Risk-informed Resilience Planning of Transmission Systems Against Ice Storms
针对冰风暴下输电系统韧性规划，提出两阶段RIDDRP模型，利用预测信息并纳入决策依赖型故障不确定性，协同优化线路加固、储能配置与灾前应急运行。
2024-01-22 cs.SY eess.SY
Transmission System Resilience Enhancement with Extended Steady-state Security Region in Consideration of Uncertain Topology Changes
极端天气事件的不断增加给电力系统带来了前所未有的挑战，因为它们对电力系统的影响具有不确定性和连续性。提出了扩展稳态安全域（ESSR）的概念，并基于扩展稳态安全域实现了输电系统在极端天气事件引起的不确定拓扑变化情况下的抗毁能力增强。ESSR是描述一个区域的策略空间，在该区域中，操作点在操作约束内。考虑到系统拓扑结构变化的不确定性，将弹性增强问题构建为双层规划最优化模型，系统运营商在极端天气事件威胁最大的情况下部署最优策略.为了避免大系统拓扑结构的维数灾难，采用蒙特卡罗方法生成不确定性系统拓扑结构，并提出一种基于McCormick迭代的方法将生成的拓扑结构与优化变量联系起来.利用KKT条件将第二层的次优化模型转化为第一层的一组等价约束。一个简单的测试系统和IEEE 118节点系统被用来验证所提出的。
2019-11-22 cs.SY eess.SY math.OC
Framework of Resilient Transmission Network Reconfiguration Considering Cyber-Attacks
该研究提出一种考虑网络攻击影响的弹性输电网络重构框架，通过分析攻击传播机制、构建量化指标、建立优化模型并经IEEE 39-bus系统验证，可有效提升电网抗攻击弹性。
2024-01-28 cs.SY eess.SY
Flood-aware Optimal Power Flow for Proactive Day-ahead Transmission Substation Hardening
电力系统组件，特别是变电站，可能会因洪水而严重受损，导致长时间停电和恢复能力下降。这个问题在路易斯安那州等海拔较低的地区更为严重。在洪水之前在变电站周围放置老虎坝等保护性操作措施可以降低变电站的脆弱性，损坏成本和未供应的能源成本，从而提高电网的弹性。提出了一个洪水事件前一天利用拦河坝保护变电站的随机混合整数规划模型。针对变电站的保护/不保护状态，提出了输电系统运行人员的洪水感知最优潮流问题。制定的模型的目的是确定关键的变电站，其保护最大限度地提高电网的弹性。所提出的模型的输出是一个提前一天的船员团队的时间表安装老虎坝的传输变电站。在一个6节点系统上对所提出的模型的有效性进行了评估，得到了令人满意的结果。
2022-01-10 cs.SY eess.SY math.OC
Data-driven quantification and visualization of resilience metrics of power distribution system
本文提出一种基于历史停电记录和NOAA气象数据的三阶段数据驱动方法，通过Voronoi分区建模停电脆弱性与恢复时间，实现对配电系统极端天气韧性的量化与可视化。
2025-08-17 cs.SY eess.SY
Guarding the Grid: Enhancing Resilience in Automated Residential Demand Response Against False Data Injection Attacks
针对分布式住宅需求响应系统易遭虚假数据注入攻击的问题，本研究提出融合需求响应优化、异常检测与攻击缓解的综合框架，经真实数据集验证可有效提升系统安全弹性。
2023-12-14 cs.CR cs.SY eess.SY
Models, metrics, and their formulas for typical electric power system resilience events
本文针对电力系统韧性事件，基于 Poisson 过程模型参数推导了性能曲线面积、最低点和持续时间等标准韧性指标的明确公式，并利用北美输电事件验证了方法。
2023-07-28 cs.SY eess.SY math.PR
Probabilistic Resilience of DER systems -- A Simulation Assisted Optimization Approach
随着重大电网中断频率的增加，能源系统的弹性变得越来越重要。在这项工作中，我们提出了一种方法来优化背后的米分布式能源系统，以维持一个网站的关键负载在预定义的公用事业停电期间。与固定的系统设计，然后，我们提出了一个停电模拟方法来估计DER系统的弹性潜力，以维持负载超过固定的停电期间-一年的弹性性能分析。我们应用统计分析来评估系统的弹性性能在更广泛的参数问题空间上每小时，每月和每年的基础上。我们提出了一个案例研究，以证明预定义的中断期间对系统的弹性性能的影响。案例研究表明，生存的概率从20%到95%的给定持续时间的随机停电时，停电建模为工作日，而不是一个周末的案例研究建设。
2020-12-01 cs.SY eess.SY
The statistical spread of transmission outages on a fast protection time scale based on utility data
Iowa State University（爱荷华州立大学）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）
本文提出了一种基于公用数据的传输断路器在快速保护时间尺度上的统计传播建模方法，用于模拟大型电网扰动并量化黑化风险。
2025-05-06 cs.SY eess.SY
Measuring outage resilience in a distribution system with the number of outages in large events
Iowa State University（爱荷华州立大学）
本文提出LENORI指标，利用大型极端事件中观测到的强制线路停电数量评估配电网韧性，并开发ALENO指标，用于量化电网在极端事件下的强度。
2026-07-21 cs.SY eess.SY math.PR
Enhancing Resilience of Power Systems against Typhoon Threats: A Hybrid Data-Model Driven Approach
School of Electrical Engineering, Northeast Electric Power University（东北电力大学电气工程学院）
本文提出了一种混合数据-模型驱动方法，用于提升电力系统在台风威胁下的韧性，通过系统故障分析和成本效益评估，展示其在灾害韧性规划中的应用价值。
2024-06-13 cs.SY eess.SY
Evaluating Grid Resilience in the Era of Ever-Increasing Data Centers
University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；Air Force Research Labs（空军研究实验室）
研究人工智能时代数据中心增长对电网弹性的影响，扩展多时间步直流最优潮流框架，以IEEE 30节点系统研究不同降额情况下数据中心容量增长的影响，发现其会增加未供电能量，集中需求还会放大弹性影响。
2026-10-22 cs.SY eess.SY
Reinforcement Learning based Proactive Control for Transmission Grid Resilience to Wildfire
University of Houston（休斯顿大学）；Washington State University（华盛顿州立大学）；Vanderbilt University（范德堡大学）
极端事件下的电网运行需要人类操作员在高认知负荷的压力条件下进行决策。在不利的动态事件下的决策支持，特别是如果预测，可以通过智能主动控制来补充。电力系统在野火期间的操作需要考虑野火和故障传播的动态特性的用于减载、线路切换和资源分配的顺应性驱动的主动控制。然而，在事件期间，大型系统中可能的线路和负载切换次数使得传统的预测驱动和随机方法在计算上难以处理，导致运营商经常使用贪婪算法。我们的模型和解决作为一个马尔可夫决策过程的主动控制问题，并介绍了一个集成的测试平台的时空野火传播和积极的电力系统操作。我们改变了巨大的野火传播观测空间，并利用它作为一个启发式的一部分，主动去重的传输资产。我们将这种启发式与基于学习的主动策略相结合，以控制生成的资产。我们的方法允许这个控制器提供设定点的一部分，而近视的运营商可以确定设定点的其余一套，这导致了一个共生的行动。我们评估我们的方法，利用IEEE 24节点系统映射到一个假设的地形。我们的研究结果表明，所提出的方法可以帮助运营商，以减少在极端事件中的负载损失，减少通过线路的功率流被断电，并减少不可行的功率流解决方案的可能性，这将表明违反短期的输电线路的热限制。
2021-07-12 cs.AI cs.SY eess.SY
Microgrid Resilience: A Holistic and Context-Aware Resilience Metric
微电网为各种分布式能源的协调部署提供了有效的解决方案，并为能源消费者和整个能源系统提供了无数额外的好处，如弹性，减少碳足迹和可靠性。提高配电系统的弹性是微电网的另一个主要好处。这是因为它们还可以在公用电网运营因高概率低影响事件（如组件故障）或低概率高影响事件（无论是自然灾害还是有计划的网络攻击）而中断时作为备用电源。然而，任何特定系统可以防御、适应和恢复正常运行的程度取决于各种因素，包括微电网所遭受的事件的类型和严重程度。这些因素又取决于所部署的微电网的地理位置以及微电网运行所在地的网络风险状况。因此，在这项工作中，我们试图捕捉各种因素的多维相互作用，以量化微电网在这些不同方面的弹性能力。因此，本文提出了一个定制的站点特定的量化的弹性强度的个人微电网的能力，以吸收，恢复，并适应不断变化的情况下，维持临界负荷时，发生低概率高影响的事件-被称为上下文感知的弹性度量。我们还提出了一个案例研究，以说明我们的综合分析方法的关键要素。
2021-07-31 cs.SY eess.SY
Resilience-oriented Planning and Cost Allocation of Energy Storage Integrated with Soft Open Point Based on Resilience Insurance
School of Electrical Engineering Xi’an Jiaotong University（西安交通大学电气工程学院）
针对极端事件下配电网弹性提升需求及E-SOP高成本问题，提出基于弹性保险的E-SOP成本分摊框架与四层SDRO规划模型，在IEEE 33节点配电网验证了模型有效性。
2025-11-12 cs.SY eess.SY
Dynamic Resilience Assessment of Power Systems With Data Center Load Events Using Physics-Informed Neural Networks
Binghamton University, State University of New York（纽约州立大学宾汉姆顿分校）
提出基于物理信息神经网络（DAE-PINN）的电网侧动态韧性评估框架，通过隐式后向欧拉残差无监督学习动态与代数状态，实现扰动后轨迹快速评估，并利用多阶段韧性指标量化数据中心断开与重连的影响。
2026-06-23 cs.SY eess.SY
Obtaining statistics of cascading line outages spreading in an electric transmission network from standard utility data
Iowa State University（爱荷华州立大学）；BACV Solutions Inc.（BACV解决方案公司）；University of Alaska, Fairbanks（阿拉斯加大学费尔班克斯分校）；Universidad Carlos III de Madrid（马德里卡洛斯三世大学）
通过标准输电线路停电历史数据重建电网拓扑，便于定位级联停电，统计分析级联停电传播规律，为理解电网级联故障提供基础。
2016-01-29 cs.SY eess.SY physics.soc-ph
A Resilience Evaluation Framework for Electric Distribution Systems: Historical Weather Conditioning, Sensitivity Analysis, and a Flooding-Aware Extension
Wayne State University（韦恩州立大学）；Great Lakes Water Authority（大湖区水务局）
本文提出了一种评估电力配电网在极端天气下韧性的框架，通过历史事件数据、敏感性分析和洪水意识扩展，提高了评估的准确性和实用性。
2026-05-16 cs.SY eess.SY
Optimizing Grid Resilience: A Capacity Reserve Market for High Impact Low Probability Events
针对高影响低概率事件下的电网支撑需求，提出基于预合同的移动发电资产容量备用事件市场，考虑多因素实现公平补偿与成本回收，经IEEE 30节点仿真验证可有效提升电网韧性。
2024-01-31 cs.SY eess.SY
Towards Stabilization of Distributed Systems under Denial-of-Service
ENTEG, Faculty of Science and Engineering, University of Groningen（格罗宁根大学科学与工程学部ENTEG）
本文研究了存在拒绝服务攻击的网络化分布式系统稳定性问题，提出了一种混合传输策略，在降低通信负载的同时保持系统鲁棒性。
2017-09-17 cs.SY eess.SY
Resilient Transmission Grid Design: AC Relaxation vs. DC approximation
Center for Nonlinear Studies, Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室非线性研究中心）；Department of Industrial Operations Engineering, University of Michigan（密歇根大学工业运营工程系）
本文提出了一种优化输电系统升级的方法，结合增强现有组件、增加冗余线路和设备，评估交流功率流松弛与直流近似在提高系统韧性中的适用性。
2017-03-17 cs.SY eess.SY math.OC
Non-Stationary Random Process for Large-Scale Failure and Recovery of Power Distributions
Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）；Entergy Services, Inc.（安特吉服务公司）；Howard University（霍华德大学）
提出非平稳随机过程描述大规模故障与恢复全生命周期，定义韧性指标并推导闭式解，应用于飓风伊克实际案例。
2012-04-05 cs.SY eess.SY
From Metric to Mechanism: Designing Wireless Resilience through Finite Blocklength Dynamics
Ruhr University Bochum（波鸿鲁尔大学）；University of Oulu（奥卢大学）
研究下一代无线网络在干扰下的弹性，提出统一跨层框架，联合优化队列动态、速率适配和块长，开发三阶段交替优化方法，引入可解释弹性度量，数值结果验证性能，该度量可比较不同方法及干扰类型的弹性。
2026-07-16 cs.SY eess.SP eess.SY
CARE: Cooperative Autonomy for Resilience and Efficiency of Robot Teams for Complete Coverage of Unknown Environments under Robot Failures
本文提出了一种分布式算法CARE，用于解决未知环境中多机器人覆盖率路径规划问题，该算法在机器人故障情况下提供鲁棒性并提高整体效率，通过事件驱动的重新规划实现任务重新分配，实验结果表明其在故障情况下能够实现完全覆盖、减少覆盖时间和加快目标发现。
2019-05-29 cs.MA cs.RO cs.SY
Modeling of Natural Disasters and Extreme Events in Power System Resilience Enhancement and Evaluation Methods
过去十年，破坏性和新出现的威胁（例如人为攻击--网络和物理攻击;极端自然事件--飓风、地震和洪水）的频率急剧上升。这些事件的影响非常严重，包括长时间停电、主要电力系统设备（如发电厂、输配电线路和变电站）损坏以及完全停电。这些事件的准确建模是至关重要的，因为它们作为数学工具，用于评估和评价各种操作和规划投资策略，以加强电力系统对这些事件的影响。本文提供了一个全面的和严格的审查，目前的做法，在建模的极端事件，系统组件和系统响应的弹性评估和增强，这是一个非常重要的垫脚石发展的完整，准确，计算有吸引力的建模技术。本文首先回顾了现有的技术来模拟极端事件的传播，然后讨论了用于模拟这些事件对电力系统组件和系统响应的影响的方法。本文还讨论了研究差距和相关的挑战，以及现有建模方法的局限性的潜在解决方案。
2020-08-17 cs.SY eess.SY
Resilience Analysis and Cascading FailureModeling of Power Systems under Extreme Temperatures
在本文中，我们提出了一个基于交流潮流的连锁故障模型，明确考虑外部天气条件，特别是极端温度，并评估极端温度对连锁停电的启动和传播的影响。具体而言，负荷和动态线路额定值的变化，由于温度扰动建模，输电线路和发电机停电的概率进行评估，并仔细计算每种类型的事件的时间，以决定实际的事件序列。应该强调的是，在外部温度变化出现时，相关事件可能共同导致电压不稳定。此外，我们模型的欠压减载和操作员重新调度的控制策略，以防止连锁故障的传播。RTS-96三区域系统的仿真结果验证了该模型的有效性，发现温度扰动会导致相关的负荷变化和线路/发电机跳闸，这将大大增加级联和电压失稳的风险。临界温度变化，临界区域的温度扰动，最脆弱的总线识别，并比较不同的控制策略也仔细研究。
2020-09-29 cs.SY eess.SY
Resiliency metrics quantifying emergency response in a distribution system
针对脱碳背景下电网弹性保障的需求，本文提出聚焦配电系统风暴应急响应的新型弹性指标，验证了其历史数据计算方法并估算了增配人员的提升效果，可助力优化恢复策略、节约成本。
2025-02-21 cs.SY eess.SY
Real-Time Transmission Mechanism Design for Wireless IoT Sensors with Energy Harvesting under Power Saving Mode
New York University Abu Dhabi（阿布扎比纽约大学）；Tandon School of Engineering, New York University（纽约大学坦登工程学院）
本文研究了在能量收集模式下，无线物联网传感器如何设计最优的动态策略，以决定在实时数据传输中是发送还是丢弃数据，从而延长设备运行时间并减少对应用的损失。
2019-04-08 cs.SY eess.SP eess.SY
Typical models of the distribution system restoration process
Iowa State University（爱荷华州立大学）
本文基于四个配电公司的停电数据，开发了数据驱动的概率模型，通过Beta和Uniform分布描述恢复时间进程，利用对数正态分布建模总恢复时间，用Gamma分布描述首次恢复时间，为蒙特卡洛模拟和韧性规划提供端到端的随机模型。
2026-07-15 cs.SY eess.SY math.PR
Enhancing Grid Resilience for Giga-Watt Scale Data Centers Using High Voltage Circuit Breaker Operated Braking Resistors
Black & Veatch；University of Central Missouri（密苏里中央大学）
本文提出利用高压断路器操作的制动电阻提升吉瓦级数据中心在电网电压波动时的韧性，通过动态行为测试验证其有效性。
2025-12-24 cs.SY eess.SY
Quantifying cascading power outages during climate extremes considering renewable energy integration
本文提出耦合气候-能源级联停电模型，以2022年飓风菲奥娜导致波多黎各全系统停电为验证，揭示关键组件早期失效反而增强系统韧性的新模式，并发现用户侧太阳能并网超过45%临界水平且缺乏灵活性资源时会加剧故障概率。
2024-07-01 cs.SY eess.SY
An Adaptive Multi-Agent Physical Layer Security Framework for Cognitive Cyber-Physical Systems
认知网络物理系统（CCPSs）具有感知和行为自适应的能力，是未来无线网络的新应用形式。随着机器学习算法的进步，可以利用提供最佳性能的传输方案来维持配备有自决策机制的CCPS代理的可靠网络，其中每个代理之间的交互在服务质量、安全性和成本维度方面被建模。在这项工作中，首先，我们提供网络效用作为可靠性度量，这是一个加权和的CCPS代理的个人效用值。通过将服务质量（QoS）、安全性和成本维度与由个性化用户需求确定的比例混合来计算各个效用。通过改变比例，CCPS网络可以针对下一代无线网络的不同应用进行调整。然后，我们提出了一个安全的传输策略选择（STPS）机制，最大化的网络效用，通过使用马尔可夫决策过程（MDP）。在STPS中，CCPS网络联合选择性能最佳的物理层安全策略和所选择的安全传输策略的参数，以适应变化的环境影响。拟议的STPS通过强化学习（RL）实现，考虑到其实时决策机制，代理可以在不断变化的环境中自动决定最佳效用提供策略。
2021-01-07 cs.SY eess.SP eess.SY
A Data-Driven Democratized Control Architecture for Regional Transmission Operators
作为可能是最复杂和最关键的基础设施系统，美国电网越来越容易受到极端事件的影响，例如网络攻击和恶劣天气，以及系统运营商，公用事业（传输或发电所有者）和最终用户之间的DER渗透率和信息不匹配。本文提出了一种数据驱动的民主化控制架构，考虑两种民主化途径，以协助输电系统运营商，有针对性的用例开发在线主动孤岛策略。详细讨论了在传输总线的负载能力分析和分解的DER代，并与现实世界的公用事业数据说明。通过结合网络和运营约束，输电系统运营商可以配备基于该架构的新工具，以获得准确，主动和战略性的孤岛决策，以在面临极端事件或不可见的电网突发事件时纳入广泛的动态组合和需求。
2021-09-20 cs.SY eess.SY
Electrical Power Grid Reliability Assessment Exposed to Straight Line Winds
University of Wyoming（怀俄明大学）
本研究针对直线风对电网的影响，提出输电线路概率风险评估方法，采用IEEE 118节点系统验证，可分析失效概率、连锁效应并识别关键线路，为电网规划与运行提供支撑。
2026-10-16 cs.SY eess.SY
