Collaborative Research: CPS Medium: Enabling DER Integration via Redesign of Information Flows

合作研究:CPS 媒介:通过重新设计信息流实现 DER 集成

基本信息

项目摘要

This NSF CPS project aims to redesign the information structure utilized by system operators in today's electricity markets to accommodate technological advances in energy generation and consumption. The project will bring transformative change to power systems by incentivizing and facilitating the integration of non-conventional energy resources via a principled design of bidding, aggregation, and market mechanisms. Such integration will provide operators with the necessary flexibility to operate a network with high levels of renewable penetration. This will be achieved by a comprehensive bottom-down approach that will first identify the intrinsic cost of utilizing novel renewable resources and accommodate the operational ecosystem accordingly. The intellectual merits of the project include novel theories and algorithms for operating a vast number of distributed resources and testbed implementations of markets and controls. The project's broader impacts include K-12 and undergraduate programs, including in-class and extra-curricular STEM activities through, e.g., Hopkins in-class and extra-curricular STEM activities, and the Caltech WAVE summer research program.Introducing distributed energy resources (DERs) at a large scale requires rethinking power grid operations to account for increased uncertainty and new operational constraints. The proposed research undertakes this task by overhauling the information structure that markets and grid controls utilize. We seek to characterize and shape how information is exchanged and used to manage the grid to improve efficiency, stability, and incentive alignment. The research is organized into three thrusts. Thrust 1 emphasizes the role of information in coordination. It seeks to characterize DER costs and constraints, designing bidding strategies tailored to convey information about the atypical characteristics of DER costs. Thrust 2 aims to develop aggregation strategies that efficiently manage resources by accounting for their cost and constraints, integrating DERs via an aggregate bid that protects sensitive user information and is robust to market manipulation. Finally, Thrust 3 characterizes the overall impact of DERs on operations. We will examine how user incentives that span across markets implicitly couple market outcomes and develop design mechanisms to mitigate inter-market price manipulation. We will also design pricing schemes that provide efficient DER allocation while preserving real-time operational constraints such as frequency regulation.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.
该 NSF CPS 项目旨在重新设计系统运营商在当今电力市场中使用的信息结构,以适应能源生产和消费方面的技术进步。该项目将通过招标、聚合和市场机制的原则性设计,激励和促进非常规能源资源的整合,从而给电力系统带来革命性的变化。这种整合将为运营商提供必要的灵活性来运营可再生能源高渗透率的网络。这将通过一种全面的自下而下的方法来实现,该方法将首先确定利用新型可再生资源的内在成本,并相应地适应运营生态系统。该项目的智力优点包括用于操作大量分布式资源的新颖理论和算法以及市场和控制的测试台实施。该项目的更广泛影响包括 K-12 和本科生项目,包括通过霍普金斯大学课堂和课外 STEM 活动以及加州理工学院 WAVE 夏季研究项目进行的课堂和课外 STEM 活动。引入分布式能源(大规模的分布式能源(DER)需要重新思考电网运营,以应对增加的不确定性和新的运营限制。拟议的研究通过彻底改革市场和电网控制所利用的信息结构来承担这项任务。我们寻求描述和塑造信息交换和使用的方式来管理电网,以提高效率、稳定性和激励一致性。该研究分为三个重点。主旨 1 强调信息在协调中的作用。它旨在描述分布式能源成本和限制因素,设计专门的投标策略来传达有关分布式能源成本非典型特征的信息。 Thrust 2 旨在开发聚合策略,通过考虑资源的成本和约束来有效管理资源,通过聚合出价整合 DER,保护敏感用户信息并对市场操纵具有鲁棒性。最后,推力 3 描述了 DER 对运营的总体影响。我们将研究跨市场的用户激励如何隐式地耦合市场结果,并开发设计机制来减轻市场间的价格操纵。我们还将设计定价方案,提供高效的 DER 分配,同时保留频率调节等实时操作限制。该奖项反映了 NSF 的法定使命,并通过使用基金会的智力优点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(18)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
VPeak: Exploiting Volunteer Energy Resources for Flexible Peak Shaving.
VPeak:利用志愿者能源资源进行灵活调峰。
  • DOI:
    10.1145/3486611.3486667
  • 发表时间:
    2021-11
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Bovornkeeratiroj, P.;Wamburu, J.;Irwin, D.;Shenoy, P.
  • 通讯作者:
    Shenoy, P.
Online peak-aware energy scheduling with untrusted advice
在线峰值感知能源调度以及不受信任的建议
  • DOI:
    10.1145/3508467.3508473
  • 发表时间:
    2021-11
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Lee, Russell;Maghakian, Jessica;Hajiesmaili, Mohammad;Li, Jian;Sitaraman, Ramesh;Liu, Zhenhua
  • 通讯作者:
    Liu, Zhenhua
Contextual combinatorial bandits with probabilistically triggered arms
具有概率触发臂的上下文组合老虎机
PeakTK: An Open Source Toolkit for Peak Forecasting in Energy Systems.
PeakTK:用于能源系统峰值预测的开源工具包。
Distributed rate control of smart solar arrays with batteries
带电池的智能太阳能电池阵列的分布式速率控制
  • DOI:
    10.3389/friot.2023.1129367
  • 发表时间:
    2023-06
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Bovornkeeratiroj, Phuthipong;Lee, Stephen;Iyengar, Srinivasan;Irwin, David;Shenoy, Prashant
  • 通讯作者:
    Shenoy, Prashant
{{ 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 }}

Mohammadhassan Hajiesmaili其他文献

Mohammadhassan Hajiesmaili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('Mohammadhassan Hajiesmaili', 18)}}的其他基金

Collaborative Research: CNS Core: Small: Dynamic Pricing and Procurement for Distributed Networked Platforms
合作研究:CNS 核心:小型:分布式网络平台的动态定价和采购
  • 批准号:
    2102963
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAREER: A Robust and Data-driven Design for Carbon-intelligent Distributed Systems
职业生涯:碳智能分布式系统的稳健且数据驱动的设计
  • 批准号:
    2045641
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative Research: CNS Core: Small: Dynamic Pricing and Procurement for Distributed Networked Platforms
合作研究:CNS 核心:小型:分布式网络平台的动态定价和采购
  • 批准号:
    2102963
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: CNS Core: Medium: Dynamic Data-driven Systems - Theory and Applications
合作研究:CNS 核心:媒介:动态数据驱动系统 - 理论与应用
  • 批准号:
    2106299
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CNS: Core: Small: Energy and Load Management in Data Centers: Online Optimization and Learning
CNS:核心:小型:数据中心的能源和负载管理:在线优化和学习
  • 批准号:
    1908298
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

CPs/MOFs介导多烯衍生物拓扑光聚合的高立体选择性构建策略研究
  • 批准号:
    22361004
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    32 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
尿素循环关键酶CPS1表达异常在肺癌转移中的作用和机制研究
  • 批准号:
    82273390
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    52 万元
  • 项目类别:
    面上项目
GPER通过“barcode”磷酸化修饰调控β-arrestin/SH3-CPs信号介导肺腺癌EGFR-TKI原发耐药的机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
面向智能交通认知的CPS计算架构与可解释深度学习模型研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目
尿素循环限速酶CPS1异常介导代谢重编程调控肝癌发生的功能机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    54.7 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Collaborative Research: CPS: Medium: Automating Complex Therapeutic Loops with Conflicts in Medical Cyber-Physical Systems
合作研究:CPS:中:自动化医疗网络物理系统中存在冲突的复杂治疗循环
  • 批准号:
    2322534
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: CPS: NSF-JST: Enabling Human-Centered Digital Twins for Community Resilience
合作研究:CPS:NSF-JST:实现以人为本的数字孪生,提高社区复原力
  • 批准号:
    2420847
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: CPS: Medium: Automating Complex Therapeutic Loops with Conflicts in Medical Cyber-Physical Systems
合作研究:CPS:中:自动化医疗网络物理系统中存在冲突的复杂治疗循环
  • 批准号:
    2322533
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: CPS: Small: Risk-Aware Planning and Control for Safety-Critical Human-CPS
合作研究:CPS:小型:安全关键型人类 CPS 的风险意识规划和控制
  • 批准号:
    2423130
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: CPS: NSF-JST: Enabling Human-Centered Digital Twins for Community Resilience
合作研究:CPS:NSF-JST:实现以人为本的数字孪生,提高社区复原力
  • 批准号:
    2420846
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了