Dynamic resource coordination can increase grid hosting capacity to support more renewables, storage, and electrified load growth
Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院);University of Vaasa(瓦萨大学)
本文通过动态协调分布式能源资源提高电网承载能力,采用三种方法分析电网承载能力,发现动态操作和DER交互可显著提升容量,电池成为最关键技术。
2026-04-02 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
Hosting Capacity Assessment and Enhancement for Edge Data Centers in Active Distribution Networks
University of Houston(休斯顿大学)
本文通过分析配电网拓扑和电气距离对数据中心可接入容量的影响,识别出电流约束、电压约束和混合约束三种主要限制机制,并评估了电池储能、可调度分布式发电机和静止同步补偿器等柔性资源对提升可接入容量的效果。
2026-05-31 cs.SY eess.SY
Probabilistic Hosting Capacity Analysis via Bayesian Optimization
研究了考虑分布式能源和居民负荷不确定性的配电网概率承载能力分析问题。PHCA的目的是计算托管容量,它被定义为可以安全地集成到分销网络中,同时以高概率满足操作约束的DER的最大水平。我们制定PHCA作为一个机会约束优化问题,并使用历史数据模型的不确定性从DER和负荷。由于非凸性和大量的历史场景被使用,PHCA往往被制定为大规模的非线性优化问题,因此计算上难以解决。为了解决核心的计算挑战,我们提出了一个快速和可扩展的框架来解决PHCA基于贝叶斯优化(BayesOpt)。数值实验结果表明,与内点法和活动集法相比,提出的BayesOpt方法能够找到更好的解(主机容量提高25%),平均节省70%的计算时间.
2020-11-10 cs.SY eess.SY
Hosting Capacity Approach Implications
本文回顾了发电托管容量(HC)的计算方法,以考虑电网的运行灵活性-安全地重新配置系统的能力。本质上,发电主机容量是根据一组限制因素确定的--电压、热(导体负载)、反向电流(在馈电头、电站Transformer或变电站)和电压变化(由于发电输出的突然变化)。不久前,加州投资者拥有的公用事业公司(IOUs)增加了一项新的标准,该标准不允许在可能改变系统配置的监控和数据采集(SCADA)点处发生逆流,旨在防止逆流转移到相邻馈线。这一新标准旨在将操作限制作为托管容量的一部分,称为具有操作灵活性的托管容量(OpFlex)。本文探讨了这种方法的不足之处,并建议在确定托管容量时进行实际传输分析,而不是实施OpFlex方法。此外,我们讨论了需要过渡到确定托管容量配置文件(所有时间间隔),而不是一个平线(一个,表现最差的时间间隔)托管容量。托管能力概况将告知开发商每一间隔的限制和机会,创造新的机会,以较低的成本实现更高的DER渗透率。随着技术和计算的进步,这样的方法既不是实现范围之外,也不是计算上昂贵的。作为回报,一旦编程不违反某些发电配置文件作为互连要求的一部分,更多的DER可以互连,并且公用事业公司将更好地了解其实际操作灵活性,从而使整个社会受益。
2021-10-20 cs.SY eess.SY
The Potential Welfare Gains from Curtailment Trading Under Non-Firm Interconnection
Sibley School of Mechanical and Aerospace Engineering, Cornell University(康奈尔大学机械与航空航天工程系)
提出网络约束的削减信用市场(CCM),通过双边信用流机制实现最优削减分配,在三个测试系统中总服务负荷价值提升1.41至1.83倍。
2026-10-01 cs.SY eess.SY
Congestion Price Uncertainty From Interconnection Queue by Monte Carlo Sampling
University of Vermont(佛蒙特大学)
本文针对发电互联队列导致的电网拥堵价格不确定性问题,提出用蒙特卡洛采样替代传统单点估计,在2000节点网络上验证了该方法的有效性,可得到更稳健的拥堵分布估计,适用于发电和大负荷项目规划。
2026-10-16 cs.SY eess.SY
Forced Oscillations in Power Systems Induced by Data Centers Hosting AI Workloads
ETH Zurich(苏黎世联邦理工学院);University of Toronto(多伦多大学)
本文研究大型数据中心承载AI工作负载引发的功率摆动对电力系统强迫振荡的风险,通过传递函数识别关键位置,分析失稳类型及谐波影响,为运营商制定负荷波动限制提供依据。
2026-09-24 cs.SY eess.SY
Spatio-Temporal Probabilistic Voltage Sensitivity Analysis - A Novel Framework for Hosting Capacity Analysis
智能电网被设想为适应分布式光伏(PV)发电的高渗透,这可能在电压违规方面引起不利的电网影响。因此,PV托管容量(HC)被用作规划工具,以确定导致第一次电压违规的最大PV安装容量以及需要基础设施升级的最大PV安装容量。传统的HC分析方法计算复杂,因为它们基于迭代潮流算法,需要调查大量的情况,以准确评估PV影响。本文首先提出了一种计算效率高的分析方法来计算由于随机分布的多个PV的随机行为而导致的特定节点处的电压变化的概率分布。接下来,导出的分布用于识别各种PV渗透水平的电压违规,并随后确定系统的HC,而不需要检查多个场景。建议的时空概率电压灵敏度分析和HC的结果进行了验证,通过传统的基于潮流的模拟方法的IEEE 37和IEEE 123节点测试系统。
2021-02-08 cs.SY eess.SY
Use Non-Energy-Curtailment Resources for Primary Frequency Response in Future Low-Inertia Power Grids
由于惯性和调速器响应的降低,光伏(PV)渗透率的增加将显著削弱电网的一次频率响应。PV惯性和调速器仿真需要保留PV输出,并导致太阳能浪费。本文利用现有的电网资源,并探讨在互联水平下高光伏渗透率下的一次频率响应的能量存储。基于美国东部互联电网和德克萨斯州电网的实际模型,评估了与一次频率响应相关的多个因素的影响,包括调速器比率、调速器死区、下垂率和快速负荷响应。此外,电池和超级电容器使用不同的控制策略的性能进行了研究,在这两个互联。本文量化了各种资源的潜力,以提高互连级的一次频率响应在高光伏渗透率,而不削减太阳能输出。
2021-03-16 cs.SY eess.SY
Distributed Mixed Voltage Angle and Frequency Droop Control of Microgrid Interconnections with Loss of Distribution-PMU Measurements
Texas A&M University(德克萨斯农工大学);GE Global Research(通用电气全球研究中心);University of Notre Dame(圣母大学)
本文提出了一种新的分布式混合电压角度和频率下垂控制框架,以提高在分布式PMU测量丢失情况下微电网互联的可靠性,通过在角度下垂控制失效时使用频率下垂控制来保证稳定性,并设计分布式二次控制器以保证网络的暂态稳定性。
2020-12-24 cs.SY eess.SY math.OC
Stratospheric Grid: A Wireless Power Transfer Enabled HAP Network with Integrated Generation-Grid-Load-Storage Functions
针对传统高空平台难以全天候连续运行的问题,本文提出由无线能量传输互联、高空平台作为发-网-荷-储一体化节点的平流层能量网格,通过协同调度提升能量利用率与运行韧性,经案例验证有效并梳理了研究方向。
2025-11-18 cs.SY eess.SY
Assessing Risks of Hydro-Generator Shaft Fatigue from Data Center Load Oscillations
Pacific Northwest National Laboratory(太平洋西北国家实验室)
研究大型AI数据中心负载振荡对水轮发电机轴疲劳的风险,基于双质量涡轮发电机轴表示法开发电磁暂态仿真模型,分两阶段评估风险。通过频率扫描等方法发现放大受惯性比和阻尼影响,古德曼安全系数可评估振荡对水轮发电机寿命的影响。
2026-08-11 cs.SY eess.SY
PV Integration in Low-Voltage Feeders with Demand Response
ETH Zürich(苏黎世联邦理工学院)
本文研究利用电热水泵实现需求响应,提升低压配电网的光伏接入容量,通过变压器功率测量提出控制策略,优化柔性负载调度并减少负载切换。
2014-08-07 cs.SY eess.SY
Impact of Work Schedule Flexibility on EV Hosting Capacity: Insights from Analyzing Field Data
Arizona State University(亚利桑那州立大学)
本文通过引入考虑工作时间的优化模型,探讨工作时间灵活性与光伏发电结合对提升电动汽车驻留容量的影响。
2026-03-06 cs.SY eess.SY
Efficient Quantile-Resolved Hosting Capacity Assessment on Nodal Level for Low-Voltage Grids
Siemens AG(西门子股份公司);Technical University of Darmstadt(达姆施塔特工业大学)
本文提出一种高效计算低压电网节点级分位数解析接入容量分布的方法,利用多元正态分布和线性化潮流模型,在保持高准确性的同时大幅降低计算时间,适用于配电系统实时管理。
2026-09-09 cs.SY eess.SY
Large-Scale Processing and Validation of Grid Data for Assessing the Fair Spatial Distribution of PV Hosting Capacity
本文提出一种从DSO数据库提取、验证和适配电网数据的方法,结合规则检查与离线潮流分析确保数据一致性,并应用于评估配电网光伏接纳容量的空间分布公平性及量化相关成本。
2025-07-11 cs.SY eess.SY
Improving Photovoltaic Hosting Capacity of Distribution Networks with Coordinated Inverter Control -- A Case Study of the EPRI J1 Feeder
针对配电网高比例光伏接入易引发过电压、传统控制手段承载能力有限的问题,提出基于全系统态势感知与实时VQ灵敏度矩阵的协调逆变器控制方法,可在无需切有功或调压器的前提下,将EPRI J1馈线的光伏承载能力提升3倍。
2023-11-05 cs.SY eess.SY
Unlocking AI Data Center Interconnection Capacity Through Coordinated Grid and Data Center Flexibility
University of Houston(休斯顿大学)
本文提出协调电网侧与数据中心侧灵活性的日前优化框架,在IEEE 123节点衍生模型上实现AI数据中心互联容量提升约45.9-50.8%,并验证了位置依赖性与鲁棒性。
2026-10-06 cs.SY eess.SY
Dynamic Network Prices for Prosumer-aware Hosting Capacity Management
The University of Sydney(悉尼大学);The University of Queensland(昆士兰大学);Islam University of Madinah(麦地那伊斯兰大学);CSIRO Energy(澳大利亚联邦科学与工业研究组织能源部门)
本文提出一个双层优化框架,通过建模产消者决策设计动态网络价格,以解决现有方法在产消者行为假设和固定价格对网络影响有限的问题。
2026-02-13 cs.SY eess.SY
From Coupling to Resilience: Quantifying the Impact of Interconnection in Energy Carrier Grids
本文通过蒙特卡洛模拟与韧性影响度量,研究复杂拓扑属性对耦合能源电网韧性的影响,发现提高耦合密度可能降低单一载体电网韧性,且中心性会影响组件韧性。
2024-07-01 cs.SY eess.SY
Transient stability guarantees for ad hoc dc microgrids
Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院);Stanford University(斯坦福大学)
本文提出通过在恒功率负载处安装并联电容来保证随机直流微电网的暂态稳定性,基于Brayton-Moser势理论推导了所需电容值。
2017-10-21 cs.SY eess.SY
Impact of Security Modeling Fidelity on Hyperscale Data Center Hosting Capacity Assessment
University of Houston(休斯顿大学);Argonne National Laboratory(阿贡国家实验室);Electric Reliability Council of Texas(德克萨斯电力可靠性委员会);Sargent and Lundy(萨金特和伦迪)
本文在修改后的IEEE 24母线系统上,通过四种不同保真度的安全建模评估超大规模数据中心托管容量,发现N-1安全约束的缺失会导致19.8%的容量高估,揭示了模型复杂度与估计精度的权衡关系。
2026-10-14 cs.SY eess.SY
Comparison between Conventional Load Flow, QSTS Simulation, and Dynamic Simulation to Assess the Operation of Step Voltage Regulators in Active Distribution Networks
该研究比较了传统潮流、准静态时间序列和动态仿真三种技术,在评估主动配电网中SVR应对DG反向潮流时的性能,并详细分析了SVR失控现象的机制及各方法的优缺点。
2023-10-13 cs.SY eess.SY
Managing Risks from Large Digital Loads Using Coordinated Grid-Forming Storage Network
针对AI数据中心引发的大型数字负荷波动问题,提出通过协调构网型储能网络的双层控制策略来保障电网稳定,无需昂贵的电网升级。
2025-08-14 cs.SY eess.SY
Risk-Aware Allocation of Transmission Capacity for Large Loads
Thayer School of Engineering, Dartmouth College(达特茅斯学院泰勒工程学院)
本文提出面向风险的传输容量分配框架,通过鲁棒优化确定刚性容量,利用风险感知方法释放柔性容量,提升数据中心互联效率。
2026-09-16 cs.GT cs.SY eess.SY
Cyber Recovery from Dynamic Load Altering Attacks: Linking Electricity, Transportation, and Cyber Networks
本文首次研究动态负荷改变攻击下的网络恢复(CRDA),通过优化维修人员路线移除恶意软件并自适应调整系统运行,构建MILP问题以重置下垂增益并修复受损负荷,保障系统稳定性。
2023-09-06 cs.SY eess.SY
Spatio-Temporal Failure Propagation in Cyber-Physical Power Systems
电力系统中的连锁故障是由一个小的扰动触发的,该扰动导致故障序列在系统中传播。电力系统中不同部件之间的互连导致故障很容易在整个系统中传播。考虑到电力系统中网络层和物理层之间的互连,情况变得更糟。大量的工作研究了电力系统中的连锁故障,计算其对系统的影响。了解故障如何在时间和空间上传播到系统中可以帮助系统操作员采取预防措施并相应地升级系统。由于电力系统潮流方程的非线性和工程约束的存在,研究信息物理电力系统(CPPS)中故障的时空传播是非常必要的。提出了一种研究CPPS中故障传播的异步算法。该电力系统的物理是由完整的交流潮流方程。各种实际的约束,包括负荷削减,负荷发电平衡,并考虑到解决实际的限制,在电力系统运行的孤岛运行。通过对不同大小的随机初始攻击的传播过程进行分析和可视化,阐述了该方法的适用性。我们的研究结果揭示了级联故障在CPPS的演变。
2022-02-05 cs.SY eess.SP eess.SY
Graph Laplacian Spectrum and Primary Frequency Regulation
California Institute of Technology(加州理工学院);National Renewable Energy Laboratory(国家可再生能源实验室)
本文基于谱图理论,研究网络拓扑、系统惯性和发电机负荷阻尼对电网行为的影响,通过拉普拉西特征值分析电网鲁棒性,并提出抑制高频扰动的新控制器。
2018-08-03 cs.SY eess.SY
Flexibility-Aware Framework for Efficient Planner-Initiated Siting of Data Center
Texas A&M University(德克萨斯农工大学);Harvard University(哈佛大学)
本文提出一种整合可靠性筛选、市场影响评估和多准则评分的框架,通过提升灵活性扩大数据中心选址范围,缩短项目周期,同时保持电网可靠性和市场稳定性。
2026-05-14 cs.SY eess.SY
Power-Flexible AI Data Centers: A New Paradigm for Grid-Responsive Compute
Emerald AI;Electric Power Research Institute (EPRI)(电力研究研究院);National Grid(国家电网);NVIDIA;Oracle
本文提出将GPU集群作为电网交互式资产,通过软件编排实现负载快速削减、持续降载和碳感知运行,同时保持优先级任务服务水平,并实现跨地理集群的性能感知负载迁移。
2026-06-25 cs.AI cs.DC cs.PF
Two-layer nonlinear control of DC-DC buck converters with meshed network topology
在本文中,我们分析了行为的降压转换器网络,包含任意的,温和的规律性假设,负载。我们的网络分析开始与电流动态的研究,我们提出了一种新的李雅普诺夫函数的电流在闭环有界积分。我们利用这些结果来分析电压和有界电流之间以及节点电压之间的相互作用特性,并提出了一种两层最优控制器,使网络电压保持在标称工作电压的紧凑邻域内。我们分析了两种方式的闭环系统的稳定性:一个考虑互连性能,产生一个较弱的ISS型属性和第二个考虑在闭环网络与分布式最优控制器。对于后者,我们提出了一种新的分布式方法来控制拉普拉斯网络使用相邻的信息,从而导致渐近稳定。我们证明了我们的结果在一个网状拓扑网络包含6个功率转换器,每个转换器喂养一个单独的恒定功率负载的值在预定范围内任意变化。
2021-12-26 cs.SY eess.SY
Risk-Based PV-Rich Distribution System Planning Using Generative AI
Delft University of Technology(代尔夫特理工大学);Enexis Netbeheer B.V.
本文提出一种基于风险的光伏容量评估框架,利用生成式AI生成时间相关负载需求场景,以量化电压违规的风险,提升配电系统规划的实用性。
2026-05-08 cs.SY eess.SY
Robust Capacity Assessment of Distributed Generation in Unbalanced Distribution Networks Incorporating ANM Techniques
Tsinghua University(清华大学)
本文提出一种考虑三相功率流建模和ANM技术的鲁棒分布式发电容量评估方法,通过两阶段可调鲁棒优化解决负载需求和DG输出的不确定性,提升DG接入容量评估的准确性和鲁棒性。
2017-09-12 cs.SY eess.SY
Stability and Control of Ad Hoc DC Microgrids
Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院)
本文研究随机直流微电网的稳定性与控制问题,提出非线性控制方法以确保系统在不确定环境下具有渐近稳定的平衡点,并设计了新的去中心化控制方案以实现功率调度。
2016-09-23 cs.SY eess.SY
Synchrophasors and Synchrowaveforms for the Distribution Grid: The SoCal 28-Bus Dataset
California Institute of Technology(加州理工学院)
本文提供一个真实配电网的同步相量和波形测量数据集,包含多种发电资源、负载及拓扑变化,支持状态估计、系统辨识等应用,同时提供同步波形用于分析谐波和稳定性。
2026-05-07 cs.SY eess.SY
How suboptimal is my stochastic network controller allowed to be? Completion certificates with application to power grids hosting AI data centers
University of Arizona(亚利桑那大学)
本文提出一种基于HJB子解和路径积分控制的证书方法,量化电网控制器在托管AI数据中心时的次优性,并在IEEE 118节点系统上验证了其有效性。
2026-10-05 cs.SY eess.SY math.DS
Network-Cognizant Time-Coupled Aggregate Flexibility of Distribution Systems Under Uncertainties
配电馈线内分布式能源(DER)的日益集成为配电-输电互连提供了前所未有的灵活性。为了利用这种灵活性并使用聚合DER的容量位势,需要有效地表征可行的变电站功率注入轨迹。本文提供了一个椭圆形的内部近似的一组可行的电力注入轨迹在变电站,这样的任何一点,在集合中,存在一个可行的分解策略DER的任何负载不确定性实现。该问题被制定为一个强大的最大体积椭球内的灵活性区域下的不确定性。虽然这个问题是NP难的,即使在确定性的情况下,本文推导出新的近似的最优第二阶段的政策的基础上产生的自适应鲁棒最优化问题。所提出的方法比现有的柔性区域近似公式产生更少的保守柔性表征。所提出的方法的有效性证明了一个现实的配电馈线。
2020-12-15 cs.SY eess.SY math.OC