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欢迎阅读IEEE Transactions on Power Systems期刊2025年issue6文章推送（第3期/共9期）。本期推送共包含10篇研究论文，聚焦于电力系统优化运行与控制、可再生能源并网、系统稳定性分析等前沿领域，涵盖了最优潮流可行域建模、分布式电压调节、频率安全控制、虚拟储能配置、弹性风险评估等关键技术方向，为高比例可再生能源接入背景下的电力系统安全稳定运行提供了创新解决方案。
本期目录
📖 第1篇：最优潮流可行域中的离散最短路径
📖 第2篇：分布式在线反馈优化在实时配电网电压调节中的应用
📖 第3篇：基于动态表面滑模控制的可再生能源主导电力系统负荷频率控制设计及电网级虚拟储能配置
📖 第4篇：考虑频率安全约束的城市次输电系统极端事件触发孤岛控制
📖 第5篇：用于频率最低点预测的通用低阶一次频率响应模型
📖 第6篇：分布式能源混合振荡阻尼与惯量管理策略
📖 第7篇：基于机会约束优化的配电网增量电压/无功控制
📖 第8篇：面向大规模电网实时网络约束经济调度的知识增强群体深度强化学习方法
📖 第9篇：应对停电成本巨大差异的对数弹性风险度量方法
📖 第10篇：基于参数可辨识性动态分析的双馈感应发电机模型多步辨识方法
📖 第1篇
📌 最优潮流可行域中的离散最短路径
Discrete Shortest Paths in Optimal Power Flow Feasible Regions
作者：Daniel Turizo，Diego Cifuentes，Anton Leykin，Daniel K. Molzahn
最优潮流（OPF）问题是电力系统运行中的关键优化挑战，目标是寻找可使运行成本或其他指标最优化的运行点。然而，因OPF可行域的非凸特性，保证系统在满足约束条件下从当前点到最优点的安全过渡变得尤为复杂。实际系统运行要求该过渡过程通过少量且幅度较小的控制动作完成。为此，本文创新性地提出了将过渡路径问题建模为最短路径问题，通过计算可行域内的离散最短路径最小化控制动作幅度，同时可预设路径分段数以限制控制动作次数。
所提出算法将路径离散为分段线性过程，产生的优化模型为具有稀疏块三对角结构的非线性规划问题（NLP）。团队设计了针对该结构的专用內点法，并结合同伦方法有效生成初始可行路径，确保算法高效收敛与计算可扩展性。
在多个不同规模测试案例中，算法实现了对指定中间点数量的精确控制，且避免了传统线性近似方法中易产生的约束违反风险。数值结果证明，该方法在保障安全稳定运行的同时，能有效减小过渡控制动作幅度，为具有控制动作约束的实际运行场景提供了切实可行的优化过渡解决方案。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11044867
📖 第2篇
📌 分布式在线反馈优化在实时配电网电压调节中的应用
Distributed Online Feedback Optimization for Real-Time Distribution System Voltage Regulation
作者：Sen Zhan，Nikolaos G. Paterakis，Wouter van den Akker，Anne van der Molen，Johan Morren，Han Slootweg
面对日益严峻的电压波动挑战，本文提出了基于嵌套反馈优化策略的分布式在线反馈优化（OFO）方案，采用物理相邻节点的短距离通信，实现实时电压调节，且无需精确电网模型与难以获取的非可控负荷数据。
该方案采用双循环嵌套优化架构，外层通过相邻节点通信生成暂态DER设定点，内层利用迭代投影梯度下降算法解决非欧几里得投影问题，将暂态点转为实际可行解。理论分析保证了算法的收敛性与性能优势。
在96节点测试中，100%光伏渗透率场景下算法表现优异，3次OFO迭代和10次内循环迭代即可有效防止电压越限，系统损耗降至64.0kWh。此外，该方法展现出了针对测量噪声和节点故障等非理想条件的强鲁棒性，有效提升系统可靠性及用户隐私保护。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11066276
📖 第3篇
📌 基于动态表面滑模控制的可再生能源主导电力系统负荷频率控制设计及电网级虚拟储能配置
Dynamic Surface Sliding Mode Control-Based LFC Design for RES-Dominated Power Systems With a Provision of Grid-Scale Virtual Energy Storage
作者：Dip Kumar Biswas，Sanjoy Debbarma，Piyush Pratap Singh
随着可再生能源大规模渗透，电网惯性下降，系统变得脆弱。本文创新提出电网级虚拟储能概念，整合多区域固有特性，提升并网容量的同时不影响频率稳定。
首次将动态表面滑模控制技术应用于含时滞电力系统的负荷频率控制，克服传统反步滑模控制的“阶数爆炸”问题，利用一阶低通滤波器有效降低控制复杂度，同时处理匹配与非匹配扰动。
理论基于李雅普诺夫函数证明稳定性，仿真显示该控制方法较传统滑模控制表现出更优的振荡抑制与峰值偏差降低性能，在参数不确定和N-1事故工况下具备卓越鲁棒性。虚拟储能机制利用安全边界内频率漂移与区域误差多样性，构建跨区域调节策略，有效减轻实体储能投资压力。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11018208
📖 第4篇
📌 考虑频率安全约束的城市次输电系统极端事件触发孤岛控制
Extreme Event-Triggered Islanding Control of Urban Sub-Transmission Systems Considering Frequency Security Constraints
作者：Jiaxu Li，Yin Xu，Ying Wang，Wei Wei，Yan Xu
城市电力系统面临因极端天气导致的频繁大规模停电，安全韧性亟待提升。本文针对城市次输电系统提出了基于动态频率安全约束的极端事件触发孤岛控制方法，实现平滑过渡及安全稳定的孤岛运行。
构建包含限幅器、开关和时延的改进系统频率响应模型，精确模拟大扰动动态频率特性。创新采用离散化和线性化策略，将非线性频率相关约束转化为易于求解的混合整数线性规划（MILP）模型。
针对MILP求解难题，设计了两阶段求解法，通过预固定整数变量加速分支定界。实测案例中提升计算效率达14.6倍，最优性偏差不超过0.1%，确保暂态频率安全和孤岛运行电压合理，保障关键负荷持续供电。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=10945482
📖 第5篇
📌 用于频率最低点预测的通用低阶一次频率响应模型
Generic Low-Order Primary Frequency Response Model for Frequency Nadir Prediction
作者：Zhiyi Zhao，Ying Xue，Zhongda Chu，Ye Guo，Zhixuan Li，Siqi Lin，Xin He，Fei Teng，Goran Strbac
频率最低点（FN）是电力系统频率稳定的重要指标。现有方法多存在适用性差、无法数值求解FN值及缺乏对调速器-汽轮机模型的充分分析。本文提出了通用低阶一次频率响应（PFR）模型，适用多种调速器-汽轮机系统及基于变流器的频率响应。
模型基于自适应低阶拟合方法，使FN发生时间用二阶动态描述，最大频率偏差为关于时间的一阶函数，实现高效数值计算。底层控制参数映射变流器频率响应，实现调参简便。
IEEE 9总线和39总线系统的案例研究及高压直流支持频率调节场景验证表明，该模型在预测准确性和控制参数调谐方面均表现优异，为高比例新能源背景下的频率稳定性分析提供有效工具。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=10957820
📖 第6篇
📌 分布式能源混合振荡阻尼与惯量管理策略
Hybrid Oscillation Damping and Inertia Management for Distributed Energy Resources
作者：Cheng Feng，Linbin Huang，Xiuqiang He，Yi Wang，Florian Dörfler，Chongqing Kang
随着变流器接口分布式能源（DERs）占比增长，系统惯量与阻尼显著下降，威胁稳定性。本文针对多DER提出了混合振荡阻尼与惯量管理策略，基于网络耦合激励DER提供增强稳定性支撑。
构建了带有频率稳定及小信号稳定硬约束的优化模型，优化分配阻尼与惯量系数，基于创新的凸参数化建模整合振荡模式定位与频率轨迹要求，无需复杂迭代。
设计了基于VCG经济激励机制，补偿DER参与成本。数值测试证实该方案提升系统稳定性且成本效益明显，是新能源高渗透系统安全运行的有效解决方案。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=10971918
📖 第7篇
📌 基于机会约束优化的配电网增量电压/无功控制
Incremental Volt/Var Control for Distribution Networks via Chance-Constrained Optimization
作者：Antonin Colot，Elisabetta Perotti，Mevludin Glavic，Emiliano Dall'Anese
针对分布式能源大规模接入带来的配电网电压调节挑战，本文提出基于机会约束优化的创新增量电压/无功控制方案，实现电压越限概率控制在预设范围内，显著提升资源利用效率。
方案采用双层控制架构：上层中央聚合器计算增益参数，转化为概率约束优化问题，确保电压安全并减少无功功率使用；下层逆变器本地执行控制。通过逐次凸近似求解复杂非凸问题。
在42节点低压和IEEE 123节点三相不平衡系统仿真，越限时间控制在5%-20%，无功功率减少约30%，有效避免振荡，缩短电压违规持续时长，展现出较传统控制明显优势。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11002716
📖 第8篇
📌 面向大规模电网实时网络约束经济调度的知识增强群体深度强化学习方法
Knowledge-Augmented Population-Based Deep Reinforcement Learning for Real-Time Network-Constrained Economic Dispatch of Large-Scale Power Grid
作者：Yixi Chen，Jizhong Zhu，Hanjiang Dong，Cong Zeng，Zhenning Pan
针对高间歇性可再生能源并网导致的大规模电网实时网络约束经济调度（NCED）挑战，本文提出知识增强群体深度强化学习（PDRL）方法，融合深度强化学习决策效率与进化计算高效探索。
PDRL通过群体参数空间扰动生成探索群体，聚合代理梯度更新，展现强全局优化与优异并行特性。同时，嵌入电力系统物理知识的序列安全投影（S2P）技术，提升探索安全与训练效率。
为缓解奖励函数敏感性，设计了基于排名的适应度重塑（RFS）方法，提升训练稳定性。IEEE 39、500及2383节点大规模测试显示，该方法在最优性、决策安全及计算性能上均显著优于现有DRL，尤其在超大规模系统展现卓越扩展性。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11027791
📖 第9篇
📌 应对停电成本巨大差异的对数弹性风险度量方法
Logarithmic Resilience Risk Metrics That Address the Huge Variations in Blackout Cost
作者：Arslan Ahmad，Ian Dobson
大规模停电风险评估因用户成本巨大且极端波动而复杂。本文围绕这一挑战，提出了基于对数变换的弹性风险度量体系，以稳定且准确反映重大停电风险。
分析美国多家配电公司历史数据后发现，停电成本呈显著重尾分布，传统均值法难以稳定估计，造成风险评估偏差。为此提出平均对数事件成本（ALEC）、斜率指数α及停电频率三指标，精确刻画极端成本风险。
结合事件频率，设计了年度对数成本弹性指数（ALCRI），为弹性评估提供更全面视角。实证表明新指标在有限数据情况下具备良好估计准确性，优于传统方法两个数量级的样本需求。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11173979
📖 第10篇
📌 基于参数可辨识性动态分析的双馈感应发电机模型多步辨识方法
Multistep Identification of the DFIG Model Based on Dynamic Analysis of Parameter Identifiability
作者：Chongjiang Lu，Jizhong Zhu，Ziyu Chen，Shenglin Li
随着风电机组渗透提升，双馈感应发电机（DFIG）模型精确性成为关键，传统多参数辨识面临参数关联性及辨识方程低秩性挑战，辨识精度不足。本文构建了基于参数可辨识性动态分析的多步辨识框架。
通过参数预估计与随机采样建立多参数与动态特性的映射，定义参数可辨识性指数（PII）以量化不同扰动及观测下参数辨识能力。设计多步辨识策略，优先识别高可辨识性参数，分阶段提升整体精度。
仿真显示该方法将参数误差控制在±1%内，显著优于传统整体方法的±5%误差，且对高达10倍测量噪声依然保持良好鲁棒性，满足工程应用要求。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=10992272
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