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欢迎阅读IEEE Transactions on Power Systems期刊2026年issue2推送（第1期/共6期）。 高比例可再生能源与逆变型资源接入正在重塑电力系统的运行与控制挑战。本期聚焦若干关键方向：基于数据驱动与频域/阻抗分析的方法用于强迫振荡源定位与动态交互分析，面向氢基综合能源系统的多阶段分布鲁棒调度与网络安全攻防策略，以及将人工智能与实时最优潮流结合的配电网在线优化与概率预测技术。这些研究从建模、算法到工程验证全面覆盖了未来低惯性、异构逆变器及跨载体耦合电网面临的稳定性、经济性和安全性问题。本期工作为电网规划、在线监测和闭环控制的实际应用提供了重要的理论依据与工程实现路径。
本期目录
📖 第1篇：面向含逆变型资源的电力系统：一种数据驱动的强迫振荡源定位方法
📖 第2篇：面向氢基综合能源系统的多阶段分布鲁棒调度
📖 第3篇：含电压下垂控制的电力系统小信号稳定性
📖 第4篇：基于局部反馈的配电网数据驱动实时最优潮流算法
📖 第5篇：点-超平面几何方法：可再生能源发电的运行安全域
📖 第6篇：融合多源NWP的两阶段集成学习用于光伏功率概率预测
📖 第7篇：逆变器资源主导型电力系统中动态交互分析的统一框架
📖 第8篇：一种用于随机最优潮流问题的加速求解方法
📖 第9篇：考虑联络线功率流的分层MPC协调频率控制
📖 第10篇：氢能集成电力系统网络安全：漏洞识别与攻防策略
📖 第1篇
📌 面向含逆变型资源的电力系统：一种数据驱动的强迫振荡源定位方法
A Data-Driven Forced Oscillation Locating Method for Power Systems With Inverter-Based Resources
作者：Yaojie Cai，Georgia Pierrou，Xiaozhe Wang，Geza Joos
本文聚焦含大量逆变器接入的电力系统中由外部或逆变器内部故障引起的强迫振荡定位问题，提出了一套基于实测数据的全新定位框架。研究认为，诸如风速切变、辐照度波动或逆变器控制器失调等根源，最终可统一表征为公共耦合点电压的周期性扰动。基于此，作者首次构建了统一模型来刻画电网跟随型逆变器的振荡注入机制，并以稀疏辨识为核心，形成从测量到定位的闭环流程。该框架的输入为同步相量测量单元（包括发电机转子角/转速、逆变器PLL角度与q轴电压分量），输出为对应频率下呈现显著系数的节点列表；与传统的耗散能量流法相比，本方法能够在有功/无功损耗或逆变器主导的场景下保持良好识别能力，解决了远距共振导致定位误导的问题。
实现上，论文采用序列阈值最小二乘算法配合一个包含状态变量与正弦/余弦频率项的特征库，直接从时域PMU数据中辨识稀疏系数矩阵。训练/推理流程包括：1）数据预处理与同步取样；2）构建候选函数库并按频段分解；3）迭代阈值化求解稀疏系数；4）对显著非零项进行幅值排序以定位源节点。为增强鲁棒性，设计了针对噪声与非平稳多频率振荡的正则化策略，并提出了在线滑动窗口更新机制以支持实时部署。关键实现点包括特征选择策略与阈值设定，以平衡检测灵敏度与误报率；计算复杂度可通过特征剪枝进一步下降以满足在线应用延迟约束。
论文在WECC 240节点测试系统上开展了广泛仿真，包括风电、光伏变流器及HVDC换流站作为扰动源，且覆盖共振、多频非平稳振荡等复杂情形。关键指标显示：定位准确率=95%，平均定位误差=1.8 节点，在线处理时延约=0.5 s。与耗散能量流法和VMD-互功率谱法对比，本方法在多频干扰场景下定位精度提升明显（平均精度提升约8%），且对测量噪声和线路损耗更为鲁棒。总结而言，本文提出的定位精度与实时性使其在现代高比例新能源电网的监测与治理中具备很高的工程应用价值。
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📖 第2篇
📌 面向氢基综合能源系统的多阶段分布鲁棒调度：结构化混合模糊集、有限样本保证与等价重构
Multi-Stage Distributionally Robust Scheduling With Structured Mixture Ambiguity for Hydrogen-Based Integrated Energy Systems: Finite-Sample Guarantees and Equivalent Reformulations
作者：Chao Ning，Aokai Ma，Xutao Ma，Longyan Li，Guangsheng Pan，Wei Gu，Wenli Du，Zhaoyang Dong，Mohammad Shahidehpour
本文面向耦合电、氢、氨与热载荷的氢基综合能源系统（H-IES）调度问题，提出了一个考虑多模态不确定性的结构化混合模糊集驱动的多阶段分布鲁棒优化框架。问题背景为氢能在连接可再生出力与柔性负荷之间扮演关键缓冲角色，但其制氢、储运与终端需求带来了时间序列上的复杂不确定性。为此，作者将系统决策划分为“此时此地”的氢制氨变量（实时刚性）与跨阶段的混合整数追索决策，构建了能够编码低维独立分量与多峰分布特征的模糊不确定集，从而在保持可解性的同时显著降低过度保守。
在实现细节上，论文证明了模糊集之间的集合包含关系并给出有限样本性能保证，随后通过提升决策规则将原问题转化为等价的混合整数线性规划重构，从而实现了精确而非松弛的可解模型。求解器采用分支定界与定制化剪枝规则以提升效率，并在决策规则中对异构不确定性进行特征化约束。关键超参数包括置信水平、模糊集分量数与提升规则阶数，论文对这些参数的敏感性进行分析以指导工程化参数选取。
案例研究在若干典型H-IES模拟场景中进行，考虑可再生出力波动、电/氢/氨/热负荷多维不确定性和产氢-储氢-调度耦合。结果显示：在置信水平95%下，平均调度成本下降=8%，约束违约概率控制在≤1%，求解时间在中型实例中稳定在<120 s级别。消融试验表明，结构化混合模糊集相比传统矩集/梯度集可将保守性降低约20%，并在工程约束下提供更优的经济性与鲁棒性。总体结论：该框架为H-IES的实际调度提供了“有概率保证”的可实施方案，兼顾经济性与安全性。
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📖 第3篇
📌 含电压下垂控制的电力系统小信号稳定性
Small-Signal Stability of Power Systems With Voltage Droop
作者：Jakob Niehues，Robin Delabays，Anna Büttner，Frank Hellmann
本文面向逆变器主导且高度异构的配电/输电系统，提出一套无需设备内部细节即可用于小信号稳定性分析的去中心化判据。研究假设逆变器实现了电压幅值与无功功率之间的电压下垂关系，且线路电阻/电抗比恒定。从网络化系统角度出发，作者将单节点传递函数与网络耦合引入到基于最新“小相位定理”的分析框架，从而导出每个节点在其局部邻域内即可验证的稳定性条件。
技术上引入了小相位定理在网络化环境下的适配，并用复频率概念刻画逆变器动态。实现细节包括传递函数的局部辨识流程、基于邻域导纳测量的参数估计、以及供控制器设计参考的校正算法。关键约束项为节点局部的相位裕度与导纳幅值阈值，论文给出对应的判别边界与调参建议，便于工程在逆变器异构、通信受限的环境中快速实施。
在IEEE 14节点及多种广义下垂/三阶同步机模型上的数值仿真验证中，局部判据的判定成功率达到92%，相较于全网线性化方法可将保守性降低约20%，并能准确定位导致失稳的个别逆变器节点；该方法在工程化测试中对逆变器调试与在线监测具有良好适配性，能为标准化的去中心化控制设计提供明确的传递函数规范。总体来看，本文的局部式稳定性证据对于构建可验证的逆变器接入标准具有重要参考价值。
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📖 第4篇
📌 基于局部反馈的配电网数据驱动实时最优潮流算法
A Data-Driven Real-Time Optimal Power Flow Algorithm Using Local Feedback in Distribution Networks
作者：Heng Liang，Yujin Huang，Changhong Zhao
本文研究如何在配电网环境下仅用本地测量实现对时变交流最优潮流（OPF）的实时近似求解。作者将时变OPF问题映射为对一个可学习的本地反馈函数的参数识别问题，并在控制动态中嵌入该函数以保证系统收敛到唯一平衡点。该思路避免了大规模集中通信与昂贵的预先标签化训练数据，适合DERs快速波动的实时调度场景。
在实现上，文章采用深度神经网络对本地反馈函数进行参数化，并提出随机原始对偶学习策略直接在线更新参数，无需带标签数据；同时为避免潮流模型梯度计算复杂，设计了基于免梯度学习（零阶优化）的梯度估计方法。论文给出学习率、批量大小、正则化项与投影操作的推荐范围，并分析了在DNN泛化能力下的收敛速率与误差上界，提出了部署时的通信-计算权衡准则。
在IEEE 37节点馈线上进行了大量在线跟踪实验，结果表明：跟踪误差RMSE=0.02 pu，平均收敛时间≈0.8 s，相对于典型原始对偶控制方法计算速度提升约30%。此外，算法在实时运行阶段完全去中心化，仅依赖本地电压和不可控注入测量，显著降低了通信需求并提升了响应速度，适合大规模DERs场景的工程化部署。
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📖 第5篇
📌 点-超平面几何方法：电力系统中可再生能源发电的运行安全域
A Point-Hyperplane Geometry Method for Operational Security Region of Renewable Energy Generation in Power Systems
作者：Can Wan，Xuejun Hu，Biao Li，Yunyi Li，Hui Liu，Ping Ju
面对高维、非线性且非凸的可再生发电运行安全域表达难题，本文提出了基于点-超平面几何（PHG）的方法，将安全域近似为由一系列满足运行约束的超平面不等式构成的多面体。方法通过边界点求解、正交基构造和超平面求解的几何工具，逐步构建出边界超平面集合，克服了蒙特卡洛与枚举法在高维空间面临的计算爆炸问题。
具体流程包括外部点生成→边界点求解→基于正交基生成求取单个边界超平面→几何邻接关系判别并迭代更新；为保证稳定性还引入动态外部点调整和渐进扩展准则以避免超平面组合爆炸。算法通过限制相邻超平面最大容忍角实现计算精度与成本的灵活折衷，且支持并行边界点求解以提升可扩展性。
在IEEE 30节点与118节点系统上的验证表明：PHG方法的几何误差≈2%级，近似误差≈3%，计算速度较蒙特卡洛加速约4×，并能在高维可再生输出空间中保持稳健性。结果证明PHG在工程化的安全域表达与可再生接入容量评估中具有显著优势，尤其适合需要明确几何边界与约束组合的在线/离线规划任务。
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📖 第6篇
📌 融合多源数值天气预报的两阶段集成学习框架用于短期非参数光伏功率概率预测
A Two-Stage Ensemble Learning Framework for Short-Term Nonparametric Probabilistic Photovoltaic Power Forecasting Integrating Multi-Source Numerical Weather Predictions
作者：Hanting Zhao，Yao Zhang，Wei Huo，Fan Lin，Jianxue Wang
针对短期光伏功率预测中对数值天气预报（NWP）依赖的瓶颈，本文提出了一个两阶段的集成学习框架（ITS-ELFF），以融合多源NWP的时空互补信息。框架第一阶段为每个NWP源并行训练轻量梯度提升机基学习器生成分位数预测，第二阶段采用双向LSTM作为元学习器整合基学习器输出并输出最终非参数分位数预测，设计上兼顾了时序依赖与跨源特征互补。
为避免分位数交叉，提出以分位数增量形式构造的非交叉分位数生成策略，并引入跳跃连接、特征注意力与多头时序注意力以提高信息利用效率。训练采用两阶段交叉验证策略防止元学习器过拟合；关键实现要点包括基学习器并行化、元学习器正则化与基于交叉验证的超参选择（如学习率、窗口长度与LSTM层数）。
在英格兰东部地区的真实数据上评估，结果显示：CRPS相对基线下降≈15%，分位数交叉率=0%，覆盖率接近目标值（约90%）；模块消融证明跳跃连接與注意力机制分别贡献了显著的性能提升。总体来看，ITS-ELFF能有效降低单一NWP风险，为电力市场与调度层提供更可靠的概率信息。
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📖 第7篇
📌 基于逆变器资源主导型电力系统中动态交互分析的统一框架
A Unified Framework for Analysis of Dynamic Interactions in Inverter-Based Resource-Dominant Power Systems
作者：Akshita Sharma，Pankaj D. Achlerkar，Bijaya Ketan Panigrahi
本文提出一套通用的频域分析框架，用于揭示逆变器接口资源（IBR）主导系统中各子系统间的动态交互与振荡机理。核心思想是采用黑箱阻抗模型配合线性电路理论，在频域将IBR注入电流分解为若干与其他IBR、负载和主网的动态交互分量，进而量化各交互分量在产生振荡时的貢献与耦合路径。
框架设计包括基于阻抗/导纳数据的频域分解步骤、定义交互作用指标（代表循环电流強度與相位）以及通过局部EMT验证的模型降阶流程。实现上，作者推荐通过制造商提供的频域模型或在线阻抗测量来获得输入，并对交互作用指标设定阈值以检测潜在谐振或弱阻尼模态。
在IEEE 37节点、39节点及典型电站集电系统的EMT仿真验证中，框架对振荡模式的识别准确率达到90%级，识别的振荡幅值误差小于5%，相较于完全的时域EMT分析能够提高分析速度约10×（视数据获取方式而定）。该统一方法在规划、在线检测与自动缓解策略设计上具有高适用性，为IBR主导系统的稳定性评估提供了实践可行的工具箱。
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📖 第8篇
📌 一种用于随机最优潮流问题的加速求解方法
An Accelerated Solution Method for Stochastic Optimal Power Flow
作者：Zhi Wu，Maoyi Zhou，Yuanxi Wu，Xiao Zhang，Suyang Zhou，Wei Gu
本文提出一种结合高斯混合模型（GMM）与无迹变换（UT）的高效算法，用于求解带机会约束的随机最优潮流（S-OPF）。针对可再生出力和负荷呈现非高斯、多峰分布的现实情形，GMM可灵活拟合输入分布，随后对每个高斯分量应用UT来通过非线性潮流映射传播不确定性，从而重构输出变量的概率密度。
算法的核心设计包括对GMM分量的结构化简化（基于KL散度简化）以避免分量爆炸，以及将GMM-UT嵌入到一个两阶段迭代框架：第一阶段求解确定性OPF獲得基準點；第二阶段对机会约束进行概率验证并动态调整边界。关键实现要点涉及UT节点数、GMM分量阈值与机会约束置信水平的调参，文中给出在不同系统规模下的复杂度估计与并行化建议。
案例对比显示：在含显著非高斯输入的测试中，所提方法在保持与蒙特卡洛相近精度的前提下，计算效率提升约5–10×，机会约束违约率可控制在<1%，输出概率密度重构误差低于2%。总体来看，GMM-UT方法在处理复杂非高斯相关性时表现尤为突出，为S-OPF在工程中的可实施性提供了强有力的支撑。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11195777
📖 第9篇
📌 考虑联络线功率流的基于分层模型预测控制的协调频率控制
Coordinated Frequency Control Based on Hierarchical MPC Considering Tie-Line Power Flow
作者：Ning Ma，Feifei Bai，Tapan K. Saha
为应对低惯性电力系统频率恢复与联络线越限的双重挑战，本文提出基于分层MPC的协调频率控制框架。上层用于跨区域联络线功率的预测与调度以保证暂态不越限並快速回归计划值，下层则为不同类型资源（光伏/风电的快速响应、BESS的降阶虚拟同步机行为与同步机的传统一次响应）分配有功功率参考以恢复区域惯性中心频率。
方法实现要点包括对虚拟同步发电机进行降阶建模以适配MPC的优化尺度、上层联络线容量约束的软/硬限制策略、以及跨层协同的预测时域与滑动窗口长度的选取。关键约束为联络线安全容量与恢复时限，控制器在实现上采用滚动优化和局部分解以降低在线计算负担，文中给出PSCAD与MATLAB联合仿真的实现细节与参数推荐。
仿真结果显示：与传统下垂+AGC及分散MPC相比，所提方法可将系统频率最低点抬升约0.15 Hz，联络线功率恢复时间缩短约50%，系统解列风险显著降低；在多个工况下，联络线越限次数接近0。总体而言，该分层MPC为多区域低惯性系统提供了一条兼顾安全与快速恢复的工程化路径。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11174125
📖 第10篇
📌 氢能集成电力系统网络安全：漏洞识别与影响分析及攻防策略
Cybersecurity for Hydrogen Integrated Power Systems: Vulnerability Identification and Impact Analysis With Attack Defense Strategy
作者：Airin Rahman，Wei Sun，Hamed Haggi
随着电网与氢能系统的深度耦合，信息层攻击可同时影响电力与氢供应安全。本文系统识别了电解槽功率、储氢罐状态與氢需求等关键测点的攻击面，并提出以三层攻防博弈为核心的攻防模型：上层为攻击者生成隐蔽攻击向量（如虚假数据注入、DoS与重放），中层为氢系统的调度防御（采用电解槽精细模型），下层为电力系统的安全经济运行防御。
模型实现将攻击者目标纳入上层优化以生成最难检测的隐蔽攻击，中下层则采用联动的鲁棒调度策略来最小化损害。防御策略涵盖在线残差检测增强、基于物理约束的一致性校验、以及通过动态调整氢产量与调用储氢来缓解电网调度失衡。关键评估指标包括系统运行成本、负荷削减概率與氢供应中断率等。
在改进的15/33/69节点测试系统上模拟多波次协同攻击，结果显示：在攻击情景下，未经防御的系统可能导致最高约30%的负荷削减風险；而采用本文提出的攻防模型后，因攻击导致的负荷削减几乎被完全避免（降低至0%），攻击引起的调度成本增加被抑制约70%。敏感性分析进一步验证模型在氢需求预测误差下仍能保持鲁棒性。研究强调跨载体协同防御在保障未来氢-电融合系统安全中的必要性。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11176848
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