2021年5月22日14:00-18:00，SGO Lab课题组甘伟、曹帅、石梦璇3位同学在华中科技大学电气大楼A818会议室顺利完成了博士学位论文答辩。学位答辩委员会由林涛教授担任主席，张凯教授、王波教授、张传科教授、方家琨教授担任委员。艾小猛副教授担任秘书。另外，程时杰院士也出席了本次答辩。

首先是甘伟进行答辩，博士论文题目是《计及新能源汽车接入的综合能源系统协同规划》，主要内容如下：（1）针对以交通系统、配电系统互联为主的综合能源系统，构建了基于混合整数二阶锥规划的交通-配电系统协同规划模型，提出了面向隐私保护、基于拉格朗日松弛的交通-配电系统协同规划分散决策方法，实现了交通、配电系统的隐私保护，提升了协同规划的求解速度。（2）针对交通-配电系统易受自然灾害影响的情况，提出了应对不确定灾害的交通-配电系统三层鲁棒协同规划模型，确保了最恶劣场景下的切负荷量不超过限定值，结合Benders分解和列约束生成算法，提出了适用于内层含整数变量的三层鲁棒优化模型的求解算法。（3）针对以交通、配电、氢气系统互联为主的综合能源系统，提出了基于多场景随机规划的交通-配电-氢气系统协同规划方法，计及不同典型日下的交通负荷差异与光伏发电特征，利用了交通-配电-氢气网络的多网协同效应，发挥了光伏发电与电解制氢的多能互补优势，基于Benders分解提出使用多场景问题的求解算法。（4）针对以交通、配电、天然气系统互联为主的综合能源系统，提出了集能量转换、存储、充电、加气于一体的混合能源站概念设计及其能量流建模方法，提出考虑了可再生能源不确定性、基于交通-配电-天然气多网协同的混合能源站鲁棒规划模型，提出了基于多层列生成的求解算法并引入加速策略提升了计算性能。

甘伟博士在做答辩陈述

然后是曹帅进行答辩，博士论文题目是《风电柔性直流并网系统故障穿越及暂态能量转移与耗散研究》，主要内容如下：（1）分析了风电柔直并网系统的基本工作原理，推导了其运行控制策略，介绍了两种典型的双端风电柔直并网系统拓扑及控制策略。（2）分别针对半桥型、混合型双端风电柔直并网系统，研究了其交、直流故障的等效电路，分析了不同拓扑在不同故障期间的暂态充放电特性。对比分析了上述两种统的暂态能量转移特性，揭示了故障期间“风电场-换流站-直流系统”的交互机制和系统暂态能量转移机理，为系统的交直流故障穿越及暂态能量耗散策略提供了理论依据。（3）针对双端风电柔直并网系统，分析了应用于系统交直流故障穿越的耗能装置典型拓扑和运行原理，对不同耗能装置进行了分类。在归纳常规耗能装置的基础上，提出了一种用于MMC-HVDC风电并网系统的柔性耗能装置拓扑（FB-DBS）。在分析FB-DBS工作原理的基础上，提出了FB-DBS的综合控制策略和参数设计。此外，还提出了耗能装置与混合DCCB的协调配合方法和系统的交直流故障穿越控制策略。该耗能装置无需通信系统，可实现柔性接入，耗散能量可控，投入过程中电流及电压变化率较小，有效降低了系统穿越交直流故障穿越期间对环境的电磁干扰，实现故障期间平滑接入的同时保证了换流器的安全运行。（4）针对四端风电柔直并网系统的直流故障问题，研究了混合型MMC端口直流电压电流及直流调制比演变过程，得到了直流调制比对故障电流上升的影响关系。进而提出了一种具备故障识别能力的自动限流耗散策略，策略能够主动识别直流故障并迅速降低直流调制比，从而抑制故障电流，大幅降低故障期间直流电抗器的储能。此外，分析了加入限流耗散措施后的暂态能量转移变化规律。（5）针对四端风电柔直并网系统的交流故障问题，分析了不同位置、不同性质交流故障下定直流电压站的直流电压和子模块电容电压变化特征，总结了不同位置交流故障的暂态潮流变化规律，得到了交流故障应对的最大允许反应时间。在此基础上定义了潮流转移熵，基于潮流转移熵对不同交流故障的敏感性，提出了基于潮流转移熵的异地交流故障定位与故障性质识别方法，并设计了暂态能量耗散与风电场功率协调控制策略，使系统能够自动应对任何受端发生瞬时性或永久性交流故障，故障期间实现无闭锁持续运行。

曹帅博士在做答辩陈述

最后是石梦璇进行答辩，博士论文题目是《基于多智能体一致性算法的微电网协同控制策略研究》，主要内容如下：（1）针对光-储直流微网，提出了基于一阶一致性算法的储能分布式控制，利用相邻储能之间的通讯，调节系统平均母线电压达到额定值，并实现储能之间的输出功率按荷电状态（State of Charge，SoC）成比例分配。所提控制策略适用于具有不同额定功率的分布式储能，可在储能功率接近上限时自动进行功率限幅。此外，结合储能电池的SoC限制，设计了光伏、储能与可控负载之间的协同控制方案。（2）通讯时延会使传统直流微网电压控制出现稳态误差，甚至引起系统失稳。为克服此问题，提出了基于比例-积分（PI）一致性算法的优化控制策略，将平均母线电压恢复和储能功率的比例分配转变为一个带约束的优化问题。通过稳态分析，证明了所提控制策略的稳态运行点不受时延影响；在此基础上，提出了针对传输变量的散射变换，进一步提高系统在时延下的稳定性。通过Lyapunov直接法和无源性理论，分析了散射变换对时延系统稳定性的改善作用。（3）在PI一致性优化控制的基础上，提出了基于采样数据的直流微网事件触发控制，仅在满足预设的事件触发条件（Event-Triggered Condition，ETC）时，才触发通讯并更新控制信号，有效节约了系统的通讯和计算资源，能够在有限通讯带宽下实现平均母线电压恢复和DG输出功率的比例分配。每个DG仅有一个集成的ETC，简化了控制器结构。利用Lyapunov-Krasovskii泛函方法，给出了所提事件触发控制渐近稳定的充分条件。（4）针对传统交流微网的分布式控制受控制器初值和时延等干扰的影响产生稳态误差的问题。提出了基于PI一致性算法的分布式电压控制和频率控制，分别实现电压/频率的恢复和DG之间的无功/有功功率分配；稳态分析证明了控制算法在具有初值和时延等干扰的情况下，具有较高的控制精度。基于所提PI一致性控制，建立了详细的交流微网小信号模型，分析了控制参数对系统稳定性的影响。（5）针对交流微网中面临的网络攻击问题，构建了集成化的分布式控制结构，能够利用最少的信息交换，恢复系统频率和电压到额定值，同时实现有功和无功功率的比例分配。基于此集成化控制结构，提出了分布式的弹性频率控制和弹性电压控制，能够在传感器和执行器遭受网络攻击时，保证系统稳定运行和DG之间的有效协同控制。采用小信号稳定性分析以及H∞输出反馈控制保证了控制系统的稳定性及L2增益有界性。

石梦璇博士在做答辩陈述

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，并建议授予甘伟、曹帅、石梦璇同学工学博士学位。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，本次博士学位答辩取得圆满结束。

博士答辩合影