The GIST 2064-Bus Test System: A Public-Data Synthetic Model of the Korean Power Grid

📄 arXiv: 2606.12791 📥 PDF

作者: Yun-Su Kim

分类: eess.SY

发布日期: 2026-06-12

💡 一句话要点

提出GIST 2064-Bus测试系统以解决韩国电网建模问题

🎯 匹配领域: 支柱四：生成式动作 (Generative Motion)

关键词: 电力系统建模 合成模型 电力流分析 可再生能源 数据公开

📋 核心要点

  1. 现有的韩国电力传输系统模型缺乏公开数据，导致研究者难以进行可重复的研究。
  2. 论文提出的GIST 2064-bus测试系统基于公开数据，构建了一个地理基础的合成电网模型，涵盖多个电力组件。
  3. 模型经过验证，能够在高需求快照下实现85 GW的单一连接操作点，且与现有公共模型结构一致。

📝 摘要（中文）

目前没有公开的韩国电力传输系统模型，这使得对这一独特电网的可重复研究变得困难。本文基于公开数据，提出了GIST 2064-bus测试系统，这是一个地理基础的合成模型，涵盖2064个母线、512个发电和可再生能源源、3044条交流线路及高压直流等效线路。该模型通过多源最短路径重组和地理最小生成树填补不可达的变电站，并与国家统计数据进行校准。该数据集和工具可作为电力流、规划和脱碳研究的可引用平台。

🔬 方法详解

问题定义：当前缺乏公开的韩国电力传输系统模型，限制了对该电网的深入研究和分析。现有模型要么是完全合成的，缺乏实际走廊匹配，要么是聚合的公共模型，无法满足研究需求。

核心思路：本研究通过利用公开数据，构建了一个基于地理信息的合成电网模型，确保模型的实际相关性和可用性。通过多源最短路径重组和最小生成树方法，填补了不可达的变电站。

技术框架：GIST 2064-bus测试系统包括2064个母线、512个发电源、3044条交流线路及高压直流等效线路，采用PSS/E兼容的CSV格式进行序列化。使用通用的pandapower牛顿-拉夫森求解器进行电力流计算。

关键创新：该模型的创新之处在于其地理基础的合成设计，能够在高需求情况下实现高效的电力流计算，并与现有公共模型保持结构一致性。

关键设计：模型的关键参数包括345 kV和154 kV的布局设计，电路长度的校准，以及对发电机反应限制的强制执行等技术细节。

🖼️ 关键图片

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📊 实验亮点

在85 GW高需求快照下，GIST 2064-bus测试系统实现了单一连接的收敛操作点，平均电压为0.996 pu，损耗率仅为2.3%，且没有出现低电压母线，显示出其优越的性能和可靠性。

🎯 应用场景

该研究的GIST 2064-bus测试系统可广泛应用于电力流分析、系统规划和脱碳研究等领域。通过提供一个可引用的平台，研究人员可以更好地理解和优化韩国电网的运行和发展，推动可再生能源的集成和电力系统的可持续性。

📄 摘要（原文）

No model of the Korean transmission system at native resolution is publicly available, which makes reproducible research on one of the world's most distinctive grids difficult-an islanded interconnection with extreme separation between generation and the Seoul Metropolitan Area load center, low renewable penetration, and heavy reliance on extra-high-voltage (EHV) transmission. Working strictly from public data, and for research purposes only, we present the GIST 2064-bus test system, a geographically grounded synthetic model of the Korean grid. Unlike fully synthetic cases, whose lines match no real corridor, and aggregated public Korean models, it derives its 345 and 154 kV layout from the OpenStreetMap/OpenInfraMap power layer by a multi-source shortest-path reassembly of overhead-line geometry, gap-fills unreachable substations with a geographic minimum-spanning-tree backbone, and calibrates the aggregate circuit length to published national statistics (108/107/97% at 765/345/154 kV). The model spans 2064 buses, 512 generation and renewable sources (144 GW), 3044 AC line circuits plus high-voltage direct-current (HVDC) equivalents, 3073 transformers, and reactive resources (shunts and 11 FACTS devices), serialized to a PSS/E-compatible CSV schema. A general-purpose pandapower Newton-Raphson solver-with generator reactive limit enforcement, a secant-gain remote voltage-control loop, tap-changer and switched-shunt fixed-point control, and zero-impedance regularization-solves an 85 GW high demand snapshot to a single connected, converged operating point (mean voltage 0.996 pu, 2.3 % losses, no undervoltage buses), structurally consistent with the independent public KPG-193 model. The dataset, maps, and tooling are released as a citable platform for power flow, planning, and decarbonization studies.