SBIR Phase I: A hybrid phasor/waveform simulation tool for the accurate and efficient simulation of large electric power systems with high shares of inverter-based resources

SBIR 第一阶段:一种混合相量/波形仿真工具,用于精确高效地仿真具有高份额逆变器资源的大型电力系统

基本信息

  • 批准号:
    2321329
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 27.44万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2023-09-01 至 2024-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The broader impact/commercial potential of this Small Business Innovation Research (SBIR) Phase I project will be to develop refined approaches to power system dynamic stability assessments, enabling the efficient, mass integration of renewable energy into systems worldwide. Decarbonization goals and economic opportunity necessitate the increase of inverter-based resources, such as solar, wind, and battery energy storage. A dynamic stability assessment is required before the interconnection of every renewable, inverter-based resource on all power systems. Current simulation approaches do not capture the critical details of inverter operation or are too computationally complex and expensive to be effective with real-world systems. This results in the enormous potential for unique simulation capabilities that streamline this process. There is a global market opportunity for more effective and efficient planning solutions that enable power system operators to meet this need. In the United States, alone, the licensing opportunity for a solution is hundreds of millions of dollars. The proposed hybrid approach combines computational flexibility with accuracy. This solution will leverage the maturity of these approaches and eliminate their weaknesses. The final solution will yield an invaluable, novel simulation tool for power system operators and planners navigating the challenges of the energy transition.The intellectual merit of this project results from the development of mathematical methods that will comprise the foundation of this hybrid power system dynamics simulation tool. Existing tools have clear weaknesses. For example, reduced-order, phasor domain simulation approaches do not capture the critical aspects of inverter operation. Detailed waveform domain approaches are sufficient to capture relevant dynamics but are too computationally expensive to be effective with real-world systems. These domains are mature, but separately they do not meet the changing need. Hybridizing them in a single platform is a solution, but it requires research in the following three foundational pillars of the proposed tool: 1) autonomous boundary determination – identifying the spatial (across the network) and temporal (across the simulation length) boundary that partitions the two simulation domains; 2) intra-simulation model order adjustment – applying dynamical model granularity for all simulations, but singularly perturbing the differential systems to create algebraic relations and reduce computational burden when substantial detail is not required; and 3) seamless simulation mode switching – identifying criteria necessary for switching between domains. With the successful completion of this SBIR Phase I project, the viability of the hybrid approach will be confirmed, and a roadmap for implementation will be realized.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
这个小型企业创新研究(SBIR)第一阶段项目的更广泛的影响/商业潜力将是开发电力系统动态稳定性评估的改进方法,使可再生能源能够有效地大规模集成到全球系统中。脱碳目标和经济机会需要增加基于逆变器的资源,如太阳能,风能和电池储能。在所有电力系统上的每个可再生逆变器资源互连之前,需要进行动态稳定性评估。目前的仿真方法不能捕捉逆变器操作的关键细节,或者计算过于复杂和昂贵,对现实世界的系统无效。这导致了独特的模拟能力的巨大潜力,简化了这一过程。更有效和高效的规划解决方案使电力系统运营商能够满足这一需求,这是一个全球市场机会。仅在美国,解决方案的许可机会就高达数亿美元。所提出的混合方法结合了计算的灵活性和准确性。该解决方案将利用这些方法的成熟度并消除其弱点。最终的解决方案将产生一个宝贵的,新颖的仿真工具,电力系统运营商和规划者导航的挑战,能源transition.The智力的优点,这个项目的结果从数学方法的发展,将包括这个混合动力系统动态仿真工具的基础。现有的工具有明显的弱点。例如,降阶相量域仿真方法不能捕捉逆变器操作的关键方面。详细的波形域方法足以捕获相关的动态,但计算成本太高,对现实世界的系统无效。这些领域已经成熟,但单独来看,它们不能满足不断变化的需求。将它们混合在一个平台中是一种解决方案,但它需要对拟议工具的以下三个基本支柱进行研究:1)自主边界确定-确定空间(跨网络)和时间(跨越模拟长度)划分两个模拟域的边界; 2)仿真内模型顺序调整-对所有仿真应用动态模型粒度,但是当不需要大量细节时,奇异地扰动微分系统以创建代数关系并减少计算负担;以及3)无缝仿真模式切换-识别域之间切换所需的准则。随着SBIR第一阶段项目的成功完成,混合方法的可行性将得到确认,并将实现实施路线图。该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的知识价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Richard Kenyon其他文献

Monotone loop models and rational resonance
  • DOI:
    10.1007/s00440-010-0285-8
  • 发表时间:
    2010-05-07
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.600
  • 作者:
    Alan Hammond;Richard Kenyon
  • 通讯作者:
    Richard Kenyon
Limit shapes from harmonicity: dominos and the five vertex model
和谐性限制形状:多米诺骨牌和五顶点模型
Higher-rank dimer models
更高级别的二聚体模型
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Richard Kenyon;Nicholas Ovenhouse
  • 通讯作者:
    Nicholas Ovenhouse
Parking Functions: From Combinatorics to Probability
Planar $3$-webs and the boundary measurement matrix
平面 $3$ 网和边界测量矩阵
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Richard Kenyon;Haolin Shi
  • 通讯作者:
    Haolin Shi

Richard Kenyon的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Richard Kenyon', 18)}}的其他基金

Limit Shapes from a Combinatorial Viewpoint
从组合角度限制形状
  • 批准号:
    1939926
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 27.44万
  • 项目类别:
    Standard Grant
FRG: Collaborative Research: Dimers in Combinatorics and Physics
FRG:合作研究:组合学和物理学中的二聚体
  • 批准号:
    1854272
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 27.44万
  • 项目类别:
    Standard Grant
FRG: Collaborative Research: Dimers in Combinatorics and Physics
FRG:合作研究:组合学和物理学中的二聚体
  • 批准号:
    1940932
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 27.44万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Limit Shapes from a Combinatorial Viewpoint
从组合角度限制形状
  • 批准号:
    1713033
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 27.44万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Limit Shapes in Probability and Combinatorics
概率和组合学中的极限形状
  • 批准号:
    1612668
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 27.44万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Integrability and limit shapes in the two-dimensional Ising model and related models
二维伊辛模型及相关模型中的可积性和极限形状
  • 批准号:
    1208191
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 27.44万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Statistical mechanics of two-dimensional interfaces
二维界面的统计力学
  • 批准号:
    0805493
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 27.44万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Technology Transfer to the Rochester City and Monroe County Governments
向罗彻斯特市和门罗县政府转让技术
  • 批准号:
    7624661
  • 财政年份:
    1976
  • 资助金额:
    $ 27.44万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Administration of Travel and Visiting Arrangements For Soviet Participants in the U.S.-U.S.S.R. Joint Program in Chemical Catalysis
美苏化学催化联合项目苏联参与者的旅行和访问安排管理
  • 批准号:
    7413541
  • 财政年份:
    1974
  • 资助金额:
    $ 27.44万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

Baryogenesis, Dark Matter and Nanohertz Gravitational Waves from a Dark Supercooled Phase Transition
  • 批准号:
    24ZR1429700
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
ATLAS实验探测器Phase 2升级
  • 批准号:
    11961141014
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    3350 万元
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
地幔含水相Phase E的温度压力稳定区域与晶体结构研究
  • 批准号:
    41802035
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    12.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于数字增强干涉的Phase-OTDR高灵敏度定量测量技术研究
  • 批准号:
    61675216
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于Phase-type分布的多状态系统可靠性模型研究
  • 批准号:
    71501183
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    17.4 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
纳米(I-Phase+α-Mg)准共晶的临界半固态形成条件及生长机制
  • 批准号:
    51201142
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
连续Phase-Type分布数据拟合方法及其应用研究
  • 批准号:
    11101428
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    23.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
D-Phase准晶体的电子行为各向异性的研究
  • 批准号:
    19374069
  • 批准年份:
    1993
  • 资助金额:
    6.4 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

SBIR Phase I: Hybrid Computing Techniques for Quantum-inspired Ising Machines
SBIR 第一阶段:受量子启发的 Ising 机器的混合计算技术
  • 批准号:
    2233642
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 27.44万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SBIR Phase I: A Carbon Capture System for Algae Cultivation and Biochemicals Production using Hybrid Solar Lighting
SBIR 第一阶段:使用混合太阳能照明进行藻类培养和生化产品生产的碳捕获系统
  • 批准号:
    2324850
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 27.44万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SBIR Phase I: Hybrid DNA-protein quantification platform for point-of-care diagnosis of syphilis and human immunodeficiency viruses (HIV)
SBIR 第一阶段:用于梅毒和人类免疫缺陷病毒 (HIV) 即时诊断的混合 DNA-蛋白质定量平台
  • 批准号:
    2232930
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 27.44万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SBIR Phase I: Hybrid Blockchain to enable safe and transparent distribution of perishable goods
SBIR 第一阶段:混合区块链,实现易腐烂货物的安全和透明分配
  • 批准号:
    2112078
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 27.44万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SBIR Phase I: A Machine-Learning Tool for Social-Emotional Learning, Development, and Intervention for Remote or Hybrid Child Development Support (COVID-19)
SBIR 第一阶段:用于社交情感学习、发展和干预的机器学习工具,用于远程或混合儿童发展支持 (COVID-19)
  • 批准号:
    2039090
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 27.44万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SBIR Phase I: Hybrid surgical stapler with tissue sensing technology
SBIR 第一阶段:采用组织传感技术的混合手术吻合器
  • 批准号:
    2111742
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 27.44万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SBIR Phase II: Advanced Manufacturing of Ultra High Molecular Weight Polyethylene and Metal Hybrid Structures for Bicycle Spokes
SBIR 第二阶段:自行车辐条超高分子量聚乙烯和金属混合结构的先进制造
  • 批准号:
    1951193
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 27.44万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SBIR Phase I: Control Strategy for Parallel Hybrid Multirotor
SBIR第一阶段:并联混合动力多旋翼控制策略
  • 批准号:
    1938048
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 27.44万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SBIR Phase I: Development of a Fuel-Efficient Hybrid Hydraulic Refuse Truck
SBIR 第一阶段:开发省油的混合动力液压垃圾车
  • 批准号:
    2026167
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 27.44万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SBIR Phase I: Hybrid Solar Panel for Radiative Thermal Exchange
SBIR 第一阶段:用于辐射热交换的混合太阳能电池板
  • 批准号:
    1938489
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 27.44万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了