A Scalable Port-Hamiltonian Approach to Plug-and-Play Voltage Stabilization in DC Microgrids
基于变流器的直流微电网电压稳定的主要挑战之一是多个相互作用的单元显示间歇性供电行为。在本文中，我们解决了这个问题的分散可扩展，即插即用的电压控制器的电压源转换器（VSC）在初级水平。与现有的方法相比，我们遵循一个系统的和建设性的设计，基于端口-哈密顿系统（PHSs），既不需要启发式命题的李雅普诺夫函数，也不计算辅助变量，如时间导数。利用PHS方法得到的Hamilton函数作为李雅普诺夫函数，并利用无源系统的模块性，给出了所设计的VSC控制器实现微电网电压渐近稳定的充分条件.积分作用（IA），它保留了无源PHS结构，鲁棒的设计对未知的干扰，并确保在稳态零电压误差。数值仿真说明了所提出的电压控制器的功能。
2020-02-12 cs.SY eess.SY
Hierarchical Agglomerative Clustering for Efficient Annual Voltage Security Assessment in Very-High RES Penetrated Power Systems
本文提出一种基于实际电压响应的无监督学习框架，采用层次凝聚聚类选择代表性运行点，可在高RES渗透率电力系统中大幅减少年度运行点数量，且电压行为重构精度高，性能优于现有方法。
2026-08-31 cs.SY eess.SY
Hierarchical Frequency and Voltage Control using Prioritized Utilization of Inverter Based Resources
针对多区域电力系统，提出了一种新的基于逆变器资源（IBR）的分级频率和电压控制设计。该设计是基于优先使用IBR的思想，在传统的基于发电机的控制，在补偿负载和发电的突然和不可预测的变化，从而减轻任何不希望的动态的频率或电压，通过利用他们的快速驱动时间常数。一个新的顺序优化问题，称为区域优先潮流（APPF），制定模型这种优先级。结果表明，与传统的潮流APPF不仅导致一个更公平的平衡之间的调度有功和无功功率从IBR和同步发电机，但也限制了任何意外事件的影响蔓延超出其各自的控制区域，从而保证了更好的集体动态性能的电网。然而，这种改进的代价是增加了以分层方式执行APPF所需的额外通信层。结果验证使用9机，6 IBR，33总线，3区域电力系统模型的仿真，说明APPF如何可以减轻干扰更快，更有效地优先使用本地区域资源。
2022-02-05 cs.SY eess.SY
Scalable second-order consensus of hierarchical groups
本文研究分层群体在规模增长和反馈机制下的可扩展二阶共识问题，证明绝对速度协议无需调整增益即可实现完全可扩展共识，而相对速度协议不能，并提出适用于任意规模和反向边数量的分层结构。
2024-03-31 cs.SY eess.SY
Hierarchical Control of Grid-Connected Hydrogen Electrolyzer Providing Grid Services
本文介绍了氢电解槽并网系统的运行模式和控制结构，以提供频率和电压支持。重点分析了分层控制方案中的主回路和副回路。在功率变换器的内环控制中，分析了电压控制和电流控制模式。在初级，下垂和反下垂控制策略，以提供电压和频率的支持进行了说明。探讨了一级控制与二级、三级储量的协调问题。最后，以HIL台风为例，进行了数值模拟和实时仿真。
2022-11-05 cs.SY eess.SY
DC Microgrids with Nested Nonlinear Distributed Control: Scalable Large-Signal Stability and Voltage Containment
Norwegian University of Science and Technology (NTNU)（挪威科技大学）；The University of Manchester（曼彻斯特大学）
本文提出了一种具有嵌套非线性分布式控制的直流微电网控制框架，通过优化策略实现稳定运行和优化的电流共享。
2026-02-16 cs.SY eess.SY
Voltage Control of DC Islanded Microgrids: Scalable Decentralised L1 Adaptive Controllers
University College Cork（科克大学）；United Technologies Research Centre Ireland Ltd（联合技术研究中心爱尔兰有限公司）
本文提出了一种可扩展的去中心化控制方案，用于直流孤岛微电网的主级控制架构，通过在现有DC-DC升压转换器基线电压控制器中安装局部状态反馈L1自适应控制器，实现动态不确定性和即插即用操作下的快速稳健电压稳定性。
2018-03-20 cs.SY eess.SY
Scalable Voltage-Stability Dataset Generation Via Boundary-Proximity Indicators Clustering
Department of Electrical and Electronic Engineering, The University of Manchester（电气与电子工程系，曼彻斯特大学）
本文提出一种基于边界邻近指标聚类的可扩展电压稳定数据集生成框架，结合多种采样与聚类技术，可减少95.45%的连续潮流评估量，且能保持高准确率，适用于电力系统运行与规划优化。
2026-08-31 cs.SY eess.SY
A Distributed Scalable Architecture using L1 Adaptive Controllers for Primary Voltage Control of DC Microgrids
University College Cork（科克大学）；United Technologies Research Centre Ireland Ltd（联合技术研究院爱尔兰有限公司）；MaREI-SFI Research Centre, University College Cork（科克大学马雷伊-科学基金会研究中心）
本文提出了一种新的分布式控制架构，用于异构直流孤岛微电网中的分布式发电单元，通过L1自适应控制器实现主电压控制，确保系统渐近稳定性和鲁棒性。
2018-01-22 cs.SY eess.SY
Hierarchical Control in Islanded DC Microgrids with Flexible Structures
堆叠初级、次级和三级层的分层架构被广泛用于由配电发电单元（DGU）、负载和电力线组成的孤岛DC微电网（DCmG）的操作和控制。然而，往往缺乏对所有层面的综合分析。在这项工作中，我们通过设置一个自上而下的分层控制架构来弥补这一限制。与DGU相连的分散式电压控制器构成了我们的主层。在基于MPC的能源管理系统（EMS）的管理下，我们的第三层为DGU生成最佳功率参考和决策变量。特别是，决策变量可以打开/关闭DGU并选择其操作模式。中间次级层将EMS功率参考转换成初级层所需的适当电压信号。更具体地，为了提供电压解，次级层求解嵌入电力流方程的优化问题，该电力流方程被示出为总是可解的。由于负载电压不是直接施加的，因此它们的唯一性对于DGU产生EMS传递的参考功率是必要的。为此，我们推导出一个新的唯一性条件，仅基于局部负载参数。我们的控制框架，除了适用于通用DCmG拓扑结构，可以容纳EMS命令引起的拓扑变化。其功能是通过模拟验证修改后的16总线直流系统。
2020-08-06 cs.SY eess.SY
Robust and Scalable Game-theoretic Security Investment Methods for Voltage Stability of Power Systems
针对负荷攻击下的电压稳定问题，提出基于Stackelberg博弈的鲁棒防御序贯算法和遗传算法，实现大规模电力系统的可靠防御，验证了资源充足时防御可行性。
2023-09-04 cs.DC cs.SY eess.SY
Control Hardware-in-the-loop for Voltage Controlled Inverters with Unbalanced and Non-linear Loads in Stand-alone Photovoltaic(PV) Islanded Microgrids
连接到具有本地分布式能源（DER）的微电网（MG）的不平衡和非线性负载是电能质量问题的两个主要原因。非线性负载会引入电压和电流谐波，单相负载会导致三相网络中的电压和电流不平衡。针对微电网中负载不平衡和非线性的情况，提出了一种压控光伏逆变器的分级控制方案。分级控制由初级控制、电压补偿控制（VCC）和直流电压调节器（VR）组成。初级控制方案控制有功和无功功率分配，而VCC调节不平衡电压和谐波失真。该方案的有效性进行了验证，使用Opal-RT实时仿真和实验使用控制硬件在环。补偿后公共耦合点电压畸变率由6.38%下降到1.91%，不平衡负荷和谐波负荷由各DG单元按比例分担。
2020-09-14 cs.SY eess.SY
A scalable line-independent design algorithm for voltage and frequency control in AC islanded microgrids
Università degli Studi di Pavia（帕维亚大学）；École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）
本文提出了一种去中心化控制合成方法，用于稳定交流孤立微电网中的电压和频率，该方法允许在不损害整体稳定性的情况下添加或移除分布式发电单元。核心贡献是提出了一种线路无关的设计算法，允许每个局部控制器仅需对应分布式发电单元的参数，而无需相邻单元的线路模型，并且新单元接入时无需重新调节相关单元的调节器。
2018-10-15 cs.SY eess.SY
A decentralized scalable approach to voltage control of DC islanded microgrids
Università degli Studi di Pavia（帕维亚大学）；United Technologies Research Center Ireland（联合技术研究中心爱尔兰）；Institute of Energy Technology, Aalborg University（奥尔堡大学能源技术研究所）
本文提出了一种去中心化控制方案，用于由多个分布式发电单元组成的直流孤立微电网，通过优化问题确保系统稳定性，实现控制器的可扩展性。
2015-03-24 cs.SY eess.SY
Hierarchical Graph Neural Network for Probabilistic Power Flow with Grid Topology Contingencies
Xi’an University of Technology（西安理工大学）；University of Oslo（奥斯陆大学）
针对固定拓扑PPF模型泛化性差的问题，提出TDD-HBGNN，经IEEE和波兰电网测试，其相角误差更低、参数规模小且延迟低，性能优于6种基线方法。
2026-10-12 cs.GR cs.SY eess.SY
Optimal and Coordinated Voltage Control: Case Study on a 132 kV Norwegian Grid Subsystem
本研究提出分层电压调节高层动态性能评估框架，通过挪威132kV电网子系统案例验证，实现SVR-TVR协调，在实际运行场景中减少有功损耗并维持电压与无功稳定，为控制中心日常管理提供支撑。
2025-02-14 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
Quantification and Regulation of Energy Reserves for Distributed Frequency and Voltage Control of Grid-Forming Inverters
Santa Clara University（圣克拉拉大学）
本文提出了一种基于电池储能系统的能量储备框架，用于量化分层控制操作，同时提出改进的分布式平均比例积分控制器，以实现能量储备共识，通过仿真验证了频率和电压调节的有效性及功率和能量共享的改进。
2026-04-16 cs.SY eess.SY
Data-Driven Distributed Voltage Control for Microgrids: A Koopman-based Approach
本文提出了一种分布式数据驱动控制的交流微电网（MG）的电压调节。在此基础上，采用Koopman算子，采用数据驱动策略设计了电压二级控制。Koopman算子方法将电压的非线性行为表示为可观测空间或提升空间中的线性问题。将提升空间中的表示与线性一致性结合起来设计模型预测控制。完整的算法证明了在MG模型，包括负载的变化，传输线，和通信图。数据驱动的模型调节电压使用分布式方法仅基于本地测量，并包括无功功率约束和控制成本最小化。
2022-08-29 cs.SY eess.SY
A Centralized Voltage Controller for Offshore Wind Plants: NY State Grid Case Study
本文提出一种由主从控制器组成的集中式多电厂无功功率和电压控制器，基于2035年纽约州电网近9,500 MW海上风电模型，验证了其在三种扰动场景下能按比例共享无功支持并提升电压稳定裕度。
2023-10-19 cs.SY eess.SY
A scalable control design for grid-forming inverters in microgrids
微电网越来越被认为是将分布式能源整合到电力网络中的关键技术，允许负载和分布式能源的本地集群自主运行。然而，微电网运行带来了新的挑战，特别是在孤岛运行中，因为大型旋转机器不再提供频率和电压控制。相反，微电网中的功率转换器必须协调以调节频率和电压并确保稳定性。我们认为，设计控制器，以实现这些目标的问题。利用无源性理论推导微电网的分散稳定条件，提出了一种并网逆变器的控制设计方法。对于分析，我们使用高阶模型的逆变器和先进的动态模型的线路与任意大量的状态。通过满足分散条件，即插即用操作可以实现与保证的稳定性，和性能也可以通过将此条件作为一个约束，在相应的最优化问题制定改善。此外，与以前的非下垂方法相比，我们的控制设计可以提高微电网的功率共享特性。最后，现实的仿真证实，控制器的设计提高了电力网络的稳定性和性能。
2021-06-19 cs.SY eess.SY math.OC
