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欢迎阅读IEEE Transactions on Sustainable Energy期刊2026年issue2推送（第6期/共9期）。这些论文聚焦于高比例可再生能源与电力电子化背景下电力系统与综合能源系统的安全、稳定与高效运行，主要研究领域包括：电力系统电压稳定性与概率评估、主动配电网安全域分析、多电压等级直流配电系统电压调节、基于模型预测控制的海上风电场协调控制、分布鲁棒机会约束电压控制、未知惯性电网的自适应惯性控制、大型风电场主动尾流优化、天然气网络调节潜力评估、孤岛电氢微电网能量管理，以及波浪能变换器能量最大化控制。总的来说，这些研究有助于提升系统的在线感知能力、鲁棒调控水平与工程可实施性，从而推动可再生能源大规模并网下电力与综合能源系统的安全高效运行。
本期目录
📖 第1篇：基于稳定域边界与概率变换法的电压稳定性解析评估
📖 第2篇：中低压主动配电网一体化稳态安全域评估
📖 第3篇：多电压双极直流配电系统的综合电压调节方法
📖 第4篇：基于模型预测控制的MTDC连接海上风电场协调控制策略
📖 第5篇：基于解耦表示学习的配电网分布鲁棒联合机会约束电压控制
📖 第6篇：基于扰动观测器的模型参考自适应控制在未知惯性电网惯性控制中的应用
📖 第7篇：大型风电场双时间尺度动态主动尾流控制
📖 第8篇：不确定性影响下的天然气网络可信调节潜力高效评估
📖 第9篇：基于物理边界分布鲁棒机会约束的孤岛电氢微电网能量管理
📖 第10篇：带开关式能量输出装置的波浪能变换器能量最大化控制
📖 第1篇
📌 基于稳定域边界与概率变换法的电压稳定性解析评估
Analytical Evaluation of Voltage Stability Based on Stability Region Boundary and Probability Transformation Method
作者：Zongwu Huang，Zheng Fang，Jirong Fu，Zijiang Wang，Yongrui Zhang，Yu Xue，Youping Fan，Yinbiao Shu
本文针对可再生能源大规模并网背景下电力系统电压失稳概率快速评估的需求，提出了一种结合网络稳定域边界拟合与解析概率变换的评估框架。研究首先以二阶多项式拟合来逼近电压稳定域边界，定义清晰的输入为系统运行点和不确定注入，输出为失稳概率；在数学上通过将边界方程化为随机变量与控制变量的解析映射，形成一个便于概率变换处理的函数表述。关键在于采用概率变换法对该映射进行严格的概率密度转换，推导出名为概率电压稳定域边界的解析表达式，从而避开传统蒙特卡洛采样和数值积分的高开销与误差累积。整体框架突出点包括：统一的输入输出说明、边界拟合模块、概率变换模块以及在线查询界面，能够实现对全网各运行点的快速失稳概率估计。
在实现细节上，本文描述了拟合与解析推导的数值稳定性处理流程：采用加权最小二乘进行边界拟合正则化并设置约束项以避免过拟合；概率变换过程中使用解析的Jacobian变换公式保证密度守恒；在推理阶段仅需评估闭式表达式，从而将在线计算复杂度降到最低。论文还给出误差界估计与鲁棒性条款，针对高维不确定变量提出了分维求解与近邻插值的工程方案，强调了无偏估计与高效在线推理作为系统部署的两大要点。
在实验部分，论文在改进的New England 39节点系统及1888节点大型输电网上分别验证了方法的精度与速度优势。结果显示：与传统蒙特卡洛相比，计算时间显著缩短，且在大多数测试点上评估精度提升30%~90%；在39节点测试中，解析方法的误差（与高精度蒙特卡洛相比）通常低于1e-3，而在1888节点上，平均查询时延远低于实时监控的要求（秒级以内）。论文进一步通过灵敏度分析指出：在远离当前运行点的区域，二阶拟合的误差会增加，推荐通过在线重拟合或分区拟合来保证全域精度。总体结论为：该方法在保证工程可用性与解释性的前提下，为大规模可再生能源系统的电压安全在线评估提供了可行路径。
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📖 第2篇
📌 中低压主动配电网一体化稳态安全域评估
Assessment of the Steady-State Security Region for Integrated Medium-Voltage and Low-Voltage Active Distribution Networks
作者：Shuo Yang，Zhengshuo Li
本文围绕配电网的稳态安全域（SR）评估问题展开，针对中压(MV)与低压(LV)配电网一体化建模与求解难题提出了系统化方案。研究将SR定义为节点有功/无功注入的可行连通集，并提出基于双侧保守线性逼近的LV模型恢复方法，以应对LV端参数不准确与异常值问题；在此基础上，构建了覆盖网络设备约束、不确定性与二阶段调度的两阶段鲁棒优化评估模型。整体技术路线包括：LV参数预估与校准模块、IMLV耦合潮流约束模块、两阶段鲁棒SR求解模块以及用于在线近似的快速筛选策略，旨在在保证安全域不被高估的前提下尽量减小过度保守导致的资源浪费。
为提升求解效率，本文提出了名为FI-C&CG（可行非精确列与约束生成）的算法，并在子问题中采用改进的交替方向乘子法来处理双线性项，加入回溯机制加速收敛。实现细节包括：对LV端采用双侧保守边界作为初始约束以增强稳健性；主问题与子问题之间以列生成方式迭代并引入启发式加速准则；数值实现中对双线性项进行线性化松弛并在每轮迭代后进行可行性修正，保证最终解的可行性与稳健性。关键实现要点在于回溯加速与双线性分解策略，这两项是算法在大规模网络上表现良好的核心支撑。
在多相配电网与不同规模测试中，结果显示若忽略MV-LV交互效应会导致实际运行越限；相比传统C&CG，FI-C&CG在大规模场景下求解时间平均缩短约40%~70%（视规模而定），并且在仿真中观察到SR边界随光伏渗透率与储能配置显著扩展或收缩。论文给出若干工程化建议：在SR评估中应将LV侧动态参数不确定性显式建模，并在规划阶段通过合理配置SOP与储能来稳步扩大SR。这些结论对配电网规划与运行管理均具有直接参考价值。
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📖 第3篇
📌 多电压双极直流配电系统的综合电压调节方法
Comprehensive Voltage Regulation for Multi-Voltage Bipolar DC Distribution Systems
作者：Xiaodong Yang，Chengjia Zhang，Lijian Ding，Jie Yang，Yue Yang，Da Xu，Wei Sun，Jinyu Wen
针对多电压等级双极直流（MBDC）配电系统在光伏与直流负荷大规模接入下出现的极间电压不平衡、电压越限及失稳问题，本文构建了适用于多电压子系统的双极直流潮流模型并提出了一个跨等级的综合电压调节模型。该模型通过对双极配电系统与双极直流变压器（DCT）进行解耦建模，明确了在不同电压子系统之间的功率传输关系与约束，输入包括各子系统负荷、光伏出力与储能状态，输出为协同调度的电压与功率分配指令。
实现层面，本文将分布式资源（储能、EV、可切换极间储能、功率流控制器与DCT等）纳入统一调度框架，采用分层协调与约束松弛来降低计算复杂度。关键实现要点包括对多电压子系统的解耦潮流线性化、对设备调节能力的饱和约束处理以及对极间不平衡度指标的严格约束。文中详细给出数值求解策略与并行化部署建议，以便工程化实现。
在改造后的33节点和123节点三电压等级系统上仿真结果表明：所提方法可将系统网损最高降低43.1%，正极电压越限率降低99.26%，平均极间不平衡度控制在0.88%以内，并提升分布式光伏承载能力约15.79%。研究结论强调，通过资源协同与跨等级优化，MBDC系统的电压质量与新能源承载能力可同时获得显著提升，具备良好的工程应用前景。
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📖 第4篇
📌 基于模型预测控制的MTDC连接海上风电场协调控制策略
Coordination Control Strategy of MTDC Connected Offshore Wind Farms Based on Model Predictive Control
作者：Mingcheng Lyu，Sheng Huang，Guan Bai，Luobin Wang，Jiani Mao
本文面向采用多端直流（MTDC）连接的海上风电集群，提出了一套基于模型预测控制（MPC）的协调控制策略（CCS），以实现风电场、风场侧换流站（WFVSC）与电网侧换流站（GSVSC）之间的全局优化。研究在系统层面构建了统一的复合模型，输入包含风机状态、风速预报与换流站参数，输出为风机有功/无功配置与换流站下垂系数策略。核心创新包括在风机层面采用MPC以平衡疲劳载荷抑制与发电优化，在MTDC层面提出自适应下垂控制（ADC）以动态调整功率分配。
实现细节方面，论文描述了MPC的建模简化与求解策略：采用有限时域预测并引入泰勒展开对高阶项进行降阶处理以保证实时性；ADC通过在线调整下垂系数并以追踪误差为代价函数进行优化，保证了精确功率分配与直流电压稳定。控制器在求解上采用快速二次规划器与并行化仿真方法以适配工程级规模。
在包含3个风电场（每场100台5MW风机）、3个WFVSC与2个GSVSC的测试系统上，仿真结果显示：与固定下垂控制相比，GSVSC平均功率偏差下降99.99%，直流网络平均功率损耗降低4.28%，直流电压标准差降低62.99%。这些数据表明所提MPC+ADC框架在维持系统稳定性、降低损耗与实现精确共享方面具有明显优势，适合大规模海上风电并网的系统级控制应用。
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📖 第5篇
📌 基于解耦表示学习的配电网分布鲁棒联合机会约束电压控制
Disentangled Representation Learning Based Distributionally Robust Joint Chance Constrained Voltage Control for Distribution Networks
作者：Yufeng Wu，Dong Liu，Jinyu Chai，Tianyuan Liu，Wang Liao
本文面向高光伏渗透的配电网电压控制问题，提出一种基于解耦表示学习的分布鲁棒联合机会约束控制框架。研究指出传统方法要么依赖精确分布假设要么过于保守，因此通过扩展的条件解耦变分自编码器对光伏出力中的条件相关性与空间相关性进行解耦建模，并以学得的后验分布构建基于KL散度的模糊集，用于分布鲁棒联合机会约束规划，从而在鲁棒性与经济性间取得更优平衡。
实现细节包括变分自编码器的训练流程（批次大小、学习率与正则项设置）、KL散度模糊集的构建流程以及将联合机会约束重构为可解的凸优化的求解器设计。文中强调的关键实现要点包括信息容量渐进增长曲线以避免潛变量退化，以及用于加速求解的支撑约束预选技术，这些手段显著降低了在线求解的计算负担并提升了模型的可解释性。
在IEEE 33节点、118节点及不平衡123节点上比较验证显示：相较于传统分布鲁棒方法及基于GAN或标准VAE的方法，本方法在消除电压越限与降低网络损耗方面表现更优，能量损耗接近理论最优。具体指标包括在若干工况下电压越限事件数降低显著，并在不平衡网络中实现各相电压均匀受控。研究还发现部分潜变量与光照辐射强度等物理量高度相关，增强了模型的物理可解释性，为运维提供了辅助决策信息。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11095411
📖 第6篇
📌 基于扰动观测器的模型参考自适应控制在未知惯性电网惯性控制中的应用
Disturbance Observer-Based Model Reference Adaptive Control for Inertia Control of Unknown-Inertia Power Grids
作者：Zakaria Afshar，Mehdi Farasat
针对高比例可再生能源导致的系统等效惯量不确定性问题，本文提出一种无需先验惯量估计的扰动观测器（DOB）+模型参考自适应控制（MRAC）方案，用于电池储能系统参与惯性注入与频率调节。方法通过扰动观测器基于频率偏差估计负荷变化，并以一个期望的参考惯量模型为目标，通过自适应律调整储能输出，使系统在动态扰动下能迅速逼近目标惯量与频率响应。
论文详细给出了扰动观测器设计步骤、自适应增益整定方法以及多储能系统协同策略。实现上强调扰动估计的鲁棒性与自适应律的稳定性证明，并在控制器中加入饱和与速率限制以满足储能的物理约束。作者还提出了同步协调机制以分配各储能单元的惯性贡献，保证整体响应的稳定与公平。
实时仿真表明，该方法在维持系统惯量及频率接近期望值方面优于传统基于惯量估计的控制，能够显著减小频率偏差并缩短恢复时间。关键性能指标包括在典型扰动场景下峰值频率偏差显著降低（例如相比基线降低若干百分比到量级），跟踪性能与鲁棒性满足工程要求。研究为在不可靠惯量信息环境下部署储能参与惯性响应提供了可实施的控制框架。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11224607
📖 第7篇
📌 大型风电场双时间尺度动态主动尾流控制：基于随机偏航优化和分布式轴向感应优化
Dual-Time-Scale Dynamic Active Wake Control Using Stochastic Yaw Optimization and Distributed Axial Induction Optimization for Large-Scale Wind Farm
作者：Sheng Huang，Jinxin Xiao，Pengda Wang，Weimin Chen，Lu Zhou，Qiuwei Wu，Shoudao Huang
面对大规模风电场实时主动尾流控制的计算挑战，本文提出了一种双时间尺度动态主动尾流控制框架：在长时间尺度上采用随机偏航优化以在时变风况下寻优偏航角以提升整体发电潜力；在短时间尺度上采用动态轴向感应优化实现快速的功率调节与疲劳载荷抑制。技术路线结合集中式建模与分布式求解，兼顾性能与实时性。
在算法实现上，本文引入基于谱聚类的风电场自适应分区方法，通过工程尾流模型的耦合矩阵特征值分析将场内风机划分为若干耦合子区域，并将集中式优化问题分解为多个可并行求解的子问题，从而显著降低单次求解的计算量。关键实现要点为谱聚类分区与分布式优化求解，这些方法使得单次控制周期可控制在0.5秒以内。
仿真结果表明，该方法在时变风况下能够同时提升发电量并抑制疲劳载荷，且与传统集中式方法相比计算时间显著缩短。具体性能指标包括在若干场景下发电量提升率和载荷下降率均取得正向改进，并在实时控制可行性方面达成工程目标。这为大型风电场的智能化与分布式实时控制提供了有效路径。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11204727
📖 第8篇
📌 不确定性影响下的天然气网络可信调节潜力高效评估
Efficient Assessment of Credible Regulation Potential From Uncertainty Affected Gas Networks
作者：Peiyao Zhao，Zhengshuo Li，Haoyu Wang
随着燃气轮机在电力系统调节能力中的重要性提升，本文提出一种用于量化天然气网络在多重不确定性（包括电力系统需求波动与管网泄漏）条件下的可信调节潜力（CRP）的两阶段评估模型。模型将电力系统不确定性通过燃气轮机用气量传播至天然气网络，并在天然气侧考虑突发泄漏等事件，旨在可靠评估可供电网使用的燃气调节能力上限。
为解决原问题的计算复杂性，本文提出了一种并行CRP评估算法，将问题分解为主问题与一系列并行子问题，通过识别传播不确定性下的最恶劣用气场景来保证CRP的保守可靠性；在实现上采用并行计算与场景筛选技术以提升效率并允许纳入更多泄漏情形。关键实现要点包括场景并行化与最恶劣场景识别，这些策略使得算法在保持准确性的同时具备良好的可扩展性。
在多套测试系统上结果表明：基于CRP的分散式实时调度框架在计算速度上相较传统集中式模型与ADMM展现出显著优势，最高加速比可达9倍以上；同时，CRP方法可在保障电-气耦合系统安全的前提下提高调度灵活性，并具备数据隐私保护的天然优势。论文对电-气协同调度与应对突发管道事件的工程实践具有重要参考价值。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11223687
📖 第9篇
📌 基于物理边界分布鲁棒机会约束的孤岛电氢微电网能量管理
Energy Management for Island Electro-Hydrogen Microgrid via Physically-Bounded Distributionally Robust Chance-Constrained Approach
作者：Junyi Zhai，Yi Shen，Zhongjian Kang，Zhi Wu，Zhigang Li，Bin Li，Jianxiao Wang
本文研究含海上风电的孤岛电氢耦合微电网能量管理，提出基于物理边界分布鲁棒机会约束（DRCC）的调度方法。文章首先构建集成动态制氢、储氢與用氢的多物理氢系统模型，其中对碱性电解槽引入了多物理场感知的建模（考虑温度对效率与灵活性的影响），从物理约束上界定不确定集的边界，避免采用过于保守的概率模糊化近似。
求解方面，物理边界DRCC最终转化为双线性规划，本文设计了一种迭代序列凸优化算法，通过交替求解线性子问题逐步收紧可行域以降低保守性。实现要点包括对电解槽效率曲线的线性化近似、对模糊集半径的参数灵敏度分析以及在优化过程中采用样本外验证以保证稳健性。关键实现要点为物理边界约束与序列凸优化策略。
算例基于典型孤岛拓扑，结果显示：采用多物理场感知电解槽模型相比恒定效率模型可使电解槽运行成本降低12.8%，总体运行成本降低4%；与基于CVaR的近似DRCC相比，物理边界DRCC在样本外测试中表现出更优的经济性，且通过调节模糊集半径與风险水平可在经济性與可靠性间灵活权衡。该研究为海上孤岛微电网在高风电渗透下的电氢协同管理提供了可行路径。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11219226
📖 第10篇
📌 带开关式能量输出装置的波浪能变换器能量最大化控制
Energy Maximization Control of a Wave Energy Converter With a Switching Power Take-off
作者：Lisheng Yang，Xiaofan Li，John V. Ringwood，Lei Zuo
本文聚焦于带开关式能量输出装置（开关式PTO）的波浪能变换器（WEC）控制问题，提出一种基于动态规划（DP）的数值最优控制方法，用以解决开关式PTO引入的离散切换与连续扭矩控制的混合整数最优问题。研究指出开关式PTO允许在发电机侧并联较大飞轮以维持单向运转，从而在保证桨叶运动幅值的同时降低速度峰值与部件额定值。
具体实现上，本文将离散切换时刻与连续发电机转矩的联合优化纳入DP框架，并引入关键假设（在重新啮合前发电机与桨叶同步），结合对子问题的解析解来显著降低状态空间维度。关键实现要点包括对开关逻辑的同步约束处理、飞轮惯性对发电曲线的影响建模，以及在数值求解中采用分段解析与插值加速策略以实现近实时计算。
在基于实验参数的振荡式桨叶WEC模型上，仿真表明仅将线性PTO替换为开关式PTO即能使能量捕获提高15%以上，且通过适度增大发电机侧飞轮惯性可显著降低发电机速度峰值（利于降低系统成本），尽管会带来轻微的捕获能量下降。文章为工程化部署开关式PTO并实现高效实时控制提供了具体方法与性能评估依据。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11223770
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