Impact of Solar Integration on Grid Security: Unveiling Vulnerabilities in Load Redistribution Attacks
本文提出一种增强的负荷重新分配攻击模型，揭示了太阳能发电并网引入的新漏洞，并证明操纵太阳能发电数据会显著破坏电网经济运行，且在高太阳能发电期影响最大。
2025-09-16 cs.SY eess.SY
System-Level Impacts of Flexible Data Center Load Scheduling on Cost, Emissions, and Transmission Congestion
University of Massachusetts Amherst（马萨诸塞大学阿默斯特分校）
本文研究了灵活数据中心负载调度对运营成本、系统压力和排放的影响，发现最佳努力任务可调整至低边际电价时段，减少温室气体和有毒排放，降低传输拥堵，提升电网效率与可持续性。
2026-04-25 cs.SY eess.SY
Survey of Load-Altering Attacks Against Power Grids: Attack Impact, Detection and Mitigation
本文综述电网负载篡改攻击（LAAs），分析其对输配电网络及电力市场的影响，总结基于模型、数据驱动及混合方法的检测定位方案与预防、反应性缓解技术，并指出未来研究方向。
2025-04-16 cs.SY eess.SY
Small-Signal Stability Impacts of Load and Network Dynamics on Grid-Forming Inverters
本文通过特征值分析研究了负载模型和网络动态表示对构网型逆变器与同步发电机小信号稳定性及最大负载能力的影响，揭示了网络表示在不同负载模型下对稳定区域具有决定性作用。
2024-02-26 cs.SY eess.SY
Resilience Dynamics in Coupled Natural-Industrial Systems: A Surrogate Modeling Approach for Assessing Climate Change Impacts on Industrial Ecosystems
本研究提出一种基于液体时间常数（LTC）神经网络代理模型的计算高效框架，用于评估气候变化情景下耦合自然-工业生态系统的弹性，揭示了系统非线性动力学、临界点及生产失败模式，为提升系统弹性和可持续性提供决策支持。
2024-12-22 cs.SY eess.SY
Impact of Virtual Inertia on DC Grid Stability with Constant Power Loads
虚拟惯性是一种有效的控制方法，以衰减电压突变期间的过渡事件在低惯性直流电网。虽然已经提出了实现虚拟惯性的方法，但其对恒定功率负载（CPL）存在下的DC电网稳定性的影响仍然不清楚。在本文中，我们进行了严格的稳定性分析与CPL的虚拟惯性增强转换器供电的直流电网。我们推导出一个封闭形式的稳定性准则，可用于评估虚拟惯性对系统稳定性的影响，并证明，给定一组系统参数，可以提高一系列的虚拟惯性设计的直流电网供电CPL的稳定性。我们提供的最佳虚拟惯性，提高稳定性和最大虚拟惯性，不恶化稳定性的解析表达式。此外，我们提出了一个循序渐进的指导方针，设计一个稳定的直流电网与虚拟惯性。测试结果验证了分析。
2023-02-08 cs.SY eess.SY
A Preliminary Study on the Role of Energy Storage and Load Rationing in Mitigating the Impact of the 2021 Texas Power Outage
2021年2月，一场史无前例的冬季风暴席卷美国，严重影响德州电网，导致超过450万客户电力服务中断。本文评估了在实际电网的现实情况下，客户经历的减负荷。并对利用储能和负荷配给来缓解轮流停电对电网的不利影响进行了初步研究。据估计，如果能量存储是唯一的技术选择，则需要总装机容量为920 GWh的公用事业规模的电池存储系统来完全抵消德克萨斯州停电期间的甩负荷。我们的模拟结果表明，在系统上实施20%的负荷配给可能会使估计的储能容量减少85%。该估计是使用2021年2月15日至2月18日的预测容量和需求概况获得的。认识到实际部署这种规模的储能将是非常具有挑战性的事实，研究了提供更细粒度的需求减少的方法，作为利用储能最大限度地提高消费者生存能力的一种手段。初步案例研究表明，在这种极端天气条件下，将负荷配给和适当的储能规模相结合的潜力可能会为电网提供更大的可靠性改善。
2021-11-25 cs.SY eess.SY
Input Modeling and Uncertainty Quantification for Improving Volatile Residential Load Forecasting
Virginia Tech（弗吉尼亚理工大学）；Arizona State University（亚利桑那州立大学）
本文提出了一种两阶段方法，通过输入建模和不确定性量化来解决现有负荷预测方法中忽视输入误差影响的问题，从而提高预测准确性与区间覆盖能力。
2019-05-16 cs.SY eess.SY
Variability in electricity consumption by category of consumer: the impact on electricity load profiles
交通和供暖的住宅电气化正在显著改变消费及其特征。以前的研究已经证明了社会技术经济决定因素对住宅消费的影响。然而，他们未能捕捉到这些消费者群体的分布特征，影响网络规划和灵活性评估。使用丹麦720，000个家庭的实际住宅用电量数据，我们证明热泵比电动汽车更有可能影响总峰值消费。与此同时，其他社会经济因素，如占用率、居住面积和收入，几乎没有影响。比较热泵或电动汽车的全面推出的外推表明，与拥有电动汽车的家庭相比，部署热泵的最常见消费者类别在高峰负荷时间的最大消耗量增加了14%，平均消耗量增加了46%，中位数增加了两倍。电动汽车已经显示出灵活性，其重合系数在5-15%之间，最大为17%，而热泵主要是基本负荷。这项研究的详细和全面的结果支持灵活性评估和电网规划在未来的研究，也灵活的技术的操作。
2022-10-07 cs.SY eess.SY
Evaluating the Impact of a Load Admittance Approximation in Transient Stability-Constrained Optimal Power Flow
Technical University of Madrid (UPM)（马德里理工大学）
本文提出一种基于电压的负荷导纳近似方法，用于简化TSC-OPF中的Kron降阶计算，并在WECC 9节点系统上验证其能准确复现转子动态、降低实现难度并缓解收敛问题。
2025-11-07 cs.SY eess.SY
Impact of Load Models on Power Flow Optimization
Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）
本文研究了不同负荷模型对最优功率流解的影响，发现相同的真实和无功功率可能对应不同的电网运行点，通过最大功率传输定理衍生的指标评估了聚合模型的局限性，并利用卡内基梅隆校园数据证明负荷模型类型对解集点有显著影响。
2019-04-09 cs.SY eess.SP eess.SY
Impact of spatiotemporal heterogeneity in heat pump loads on generation and storage requirements
本文研究了在不灵活的住宅热泵负荷的时空异质性如何影响存储和发电的电力系统的需求下，一切照旧，低碳排放预算。均质和非均质热泵负荷分别使用人口加权平均和当地温度，假设完整的住宅热泵渗透。存储和发电的最佳扩展模型与网络效应的时空均匀和异构的负载配置文件的结果进行了比较。一个案例研究是使用3总线网络的伦敦，曼彻斯特和格拉斯哥在英国的负荷和天气数据的代表周。使用异构供热需求数据改变了存储规模：在正常预算下，基于能源和电力的总存储量增加了26%，并且在异构情况下，该存储量分布在所有总线中。在低碳预算下，所有公交车的总储能按能量计算增加2倍，按功率计算增加40%。在考虑异质性时，每个总线上的存储的能量与功率比也增加;这种变化表明，除了为高度可再生电力系统中的电加热提供功率支持之外，还需要存储来提供能量支持。考虑异质性也增加了建模系统的成本，特别是资本成本，因为需要更高的发电容量在最大的负荷中心和当地的高峰需求在不同的总线重合。这些结果显示了在电力系统规划中考虑热泵负荷不均匀性的重要性。
2022-04-01 cs.SY eess.SY
Impacts of PV Capacity Allocation Methods on Distribution Planning Studies
本文提出了一种新的方法，用于评估的数量的photochromics，可以容纳在一个配电馈线破坏正常的操作条件之前，通常被称为托管容量。提出了一种基于最优容量的光伏分配方法来评估光伏容量。我们首先使用负载分配方法，将真实的负载分布分配到每个负载节点，直到每个家庭。不是随机分配光伏装机容量给每个家庭，而是首先根据年负荷曲线计算每个家庭的最佳光伏规模。首先以IEEE 123节点系统为基准，比较了不同的光伏分配方法对主机容量计算的影响。北卡罗来纳州地区的一个实际配电馈线被用来验证在现实的配电系统的结果。仿真结果表明，光伏容量分配方法对托管容量评估的影响是显着的。我们还研究了区域分配方法的薄弱区识别，以解决集群现象的技术扩散。
2020-04-21 cs.SY eess.SY
Critical Load Restoration using Distributed Energy Resources for Resilient Power Distribution System
极端天气事件对老化和过时的配电基础设施产生重大影响。这些高影响低概率（HILP）事件通常会导致长期停机和关键服务的损失，从而严重影响客户的安全。这就需要在灾难期间迅速恢复关键服务，以确保配电网络的复原力。本文提出了一种先进的馈线恢复方法，恢复关键负荷使用分布式能源（DER）。提出了一种弹性恢复方法，联合最大限度地提高恢复的关键负载的量，并通过优化分配网格的可用DER资源，优化恢复时间。恢复问题被建模为一个混合整数线性规划的目标是最大限度地提高恢复后故障的恢复能力，同时满足电网的关键连接和操作约束，并确保一个给定的开环馈线配置的径向操作。仿真结果表明，所提出的方法使用IEEE 123节点馈线与5 DER供应11个关键负荷和IEEE 906总线馈线与3 DER供应17个关键负荷的有效性。DER的可用性和燃料储备恢复网络的影响进行了评估，它表明，所提出的方法是成功地能够恢复最大数量的临界负载使用可用的DER。
2019-12-10 cs.SY eess.SY
Closed Loop Load Model Identification Using Small Disturbance Data
Zhejiang University（浙江大学）
本文研究了利用小扰动数据进行负荷模型识别的问题，证明了待识别的负荷与系统其余部分形成闭环系统，并分析了扰动对负荷输入输出关系的影响，指出负荷模型识别本质上是闭环识别，必须考虑闭环识别的影响，通过预测误差方法（PEM）解决闭环负荷模型识别问题。
2019-05-15 cs.SY eess.SY
Evaluating Load Models and Their Impacts on Power Transfer Limits
功率传输极限或传输能力（TC）直接关系到系统的运行和控制以及电力市场。因此，它们的评估必须符合静态约束，如线路热限制，和动态约束，如暂态稳定性限制，电压稳定性限制和小信号稳定性限制。由于负荷动态特性对电力系统暂态稳定性有重要影响，负荷模型是影响功率传输极限的一个关键因素。目前，工业界和学术界已经提出并采用了多种负荷模型，包括ZIP模型、ZIP+感应电机复合模型（ZIP + IM）和WECC复合负荷模型（WECC CLM）。每种方法都有其独特的优点，但它们对功率传输极限的影响尚未得到充分解决。一个现有的挑战是拟合高阶非线性模型，如WECC CLM。在这项研究中，我们创新地采用双深度Q学习网络（DDQN）代理作为动态评估过程中的通用负荷建模工具，并将相同的瞬态场测量值拟合到不同的负荷模型中。然后进行综合评估以量化负荷模型对功率传输极限的影响。仿真环境是在暂态安全评估工具（TSAT）中构建的IEEE-39节点系统。
2020-08-07 cs.SY eess.SP eess.SY
Comprehensive Assessment of COVID-19 Impact on Saskatchewan Power System Operations
本文从萨斯喀彻温省电力系统运营的角度介绍了2019冠状病毒病（COVID-19）大流行期间迄今为止吸取的经验教训。本集团已制定负荷估计方法，以识别因COVID-19而影响企业、学校及其他非关键业务的关闭如何改变电力消耗。此外，我们亦研究COVID-19遏制措施及重新开放阶段对负荷不确定性的影响。二氧化碳排放量的变化，可再生能源发电的比例增加和负荷模式的变化进行了讨论。此外，还研究了COVID-19对平衡机构的功率控制性能的影响。本文的分析是基于SaskPower公司，这是在加拿大萨斯喀彻温省的主要电力公司的数据。对今后电力系统的运行和规划提出了一些建议。
2020-11-21 cs.SY eess.SY
Demand Response Management For Power Throttling Air Conditioning Loads In Residential Smart Grids
Lahore University of Management Sciences（拉合尔管理科学大学）；Singapore University of Technology and Design（新加坡科技设计大学）
本文提出一种算法以减少住宅智能电网中空调使用带来的高峰负荷影响，通过模拟发现增加一个额外的电力状态可显著降低高峰负荷，但随着状态数增加，可减少的高峰负荷逐渐减少。
2014-08-06 cs.SY eess.SY
The impact of load placement on grid resonances during grid restoration
本文研究电网恢复黑启动初期的谐振问题，通过分析频谱特性证明将负荷接入输电线路中间可最大化系统首次谐振的阻尼比，从而优化轻载电网的阻尼效果。
2024-02-14 cs.SY eess.SY math.DS
Analyzing the Impact of EV Battery Charging on the Distribution Network
Electrical Engineering Department, Aligarh Muslim University（阿利加穆斯林大学电气工程系）
本文研究电动汽车充电对配电网的影响，分析电压稳定性、电力质量和电网性能问题，并总结改进充电策略以应对随机性及双向功率流动。
2026-01-18 cs.SY eess.SY
Malicious Mode Attack on EV Coordinated Charging Load and MIADRC Defense Strategy
物联网（IoT）提供了一个突出的通信环境，以促进电动汽车（EV）负载的协调充电。然而，由于物联网与公用网相连，协同收费系统处于低级别的网络安全，极易受到恶意攻击。本文研究了恶意模式攻击（MMA），这是一种新的网络攻击模式，它同时攻击大规模电动汽车充电桩，以产生与阻尼差的广域机电模式相同频率的连续正弦功率扰动。因此，甲基丙烯酸甲酯可以激发高振幅的强迫振荡，严重威胁电力系统的稳定性。首先，通过调查基于物联网的协调充电负载控制系统的脆弱性，阐明了MMA的潜在威胁，并以Mirai这样的MMA过程为例。然后，基于攻击过程，建立了MMA模型进行冲击分析，推导了MMA受迫振荡的平均响应和随机响应表达式，找出了主要影响因素。进一步，为了减轻MMA的影响，提出了一种基于多指标信息主动扰动抑制控制的防御策略，以提高电力系统的稳定性和抗扰动能力，该策略综合考虑了模式阻尼和扰动补偿的影响因素。仿真结果验证了MMA威胁的存在性和特征，验证了该防御策略的有效性。
2021-10-26 cs.SY eess.SY
Impact of Strategic Electric Vehicles Driving Behavior on the Grid
在交通电气化的背景下，耦合电动汽车（EV）的驾驶和充电决策模型被认为是。虽然交通分配问题（TAP）被认为是驾驶部分，充电操作是在一个简单的配电网络上的准确的负载流。此设置允许精确评估驾驶和充电决策的耦合影响。特别地，为了调度来自驾驶部分的充电需求，根据基于负载流计算的成本度量来定义和比较不同的充电策略。鉴于此度量，所提出的非基于潮流的策略可以执行类似于基于潮流的策略，并且具有显著减少的计算时间和数据需求。数值模拟显示了运输费用如何影响收费结果。
2021-11-12 cs.GT cs.SY eess.SY
Load-Altering Attacks Against Power Grids under COVID-19 Low-Inertia Conditions
COVID-19大流行影响了我们的社会，迫使人们关闭并改变了全球人们的互动方式。就对电网的影响而言，全球能源需求大幅下降。最近的研究表明，COVID-19封锁导致的低需求状况加上大量可再生能源发电导致了极低的惯性电网状况。在这项工作中，我们研究了攻击者如何利用这些场景，通过执行负载改变攻击（LAA）来导致不安全的电网运行条件，目标是在低惯性电力系统中损害数十万物联网连接的高瓦数负载。我们的研究重点是分析COVID-19缓解措施对美国区域输电运营商（RTO）的影响，针对低惯性条件下的输电系统制定合理且现实的最小努力LAA，并评估这些大规模LAA的概率。给出了基于WSCC 9节点和IEEE 118节点测试系统的理论和仿真结果。结果表明，对手可以通过针对低惯性系统中的脆弱负载总线来引发主要频率干扰，并提供有关可再生能源的时间波动如何影响电网对LAA的脆弱性的见解。
2022-02-28 cs.CR cs.SY eess.SY
On the Feasibility of Load-Changing Attacks in Power Systems during the COVID-19 Pandemic
电网是一个复杂的网络物理能源系统（CPES），其中信息和通信技术（ICT）被集成到电网基础设施的运营和服务中。越来越多的物联网（IoT）高功率电器（如空调和电动汽车）连接到电网，加上对ICT和控制接口的高度依赖，使得CPES容易受到高影响，低概率负载变化的网络攻击。此外，COVID-19疫情的副作用显示电力消耗模式有所改变，公用事业净负荷及峰值大幅减少。这些不寻常的持续低负载需求条件可能会被对手利用，通过损害数十万物联网连接的高瓦数负载来导致CPES的频率不稳定。本文件就COVID-19疫情期间实施的封锁措施导致的低负荷情况下，对CPES进行负荷变化攻击的影响进行可行性研究。使用动态模式分解（DMD）分析了封锁措施导致的负荷需求减少，重点是2020年3月至7月期间和纽约地区，因为封锁措施的全面执行导致负荷减少，这是受影响最大的时间段和地点。我们的可行性研究使用来自纽约独立系统运营商（NYISO）的真实负载消耗数据评估负载变化攻击场景，并表明具有足够知识和资源的攻击者能够产生频率稳定性问题，当不采取缓解措施时，频率偏移高达60.5 Hz和63.4 Hz。
2020-12-23 cs.CR cs.SY eess.SY
Impact of COVID-19 on Mobility and Electric Vehicle Charging Load
COVID-19疫情抑制了全国的整体流动性。这些变化反映了对新冠肺炎病例、当地卫生指南和季节性的反应，使得流动性与新冠肺炎之间的关系在各个地区都是独一无二的。本文介绍了COVID-19之后电动汽车（EV）充电和移动性的数据驱动案例研究。该研究显示，在犹他州出现首例COVID-19病例后，电动汽车充电次数和每日总能耗立即下降了40%。相比之下，同期每个充电会话消耗的能源仅下降了8%，并且会话开始和结束时间的分布在全年保持一致。虽然在第一波COVID-19病例期间，电动汽车流动性比总车辆流动性下降得更剧烈，并且恢复得更慢，但尽管新感染病例出现了戏剧性的第三波，但两者都在2020年9月恢复到接近其平均值的稳定水平。
2020-11-20 cs.SY eess.SY physics.soc-ph
