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An information theory based robustness analysis of energy mix in US States

机译：基于信息论的美国能源结构稳健性分析

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摘要

In this study, we use Shannon entropy to study the evolution of the 50 United States (US) states electricity grid mix to identify regime shifts and steady transitions away from fossil fuels. In particular, a series of major events in the 1970s led most states in the US to look for partial alternatives to fossil fuels for electricity generation. We notably observe changes for 26 states between the years 1968 and 1980. Starting with the premise that a more diversified grid mix is preferable from a robustness viewpoint, and by using 2015 data, we then evaluate the response of all states under multiple energy source disruption scenarios and detect three different classes of states: vulnerable (10 states), moderately robust (17 states), and robust (23 states). Expectedly, some states are particularly vulnerable as they depend predominantly on a single energy source (e.g., West Virginia with 95% coal usage). In contrast, we find seven states (i.e., South Dakota, Illinois, Vermont, Connecticut, Maine, New York, and New Jersey) that have particularly robust energy mix, while having fossil fuel shares below 50% in 2015.
机译：在这项研究中，我们使用Shannon熵研究了美国50个州的电网结构的演变，从而确定了远离化石燃料的政权转移和稳定过渡。尤其是1970年代的一系列重大事件，导致美国大多数州寻找用于发电的化石燃料的部分替代品。我们特别观察到1968年至1980年之间26个州的变化。从一个前提出发，即从鲁棒性的角度出发，更多样化的电网组合是可取的，然后使用2015年的数据，然后评估在多个能源中断下所有州的响应情景并检测三种不同的状态类别：易受攻击的状态（10个状态），适度健壮的状态（17个状态）和健壮的状态（23个状态）。可以预料，有些州特别脆弱，因为它们主要依靠单一能源（例如西弗吉尼亚州的煤炭使用量为95％）。相比之下，我们发现七个州（即南达科他州，伊利诺伊州，佛蒙特州，康涅狄格州，缅因州，纽约州和新泽西州）的能源结构特别强劲，而化石燃料份额在2015年低于50％。

著录项

  • 来源
    《Energy Policy》 |2018年第9期|167-174|共8页
  • 作者

    Ahmad Nasir; Derrible Sybil;

  • 作者单位

    Univ Illinois, Complex & Sustainable Urban Networks CSUN Lab, Engn Res Facil 2095, 842 W Taylor St,M-C 246, Chicago, IL 60607 USA;

    Univ Illinois, Complex & Sustainable Urban Networks CSUN Lab, Engn Res Facil 2095, 842 W Taylor St,M-C 246, Chicago, IL 60607 USA;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类
  • 关键词

    Robustness; Energy mix; Information theory; Shannon entropy;

    机译：鲁棒性;能量混合;信息论;香农熵;

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