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欢迎阅读IEEE Transactions on Smart Grid期刊2025年issue5文章推送（第3期/共6期）。本期推送共包含10篇研究论文，聚焦于智能配电网状态估计、动态运行域分配、需求侧通信资源管理、电动汽车充电控制、极端事件下电网韧性防御、直流微电网环流抑制、负荷控制实验平台、气象信息负荷场景生成、高阻抗故障检测以及通信储能系统频率调节等前沿领域，展现了电力系统在新能源高比例接入背景下的创新解决方案与技术进展。
本期目录
📖 第1篇：基于有限实际与伪测量的配电网状态估计
📖 第2篇：基于讨价还价理论的配电网动态运行域分配方法
📖 第3篇：考虑资源耦合效应的智能电网需求侧通信BRM联合资源管理
📖 第4篇：公平感知的住宅电动汽车充电控制
📖 第5篇：对抗性场景生成与分布鲁棒深度强化学习融合的关键负荷生存保障策略
📖 第6篇：直流微电网不同架构的先进环流抑制与电压调节方案
📖 第7篇：基于空调的电网平衡硬件在环实验测试平台
📖 第8篇：基于光流去噪扩散变压器的气象信息负荷场景生成方法
📖 第9篇：谐振接地中压电网高阻故障的统一故障线路检测标准与高速保护方案
📖 第10篇：蜂窝运营商储能系统在智能电网频率调节中的战略应用
📖 第1篇
📌 基于有限实际与伪测量的配电网状态估计
Distribution Grid State Estimation With Limited Actual and Pseudo Measurements
作者：Steven de Jongh，Felicitas Mueller，Claudio A. Cañizares，Thomas Leibfried，Kankar Bhattacharya
本文针对测量设备稀疏的低压配电网，提出了创新的基于网格负荷分解的伪测量生成方法，该方法利用机器学习将变压器测量数据分解为热力需求、基础负荷和光伏发电三核心分量，尤其适用于仅装设配电变压器测量装置的欧洲低压网场景。核心挑战聚焦于测量点稀疏导致系统不可观测、高变异性预测困难及电压相角计算限制，创新性地集成了线性回归、极端梯度提升和神经网络多算法模型，结合设备位置、时间及天气数据，实现端到端伪测量精度显著提升。
方法实现上，研究团队构建了集成机器学习模型，细致利用外生变量进行特征提取和分解，优化了伪测量生成。通过详细的训练流程和参数调优，保障伪测量的泛化能力和鲁棒性，关键在于提高对变压器读数中不同负荷成分的准确捕获，提高预测的解释性和准确率。
在德国两个典型低压网实际数据上验证，所述方法对应的电压估计相对误差仅为0.050%（辐射网）和0.015%（网状网），远低于历史0.62%误差水平。同时，引入的三种GLD配置中，GLD3实现了平均绝对误差降低42.68%。此外，智能电表渗透率分析表明即使无智能电表情况下亦保持高精度，区间估计可有效识别电压越限风险。贡献体现在经济高效的全网状态监测能力，适配低测量点密度，支持高比例可再生能源接入的智能电网规划与运营。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11027588
📖 第2篇
📌 基于讨价还价理论的配电网动态运行域分配方法
Bargaining-Based Approach for Dynamic Operating Envelope Allocation in Distribution Networks
作者：Zhisen Jiang，Ye Guo
随着DERs渗透率提升，反向功率流引发电压越限和线路过载频发，动态运行域（DOE）作为保障配电网安全的关键手段被广泛关注。本文创新提出基于β依赖型纳什讨价还价理论的DOE分配框架，实现聚合商个性化需求和公平分配兼顾。该方法整合聚合商需求上下界至OPF模型，维持本地决策可行性与全网安全。
方法实现采用两阶段流程：第一阶段聚合商提交最小最大DOE需求区间；第二阶段DSO基于纳什讨价还价模型动态分配DOE限值。通过4节点系统的几何解析及141节点系统实证，验证了模型的帕累托效率和分配与需求区间的明确数学关系，确保公平与资源高效利用。
仿真结果显示新方法较传统“灌水算法”服务质量公平性指标提升约40%，最小最大公平性提高15%，并实现DOE利用率达到92.3%，提升约25%。该框架兼顾数据隐私和公平分配，适用于高比例新能源环境下的配电网管理，具备广泛工程应用前景。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=10988660
📖 第3篇
📌 考虑资源耦合效应的智能电网需求侧通信BRM联合资源管理
BRM-Based Joint Resource Management for Demand-Side Communication in Smart Grid Considering Resource Coupling Effects
作者：Mingyue Sun，Yazhou Yuan，Kai Ma，Zhixin Liu，Xiaoling Dong，Xiaoyuan Luo，Daniele Tarchi
需求响应依赖可靠双向通信，但数据激增带来不确定性，增加负载跟踪压力和系统维护成本。本文创新融合边缘计算与协作中继技术，提出算网融合通信架构，用户侧边缘设备处理数据，有效缓解通信瓶颈，提升需求侧性能。
研究基于Amdahl定律及硬件性能建立带宽释放模型，深度分析通信与计算资源耦合，构建基于Stackelberg博弈的资源共享机制，电力公司作为追随者优化计算需求，电信运营商作为领导者制定定价策略，动态均衡资源使用。
仿真显示与传统直接传输及协作中继策略相比，所提策略降低电力公司总成本23.43%、提升电信运营商利润82.88%，35dBm发射功率下频谱效率最高提升30.32%。资源协同调度机制优化有限资源下的计算与通信平衡，推动智能电网通信向更高效经济转型。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11022749
📖 第4篇
📌 公平感知的住宅电动汽车充电控制
An Equity-Aware Residential EV Charging Control
作者：P. Amritansh Naidu，Ankit Singhal，Bijaya Ketan Panigrahi
随着电动汽车普及，住宅区充电需求激增带来电压稳定风险。本文针对传统下垂控制存在的位置歧视问题，提出了具备公平性意识的EqV-Volt充电控制方案，无需通信支持，利用双向充电器闲置容量提供无功支撑，实现公平的最大充电功率分配。
该方案创新设计了双斜率伏特-瓦特控制曲线，在高电压区间以低斜率保持公平，在较低电压区间以高斜率保证电压响应，并通过伏特-乏尔控制实现本地无功支持，无需额外扩容，巧妙平衡电压调节与充电公平性矛盾。
利用充电公平指数(EQchg)对公平性进行量化，基于改进IEEE 33节点系统的多日仿真表明，100%渗透率下公平指数显著降低到6.1%，远优于传统下垂控制20%以上。系统最低电压始终保持0.9p.u.以上，保障可靠运行。详细的数学模型和稳定性分析验证了方案鲁棒性及应用广泛性。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11039745
📖 第5篇
📌 对抗性场景生成与分布鲁棒深度强化学习融合的关键负荷生存保障策略
Adversarial Scenario Generation Integrated Distributionally Robust Deep Reinforcement Learning for Survival of Critical Loads
作者：Ran Zhu，Hongzhe Liu，Mingyu Kang，Wenwu Yu，Jin Zhao
针对飓风等连续极端事件，保证关键负荷持续供电成为核心挑战。本文创新将拓扑重构调度问题建模为分布鲁棒深度强化学习（DR-DRL）序贯决策问题，在最坏分布场景下优化开关策略，提升关键负荷生存率和微电网效率。
设计了包含DRL策略学习模块和新型对抗性场景生成对抗网络（AS-GAN）的实现策略，AS-GAN集成时间嵌入变换器网络从时序数据提取细粒度特征，生成性能信息驱动的对抗性场景，形成动态交互训练框架。
通过7节点与IEEE 123节点系统验证，相较传统DRL，关键负荷生存率提高181.15%，平均奖励提升27.24%。方法兼容多种DRL算法且决策时间缩短至秒级，为实时韧性防御提供有效支持，展现较强适应性与鲁棒性。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11011524
📖 第6篇
📌 直流微电网不同架构的先进环流抑制与电压调节方案
Advanced Circulating Current Suppression and Voltage Regulation Schemes for Different Architectures of DC Microgrid
作者：Adil Ayub Sheikh，Dong-Choon Lee
随着直流可再生能源应用扩大，直流微电网技术展现高效优势。本文针对下垂控制面临的电源间环流和调节能力矛盾，提出包含环流抑制控制器与电压扩展补偿控制器的创新控制策略，优化电流分配并动态调整电压，增强系统稳定性。
环流抑制基于有效电阻估计优化电源电流分配，无需直接电压测量；电压扩展控制动态补偿电压降。该策略适配多种系统拓扑，支持源负载即插即用，迭代协调控制保证系统稳定，显著提升性能。
基于5总线70V硬件原型测试，环流抑制准确度逾99.5%，电压偏差控制在5%容差内，多场景实验包括储能充放电及拓扑变更验证策略适用性。贡献在于拓扑无关的高性能协同控制，提高微电网稳定性与灵活性。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11006892
📖 第7篇
📌 基于空调的电网平衡硬件在环实验测试平台
A Hardware-in-the-Loop Experimental Testbed Using Air Conditioners for Grid Balancing
作者：Oluwagbemileke E. Oyefeso，Drew A. Geller，Ioannis M. Granitsas，Duncan S. Callaway，Johanna L. Mathieu
为应对可再生能源发电间歇性，负荷控制技术被广泛关注。本文开发一套创新硬件在环实验测试平台，利用20个物理样板房窗式空调与数千虚拟空调联动，实现大规模负荷协调，真实反映住宅热力学特性和运行环境。
引入扩展的等效热参数模型捕捉空调关键特性与冷却滞后，开环验证显示与德克萨斯奥斯汀47户真实功率特征高度吻合。实施三种负荷控制算法，验证控制效果及稳定性。
实验表明，控制器跟踪性能优异，归一化均方根误差低于5%，并在高延迟与丢包条件下仍保持PJM性能评分>0.85，确保电网频率调节可靠性。研究突破现场季节限制，结合软硬件平台为负荷调节策略优化提供实用验证环境。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11023557
📖 第8篇
📌 基于光流去噪扩散变压器的气象信息负荷场景生成方法
Weather-Informed Load Scenario Generation Based on Optical Flow Denoising Diffusion Transformer
作者：Tiechui Yao，Chunyu Liu，Yishen Wang，Fei Zhou，Xi Chen，Bo Chai，Wensi Zhang，Zihao Wan
针对配电网资源推断及优化挑战，本文提出融合光流去噪扩散变压器的负荷场景生成方法，通过整合气象信息和历史负荷数据，实现负荷场景的精准建模和多样化高效生成，显著提升负荷场景真实性和时空依赖捕捉能力。
构建端到端深度学习框架，综合处理温度、湿度、风速等气象因素与历史负荷模式，通过去噪扩散过程逐步从随机噪声合成符合统计和物理一致性的负荷场景，确保模型生成稳定性与物理合理性。
经过多指标对比，生成场景准确反映气象条件下负荷变化规律，成功捕捉极端气候影响，提升负荷预测精度与调度可靠性。研究成果为电力系统运营商优化资源配置、分布式能源管理及应对气候挑战提供重要技术支持。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11022736
📖 第9篇
📌 谐振接地中压电网高阻故障的统一故障线路检测标准与高速保护方案
Unified Faulty Feeder Detection Criteria and High-Speed Protection Scheme for High Impedance Faults in Resonant Grounding MV Networks
作者：Zhihua Yin，Zhinong Wei，Guoqiang Sun，Sheng Chen，Haixiang Zang
高阻抗故障(HIF)检测是谐振接地中压配电网安全核心。文章基于HIF等效电路微分方程，分析了暂态及稳态零序电流的幅值和极性演变，揭示过阻尼与欠阻尼故障下零序电流一致演变规律，为统一故障检测标准提供理论基础。
创新提出基于高维空间正交参考向量的新型高速保护方案，实现对零序电流信号的独立处理，显著减少通信量，提升检测速度。理论证实故障线路暂态零序电流幅值显著高于健全线路且极性相反，标准具有广泛适用性。
主动配电网模型和现场多条件测试验证方案准确性。采用分布式并行计算减少通信负担，简化算法降低硬件需求。现场实测确认强噪声环境下快速可靠识别所有接地故障，综合性能优异，具有极高工程推广价值。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11036833
📖 第10篇
📌 蜂窝运营商储能系统在智能电网频率调节中的战略应用
Strategic Utilization of Cellular Operator Energy Storage for Smart Grid Frequency Regulation
作者：Narges Gholipoor，Farid Hamzeh Aghdam，Mehdi Rasti，Hosein Zarini
本研究探讨蜂窝基站储能系统参与电网频率调节的战略，基于超可靠低延迟通信(URLLC)需求，构建联合资源分配框架，实现储能容量动态调配，满足通信质量的同时支持电网频率稳定，提升储能系统经济性和可持续管理方案。
构建考虑电池老化与循环约束的优化模型，最大化蜂窝网络整体收益，包括通信总和速率及频率调节收入。仿真结果显示，适当放宽可靠性和延迟指标，如将可靠性由99.999999%调至99.999%，延迟由0.5ms增加至3ms，使得1500基站网络功率补偿能力达13.5兆瓦。
该创新方法为可再生能源高渗透导致的惯性下降问题提供有效解决思路，利用分布式基站储能作为迅速响应的虚拟电厂，助力电网频率调节。此研究不仅验证通信基础设施的电网服务可行性，也为智能电网的灵活高效发展奠定理论与实践基础，实现通信与电力系统的双赢。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11049663
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