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欢迎阅读IEEE Transactions on Power Systems期刊2025年issue4文章推送（第5期/共6期）。本期推送共包含11篇研究论文，聚焦于电力系统优化运行、可再生能源集成、微电网管理、系统仿真与安全控制等前沿领域，涵盖了安全约束机组组合高效求解、风电场频率动态性能提升、微电网供需管理、电磁暂态联合仿真、永磁同步发电机振荡分析、配电网拓扑识别、网络攻击弹性控制、综合能源系统动态调度、电动汽车脱碳协调以及级联停电仿真等关键技术方向，为电力系统智能化转型与安全稳定运行提供了创新解决方案。
本期目录
📖 第1篇：安全约束机组组合的用户诱导启发式方法：变量影响潜水和变量重要性邻域搜索
📖 第2篇：基于代理模型的风电场调度策略提升电网频率动态性能
📖 第3篇：微电网两阶段自适应供需管理框架：考虑设备老化的资产规划与点对点负瓦特交易
📖 第4篇：基于旋转不变技术信号参数估计的EMT与频移EMT模型联合仿真接口方法
📖 第5篇：永磁同步发电机控制参数与运行条件及电网强度的耦合分析：次同步振荡视角
📖 第6篇：面向径向低压配电网拓扑识别的约束分支搜索流计算与轻量级实现
📖 第7篇：微电网通信链路网络攻击下的分布式弹性控制与本地校正
📖 第8篇：基于能流响应叠加的综合能源系统动态最优能量调度方法
📖 第9篇：基于高效深度强化学习的耦合交通电力网络电动汽车脱碳潜力协调优化
📖 第10篇：基于能量函数嵌入准稳态模型的级联停电高效仿真方法
📖 第11篇：考虑混合不确定性风险量化的电力系统发电检修调度
📖 第1篇
📌 安全约束机组组合的用户诱导启发式方法：变量影响潜水和变量重要性邻域搜索
User-Induced Heuristics for Security-Constrained Unit Commitment: Variable Influence Diving and Variable Significance Neighborhood Search
作者：Peijie Li，Changtao Liao，Junjian Qi，Xiaoqing Bai，Hua Wei
在电力市场出清中，安全约束机组组合（SCUC）是一个高维、非凸的混合整数优化问题。传统混合整数线性规划（MILP）求解器中的启发式方法多为通用型，仅能识别常见结构，导致在求解大规模SCUC问题时难以获得高质量的可行解，降低了求解效率。针对这一问题，本文基于对SCUC问题结构的深入理解，提出了两种用户诱导启发式方法：变量影响潜水（VID）和变量重要性邻域搜索（VSNS）。VID作为一种定制化的潜水启发式方法，结合发电机参数和变量影响度，迭代选择并固定分数二元变量，在固定过程中平衡解的可行性和最优性，从而迭代生成高质量的初始解。VSNS则是针对SCUC问题定制的RINS算法，通过计算重要性指标识别并固定关键二元变量，定义新颖邻域结构，能有效寻找更优的可行解。
这两种启发式方法可内置于任何MILP求解器，并可用于分支过程中的任意节点，充分利用预求解阶段的输入信息。研究团队在CBC求解器中实现了这两种启发式方法，并在IEEE 118节点系统、波兰2383节点系统以及法国1888、1951和2848节点系统上进行了系统测试。实验验证了方法的有效性和通用性，其中 实现关键在于结合系统结构特性与变量影响度，提高了启发式方法的定制化效果和解的质量。
实验结果表明，提出的启发式方法显著提升了SCUC问题的求解效率。与传统的系数潜水和伪成本潜水等方法相比，VID生成了目标函数更低、相对间隙更小的初始解。尽管VID生成初始解时耗时稍长，但在后续分支节点求解中表现出更好的加速效果。VSNS在相同初始解条件下，比其他改进启发式方法能更高效地找到更优的当前解，极大提升了求解速度。总体而言，该方法突破了通用启发式的局限性，将SCUC问题特定结构知识融入启发式设计，并且不仅适用于SCUC问题，还可扩展至其他电力系统MILP应用，如最优输电切换、配电网重构及电力系统扩展规划，为大规模混合整数规划问题的求解提供创新技术路径。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=10824845
📖 第2篇
📌 基于代理模型的风电场调度策略提升电网频率动态性能
Wind Power Plant Dispatch for Power Grid Frequency Dynamics Improvement: A Surrogate Model-Based Method
作者：Junkai Huang，Yan Xu，Amer M.Y.M. Ghias
随着可再生能源渗透率的不断提高，风电场频率调节支撑能力对现代电力系统的频率稳定性至关重要。本文提出了一种基于代理模型的风电场调度方法，旨在同时实现调度指令跟踪和提升频率动态性能。面对超速减载与桨距控制减载两种模式的切换，传统方法难以准确建模每台风力发电机的动态频率响应，导致调度算法嵌入详细动态模型异常困难。
本研究通过分析全风速范围内的风力发电机运行特性，创新构建了基于分段非线性回归技术的代理模型，有效表征不同减载策略下的频率调节动态特性。基于此，提出短期风电场调度框架，在1分钟时间尺度内利用风速预测结果重新分配单机功率设定点，兼顾输电系统运营商（TSO）指令及典型的下垂控制策略，同时保持风电场的上调和下调频率调节能力。提出的调度策略通过将非线性混合整数问题拆解为混合整数线性规划和非线性规划两部分，显著降低计算负担，支持大规模风电场实时调度。
案例研究基于多种风速条件与大规模系统，仿真验证了该方法的有效性与鲁棒性。结果表明，与传统比例分配及规则基调度方法相比，所提方法显著提升了频率动态响应性能，频率最低点提升约5%-11%。这一进展为风电场集成频率调节框架提供关键技术支持，有助于推动高比例可再生能源电力系统的安全稳定运行。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=10834556
📖 第3篇
📌 微电网两阶段自适应供需管理框架：考虑设备老化的资产规划与点对点负瓦特交易
A Two-Stage Adaptive Supply-Demand Management Framework for Microgrids: Aging-Aware Asset Planning and Peer-to-Peer Negawatt Trading
作者：Chenxi Zhang，Jing Qiu，Yi Yang
本文针对微电网运营中的关键挑战，提出创新的两阶段自适应供需管理框架，解决分布式能源老化管理及动态供需交互优化。框架融合设备老化感知与需求侧灵活响应，显著提升微电网的经济性和运行效率。
第一阶段开发了老化感知资产规划方法，采用维纳过程模拟光伏、风电、燃气轮机和储能系统性能退化路径，集成容量衰减率及运维成本上升率，避免了传统规划中低估成本、过高估计系统充裕度的问题。仿真示例表明，规划周期内风电机组容量可能下降至85%，运维成本显著上升。
第二阶段引入创新性的点对点负瓦特交易机制，赋权用户主动调整可控负荷。用户可创造可交易的负瓦特单位，在双边拍卖市场中作为价格制定者参与交易，提升了市场公平性和灵活性。通过改进的IEEE 33节点系统实证，整合老化感知规划与负瓦特交易的方案实现了21.987万美元的成本节约，显著优于仅需求侧管理的方案。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=10778103
📖 第4篇
📌 基于旋转不变技术信号参数估计的EMT与频移EMT模型联合仿真接口方法
An Interface Method for Co-Simulation of EMT Model and Shifted Frequency EMT Model Based on Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques
作者：Shilin Gao，Ying Chen，Zhitong Yu，Tian Cao，Wensheng Chen，Yankan Song，Yuhong Wang
在电力系统动态仿真领域，传统电磁暂态（EMT）仿真与频移电磁暂态（SFEMT）仿真的协同计算显著提升效率。本文提出基于旋转不变技术信号参数估计（ESPRIT）的新型接口方法，解决了联合仿真中解析信号非真正解析、含负频率分量导致的精度损失难题。
该方法核心在于利用ESPRIT算法在短数据窗口内准确估计信号频率、幅值与相位。实现流程包括构建Hankel矩阵、确定信号分量数目、计算频率、求解幅相、最终构建解析信号。有效消除了传统接口生成解析信号的负频率分量，实现精度提升。
在IEEE 39节点系统分子系统分别采用EMT和SFEMT仿真的验证案例中，传统接口累积相对误差高达0.92%和0.87%，而ESPRIT接口仅为0.48%。频谱分析证实ESPRIT构建信号仅含正频率分量，且经频移转换有效降低信号频率，确保了联合仿真精度。本研究方法兼顾计算效率与高精度，有望广泛应用于大型电力系统多尺度联合仿真。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=10945505
📖 第5篇
📌 永磁同步发电机控制参数与运行条件及电网强度的耦合分析：次同步振荡视角
Analyzing the Coupling of PMSG Control Parameters With Operation Conditions and Grid Strength: A Perspective on Subsynchronous Oscillations
作者：Gangui Yan，Cheng Yang，Yupeng Wang，Dejian Yang，Gang Mu
随着新能源发电设备规模化并网，基于变流器的永磁同步发电机（PMSG）逐步取代传统同步机。然而，PMSG系统中的次同步振荡（SSO）问题日益突出，其诱发源自控制参数、运行条件与电网强度的耦合影响。现有研究忽视了控制参数对变化运行环境的适应性，易导致SSO产生。
本文提出创新多阻尼路径模型，将高阶传递系统分解为若干叠加二阶子系统，定量分析运行条件和电网强度变化如何影响控制参数适应性与SSO阻尼。研究表明控制参数的稳定可行域与电网强度和运行工况复杂耦合，在临界电网强度区间内存在多工况不稳定风险，且单一控制参数集难以满足多变工况需求。
通过定量评估直流电压和交流电流控制参数范围，发现增加Kp或Ki降低系统阻尼，而增加Kp1或减小Ki1能提升系统稳定性。理论和电磁暂态仿真验证了模型的有效性，成功解释了低工况下AE频诱发SSO的现象，为PMSG系统控制参数的自适应调节与优化提供理论支持，助力高比例新能源接入电网的稳定运行保障。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=10787082
📖 第6篇
📌 面向径向低压配电网拓扑识别的约束分支搜索流计算与轻量级实现
Constrained Branching Search for Topology Identification Stream Computing With Lightweight Implementation
作者：Zhuoheng Wang，Jie Gao，Qiushi Cui，Yang Weng
随着分布式能源资源（DERs）广泛接入低压配电网（LVDNs），准确的拓扑感知对电网稳定性至关重要。传统阻抗基方法受限于阻抗数据误差，且集中式处理难以满足存储和计算需求。本文提出专门面向径向LVDN的约束分支搜索方法，基于节点连接约束（NC）和物理模型进行拓扑恢复。
方法通过电压互信息分组节点，基于线性公式推导连接约束，评估潜在连线路径的线性拟合度完成线路和分支拓扑恢复。同时，设计节点特征挖掘模型，识别插拔式光伏系统接入位置，依赖电压-负荷、电压-插拔光伏互特征，结合整体网络拓扑情况，实现高精度识别，减轻对复杂线路参数及开关状态的依赖。
为实现轻量级操作，设计了CommuniDispatch流计算框架，将计算任务战略分配至各节点，大幅提升计算效率。框架集成了基于拉丁超立方采样的递归边界搜索（LHS-RBS）算法，可针对多网络拓扑并行识别最优参数。实验验证结果显示该方法在多个径向LVDN测试中拓扑识别准确率高达100%和96.7%，优于传统方法，且对数据质量具良好鲁棒性，能有效定位插拔光伏。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=10777532
📖 第7篇
📌 微电网通信链路网络攻击下的分布式弹性控制与本地校正
Distributed Resilient Control With Local Correction for Microgrids Against Cyberattacks on Communication Links
作者：Ting Yang，Hao Li，Yachuang Liu，Hengyu Wang
微电网的分布式平均一致性控制因能实现电压频率的平均调节与功率均分获得关注，但高度依赖通信网络，易受网络攻击影响，可能致使系统运行偏离期望，严重时引发故障。
针对通信链路易成攻击突破口，本文创新提出基于竞争互联的分布式弹性平均估计器，能在有界网络攻击条件下实现输入信号的平均估计。理论保证了估计器收敛，且估计误差可通过控制参数调节控制到可接受范围内。
基于该估计器，设计了具有本地校正的分布式弹性控制策略，有效保证即使遭受网络攻击，系统依然能实现电压频率平均调节。特别针对超出边界攻击导致的越限问题，引入本地校正控制，牺牲功率分配精度，修正电压频率越限行为，增强系统弹性。
理论分析采用Takagi-Sugeno模糊建模，将非线性高维微电网等效为多线性系统稳定域交集，有效分析控制策略弹性。配套给出控制参数设计方案，实现更小控制偏差与更高弹性。硬件在环实验验证表明，控制误差能控制在1.1V电压和0.08Hz频率以内，体现了优秀的抗网络攻击能力。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=10769055
📖 第8篇
📌 基于能流响应叠加的综合能源系统动态最优能量调度方法
Dynamic Optimal Energy Dispatch Method for Integrated Energy System Based on Superposition of Energy Flow Response
作者：Mengxue Wang，Haoran Zhao，Chunyang Liu，Dazhong Ma，Futao Yang，Ruiqi Wang
随着多能源系统互联度提高，综合能源系统对灵活调度的需求激增，动态最优能流技术亟待提升精度、效率与收敛性。本文创新提出基于能流响应叠加的动态OEF模型，首次系统应用L域能流模型于最优能流优化。
团队构建已知与未知状态变量的降阶映射函数，应用天然气和热网归一化阶跃响应，实现时域直接离散映射，彻底避免元件迭代和时频域转换，降低计算负担。进而将映射转为低维能流约束，构建叠加结构的OEF模型，兼顾精度与计算效率。
与传统方法对比，本文模型首创时域状态变量降阶映射函数及叠加形式动态OEF模型，多项大量实验验证显示其在精准度、效率和复杂度上均表现优越。在典型电-气调度实例中，运行成本误差仅0.02%，计算时间快415倍；电-热调度中约束数量与求解时长分别减少4个数量级和73倍，显著提高大规模系统动态优化能力。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=10818418
📖 第9篇
📌 基于高效深度强化学习的耦合交通电力网络电动汽车脱碳潜力协调优化
Efficient Deep Reinforcement Learning-Based Coordination for Unlocking Electric Vehicle Decarbonization Potential in Coupled Transportation and Power Networks
作者：Quan Yuan，Ximu Liu，Mingxuan Mao
交通电气化及大规模电动汽车集成是全球脱碳议程的关键举措，但缺乏有效协调将限制其潜力。本文提出一套创新的深度强化学习协调方法，通过预训练边条件卷积网络和深度置信网络构建替代训练环境，显著提升智能体与环境交互效率。
引入基于碳义务追踪的探索加速机制，强化学习智能体根据碳义务价格信息进行策略选取而非随机探索，提升探索效率。智能体优化由能源价格和碳义务价格构成的充电定价策略，激励电动汽车实现低碳的协调运行。
在真实规模耦合交通-电力网络案例中，方法有效降低了运营成本及全球碳排放。与现有深度强化学习方法相比，本法在计算效率和泛化能力上表现突出，能在不减少充电需求前提下通过碳义务价格重新分配充电时空负荷，大幅缩减整体碳足迹。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=10836914
📖 第10篇
📌 基于能量函数嵌入准稳态模型的级联停电高效仿真方法
Efficient Simulation of Cascading Outages Using an Energy Function-Embedded Quasi-Steady-State Model
作者：Zhenping Guo，Xiaowen Su，Kaiyang Huang，Kai Sun，Srdjan Simunovic，Hsiao-Dong Chiang
电力系统作为复杂互联工程，面临严峻的级联停电威胁。传统准稳态模型忽略暂态稳定性，包含详细暂态模型的方案则计算效率低。本文创新提出能量函数嵌入准稳态模型（EF-QSS），兼顾计算效率与暂态稳定性评估。
模型通过短期时域仿真获取扰动轨迹，沿轨迹搜索局部最大势能状态，基于牛顿法寻找不稳定平衡点并估算暂态能量裕度，精准预测发电机失步风险。此法避免传统基于故障轨迹的BCU限制，更适合级联停电仿真。
在NPCC 140节点系统测试中，EF-QSS模型与包含详尽暂态稳定性的增强型OPA模型结果高度一致，计算时长减少约78%。模型在多负载条件和多故障场景均表现鲁棒。统计显示，传统OPA因忽略暂态动态显著低估停电严重程度，EF-QSS的精度与效率优势保障了更真实的安全性评估，助力实时运行环境中的快速风险判定与应急响应。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=10834557
📖 第11篇
📌 考虑混合不确定性风险量化的电力系统发电检修调度
Generation Maintenance Scheduling for Power Systems Considering the Risk Quantification of Hybrid Uncertainty
作者：Xiao Yang，Yong Zhao，Yuanzheng Li，Cheng Huang，Qiang Ding
随着风电、光伏等可再生能源及新型负荷大规模接入电力系统，源荷两侧不确定性加剧，带来功率失衡、灵活性缺失和备用短缺风险。准确量化这些风险是发电检修调度（GMS）方案设计的关键，但不确定变量概率分布难以精确建模。本文创新提出基于区间-概率最坏条件风险价值（IP-WCVaR）的发电检修调度方法，首次将风电和负荷视为区间-概率混合不确定变量。
IP-WCVaR通过典型场景概率修正导出解析模型，兼顾量化区间不确定变量风险与最坏风险下成本最小化，优于传统CVaR和WCVaR。团队集成了多峰分布包含时序信息，更贴近真实变量分布，提高风险评估准确性。基于IP-WCVaR，构建正负旋转备用模型并整合到GMS方案中，增强系统弹性。
最终将风险规避GMS建模为上下边界优化问题，并基于区间极值理论转为可处理的混合整数线性规划，在IEEE 24和118节点系统上验证，大幅提升了混合不确定性风险量化能力，为运营商提供有效成本参考与风险防控决策依据，为电力系统面对不确定性时的鲁棒运营提供强有力支持。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=10834547
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