Flexible Transmission: A Comprehensive Review of Concepts, Technologies, and Market
本文综合评述灵活输电的概念、技术及市场工具，旨在通过增强电网传输能力促进可再生能源利用，减少扩建需求，助力实现净零碳电网目标。
2023-10-12 cs.SY eess.SY
Grid-forming control of three-phase and single-phase converters across unbalanced transmission and distribution systems
在这项工作中，我们调查电网形成控制的电力系统包含三相和单相转换器连接到不平衡的分配和传输网络，调查单相转换器之间的自平衡，并提出了一种新的平衡反馈电网形成控制，明确允许权衡电压和功率的不平衡。我们开发了一个准稳态电力网络模型，允许分析三相和单相电力转换器之间的相互作用，传输，分配，和标准的Transformer互连。我们首先调查的条件下，这个一般的网络承认一个适定的克朗减少准稳态网络模型。我们的主要贡献是利用这种降阶模型来开发整个网络的稳定性分析条件，通过标准Transformer互连连接的电网形成三相和单相转换器。具体而言，我们提供的条件下，（i）单相转换器自主自同步到相位平衡的工作点和（ii）单相转换器相位平衡，通过同步与三相转换器的网络拓扑。此外，我们建立的条件可以放宽，如果使用相位平衡反馈控制。最后，结合传输系统的详细模型（即，IEEE 9总线）和配电系统（即，IEEE 13-bus）的结果来说明（i）一个电力系统包含一个混合的传输和分配连接的转换器，和（ii）一个电力系统只使用分配连接的转换器在电网边缘。
2022-11-11 cs.SY eess.SY
On the Statistical Settings of Generation and Load in a Synthetic Grid Modeling
Virginia Commonwealth University（弗吉尼亚联邦大学）；Cornell University（康奈尔大学）
本文研究了高电压输电网合成建模中发电和负荷设置的统计设置问题，考虑了电气参数和拓扑度量。通过熵基优化方法确定发电和负荷节点的相关位置，基于个体发电容量或负荷设置的指数分布及节点度数的非平凡相关性，生成统计正确的随机发电容量和负荷设置。
2017-06-28 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
Generation of Synthetic Spatially Embedded Power Grid Networks
Columbia University（哥伦比亚大学）
本文提出一种生成具有类似结构和空间特性的合成电力网格网络算法，通过高斯混合模型估计节点位置密度，并基于电网历史演变过程连接节点，首次考虑了节点和线路的空间分布对合成电网的重要性。
2015-08-18 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
Optimal transmission switching and grid reconfiguration for transmission systems via convex relaxations
本文通过凸松弛构建并比较多种最优传输切换（OTS）表述，以动态重构电网、降低成本并提高效率，并在小型测试网络上验证其效果。
2023-09-06 cs.SY eess.SY math.OC
Electric Vehicle Integration using Large-Scale Combined Transmission and Distribution Grid Models
本研究提出整合多维度要素的联合仿真框架，将96项卡车充电需求仿真融入休斯顿等地区的输配电联合仿真，通过成本优化确定卡车充电设施的最优布局与容量，助力电动汽车发展并评估其并网影响。
2025-03-21 cs.SY eess.SY
Integration of Renewable Generators in Synthetic Electric Grids for Dynamic Analysis
本文提出了一种方法，以更好地集成到合成电网的可再生资源的动态模型。提出了一种用于风力发电机和太阳能发电机的自动化动态模型分配过程。为不同类型的风力涡轮发电机（WTG）的一个现实的组成比例分配给每个风力发电机。从实际电网数据中总结的统计数据构成了为每个WTG分配具有合理参数的适当模型的基础。类似的过程用于将适当的模型和参数分配给每个光伏（PV）发电机。多个控制策略的可再生资源被认为是和测试的案例研究。两个大规模的合成网络测试用例被用来作为可再生能源发电机的动态建模的例子。采用多个暂态稳定指标评估N-1事故后的稳定水平。代表性的突发事件，以证明合成的可再生能源发电机模型的性能。
2021-01-07 cs.SY eess.SY
Measurement placement in electric power transmission and distribution grids: Review of concepts, methods, and research needs
传感和测量系统是电网安全可靠运行的关键。它们的战略位置至关重要，因为在电网的每个节点和分支上安装测量系统在经济上是不可行的，尽管它们需要被监控。大量的战略已经制定，以满足往往是多个相互冲突的目标。制定问题的主要挑战在于开发一个启发式或优化模型，尽管在数学上易于处理且成本受限，但会导致可靠的技术解决方案。此外，大规模的长期部署带来了额外的挑战，因为边界条件会随着技术的发展而变化。例如，传感和测量以及通信和联网方面新技术的出现可能会影响现有解决方案的成本和性能，并改变最初设定的条件。此外，为输电网开发的布局策略可能不适合配电网，反之亦然，因为其独特的特性;因此，策略需要灵活，在一定程度上，因为没有两个电网是一样的。尽管广泛的文献对本主题，出版的作品的重点往往是在一个特定的主题，如测量的最佳位置，以确保在输电网的可观测性。有一个工作提供了一个全面的画面，制定最佳安置战略的缺乏。由于电网现代化的持续努力，有必要巩固现状，同时暴露其局限性，以告知政策制定者，行业利益相关者和研究人员研究和开发需求，以推动创新的界限。
2021-09-30 cs.SY eess.SY
Revisiting Consensus-Based Energy-Management in Smart Grid with Transmission Losses and Directed Communication
我们发现了文献[1]中算法1和定理3的一个缺陷。该算法被称为CEMA，旨在分布式解决能源管理问题。然而，通过一个反例，我们表明，定理2和3的[1]在一个有效的情况下，相互矛盾，证明所建议的算法并不总是找到最佳的。进一步给出了理论结果，证明了[1]的定理3并不普遍成立.最后，通过对算法的调整给出了一个修正，并给出了定理3的相应证明。
2020-09-18 cs.SY eess.SY
Evaluating the Impacts of Transmission Expansion on Sub-Synchronous Resonance Risk
虽然输电扩建计划对电网的可靠性产生积极影响，但它们可能会增加电网中一些有害事件的风险和严重性，主要是由于改变系统配置，从而改变电气距离。本文旨在评估和量化的影响，输电扩建项目的次同步谐振（SSR）的风险，通过两个步骤的方法，利用停电计数指标和次同步阻尼指标。介绍了一种基于图论的SSR筛选工具，以量化与所有电网意外事件相关的停电计数，这些意外事件导致可再生发电资源与附近的串联补偿线路之间的径向连接。此外，基于频率扫描的阻尼分析进行评估的影响，传输扩展对系统阻尼在次同步频率范围内。所提出的方法已被用来评估最近建成的输电扩建项目对SSR风险的影响，在得克萨斯州电力可靠性委员会（ERCOT）电网的一部分。
2019-09-24 cs.SY eess.SY
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
Identification of Technical Design Constraints and Considerations for Transmission Grid Expansion Planning Projects
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）；Elia Transmission Belgium（比利时Elia输电公司）
针对可再生能源大规模部署所需的输电网络扩展规划项目，识别并分类相关技术设计约束与考量，涵盖七个关键领域，给出分层分类及领域间依赖性，为运营商和政策制定者提供规划投资的结构化基础。
2026-07-24 cs.SY eess.SY
KPG 193: A Synthetic Korean Power Grid Test System for Decarbonization Studies
本文提出基于开放数据构建的193节点韩国合成电网KPG 193，通过聚类保留低可再生能源渗透、城市负荷集中和孤立网架等关键特征，并利用2022年数据经UC与ACOPF仿真验证，为韩国电网脱碳研究提供基础平台。
2025-02-04 cs.SY eess.SY
Beyond low-inertia systems: Massive integration of grid-forming power converters in transmission grids
随着可再生能源越来越多地取代现有的传统发电，电网的动态发生了巨大变化，为输电系统的运行带来了新的挑战，但也带来了新的机遇，因为基于变流器的发电在更快的时间尺度上是高度可控的。本文研究了电网稳定性下的大规模集成的并网变流器。我们利用详细的转换器和同步机模型，并描述在不同的渗透水平下的频率行为。首先，我们表明，从频率稳定性的角度来看，可以实现从0%到100%的过渡。这是通过在高穿透值下重新调谐电力系统稳定器来实现的。其次，我们探讨了每个发电机的最低点和RoCoF的演变作为电网中逆变器发电量的函数。这项工作揭示了一些光在低和无惯性系统的两个主要挑战：定义新的性能指标，更好地表征网格的行为，并适应目前的范例在PSS设计。
2019-11-07 cs.SY eess.SY math.OC
Reducing transmission expansion by co-optimizing sizing of wind, solar, storage and grid connection capacity
本研究通过协同优化风电、太阳能、储能及并网容量，发现共址储能可减少约10%输电扩建，并提高储能价值22-25%，为电网规划提供新思路。
2024-09-02 cs.SY eess.SY
Efficient Topology Assessment for Integrated Transmission and Distribution Network with 10,000+ Inverter-based Resources
可再生能源的激增要求电网运营商和规划者系统地评估分布式能源（DER）的潜在影响。考虑到各种基于逆变器的资源（IBR）之间的显着差异，特别是并网逆变器和并网逆变器之间的不同能力，除了具有高计算负担的现有联合仿真框架之外，开发高效和有效的评估程序是至关重要的。提出了一种基于图的电力系统输配电一体化网络拓扑评估方法。基于改进的miniWECC网格模型和IEEE 8500节点测试馈线模型的集成图进行了图形分析，利用40节点、2400 CPU的高性能计算平台处理了10万多节点、1万多IBR的集成图。节点排序结果不仅验证了所提出方法的适用性，而且还揭示了分布式并网逆变器（GFM）和并网跟随逆变器（GFL）与集中式发电厂交互的潜力。
2022-03-10 cs.SY eess.SY
Steady-State Simulation for Combined Transmission and Distribution Systems
未来的电网将包括可再生能源和分布式发电的显著渗透，这可能会创建一个同质的输电和配电（T&D）系统，需要能够建模和鲁棒模拟组合T&D网络的工具。现有的工具使用不同的模型和配方的传输与配电网的仿真和解决的组合T&D网络的稳态解决方案往往缺乏收敛的鲁棒性和可扩展性的大型系统。在本文中，我们表明，建模的T&D网格元素的电流和电压使用的等效电路框架，使仿真相结合的正序网络的传输网络与三相网络的配电网，而不失一般性。我们进一步证明，我们可以确保这些产生的大规模复杂的T&D系统的电路仿真方法时，适用于他们的鲁棒收敛。我们的研究结果说明了强大的收敛性相结合的T&D网络使用一个直接的牛顿-拉夫森求解器在一台机器上的较小规模的系统，并使用并行高斯-赛德尔-牛顿求解器在多台机器上的较大规模的系统，大于百万个节点。
2019-07-30 cs.SY eess.SY
The Benefits of Hydrogen Energy Transmission and Conversion Systems to the Renewable Power Grids: Day-ahead Unit Commitment
随着可再生能源在现代电力系统中的渗透率迅速上升，可再生能源的削减越来越频繁。这是对免费和绿色可再生能源的浪费，意味着目前的电网无法容纳更多的可再生能源。一个主要原因是，更高的可再生能源渗透水平需要更高的输电容量。另一个主要原因是可再生能源发电的波动性。混合氢或纯氢管道既能以氢的形式传递能量，又能以氢的形式储存能量。然而，其加速可再生能源整合的潜力尚未得到研究。本文将氢气管网与电力制氢（P2H）和氢气发电（H2P）设施相结合，组成氢能传输与转换系统（HETCS）。研究了含HETCS的电力系统的运行情况，提出了含HETCS的日前安全约束机组组合（SCUC）。SCUC仿真是在一个改进的IEEE 24节点电力系统上进行的。仿真结果表明，HETS可以大大减少可再生能源削减，CO2排放，负荷支付和总运营成本。这项研究验证了HETCS可以成为实现净零可再生电网的一个有前途的解决方案。
2022-06-28 cs.SY eess.SY
Leveraging Optimal Information-Power Flow for Transmission Switching in AC/MTDC Grids
Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）
提出一种考虑通信网络影响的最优信息-功率流模型，用于解决交流/多端直流电网中的输电切换问题，并通过凸松弛等方法转化为混合整数二阶锥规划模型求解。
2026-06-08 cs.SY eess.SY
Electromagnetic Transient Model of Cryptocurrency Mining Loads for Low-Voltage Ride Through Assessment in Transmission Grids
本文开发了面向大型加密货币挖矿负荷的电磁暂态模型，通过EMTP软件构建并与商用ASIC矿机交叉验证，测试了多种故障场景下的低电压穿越能力，模型可扩展且易于集成到电网中。
2023-12-22 cs.SY eess.SY
An Open Synthetic Test System for the Jordanian Transmission Grid
School of Electrical and Computer Engineering, University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校电气与计算机工程学院）；Renewable and Sustainable Energy Institute (RASEI), University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校可再生能源与可持续能源研究所）
本文构建了首个约旦输电电网的开放合成测试系统，经多维度验证可复现真实电网关键特性，旨在为中东电网相关研究提供基准。
2026-09-02 cs.SY eess.SY
A Scalable Automatic Model Generation Tool for Cyber-Physical Network Topologies and Data Flows for Large-Scale Synthetic Power Grid Models
本文提出SAM-GT工具，用于自动生成大规模电网的网络物理拓扑与数据流模型，并在500至10000节点合成电网案例中验证了其有效性与可扩展性。
2025-04-08 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
Optimal Transmission Switching and Busbar Splitting in Hybrid AC/DC Grids
KU Leuven（荷语鲁汶大学）；Etch-EnergyVille（埃奇-能源村）
本文提出了一种优化方法，用于在混合交流直流电网中最小化总发电成本，通过优化传输开关和母线分裂状态，实现系统效率提升。
2025-12-09 cs.SY eess.SY
Day-Ahead Transmission Grid Topology Optimization Considering Renewable Energy Sources' Uncertainty
本文提出一种结合最优输电开关与母线分裂的日前电网拓扑优化模型，通过基于场景的随机优化方法处理可再生能源不确定性，验证表明其在高渗透率拥堵电网中能显著降低运行成本。
2025-09-17 cs.SY eess.SY
Coordinated Expansion Planning of Transmission and Distribution Systems Integrated with Smart Grid Technologies
针对智能电网技术融合对输电网规划的影响，提出输配系统协调扩张随机多阶段规划模型，涵盖多类资源与充电站规划，采用聚类与蒙特卡洛方法处理不确定性，经BDD求解及标准测试系统验证有效。
2023-10-09 cs.SY eess.SY
Modeling and Contribution of Flexible Heating Systems for Transmission Grid Congestion Management
本文提出针对小型热泵和大规模PtH设备的新型电网感知运行模型，通过2035年德国输电网仿真证明，整合柔性供热系统可减少约6%的阻塞管理成本并促进可再生能源消纳。
2023-10-24 cs.SY econ.GN eess.SY
Transmission line dynamics on inverter-dominated grids: analysis and simulations
本研究针对逆变器主导电网，分析不同保真度输电线路模型对系统快动态的影响，发现线路动力学对小信号稳定性作用有限，但部分场景下简化模型会遗漏逆变器内环控制相关的重要动态。
2023-11-06 cs.SY eess.SY
DCCB-Capability-Aware Optimal Info-Power Flow for Transmission Switching in AC/MTDC Grids
Faculty of Electrical Engineering, Mathematics and Computer Science, TU Delft（代尔夫特理工大学电气、数学与计算机科学学院）
针对交流/MTDC电网故障后输电切换的传统模型未考虑通信资源与DCCB能力的问题，本文提出OIPF模型，构建MISOCP模型求解，发现通信容量、成本及DCCB约束会影响切换动作的可行性与经济性。
2026-10-14 cs.SY eess.SY
California Test System (CATS): A Geographically Accurate Test System based on the California Grid
该研究构建了地理精确的合成输电网 CATS，融合公开地理数据与虚构拓扑参数，在保护敏感信息的同时支持潮流、政策及地理参考分析。
2023-06-02 cs.SY eess.SY
Optimize the Co-expansion of Generation and Transmission Considering Wind Power in the US Eastern Interconnection
研究了大规模电网中具有较高风电渗透率的发输电扩容协同优化问题。本文将发输电扩容协同优化问题建模为一个混合整数规划问题。提出了一种情景生成方法，以捕捉跨区域的大规模电网的负荷和风力发电的变化和相关性。得到的情况下，代表负荷和风力的不确定性，可以很容易地引入到MIP问题，然后解决，以获得共同优化的发电和输电扩展计划。仿真结果表明，所提出的规划模型和情景生成方法能够更详细地模拟美国EI系统中各区域间的风和负荷变化信息，从而显著改善扩展结果。将发电和输电相结合的改进的扩展计划将有助于系统规划者和政策制定者最大限度地提高大规模电网的社会福利。
2021-03-01 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
Value of Fleet Vehicle Grid in Providing Transmission System Operator Services
本文提出了一种新的电动汽车（EV）车队的聚合模型，考虑他们的日常和每周的使用模式。采用频率约束随机机组组合模型优化调度电动汽车充电和放电以及电力系统中的频率响应（FR）的提供，同时尊重车辆的能量需求和驾驶时间表。通过案例研究，我们证明了具有车辆到电网（V2G）能力的电动汽车每年可以将未来GB电网的系统成本降低高达12，000英镑，每年减少60吨二氧化碳排放量，主要是由于减少了风力发电的削减。该论文还量化了由于FR交付时间的变化，风力的渗透或替代灵活性供应商的吸收而导致的车队V2G效益的变化。最后，提出了一个依赖于电动汽车的充电状态的电池退化模型，并在随机调度问题中实现。它可以显著降低16%的降级成本，而电动汽车的系统价值仅降低0.4%。
2022-01-14 cs.SY eess.SY
Distributed AC-DC Optimal Power Flow in the European Transmission Grid with ADMM
分布式或多区域的最优潮流似乎是有前途的，以应付在大规模电网的计算负担，而没有区域系统运营商失去对各自领域的控制。然而，算法通常在小型测试案例或单个国家进行测试。我们提出了一个现实的案例研究，在互联的欧洲输电网超过5000总线和315吉瓦的负载。网格划分为24个区域，分别对应于各个国家。我们使用全交流模型并集成多端直流系统。分解后的问题通过一种改进的交替方向乘子法（ADMM）来解决，其中单个国家只与每个邻居交换边界节点信息。在发电成本方面，分布式最优潮流问题的解决方案偏离只有0.02%，从集中计算。在200次迭代之前，所有区域之间达成共识，这在如此大的系统中是非常了不起的。
2019-12-09 cs.DC cs.SY eess.SY
Distributed Primal-Dual Interior Point Framework for Analyzing Infeasible Combined Transmission and Distribution Grid Networks
针对互联输配电网的不可行分析问题，提出基于GJN的分布式原对偶内点优化算法，能隔离薄弱节点并在70k+节点网络上优于ADMM方法。
2024-09-22 cs.SY eess.SY
Power Grid Decomposition Based on Vertex Cut Sets and Its Applications to Topology Control and Power Trading
Boston University（波士顿大学）
本文提出一种基于顶点割集的快速电网分解算法，以降低计算成本，并探讨了传输网络中的顶点割集与电力交易的潜在关系。
2018-03-18 cs.SY eess.SY
Modeling and Analysis of Utilizing Cryptocurrency Mining for Demand Flexibility in Electric Energy Systems: A Synthetic Texas Grid Case Study
电力行业面临着双重挑战，既要支持日益增长的电气化需求，又要大幅减少碳足迹。在电力需求中，加密货币采矿数据中心的能源消耗在全球范围内大幅增长。如果协调良好，这些数据中心可以进行量身定制，以积极吸收能源供应日益增加的不确定性，从而在电力市场中提供有价值的电网级服务。在本文中，我们研究了将新的加密货币挖矿负荷整合到德克萨斯州电网中的影响，以及利用电力市场中加密货币挖矿设施的需求灵活性的潜在利润。我们调查了可用于数据中心的不同需求响应计划，并量化了参与这些计划的加密货币采矿单位的年利润。我们使用合成的2000总线ERCOT网格模型进行模拟，并在德克萨斯州的真实需求曲线上增加加密货币挖掘负载。我们的初步结果表明，根据这些新负荷的大小和位置，我们观察到对ERCOT电力市场的不同影响，它们可能会增加电价，并以高度不均匀的方式引起更多的波动。
2022-12-12 cs.SY eess.SY
Modelling and Simulation of Power Systems with Grid-Connected Converters in OpenModelica
本文分析了OpenModelica环境的能力，执行电磁暂态（EMT）类型的电力传输系统与并网转换器的仿真。在OpenModelica和Simulink中对电力传输系统进行建模和仿真，以比较两种工具在精度，鲁棒性，灵活性和计算性能方面的差异。电力系统的暂态研究，如故障和投切的电容器组已经完成。结果证实了这两个软件之间的良好的整体协议，并展示了显着的潜力，使用OpenModelica的EMT型建模和模拟未来的电力电子占主导地位的电网。
2021-12-01 cs.SY eess.SY
Application of blockchain for secure data transmission in distributed state estimation
可再生能源在电网中的应用增加了跟踪系统状态的必要性，特别是在数据和电力双向传输的智能电网中。智能电网中通信和电力基础设施之间耦合的复杂性将产生更高的安全漏洞机会。提高状态估计精度将有助于智能电网运营商有效地管理系统。本文提出了一种分布式状态估计与区块链设计的通信平台的集成。此外，数据传输的异步方式，这是更有可能发生在现实世界中，已被认为是本研究的第二个任务。最后，详细分析了基于区块链的分布式状态估计应用。数值分析表明，该方法满足实际应用的性能要求，为分布式状态估计过程带来了较高的安全性和可靠性。
2021-06-23 cs.SY eess.SY
The Impact of Heavy-Duty Vehicle Electrification on Large Power Grids: a Synthetic Texas Case Study
重型车辆（HDEV）的电气化是交通运输部门脱碳的新兴和快速发展的途径。在本文中，我们研究了增加车辆电气化对电网基础设施的影响，特别关注HDEV。我们利用的2000总线得克萨斯州输电网的合成表示，并在特拉维斯县，得克萨斯州，以及有关的运输数据的多个配电网的现实表示，HDEV电气化，揭示的后果，并暴露现有的电网基础设施所施加的限制。我们的分析表明，即使在适度的渗透水平下，也可能发生与HDEV的迁移率时空相关的电网电压问题。事实上，我们发现德克萨斯州只有11%的重型车辆同时充电可能导致输电网络上的严重电压违规，从而危及电网可靠性。此外，我们发现，几十辆电动汽车同时充电可能会导致配电层的电压违规。
2022-03-08 cs.SY eess.SY physics.soc-ph
bayesgrid: An Open-Source Python Tool for Generating Probabilistic Synthetic Transmission-Distribution Grids Using Bayesian Hierarchical Models
University of São Paulo（圣保罗大学）；Washington State University（华盛顿州立大学）；State University of São Paulo（圣保罗州立大学）
bayesgrid基于贝叶斯分层模型生成全球任意地区的概率性合成输电-配电网络，支持保存至开源平台并用于可靠性研究。
2026-03-04 cs.SY eess.SY
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
Measuring and Analyzing Effects of HEMP Simulation on Synthetic Power Grids
针对 HEMP 对大型电力系统影响的不确定性，该研究采用 Monte-Carlo、任务并行与异步处理，在 7173 母线合成电网上完成 700 次大规模仿真并量化连锁严重程度。
2023-04-21 cs.SY eess.SY
Inertia Adequacy in Transient Stability Models for Synthetic Electric Grids
如果扰动震动低惯性电力系统，则频率下降可能太快而无法在其触发来自发电机和负载的不期望的响应之前阻止。在最坏的情况下，这种不稳定性可能导致停电和主要设备损坏。为了解决这个问题，电力公司研究了特别脆弱的系统的惯性充足性。这个过程涉及详细的瞬态模拟，通常会导致系统范围的惯性地板的概念。在这个分析中，持续的问题是如何设置惯性下限，以及频率控制资源的位置在多大程度上起作用。本文提出了一种新的分析技术，量化的理论位置频率变化率（ROCOF）作为一个计算效率高的筛选算法可扩展到大型系统。推动这一领域的另一个挑战是缺乏高质量的公共基准动态案例。本文提出了一个合成的情况下，这样的目的和验证方法，以确保它是非常适合的惯性充足性研究，以提高电网的性能。
2022-07-07 cs.SY eess.SY
Recovery Time Metric Demonstrated on Real-world Electric Grid for Hurricane Impacted Outages
这项工作提出了一种方法来估计恢复时间的输电线路和变电站，并证明了在现实世界中的1269总线电力系统模型波多黎各20飓风的情况下，或随机实现的资产故障的气象条件下的飓风玛丽亚。该方法定义了系统组件的基本恢复时间，并通过乘数识别影响这些基本值的因素。虽然该方法是测试由于飓风的输电线路和变电站故障，它是基于一个通用的过程，可以应用于任何系统组件或事件作为一个通用的恢复时间估计框架。结果表明，考虑到两种故障模式下的研究（输电塔和变电站），输电塔似乎有更大的影响恢复时间的估计，尽管变电站被给予较长的基本停电时间。此外，20种情景下模拟飓风的平均恢复时间约为28，000个工作人员日。
2022-03-09 cs.SY eess.SY
PMU Data Feature Considerations for Realistic, Synthetic Data Generation
关键是综合生成的，用于电网分析的PMU测量的质量和功能相匹配的测量从外地的PMU。这确保了研究人员在网格研究期间生成的分析结果复制了工程师在现实生活中通常期望的结果。在本文中，与工业PMU派生的数据测量的基本特征进行了分析，在生成大量的合成电力系统数据的输入考虑。介绍了由于电力系统运行中的随机动态、振荡内容和坏数据的普遍存在而引起的PMU数据的固有变化。统计结果表明，在生成大数据集的合成，网格测量，包括不同的数据异常，环境振荡的内容，和随机情况下，由于数据包丢失的数据样本，有助于提高真实性的实验数据用于电力系统分析。
2019-08-14 cs.SY eess.SY
Deep Reinforcement Learning for Smart Grid Protection Against Coordinated Multistage Transmission Line Attacks
随着电网连通性的提高，输电线路故障可能引发连锁故障，造成巨大的经济损失和严重的社会影响。因此，识别可能引发级联故障的各种类型攻击下的关键线路并部署防御资源来保护它们是非常重要的。与单阶段攻击或无协调的多阶段攻击相比，多阶段线路协同攻击可能导致更大的负面影响，因此本文旨在识别多阶段协同攻击下可能引发级联故障的关键线路，并优化部署有限的防御资源。为此，我们首先制定了一个总发电损失最大化的问题，考虑多个攻击者和多个阶段。由于解空间的大小，这是非常具有挑战性的解决制定的问题。为了克服这一挑战，我们将问题重新表述为马尔可夫博弈，并设计其组件，例如，状态、动作和奖励。接下来，我们提出了一种基于多智能体深度强化学习和优先经验重放的可扩展算法来解决马尔可夫博弈，该算法可以确定最佳攻击线序列。然后，我们设计了一个防御策略，以确定最佳的防线集。大量的仿真结果表明了所提出的算法和设计的防御策略的有效性。
2020-11-30 cs.SY eess.SY
Storage and Transmission Capacity Requirements of a Remote Solar Power Generation System
大型太阳能发电站通常位于偏远地区，并通过长输电线路连接到主电网。储能单元与太阳能发电厂一起部署在当地，以平滑其输出。并网输电线路和储能单元的容量对太阳能的利用率以及投资成本有着重要的影响。本文描述了在给定的太阳能溢出率和固定的投资预算下的容量参数的可行集。提出了一种基于线性规划的投影算法来求解这一可行集，为系统规划和决策提供了有价值的参考。
2021-09-13 cs.SY eess.SY
QuickFlex: a Fast Algorithm for Flexible Region Construction for the TSO-DSO Coordination
预计电力系统中的大多数新技术变革将发生在配电网中。配电灵活性的巨大潜力可以满足输电系统的需求，通过更加重视灵活需求和电动汽车等较小的资源，将以发电机为中心的能源和辅助服务模式转变为以需求为中心的模式。为了释放这些能力，必须了解可以从配电网中大量新技术中获得的聚合灵活性。因此，配电网可以在输电一级提供总体灵活性。迄今为止，大多数计算方法用于估计在配电网和输电网之间的接口处的聚合柔性具有需要大量计算时间的缺点，这阻碍了它们的适用性。提出了一种新的配电网柔性域构造算法，称为QuickFlex。与以前的方法相反，可以选择先验柔性域精度。我们的方法需要很少的迭代来构造柔性区域。所需的迭代次数主要与分布网格的输入大小和灵活元素无关。数值试验在5 ~ 123节点的四个网格上进行。结果表明，QuickFlex优于现有的建议，在文献中的速度和准确性。
2021-07-02 cs.SY eess.SY
Leveraging the Existing German Transmission Grid with Dynamic Line Rating
Technische Universitaet Berlin（柏林工业大学）
本文提出首个包含动态线路评级的大型电力系统投资模型，通过德国案例显示DLR可提升可再生能源接入并减少电网拥堵，节省约3%的系统成本，全脱碳系统下节省达5.5%。
2023-03-06 cs.SY eess.SY physics.soc-ph
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
