Optimal Steady-State Secondary Control of MT-HVdc Grids with Reduced Communications
本文提出一种集中式二次控制方法，基于准静态模型和原始-对偶动力学优化多端高压直流电网稳态，并引入通信触发机制减少通信，在海上电网案例中验证了电流最小化和损耗降低效果。
2025-02-10 cs.SY eess.SY math.OC
Two-Stage Bidirectional Inverter Equivalent Circuit Model for Distribution Grid Steady-State Analysis and Optimization
University of Vermont（佛蒙特大学）
本文提出了一种双阶段双向逆变器等效电路模型，用于提升配电网稳态分析与优化的精度和兼容性。
2026-01-17 cs.SY eess.SY
Unifying Power Flow and Electromagnetic Transient Modeling
Department of Electrical and Computer Engineering, Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学电气与计算机工程系）
针对潮流与电磁暂态模型不一致威胁电网安全的问题，提出SALT框架，利用全物理EMT模型实现高保真稳态分析，达到EMT精度并加速百万倍，且能捕获所有安全威胁。
2026-09-09 cs.SY eess.SY
Improved steady-state stability of power grids with a communication infrastructure
Macedonian Academy of Sciences and Arts（马其顿科学院与艺术院）；Faculty of electrical engineering and information technologies, University “Ss Cyril and Methodius”（西里尔和梅托迪乌斯大学电气工程和信息技术学院）；Faculty of Computer Sciences and Engineering, University “Ss Cyril and Methodius”（西里尔和梅托迪乌斯大学计算机科学与工程系）；BioCircuits Institute, UC San Diego（加州大学圣地亚哥分校生物电路研究所）
本文提出一种自动控制策略，通过通信基础设施优化电力网络的稳态稳定性，提升了系统鲁棒性。
2014-10-07 cs.SY eess.SY math.OC
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
iDroop: A dynamic droop controller to decouple power grid's steady-state and dynamic performance
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）
本文提出iDroop控制器，通过电网连接逆变器实现一次频率控制，提升网络动态性能。该方法克服了虚拟惯性控制器的局限性，同时保留传统下垂控制的优势，实现分布式供应与需求平衡及功率共享。
2016-12-17 cs.SY eess.SY math.OC
A New Approach for Steady-State Analysis of a Hybrid ac-dc Microgrid
针对混合交直流微电网需分别求解交直流方程导致仿真耗时的问题，提出一种将其等效为单一交流网络进行稳态潮流分析的新方法，有效缩短了仿真时间。
2019-01-17 cs.SY eess.SP eess.SY
A General Initialization Scheme for Electromagnetic Transient Simulation: Towards Large-Scale Hybrid AC-DC Grids
随着大规模交直流混合电网的形成，电磁暂态仿真需要准确描述系统的动态特性。然而，当系统规模较大时，交直流混合系统的EMT稳态初始化困难且耗时。为了给含有非线性元件和黑盒元件的EMT仿真提供稳定的快照，提出了一种可在电磁暂态程序（EMTP）型仿真器中实现的EMT仿真通用初始化方案（EMT-GIS）。首先，一个综合的潮流（IPF）算法被引入到提供稳态结果。在此基础上，设计了一种适用于EMT-GIS的初始化快照计算与拼接机制。在CloudPSS仿真平台上，利用我国交直流混合系统对所提出的EMT-GIS进行了测试。测试结果验证了所提出的EMT-GIS的有效性。
2020-01-10 cs.SY eess.SY
Fast Distribution Grid Topology Estimation via Subset Sum
本文提出一种基于子集和与分层结构的超快速配电网拓扑识别方法，利用少量智能电表功率测量样本实时推断整体拓扑，并具备抗测量噪声能力。
2025-07-22 cs.SY eess.SY
A Novel Decomposition for Control of DC Circuits and Grid Models with Heterogeneous Energy Sources
Boston University（波士顿大学）
本文提出一种新分解方法，将混合电源电路分解为电压控制子电路和电流控制子电路，分析了稳态直流电路的功率损耗和总功率计算方法，探讨了其在电网拓扑控制中的应用。
2017-09-22 cs.SY eess.SY
Grid-Aware Provision and Activation of Fast and Slow Flexibilities from Distributed Resources in Low and Medium Voltage Grids
随着越来越多的可再生间歇性发电被连接到配电网，电网运营商需要更大的灵活性来保持供需平衡。这种情况不仅需要缓慢上升的灵活性能力，而且还需要在MV和LV配电网连接的各种资源的快速上升的灵活性能力。此外，该方法还可能增加网格加固的成本。因此，为了推迟电网资产的加固，电网需要优化运行。本文提出了- a）这样一个最佳的MV和LV电网的操作方法;和b）一个聚合的灵活性估计方法估计分别为快速和慢速服务在主变电站（TSO接口）。基于模型的MV电网和基于灵敏度系数的无模型LV电网的方法适用于LV电网，其中最新和准确的模型和拓扑结构并不总是可用的。本文的方法使用来自位于低压配电网的电网监测设备的同步和准确的测量。假设该方法的实现是集中的，其中电网监控设备或中央平台能够托管电网感知算法并将控制设定点传送到DER。该方法已被验证的一个真正的MV和LV网络的瑞士DSO配备电网监测设备。结果，在技术损失，电网违规成本和灵活性能力曲线方面，显示了最佳操作和灵活性估计方法的有效性，因此，可以很容易地部署。
2021-08-09 cs.SY eess.SY
Control of Grid-Forming VSCs: A Perspective of Adaptive Fast/Slow Internal Voltage Source
针对GFM-VSC在大扰动下同步稳定与构网服务对内部电压源动态的矛盾需求，提出自适应快/慢IVS控制以兼顾暂态稳定性、GFM能力及鲁棒性。
2023-04-20 cs.SY eess.SY
Frequency-Aware Sparse Optimization for Diagnosing Grid Instabilities and Collapses
University at Buffalo–SUNY（纽约州立大学布法罗分校）；New York Power Authority（纽约电力局）；GE Vernova Advanced Research（GE Vernova先进研究院）；University of Vermont（佛蒙特大学）
本文提出一种面向频率的稀疏优化方法，用于从稳态角度主动诊断和管理频率不稳定性风险，通过识别关键脆弱性源来确保系统稳定。
2026-03-16 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
Grid-forming control of three-phase and single-phase converters across unbalanced transmission and distribution systems
在这项工作中，我们调查电网形成控制的电力系统包含三相和单相转换器连接到不平衡的分配和传输网络，调查单相转换器之间的自平衡，并提出了一种新的平衡反馈电网形成控制，明确允许权衡电压和功率的不平衡。我们开发了一个准稳态电力网络模型，允许分析三相和单相电力转换器之间的相互作用，传输，分配，和标准的Transformer互连。我们首先调查的条件下，这个一般的网络承认一个适定的克朗减少准稳态网络模型。我们的主要贡献是利用这种降阶模型来开发整个网络的稳定性分析条件，通过标准Transformer互连连接的电网形成三相和单相转换器。具体而言，我们提供的条件下，（i）单相转换器自主自同步到相位平衡的工作点和（ii）单相转换器相位平衡，通过同步与三相转换器的网络拓扑。此外，我们建立的条件可以放宽，如果使用相位平衡反馈控制。最后，结合传输系统的详细模型（即，IEEE 9总线）和配电系统（即，IEEE 13-bus）的结果来说明（i）一个电力系统包含一个混合的传输和分配连接的转换器，和（ii）一个电力系统只使用分配连接的转换器在电网边缘。
2022-11-11 cs.SY eess.SY
Lecture Notes on Grid Modeling of Renewable Energy
本讲义围绕可再生能源电网建模，讲解电力系统建模、潮流算法等核心内容，覆盖多类模型与可再生能源并网影响，结合Matpower和Pandapower实操示例帮助学生掌握现代能源系统建模分析能力。
2024-10-26 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
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
Distributed Droop-Free Control of Grid-Forming Inverters with Dynamic Line and Load Modeling
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
本文提出一种暂态感知的无下垂分布式控制框架，用于构网型逆变器，通过动态线路和负荷建模实现功率比例分配与调节，在弱电网中改善暂态性能。
2026-09-09 cs.SY eess.SY
On the Convergence of the Current-Constrained Power Angle Curve of Virtual Admittance-Based Grid Forming Converters
研究基于虚拟导纳的电网形成变流器电流约束功率角曲线的收敛性，通过对全阶模型进行特征值扫描分析，揭示非均匀收敛现象，明确开环稳定性和响应率条件，为相关暂态同步稳定性分析提供深入见解。
2026-07-10 cs.SY eess.SY
Distributed Frequency Regulation for Heterogeneous Microgrids via Steady State Optimal Control
在本文中，我们提出了一种基于模型的频率控制器的微电网与非零线电阻的基础上端口的微电网模型和实时动态定价的哈密顿制定。该控制器适用于传统的发电同步机以及电力电子接口源，它是强大的对不可控负载或挥发性再生源的功率波动。基于价格的公式允许满足诸如有功功率共享之类的附加要求。我们的程序的能力和有效性证明了通过一个18节点的示例性网格。
2019-10-07 cs.SY eess.SY
Design and Analysis of a Grid-connected DC Fast Charging Station for Dhaka-Chittagong Highway
本文提出了一种基于降压变压器、Vienna Rectifier和LC滤波器的达卡-吉大港高速公路并网直流快速充电站设计，通过MATLAB Simulink仿真实现400V直流和120 kW峰值输出，为孟加拉国部署快速充电基础设施提供了技术路线图。
2025-05-27 cs.SY eess.SY
Composite Control of Grid-Following Inverters for Stabilizing AI-Induced Fast Power Disturbances
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）
本文提出基于奇异摄动的建模与控制方法，用于稳定由AI数据中心引起的快速电力不平衡。通过物理可实现的下垂控制和AI负载的有界速率扰动特性，推导出逆变器参数与扰动抑制性能的显式增益界限。
2026-04-20 cs.SY eess.SY
Power Grid Topology Control
Nanyang Technological University（南洋理工大学）；Monash University（莫纳什大学）；University of Sydney（悉尼大学）
本文综述电网拓扑控制的发展，涵盖稳态拓扑控制、拓扑转换和暂态拓扑控制，旨在利用网络侧灵活性应对可再生能源并网挑战。
2026-06-05 cs.SY eess.SY
Unmasking Stealthy Attacks on Nonlinear DAE Models of Power Grids
本文首次针对电网非线性微分代数模型设计隐蔽虚假数据注入攻击，利用动态与代数状态耦合限制攻击能力，并在IEEE 39节点系统上验证了策略的有效性。
2025-02-28 cs.SY eess.SY
Voltage Synchronization and Proportional Current Sharing of Grid-Forming Inverters
针对构网型逆变器，提出基于收缩理论的控制器与虚拟阻抗层，实现大信号稳定、电压同步及比例电流共享，无需全局数据。
2025-09-11 cs.SY eess.SY
Distributed control of DC grids: integrating prosumers motives
针对孤岛直流智能电网中的心理-社会-身体福利问题，提出了一种新的分布式控制策略。首先，我们制定了一个（凸）优化问题，该问题允许产消者彼此共享电流，同时考虑到电网的技术和物理方面以及约束（例如，稳定性、安全性），以及心理社会因素（即，产消者的个人价值观）。其次，我们设计了一个控制器，其（非强迫）动态表示所考虑的优化问题的连续时间的原始-对偶动态。第三，物理网格和控制器之间的无源互联。闭环系统的全局渐近收敛到所需的稳态证明和模拟的基础上收集的数据的心理社会方面的说明和证实的理论结果。
2021-09-07 cs.SY eess.SY
A Pure Integral-Type PLL with a Damping Branch to Enhance the Stability of Grid-Tied Inverter under Weak Grids
针对超弱电网下功角接近90°时PLL同步逆变器因强非线性耦合导致等效阻尼恶化而失稳的问题，提出带阻尼支路的纯积分型锁相环（IPLL）替代传统PI型PLL，实现等效阻尼与稳态功角解耦，使系统在平衡点存在时稳定运行，并通过时域仿真验证了其有效性。
2024-01-04 cs.SY eess.SY
Steady-State Equivalent Circuit Model for Data Center Loads
University of Vermont（佛蒙特大学）；Korea University（高丽大学）
本文提出数据中心稳态等效电路模型，可捕捉异构工作负载分布的电网影响，实验表明该模型能更准确评估线路负载，均匀利用率会高估线路负载变化17%-46%。
2026-08-19 cs.SY eess.SY
QuickFlex: a Fast Algorithm for Flexible Region Construction for the TSO-DSO Coordination
预计电力系统中的大多数新技术变革将发生在配电网中。配电灵活性的巨大潜力可以满足输电系统的需求，通过更加重视灵活需求和电动汽车等较小的资源，将以发电机为中心的能源和辅助服务模式转变为以需求为中心的模式。为了释放这些能力，必须了解可以从配电网中大量新技术中获得的聚合灵活性。因此，配电网可以在输电一级提供总体灵活性。迄今为止，大多数计算方法用于估计在配电网和输电网之间的接口处的聚合柔性具有需要大量计算时间的缺点，这阻碍了它们的适用性。提出了一种新的配电网柔性域构造算法，称为QuickFlex。与以前的方法相反，可以选择先验柔性域精度。我们的方法需要很少的迭代来构造柔性区域。所需的迭代次数主要与分布网格的输入大小和灵活元素无关。数值试验在5 ~ 123节点的四个网格上进行。结果表明，QuickFlex优于现有的建议，在文献中的速度和准确性。
2021-07-02 cs.SY eess.SY
Fast voltage boosters to improve transient stability of power systems with 100% of grid-forming VSC-based generation
并网型电压源换流器（GF-VSC）是未来变流器主导型电力系统运行的关键技术。在许多其他问题中，这类电力系统的暂态稳定性仍然是一个开放的研究课题，因为它仍然是一个关键的限制因素，强调电力系统。先前的研究已经提出了GF-VSC的控制策略，以提高这种类型的系统的暂态稳定性，通过合适的电流限制算法和/或控制的有功功率注入。作为替代方案，本文提出了两个快速升压器，以提高电力系统的暂态稳定性与100%的GF-VSC为基础的发电与虚拟同步机（VSM）。一种控制策略使用本地测量，而另一种控制策略使用惯性中心（COI）频率的全局测量。这两种策略显着提高这类系统的暂态稳定性。为此目的使用快速升压器的优点在于，将不修改与频率/有功功率注入相关联的设定点（即，与VSC的主能源相关联的设定点）。此外，如电流限制，有功功率控制和快速电压控制器的暂态稳定性改善的策略是兼容和互补的。
2021-06-08 cs.SY eess.SY
Unified Power Flow Model for Bipolar HVDC Grids in Unbalanced Operation
KU Leuven（荷语鲁汶大学）；EnergyVille（能源谷）
本文提出了一种统一的双极HVDC电网功率流模型，支持平衡和不平衡运行，并通过仿真验证了其有效性。
2025-03-02 cs.SY eess.SY
Learning and Fast Adaptation for Grid Emergency Control via Deep Meta Reinforcement Learning
Pacific Northwest National Laboratory（太平洋西北国家实验室）；Google Research（谷歌研究院）
随着电力系统正在经历一场重大变革，不确定性增加，惯性减小，接近运行极限，大规模停电的风险越来越大。因此，迫切需要加强电网紧急控制，以维护系统的可靠性和安全性。为此，近年来在开发基于深度强化学习（DRL）的网格控制解决方案方面取得了很大进展。然而，现有的基于DRL的解决方案具有两个主要局限性：1）它们不能很好地处理大范围的电网操作条件、系统参数和突发事件; 2）它们通常缺乏快速适应新的电网操作条件、系统参数和突发事件的能力，限制了它们对于现实世界应用的适用性。在本文中，我们通过开发一种新的深度Meta强化学习（DMRL）算法来减轻这些限制。DMRL将Meta策略优化与DRL相结合，并训练由潜在空间调制的策略，可以快速适应新的场景。我们测试的IEEE 300节点系统上开发的DMRL算法。我们证明了快速适应的元训练DRL政策与潜在变量，以新的操作条件和情况下，使用所提出的方法，并实现优越的性能相比，国家的最先进的DRL和模型预测控制（MPC）的方法。
2022-02-05 cs.LG cs.SY eess.SY
Synchronized states of power grids and oscillator networks by convex optimization
本文提出一种基于凸优化的新方法，用于计算和分析电网及振荡器网络中相位差不超过π/2的所有稳定同步状态，并严格界定线性潮流近似的误差。
2024-03-14 cs.SY eess.SY nlin.AO
GridPilot: Real-Time Grid-Responsive Control for AI Supercomputers
EPFL（洛桑联邦理工学院）
提出GridPilot三层预测控制器，在GPU测试台上实现97.2毫秒的端到端电网响应，比北欧快速频率储备要求快6.9倍，并通过PUE感知控制消除冷却开销，证明兆瓦级AI/HPC负载可设计为可控的电网灵活性。
2026-05-25 cs.DC cs.PF cs.SY
Fast Distribution Grid Line Outage Identification with $μ$PMU
Stanford University（斯坦福大学）；Arizona State University（亚利桑那州立大学）
本文提出基于μPMU的随机时间序列分析的数据驱动故障监测方法，通过功率流分析证明线路故障后电压时间序列的统计特性显著变化，利用最大似然方法直接学习分布参数，实现快速准确的故障识别。
2018-11-14 cs.LG cs.SY eess.SY
