2021年5月21日9:00-12:00,SGO Lab课题组代骄阳、贺永杰、李振兴3位同学在华中科技大学电气大楼A518会议室顺利完成了硕士学位论文答辩。学位答辩委员会由王少荣教授担任主席,娄素华教授、姚伟教授担任委员,彭小圣副教授担任秘书。另外,陈霞副教授出席本次答辩。RD3储能组和RD4直流组成员也积极参与旁听了本次答辩。
首先是代骄阳,硕士论文题目是《混合储能型虚拟同步发电机系统功率分配策略及稳定性研究》,主要内容如下:(1)调研并总结了混合储能型虚拟同步发电技术功率分配策略及稳定性分析的研究现状。阐述了传统微电网的经典结构,并基于同步发电机的动态方程,在微电网中建立了混合储能型虚拟同步发电机的模型。在PSCAD/EMTDC中搭建仿真模型,结果表明虚拟同步发电机控制策略相比于传统的下垂控制策略具有更强的频率支撑效果。同时,针对混合储能型虚拟同步发电机系统的功率源,提出了虚拟阻容下垂控制策略,该功率分配策略不需要滤波器等额外元件便可实现功率分配。仿真结果验证了所提控制策略的有效性。(2)建立了混合储能单元和同步发电机的联系。通过设计虚拟阻容下垂系数,使得超级电容器模拟同步机中的转子,而电池模拟同步机中的原动机。在实现功率分配的基础上,各储能单元具有更加明确的物理意义。进一步地,针对混合储能型虚拟同步发电机系统参与微电网的一次调频和惯性支撑的目的,对储能单元的容量配置方法进行总结。(3)建立了所研究微电网系统的完整状态空间模型,求解系统的特征值验证了系统的小信号稳定性。同时,分析了系统特征值随系统关键参数的变化情况,绘制相应的根轨迹并指导系统部分关键参数的设计。仿真结果验证了小信号分析的正确性。

代骄阳硕士在做答辩陈述
接着是贺永杰,硕士论文题目是《混合级联型高压直流输电系统小信号稳定性研究》,主要内容如下:(1)提出了一种LCC的改进动态相量模型。克服了已有文献中基于准稳态假设,对于换相过程中阀电流的变化进行线性近似,在模型中引入误差的缺点,考虑了换相过程中阀电流的实际正弦变化规律,提高了模型精度,并在后续内容中应用于混合级联型高压直流输电系统的小信号建模。(2)推导了LCC的接口等值电路和考虑内部动态特性的MMC的接口等值电路,提出了一种基于LCC和MMC的接口等值电路的混合级联型高压直流输电系统的小信号建模方法。(3)建立了LCC-MMCB混合级联型高压直流输电系统的小信号模型,通过PSCAD/EMTDC时域仿真,验证了所建立的系统的小信号模型的准确性,基于所建立的系统的小信号模型,分析了MMCB两种有功功率类控制目标组合——主从控制和均一控制对系统的小信号稳定性的影响。

贺永杰硕士在做答辩陈述
最后是李振兴,硕士论文题目是《基于可再生能源的混合热电站关键技术研究》,主要内容如下:(1)针对已有研究在静态能量流动分析或单个系统元件动态特性的局限性,分析了系统各个部分的机理及动态特性,建立了相应的动态数学模型,构建了混合热-电站整体仿真平台。(2)针对混合热-电站的控制问题,提出了一种双层热电协调控制方法。第一层控制采用分布式控制策略,实现系统不平衡功率在电储能和热储能间分配,并维持总线电压和复合储能的荷电状态在一定范围内。第二层主要控制热能流的流动,满足供热和电制热的需求,维持站内热力循环部分的正常运行。为了应对风电间歇性引起的能量短缺,补充完善了极端条件下的控制策略。仿真结果证明了所提协调控制策略能够有效应对混合热-电站所面临的多种工作场景。(3)提出了一种基于可再生能源的混合热-电站系统的综合优化方案。在已形成的混合热-电站整体框架基础上,构建了以建设投资、运行成本、售出能源收益等多方面综合的经济成本为目标函数,考虑混合热-电站系统日运行模拟、内部多种设备配置及运行规则等约束条件的热-电站整体优化模型。基于仿真算例对比分析了三种运行策略下的系统综合优化结果,验证了所提优化方案的有效性。

李振兴硕士在做答辩陈述
各位同学在答辩陈述完成后,针对答辩委员会各位老师提出的问题,逐一进行回复,并接受建议在会后对论文进行进一步校对、修改。最后经过答辩委员会讨论和无记名投票表决,一致同意通过论文答辩,并建议授予代骄阳、贺永杰、李振兴工学硕士学位。最后,几位同学各自对自己的研究生生活进行总结,表达了对SGO Lab课题组老师、同学们几年来帮助的感谢,本次硕士学位答辩取得圆满结束。

硕士答辩合影