimal Power Flow Schedules with Reduced Low-Frequency Oscillations
电网对小事件或持续随机扰动的动态响应影响其稳定运行。由于阻尼不足，低频区域间振荡特别令人关切。本文研究了运行点对电力网络线性时不变动态特性的影响。提出了一种基于电网动态特性频率响应的电力系统区域间振荡稳定性评价指标。我们进一步提出了一个最优潮流公式，以产生一个电网调度，优化这个新的稳定性指标。一个半定规划（SDP）松弛产生一个计算易处理的凸问题。IEEE-39节点系统的数值试验表明，SDP松弛是精确的，产生一个秩-1的解决方案。提出的小信号稳定性度量与发电成本的相对权衡也进行了研究。
2022-04-19 cs.SY eess.SY math.OC
Control Inversion: A Clustering-Based Method for Distributed Wide-Area Control of Power Systems
North Carolina State University（北卡罗来纳州立大学）
本文提出基于聚类的控制反演方法，通过降维状态空间设计LQR控制器，解决广域控制的可扩展性和实现复杂性问题，验证了其在48机电力系统中的有效性。
2018-03-15 cs.SY eess.SY
Comparative Study of Data-driven Area Inertia Estimation Approaches on WECC Power Systems
本文在WECC 240节点系统上比较了系统辨识、测量重构和机电振荡三类区域惯量估计方法，发现基于系统辨识的方法鲁棒性和准确性最优。
2024-08-01 cs.SY eess.SY
Design and Evaluation of Distributed Networked Control for a Dual-Machine Power System
National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）
本文提出考虑通信延迟的分布式网络控制方案，用于减少电力系统中区域振荡，通过更精确的建模对比分布式与分散控制方案，针对对称双机系统评估控制设计的阻尼能力。
2015-04-08 cs.SY eess.SY
Damping LFOs: Grid Following with Power Oscillation Damping vs. Grid Forming vs. PSS
针对可再生能源高渗透电网中的低频振荡问题，本文提出带辅助阻尼控制的跟网型控制器，并与PSS及虚拟同步机等构网型控制策略进行对比，仿真表明构网型VSM阻尼效果最优。
2025-05-30 cs.SY eess.SY
Alternating Direction Method of Multipliers (ADMMs) Based Distributed Approach For Wide-Area Control
本文提出了一种基于乘子交替方向法的新型分布式广域控制结构，用于阻尼区域间振荡。在这种方法中，首先，互联的电力系统被划分为区域的基础上的一致性分组。其次，在每个区域上分配本地处理器，这些处理器基于拉格朗日乘子使用测量来估计黑盒传递函数模型。这些局部区域处理器然后用于通过全局处理器基于一致性算法来估计电力系统的全局传递函数模型。在收敛之后，导出对应于感兴趣的区域间模式的传递函数残差，以确定最佳广域控制回路。最后，基于此信息设计了广域阻尼控制器。在RTDS/RSCAD和MATLAB联合仿真平台上，通过两个区域和IEEE-39节点的试验系统验证了该控制器的有效性。
2019-07-15 cs.SY eess.SY
Discovery and Characterization of Cross-Area and Intra-Area SSOs Sensitive to Delay in Droop Control of Grid-Forming Converters
本研究在评估准稳态相量演算与空间相量演算模型对次同步振荡的捕捉能力时，发现了100%下垂控制构网型变流器电网中的跨区域次同步振荡新现象，分析了跨区域及区域内次同步振荡的频域特性与时延影响，并通过电磁暂态仿真验证了结果。
2024-09-16 cs.SY eess.SY
Extended Prony Analysis on Power System Oscillation Under a Near-Resonance Condition
电力系统在大扰动下的振荡往往表现出畸变的波形，这是由越来越多地部署的相量测量单元捕获的。其中一个原因是发生近共振的情况下，由发电机的非线性瞬态动力学的影响的几个主导模式。本文提出了一种基于测量的模态分析的扩展Prony分析方法。该方法基于规范形理论，通过对瞬态和瞬态后波形的分析比较，将由近共振条件引起的共振模态从固有模态中区分出来，从而比传统的Prony分析方法给出更精确的模态特性，尤其是对于大扰动。新方法首先详细演示了Kundur的两个区域系统，然后在IEEE 39节点系统上进行测试，以显示其在近共振条件下的性能。
2020-03-21 cs.SY eess.SY
Mitigating Forced Oscillations in Power Systems via Data-Enabled Predictive Control
ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）
针对电力系统受大型周期性负荷驱动的强制振荡问题，采用无需显式模型的数据驱动预测控制（DeePC），在多机两区域系统上验证其阻尼效果优于传统PSS，凸显其在现代电力系统中的应用潜力。
2026-08-28 cs.SY eess.SY
Reduced-Order Model Characterization of Nonlinear Sustained Oscillations
South Dakota State University（南达科他州立大学）；University of Tennessee, Knoxville（田纳西大学诺克斯维尔分校）
本文提出基于相位-等时模型的降阶控制方法，用于描述并阻尼逆变器资源引发的非线性持续振荡，在两区域和IEEE 39节点系统上验证了优于平衡点线性化设计的阻尼效果。
2026-09-30 cs.SY eess.SY math.DS
