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Control of Large-scale Stochastic Hybrid Systems for Stability of Power Grid with Renewable Energy

Projektbeschreibung

Neuartige numerische Steuerungsalgorithmen für netzausgleichende stochastische Hybridsysteme

Die zunehmende Einspeisung erneuerbarer Energiequellen in das Netz bringt mit den Wetterbedingungen sowie der dezentralen Erzeugung und dem Verbrauch zusammenhängende Unsicherheiten mit sich. Steuerungsalgorithmen müssen all diese Variablen berücksichtigen, indem sie diskret bewertete Netztopologien mit kontinuierlich bewerteten Spannungen und Frequenzen kombinieren und probabilistische Phänomene einbeziehen, was der Definition von stochastischen Hybridsystemen entspricht. Im Rahmen des ERC-finanzierten Projekts CONENE wird die Theorie stochastischer Hybridsysteme eingesetzt, um das Netz zu modellieren und die Stabilität zu verbessern. Das Team wird sichere und skalierbare numerische Steuerungsalgorithmen für stochastische Hybridsysteme entwickeln, die die jüngsten Fortschritte in der numerischen Optimierung und Statistik anwenden, und sie auf realistischen Stromnetzsimulationsplattformen implementieren und validieren.

Ziel

The increasing uptake of renewable energy sources and liberalization of electricity markets are significantly changing power system operations. To ensure stability of the grid, it is critical to develop provably safe feedback control algorithms that take into account uncertainties in the output of weather-based renewable generation and in participation of distributed producers and consumers in electricity markets. The focus of this proposal is to develop the theory and algorithms for control of large-scale stochastic hybrid systems in order to guarantee safe and efficient grid operations. Stochastic hybrid systems are a powerful modeling framework. They capture uncertainties in the output of weather-based renewable generation as well as complex hybrid state interactions arising from discrete-valued network topologies with continuous-valued voltages and frequencies. The problems of stability and efficiency of the grid in the face of its changes will be formulated as safety and optimal control problems for stochastic hybrid systems. Using recent advances in numerical optimization and statistics, provably safe and scalable numerical algorithms for control of this class of systems will be developed. These algorithms will be implemented and validated on realistic power grid simulation platforms and will take advantage of recent advances in sensing, control and communication technologies for the grid. The end outcome of the project is better quantifying and controlling effects of increased uncertainties on the stability of the grid. The societal and economic implications of this study are tied with the value and price of a secure power grid. Addressing the questions formulated in this proposal will bring the EU closer to its ambitious renewable energy goals.

Wissenschaftliches Gebiet

CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht.

Finanzierungsplan

ERC-STG - Starting Grant

Gastgebende Einrichtung

EIDGENOESSISCHE TECHNISCHE HOCHSCHULE ZUERICH
Netto-EU-Beitrag
€ 1 346 438,00
Adresse
Raemistrasse 101
8092 Zuerich
Schweiz

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Region
Schweiz/Suisse/Svizzera Zürich Zürich
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
€ 1 346 438,00

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