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欢迎阅读IEEE Transactions on Power Systems期刊2025年issue4文章推送（第3期/共6期）。本期推送共包含11篇研究论文，聚焦于可再生能源集成、电力系统稳定性与韧性、配电网规划优化、电动汽车协调控制以及综合能源系统等前沿领域，涵盖了数据驱动建模、多能流协同、弹性控制等关键技术方向。
本期目录
📖 第1篇：面向特征值的数据驱动直流微电网小信号稳定性评估
📖 第2篇：大型风电场模型降阶：一种数据驱动方法
📖 第3篇：配电网中开关与联络线的最优规划：实用MILP模型与快速启发式方法的性能对比
📖 第4篇：分布式光伏系统点对点持股策略：缓解能源贫困的创新路径
📖 第5篇：考虑多阶段电-水故障传播的城市电网韧性评估
📖 第6篇：满足能力曲线要求的多同步发电机与分布式能源电力系统弹性分布式控制
📖 第7篇：面向可再生能源富集区域拥堵管理的相移变压器选型与实施：克罗地亚电网案例研究
📖 第8篇：综合能源系统状态估计：动因、进展与未来展望
📖 第9篇：面向抗野火的弹性自主动配电网：基于双滚动时域框架的研究
📖 第10篇：面向电动汽车协调的两阶段输配电系统运营商服务提供框架
📖 第11篇：基于多项式混沌展开的输配电网协调成本代理模型研究
📖 第1篇
📌 面向特征值的数据驱动直流微电网小信号稳定性评估
Eigenvalue-Oriented Data-Driven Small-Signal Stability Assessment for DC Microgrids
作者：Ruilong Deng，Qiliang Jiang，Xu Zhou，Yuhong Wang，Mingyang Sun
随着可再生能源分布式能源资源的广泛部署，直流微电网的稳定性问题日益重要。本文提出了新颖的面向特征值的小信号稳定性评估方法KoopENR，通过测量变流器接口数据，实现了直流微电网的小信号建模和稳定性评估。主要贡献包括：1）提出联邦Koopman网络，利用联邦学习算法映射多场景直流微电网到高维线性空间，建立黑盒小信号模型；2）提出改进的弹性网络回归算法NeuENR，用于系统矩阵A_sys识别；3）定义了考虑测量误差的小信号稳定性准则和稳定裕度。
创新性地将Koopman理论融入神经网络，通过联邦学习训练获得通用测量函数g(·)，将非线性直流微电网映射到线性空间，保留系统全局动态特性。相较传统黑盒神经网络建模，该方法具备预测功能和物理意义。
在CloudPSS仿真平台上针对孤岛和并网运行的直流微电网开展案例研究。结果显示，该方法在不同运行条件下均表现优异。通过调整可再生能源比例R和串联光伏阵列数量Ncs验证了评估能力。特别地，能够有效量化系统稳定裕度，随着渗透率提升稳定裕度下降，孤岛运行下下降速度更快，体现了系统随机性。该方案无需系统参数即可精确建模，具备良好可解释性，适用于拓扑灵活、运行多变的现代直流微电网。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=10818416
📖 第2篇
📌 大型风电场模型降阶：一种数据驱动方法
Model Order Reduction of Large-Scale Wind Farms: A Data-Driven Approach
作者：Zilong Gong，Junyu Mao，Adrià Junyent-Ferré，Giordano Scarciotti
风电场规模日益扩大，涉及数千微分方程，导致计算复杂度高，仿真耗时长。本文提出创新的数据驱动模型降阶方法，突破传统方法对完整系统矩阵依赖，基于时域测量数据构建降阶模型，提升效率。
该方法优势体现在：完全依赖测量数据，无需高阶模型知识；算法计算复杂度低，构建速度快数百倍；实现双向矩匹配，插值点数量加倍，精度提升一倍。
在包含200台风机与IEEE 14总线系统的联合模型上验证。通过伯德图、特征值等多角度对比，降阶模型保持主要动态特性，仿真时间从796秒减少至1.5秒，效率提升超500倍，最大动态响应误差不超1.3%，快速收敛。方法鲁棒且适用工程实践，为实时仿真与控制设计提供强支持。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=10804098
📖 第3篇
📌 配电网中开关与联络线的最优规划：实用MILP模型与快速启发式方法的性能对比
Optimal Switch and Tie Line Planning in Distribution Networks: Benchmarking a Practical MILP Model With a Fast Heuristic Approach
作者：Mohammad Jooshaki，Sahand Karimi-Arpanahi，R. John Millar，Jaakko Anttila，Matti Lehtonen，Mahmud Fotuhi-Firuzabad
配电网开关与联络线最优布局是保障系统可靠性和经济性的核心问题。本文提出高效且精确的MILP模型，避免传统模型的过度简化，整合五项关键实践特征，包括完整拓扑、开关类型多样、联络线故障与投资成本建模，提升建模精度。
该模型通过预处理识别所有供电恢复方案，准确量化故障隔离与负荷恢复的可靠性指标。与工业级快速启发式算法对比，MILP在千节点网络仅需约51秒求解，能降低总成本2.38%-7%。
54节点案例显示，忽略联络线建设会导致SAIDI恶化约40%，忽视联络线故障则使可靠性评估偏乐观。该模型兼顾实践性与计算效率，为行业提供理论最优参考，支持投资与供电可靠性平衡优化。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=10798576
📖 第4篇
📌 分布式光伏系统点对点持股策略：缓解能源贫困的创新路径
Peer-to-Peer Shareholding Strategy for Distributed Photovoltaic Systems to Curb Energy Poverty
作者：Jieyu Lei，Shibin Gao，Xiaoguang Wei，Tao Huang，Mohammad Shahidehpour，Javier Contreras，Qichao Tang
针对全球能源贫困，本文创新提出基于公平持股机制的硬件共享模型，构建含持股服务商、信息服务平台和本地市场协调器的三层架构，将光伏装机容量转化为可交易股份，实现居民用户持股获用电容量的权益。
设计协同优化模型，取平衡能源效益与经济收益的双重激励机制：鼓励积极使用光伏容量分红，惩罚未充分利用罚款，并支持动态持股调整，防止投机行为，提升资源利用率。
基于IEEE 33节点系统仿真，光伏整体利用率提升15%，居民日均能源成本下降40%。该模式突破资金壁垒，特别惠及低收入家庭。持股策略赋予用户更高自主性，降低输配电损耗，提升电网效率，商业模式持续稳定。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=10767741
📖 第5篇
📌 考虑多阶段电-水故障传播的城市电网韧性评估
Resilience Assessment of Urban Power Network Considering Multi-Stage Electrical-Water Fault Propagation
作者：Qingxin Shi，Yilu Yan，Wenxia Liu，Bo Zeng，Zhuning Wang，Fangxing Li
城市多电压等级电网支持关键基础设施，尤其供水管网，但其对极端天气和人为攻击的脆弱性突出。本文首次提出了三阶段电-水故障传播综合模型，涵盖电-水耦合、水力降阶及用户供水模型，精确量化电网故障对供水功能影响。
针对水网节点数庞大问题，设计维度缩减方法，简化拓扑及能量流计算。基于模型提出两种城市电网韧性评估指标，将电力与水需求统一转换为等效用户数，确保评估直观有效。
通过简化的真实城市电网与供水网典型故障场景验证，模型准确识别关键组件，为长期加固与灾后成熟决策提供支持。创新点包括故障传播精确量化、大规模水网建模简化及跨基础设施韧性指标创新，具备理论与应用价值。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=10673794
📖 第6篇
📌 满足能力曲线要求的多同步发电机与分布式能源电力系统弹性分布式控制
Resilient Distributed Control for Power Systems With Multiple Synchronous Generators and DERs Satisfying Capability Curve Requirements
作者：Theodoros E. Kavvathas，George C. Konstantopoulos
现代电力系统向多同步发电机（SGs）和逆变接口分布式能源（DERs）混合架构转型，带来控制挑战。本文提出创新的弹性分布式控制器（RDC），确保控制输入满足复杂的能力曲线约束，同时保障系统频率恢复与功率分配。
采用非线性系统不变集理论（Nagumo定理）首次构建有界分布式积分控制框架，控制器无需饱和单元即可满足复杂约束，实现严格闭环稳定性。具备连续时间动力学，不需修改结构应对通信丢失及攻击。
在Typhoon HIL实时系统上开展极端场景测试，包括负荷变化、设定点攻击与测量故障。与传统积分控制对比，结果显示该控制器在各种异常下均稳定运行，严格满足全部发电单元能力曲线约束，凸显工程实用价值。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=10777567
📖 第7篇
📌 面向可再生能源富集区域拥堵管理的相移变压器选型与实施：克罗地亚电网案例研究
Sizing and Implementation of Phase-Shifting Transformer for Congestion Management in Renewable-Rich Regions: A Case Study of the Croatian Power Grid
作者：Ivana Hrgović，Ivica Pavić
针对可再生能源带来的输电拥堵，本文提出基于交流潮流计算的相移变压器（PST）选型与配置方法，综合考虑系统需求、空间限制及经济因素，确保在正常与N-1工况下缓解线路过载。
创新点包括首次纳入变电站空间限制考量，采用详细交流潮流模型替代简化模型。以克罗地亚南部达尔马提亚地区为例，方案选用150MVA对称单芯正交设计，调角范围±30°。
仿真结果显示PST在正常及多种N-1故障下有效缓解拥堵，极端400kV故障工况下通过调整PST角度完全消除过载。相较新建输电线，PST方案实施周期短（2-3年）、成本效益高，助力绿色能源扩展。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=10829665
📖 第8篇
📌 综合能源系统状态估计：动因、进展与未来展望
State Estimation for Integrated Energy Systems: Motivations, Advances, and Future Work
作者：Junbo Zhao，Ankur Srivastava，Ye Guo，Dragan Ćetenović，Yuzhang Lin，Victor Levi，Guanxiong Yin，Manyun Huang，Tingting Zhang，Zhigang Li，Yanbo Chen，Antonio G. Exposito，Wen Zhang，Weiye Zheng，Saikat Chakrabarti，Yang Li，Ankush Sharma，Innocent Kamwa，Qinglai Guo，Vladimir Terzija，Lamine Mili
本文总结IEEE综合能源系统状态估计组三年成果，探讨多能协同运行的定义、建模、状态估计技术及未来方向。综合能源系统涵盖电力、供热、天然气系统协同，提高能源效率与系统韧性。
建模包括电力系统交流功率方程，供热系统稳态与动态模型，天然气系统气流模型。提出能量电路方法，将复杂偏微分方程转为代数方程，大幅提升计算效率。
状态估计核心面临多时间尺度、物理异质性和采样率差异，开发集中式与分布式估计方法，后者基于交替方向乘子法保护隐私并提升精度。工业园区及市域系统验证，误差低且动态跟踪准确。未来重点包括测量布局、通信升级及跨系统集成技术。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=10818643
📖 第9篇
📌 面向抗野火的弹性自主动配电网：基于双滚动时域框架的研究
Towards Resilient Self-Proactive Distribution Grids Against Wildfires: A Dual Rolling Horizon-Based Framework
作者：Ahmed A. Shalaby，Hussein Abdeltawab，Yasser Abdel-Rady I. Mohamed
面对野火威胁，本文提出基于双滚动时域优化（DRHO）的智能韧性控制器（SRC），动态监测野火时空特性，实现火情到达前自动纠正，优化网络重构及分布式能源调度，减少负荷削减与运行成本。
SRC结合基于LSTM的双滚动时域技术，实现预测时域与不确定性自适应控制。具备火情前故障隔离和网络重构功能。优化模型采用混合整数非线性规划，涵盖动态潮流约束及主从MDER控制。
基于真实野火数据，在IEEE测试系统验证方法鲁棒性。与单滚动时域优化相比计算时间减少约68.5%，能有效降低停电风险，提升电网韧性，适用于实际工程应用。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=10787395
📖 第10篇
📌 面向电动汽车协调的两阶段输配电系统运营商服务提供框架
Two-Stage TSO-DSO Services Provision Framework for Electric Vehicle Coordination
作者：Yi Wang，Dawei Qiu，Fei Teng，Goran Strbac
针对电动汽车（EV）在高可再生能源系统中对频率支持带来的配电网电压安全问题，本文提出两阶段TSO-DSO服务协调框架，实现频率储备计划及实时调度电压支持的协同优化。
第二阶段采用分散式运行范式，引入通信高效强化学习算法，减少大规模多智能体训练的通信负担。将实时协调建模为部分可观测马尔可夫博弈，首次引入惰性聚合策略梯度（LAPG）概念。
在多个输电配电网络组合的案例研究中验证，框架有效协调多EV同时提供频率与电压支持，保持系统频率安全和电压稳定。通信开销显著降低且控制性能卓越，为未来新能源电力系统电动汽车协同优化提供关键技术。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=10772481
📖 第11篇
📌 基于多项式混沌展开的输配电网协调成本代理模型研究
A Cost Surrogate Model for TSO-DSO Coordination Based on Polynomial Chaos Expansion
作者：Wei Dai，Dewen Li，Hui Liu，Yuelin Liu
配电网聚合灵活性成本的准确评价对于输配电网协调至关重要。本文提出基于多项式混沌展开（PCE）的成本代理模型，精确描述交换功率与配电网运行成本之间的非线性关系，避免传统多段线性近似弊端。
通过ACOPF模型及拉丁超立方采样生成样本集，用最小二乘回归计算PCE系数，构建解析成本表达式。模型降低协调运行求解复杂度，避免整数变量引入，适合高维问题处理。
在IEEE 30节点输电网与两个IEEE 33节点配电网组成的测试系统验证。成本绝对误差仅4.16×10⁻⁵美元，显著优于解析与数据驱动方法，协调优化耗时79.42秒，较其他算法节省超过80%时间，兼顾精度与效率，助力新能源系统优化运行。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=10976416
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