智能电网运行与控制课题组
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2022年SGO Lab博士学位预答辩(一)

作者:周泓宇;审核:SGO宣传部 ;发布:SGO宣传部-冯宇昂发表时间:2022-04-11本文访问量:

2022年04月05日上午8:00-12:00及下午14:00-18:00,SGO Lab课题组曾令康、孙焜、熊永新、王钦、乐零陵、黄莹6位同学在华中科技大学新电气大楼A818会议室顺利完成了博士学位论文预答辩。学位答辩委员会由武汉大学林涛教授担任主席,武汉大学王波教授、华中科技大学苗世洪教授、石东源教授、王丹教授担任委员,魏繁荣讲师担任秘书。另外,文劲宇教授、姚伟教授、方家琨教授出席本次答辩。RD1智能电网组、RD2综合能源组及RD5氢能组成员也积极参与旁听了本次预答辩。

曾令康在做答辩陈述

在上午场,第一位答辩人是曾令康,预答辩博士论文题目为《基于强化学习的信息物理融合电力系统安全智能评估与控制》。主要内容如下:(1)提出了考虑暂态稳定约束的基于双Q强化学习的薄弱线路评估方法。该方法通过强化学习不断更新Q值表,能筛选出导致系统暂态失稳的关键故障。基于Q值表与关键故障集,评估线路薄弱程度。仿真结果表明,双Q学习评估结果的稳定性优于Q学习,且相比故障遍历方法能节省约70%的暂态仿真计算,极大地减少了电网运行人员制定紧急控制措施的工作量。(2)提出了融合知识-深度强化学习的紧急切机措施离线预决策框架。所提框架将知识规则以无效动作屏蔽方式融入决策过程,利用复合图卷积网络提取电力系统电压、拓扑和功角等多源异构特征。仿真结果表明,知识规则融合与电压拓扑特征融合分别提高了智能体决策成功率约30%15%,同时提升了决策质量与决策效率,加快训练过程的收敛速度。(3)提出了基于多层级actor-critic强化学习的自适应广域阻尼控制器。设计了基于Pade近似变换的自适应时滞补偿器补偿随机通信延迟,通过actor-critic强化学习网络参数的在线调整适应不同运行工况。仿真结果表明,所提WADC可在不同运行工况和随机时滞下维持较好的低频振荡抑制能力。(4)提出了基于双深度Q网络的电力系统韧性评估方法。该方法采用改进优先经验回放机制训练智能体,通过决策能导致电力系统网架崩溃的线路攻击最短序列,评估电力系统在当前运行方式下的韧性。仿真结果表明,相比查表式Q学习,所提评估方法得到的系统韧性更准确。改进的优先经验回放机制不仅能加速智能体训练的收敛速度,还能使韧性评估结果更稳定。

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孙焜在做答辩陈述

然后是孙焜,预答辩博士论文题目为《风电并网系统的宽频带振荡特性与暂态稳定性分析》。主要内容如下:(1)基于SISO等效序阻抗模型,深入研究了直驱风场经柔直并网系统的中频振荡机理及特性,主要源于直流电压环影响,提出了基于虚拟阻抗的振荡抑制策略,能有效抑制直驱风场经柔直并网系统的中频振荡。(2)基于简化等效电路模型,深入研究了双馈风场经柔直并网系统中的次同步振荡机理及特性,主要源于低风速时负转子滑差。(3)深入研究了双馈风场与本地电网共同经柔直并网系统中的中频振荡机理,主要源于定功率控制柔直送端站影响,并分别研究了柔直送端站、本地电网、双馈风场参数对振荡特性影响。(4)基于行波法的故障信息获取,提出一种两阶段同时控制方法,能够提升虚拟同步控制风场暂态功角稳定的同时,实现故障中限流及故障切线后电压恢复。进一步验证了该方法在不对称故障及两机并联系统中的应用。(5)建立了双环反馈控制的虚拟同步控制风场,对不同工况、故障电压跌落程度下的可行参数域进行了分析,通过可行参数域的曲线拟合,提出了基于无功电流反馈控制的自适应双环反馈控制,同时实现暂态功角稳定、电流限制及并网标准的无功电流需求。

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熊永新在做答辩陈述

最后是熊永新,预答辩博士论文题目为《远海风电经多端柔直并网系统主动频率支撑控制》。主要内容如下:(1)针对远海风电经多端柔直并网系统,建立了动态仿真模型及实时仿真模型,并对风电机组控制、换流站控制及海陆间通讯延时等主要频率支撑因素进行了分析。(2)针对海上风电场和柔直系统在主动频率支撑过程中的协调问题,提出一种远海风电经多端柔直并网系统有通讯两级主动频率支撑控制策略,协调海上风电场和多端柔直系统提供主动频率支撑,并有效抑制二次频率跌落。(3)针对海陆通讯延时对海上风电场主动频率支撑效果造成的影响,提出无通讯协调控制及转速平滑恢复策略,海上风电机组采用渐近式控制策略恢复其转子转速,以减少二次频率跌落。(4)针对受地理分布及尾流效应影响,海上风电场内各风机运行状态不同,所具备的调频能力大小不一的问题,提出一种基于主从一致性算法的远海风电经多端柔直并网系统无通讯分布式主动频率支撑控制策略,可最大化发挥海上风电场整体调频能力。(5)针对海上风电场经过多端柔直系统接入到多个非同步电网,交流系统间可互为频率支撑,提出一种无通讯协同支撑及主动功率限制控制策略,保证无扰动交流系统频率安全的同时,向故障交流系统提供尽可能多的频率支撑功率。

王钦在做答辩陈述

在下午场,第一位答辩人是王钦,预答辩博士论文题目为《大规模光伏电站并网运行优化分析与控制方法研究》。主要内容如下:(1)针对大规模光伏电站长期产能经济性评估问题,提出了计及DCO分布式结构在内的典型结构光伏电站静态出力模型与运行经济性评估方法。分析表明,装配面板级DCO的串联分布式结构为大规模光伏电站并网运行经济最优的结构布局。(2)针对装配面板级DCO的大规模分布式光伏电站并网运行动态建模问题,提出了基于矩阵变量的分布式光伏并网系统矢量建模方法,可高效模拟大规模分布式光伏电站内部数以千计的PV-DCO单元详细的动态运行特性。(3)针对装配面板级DCO的大规模分布式光伏电站并网运行的小扰动稳定性问题,综合考虑各类可能的影响因素,分析得出了主导该系统小扰动稳定性的关键因素,进而归纳总结出大规模光伏电站的参数优化设计导则与并网安稳运行相关建议。(4)针对装配面板级DCO的大规模分布式光伏电站在严重失配大扰动下的暂态稳定问题,揭示了分布式光伏发电系统的受迫平衡稳定机理,提出了DCO拓扑结构和控制器结构的改进设计方案,可提高分布式光伏电站的暂态稳定性。(5)针对大规模光伏电站对并网交流系统的主动支撑问题,提出了基于DCO的无通讯分散式主动频率支撑控制策略,可根据电网频率波动自适应地调整各光伏发电单元有功出力,使得光伏单元具备惯性响应和一次调频能力。

乐零陵在做答辩陈述

然后是乐零陵,预答辩博士论文题目为《计及温控负荷灵活性的含新能源电力及综合能源系统优化调度研究》。主要内容如下:(1)研究了计及定频空调负荷多功能需求响应的数据驱动随机机组组合。定频空调负荷需求响应的引入能够从缓解系统峰谷差和增加系统备用容量两个角度提高系统的灵活爬坡能力,所提出的求解方法实现了模型计算性能的提升。(2)研究了计及多冷水机组暖通空调负荷聚合需求响应的连续时间随机双层调度。提出的聚合方法实现了所有负荷的一致性信号调度以达到响应效果。应用连续时间建模方法不仅可以更好地描述风电的强波动性。(3)研究了计及气/电切换制热负荷聚合需求响应的气电综合能源系统随机双层调度。所提聚合模型能够在保证响应误差小于0.01%的情况下减少94.14%的计算时间。基于FlexGas技术的气/电切换制热负荷需求响应可以提升综合能源系统中的经济效益。(4)研究了计及综合需求响应的气电综合能源系统连续时空优化调度方法。连续时空天然气网络动态能流模型具有合理性,结合温控负荷综合需求响应能够有效提升系统运行的灵活性和经济性。

黄莹在做答辩陈述

最后是黄莹,预答辩博士论文题目为《全纯嵌入理论在高比例新能源电力系统潮流计算中的应用研究》。主要内容如下:(1)在输电网层面,提出了计及VSC控制特性的交直流输电网全纯嵌入潮流计算方法,算例分析验证了所提非迭代型潮流算法的准确性、有效性和通用性。(2)在输配网层面,提出了计及输配交互特性的输配网全局潮流分布式全纯嵌入算法,算例分析验证了所提分布式算法能有效避免统一求解法存在的数值问题以及传统主从分裂法在配电网DG和回路增多时收敛性下降的问题,相较于主从分裂法,其时间成本节约近70%。(3)在微电网层面,提出了计及下垂控制特性的孤岛交直流混合微电网全纯嵌入潮流计算方法,算例分析验证了所提潮流算法的准确性、适用性,同时验证了所提递归型算法不依赖于初值的收敛可靠性以及计算高效性。(4)在孤岛微电网下垂控制的基础上,提出了计及分级控制特性的孤岛微电网全纯嵌入潮流计算方法,算例分析验证了所提潮流算法能灵活适应于不同的负荷类型、网架结构、系统规模以及节点类型,并验证了该算法在计算效率、鲁棒性等方面的性能优势。

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各位同学在答辩陈述完成后,针对答辩委员会各位老师从论文题目、目录、章节设置、语言语义、技术特点、论文格式等多个方面提出的问题的建议,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,一致同意通过博士论文预答辩,本次博士学位预答辩取得圆满结束。

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