Real-Time Simulation and Hardware-in-the-Loop Approaches for Integrating Renewable Energy Sources into Smart Grids: Challenges & Actions
University Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives（法国原子能和替代能源委员会）；Fraunhofer Institute of Wind Energy and Energy System Technology（弗劳恩霍夫风能及能源系统技术研究所）；National Technical University of Athens（雅典国立技术大学）；Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）；University of Strathclyde（斯特拉斯克莱德大学）；AIT Austrian Institute of Technology（奥地利技术研究院）；Danmarks Tekniske Universitet（丹麦技术大学）
本文探讨了将分布式可再生能源整合进智能电网面临的挑战，分析了实时仿真和硬件在环技术的应用现状及未来发展方向，指出关键挑战和研究方向。
2017-10-06 cs.SY eess.SY
A Novel Real-Time Energy Management Strategy for Grid-Supporting Microgrid: Enabling Flexible Trading Power
近年来，分布式能源（DER）在电网中的渗透率显著增长。屋顶光伏发电（PV）等可变DER的随机性和间歇性特征在用户端给电网带来了很大的不确定性，削弱了电网的可靠性。此外，网格中分布着大量的DER，这使得对DER的监控和管理变得困难。针对这一问题，提出了一种新的支持电网的微电网实时能量管理策略。该策略不仅可以有效地管理网格中的DER，而且可以使DER提供网格服务，从而使网格能够通过灵活的交易能力来支持网格。建议的GSEM策略是基于一个2步优化，其中包括一个例行的经济调度（ED）的步骤和可接受的交易功率范围确定步骤。数值仿真结果表明，所提出的GSEM策略的性能，使电网运营商有一个调度选择的交易电力与MG和提高主电网的可靠性和弹性。
2021-04-29 cs.SY eess.SY
Grid Services by Behind-the-Meter Distributed Energy Resources: NY State Grid Case Study
本文介绍了一个案例研究，利用后表（BTM）分布式能源（DER）提供电网服务时，由DER管理系统（DERMS）控制。该试验台包括一个5,000总线的暂态稳定（TS）的实时（RT）模型，两个9,500总线的配电馈线从本地公用事业建模的配电系统模拟器（DSS），和数百个DER。采用MQTT通信协议实现模型在RT中的接口。在第一，它被发现，DER与频率-瓦特下垂响应可以帮助保持稳定的未来纽约州电网中，热同步发电机已被可再生能源取代。在第二，结果表明，BTM DER可以提供类似的水平的频率调节服务，预计从大型公用事业规模的发电。
2023-02-02 cs.SY eess.SY
Machine Learning-assisted Dynamics-Constrained Day-Ahead Energy Scheduling
University of Houston（休斯顿大学）；Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）
本文提出一种结合机器学习的动态约束日前瞻能源调度模型，用于确保频率变化率稳定性，同时维持运营效率。
2026-03-16 cs.SY eess.SY
Scalable Hybrid Classification-Regression Solution for High-Frequency Nonintrusive Load Monitoring
National Renewable Energy Laboratory（国家可再生能源实验室）；Enphase（恩相）；University of Minnesota（明尼苏达大学）
具有监测和控制其净负荷（负荷和发电量之和）能力的住宅建筑可以为电网运营商提供宝贵的灵活性。我们提出了一种新的多类非侵入式负载监测（NILM）的方法，使有效的净负载监测功能，在高频率，最小的额外设备和成本。所提出的基于机器学习的解决方案提供了准确的多类状态预测，同时以更快的时间尺度运行（能够为美国电网中使用的每个60 Hz交流周期提供预测），而不依赖于事件检测技术。我们还介绍了一种创新的混合分类回归方法，不仅允许通过分类预测负载的开/关状态，还可以通过回归预测单个负载的工作功率水平。一个测试床与八个住宅电器用于验证NILM的方法。实验结果表明，该方法具有较高的精度，良好的尺度和泛化能力。此外，该方法被证明有足够的响应时间（在160毫秒内，对应于10个交流周期），以支持建设电网互动控制在快速的时间尺度相关的电网频率支持服务的提供。
2022-08-22 cs.LG cs.SY eess.SY
Grid-Forming and Spatially Distributed Control Design of Dynamic Virtual Power Plants
本文提出一种动态虚拟电厂的构网型控制设计方法，通过自适应分而治之策略分解控制规格，实现异构分布式能源的快速频率和电压辅助服务，并扩展至混合及空间分布式场景，在IEEE九节点系统中验证了性能。
2023-12-29 cs.SY eess.SY
Distributed Optimization in Distribution Systems with Grid-Forming and Grid-Supporting Inverters
随着有源边缘技术的广泛应用，分布式计算和优化方法在求解分布式最优潮流问题中得到了广泛的关注。然而，通用的分布式优化技术的OPF问题的应用程序会导致大量的宏迭代或通信轮之间的分布式计算代理延迟决策过程或导致次优的解决方案。此外，现有的分布级OPF问题通常将逆变器接口的分布式能源（DER）建模为电网跟随逆变器;没有明确考虑电网支持和电网形成功能。由不同的逆变器模型引入的增加的复杂性需要进一步关注开发用于基于逆变器的新型DER和计算易处理的OPF算法的适当模型。在本文中，我们扩展了分布级的OPF模型，包括一个组合的网格形成，网格支持，网格跟随逆变器为基础的DER，也提出了一个特定领域的问题分解和分布式算法的应用，拓扑径向配电系统，有效地解决分布级的OPF问题。
2022-05-20 cs.SY eess.SY
Grid Value Analysis of Medium Voltage Back-to-Back Converter on DER Hosting Enhancement
分析了中压背靠背（MVB2B）变流器在提高分布式能源（DER）利用率和改善运行条件方面的价值。已经设计了一种系统的、可转移的和可扩展的方法，以从三个角度分析和量化增加的DER值：1）DER生成的削减减少，2）以其他方式实现DER托管水平所需的能量存储的大小减少，以及3）与基础配电电路能力相比，DER的托管容量改进。在案例研究中，所提出的方法被应用到两个公用事业配电系统的MVB2B转换器的电网价值的分析和量化，安装在配电电路，并提供给太阳能光伏（PV）DER。分析结果表明，MVB2B转换器可以提供显着的价值，光伏托管增强两个相邻的配电系统时，他们通过MVB2B转换器连接。在此基础上，本文分析和总结了MVB2B变流器在不同用户类别占主导地位的配电系统中的近似实现电网价值。
2022-03-08 cs.SY eess.SY
Coordination of DERs for Grid Reliability via Day-ahead Demand-Supply Power Bounds
本文提出一种日前2层DER协调方案，通过全局控制器计算需求与供电功率边界、本地控制器优化DER功率注入，在应对时空不确定性等挑战的同时保障电网可靠性，能捕获完美预见集中式控制器62%的变压器违规减少量。
2023-07-01 cs.SY eess.SY
Impact and Integration of Mini Photovoltaic Systems on Electric Power Distribution Grids
本文研究微型光伏系统对低压配电网稳定与控制的影响，通过案例分析和控制策略比较，表明自主逆变器对提供辅助服务至关重要，并强调需要适应性DER控制策略。
2024-04-03 cs.SY eess.SY
Deep Reinforcement Learning-BasedRobust Protection in DER-Rich Distribution Grids
本文介绍了基于深度强化学习的架构的概念，用于具有许多分布式能源（DER）的配电系统中的保护继电器设计。分布式电源、电力电子接口器件和故障阻抗的存在阻碍了广泛使用的过电流保护方案的性能。在本文中，提出了一种基于强化学习的方法来设计和实现配电网中的保护继电器。所使用的特定算法是一种长短期记忆（LSTM）增强的深度神经网络，具有高度准确性，无通信性和易于实现。在IEEE 34节点测试馈线上进行OpenDSS仿真测试，结果表明该保护在故障率、鲁棒性和响应速度等方面均优于传统过流保护。
2021-06-01 cs.SY eess.SY
Real-Time T&D Co-Simulation for Testing Grid Impact of High DER Participation
本文介绍了一个实时的T&D联合仿真试验平台的开发，用于模拟大电网下的高DER穿透。通过将大容量电力系统、配电馈线和分布式能源（DER）模型集成到一个仿真环境中，该测试平台能够对DER管理系统（DERMS）算法进行性能分析和验证。本文提出了一种用于跨平台数据交换和时间同步的协同仿真时间步序列，并给出了基于MQTT通信协议的通信框架。所提出的策略进行了测试与北美散装电力系统（BPS）的一部分，9,500节点的分布馈线模型从当地公用事业的5,000总线模型。模拟进行证明所提出的框架之间的传输和分配模型的传播事件的能力。结果用于量化联合仿真时间步长如何影响模型之间的动态传播。
2023-02-02 cs.SY eess.SY
From Tokens to Energy Flexibility: Quantization-Enabled Demand Response for Data Centers with LLM Inference Workloads
Tsinghua University（清华大学）；The University of Hong Kong（香港大学）；North China University of Technology（华北理工大学）；Zhejiang University（浙江大学）
提出一种量化使能的能量管理框架，通过建立量化-功率模型和两阶段需求响应模型，实现多园区协同优化，降低数据中心运营成本34.3%。
2026-06-18 cs.SY eess.SY
Coordinating Distributed Energy Resources for Reliability can Significantly Reduce Future Distribution Grid Upgrades and Peak Load
该研究通过潮流驱动的仿真—优化比较集中式可靠性优化与本地成本最小化 DER 控制，证明面向可靠性的协调可大幅减少变压器违规、峰值负荷及未来电网升级。
2023-06-14 cs.SY eess.SY
Stability and Droop Characteristics Analysis of Observer-Synchronized Grid-Forming Control
本文推导了观测器同步构网控制的二阶非线性模型，利用微分方程定性理论分析平衡点与非线性稳定性，给出保证几乎全局渐近稳定的参数条件，并推导非线性下垂特性表达式，通过仿真和实验验证。
2026-07-01 cs.SY eess.SY
Synchronising DER inverters to weak grid using Kalman filter and LQR current controller
本文提出用基于卡尔曼滤波器的高级角度估计和LQR电流控制器取代跟网型逆变器中的锁相环，以增强弱电网下的同步稳定性、精度和振荡阻尼性能。
2025-07-02 cs.SY eess.SY
Parameter Conditions to Prevent Voltage Oscillations Caused by LTC-Inverter Hunting on Power Distribution Grids
随着越来越多的分布式能源（DER）连接到电网，确保传统电压调节设备和基于逆变器的DER之间的安全和有效的协调变得越来越重要。在这项工作中，我们展示了如何分配电路模型，由两个LTCs和两个逆变器设备，可以创建电压振荡，即使合理选择的控制参数。通过将四器件电路建模为开关仿射混杂系统，我们分析了系统在正常操作期间和网络物理攻击后的振荡行为。通过分析，我们确定的特定区域的电压状态空间的振荡是可能的，并推导出条件的控制参数，以保证对振荡。最后，我们将导出的参数条件投影到2D空间，并描述了我们的问题制定网格与许多设备的应用。
2022-04-02 cs.SY eess.SY
Integrated Fault Diagnosis and Control Design for DER Inverters using Machine Learning Methods
本文采用有监督机器学习（ML）算法，提出了一种集成的故障检测和诊断（FDD）和容错控制（FTC）策略，检测，诊断和分类电网故障，并纠正输入电压之前，影响并网分布式能源（DER）逆变器。该控制器可以通过预测和修正逆变器输入电压的时间序列来减轻电网故障对逆变器的影响。仿真结果表明了所提出的控制器的有效性，并评估其操作性能。
2022-02-21 cs.SY eess.SY
Grid-Forming Control of Modular Dynamic Virtual Power Plants
本文针对异构分布式能源资源聚合的动态虚拟电厂，提出一种包含四种基本模块的模块化DVPP设计，通过DER聚合与控制目标分解实现期望的构网型响应，为交直流混合电网提供可扩展、可标准化的先进电网接口。
2024-10-18 cs.SY eess.SY
On Data-Driven Modeling and Control in Modern Power Grids Stability: Survey and Perspective
本文综述了现代电网在低惯性、不确定性和非线性挑战下的数据驱动动态建模与控制方法，涵盖各类分布式能源资源应用，并展望了未来发展趋势。
2023-08-07 cs.SY eess.SY
Electrified Autonomous Freight Benefit analysis on Fleet, Infrastructure and Grid Leveraging Grid-Electrified Mobility (GEM) Model
本文分析了重型车辆（HDV）电气化和自动化对车队成本、基础设施成本、电网和环境影响的潜在效益。在这项工作中，我们扩展了车辆电气化效益分析工具：电网电气化移动（GEM）模型，这主要是用来研究轻型乘用车（LDV），分析重型汽车电气化。扩展模型推导出货运和关键结果和货运电气化和自动化的影响调查结果进行了介绍和讨论。
2022-04-27 cs.SY eess.SY
Optimal Real-time Coordination of Distributed Energy Resources in Low-voltage Grids
本研究提出一种实时分布式能源（DER）协调模型，可以利用DER的灵活性，以解决电压和过载问题，使用有功和无功功率。该模型考虑了时间耦合设备，包括电动汽车和热泵，尽可能少地偏离其原始时间表，同时使用动态成本项优先考虑具有最紧急需求的DER。该模型不需要多时段设置或多时段预测，这使得该模型能够减轻计算难度，并增强其对DSO实时管理网格的适用性。使用荷兰低压电网的案例研究假设100%的普及情况下，电动汽车，热泵，光伏（PV）的家庭验证了所提出的模型可以解决网络问题，同时不影响用户的舒适度。
2021-05-06 cs.SY eess.SY
Distribution Grid Robust Operation under Forecast Uncertainties with Flexibility Estimation from Low Voltage Grids using a Monitoring and Control Equipment
由于可再生能源在配电网中的渗透率越来越高，配电系统运营商（DSO）在维持供电安全和质量方面面临着越来越多的挑战。由于很大一部分可再生能源是间歇性发电，因此维持电力系统的生产和消耗平衡至关重要。DSO不仅需要从大型资源中获得灵活性，还需要从连接到低压电网的小型资源中获得灵活性。因此，有必要估计从低压电网可用的二次变电站的总灵活性。灵活性评估只能通过监测低压电网和低压级连接的分布式能源（DER）来实现。此外，间歇性资源的可变性影响的灵活性估计方法，和DSO操作必须是强大的发电或需求输出的变化。此外，最新的和准确的模型的LV电网是很难访问。本文演示了一种方法，估计灵敏度系数的灵活性，从而消除了需要有一个最新的LV电网模型。它进一步提出了一个强大的优化为基础的方法，电网运行，以解决预测的不确定性与可变DER输出的影响。这些方法说明了用监测设备进行电网监测的价值。它已被验证的瑞士DSO与几个电网监控设备的真实网络。
2021-08-09 cs.SY eess.SY
Grid-aware Distributed Model Predictive Control of Heterogeneous Resources in a Distribution Network: Theory and Experimental Validation
在本文中，我们提出并实验验证了分布式能源（DER）的调度和控制框架，实现了跟踪一天前的调度计划托管可控和随机异构资源的配电网，同时尊重当地电网的节点电压和线路载流量的约束。该框架由两个算法层组成。在第一个（日前调度），我们确定一个聚合的调度计划。在第二层（实时控制）中，分布式模型预测控制（MPC）确定DER的有功和无功功率设定点，使得它们的聚合贡献跟踪调度计划，同时服从DER操作约束以及电网约束。该框架在真实规模的微电网上进行了实验验证，该微电网再现了CIGRE微电网基准系统的网络规范。
2020-08-06 cs.SY eess.SY
DER Hosting capacity for distribution networks: definitions, attributes, use-cases and challenges
本文系统梳理了分布式能源接入容量评估（HCA）的定义、目标、模型属性、应用用例及挑战，提出标准化框架以提升DER整合效率，为电网规划与政策制定提供指导。
2025-01-25 cs.SY eess.SY
Grid Trouble in Paradise: Uncovering Vulnerable Distributed Energy Resources and Their Grid-Level Risks
Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）
本研究通过互联网规模扫描识别超6.6万个暴露的太阳能分布式能源资源，发现至少1万个存在已知漏洞，并利用瓦胡岛电网分析证明攻击者可引发电压和潮流违规，造成电能质量下降乃至停电，揭示了并网DERs的新兴电网风险。
2026-09-10 cs.CR cs.SY eess.SY
Gershgorin Disc-based Voltage Stability Regions for DER Siting and Control in Distribution Grids
随着向分布式和可再生能源系统的过渡，一些配电系统运营商越来越关注电能质量，包括稳态电压波动。在本文中，我们研究了控制的有效和无功功率注入逆变器为基础的分布式能源，以调节电压幅值和相位角测量的传感器定位在3相不平衡的配电网。我们提出的控制器是不可知的位置和类型的通信支持能源业务。为了设计控制器，我们应用Gershgorin圆盘定理，并确定可再生能源的运行参数和电网阻抗的解析稳定区域。可再生能源系统选址和电压相量收敛到参考电压之间的稳定区域产生直接关系。除了定义稳定区域外，我们还计算可再生能源系统的稳定运行参数范围，通过纳入客户经济学来提高运营灵活性。通过对IEEE 123节点测试电路的案例研究，我们观察到我们的协调可再生能源系统的方法实现了非振荡电压调节，并将电压违规的持续时间减少了26%。
2022-12-12 cs.SY eess.SY
Decentralized Integration of Grid Edge Resources into Wholesale Electricity Markets via Mean-field Games
本文提出一个平均场博弈框架，使产消者能基于动态电价和太阳能发电自主优化储能决策，实现电网边缘资源去中心化参与批发市场，并验证其收敛到平均场均衡且能降低峰值负荷与价格波动。
2025-03-11 cs.SY eess.SY
The Role of Distributed Energy Resources in Distribution System Restoration
随着越来越多的分布式能源（DER）连接到电网，重要的是要了解DER在灾后恢复中可以发挥的作用。在本文中，我们提出了一个两步优化方法来确定和实施不同DER操作场景下的最佳恢复时间表。我们研究了DER的存在和地理分布如何改变最优恢复顺序，并评估了对有无DER的客户的影响。在我们的案例研究中，使用IEEE 123单相配电系统，我们发现，最佳恢复顺序的变化显着时，DER集中在一个部分的电网。我们还观察到，DER的存在通常会减少所有客户未获得的能源，并有助于优先考虑没有DER的客户的电网重新连接。
2021-12-12 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
Co-optimization of Operational Unit Commitment and Reserve Power Scheduling for Modern Grid
本文提出线性规划框架，利用DER与ESD约束协同优化机组组合和旋转备用调度，并在修改后的IEEE 34节点系统中验证有效性。
2023-04-24 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
Local Energy Function-Based Power System Transient Stability Analysis with Grid Forming and Grid Following Inverters
Thayer School of Engineering, Dartmouth College（达特茅斯学院塔耶尔工程学院）；University of Washington（华盛顿大学）
本文提出一种局部能量函数方法，用于含构网型与跟网型逆变器的电力系统暂态稳定分析，考虑耦合阻尼效应，并在IEEE 14节点系统上验证了其有效性与小保守性。
2026-09-09 cs.SY eess.SY
Joint Grid Topology Reconfiguration and Design of Watt-VAR Curves for DERs
运营商现在可以远程控制开关，并更新电压调节器和分布式能源（DER）的控制设置，从而释放网络重新配置的机会，以提高效率。按照这个方向，这项工作提出了一个全面的优化模型工具箱，利用智能电网资产的控制能力。我们提出了详细而实用的模型来捕捉本地和远程控制的调节器的操作，并定制符合IEEE 1547.8要求的无功DER控制曲线。保持辐射度是与各种馈线优化任务密切相关的关键要求。这个要求在这里通过一个直观的和可证明正确的公式来实现。所开发的工具箱投入行动，重新配置电网，使用基准馈线上的真实数据，以最大限度地减少损失。结果证实，最佳的拓扑结构在一天中变化，协调DER和监管机构是至关重要的，在陡峭的净负荷变化期间。
2020-02-22 cs.SY eess.SY math.OC
Distribution grid power flexibility aggregation at multiple interconnections between the high and extra high voltage grid levels
向基于可再生能源的电力供应的能源过渡需要改进对主要安装在配电网级的分布式能源（DER）的监测和控制。由于火力发电的逐步淘汰，辅助服务的提供，如电压控制，拥塞管理和DER的动态支持正在进行中。需要增加从基础电网级别采购辅助服务的规划。因此，提供灵活的有功和无功功率的潜力，从配电系统运营商的传输系统运营商在垂直系统接口是目前的研究课题。目前，提供有功和无功功率的灵活性（PQ灵活性）跨径向系统互联的研究，这涉及到一个单一的Transformer分支互联在两个不同的电压水平。在网状网格结构中包含多个互连增加了复杂性，因为需要考虑互连与PQ灵活性的近端相互依赖性。本文的目的是解决跨多个垂直互连的柔性聚合。交流功率传输分布因子（AC-PTDF）用于确定跨互连的功率流。随后在线性优化环境中的集成控制互联潮流（IPF）使用加权目标函数。因此，根据底层和覆盖电网级别的要求和规范来实现功率流调节。结果表明，根据操纵的加权目标函数的相互依赖的同心柔性区域或可行的操作区域（FOR）。
2023-03-02 cs.SY eess.SY
Validating Properties of RIS Channel Models with Prototypical Measurements
针对RIS理论信道模型与实际测量存在偏差的问题，研究通过转台原型采集角度相关信道数据，引入角度相关反射系数修正模型，显著提升了模型与实测的吻合度，并揭示了非垂直入射的衰减特性及单元相移偏差规律。
2023-10-13 cs.NI cs.SY eess.SY
Decentralized Model-free Loss Minimization in Distribution Grids with the Use of Inverters
配电网正在经历波动的分布式能源（DER）的大规模渗透。因此，配电网的实时高效和安全运行成为首要问题。虽然安装智能传感器和增强通信基础设施可以提高电网的可观测性，但配电系统运营商（DSO）在计算上不可能优化数百万个DER单元的设定点。本文提出了无通信和无模型的算法，可以主动控制转换器连接的设备，可以作为独立的或与集中式优化算法相结合。我们解决配电网中的损耗最小化的问题，我们分析证明，我们提出的算法减少总电网损耗没有任何先验信息的网络，不需要通信，仅基于本地测量。更进一步，我们将我们提出的局部算法与非常有限数量的转换器的中央优化相结合。我们提出的混合方法比传统方法具有更低的通信和计算要求，同时在通信失败的情况下也提供了性能保证。我们证明了我们的算法在四个不同规模的网络：一个5总线网络，IEEE 141总线系统，一个真正的丹麦配电系统，和一个网状IEEE 30总线系统。
2022-08-30 cs.SY eess.SY
A simulation based dataset of faults and events for machine learning in power systems
Institute of Electrical Energy Systems, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡大学电气能源系统研究所）；Pattern Recognition Lab, Department of Computer Science, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡大学计算机系模式识别实验室）；Department of Electrical Engineering, Media and Computer Science, Ostbayerische Technische Hochschule Amberg-Weiden（安贝格魏登东巴伐利亚应用技术大学电气工程、媒体与计算机科学系）
针对电力系统缺乏开放故障事件仿真数据集的问题，提出EvEMTBench电磁暂态仿真数据集，用于机器学习模型的训练、微调与基准测试，支持多种电力系统相关检测任务。
2026-08-21 cs.SY eess.SY
Robust N-1 secure HV Grid Flexibility Estimation for TSO-DSO coordinated Congestion Management with Deep Reinforcement Learning
University of Kassel（卡塞尔大学）；Fraunhofer Institute for Energy Economics and Energy System Technology (IEE)（弗劳恩霍夫能源经济与能源系统技术研究所）
目前，来自高压电网中分布式能源的电能质量灵活性在TSO电网中的电网拥塞管理中起着更加关键和重要的作用。这项工作提出了一种多阶段深度强化学习方法，以估计TSO-DSO接口处的PQ灵活性（PQ区域），并以某种方式识别每个操作点的DER PQ设定点，可以协调网状高压电网中的DER，为输电网提供灵活性。在估计过程中，我们考虑的稳态电网的限制和鲁棒性的电压曲线对不确定性和N-1的安全标准，热线负载，现实生活中的电网运营规划应用程序至关重要。使用深度强化学习（DRL）进行PQ灵活性估计是同类中的第一个。此外，我们的方法考虑N-1安全标准的网状电网和鲁棒性对不确定性直接在优化任务提供了一个新的视角，除了常见的松弛模式，在寻找一个解决方案的数学最优潮流（OPF）。最后，在PQ区域估计的计算效率的显着改善是所提出的方法的亮点。
2022-12-18 cs.AI cs.SY eess.SY
Local retail electricity markets for distribution grid services
本文提出一种分层式本地电力市场，通过电流注入模型协调调度分布式能源资源，在IEEE-123节点仿真中实现电压控制、降低网损成本并准确补偿DER。
2023-07-11 cs.CE cs.SY eess.SY
Risk-Aware Learning for Scalable Voltage Optimization in Distribution Grids
The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）
分布式能源（DER）的实时协调是调节配电网电压分布的关键。通过利用可扩展的神经网络（NN）架构，可以实现分散的DER决策，以解决缺乏实时通信的问题。本文通过考虑无功预测和电压偏差的潜在风险，提出了一种先进的学习型DER协调方案。这种风险量化的条件风险价值（CVaR）仅使用最坏情况下的样本，我们提出了一个小批量选择算法，以解决训练速度问题，最大限度地减少CVaR正则化损失。使用IEEE 123-bus测试用例的真实世界数据的数值测试已经证明了所提出的用于分散DER决策的风险感知学习算法的计算和安全改进，特别是在减少馈线电压违规方面。
2022-04-18 cs.LG cs.SY eess.SY
Delayed Q-update: A novel credit assignment technique for deriving an optimal operation policy for the Grid-Connected Microgrid
Pohang University of Science and Technology（浦项科技大学）；Ewha Womans University（梨花女子大学）；Hongik University（弘益大学）
微电网是一种创新的系统，它整合了分布式能源，以满足电力边界内的电力需求。本研究提出了一种方法，用于获得一个理想的微电网运行策略，使复杂的控制在微电网系统中使用所提出的新的信用分配技术，延迟Q更新。该技术采用了新的功能，如能够处理和解决延迟有效的性能的微电网，这可以防止学习代理从复杂的控制下，得出一个很好的拟合政策。所提出的技术跟踪的历史的充电期，并追溯分配一个调整后的值的ESS充电控制。由于技术的过程，使用所提出的方法导出的操作策略很好地符合ESS操作的实际效果。因此，它支持搜索一个接近最优的操作策略下，一个精确控制的微电网环境。为了验证我们的技术，我们模拟下一个真实世界的并网微电网系统的操作策略，并通过比较我们的政策与基准政策和最优政策的性能指标，证明收敛到一个接近最优的政策。
2020-10-20 cs.LG cs.SY eess.SY
Enhancing the Spatio-temporal Observability of Grid-Edge Resources in Distribution Grids
The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）
提高分布式能源的时空可观测性是实现配电网安全高效运行的关键。本文提出了一个联合恢复框架，利用互补的优势，实时异构测量的住宅负荷。所提出的框架集成了低分辨率的智能电表数据收集在每个负载节点与快速采样馈线级测量从有限数量的分布相量测量单元。为了解决数据的缺乏，我们利用两个关键特性的负载和DER，即稀疏的变化，由于不频繁的活动的电器和电动汽车（EV）和太阳能光伏（PV）发电的位置依赖。相应地，引入有意义的正则化项来投射凸负载恢复问题，该问题将被进一步简化以降低计算复杂度。负载恢复解决方案可用于识别每个负载节点处的EV充电事件并推断总的表后PV输出。使用真实世界数据的数值试验表明，所提出的方法在提高网格边缘DER的可见性的有效性。
2021-08-21 cs.LG cs.SY eess.SP
Enabling Grid-Aware Market Participation of Aggregate Flexible Resources
配电馈线内分布式能源（DER）的日益集成为配电-输电互连提供了前所未有的灵活性。随着新的FERC 2222命令，DER聚合被允许参与能源市场。为了能够参与市场，这些虚拟发电厂需要提供其发电成本曲线。本文提出了有效的优化配方和解决方案的表征，以及多时间步长的发电成本曲线的配电系统具有高渗透率的DER。网络和DER的限制被考虑在推导这些成本曲线时，它们使积极的配电系统投标进入电力市场。推导线性和二次成本曲线的问题制定为鲁棒优化问题和易于处理的重新制定/解决方案的算法，以方便有效的计算。所提出的配方和解决方案的算法进行了验证，一个现实的测试馈线具有高渗透的灵活资源。
2022-07-26 cs.SY eess.SY math.OC
Identifying Secure Operating Ranges for DER Control using Bilevel Optimization
本文提出一种双层优化框架，用于在不平衡配电网中确定安全的聚合功率灵活性范围，确保无违规分解方案，并生成易于传达的运行规则，测试表明遵循简单规则可获广泛灵活性。
2023-06-28 cs.SY eess.SY math.OC
An Incentive-Based Online Optimization Framework for Distribution Grids
University of Colorado, Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）；National Renewable Energy Laboratory（美国国家可再生能源实验室）；IBM Ireland（IBM爱尔兰）
本文提出了一种面向配电网的基于激励的在线优化框架，通过解决时间变化的社会福利最大化问题，开发了在线分布式算法以识别和跟踪解决方案，同时确保电压在规定范围内。
2017-07-08 cs.SY eess.SY math.OC
Enhancing Cyber-Resiliency of DER-based SmartGrid: A Survey
该综述聚焦基于DER的智能电网的网络安全威胁问题，系统梳理网络弹性增强相关研究，涵盖威胁建模、纵深防御策略，提出含五大关键要素的CRE框架，并指明未来研究方向。
2024-03-06 cs.CR cs.SY eess.SY
Smart Switching and Control of a Distributed Generator Synchronized With National Grid
分布式发电被广泛使用，因此本研究的基本主题是有一个动手的经验，以同步分布式能源（DER）的主电网。根据每个源的成本和可用性，对来自两个源（即DER和市电网）的能量供应实施控制算法。当负载变化时，使同步不丢失。LabVIEW软件用于实现所需的系统。通过实验室实验进行验证。为了保持系统稳定，已经开发了算法来根据负载要求将负载从一个总线转移到另一个总线。该项目是一个测试平台，可用于进一步的实验，并证明有助于开发使用LabVIEW的智能开关的基本理解。
2019-07-08 cs.SY eess.SP eess.SY
Control of AC-AC interlinking converters for multi-grids
本文针对多电网中AC-AC互连变换器，提出结合电网跟随与电网形成的部分电网形成控制器，并通过无源性框架稳定网络，仿真与理论验证其有效性。
2024-02-07 cs.SY eess.SY math.OC
Aggregating Privacy-Conscious Distributed Energy Resources for Grid Service Provision
高级计量基础设施的日益普及导致人们越来越担心高分辨率测量带来的隐私风险。这已经引起了隐私保护技术，其物理地改变消费者的能量负载简档，通过使用本地化设备（例如电池或柔性负载）来掩盖私人信息。与此同时，人们对聚集住宅消费者的分布式能源（DER）以向电网提供服务的兴趣也越来越大。在本文中，我们提出了一个在线分布式算法聚合DER的隐私意识的消费者提供服务的网格，同时保护他们的隐私。结果表明，从分布式方法的优化解决方案收敛到一个接近使用理想的集中式解决方案的方法，网格服务提供，消费者偏好和隐私保护之间的平衡计算的最佳。更重要的是，分布式方法保护了消费者的隐私，并且不需要高带宽的双向通信基础设施。
2020-10-26 cs.SY eess.SY math.OC
Improving accuracy and convergence of federated learning edge computing methods for generalized DER forecasting applications in power grid
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Instituto Superior Técnico, University of Lisbon（里斯本大学高等技术学院）
本文提出开发更准确、收敛更快且通信需求更低的联邦学习方法，用于预测现代低碳电网中的分布式能源资源（DER），通过分层迭代聚类、时间序列全局模型及电力领域知识构建通用框架，支持异构客户端和多种DER类型。
2024-10-13 cs.AI cs.DC cs.LG
