研究项目

项目描述: 

5G网络的扩展增加了对战略天线放置的需求. 共用杆子, 目前正在调查在配电杆顶部安装天线的位置. 这种使用的主要问题是天线会遭到雷击. 电位放电路径不仅存在于地，也存在于支撑在极上的相邻相导体. 这可能会降低可靠性，因此需要在各种操作条件下进行评估.

学生研究活动: 

(1) baseline lightning susceptibility of a distribution line will be evaluated with a full size cross arm construction three-phase distribution line subjected to a full lightning wave supplied by an impulse generator in Clarkson’s high voltage lab; (2) modeling will be performed to determine the best conductor placement in combination with different candidate insulators to accommodate placement of a 5G antenna at the top of the pole; (3) flashover tests will then be performed to assess the validity of the design and examine changes in lightning susceptibility of a distribution line when a 5G antenna is mounted. 研究结果将为5G网络下的电网资产加固提供指导.

项目描述: 

在过去的十年里，分布式能源(DER)和传感器在配电系统中得到了广泛应用, 为提高电网效率创造机会. 尽管集中式/分布式DER控制已被提出用于配电网的安全和经济运行, 还有两个悬而未决的问题:(1)如何处理网络异常, e.g., 通信问题和网络不安全, (2)如何适应由于馈线重新配置而改变的系统拓扑. 为了应对这些挑战, 该项目将开发用于自主配电网运行的网络弹性分布式电网控制，以满足对数百万个分布式电网进行实时鲁棒监测和控制的需求，防止通信延迟, 网络攻击, 以及基于模型的控制问题.

学生研究活动:

(1)收集数据, 包括esball国际平台客户端2兆瓦太阳能发电场的光伏发电数据, esball国际平台客户端智能住宅测试平台的负载需求数据, and battery storage charging model and parameters; (2) establish a baseline testing case; and (3) investigate the impact of non-ideal communication infrastructure on the optimization-based DER control performance (using Clarkson’s Smart Grid Systems and Control lab for hardware in the loop testing). 在实际通信基础设施中对弹性干扰控制的研究将为合理的控制提供指导, 低风险, 和低成本的解决方案，为未来的电网高耗电量.

项目描述: 

到2021年第一季度, 全国太阳能装机容量超过100吉瓦，其中住宅和商业住宅装机容量分别为20吉瓦和15吉瓦, 分别. 在配电网和输电网上安装的大量光伏系统对电网的规划和运行提出了挑战. 成本效益高但安全的光伏并网是释放这种清洁能源价值的最具挑战性的障碍之一. 为了简化太阳能整合并减轻对电网运行的影响，IEEE Std. 1547-2018已被开发并被公用事业公司广泛采用. 本标准规定了兼容逆变器所需的五种电压调节功能. 这些功能都有多个设置选项. 但是，该标准并未对这些功能的选择和设置提供指导. 因此, 智能逆变器在不同控制模式下对电压调节的影响和增加的动态承载能力仍然是系统规划者和运营商尚未解决的问题.

学生研究活动: 

(1) model representative distribution feeder circuits in OpenDSS; (2) implement different voltage regulating control models (volt-var, volt-watt, 恒功率因数, 等.) and simulate the distribution feeder circuits (candidate feeders are the ones serving Clarkson); (3) increase the size of PV (use data from Clarkson’s 2MW solar farm) and re-simulate the distribution feeder circuit under different voltage regulating modes to determine the hosting capacity; and 4) summarize the impact on system voltage and feeder circuit hosting capacity when smart inverters are running in different voltage regulating models. 研究结果将用于制定设计指南，供配电工程师在给定情况下选择最有效的方案.

美国.S.到2030年部署30吉瓦海上风电的目标将创造超过44个,直接在海上风力发电领域的就业岗位近3000个,在海上风电活动支持的社区增加了000个就业机会. 推进这一国家倡议，纽约州以其发展目标引领全国.为实现电网脱碳，到2035年，海上风电装机容量达到60亿瓦. 然而, 将海上风力发电连接到陆地上给纽约和全国的电网带来了许多挑战, 包括逆变器主导电网的复杂行为, 用于大容量电力系统分析的海上风电计算建模, 和先进的转换器控制，以支持电网运行. 该项目旨在解决这三个关键挑战.

学生研究活动:

(1) review the state-of-the-art modeling techniques for the inverter-based wind turbines; (2) develop the inverter models and offshore wind farm models in non-real-time platform (PSCAD/MATLAB) and in real-time platforms (Opal-RT/RTDS at Clarkson’s Smart Grid Systems and Control Lab); and (3) develop advanced controls algorithm for the inverters and power plant control to ensure the stable and reliable operation of offshore wind farms.

项目描述: 

纽约州的《esball国际app》(CLCPA)要求该州到2040年实现无碳电力系统，到2050年将温室气体排放量减少85%. 这需要部署6,到2030年，美国将建成1万兆瓦的储能系统(ESS)，并在全州范围内实现快速交通电气化.g., 到2025年在纽约州实现100万辆电动汽车上路，并从2035年起禁止销售新的内燃机乘用车)。. 快速的电力运输电气化和储能在配电系统中的部署给纽约电力行业带来了许多挑战和机遇. 电动汽车充电需求的增加及其可变性可能导致电网问题, 包括重载, 电压闪烁, 电压违和. ESS提供了一种潜在的解决方案来缓解这些问题.

学生研究活动: 

(1) collect EV charging demand data and feeder load SCADA measurement data in collaboration with utilities in upstate New York; (2) size the ESS MW and MWhr to mitigate the overload issues due to the proliferation of EVs; (3) with the collected data with the utility feeder circuit, 在OpenDSS中运行时间序列时间仿真，确定ESS的最优配置(e).g.(功率因数)用于缓解电动汽车引起的电压问题. 该研究将为储能安装和配置提供指导，以减轻电动汽车并网带来的负面影响.

项目描述:

由于纽约州的能源基础设施目标不断进步, 未来的大容量电力系统将大量集中可再生能源发电和储能资产. 除了由国家政策目标规定的发电和存储组合之外, 随着电动汽车(EV)行业的发展以及商业和住宅供暖的电气化，纽约的电力需求预计将大幅增加.

学生研究活动:

学生将使用esball国际平台客户端的纽约试验台模型进行电力系统发电扩展和生产成本分析，以支持他们的研究. 附加的分析工具可以在项目需要时使用. 将提供esball国际平台客户端使用NYS试验台和电力系统经济调度概念的指导, 有优化问题制定的具体经验, 数学规划, 或者python不一定是必需的. 建模工具是开源的，鼓励学生根据项目需要修改或添加它们.

研究完成后, 学生需要对未来纽约电网所需的储能能力和灵活的无排放发电能力提供见解. 这些见解应提交给esball国际平台客户端ECE教员，并应包括(位置容量和斜坡)储能特性和灵活的无排放发电，以满足高度间歇性发电组合的负荷, 技术投资或政策解决方案将经济有效地降低可靠性风险. 学生们也被鼓励将他们的工作记录下来，以备将来出版.

项目描述:

由于纽约州能源基础设施目标的进步(6),到2030年实现1000兆瓦的储能, 9,到2035年，海上风电装机容量将达到1000万兆瓦, 电力系统100%脱碳), 碳排放发电技术需要被无排放技术所取代, 可再生发电, 还有能量储存. 建立和维持这种替代技术需要市场外的补贴和经济激励，这在纽约放松管制的批发市场中很有效. 目前存在一些市场外补贴，以使替代技术在经济上可行, 例如可再生能源信用(RECs), 纽约-太阳计划, 以及新的能源储存建设项目. 也, 联邦政府为合格的设施提供生产税收抵免(ptc)和投资税收抵免(ITCs).

学生研究活动:

学生将使用esball国际平台客户端的纽约试验台模型进行电力系统发电扩展和生产成本分析，以支持他们的研究. 附加的分析工具可以在项目需要时使用. 将提供esball国际平台客户端使用NYS试验台和电力系统经济调度概念的指导, 有优化问题制定的具体经验, 数学规划, 或者python不一定是必需的. 建模工具是开源的，鼓励学生根据项目需要修改或添加它们.

研究完成后, 学生需要对实现纽约州政策目标所需的补贴和市场设计结构提供见解，并鼓励继续投资，以维持未来纽约州电网的脱碳. 这些见解应呈现给esball国际平台客户端ECE教员，并应包括基于建模和其他研究结果的补贴和市场定价结构的明确选择. 学生们也被鼓励将他们的工作记录下来，以备将来出版.

项目描述:

电动汽车是实现交通电气化、推进电网脱碳的重要手段. 电动汽车的空间扩散取决于充电基础设施的景观, 并可能反过来影响充电站的选址决策. 了解充电站的位置和选址决策的关键因素对于预测电动汽车的推出和相关的充电需求至关重要. 该项目旨在开发预测地质集中的模型 & 电动汽车充电站的分布. 该项目的研究结果可用于为电网容量规划和资源分配提供信息.

学生研究活动:

(1)回顾了参数化模型和数据驱动算法对台站位置的预测, (2)收集包括充电站数据在内的数据集, 社会人口统计数据和其他地理相关变量, (3)应用模型/算法预测电动汽车充电站的地理密集度和分布, (4)可视化的结果，并提出研究成果.

项目描述:

该项目将重点关注通过交流输电线路连接到电网的海上风电场的故障检测和瞬变开关. 由于将涡轮机连接到电网的电力电子转换器，海上风电场对性能传感提出了重大挑战, 以及连接农场和陆上变电站的海底传输电缆. 该项目涉及对风电场装置的实时仿真以及基于这些仿真结果的故障传感装置的性能.

项目描述:

该项目将为风力涡轮机开发一种闭环控制算法，以优化风力涡轮机在时变风力条件下的输出功率. 基于物理的模型将用于涡轮，该模型包括转子的惯性效应和变角攻击对叶片扭矩和推力的影响. 将考虑几种不同的反馈信号，包括发电机的电压和/或电流或施加在转子上的净推力. 闭环控制模型的结果将与具有完全先验风信号知识的“完美”结果进行比较.

项目描述:

汽车电气化对清洁能源转型至关重要. 这一政策的实施将高度依赖于深思熟虑的政策设计，将经济与经济相结合, 社会, 技术方面的考虑. 特别是, 解决大规模增加电动汽车充电的电网容量问题, 在用电高峰时段，确保充电设施畅通, 对成本和激励措施的关注至关重要. 同样重要的是, 设计应对电动汽车增长的政策需要同时管理所有这些问题.

学生研究活动:

该学生将协助开发数据集, 分析, 以及政策研究，根据当时的需要，为这个研究项目提供各种不同方面的信息. 这将包括随着时间的推移对电动汽车集成的不同组件进行建模分析, 政策分析和比较，以评估最佳做法, 以及对美国当前实践的政策成功程度的评估.S. 及以后.

项目描述:

纽约州有雄心勃勃的目标，要在未来几十年实现所有乘用车和轻型车辆的电气化. 这种转变面临着许多挑战，包括充电和电力基础设施，以及电动汽车作为首选交通工具的采用. 但它也提供了大量的环境和健康效益，减少了我们对使用汽油的低效内燃机的依赖. 这些好处, 特别是对空气质量和健康的影响, 根据车辆交通的密度在地理上有所不同. 这项研究将利用地理信息系统(GIS)工具和众多的州和联邦数据库来探索整个纽约的车辆使用分布和相关的排放. 研究结果将用于绘制与排放有关的健康影响的地理热点地图. 这些结果将有助于确定优先领域，以迅速增加电动汽车和充电基础设施的采用.