This paper summarizes the technical activities of the Task Force on Power System Dynamic State and Parameter Estimation. This Task Force was established by the IEEE Working Group on State Estimation Algorithms to investigate the added benefits of dynamic state and parameter estimation for the enhancement of the reliability, security, and resilience of electric power systems. The motivations and engineering values of dynamic state estimation (DSE) are discussed in detail. Then, a set of potential applications that will rely on DSE is presented and discussed. Furthermore, a unified framework is proposed to clarify the important concepts related to DSE, forecasting-aided state estimation, tracking state estimation, and static state estimation. An overview of the current progress in DSE and dynamic parameter estimation is provided. The paper also provides future research needs and directions for the power engineering community.

Since the publication of the original paper on power system stability definitions in 2004, the dynamic behavior of power systems has gradually changed due to the increasing penetration of converter interfaced generation technologies, loads, and transmission devices.In recognition of this change, a Task Force was established in 2016 to re-examine and extend, where appropriate, the classic definitions and classifications of the basic stability terms to incorporate the effects of fast-response power electronic devices.This paper based on an IEEE PES report summarizes the major results of the work of the Task Force and presents extended definitions and classification of power system stability.

This paper proposes a mixed-integer conic programming formulation for the minimum loss distribution network reconfiguration problem. This formulation has two features: first, it employs a convex representation of the network model which is based on the conic quadratic format of the power flow equations and second, it optimizes the exact value of the network losses. The use of a convex model in terms of the continuous variables is particularly important because it ensures that an optimal solution obtained by a branch-and-cut algorithm for mixed-integer conic programming is global. In addition, good quality solutions with a relaxed optimality gap can be very efficiently obtained. A polyhedral approximation which is amenable to solution via more widely available mixed-integer linear programming software is also presented. Numerical results on practical test networks including distributed generation show that mixed-integer convex optimization is an effective tool for network reconfiguration.

For nearly 20 years, the Test Feeder Working Group of the Distribution System Analysis Subcommittee has been developing openly available distribution test feeders for use by researchers. The purpose of these test feeders is to provide models of distribution systems that reflect the wide diversity in design and their various analytic challenges. Because of their utility and accessibility, the test feeders have been used for a wide range of research, some of which has been outside the original scope of intended uses. This paper provides an overview of the existing distribution feeder models and clarifies the specific analytic challenges that they were originally designed to examine. Additionally, this paper will provide guidance on which feeders are best suited for various types of analysis. The purpose of this paper is to provide the original intent of the Working Group and to provide the information necessary so that researchers may make an informed decision on which of the test feeders are most appropriate for their work.

Recent technological advances in the area of wide-area measurement systems (WAMS) has enabled the use of a combination of measured signals from remote locations for centralized control purpose. The transmitted signals can be used for multiple swing mode damping using a single controller. However, there is an unavoidable delay involved before these signals are received at the controller site. To ensure satisfactory performance, this delay needs to be taken into account in the control design stage. This paper focuses on damping control design taking into account a delayed arrival of feedback signals. A predictor-based H/sub /spl infin// control design strategy is discussed for such time-delayed systems. The concept is utilized to design a WAMS-based damping controller for a prototype power system using a static var compensator. The controller performance is evaluated for a range of operating conditions.

This paper presents a probabilistic approach for statistical modeling of the loads in distribution networks. In a distribution network, the probability density functions (pdfs) of loads at different buses show a number of variations and cannot be represented by any specific distribution. The approach presented in this paper represents all the load pdfs through Gaussian mixture model (GMM). The expectation maximization (EM) algorithm is used to obtain the parameters of the mixture components. The performance of the method is demonstrated on a 95-bus generic distribution network model.

This paper presents an alternative approach to pseudo measurement modeling in the context of distribution system state estimation (DSSE). In the proposed approach, pseudo measurements are generated from a few real measurements using artificial neural networks (ANNs) in conjunction with typical load profiles. The error associated with the generated pseudo measurements is made suitable for use in the weighted least squares (WLS) state estimation by decomposition into several components through the Gaussian mixture model (GMM). The effect of ANN-based pseudo measurement modeling on the quality of state estimation is demonstrated on a 95-bus section of the U.K. generic distribution system (UKGDS) model.

This paper presents the modal analysis of a grid-connected doubly fed induction generator (DFIG). The change in modal properties for different system parameters, operating points, and grid strengths are computed and observed. The results offer a better understanding of the DFIG intrinsic dynamics, which can also be useful for control design and model justification.

The uptake of variable megawatts from photovoltaics (PV) challenges distribution system operation. The primary problem is significant voltage rise in the feeder that forces existing voltage control devices such as on-load tap-changers and line voltage regulators to operate continuously. The consequence is the deterioration of the operating life of the voltage control mechanism. Also, conventional non-coordinated reactive power control can result in the operation of the line regulator at its control limit (runaway condition). This paper proposes an optimal reactive power coordination strategy based on the load and irradiance forecast. The objective is to minimize the number of tap operations so as not to reduce the operating life of the tap control mechanism and avoid runaway. The proposed objective is achieved by coordinating various reactive power control options in the distribution network while satisfying constraints such as maximum power point tracking of PV and voltage limits of the feeder. The option of voltage support from PV plant is also considered. The problem is formulated as constrained optimization and solved through the interior point technique. The effectiveness of the approach is demonstrated in a realistic distribution network model.

This paper summarizes a set of six benchmark systems for the analysis and control of electromechanical oscillations in power systems, recommended by the IEEE Task Force on Benchmark Systems for Stability Controls of the Power System Dynamic Performance Committee. The benchmark systems were chosen for their tutorial value and particular characteristics leading to control the system design problems relevant to the research community. For each benchmark, the modeling guidelines are provided, along with eigenvalues and time-domain results produced with at least two simulation softwares, and one possible control approach is provided for each system as well. Researchers and practicing engineers are encouraged to use these benchmark systems when assessing new oscillation damping control strategies.