Risk Assessment of Multi-timescale Cascading Outages based on Markovian Tree Search
Department of EECS, University of Tennessee（田纳西大学电气与计算机工程系）
本文提出基于马尔可夫树搜索的新型风险评估方法，通过树搜索避免重复模拟，提升计算效率，并在4节点电力系统和RTS-96测试系统上验证了方法的有效性与收敛性。
2016-10-12 cs.SY eess.SY
MATCASC: A tool to analyse cascading line outages in power grids
Faculty of Technology, Policy and Management, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学技术、政策与管理学院）；Computational Physics for Engineering Materials, ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院工程材料计算物理）
本文提出MATCASC工具，用于分析电力网络中的连锁故障，通过评估IEEE测试系统和实际电网的鲁棒性，验证其有效性。
2013-08-01 cs.SY eess.SY physics.soc-ph
Mitigation of Cascading Outages Using a Dynamic Interaction Graph-Based Optimal Power Flow Model
在线决策支持的有效缓解措施，对传播级联停电的电网仍然构成了一个很大的挑战，电网运营商。提出了一种基于动态关联图的最优潮流模型的连锁停电在线缓解策略。对于给定的电网，它的相互作用图，也被称为一个相互作用模型，在最近的文献中，它是由组件和链路有很大的贡献停电传播。与传统的交互图不同，动态交互图可以随着电网拓扑结构的变化自适应地更新其参数，因此可以更准确地在线识别最脆弱的输电线路和可能的停电传播路径以进行缓解。此外，本文介绍了一种最优潮流模型的基础上提出的动态相互作用图确定最优控制策略，以保持脆弱的输电线路的传输裕度，有效地减轻停电传播。IEEE 118节点系统的数值结果验证了所提模型和控制策略的有效性。
2019-11-18 cs.SY eess.SP eess.SY
Cascading Power Outages Propagate Locally in an Influence Graph that is not the Actual Grid Topology
University of Vermont（佛蒙特大学）；Iowa State University（爱荷华州立大学）
本文提出一种方法，通过级联故障模拟数据构建影响力图模型，用于分析停电传播路径，并推导出减少大范围停电风险的方程。
2016-06-06 cs.SY eess.SY physics.soc-ph
Topology Estimation Following Islanding and its Impact on Preventive Control of Cascading Failure
在级联故障期间的电网的拓扑结构的知识是集中式停电预防控制的基本要素，鉴于多个岛屿通常形成，作为级联的进展。此外，关于电网的网络层和物理层之间的相互依赖性的学术研究表明，级联期间的电力故障可能导致通信网络的中断，这逐渐减少了可观察的区域。这些挑战目前的文献线路停电检测，假设电网仍然是一个单一的连接组件。我们提出了一种新的方法来消除这种假设。在孤岛事件之后，首先识别形成所连接的组件的总线，然后检测各个岛内的进一步线路中断。除了电力系统的测量，可观察的断路器状态被集成为我们的拓扑识别算法的约束。误差传播对估计过程的影响，因为依赖于以前的估计不断增长的级联过程中也进行了研究。最后，估计的导纳矩阵用于预防控制的连锁故障，创建一个闭环系统。首次研究了这种相互关联的估计和控制对总负荷的影响。IEEE-118节点系统和2,383节点波兰网络的仿真结果表明了该方法的有效性。
2021-04-13 cs.SY eess.SY
Small disturbances can trigger cascading failures in power grids
随着电力需求的急剧增长，世界范围内电网大面积停电事故频繁发生。级联故障是网络中断的主要原因。因此，揭示电网中复杂的级联机制，有助于设计有效的策略抑制故障，进一步保证用户的稳定供电。基于网络动力学的最新进展，提出了一种基于李雅普诺夫稳定性的复杂网络级联故障分析框架。我们抛弃了传统静态故障模型中网络稳定的假设，发现小扰动实际上可以触发不稳定网络的级联故障。更严重的是，这种故障往往伴随着平衡转换过程中的线路过载故障。通过对西班牙电网的仿真分析，总结出这种新的失效模式具有发生率低、破坏性大、传播速度快等特点。它通常倾向于首先发生在边缘节点，然后传播到中心节点。这些特征与实践中对停机的经验观察是一致的。
2019-07-30 cs.SY eess.SY
Integrating Renewable Energy Sources as Reserve Providers: Modeling, Pricing, and Properties
本文提出一种纳入可再生能源组合标准、允许可再生能源作为备用提供者的联合能源-备用采购最优调度模型，采用边际定价并建立市场性质，仿真证明按调度提供备用可提高可再生能源利润。
2023-12-24 cs.SY eess.SY
Assessment of frequency stability behaviour regarding inertia reduction due to high renewable integration in the Iberian system
基于电子转换器的可再生能源的逐步集成将导致系统同步惯性的降低，这可能危及系统频率稳定性行为，特别是在隔离或互连不良的系统的情况下，例如伊比利亚半岛系统的情况。这项工作的重点是研究的影响，同步惯性减少可以对伊比利亚系统的频率稳定性不同的关键操作场景和干扰。为此，首先使用Matlab Simulink图形编程环境开发了与中欧网络互连的伊比利亚系统的等效动态模型。该模型的参数识别使用参数估计方法，探讨了记录的行为的频率后，在西班牙的一个核机组停运。随后使用该模型对2020年至2040年间不同的发电中断和多种运行场景进行了模拟。
2023-01-16 cs.SY eess.SY
A Robust Optimization Approach for Terminating the Cascading Failure of Power Systems
由于电力系统的不确定性和复杂的内在动态特性，一旦发生连锁故障，预测连锁故障路径是困难的。这使得实现针对级联停电的有效电力系统保护具有挑战性。本文通过引入级联的不确定性和随机因素，建立了预测电力系统连锁故障路径的马尔可夫链模型。马尔可夫链的转移矩阵依赖于由过载或随机因素引起的支路停运概率。此外，提出了一种鲁棒的优化公式来处理连锁停电的最佳切负荷多个连锁故障路径具有相对较高的概率。本质上，它可以转化为最佳逼近问题。因此，一个有效的数值求解器的基础上Dykstra的算法来处理鲁棒优化问题。从理论上给出了防止电力系统连锁大停电的概率下限。最后，以IEEE 118节点系统为例，对所提出的电力系统保护方法进行了验证。
2019-08-01 cs.SY eess.SY
Identification and Analysis of Cascading Failures in Power Grids with Protective Actions
Nanyang Technological University（南洋理工大学）
本文研究了电力系统中导致最坏级联故障的初始扰动识别与分析，提出了一种最优控制方法来确定电力传输系统支路上最破坏性的扰动，并在凸优化框架中考虑保护动作如负荷削减和发电调度，以防止级联停电。通过求解代数方程组获得识别最破坏性扰动的必要条件，并通过IEEE RTS 24节点系统进行数值模拟验证。
2019-03-29 cs.SY eess.SY
Dynamic Modeling of Cascading Failure in Power Systems
Oregon State University（俄勒冈州立大学）；University of Vermont（佛蒙特大学）
本文提出一种动态模拟模型，用于电力网络和保护系统，以更全面地模拟连锁停电机制，验证不同负载模型和保护措施对连锁停电规模的影响。
2015-05-06 cs.SY eess.SY physics.soc-ph
Cascading Failures in Power Grids
本文研究了人为攻击对国家电力系统造成的后果。我们考虑两种类型的攻击：（$i$）攻击对手使用战术武器，并摧毁了大部分的网格，物理上针对一个大的地理区域;（$ii$）有针对性的攻击对手，采取了少量的关键组件在网络中的同时。我们的分析使用（$i$）的基础电网，包括拓扑结构，控制和保护组件的现实表示，（$ii$）的有针对性的攻击场景的现实表示，和（$iii$）的动态稳定性分析，这超出了传统的工作，包括结构和线性流分析。这种现实的分析是昂贵的，但至关重要的，因为它可以捕捉级联故障，由于攻击引起的瞬态不稳定性的结果。我们的模型承认在保护系统中存在隐藏的故障，导致继电器误操作。我们分析了不同级别的隐藏故障的连锁停电的程度。我们的研究结果表明：（$i$）战术攻击具有显著的社会、经济和健康损害，但不一定导致区域级联;相反，有针对性的攻击可导致显著级联并导致大区域上的断电。我们的工作表明，有必要加强电网，不仅要防止网络攻击，还要防止物理攻击。此外，我们表明，现实的表示和分析可以导致从根本上新的见解，简化模型是不可能捕捉。最后，这些方法和结果帮助我们识别网格中的关键元素;然后可以以更精确的方式加固系统以减少漏洞。
2022-09-26 cs.SY eess.SY
Optimal Transmission Topology for Facilitating the Growth of Renewable Power Generation
输电拓扑控制是系统运营商在考虑作为与特定停电或一组停电相关的预防或纠正措施的控制措施中使用的工具。然而，它们被纳入大多数电力市场框架的程度有限。随着间歇性能源的日益普及，优化拓扑结构可以作为一个杠杆的灵活性，以降低系统的总成本。本文演示了系统的最优拓扑控制的演变与间歇性可再生能源沿两个轴的数量不断增加。首先，探讨了可变源的增加对最优拓扑变化的影响。其次，我们阐述了利用传输级电网的灵活性在总系统成本方面的日益增长的优势。案例研究进行了修改RTS-96网络。
2021-03-29 cs.SY eess.SY math.OC
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
Relaxation Based Modeling of GMD Induced Cascading Failures in PowerModelsGMD.jl
地磁扰动（GMD）的一个主要风险是电网的连锁故障。电力系统中的GMD事件和连锁停电的建模是困难的，无论是独立的还是联合的，因为涉及许多不同的机制和物理。介绍了一种基于松弛法的GMD连锁故障建模方法：采用基于直流近似的DCSIMSEP求解器模拟GMD连锁故障，松弛交流潮流方程组以保证最优性，无功损耗建模保持问题凸性。所开发的算法在PowerModelsGMD.jl中实现，PowerModelsGMD.jl是一种专门用于建模和分析地磁灾害的开源软件，并在RTS-GMLC-GIC-EAST合成测试网络上进行了演示。
2021-12-31 cs.SY eess.SY physics.space-ph
A Control Chart Approach to Power System Line Outage Detection Under Transient Dynamics
整个网络的在线输电线路停电检测使得能够及时采取纠正措施，这防止了局部事件级联成大规模停电。线路停电检测的目的是在停电发生后尽快检测到停电。传统方法要么不考虑停电后的瞬态动态，要么需要完整的相量测量单元（PMU）部署。基于交流潮流模型和统计变化检测理论，提出了一种基于有限数量PMU的电压相角实时动态停电检测方法。由于该方法保留了电力系统的时变和非线性特性，因此能够捕捉系统动态特性。该方法计算效率高，可扩展到大型和现实的网络。IEEE 39节点和2383节点系统的仿真研究表明了该方法的有效性。
2020-05-22 cs.SY eess.SY stat.AP
Guiding Cascading Failure Search with Interpretable Graph Convolutional Network
随着电网互联程度的提高和可再生能源的普及，电力系统连锁故障变得更加复杂和时变性。高计算成本是实现更频繁的连锁故障在线搜索的主要障碍，而在线搜索对提高系统安全性至关重要。在这项工作中，我们证明了级联故障的复杂机制可以通过离线训练图卷积网络（GCN）来很好地捕获。随后，搜索级联故障可以显着加快与训练的GCN模型的帮助下。我们将功率网络拓扑与GCN的结构联系起来，从而产生较小的参数空间来学习复杂的机制。我们进一步使解释的GCN模型的逐层相关传播（LRP）算法。该方法在IEEE RTS-79测试系统和河南省电力系统上进行了测试。结果表明，GCN引导的方法不仅可以加快连锁故障的搜索速度，而且可以揭示潜在连锁故障的预测原因。
2020-01-30 cs.SY eess.SP eess.SY
Risk Identification of Power Transmission System with Renewable Energy
Nanyang Technological University（南洋理工大学）；Institute of Catastrophe Risk Management, Nanyang Technological University（南洋大学灾害风险管理研究所）；Future Resilient Systems, Singapore-ETH Centre（新加坡-苏黎世联邦理工学院未来弹性系统中心）；School of Electrical and Electronic Engineering, Nanyang Technological University（南洋理工大学电气与电子工程学院）
本文研究了整合可再生能源的电力传输系统风险识别问题，通过最优控制理论将可再生能源发电波动作为控制输入，提出了一种识别导致电力系统最坏级联故障的发电波动的控制方法，并通过IEEE 9节点系统验证了方法的有效性。
2018-11-22 cs.SY eess.SY
Analyzing large frequency disruptions in power systems using large deviations theory
我们提出了一种方法，用于确定最可能的原因，在传统的发电机停机和可再生能源的波动，电力系统频率达到一个预定的水平，被认为是不可接受的系统运营商。我们的吝啬模型的系统频率采用初级和次级控制机制，并假设传统的停电发生根据泊松过程和可再生的波动遵循扩散过程。我们利用基于大偏差理论的方法，该方法输出频率从其期望水平大幅偏移的最可能原因。这些结果产生的洞察力，目前的水平，可再生能源发电并没有显着增加系统的脆弱性方面的频偏相对于传统的故障。然而，对于大范围的模型参数，随着可再生能源渗透率的增加，这种脆弱性可能会出现。
2020-05-24 cs.SY eess.SY math.OC
Wildfire Risk-Informed Preventive-Corrective Decision Making under Renewable Uncertainty
Arizona State University（亚利桑那州立大学）
本文提出一种结合日前和实时信息的决策方案，通过新的随机预防-纠正割集和稳定性约束机组调度及最优功率流模型，以应对可再生能源系统中的动态野火风险，提升系统韧性并保持经济性。
2026-04-02 cs.SY eess.SY
Toward Adaptive Grid Resilience: A Gradient-Free Meta-RL Framework for Critical Load Restoration
Bradley Department of Electrical and Computer Engineering（电气与计算机工程系）；Department of Computer Science（计算机科学系）
本文提出一种无梯度元强化学习框架，用于提升关键负载恢复的适应性和效率，通过迁移学习和进化策略实现快速适应，适用于可再生能源丰富的配电网。
2026-01-16 cs.LG cs.SY eess.SY
Line Outage Impact Factor (LOIF): A New Sensitivity Factor for Enhanced Transmission Observability
University of Massachusetts Amherst（马萨诸塞大学阿默斯特分校）；The University of Texas at El Paso（德克萨斯大学埃尔帕索分校）
提出线路停运影响因子 (LOIF) 作为新灵敏度因子，用于输电线路停运检测，相比线路停运分布因子 (LODF) 能更有效选择监测线路，提高检测精度。
2026-06-17 cs.SY eess.SY
Scenario-Based Stochastic MPC for Energy Hubs with EV Fleets Under Persistent Grid Outages
Ashesi University（阿谢西大学）；Automatic Control Laboratory, ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院自动控制实验室）；Urban Energy Systems Laboratory, EMPA（瑞士联邦材料科学与技术研究所城市能源系统实验室）
本文提出基于场景的随机MPC用于在持续电网故障下的能源枢纽与电动车车队，通过生成连续时间马尔可夫链和高斯过程场景，展示SMPC在性能上接近完美预测基准，而传统MPC在经济性和可持续性上不如SMPC。
2026-04-20 cs.SY eess.SY
Mitigation of Saturated Cut-sets During Multiple Outages to Enhance Power System Security
由于问题的组合性质，确保大型电力系统在多次停电情况下的可靠运行是一项具有挑战性的任务。传统的安全评估方法往往受到其范围和/或速度的限制，导致可能导致连锁故障的关键突发事件的缺失。提出了一种提高电力系统安全性的双分量方法。第一个组件结合了一个有效的算法来检测割集饱和（称为可行性测试（FT）算法）与实时应急分析（RTCA），以创建一个综合的纠正措施（iCA），其目标是确保系统对割集饱和以及关键分支过载。第二个组成部分只采用FT的结果，以创建一个宽松的纠正措施（rCA），以确保系统对事故后割集饱和。第一个组件更全面，但后者在计算上更有效。这两个组件的有效性进行评估的基础上级联触发事故缓解的数量，和计算时间。通过对IEEE 118节点和2000节点合成德州系统的不同案例研究分析，结果表明，所提出的两个组件的方法成功地提高了电力系统安全评估的范围和速度在多个停电。
2021-04-29 cs.SY eess.SY
Synchronization in Electric Power Networks with Inherent Heterogeneity Up to 100% Inverter-Based Renewable Generation
发电机的同步运行是电网稳定运行的基础，也是防止意外停电事故的关键。在这里，我们得到的条件，保证在电力网络与固有的发电机异质性时，受到小扰动的同步，并进行参数敏感性分析，以了解不同类型的发电机同步。作为逆变器为基础的资源，这是许多可再生能源的主要接口技术，已取代同步发电机在不断增长的数量，对相关的集成挑战的关注中心主要驻留在下降的系统惯性的作用。相反，我们的研究结果突出了发电机阻尼在实现稳定的同步状态的关键作用。此外，我们报告了运行互联电网的可行性，其中基于逆变器的可再生发电技术的电力贡献高达100%。我们的研究具有重要意义，因为它为开发先进的控制架构和电网优化方法奠定了基础，这些方法可以确保同步，并进一步为电力部门的脱碳铺平道路。
2022-05-05 cs.SY eess.SY
Cascading of Fluctuations in Interdependent Energy Infrastructures: Gas-Grid Coupling
Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）；Landau Institute for Theoretical Physics（朗道理论物理研究所）
研究燃气网与风能波动的相互作用，分析其对能源基础设施可靠性的潜在威胁，提出基于偏微分方程模型的压力波动分析方法。
2014-11-08 cs.SY eess.SY physics.soc-ph
Cascading Failures in Power Grids - Analysis and Algorithms
Columbia University（哥伦比亚大学）；Laboratoire d’Informatique Fondamentale de Marseille（马赛基础信息学实验室）
本文分析电力网络中级联线路故障的影响，提出基于伪逆矩阵的高效算法，探讨了电阻距离和伪逆矩阵在故障预测中的作用，证明了相关问题的计算复杂性。
2014-02-07 cs.SY eess.SY
Data-driven State of Risk Prediction and Mitigation in Support of the Net-zero Carbon Electric Grid
实现净零碳电网的一种方法是加强分布式可再生发电资源的部署，如光伏（PV）太阳能和风力发电，并辅以固定和移动（电动汽车）电池储能系统（BESS）。本文假设一个场景，其中光伏可再生能源发电和BESS集成到一个纳米电网（n-Grid），一个安装在住宅或商业场所的prosumer拥有的虚拟发电厂。为了盈利，需要有效地管理这种分布式能源（DER），以支持其自身的负载以及批发和零售市场服务。本文介绍了一种基于风险的、数据驱动的方法，该方法专注于预测公用电网停电的风险状态（SoR）。SoR预测能够开发最佳缓解策略，旨在通过收获n-Grid灵活性来减少电网中断的影响。几个数据分析工具，以协助n-Grid运营商和聚合器的n-Grid参与批发市场的辅助服务产品，并展示了一些初步的实施结果。
2022-07-07 cs.SY eess.SY
Long-Term Benefits of Network Boosters for Renewables Integration and Corrective Grid Security
在欧洲网络中占主导地位的$N-1$网络安全的预防策略意味着在线路故障的情况下保持网络容量空闲。相反，如果在单线故障时使用快速校正动作来克服网络过载，则这有可能释放在预防性$N-1$安全策略中未充分使用的网络容量。在本文中，我们调查的影响，可再生集成的纠正网络安全战略，存储或其他灵活性资产被用来纠正过载后不久，线路中断。通过这种方式，我们发现，在德国电力系统的50总线模型中，利用这些灵活性资产，即所谓的网络助推器（NB），每年可节省高达24亿欧元的可再生能源集成成本。这为储能提供了超越能源套利或频率控制等辅助服务的作用。虽然以前的文献都集中在NB在短期运行的潜在节省，我们专注于长期的好处，在系统中具有高份额的可再生能源，其中的发电和NB的容量和调度进行了优化。我们证明了NB的各种份额的可再生能源，NB和灵活性成本的好处，以及不同的允许水平的临时过载线在两个（i）顺序模型，其中长期发电投资分别从NB容量进行优化，和（ii）同时模型，其中发电与NB投资共同优化，使混合预防纠正方法是可能的。
2022-05-16 cs.SY eess.SY
Power Grid Vulnerability to Geographically Correlated Failures - Analysis and Control Implications
Columbia University（哥伦比亚大学）；Technion（以色列理工学院）；Hebrew University（希伯来大学）
本文针对自然灾害或大规模物理攻击引发的输电线路地理相关故障，提出分析模型研究级联故障，识别最脆弱位置，并通过真实电网数据实验揭示参数关系，为电网设计及升级中的防护、加固和监测提供指导。
2012-06-06 cs.PF cs.SY eess.SY
A Spectral Representation of Power Systems with Applications to Adaptive Grid Partitioning and Cascading Failure Localization
电力系统中的输电线路故障会非局部地传播和级联。这一众所周知但又违反直觉的特性使得优化和可靠地运行这些复杂网络变得更具挑战性。在这项工作中，我们提出了一个全面的框架，频谱图论的基础上，充分和严格地捕捉多个同时发生的线路故障传播，区分非割集和割集停电。使用这种电力系统的谱表示，我们确定了关键的图形子结构，确保线路故障定位-网络桥块分解。利用这一理论，我们提出了一个自适应网络拓扑结构重构的范例，使用两个阶段的算法，第一阶段的目的是确定最佳集群使用的概念，网络模块化和第二阶段细化集群通过最佳线路切换动作。我们所提出的方法说明了使用广泛的数值例子标准IEEE网络，我们讨论了几个扩展和所提出的算法的变种。
2021-05-11 cs.SY eess.SY math.OC
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
Feasibility-Aware Energy Management of a Hydrogen-Enabled Community Microgrid: A Proof-of-Concept Study
Central Queensland University（中昆士兰大学）；An-Najah National University（安纳贾赫国立大学）；The University of New South Wales, Canberra（新南威尔士大学堪培拉校区）
研究针对氢能社区微电网运行的复杂问题，提出基于近端策略优化（PPO）的能量管理系统，经澳大利亚某社区数据评估，该系统在不同场景下展现出在电池 - 氢协同调度方面的潜力及对多种因素的敏感性。
2026-08-03 cs.SY eess.SY
Reliability Value of Long-Duration Energy Storage against Extreme Events in High-Renewable Grids: A Full-Year AC-OPF Assessment
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Yonsei University（延世大学）；Ewha Womans University（梨花女子大学）
本文提出多时段交流最优潮流模型，评估长时间储能在高可再生能源电网中应对极端事件的可靠性价值，在200母线系统上使年度减载平均降低83.0%，并保障N-1事故下的运行可行性。
2026-09-09 cs.SY eess.SY
A day-ahead market model for power systems: benchmarking and security implications
ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）
本文提出基于社会福利的日前市场清算模型，通过 cascades 模型分析安全影响，发现市场调度导致未满足需求增加80%，凸显安全高估问题。
2026-03-25 cs.SY eess.SY
A Policy Switching Approach to Consolidating Load Shedding and Islanding Protection Schemes
School of Electrical Engineering & Computer Science Oregon State University（俄勒冈州立大学电气与计算机工程学院）
本文提出一种算法方法，通过策略切换整合传统负载削减和孤岛保护方案，以优化电力网络在故障发生前后运行性能。
2014-08-09 cs.SY eess.SY physics.soc-ph
A Scenario-oriented Approach to Energy-Reserve Joint Procurement and Pricing
我们认为一些关键问题的安全性和可靠性运行的电力系统与高可再生能源的渗透：我们应该采购多少储备，储备资源应如何分配在不同的位置，以及我们应该如何定价储备和收费的不确定性来源。迄今为止，这些问题基本上是根据经验解决的。在本文中，我们首先开发了一个面向分布式的能量储备协同优化模型，该模型直接将备用采购与可能的停电和负荷/可再生电力波动联系起来，而不需要经验储备要求。因此，储备可以最佳采购系统范围内处理所有可能的未来不确定性与最小的预期系统总成本。在此基础上，分别建立了能量边际定价模型和备用边际定价模型。建立了电力系统的统一定价机制，建立了备用与再调度相结合的电力系统的相似性质。此外，发电机的成本回收和系统运营商的收入充足性的属性也被证明。
2021-07-16 cs.SY eess.SY
Optimized Renewable Energy Planning MDP for Socially-Equitable Electricity Coverage in the US
Westminster High School, GA, USA（华盛顿州西敏公学）；Department of Aeronautics and Astronautics, Stanford University（斯坦福大学航空航天系）
本研究提出基于马尔可夫决策过程的可再生能源分配优化框架，纳入预算、需求波动及社会脆弱性指标，实验证明该公平导向方法可提升可再生能源渗透率、减少低收入服务不足人口，实现公平与系统性能的平衡。
2025-08-15 cs.AI cs.CE cs.SY
Controlled Tripping of Overheated Lines Mitigates Power Outages
Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
本文通过改进准静态级联模型，研究波兰输电网中过热线路跳闸顺序对停电规模的影响，发现控制跳闸可显著减轻极端紧急情况下的损害。
2011-10-05 cs.SY eess.SY math.OC
Hierarchical Optimal Dispatch of Active Distribution Networks Considering Flexibility Auxiliary Service of Multi-community Integrated Energy Systems
提出考虑多社区综合能源系统灵活性辅助服务的主动配电网分层随机调度方法，通过结合调整成本与灵活性裕度的定价策略及基于灵活性不足风险的交互机制，并采用分析目标级联分布式求解，有效提升了系统消纳可再生能源的能力与多方收益。
2024-08-23 cs.SY eess.SY
Two-Stage Stochastic Optimal Power Flow for Microgrids With Uncertain Wildfire Effects
针对野火引发的电网停运问题，本文考虑线路停运与光伏发电的不确定性，提出基于DistFlow二阶锥松弛的两阶段随机微电网最优潮流框架，分离动态线路额定值约束，经改进IEEE 22节点系统验证有效，可提升电网韧性。
2024-05-16 cs.SY eess.SY
Ensuring reliability in 100% renewable microgrids: a scenario-based joint planning and operational design framework
Monash University（莫纳什大学）
本文提出了一种基于场景的优化框架，通过分阶段解决长期容量规划和短期运营调度问题，以提高100%可再生能源微电网的可靠性，同时最小化系统总成本。
2026-05-16 cs.SY eess.SY math.OC
Modeling the impact of extreme summer drought on conventional and renewable generation capacity: methods and a case study on the Eastern U.S. power system
本研究提出系统性框架，评估极端夏季干旱对美国东部电力系统水电、火电及可再生能源机组可用容量的影响，并通过对PJM和SERC区域2025年6,055台机组分析，发现重现2007年干旱时容量降至71%-81%，为增强电力系统韧性提供依据。
2023-11-13 cs.SY eess.SY
A Preventive-Corrective Scheme for Ensuring Power System Security During Active Wildfire Risks
针对活跃野火风险下电网安全运行的不确定性挑战，提出一种预防-校正协调决策方案，结合多资产停运事故分析工具与协调机组组合/最优潮流模型，在适应不同风险水平的同时缓解系统脆弱性并最小化运营成本。
2025-07-11 cs.SY eess.SY
Local energy communities optimization considering cost and greenhouse gases minimization
本文研究西班牙一个含四栋办公楼、集中式光伏和锂离子储能系统的可再生能源社区优化，实现排放减少6%和电力成本降低20%，证明局部能源社区能增强能源安全并降低停电脆弱性。
2025-04-29 cs.SY eess.SY
Nodal Braess's Paradox and Inertia Destabilization with Dynamic Node and Line Failures in Power Grids
Potsdam Institute for Climate Impact Research (PIK)（波茨坦气候影响研究所）；Reiner Lemoine Institut gGmbH（莱纳·莱莫因研究所）；Technische Universität Berlin（柏林工业大学）；Humboldt-Universität zu Berlin（柏林洪堡大学）；Fraunhofer Research Institution for Energy Infrastructures and Geotechnologies IEG（弗劳恩霍夫能源基础设施和岩土技术研究院）
提出集成节点/线路故障与同步振荡器动力学的新模型，发现高惯性和节点鲁棒性增强可能反常地扩大级联规模，揭示新型Braess悖论。
2026-06-19 cs.SY eess.SY nlin.AO
Chance Constrained Optimal Power Flow: Risk-Aware Network Control under Uncertainty
Columbia University（哥伦比亚大学）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
针对可再生能源波动导致传统最优潮流（OPF）引发电网不稳定和线路过载风险的问题，提出机会约束最优潮流（CC-OPF），通过概率约束确保高概率满足运行限制并最小化经济再调度成本。
2013-02-04 cs.SY eess.SY math.OC
Cut-set and Stability Constrained Optimal Power Flow for Resilient Operation During Wildfires
提出一种割集与稳定性约束最优潮流，集成可行性测试算法和数据驱动暂态稳定性分析器，通过发电再调度和负荷削减，在IEEE 118节点系统上验证了其能降低野火脆弱性并最小化运行成本。
2024-04-19 cs.SY eess.SY
Proactive Scheduling of Hydrogen Systems for Resilience Enhancement of Distribution Networks
智能电网技术的最新进展为更好地控制具有可再生集成的现代复杂电网带来了机会。电力系统尤其是配电网的运行正面临着网络-物理-人类（CPH）威胁和自然灾害的严峻挑战。为了更好地应对威胁并提高电网的弹性，系统运营商需要主动计划和运营方案，以最大限度地减少CPH威胁造成的损失。为此，本文提出了一个积极的DN操作计划，通过使用氢（H2）系统，通过具有成本效益的长期能源储存来提高弹性。与电池不同，H2能量可以在极端事件发生前几天存储在储罐中，并在事件发生后通过燃料电池单元转化为电力，以减少由CPH威胁引起的负荷削减。通过对33节点测试馈线的测试，验证了该框架的有效性.仿真结果表明，H2系统可以提高DN的韧性在$N-m$中断持续超过10小时。
2021-06-01 cs.SY eess.SY
A Mathematical Approach to Improve Energy-Water Nexus Reliability Using a Novel Multi-Stage Adjustable Fuzzy Robust Approach
同时分析能源和水系统的系统方法系统被称为能源-水关系。忽视能源和水之间的相互关系会导致脆弱性，对一种资源的限制会导致对另一种资源的制约。发电厂的能源生产直接取决于水的可用性，电力系统的中断将影响废水处理设施的工艺。因此，必须将能源和水规划模式结合起来。针对数学能水关系问题的复杂性、不确定性参数多、规模大的特点，提出了一种新的多级可调模糊鲁棒方法，该方法能够在解的鲁棒性和约束条件之间取得平衡。基于场景的分析表明，所提出的方法产生灵活和强大的决策，避免过度的成本相比，保守的方法。关键词：能水关系，可再生能源，不确定性优化，模糊逻辑，鲁棒优化
2020-10-15 cs.SY eess.SY math.OC
Graph-based Simulation Framework for Power Resilience Estimation and Enhancement
针对极端天气对配电系统的风险，提出基于图的仿真框架，通过蒙特卡洛模拟评估韧性，合成配电网络、生成极端天气场景，用定制遗传算法优化可再生资源部署，实现韧性增强并提供实用见解。
2025-02-12 cs.SY eess.SY
Multiagent Reinforcement Learning in Enhancing Resilience of Microgrids under Extreme Weather Events
National Tsing Hua University（国立清华大学）；Deakin University（迪肯大学）；University of Birmingham（伯明翰大学）
本文提出基于多智能体深度强化学习的EMS框架，用于提升微电网在极端天气事件中的韧性并降低运营成本。
2026-01-19 cs.SY eess.SY
Energy Storage in Madeira, Portugal: Co-optimizing for Arbitrage, Self-Sufficiency, Peak Shaving and Energy Backup
INRIA and DI ENS, ENS, CNRS, PSL University（法国国家信息与自动化研究所、巴黎高等师范学院、法国国家科学研究中心、巴黎文理研究大学）；ITI, LARSyS, Ténico Lisboa, and prsma.com（技术研究所、LARSyS、里斯本理工学院和prsma公司）
本文研究了马德拉岛的能源存储应用，从生产者消费者（prosumer）视角出发，探讨如何协调 arbitrage、自给自足、削峰和能源备份，通过凸优化问题解决零上网电价下的 arbitrage、提高本地可再生能源自消费、削峰和在停电时作为备用电源。
2019-08-19 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
