CC
Chen Chen
Author with expertise in Integration of Distributed Generation in Power Systems
Achievements
Cited Author
Open Access Advocate
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
32
(50% Open Access)
Cited by:
8,187
h-index:
61
/
i10-index:
150
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Resilient Distribution System by Microgrids Formation After Natural Disasters

Chen Chen et al.Jun 17, 2015
Microgrids with distributed generation (DG) provide a resilient solution in the case of major faults in a distribution system due to natural disasters. This paper proposes a novel distribution system operational approach by forming multiple microgrids energized by DG from the radial distribution system in real-time operations to restore critical loads from the power outage. Specifically, a mixed-integer linear program is formulated to maximize the critical loads to be picked up while satisfying the self-adequacy and operation constraints for the microgrids formation problem by controlling the ON/OFF status of the remotely controlled switch devices and DG. A distributed multiagent coordination scheme is designed via local communications for the global information discovery as inputs of the optimization, which is suitable for autonomous communication requirements after the disastrous event. The formed microgrids can be further utilized for power quality control and can be connected to a larger microgrid before the restoration of the main grids is complete. Numerical results based on modified IEEE distribution test systems validate the effectiveness of our proposed scheme.
0

Coordinated Energy Management of Networked Microgrids in Distribution Systems

Zhaoyu Wang et al.Aug 7, 2014
This paper proposes a novel control strategy for coordinated operation of networked microgrids (MGs) in a distribution system. The distribution network operator (DNO) and each MG are considered as distinct entities with individual objectives to minimize the operation costs. It is assumed that both the dispatchable and nondispatchable distributed generators (DGs) exist in the networked MGs. In order to achieve the equilibrium among all entities and take into account the uncertainties of DG outputs, we formulate the problem as a stochastic bi-level problem with the DNO in the upper level and MGs in the lower level. Each level consists of two stages. The first stage is to determine base generation setpoints based on the load and nondispatchable DG output forecasts and the second stage is to adjust the generation outputs based on the realized scenarios. A scenario reduction method is applied to enhance a tradeoff between the accuracy of the solution and the computational burden. Case studies of a distribution system with multiple MGs of different types demonstrate the effectiveness of the proposed methodology. The centralized control, deterministic formulation, and stochastic formulation are also compared.
0

Networked Microgrids for Self-Healing Power Systems

Zhaoyu Wang et al.Jun 17, 2015
This paper proposes a transformative architecture for the normal operation and self-healing of networked microgrids (MGs). MGs can support and interchange electricity with each other in the proposed infrastructure. The networked MGs are connected by a physical common bus and a designed two-layer cyber communication network. The lower layer is within each MG where the energy management system (EMS) schedules the MG operation; the upper layer links a number of EMSs for global optimization and communication. In the normal operation mode, the objective is to schedule dispatchable distributed generators (DGs), energy storage systems (ESs), and controllable loads to minimize the operation costs and maximize the supply adequacy of each MG. When a generation deficiency or fault happens in an MG, the model switches to the self-healing mode and the local generation capacities of other MGs can be used to support the on-emergency portion of the system. A consensus algorithm is used to distribute portions of the desired power support to each individual MG in a decentralized way. The allocated portion corresponds to each MG's local power exchange target, which is used by its EMS to perform the optimal schedule. The resultant aggregated power output of networked MGs will be used to provide the requested power support. Test cases demonstrate the effectiveness of the proposed methodology.
0

Mobile Emergency Generator Pre-Positioning and Real-Time Allocation for Resilient Response to Natural Disasters

Shunbo Lei et al.Jan 1, 2016
Truck-mounted mobile emergency generators (MEGs) are critical flexibility resources of distribution systems (DSs) for resilient emergency response to natural disasters. However, they are currently under-utilized. For better utilization, this paper proposes dispatching MEGs as distributed generators in DSs to restore critical loads by forming multiple microgrids (MGs). As the travel time of MEGs on road networks (RNs) can greatly influence the outage duration of critical loads, a two-stage dispatch framework consisting of pre-positioning and real-time allocation is introduced, and the traffic issue is considered via the vehicle routing problem. Pre-positioning places MEGs in staging locations prior to a natural disaster, while real-time allocation sends MEGs from staging locations to restore critical loads by forming MGs in DSs after the natural disaster strikes. Specifically, with the objective of minimizing the expected outage duration of loads considering their priorities and demand sizes, pre-positioning is done via a scenario-based two-stage stochastic optimization problem, in which the first-stage pre-positioning decisions are evaluated by numbers of second-stage real-time allocation problems corresponding to considered scenarios of DS damage and RN damage/congestion. A scenario decomposition algorithm is applied to solve this problem. Illustrative cases demonstrate the effectiveness of the proposed dispatch scheme and algorithm.
0

Routing and Scheduling of Mobile Power Sources for Distribution System Resilience Enhancement

Shunbo Lei et al.Dec 24, 2018
Mobile power sources (MPSs), including electric vehicle fleets, truck-mounted mobile energy storage systems, and mobile emergency generators, have great potential to enhance distribution system (DS) resilience against extreme weather events. However, their dispatch is not well investigated. This paper implements resilient routing and scheduling of MPSs via a two-stage framework. In the first stage, i.e., before the event, MPSs are pre-positioned in the DS to enable rapid pre-restoration, in order to enhance survivability of the electricity supply to critical loads. DS network is also proactively reconfigured into a less impacted or stressed state. A two-stage robust optimization model is constructed and solved by the column-and-constraint generation algorithm to derive first-stage decisions. In the second stage, i.e., after the event, MPSs are dynamically dispatched in the DS to coordinate with conventional restoration efforts, so as to enhance system recovery. A novel mixed-integer programming model that resolves different timescales of MPS dispatch and DS operation, coupling of road and power networks, etc., is formulated to optimize dynamic dispatch of MPSs. Case studies conducted on IEEE 33-node and 123-node test systems demonstrate the proposed method's effectiveness in routing and scheduling MPSs for DS resilience enhancement.
0

Resilient Disaster Recovery Logistics of Distribution Systems: Co-Optimize Service Restoration With Repair Crew and Mobile Power Source Dispatch

Shunbo Lei et al.Feb 14, 2019
Repair crews (RCs) and mobile power sources (MPSs) are critical resources for distribution system (DS) outage management after a natural disaster. However, their logistics have not been well investigated. We propose a resilient scheme for disaster recovery logistics to co-optimize DS restoration with the dispatch of RCs and MPSs. A novel co-optimization model is formulated to route RCs and MPSs in the transportation network, schedule them in the DS, and reconfigure the DS for microgrid formation coordinately, etc. The model incorporates different timescales of DS restoration and RC/MPS dispatch, the coupling of transportation and power networks, etc. To ensure radiality of the DS with variable physical structure and MPS allocation, we also model topology constraints based on the concept of spanning forest. The model is convexified equivalently and linearized into a mixed-integer linear programming. To reduce its computation time, preprocessing methods are proposed to pre-assign a minimal set of repair tasks to depots and reduce the number of candidate nodes for MPS connection. Resilient recovery strategies thus are generated to enhance service restoration, especially by dynamic formation of microgrids that are powered by MPSs and topologized by repair actions of RCs and network reconfiguration of the DS. Case studies demonstrate the proposed methodology.
0
Citation297
0
Save
Load More