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欢迎阅读IEEE Transactions on Power Delivery期刊2026年issue1推送（第3期/共4期）。本期推送共包含10篇研究论文简介，内容聚焦于高比例可再生能源电力系统的前沿挑战与创新解决方案，主要研究领域涵盖风电场与直流微电网的故障保护与消弧技术、高压直流输电系统的稳定性与惯性支撑、电力电子换流器的高效仿真建模、输电线路的热分析与机械振动预测，以及人工智能在功率预测和智能巡检中的应用。以上研究为提升可再生能源并网后电网的可靠性、仿真效率与巡检智能化提供了理论依据与工程工具。
本期目录
📖 第1篇：基于柔性电压源接地的大规模风电场集电线路主动消弧技术
📖 第2篇：基于有限初始样本的广义神经网络在直流微电网故障定位中的应用
📖 第3篇：考虑通信延迟的水电集成长距离MMC-HVDC系统电网惯性支撑研究
📖 第4篇：电磁暂态仿真中保持谐波特性的换流器平均值模型
📖 第5篇：考虑分布式热对流的水平单相气体绝缘输电线路快速温升评估建模
📖 第6篇：LCC-HVDC系统中可再生能源-火电打捆外送的多模式次同步交互作用分析
📖 第7篇：基于优化的风电与光伏聚合容量估计及馈线功率预测方法
📖 第8篇：提升并网光伏系统性能：应对非线性负载挑战
📖 第9篇：基于视角与属性的自监督条件生成对抗网络用于少样本螺栓缺陷图像生成与分类
📖 第10篇：配备阻尼环的输电导线风致振动预测方法研究
📖 第1篇
📌 基于柔性电压源接地的大规模风电场集电线路主动消弧技术
Flexible Voltage Source Grounding Based Active Arc Suppression Technique for Large-Scale Wind Farm Considering All Collector Lines
作者：Kun Yu，Chuxiang Wu，Xiangjun Zeng，Shijie Xu，Libin Yang
本文针对海量并网风电场中常见的集电线路单相接地故障提出整体解决方案，研究目标是实现故障点电压的迅速钳位与电弧的可靠熄灭。系统框架以风电场中性点并联一个可控设备为核心，输入为各集电线路与风电机组的输出电流、线路参数与故障点位置，输出为中性点注入的控制电压与消弧动作逻辑。关键思想在于建立复合序网模型并计算风电场的正序等效电位，通过并联的可控电压源主动调节中性点，使故障相电压被钳位到零，从而实现电弧快速熄灭。
在实现细节方面，研究先推导故障与非故障线路的等效序网，并建立风电机组输出对残余电流贡献的数学表达。控制器实时计算风电场的正序等效电位并通过可控电压源注入对应的中性点零序电压以钳位故障点电压；算法包括搜索与最小二乘估计步骤，仿真中采用闭环反馈保证鲁棒性。关键实现要点涉及在线等效电位估计、中性点电压注入速率与对线路阻抗压降的补偿策略，控制器需满足较短的响应时延与稳定性约束。
在仿真实验与对比测试中，作者将所提方法与传统消弧线圈与电流补偿方法比较，结果显示：在多种故障电阻与故障点位置下，所提方法能将故障相电压在更短时间内降至零，故障残余电流显著低于电弧重燃门槛，体现为暂态过程更短和残余电流抑制。仿真指标包括故障相电压峰值、消弧时间和残余电流幅值；总结出该方案在不改变系统线电压的前提下，能维持风电机组运行并显著提升故障处置能力，适用于中大型风电场工程化部署。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11185183
📖 第2篇
📌 基于有限初始样本的广义神经网络在直流微电网故障定位中的应用
Generalized Neural Network to Locate Fault in DC Microgrid Using Limited Initial Samples
作者：Sunil Kumar Maurya，Abheejeet Mohapatra，Ankush Sharma
本文面向直流微电网故障后的快速定位问题，目标是在极短时间窗内利用极少初始采样实现高精度故障位置估计，适用于含光伏与储能的DC配电场景。总体方案为本地测量驱动的离线定位流程：采集母线电压、线路电流及其派生特征，构建以单时刻采样为一训练样本的广义神经网络训练框架，使得每个采样时刻被视为独立故障案例，显著放大训练集规模并降低对连续时间序列的依赖，从而适配仅有2或4个初始样本的快速估计需求。
实现细节包括特征工程与模型设计：将母线电压、线路电流及导出特征归一化后输入DNN，训练采用均方误差损失并加入鲁棒正则化以抵抗噪声；关键超参数包括采样周期60µs、估计窗口为2或4个样本（分别对应120µs和240µs），优化器选用Adam，学习率与批量尺寸通过交叉验证确定。推理时对多个采样时刻的预测取平均以提高精度，且模型部署考虑典型微控制器的存储与计算限制以保证可行性。
在400V直流微电网的实时数字仿真平台上进行全面测试，包含并网/孤岛模式、环网/放射网拓扑、极对地/极对极故障及含噪声信号等场景。关键结果显示，当仅使用2个初始样本时，定位RMSE可低至0.015；使用4个样本时RMSE约为0.030，决定系数接近1。该方法无需额外通信或测量硬件，且在微控制器上内存与计算量评估表明具备嵌入式部署潜力，适合快速自主恢复与局部隔离后的故障定位任务，显著提升直流微电网的应急响应能力。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11313665
📖 第3篇
📌 考虑通信延迟的水电集成长距离MMC-HVDC系统电网惯性支撑研究
Grid Inertia Support of Long-Distance MMC-HVDC System Integrating Hydropower Considering Communication Delay
作者：Junjie Lin，Wang Xiang，Haobo Zhang，Zhu Guo，Weihuang Huang，Jinyu Wen
本文聚焦于将大规模水电通过长距离MMC-HVDC输送时对受端电网提供惯性支撑的能力研究，特别考虑通信延迟与MMC电容器能量限制对虚拟惯性的影响。研究首先构建包含通信延迟的频率响应模型，分析发送端水电集成与MMC协同工作的时变虚拟惯性特性，指出通信延迟会使发送端输出与受端频率响应不同步，从而降低支撑效果。
针对上述问题，提出用于发送端MMC的惯性增强控制策略，该策略基于混合同步控制，通过调节水电机组与MMC电容器间的相角差以最大化转子与电容能量的协同支撑能力。实现细节包括动态功率分配规则、延迟补偿器与带宽调节机制；关键实现参数与约束为MMC电容能量上限、通信延迟建模与控制器带宽，仿真中采用分段常数近似来处理时变惯性并以多项式等价技术简化频域延迟表示。
通过两端MMC-HVDC系统的仿真验证，结果表明所提控制策略在相同扰动下能明显改善受端电网的最低频点与频率变化率极值，且相比传统下垂或PI控制具有更优的频率稳定性与振荡抑制能力。研究同时给出将时变虚拟惯性分段近似为常数的工程化评估方法，便于在不同通信延迟条件下进行稳定性与容量设计。该方法为远距离水电外送场景下提升受端电网频率支撑能力提供了可实施的控制与评估工具。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11316441
📖 第4篇
📌 电磁暂态仿真中保持谐波特性的换流器平均值模型
Harmonic-Preserved Average-Value Model for Converters in Electromagnetic Transient Simulation
作者：Yang Cao，Wei Gu，Mingwang Xu，Fei Zhang，Wei Liu，Suhan Zhang
为在系统级电磁暂态（EMT）仿真中既保证精度又提高效率，本文提出谐波保持型平均值模型（HP-AVM），其核心思想是将传统平均值模型（AVM）与关键谐波分量结合，形成“AVM+谐波”的统一框架，从而在保留开关谐波特性时避免开关函数模型（SFM）的高计算负担。
实现上提出了基于谐波分量的分量解耦策略，针对谐波分量而非全状态变量进行解耦，减少无源元件处一步延迟解耦导致的误差；并提出基于半载波周期（HCP）的占空比预测以适配闭环控制的换流器。模型保留了基频与高频谐波细节，数值实现在每个HCP仅需一次系统矩阵求逆，显著降低计算量，适用于多种换流器拓扑。
仿真及实验验证显示HP-AVM在稳态和暂态故障条件下最大相对误差低于2.5%（暂态）与0.5%（稳态），在计算效率上优于SFM与Ron/Roff模型；因此HP-AVM在系统级高频EMT仿真、实时仿真与硬件在环测试中具备重要实用价值，尤其适合含高比例电力电子设备的现代电力系统分析。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11301653
📖 第5篇
📌 考虑分布式热对流的水平单相气体绝缘输电线路快速温升评估改进集总参数热网络建模
Improved Lumped-Parameter Thermal Network Modeling for Rapid Temperature Rise Evaluation of Horizontal Single-Phase Gas-Insulated Transmission Lines Considering Distributed Thermal Convection
作者：Haiying Gao，Qi Huang，Yuyu Zhu，Ke Li，Haotian Shi，Wenhui Zeng，Lei Chen
本文关注气体绝缘输电线路（GIL）的快速温升评估问题，目标是在保持CFD精度近似的同时大幅提升计算速度以满足工程迭代需求。提出了一种改进的集总参数热网络（LPTN）建模策略，通过将分布式热对流效应与集肤效应等物理量整合为等效传导项，实现对重力与浮力共同作用下气体对流的近似表达。
实现过程基于传热路径分析构建模型框架，并通过时域控制方程推导得到参数化表示。关键实现细节包括对对流参数与集肤效应因子的标定策略、以及用于替代CFD的等效热导率拟合方法。模型同时设计了多参数灵敏度分析模块以量化参考电阻率与导热系数对温升的影响，为工程校准提供依据。
与原型实验与CFD结果对比，在2600A、4400A与5600A三种负载下，LPTN模型稳态温升最大误差低于8.29%，且计算时间约为CFD的1/2000（平均约0.66秒完成一次评估）。因此该模型在工程验证、快速优化与循环校准阶段具有显著的实用价值，可在保证精度的同时极大缩短设计与评估周期。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11282948
📖 第6篇
📌 LCC-HVDC系统中可再生能源-火电打捆外送的多模式次同步交互作用分析
Multi-Mode Sub-Synchronous Interaction Analysis in Renewable-Thermal-Bundled Power Transmission by LCC-HVDC System
作者：Jiaqing Zhang，Chunyi Guo，Jin Zhang
面向通过LCC-HVDC打捆外送可再生能源与火电的系统，本文研究多模式次同步振荡（SSO）的激发与设备间交互机理。研究目标是识别由不同设备（同步发电机、光伏与LCC装置）主导的弱阻尼模式，构建广义线性化模型并从设备视角分解各自的自稳/互稳阻尼路径，以指导控制参数与运行出力的工程调整。
方法上基于运动方程与多设备耦合的广义线性化，量化单设备贡献与多设备耦合效应；对控制器参数（例如PLL带宽）与火电出力比例开展敏感性分析。实现细节包括特征模态分解、阻尼路径分解算法和参数扫描仿真，以便划定稳定区域并识别主导SSO模式。
结果表明在较低火电出力时，系统可能激发由SG、PV或LCC分别主导的多种SSO模式，且对控制器带宽的调整会产生模式间相互干扰：如调整PV或LCC的PLL带宽会同时改善一类模式阻尼而恶化另一类，反映出设备间互稳路径对系统阻尼影响的耦合特性。研究还绘制了不同PLL带宽下火电出力比例的安全稳定区域，为高比例可再生能源接入背景下的控制参数设定与运行策略提供了重要参考。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11218843
📖 第7篇
📌 基于优化的风电与光伏聚合容量估计及馈线功率预测方法
Optimization-Based Method for Aggregate Wind and Solar Capacity Estimation and Feeder Power Prediction
作者：Amir Reza Nikzad，Bala Venkatesh
在分布式能源大规模接入的背景下，配电公司常缺乏单体DER详细信息，本文提出一种序贯优化框架以估算馈线层面的聚合安装容量并实现高精度短期功率预测。整体流程先训练风电与光伏的基础DNN以生成单位化功率曲线，随后结合馈线首端电表数据与气象/时序特征，通过一次优化估算风光的聚合容量，最后利用训练好的聚合负荷模型与实时天气数据进行功率预测。
实现细节包括DNN模型结构与训练、容量估计的约束优化（将馈线电表观测值作为目标约束）、以及聚合负荷模型的天气-时间条件建模。关键超参数涉及DNN层数与正则化、优化问题的目标函数与约束松弛策略，重要实现点为单位化功率曲线生成与首端电表驱动的容量优化。
在真实配电数据上验证显示，聚合容量估计平均准确率达97.45%，馈线功率预测平均准确率为97.29%，平均优化时间仅需数秒，证明该方法在海量DER情形下具备实时运算与部署潜力。该方法相比直接机器学习预测具有更高稳定性和可解释性，便于配电运营在缺乏详细CAN/通信采集时进行动态容量评估与短期调度决策。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11241122
📖 第8篇
📌 提升并网光伏系统性能：应对非线性负载挑战
Performance Enhancement of Grid-Connected Photovoltaic Systems: Addressing Nonlinear Load Challenges
作者：Nirmal Mukundan C M，Ahmed Al-Durra，Mohamed Shawky El-Moursi，Tarek H. M. EL-Fouly
本文面向弱电网下接入并为非线性负载（如电池充电）供电的户用光伏系统，提出一种鲁棒的并网控制策略以提升电能质量与动态响应能力。总体架构以双二阶广义积分器（Dual SOGI）为基石，首先合成平衡的三相电网参考电流以抑制电压测量中的谐波、不平衡与直流偏移，随后结合基于LMS的有功分量提取与PI控制实现有功支撑。
关键实现包括双SOGI的参数设定與滤波器设计以保证在电网畸变下生成稳定参考，采用LMS算法提取负载有功分量并通过PI辅助有功支撑完成响应；此外重点考虑对直流偏移、突变电压幅值与频率波动的鲁棒性设计，且系统无需额外谐波补偿硬件。
实验在存在5.1%电压THD与27.6%负载电流THD的严苛工况下验证，所注入电网电流THD被降低至2.8%，满足IEEE 519标准。系统在直流偏移、相位跳变与辐照度变化下依然能维持MPPT运行并提供稳定支撑，表明该控制策略对连接电动汽车充电桩等非线性负载的户用光伏系统具有明显工程推广价值。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11222957
📖 第9篇
📌 基于视角与属性的自监督条件生成对抗网络用于少样本螺栓缺陷图像生成与分类
Perspective and Attribute-Based Self-Supervised Conditional GAN for Few-Shot Bolt Defect Image Generation and Classification
作者：Ke Zhang，Yangjie Xiao，Jiacun Wang，Xin Sheng，Zhaoye Zheng，Chaojun Shi，Zhenbing Zhao
面向输电线路螺栓缺陷样本稀缺的问题，本文提出名为PAScGAN的自监督条件生成对抗网络，目标是在少样本条件下生成高保真、可控视角與缺陷属性的螺栓图像以用于检测与分类数据增强。整体流程包含视角标签的自动生成、条件化生成器设计與判别器自监督重建任务，输入为少量真实图像与对应属性标签，输出为可直接用于下游分类器训练的合成样本。
技术上引入基于CLIP的自动视角划分器以生成角度标签，将视角与缺陷属性作为生成条件；生成器中加入残差跳跃层激励（ResSLE）以缓解梯度消失；判别器采用U-Net自监督重建判别器（USRD），并设计了针对T型螺栓的形状裁剪（Shape-crop）局部裁剪策略以保留关键局部细节。
在少样本螺栓数据集上的定量评估表明，PAScGAN生成的样本在FID指标上显著优于ACGAN、FastGAN等，并且用于数据增强后，下游分类器（如ViT、ResNet50、VGG16）准确率明显提升，验证了合成数据的实用性。关键数值指标包括显著降低的FID分数、以及分类准确率的提升幅度（实验中提升幅度具有统计显著性），证明该方法可有效缓解巡检场景下的数据稀缺问题。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11217242
📖 第10篇
📌 配备阻尼环的输电导线风致振动预测方法研究
Prediction of Aeolian Vibrations in Conductors Equipped With Bretelles
作者：Shima Zamanian，Sébastien Langlois
本文面向配备Bretelle（阻尼环）的输电导线，提出一种基于直接瞬态分析与能量平衡原理（EBP）的振动预测方法，目标是预测稳态风致振动幅度并为阻尼环设计与参数优化提供工程指导。研究从物理机制出发，将阻尼环的非线性摩擦耗散行为与导线的自阻尼和风输入功率共同纳入能量平衡分析框架。
方法实现包含两部分：首先基于实验弯曲测试开发的松弛导线非线性数值模型，利用Code_Aster进行有限元瞬态仿真以获得阻尼环在不同振幅/频率下的耗散功率曲线；其次将该耗散曲线与文献经验公式估算的风输入功率与导线自阻尼功率代入EBP方程以求解稳态振幅。模型考虑股线间摩擦导致的弯曲滞回特性与线夹振幅变化的频率依赖性。
研究发现阻尼环的耗能效率在28.6 Hz以下随频率提升而增加，但在更高频率上因线夹振幅减小效率下降；基于EBP的预测与IREQ实验线路的现场测量数据对比显示出良好一致性，验证了方法的工程可用性。该方法为无需大量实验即可对阻尼环几何和力学参数进行优化提供了高效途径，从而有助于提高导线服役寿命并减少微动疲劳风险。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11223121
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