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欢迎阅读IEEE Transactions on Power Systems期刊2026年issue2推送（第5期/共6期）。本期推送共包含10篇研究论文，内容聚焦于电力系统规划、运行与评估的前沿方法。研究主题涵盖：可靠性建模、概率可靠性评估、区间优化、光伏承载能力（PVHC）、短路比与电压稳定性指标、CVaR 风险度量、分布鲁棒优化、量子退火（Quantum Annealing）、QSS 量化状态系统 与 ADMIRE 可接纳注入区域。这些研究为应对高比例可再生能源并网、提升系统韧性与运行效率提供了新的理论工具与解决方案。
本期目录
📖 第1篇：可靠性建模方法对电力系统最优规划与运行的影响
📖 第2篇：基于区间优化的柔性配电网光伏承载能力概率评估
📖 第3篇：用于电压稳定评估的保载短路比
📖 第4篇：面向安全约束经济调度的中值与半径驱动区间不确定性建模
📖 第5篇：考虑非预期性的综合气电配电网多阶段协同恢复
📖 第6篇：电网频率特性的多时间尺度分析
📖 第7篇：电力系统与电氢混合充电站多阶段分布鲁棒协同规划
📖 第8篇：基于量子退火的N-k安全评估
📖 第9篇：动态仿真中量化时间与状态的对偶性研究
📖 第10篇：基于自适应扩展方案的在线构建方法计算可再生能源可接纳注入区域（ADMIRE）
📖 第1篇
📌 可靠性建模方法对电力系统最优规划与运行的影响
Impact of Reliability Formulations on the Optimal Planning and Operation of Power Systems
作者：Seolhee Cho，Javier Tovar-Facio，Ignacio E. Grossmann
本文聚焦电力系统长期扩展规划与短期可靠运行中的可靠性表征问题，提出以概率为基础的全系统可靠性优化框架以补足传统确定性方法的不足。研究在建模层面采用了广义析取规划（GDP）与状态空间枚举，将元件故障概率纳入决策变量，系统化枚举从单元件到多元件的运行状态，输入为发电与线路故障率、负荷剖面，输出为投资决策与运行策略。相比于传统使用备用容量裕度或N-k 准则的做法，本方法能明确量化故障导致的风险与期望损失，从建模机理上修正了以往等效电路或经验阈值的局限。
在实现细节上，作者对状态空间进行了层次化枚举并结合混合整数规划求解。主要求解流程包括：故障组合生成 → 状态概率计算 → 对应运行成本与惩罚项汇总 → 在总体目标下进行二阶优化求解。关键实现上采用概率权重松弛与情景裁剪来控制组合爆炸，优化器采用商用MIP求解器并行化分支搜索。为降低计算量，研究引入了低阶优先枚举与结果敏感性预筛选作为预处理步骤，保证模型在中等规模网络上可解释地运行并产出投资与运行建议。
实验部分在一个示例系统与美国圣地亚哥县实际电网上进行对比分析，采用指标包括LOLE（小时/年）、EENS（MWh/年）与总成本（资本+运行+惩罚）。结果显示：采用概率模型或严格N-k模型可使LOLE从约>5.0小时/年降至接近2.4小时/年目标；同时在若干情景下实现总体成本降低≈3–6%（在考虑罚款与断电损失后）。结论表明，可靠性提升不仅依赖装机容量增长，也强烈依赖输电拓扑与备用机组的部署及运行模式，研究为规划者在“成本—可靠性”权衡上提供了可量化决策工具。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11180061
📖 第2篇
📌 基于区间优化的柔性配电网光伏承载能力概率评估
Interval Optimization-Based Probabilistic Evaluation of PV Hosting Capacity in Flexible Distribution Networks
作者：Hanbin Diao，Peiqiang Li，Hongming Yang，Kang Liu，Liang Che，Jiajie Xiao，A. Rae，Chunming Tu
面对柔性配电网（FDN）中光伏深度接入带来的不确定性与网络结构差异，本文提出一套面向FDN的双层区间优化框架以概率化评估光伏承载能力（PVHC）。外层采用混合盒-椭球不确定性集合刻画光伏与负荷的短期时空相关性，内层则基于精确的FDN功率损耗与SOP（软开关）特性评估运行约束。所提框架兼顾网络柔性互联与可扩展性，明确输入为历史与预测出力/负荷统计、交换拓扑与储能参数，输出为在不同风险等级下的PVHC区间与概率盒，用于规划或并网许可判定。
在实现层面，论文通过二阶锥松弛、凸差分解与逐次线性化将非凸双层问题转为可迭代求解的凸子问题，结合一种融合凸凹过程与对偶理论的迭代算法加速收敛。关键实现点包括：有限覆盖定理生成代表性光伏—负荷组合、每个组合的基本PVHC区间计算、以及通过概率界限分析聚合得到全局概率盒。为提高计算效率，作者在内层使用预条件二阶锥求解器并行化多组合评估。
案例在三个尺度的FDN测试系统上验证：结果表明，本方法在标定性与尖锐性方面优于传统随机蒙特卡洛与已有区间优化方法。关键数值包括：在中等规模系统上，方法将PVHC估计的置信区间宽度缩小约18%–25%；在计算时间上，相较于蒙特卡洛抽样减少约40%–70%（因场景压缩与凸化松弛）。最终结论为：该方法能在合理时间内提供含概率信息的可靠PV接纳评估，便于规划者按风险偏好制定接入策略与储能/控制配置。
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📖 第3篇
📌 用于电压稳定评估的保载短路比
Load-Preserving Short-Circuit Ratio for Voltage Stability Assessment
作者：Tiankai Lan，Kaiyao Wan，Bing Zhao，Ansi Wang，Hongbin Liu
本文指出传统短路比（SCR）在HVDC直接馈入负荷中心时存在物理解释与指示失真问题，提出一种基于保载π型等效电路的替代度量——保载短路比（LPSCR）。研究首先分析了戴维南等效电路将交流负荷并入等效源所带来的误判机理，继而在等效建模上保留负荷参与，以确保指标在负荷中心馈入场景下仍具明确的物理含义并修正原有异常现象。
实现方面，作者构建了保载等效的数学转换与多个衍生量化指标，并对比了经典的ESCR/CSCR指标。关键实现点在于：计算保载等效参数时需保留负荷的阻抗与动态参与项，结合时域仿真验证频率与电压响应的临界点估计。为便于工程应用，论文还提出了多角度的保载指标系列以适应不同故障与接入情景。
在若干案例与时域仿真中，LPSCR在识别潜在失稳边界方面准确性明显优于经典SCR。典型数值表明：在某些靠近负荷中心的HVDC接入场景中，经典SCR给出的安全阈值误差可达20%–40%，而LPSCR将误差降至<5%级别；此外LPSCR能识别出被传统度量掩盖的“切负荷降低稳定性”现象，提供了更可靠的初步稳定性评估工具，具有直接工程参考价值。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11134596
📖 第4篇
📌 面向安全约束经济调度的中值与半径驱动区间不确定性建模
Median and Radius-Driven Interval Uncertainty Modeling for Security-Constrained Economic Dispatch
作者：Xiaohong Ran，Siqi Bu
本文针对含高比例可再生能源的安全约束经济调度问题，提出一种同时刻画区间中值与半径随机性的区间不确定性建模方法。研究构建了多源不确定性的联合分布，并在区间—概率框架下引入基于CVaR（条件风险价值）的风险度量，将系统安全裕度与备用调节成本共同纳入调度优化目标，旨在避免传统区间方法的过度保守或过度乐观。
方法实现上，作者先对中值与半径分别建立概率分布模型并估计其联合分布，然后将带概率驱动的CVaR约束通过保序变换和线性外推转化为确定性线性约束以便高效求解。关键实现要点包括：采用联合概率估计对中值/半径进行拟合、引入安全裕度最小化指标以直接反映薄弱线路，并使用多时段分解以降低计算复杂度。
在IEEE 39、118、300节点测试上，本文方法在保证系统安全性的同时取得更经济的调度结果。具体数据包括：与传统区间优化和区间-概率CVaR相比，发电成本平均下降约4%–7%，过载惩罚成本与备用调节成本综合下降5%–9%。消融试验显示，引入中值/半径联合建模可显著降低对极端保守解的依赖，适用范围覆盖多时段有储能与高渗透可再生能源系统。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11142773
📖 第5篇
📌 考虑非预期性的综合气电配电网多阶段协同恢复：一种基于双层频率校准的分布鲁棒方法
Multi-Stage Coordinated Restoration of Integrated Gas-Electricity Distribution System With Nonanticipativity: A Bi-Level Frequency Calibration-Based Distributionally Robust Approach
作者：Yuqi Zhang，Chuan He，Xuan Liu，Ziqi Hu，Lu Nan，Tianqi Liu，Lei Wu
面对自然灾害下气—电配电网的深度耦合与恢复调度难题，本文提出了一种双层频率校准的分布鲁棒优化框架。上层在多阶段决策下优化修复人员调度、管道线压、储气容量、电转气与分布式电源的频率备用部署，目标为最小化恢复成本并满足非预期故障逐步显现的约束；下层以时域仿真精校频率响应以保证动态孤岛的稳定性。
实现层面采用了基于Jensen-Shannon 散度的分布不确定性集合以避免过于乐观，并引入非预期性（nonanticipativity）约束模拟故障随阶段暴露的现实过程。求解上设计了改进的分解与嵌套渐进对冲算法（Nested Progressive Hedging），并在上下层迭代中通过频率校准子模块调节频率备用约束，以兼顾计算可行性与动力学真实性。
案例研究表明：在极端灾害情形下，所提方法能显著缩短负荷恢复时间并降低削减量。数值上，与未考虑协同恢复或仅随机优化的方法相比，总负荷削减量下降约20%–35%；在多种不确定性集合下恢复策略对失败情景的鲁棒性提高约15%–25%。该方法为城市多能源系统灾后韧性提升提供了可操作的策略与算法实现路径。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11184280
📖 第6篇
📌 电网频率特性的多时间尺度分析：揭示三大区域电网的波动规律
Multi-Time-Scale Analysis on Power Grid Frequency Characteristics
作者：Fanchao Wei，Yongcheng Zhou，Yilan Zhang，Qi Wang，Guorui Ren，Jinfu Liu，Daren Yu
本文构建了针对电网频率多时间尺度（分钟至小时级）波动的系统分析框架，采集了英国（GB）、欧洲大陆（CE）与中国东北（CN-NE）2023年实际频率数据，并采用基于局部曲率平滑指数（LCSI）的自适应多锥谱估计方法识别特征时间尺度，结合连续小波变换做时频分布分析，旨在揭示不同区域在15分钟、30分钟、1小时及日尺度上的能量分布规律与驱动因素。
方法实现上，作者先用LCSI-多锥谱估计分解频谱成分，再以小波变换构建时频图谱以识别日周期与峰值时段；随后通过相关性分析与格兰杰因果检验评估频率成分与负荷变化率之间的预测关系。关键实现点包含高分辨率数据预处理、去趋势与窗口化处理以保证频谱估计鲁棒性，以及基于移动窗的能量统计来刻画日间变化。
结论显示：GB与CE在15/30分钟尺度能量集中，且在早晚负荷高峰时段尤为显著；CN-NE则在午间光伏出力影响下显示不同的能量分布模式。相关性结果给出具体数值：在若干时段1小时尺度成分与负荷变化率相关系数最高达0.84，格兰杰检验亦显示负荷变化对频率成分具显著预测能力（p < 0.05）。这些发现对频率控制策略、市场出清窗口设计与资源投标制定均有直接参考意义。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11134835
📖 第7篇
📌 考虑决策依赖不确定性与竞争市场份额的电力系统与电氢混合充电站多阶段分布鲁棒协同规划
Multistage Distributionally Robust Co-Planning of Power Systems and Electric-Hydrogen Hybrid Charging Stations With Competitive Market Share Under Decision-Dependent Uncertainty
作者：Longyan Li，Chao Ning，Haifeng Qiu，Shuxian Liu，Wenli Du，Mohammad Shahidehpour，Lynne Yu，Zhaoyang Dong
为支撑电动与氢燃料车辆共存下的低碳转型，本文提出了一个多阶段、决策依赖的分布鲁棒协同规划框架，将电力系统与电氢混合充电站的投运决策耦合建模。核心在于用基于三维竞争性Lotka-Volterra 方程的市场份额动力学来刻画车种替代与竞争，并将该动态过程的内生不确定性通过一种混合矩模糊集显式化，形成决策依赖的不确定性描述。
实现上，论文将多阶段问题转化为分阶段子问题并采用强化Benders 割与随机对偶动态整数规划相结合的求解策略以应对混合整数與不确定性耦合的计算挑战。关键实现要点包括：市场份额动态与充电负荷联动仿真、投资时序与选址决策的整数化建模、以及利用蒙特卡洛与对偶松弛做鲁棒边界估计以控制风险敞口。
在IEEE 33与123节点系统上的实验表明：采用所提协同框架可在多重不确定性下实现至少5.8%的总成本下降，同时更好地协调投资时序与容量布局以保证系统鲁棒性。敏感性分析显示，市场替代速率与政策激励对最终选址与容量影响显著，提示规划者需将市场扩散动力学纳入长期基础设施决策。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11180146
📖 第8篇
📌 基于量子退火的N-k安全评估：识别电网最薄弱环节
N-k Security Assessment With Quantum Annealing
作者：Jochen Lorenz Cremer
本文提出一种利用量子退火（Quantum Annealing）加速的N-k安全评估“逆向”方法：通过构造二次无约束二进制优化模型识别最具破坏性的故障组合，从而避免组合穷举的爆炸性复杂度。模型中引入了解离功率传输分布因子（Disjunctive PTDF）用于将线路失效与电能转移影响量化，目标为最大化电量短缺或违约成本以找到最坏情形。
实现策略包括将N-k问题映射为QUBO（二次无约束二进制优化）形式并在量子退火器上多次采样以获得解分布，随后通过解分布频率识别高风险组合。为应对当前量子硬件比特受限，作者提出了基于分区与蒙特卡洛采样的元启发式方案，并设计了迭代搜索与重构机制以提升识别稳定性。
在IEEE 118节点测试中，与穷举法相比，在评估50个故障组合时实现了约200倍的加速；方法亦在2383节点系统上展示可扩展性。通过分析退火解分布还能定位需加固的薄弱线路，工程上可用于优先防护策略制定。研究展示了量子计算在电网安全评估领域的早期可行性与潜在优势。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11194910
📖 第9篇
📌 动态仿真中量化时间与状态的对偶性研究
On the Duality Between Quantized Time and States in Dynamic Simulation
作者：Liya Huang，Georgios Tzounas
本文从数值分析角度揭示了时间离散化方法（如Runge–Kutta）与量化状态系统（QSS）间的形式对偶性，将QSS视为在对偶系统上应用时间积分的等价形式，从而建立状态量化与时间离散化之间的理论桥梁。该视角使得可将传统时间积分方法的思想借鉴到量化状态系统中并发展更高阶事件时间估计方法。
在实现细节上，作者推导出QSS方法中的事件时间估计与对偶系统上的前向欧拉法等价，并基于此设计了二阶Adams–Bashforth 量化变体以提升事件定时精度。关键实现要点还包括采用PI 控制器动态调整量化步长（量子大小），以及将QSS对偶框架与传统隐式求解器结合以兼顾精度与效率。
在爱尔兰全岛输电系统的仿真测试（含三相故障、负荷丢失与发电中断）中，二阶QSS变体在同等精度下实现了明显的计算时间节省，典型结果显示在若干扰动场景下仿真时间减少约20%–45%，同时保持稳态误差低于指定阈值。研究为实时与大规模耦合系统的高效暂态仿真提供了新的数值方法方向。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11342354
📖 第10篇
📌 基于自适应扩展方案的在线构建方法计算可再生能源可接纳注入区域：一种新的能量管理系统功能
Online Constructive Method for Computing Renewable Energy Admissible Injections Region Using Adaptive Expansion Schemes: A New EMS Function
作者：Lin Zeng，Hsiao-Dong Chiang
本文提出ADMIRE（一种可再生能源可接纳注入区域）的在线计算方法，旨在为EMS新增功能以量化在满足交流潮流与工程约束下电网可安全接纳的可再生出力集合。核心创新在于提出了构造性区域扩展（CoreX）算法：从少量种子可行点出发，迭代构建凸包并通过改进商梯度系统（QGS）寻找凸包外的新可行点，直至覆盖整个可接纳区域（若区域本身为凸则可精确恢复）。
实现要点包括利用交流（AC）潮流的非线性模型、考虑电压控制与爬坡等工程约束，并在扩展过程中仅对关键“不安全”超平面进行定向扩展以提高效率。关键实现要素為：基于凸包增量搜索的点生成策略、采用QGS 求解器检验可行性、以及通过关键约束识别将监控维度压缩为若干绑定超平面以便在线应用。
在9节点、1354节点与真实3104节点系统上验证：CoreX在3104节点系统上仅需约153.2 秒计算出高精度ADMIRE，且代表点数量相比传统方法减少约99.8%，最终仅需监控约12个关键超平面而非数百万条约束。这使得ADMIRE可以作为EMS的实时决策支持模块，帮助调度员在面对可再生注入不确定性时迅速判定安全边界并采取控制措施。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11146529
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