An Electrical Structure-Based Approach to PMU Placement in the Electric Power Grid
People’s Education Society University(人民教育社会大学);Lehigh University(利哈伊大学)
本文基于电网中各节点之间电气连通性的强特征,提出一种新的PMU部署方法,通过优化二进制整数规划实现网络可观测性,提升了状态估计和故障检测的性能。
2015-05-17 cs.SY eess.SY
Joint Optimal Pricing and Electrical Efficiency Enforcement for Rational Agents in Micro Grids
University of Padova(帕多瓦大学);KTH Royal Institute of Technology(瑞典皇家理工学院)
本文提出一种联合优化模型,考虑能源交易与电网优化,通过非凸问题转换为凸问题,探讨集中与分布式解决方案,验证最优策略的有效性。
2017-06-29 cs.SY eess.SY
Comparision of Traditional and Fuzzy Failure Mode and Effects Analysis for Smart Grid Electrical Distribution Systems
可靠性评估是识别、解释和减少安全关键系统(如智能电网)中潜在故障的不可或缺的技术。故障模式与影响分析(FMEA)是风险分析的一种有据可查的技术,用于研究故障模式对安全关键系统(如智能电网)的影响。在传统的FMEA中,故障模式的优先级是基于称为风险优先数的数字评估。风险优先数(RPN)定义为三个风险因素(即严重度(S)、发生率(O)和可检测性(D))的乘积。这些风险因素通常是通过广泛的团队努力和判断来实现的,这可能导致错误和不一致。针对传统FMEA方法的不足,提出了一种基于模糊的FMEA方法来生成可靠的风险优先级排序。在这项研究中,传统的和基于模糊的FMEA风险优先级排序的智能电网配电系统进行了比较,并提出了建议的基础上分析。结果证明了模糊FMEA方法的有效性。
2022-05-10 cs.SY eess.SY
IoT-enabled Distributed Cyber-attacks on Transmission and Distribution Grids
本文提出一种分析物联网控制负载分布式网络攻击对电网影响的建模框架,通过双层优化分析配电与输电电网的 techno-economic 互动,并通过案例研究展示攻击对电网的潜在影响。
2017-06-22 cs.SY eess.SY
Bayesian Hierarchical Methods for Modeling Electrical Grid Component Failures
电网组件的故障概率通常使用参数模型来估计,该模型可以利用运行电网数据。这项工作制定了贝叶斯分层框架,旨在整合数据和领域的专业知识,以了解区域电力系统的故障属性,在个别组件的预期性能的变化引起的故障过程是异构的和不确定的。我们使用贝叶斯方法来拟合故障模型,以模拟中产生的故障数据。我们通过评估数据生成模型,贝叶斯分层模型和最大似然参数估计之间的差异来测试我们的算法。我们评估如何以及每个模型可以近似个别组件的故障特性,以及整个系统。最后,我们定义了一个升级策略,以实现有针对性的降低风险敞口,并比较每个模型推荐的升级幅度。
2020-01-21 cs.SY eess.SY
Vulnerability Assessment of Power Grids Based on Both Topological and Electrical Properties
在现代电网中,局部故障或攻击可能引发灾难性的连锁故障,这使得评估电网的攻击脆弱性具有挑战性。本文定义了$K$ -链路攻击问题,研究了电网在连锁故障下的攻击脆弱性。特别地,我们提出了一个基于拓扑和电力网络的电气特性的链路中心性度量。根据这种中心性,我们提出了一种贪婪攻击算法和一种最优攻击算法。在标准IEEE节点测试数据上的仿真结果表明,优化攻击在破坏电网方面优于贪婪攻击和传统的基于PSO的攻击。此外,贪婪攻击具有较小的计算复杂度比最优攻击和基于PSO的攻击具有足够的攻击效率。我们的工作有助于了解电网的脆弱性,并为确保电网安全提供了一些线索。
2019-09-03 cs.SY eess.SP eess.SY
Mixed integer nonlinear programming for Joint Coordination of Plug-in Electrical Vehicles Charging and Smart Grid Operations
University of Technology Sydney(悉尼科技大学);The University of New South Wales(新南威尔士大学)
本文提出利用混合整数非线性规划优化插电式电动汽车充电与电网调度,通过bang-bang策略降低充电和发电成本,抑制电动车集成影响。
2018-06-07 cs.SY eess.SY
Analyzing and Mitigating the Impacts of GMD and EMP Events on the Electrical Grid with PowerModelsGMD.jl
地磁扰动和E3高空电磁脉冲事件通过不利地影响和损坏高压输电网络和设备对电网构成实质性威胁。为了评估风险并减轻这些危害的潜在影响,本文提出了PowerModelsGMD. PMsGMD)。PMsGMD是一个开放源代码的Julia软件包,用于解决地磁感应电流系统中的准直流线路潮流和交流潮流问题。与商业软件解决方案不同,它是可扩展的,适用于各种问题。这个框架的灵活性证明了它的问题,通过线路切换确定缓解策略的时间延长的Transformer加热问题。PMsGMD的概述本文介绍:介绍其设计,验证其实施,其性能和有效性的演示,以及如何将其应用于辅助系统操作决策的描述。
2021-04-07 cs.SY eess.SY
A Thermal-Electrical Co-Optimization Framework for Active Distribution Grids with Electric Vehicles and Heat Pumps
Distribution System Operator, Electricity Authority of Cyprus(塞浦路斯电力局配电系统运营部门);Dept. of Electrical & Computer Engineering, & Informatics, Cyprus University of Technology(塞浦路斯科技大学电气与计算机工程及信息学系)
本文提出了一种整合热泵和电动汽车的热电协同优化框架,通过优化提升配电网运行效率,减少损耗和设备老化。
2026-01-29 cs.SY eess.SY
Review, Definition and Challenges of Electrical Energy Hubs
本文提出电能枢纽(EEH)的技术定义,分析其控制、规划与保护三类电气挑战,并评估在建及规划电网项目是否属于EEH类别,为多吉瓦级可再生能源汇集与并网提供指导。
2025-04-08 cs.SY eess.SY
Grid-Compatible Flexibility from Multi-Energy Systems via Cyclic-Terminal Economic MPC with Hybrid Thermal-Electrical Dynamics
University of Stuttgart(斯图加特大学)
本文提出混合热-电动态的循环终端经济模型预测控制框架,实现多能源系统协调优化,揭示预测时域与终端惩罚权重的替代关系,提升电网兼容灵活性。
2026-08-10 cs.SY eess.SY
AI Data Centers Meet Electrical Grids: A Review of Power Challenges and Coordinated Solutions
University of Alberta(阿尔伯塔大学)
本综述梳理AI数据中心从设备到电网的电力输送链,分析其对稳定性、可再生能源和低碳规划的影响,并提出跨层级协同的缓解策略与关键研究需求。
2026-10-08 cs.SY eess.SY
Bang-Bang Charging of Electrical Vehicles by Smart Grid Technology
University of Technology Sydney(悉尼科技大学);Queen’s University Belfast(贝尔法斯特女王大学);Princeton University(普林斯顿大学);The University of New South Wales Sydney(新南威尔士大学)
本文研究了如何通过智能电网技术协调电动汽车充电与电网发电,以最小化电动汽车接入的负面影响和发电成本,同时满足电网运行约束和各方需求,采用bang-bang充电策略和混合整数非线性规划进行优化。
2018-10-18 cs.SY eess.SY
A Unifying Framework for the Electrical Structure-Based Approach to PMU Placement in Electric Power Systems
Lehigh University(利哈伊大学)
本文提出基于电气结构的PMU布置统一框架,利用电阻距离度量构建连接矩阵,并通过SVD分析解决PMU位置问题,揭示奇异向量与平均电阻距离之间的联系。
2013-12-02 cs.SY eess.SY
Electrical Structure-Based PMU Placement in Electric Power Systems
Lehigh University(利哈伊大学)
本文基于电阻距离构建网络连通性矩阵,用于IEEE标准节点系统中的PMU布置优化,发现相比拓扑结构需更多PMU以实现完全可观测性。
2013-09-05 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
Electric Vehicle Charger Infrastructure Planning: Demand Estimation, Coverage Optimization Over an Integrated Power Grid
针对空间规划忽视电网约束、电网研究依赖统计需求的问题,提出融合兴趣点分析与最大覆盖优化的两阶段EV充电桩规划框架,并在达拉斯8500节点配电系统中验证。
2025-09-28 cs.SY eess.SY
Strategic Planning of Carbon-Neutral Heating Demand Coverage Under Uncertainty in a Coupled Multi-Energy Grid
针对多能源耦合电网中用户供热技术选择不确定性带来的扩建投资风险,本文提出以用户为中心的鲁棒优化规划方法,通过比例偏差区间建模价格不确定性,以汉堡为案例验证了不同密度区域的最优供热方案及策略鲁棒性。
2024-11-27 cs.SY eess.SY
Energy management and flexibility quantification in a discrete event distribution grid simulation
本文针对配电网中分布式能源和产消者带来的运行与规划复杂性,提出一种基于离散事件系统规范的配电网仿真增强方案,并设计仅在必要时计算灵活性潜力的通信协议,以支持能量管理算法的快速实现与测试。
2025-07-31 cs.SY eess.SY
On the search for expanded grid control capabilities: Discrete control on emerging power technologies
这封信提出了新兴电力技术(EPT)的功率输出的离散变化,以控制振荡和频率偏移。对于前者,提出了一个新的观点,将振荡与系统平衡点的瞬态偏移联系起来。这是变革性的,因为离散控制可以首次应用于多模态系统,而无需任何模型聚合。对于后者,提供了新的见解方面的离散行动的性质。应用2总线,9总线和39总线测试系统。通过所提出的方案,EPT可以启用控制,识别其特性,同时扩展电网动态能力,增加新的有效的控制器。
2022-10-01 cs.SY eess.SY
Trends in the optimal location and sizing of electrical units in smart grids using meta-heuristic algorithms
智能电网的发展有效地改变了传统电网系统。这在经济价值和能源的自主控制方面具有许多优势。在智能电网发展中,存在各种目标,诸如电压稳定、最小化功率损耗、最小化经济成本和电压分布改善。因此,研究人员已经研究了几种基于元启发式优化算法的方法,用于配电系统中电气单元的最佳位置和尺寸。元启发式算法已被应用于解决电力系统中的各种问题,并已成功地应用于配电系统。本文对配电网中电力单元优化配置的现有方法进行了综合评述,并对主要目标函数进行了改进。技术,如电压稳定性指标,功率损耗指标,和损耗灵敏度因子已经实施的元启发式优化算法,以减少搜索空间的解决方案的目标函数。然而,这些技术可能会导致最优性的损失。另一个问题是对多个目标的处理不当,这也会影响结果的最佳性。因此,最近的方法,如帕累托前沿生成已被开发,以产生非主导的解决方案。这篇评论表明,需要更多的研究(i)多个目标函数的有效处理,(ii)更有效的元启发式优化算法和/或(iii)更好的支持技术。
2019-10-16 cs.NE cs.SY eess.SP
Intelligent Fault Analysis in Electrical Power Grids
Department of Computer Science University of Southern California(计算机科学系 美国南加州大学);Adobe Systems Incorporated(Adobe系统公司)
本文提出利用人工智能技术,通过形式化模型和机器学习方法检测电网健康状况,提升电网稳定性与安全性。
2017-11-08 cs.AI cs.SY eess.SY
Shortlisting Protection Configurations for HVDC Grids and Electrical Energy Hubs
本文提出基于图论评估直流故障影响的保护配置短名单筛选方法,通过多性能指标过滤减少大型 HVDC 开关站配置数量,并揭示所需断路器数量与设计原则。
2025-05-09 cs.SY eess.SY
Parameter Estimation in Electrical Distribution Systems with limited Measurements using Regression Methods
针对测量装置稀少的老旧低压配电网,本文利用节点子集的时序电压、电流数据和可计算代理量,比较多种加权回归方法估计支路总阻抗,并在真实馈线仿真中验证其有效性。
2023-08-18 cs.SY eess.SY
Quantum Technologies and Edge Devices in Electrical Grids: Opportunities, Challenges, and Future Directions
RWTH Aachen University(亚琛工业大学);Forschungszentrum Jülich GmbH(于利希研究中心);Peter Grünberg Institute, Quantum Control (PGI-8)(彼得·格林伯格研究所量子控制部);University of Münster(明斯特大学);Center for NanoTechnology – CeNTech(纳米技术中心);Fraunhofer Institute for Applied Information Technology(弗劳恩霍夫应用信息技术研究所);ICE-1 Energy Systems Engineering(能源系统工程部);Institute for Theoretical Physics, University of Cologne(科隆大学理论物理研究所)
本文探讨了量子技术在电力电网边缘设备中的应用,分析了其在提升计算效率、感知精度和通信安全方面的潜力与挑战。
2026-03-06 cs.SY eess.SY physics.app-ph
Electrical Power Network Modeling Framework for Wildfire Risk and Resilience Analysis
Oregon State University(俄勒冈州立大学);School of Civil and Construction Engineering, Oregon State University(俄勒冈州立大学土木与建筑工程学院)
本文提出了一种用于野火-电力系统研究的建模框架,旨在分析野火传播、基础设施损害及社区影响,以提高电力系统的韧性与缓解策略的评估。
2026-03-05 cs.SY eess.SY
Synthetic Grid Generator: Synthesizing Large-Scale Power Distribution Grids using Open Street Map
针对配电网数据获取困难的问题,提出一种利用 Open Street Map 地理空间数据生成任意规模合成配电网(Syngrids)的算法,并开源了 Synthetic Grid Generator 平台以支持大规模电网测试。
2024-08-26 cs.SY eess.SY
Scenario Based Cost Optimization of Water Distribution Networks Powered by Grid-Connected Photovoltaic Systems
本文提出一种基于场景优化框架的配水网络预测控制方法,结合日前光伏功率随机预测模型,有效降低了系统运行成本,并在丹麦某城镇高保真模型上验证了光伏供电占比达66.95%的显著经济效益。
2023-07-03 cs.SY eess.SY
Flexibility Analysis for Smart Grid Demand Response
United Technologies Research Centre, Ireland Ltd.(联合技术研究中心爱尔兰有限公司)
本文提出一种评估灵活性的方法,通过负载、储能和本地发电的建模,结合ISO 50002:2014标准,评估智能电网需求响应中的灵活性,并通过试点项目验证。
2017-04-05 cs.SY eess.SY math.OC
The Risk of Cascading Failures in Electrical Grids Triggered by Extreme Weather Events
与气候变化有关的严重威胁之一是极端天气事件的数量和严重程度增加。一个突出的例子是飓风,它是由沿海温度上升造成的。这种极端天气事件可能对基础设施系统造成广泛的破坏,并可能破坏电力传输网络中的组件,这反过来又可能导致大停电。在我们最近的工作中,我们使用历史风场数据集研究了美国东海岸电力系统中飓风引起的级联故障的风险。为了这个目的,我们模拟飓风期间架空输电线路的破坏,其中每条故障线路会导致系统中的电力流重新路由。新的电力流可能会使额外的线路过载,这些线路随后会自动停用,从而导致电力流的另一次改道,等等。最终,一连串的故障可能会发生,从而导致电力系统的大部分停电。
2021-07-01 cs.SY eess.SY nlin.AO
On the Stability of Networked Nonlinear Negative Imaginary Systems with Applications to Electrical Power Systems
针对净零排放转型下电网扩建需求,本文基于非线性负虚系统理论与新型类Luré-Postnikov李雅普诺夫函数,提出电池反馈控制方案,证明电网可逐线路过渡到该系统,降低扩建需求。
2024-07-11 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
Network-Independent Incremental Passivity Conditions for Grid-Forming Inverter Control
本文针对含逆变器接口可再生能源的电网大信号稳定性问题,证明构网型逆变器的HAC方案具备端口增量无源性且可分散验证,可保障任意网络下的全局暂态稳定性,小信号下仍保持无源性,并通过案例验证了相关特性。
2025-06-17 cs.SY eess.SY math.OC
Grid-Constrained State-Adaptive Particle Swarm Optimization: A Discrete and Efficient Heuristic Solver for Precise Harmonic Programming
针对现有HPPWM求解方法忽略数字控制器定时器分辨率导致的最优性偏差问题,提出GCSA-PSO策略,直接在离散空间搜索可实现脉冲序列,结合状态自适应评估提升效率,实验表明其计算时间更短、控制精度更高。
2026-08-25 cs.SY eess.SY
The Impact of the Topology on Cascading Failures in Electric Power Grids
Delft University of Technology(代尔夫特理工大学);TNO (Netherlands Organisation for Applied Scientific Research)(荷兰应用科学研究组织)
本文研究电网拓扑对级联故障鲁棒性的影响,提出有效图电阻指标,结合电力流特性优化电网拓扑以提高鲁棒性。
2013-11-29 cs.SY eess.SY physics.soc-ph
Grid Topology Optimization for Congestion Management Under High Renewable Penetrations and Discrete Load Growth
KU Leuven(荷语鲁汶大学);Energy Transmission Competence Hub (Etch) - EnergyVille(能源传输能力中心(Etch)- 能源村);University of Wisconsin-Madison(威斯康星大学麦迪逊分校)
本文提出一种方法,通过LPAC近似和AC可行性检查,在IEEE 118节点系统中识别少量高价值母线拓扑,在离散负荷增长下降低发电成本最多0.147%,为系统运营商提供实用选择方案。
2026-09-16 cs.SY eess.SY
On the Impact of High-Order Harmonic Generation in Electrical Distribution Systems
本文通过PSCAD/EMTdc建模家庭电力电子负载,并在改进的IEEE 34节点系统上用OpenDSS进行时间序列谐波分析,量化了超过1.5 kHz的高阶谐波对配电系统中THD、变压器涡流损耗和谐波传播的影响。
2024-08-05 cs.SY eess.SY
Modelling Approaches of Power Systems Considering Grid-Connected Converters and Renewable Generation Dynamics
本文对可再生能源电力系统仿真中几种关键元件建模方法进行了比较分析。同步发电机,输电线路,转换器,风力发电机和光伏(PV)发电厂的不同模型进行比较,以评估最适合的模型并网研究。它还分析了光伏发电厂的动态和风力发电机的机械动态如何影响电网侧的电气变量。通过在Simulink中建模的基准系统中模拟负载连接、短路、发电机和线路断开,在精度和计算时间方面对模型进行了比较。
2021-12-01 cs.SY eess.SY
Power Converter Topologies for Electrolyzer Applications to Enable Electric Grid Services
氢电解槽具有操作灵活性,可配置为智能动态负载,可提供电网服务,并促进更多可再生能源与电网的整合。然而,为了实现这种能力,电解槽系统应当能够经由公用电网和电解槽之间的电力电子系统接口与电解槽的低级控制器协调地控制有功功率和无功功率。本文讨论了电力转换器的拓扑结构和控制方案,这种电力电子接口的电解槽的应用,使电网服务。为了统一起见,在本文中,我们认为电力转换器系统接口的公用电网在480 VAC 60 Hz的线到线的均方根RMS值,并提供给3500 A的750千瓦PEM电解槽堆栈。
2022-09-13 cs.SY eess.SY
Power and Hydrogen Hybrid Transmission for Renewable Energy Systems: An Integrated Expansion Planning Strategy
本文提出整合电力与氢气传输日常运行的 TEP-H 扩展规划模型,并在 TX-123BT 上验证其在高可再生渗透率和高转换效率下可降低总成本。
2023-12-17 cs.SY eess.SY
A Nonlinear Negative Imaginary Systems Framework with Actuator Saturation for Control of Electrical Power Systems
本文提出基于电池反馈控制和非线性负虚系统理论,通过新Lyapunov函数和抗饱和控制器实现电网基础设施更充分利用,仿真验证了单机无穷大系统的稳定性。
2023-11-12 cs.SY eess.SY
Integrated Planning of Multi-energy Grids: Concepts and Challenges
针对德国工业大都市能源脱碳需求及现有多能配电网面临的挑战,本文提出将电、气、热三网作为多能电网进行综合规划的新概念,以提升过渡阶段的效率与供应安全性。
2023-01-20 cs.SY eess.AS eess.SY
Database of Power Grid Frequency Measurements
电能系统的改造在不同的研究领域引起了广泛的关注。建模,控制和电网架构的新方法被广泛提出。因此,来自实际电力系统运行的数据对于评估模型和分析现实世界的场景至关重要。然而,它们很少可用。在本文中,我们介绍了一个精确的时间戳的电网频率测量数据集。它以一秒的分辨率覆盖了12个不同大小的同步区域。贡献包括在葡萄牙,德国和土耳其获得的欧洲大陆同步区域内的同步测量,最大限度地扩大了地理跨度。最后,我们提供了基础波形的摘录。数据收集使用自行开发的测量仪器,电气数据记录仪(EDR),主要连接到传统的电源插座。最后,我们将讨论测量误差和数据质量。
2021-06-14 cs.SY eess.SP eess.SY
Utilization of Water Supply Networks for Harvesting Renewable Energy
University of Illinois at Urbana-Champaign(伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校)
本文提出利用供水网络中的水泵和水箱吸收电网中可再生能源过剩电力的方法,通过非凸优化问题求解并转换为混合整数二次锥规划问题,通过数值模拟验证有效性。
2018-08-15 cs.SY eess.SY
Implementation of Resistive Type Superconducting Fault Current Limiters in Electrical Grids: Performance Analysis and Measuring of Optimal Locations
University of Cambridge(剑桥大学);University of Leicester(莱斯特大学)
本文研究了电阻型超导故障电流限制器在电力网络中的性能及安装位置优化,通过比较不同模型的故障电流减少效果,分析其对电网性能的影响。
2016-02-25 cond-mat.supr-con cs.SY eess.SY
PV Source Integrated Micro-Grid for Power Quality Improvement using MPPT Technique
对电能的需求与日俱增,因为它可以很容易地转换为另一种形式的能量。所有消费者都希望获得高电能质量的电能。大多数商业和工业负载本质上是感性的,需要电力电子电路/控制器来实现设备的平稳控制。这反过来又会导致谐波注入系统,从而影响电能质量。上述问题需要解决和消除。本文采用并联型有源电力滤波器来抑制谐波。采用Id-Iq控制对滤波器的性能进行了分析,并利用MATLAB软件进行了仿真。最大功率跟踪控制器用于改善系统的电能质量。
2019-07-05 cs.SY eess.SP eess.SY
Hierarchical coupled routing-charging model of electric vehicles, stations and grid operators
电动汽车(EV)数量的增长带来了各种后果,从减少温室气体排放和当地污染到改变交通拥堵和电力消耗。更具体地,由于EV的决策,来自运输系统和电力系统两者的操作者的决策被耦合。因此,决策需要几个相互依赖的运营商和电动汽车的驾驶和充电行为的模型。这样的模型,建议在上下班的背景下,具有典型的三层结构的电气系统。在模型的较低层次,不同类型车辆之间的拥堵博弈给出了通勤者选择的驾驶路径和充电站(或枢纽),这取决于出行时间和消费成本。在中间层,充电服务运营商设置在枢纽的充电价格,以最大化电动汽车充电收入和供电成本之间的差异,这是由电力网络运营商在模型的上层决定的,其目标是降低电网成本。该三层最优化问题采用乐观迭代双层算法和模拟退火算法求解。这三层模型的敏感性外生参数,如电动汽车的渗透率和交通运营商的激励说明在现实的城市网络。
2021-12-10 cs.GT cs.SY eess.SY
Operationally Feasible Synthetic Power-Grid Scenarios via Learning the AC-Operable Joint Distribution
本文提出感知可行性的分层扩散分布学习框架,学习电网拓扑、参数与负荷的交流可操作联合分布,生成的合成电网场景可行性与鲁棒性显著提升,且消除了优化后处理。
2026-08-05 cs.LG cs.SY eess.SY
Comparisons of two-stage models for flood mitigation of electrical substations
本文比较随机规划与鲁棒优化两阶段模型,用于飓风前变电站防洪资源部署,发现减灾预算和不确定性视角影响显著,而DC与LPAC潮流模型选择影响甚微。
2024-04-29 cs.SY eess.SY math.OC