High-Spatial Resolution Transmission and Storage Expansion Planning for High Renewable Grids: A Case Study
本文提出含短时储能选址定容的高空间分辨率TEP模型，并通过2,000母线合成得克萨斯系统验证输电与储能协同优化的价值。
2024-12-05 cs.SY eess.SY
Storage as a Transmission Asset (SATA) for Large-Load Congestion Relief
Michigan State University（密歇根州立大学）
研究超大规模数据中心等大负荷对输电网络的新需求，以储能系统作为输电资产（SATA）提供非线路替代方案，用日-前直流最优潮流评估，得出SATA调度可降低未供电能量等，表明储能运行指定是其输电价值主要驱动因素。
2026-07-07 cs.SY eess.SY
Evaluation of Battery Energy Storage System to Provide Virtual Transmission Service
本研究评估电池储能系统作为虚拟输电的短期运行性能与经济效益，通过IEEE 24节点系统仿真验证其可有效降本减堵，性能媲美物理输电线路且无明显额外代价。
2025-02-23 cs.SY eess.SY
Integrated Expansion Planning of Electric Energy Generation, Transmission, and Storage for Handling High Shares of Wind and Solar Power Generation
该研究提出一种计及低碳政策、灵活爬坡备用与储能的发电-输电-储能多周期一体化扩展规划模型，通过层次聚类处理不确定性，用加速Benders对偶分解求解MILP模型，经IEEE RTS系统验证有效。
2023-10-09 cs.SY eess.SY
Hybrid Transmission Distribution Co-simulation: Frequency Regulation using Battery Energy Storage
电池储能系统（BESS）被证明是为大电网提供频率调节服务的有效解决方案。然而，有几个问题的传输/分配系统运营商（TSO/DSO）与分配连接的快速响应存储系统的频繁调度。不幸的是，现有的解耦模型的传输和分配（T&D）的模拟是无法捕捉到的复杂的相互作用，特别是关于频率调节问题，由于快速变化的分布连接的分布式能源（DER）的两个系统之间的。在本文中，一个迭代耦合的T&D混合协同仿真框架的开发，以促进规划研究的系统运营商，以帮助集成配电连接BESS在提供频率调节服务，以响应高度可变的DER，如光伏发电（PV）。具体而言，所提出的框架有助于评估：（1）配电连接DER/PV对系统的自动发电控制（AGC）响应的影响，以及（2）强调BESS在使用集成T&D模型提供频率调节服务中的使用。所提出的框架证明使用IEEE 9总线传输系统模型（在动态模式下运行）加上多个EPRI Ckt-24配电系统模型（在准静态模式下运行）。结果表明，所提出的联合仿真框架有助于更好地可视化系统AGC响应和频率调节，特别是在存在高水平的DER发电变化需要频繁调度的BESS。
2019-12-16 cs.SY eess.SY
Siting and Sizing of Energy Storage Systems: Towards a Unified Approach for Transmission and Distribution System Operators for Reserve Provision and Grid Support
本文提出了一种方法，以确定最佳的位置，能量容量和功率额定值的分布式电池储能系统在多个电压水平，以完成电网控制和备用提供。我们以一小时的分辨率对运行场景进行建模，其中随机负荷和可再生能源发电（通过场景建模）与前一天的机组承诺和违反电网约束的偏差由可调度发电厂（常规储备）或电池储能系统的注入补偿。通过插入成本的常规储备和资本成本的转换器额定功率和能量存储容量，该模型能够推导出存储部署的要求，实现技术经济优化的问题。该方法利用HV（高压）和MV（中压）电网的电网约束的有效线性化公式，同时仍然保留电力系统的基本建模方面（如传输损耗，无功功率的影响，在MV/HV接口的OLTC，电池储能系统的理想效率）和传统发电机的模型。通过模拟提供了IEEE 9节点系统与CIGRE的MV电网基准系统的概念验证，电力储备的实际成本，有功功率额定值和电池的能量容量，以及来自实际测量的负载和可再生能源发电概况。
2020-04-20 cs.SY eess.SY
Robust Transmission Network Expansion Planning Problem Considering Storage Units
研究了在需求和发电容量不确定的情况下，考虑存储单元的输电网扩展规划问题。采用两阶段自适应鲁棒优化框架，其中短期和长期的不确定性占。这项工作不同于以前报道的解决方案中的一个重要方面，即，我们包括二进制追索变量，以避免同时充电和放电的存储单元，一旦发现不确定性。两阶段离散补偿鲁棒优化问题是一个具有挑战性的任务，因此我们提出了一个嵌套的列和约束生成算法来解决所产生的问题。该算法保证在有限次迭代中收敛到全局最优值。该算法的性能示出使用Garver的测试系统。
2019-07-10 cs.SY eess.SY math.OC
Coordinated vs. Sequential Transmission Planning
Institute for Policy Integrity, New York University School of Law（纽约大学法学院政策研究所）
本文比较了协调与顺序规划方法在传输规划中的效果，发现协调方法能更准确地反映发电、储能和传输之间的互动，从而降低传输升级需求和系统成本。
2026-04-28 cs.SY eess.SY
Capturing Chronology and Extreme Values of Representative Days for Planning of Transmission Lines and Long-Term Energy Storage Systems
针对高比例可再生能源下电力系统长期规划因小时级建模难以求解的问题，提出基于聚类的混合时间序列聚合算法，通过代表性样本捕捉极值与时间动态，经改进6节点系统验证，该方法在含长期储能的输电系统联合规划中效果显著。
2023-10-06 cs.SY eess.SY
Secure Expansion of Energy Storage and Transmission Lines Considering Bundling Option Under Renewable Penetration
该研究提出考虑输电线路捆绑扩容的多阶段输电网-储能-风电厂联合规划模型，结合RPS政策与N-1安全准则，通过时序聚类、加速BDD算法求解MILP问题，经IEEE标准测试系统验证了有效性。
2023-10-09 cs.SY eess.SY
Hydrogen Supply Chain Planning with Flexible Transmission and Storage Scheduling
随着可再生能源发电和水电解的成本不断下降，氢气正成为一种越来越有吸引力的能源载体。为H $_{2}$供应链开发建模和决策工具，充分捕捉各种资源的灵活性，对于理解H $_{2}$使用的整体成本竞争力至关重要。为了满足这一需求，我们开发了H $_{2}$供应链规划模型，该模型确定H $_{2}$发电、存储、传输和压缩设施的最低成本组合，以满足H $_{2}$需求，并通过电价与电力系统相结合。我们为H $_{2}$卡车和管道提供灵活的调度，使它们能够同时充当H $_{2}$传输和存储资源，从而在空间和时间上转移H $_{2}$需求/生产。在美国东北部的案例研究结果表明，H $_{2}$传输和存储资源的灵活调度的拟议框架是至关重要的，不仅成本最小化，而且H $_{2}$生产路径之间的电解槽和集中的天然气为基础的生产设施的选择。卡车作为移动存储可以通过提供额外的时空灵活性来响应电价变化，同时满足H $_{2}$需求，从而使电解槽更具竞争力。该模型还提供了一个合理的权衡建模精度和解决方案的时间。
2020-08-17 cs.SY eess.SP eess.SY
Co-Optimized Generation, Transmission, and Storage Expansion: System Value and Optimal Duration of Pumped-Storage Hydropower
PSR
本文提出发电-输电-储能扩建框架，将抽水蓄能（PSH）与电池储能系统（BESS）对比，发现PSH可显著降低巴西互联系统的成本、弃电率及燃气装机需求，核心机制具普适性。
2026-08-28 cs.SY eess.SY math.OC
Sharing Energy Storage Between Transmission and Distribution
本文讨论了如何最好地协调，或“堆栈”，缺乏集中的市场系统中的储能服务的问题。具体来说，它的重点是如何协调传输级拥塞缓解与本地，分配级目标。我们描述并展示了一个统一的通信和优化框架，执行这种协调。拥塞缓解问题公式化采用加权$\ell_{1}$ -范数目标。该方法确定一组校正动作，即，能量存储注入和常规发电调节，其最小化与计划时间表的所需偏差。为了执行这一协调框架，我们提出了两个案例研究。第一个是基于3总线测试系统，第二个是对美国太平洋西北地区的现实代表。结果表明，调度方法提供了拥堵缓解，节约成本，并改善可再生能源的整合。大规模的案例研究为与华盛顿大学、斗山电网技术公司、斯诺霍米什县PUD和邦纳维尔电力管理局合作进行的现场演示设计提供了信息。演示的目的是测试调度框架在具有真实储能资产的生产环境中的可行性。演示结果与计算机模拟一致。
2019-01-10 cs.SY eess.SY math.OC
Online Power Control Optimization for Wireless Transmission with Energy Harvesting and Storage
Department of Electrical, Computer and Software Engineering, University of Ontario Institute of Technology（安大略理工大学电气、计算机与软件工程学院）
本文研究了在具有能量采集和存储设备的衰落信道中无线传输的在线功率控制优化问题，提出了一种基于Lyapunov优化的三阶段闭式解，通过电池能量控制实现战略性能源节约，并基于衰落条件进行机会性传输，从而提高长期时间平均传输速率。
2017-02-26 cs.IT cs.SY eess.SY
Revenue Analysis of Stationary and Transportable Battery Storage for Power Systems with High Penetration of Renewable Sources: A Market Participant Perspective
电力系统需要更大的传输容量来应对可再生能源资源的日益整合。蓄电池储能系统是提高电网容量、缓解输电阻塞的有效手段。对BESS系统进行全面的收益分析对于市场参与者在基于市场的电力系统中安装此类系统至关重要。本文以PJM为例，对整个系统进行了深入的收益分析。系统中的高利润节点被揭示并表征为BESS参与者。固定式和可移动式储能系统的比较研究表明，可移动储能系统可以在能源和监管市场上产生更高的潜在收益。基于商业定价节点的收益分析和特征描述的结果，提出了一种最优布局算法，为市场参与者在系统中安装BESS寻找有利可图的地点，并使用真实的PJM市场数据对该算法进行了验证。
2021-10-15 cs.SY eess.SY
Fundamental limitations to no-jerk gearshifts of multi-speed transmission architectures in electric vehicles
多速变速器可以提高性能并降低电动汽车的总体成本，但它们也带来了一个挑战：避免换档急动，这有时在电机和离合器饱和的情况下可能被证明是不可能的。在这篇文章中，我们介绍了三个定理，明确定义的基本限制，无加加速度换档电机或致动器饱和。我们比较换档，包括从一个摩擦离合器传递扭矩到另一个，在这种情况下，其中一个离合器是单向离合器。我们表明，系统与单向离合器更容易电机饱和，导致换档颠簸往往是不可避免的。我们还研究了行星齿轮组对换档动力学轨迹的影响，并揭示了对无冲击极限的影响。这项工作提供了工具，比较传输架构在概念设计阶段的一个新的电动汽车。
2021-02-16 cs.SY eess.SY
Distributed Storage for Intermittent Energy Sources: Control Design and Performance Limits
Stanford University（斯坦福大学）；U.C. Berkeley（加州大学伯克利分校）
针对可再生能源间歇性问题，提出基于线性二次型的控制策略，并分析简单网络拓扑下的最优性能与存储、传输容量的关系。
2011-10-20 cs.SY eess.SY
Two-Stage Optimization for Dynamic Line Rating and Energy Storage Deployment
Michigan State University（密歇根州立大学）
提出两阶段优化方法联合部署动态线路额定值（DLR）与储能系统（ESS），以缓解天气变化导致的输电拥塞，提升系统充裕度。
2026-06-23 cs.SY eess.SY
Analytical voltage estimation in power packet dispatching network
提出了一种电力分组调度网络的解析电压估计方法。单位功率包由信号和直流脉冲电压波形组成。在网络中，通过时分复用在电力分组路由器（路由器）之间传输电力分组。路由器在电力传输过程中有电容器作为电力的存储。功率根据存储器之间的电压梯度流动。用数值方法研究了该网络的潮流。然而，现有的研究都考虑了传输损耗，而忽略了瞬态响应。考虑到瞬态响应，功率传输分析通常需要电路仿真并且花费相当长的时间。本文重点讨论路由器和欠阻尼条件之间的一对一连接。它们允许考虑瞬态响应的存储电压的估计，而无需电路仿真。首先，对该条件进行了理论分析和实验验证。在此基础上，将一对一连接的分析扩展到网络，提出了一种解析电压估计方法。与电路仿真结果的比较表明，该估计方法具有足够的精度，可用于分析网络中的功率传输。
2021-12-28 cs.SY eess.SY
Deep Learning-Based Hurricane Resilient Co-planning of Transmission Lines, Battery Energy Storages and Wind Farms
该研究提出一种考虑飓风韧性的输电线路、储能与风电场多阶段协同规划模型，结合深度学习负荷预测、场景生成与Benders分解求解，经改进IEEE RTS系统验证有效。
2023-10-09 cs.SY eess.SY
Generation and Transmission Expansion Planning with BESS-Based Virtual Transmission Lines
University of Houston（休斯顿大学）
本文提出一种集成虚拟输电线路（VTL）的发电与输电扩展规划模型，通过协调两个电池储能系统避免同时充放电来缓解电网拥堵，在IEEE 24节点系统上实现总拥堵降低12.3%、支路拥堵最高降低约67%，且规划成本仅增加0.3%。
2026-10-05 cs.SY eess.SY
Ramping-aware Enhanced Flexibility Aggregation of Distributed Generation with Energy Storage in Power Distribution Networks
Pukyong National University（釜庆国立大学）；Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）；Washington State University（华盛顿州立大学）
本文提出了一种考虑爬升限制的灵活性聚合方法，通过预爬升策略提升灵活性，验证了其在配电网中的有效性。
2026-01-21 cs.SY eess.SY
Frequency Regulation Model of Bulk Power Systems with Energy Storage
本文提出了一个大型互联电力系统的动态频率调节模型，包括储能系统，如电池储能系统（BESSs）和飞轮储能系统（FESSs），考虑在频率控制过程中的所有相关阶段。在FR控制回路和ESS中的信号传输中考虑了通信延迟，并考虑了它们的充电状态（SoC）管理模型。系统，ESS和SoC组件的详细建模从FR的角度来看。基于北美东部互联网（NAEI）的实际暂态稳定模型，利用实际系统和ESS数据对该模型进行了验证，结果表明，该模型能够准确地反映包括ESS在内的大型互联电网的FR过程，可用于长期FR研究。还研究和讨论了通信延迟和ESS设施的SoC管理在区域控制错误（ACE）中的影响
2020-09-09 cs.SY eess.SY
Comparison of power sector models by analyzing the impact of modeling features on optimal capacity expansion
本文用六个电力系统模型比较可再生和灵活性技术的最优容量扩展，通过四个简化用例隔离技术影响，发现可用因子、储能参数、调度结构和输电建模等特征显著改变最优扩展结果。
2021-09-14 cs.SY eess.SY
Frequency Nadir-Constrained Power System Restoration Planning with Energy Storage
Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）；University of Toronto（多伦多大学）；EPE Canada Inc.（EPE加拿大公司）
本文提出一种考虑频率 nadir 的混合整数线性规划框架，用于含同步机和储能系统的黑启动恢复规划，通过预测频率 nadir 来确保恢复过程中的频率稳定性，减少恢复时间。
2026-05-13 cs.SY eess.SY
Energy Control of Grid-forming Energy Storage based on Bandwidth Separation Principle
针对电力系统低惯量下频率调节受限的问题，提出一种考虑荷电状态限制的基于储能的改进型VSM控制，并基于带宽分离原理设计能量恢复控制以维持恒定能量储备，仿真验证了其有效性。
2024-08-29 cs.SY eess.SY
Evaluation of Temporal Complexity Reduction Techniques Applied to Storage Expansion Planning in Power System Models
可再生能源的份额不断增长，使优化的功率流在电力系统模型计算更加复杂，由于广泛分布的天气依赖发电。本文评估了两种方法，以减少时间复杂性的电力传输网络模型与存储扩展规划。降阶技术的目标是加速电网模型的线性最优潮流的计算。这是通过选择少量的代表性时间段来代表一整年来实现的。为了选择有代表性的时间段，使用分层聚类将按时间顺序排列的相邻小时或独立分布的耦合日聚集到时间序列的聚类中。通过目标值的误差和计算时间的减少来评价聚合效率。进一步分析了优化过程中网络规模和并行计算效率的影响。作为一个测试案例，传输电网的最北端的德国联邦州石勒苏益格-荷尔斯泰因州的情况下，对应于2035年被认为是。所考虑的情景的特点是安装的可再生能源的比例很高。
2020-02-25 cs.SY eess.SY math.OC
Multi-Objective Transmission Expansion: An Offshore Wind Power Integration Case Study
针对海上电网规划指导匮乏的问题，提出多目标多阶段发电、储能及输电扩展规划模型，考虑负外部性与极端情景，在ISO-NE和PJM测试系统上验证，发现优化并网点可降本，考虑外部性需增加前期投资。
2024-04-21 cs.SY eess.SY
Robust Capacity Expansion under Wildfire Ignition Risk and High Renewable Penetration
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）；Lawrence Livermore National Laboratory（劳伦斯利弗莫尔国家实验室）
提出一种鲁棒优化模型，通过电池储能选址和输电线路地下化投资，应对野火点火风险与可再生能源不确定性的最坏情况，提高系统韧性。
2026-05-21 cs.SY eess.SY math.OC
Spatiotemporal Arbitrage of Large-Scale Portable Energy Storage for Grid Congestion Relief
Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Tsinghua University（清华大学）
本文研究了通过卡车运输大规模便携式储能设备进行时空 arbitrage 的商业模型，提出了一种时空 arbitrage 模型以确定便携式储能的最佳运行和运输调度，并通过模拟特斯拉半挂卡车搭载特斯拉 Powerpack 在加州两个节点进行 arbitrage 的调度来验证该模型，结果表明便携式储能对缓解电网拥堵的贡献大于固定式储能，并且卡车运输储能可以在能源 arbitrage 应用中带来净利润。
2018-11-25 cs.SY eess.SY math.OC
Approximating Power Flow and Transmission Losses in Coordinated Capacity Expansion Problems
随着可再生能源的份额不断增加，以及需要适当评估输电，存储和部门整合之间的权衡作为平衡选项，在能源系统模型和详细的潮流研究之间建立桥梁变得越来越重要，但在计算上具有挑战性。W比较近似的两个非线性现象，潮流和传输损耗，在线性容量扩张问题，共同优化投资发电，存储和传输基础设施。我们评估不同的流量表示讨论投资决策，节点价格，优化的流量和模拟交流潮流的损失的偏差，和计算性能的差异。通过使用开放的欧洲电力系统模型PyPSA-Eur，我们得到了详细的和可重复的结果，旨在方便选择合适的潮流模型。考虑到复杂性的差异，最佳选择取决于应用程序、用户可用的计算资源以及所考虑的空间细节级别。虽然常用的运输模型已经可以确定一个具有成本效益的系统的关键功能，同时计算性能，在高负荷条件下出现的不足之处，由于缺乏一个物理网格表示。此外，不考虑传输损耗会高估20%的最佳电网扩展。增加一个凸松弛的二次损失与两个或三个切线的线性化潮流方程，并考虑到不断变化的线路阻抗的网络是加强足以代表潮流和损失充分的设计研究。我们表明，所获得的投资和调度决策，然后足够的物理用于更详细的非线性模拟交流潮流，以更好地评估其技术可行性。
2020-08-26 cs.SY eess.SY physics.soc-ph
RF Power Transmission for Self-sustaining Miniaturized IoT Devices
本文提出一种用于微型化IoT的RF无线功率能量转换系统，包含阻抗匹配网络、整流器和带能量存储的功率管理，实验验证其在-10 dBm输入下总功率转换效率超30%，3 dBm时峰值效率达57%。
2024-07-31 cs.SY eess.SP eess.SY
The economics of utility-scale portable energy storage systems in a high-renewable grid
电池储能有望在能源系统的低碳转型中发挥至关重要的作用。然而，在电网中部署电池存储目前受到其低经济可行性的严重限制，这不仅是由于高资本成本，而且还缺乏灵活有效的利用方案和商业模式。通过卡车运输使公用事业规模的电池存储变得便携，从而释放了其提供各种按需服务的能力。我们介绍了公用事业规模的便携式储能的潜在应用，并调查其在加利福尼亚州的经济性，使用时空决策模型，确定最佳的操作和运输计划的便携式存储。我们发现，动员储能可以在某些地区将其生命周期收入增加70%，并通过缓解当地输电拥堵来改善可再生能源整合。时空套利的生命周期收入可以完全补偿加州几个地区的便携式储能系统的成本，包括圣地亚哥和旧金山湾区。
2020-08-17 cs.SY eess.SP eess.SY
Optimal transmission expansion modestly reduces decarbonization costs of U.S. electricity
University of Hawai’i（夏威夷大学）；Princeton University（普林斯顿大学）；Energy Innovation: Policy & Technology LLC（能源创新：政策与技术有限责任公司）
通过开源Switch容量扩展模型，评估跨区域输电在美国2050年零排放系统中的作用，发现最优输电扩展可降低7%成本，但储能、太阳能、风能和核能可作为替代方案。
2026-05-30 cs.SY econ.GN eess.SY
Storage Sizing and Placement through Operational and Uncertainty-Aware Simulations
University of Washington（华盛顿大学）
本文提出通过运营和不确定性感知模拟确定存储容量和位置，以降低可再生能源接入成本，采用启发式方法优化存储部署，通过统计分析提升存储效率。
2013-09-11 cs.SY eess.SY math.OC
