2022年04月7日8:30-12:00以及14:00-17:30,SGO Lab课题组周博、周建宇、闫林芳、倪斌业4位同学在华中科技大学新电气大楼A620会议室顺利完成了博士学位论文预答辩。答辩委员会由林涛教授担任主席,苗世洪教授、石东源教授、王丹教授、方家琨教授担任委员,何维讲师担任秘书。另外,艾小猛副教授、陈霞副教授、向往教授出席本次答辩。RD2综合能源组、RD3储能组、RD4直流组和RD5氢能组成员也积极参与旁听了本次预答辩。
首先是周博,博士论文题目是《连续时间优化理论在电力系统灵活运行中的应用研究》,主要内容如下:(1)提出了提升电力系统运行灵活性的连续时间调度优化方法,揭示并激活利用连续时间调度优化中的潜在灵活性,算例验证了所提方法能够充分实现连续时间调度优化的预见性所带来的经济效益,且有助于改善未来高比例可再生能源和高灵活性需求电力系统的运行。(2) 提出了计及超分辨率风电不确定性的连续时间鲁棒机组,以保证系统时段内运行安全,算例验证了所提方法能够显著提高调度方案应对时段内出力变化的鲁棒性。(3)提出了计及气电多能存储增强灵活性的连续时间机组组合,建立偏微分方程约束优化问题并求解,算例验证了所提模型的正确性,且气电多能存储能够提高能源利用效率,降低运行成本。(4)提出了基于储能权共享的混合离散/连续时间灵活性交易,设计了灵活性包作为交易产品,建立了混合离散/连续时间双层优化作为交易机制,算例验证了所提方法可以辨识出更多供电短缺风险,大幅增加储能电站收益,显著降低可再生能源电站供电短缺风险。

周博在做答辩陈述
然后是周建宇,博士论文题目是《独立电力系统中分布式储能分散自治与聚合表征方法研究》,主要内容如下:(1)提出了适用于多类型分布式储能的分散控制策略,在快速补偿系统不平衡功率的同时实现了分布式储能间的动态功率分配。(2)提出了应对通信时延的改进型分布自治控制策略,实现了通信时延下的精准全局电压调控和分布式储能间出力分配。(3)提出了应对信息攻击的弹性分布自治控制策略,削弱了攻击向量的稳态影响。(4)提出了分布式状态观测器并基于此实现对聚合模型参数的动态估计,设计了基于神经动力学的分布式优化算法实现了系统优化问题的拆分求解,结合分布自治控制策略用于频率支撑和储能间出力分配,实现了系统的分层协同运行。

周建宇在做答辩陈述
接下来是闫林芳,博士论文题目是《基于深度强化学习的车网协同控制及能量管理策略研究》,主要内容如下:(1)针对EV接入住宅后的影响分析,考虑EV时空分布特性构建了充电负荷曲线生成模型,定量分析了EV接入后的影响,论证了EV参与智能控制的必要性与可行性。(2)针对配网内单个EV的充放电控制,对EV用户动态行为进行了定性描述与定量分析,提出了一种基于单智能体DRL算法的控制策略,实现了在降低充电成本的同时缓解用户的综合焦虑。(3)针对配网内EV集群的协调充放电控制,提出了一种基于多智能体DRL的协调控制策略,具有良好的可扩展性,实现了在满足用户能量需求,降低用户充电成本的同时避免配网变压器过载并保护用户的隐私信息。(4)针对含多类型负荷住宅集群的能量管理,提出了一种基于多智能体DRL算法的能量管理策略,能够输出多维多类型控制决策,实现了住宅内各类电力负荷的实时控制,在兼顾变压器容量分配公平性的同时有效降低变压器过载。(5)针对含光伏储能的社区市场能量交易及管理,提出了一种基于层级式DRL的能量交易动态定价及实时能量管理策略,实现了在线生成内部交易电价和住宅群能量管理决策。

闫林芳在做答辩陈述
下午上场的是倪斌业,博士论文题目是《基于半桥型MMC的柔性直流电网故障电流抑制技术研究》,主要内容如下:(1)提出了一种重合闸型机械式直流断路器,可利用电容器之间的充放电获得重合闸能力。分析了该直流断路器的拓扑结构与工作原理,研究了其内部元件的参数设计方法,并基于张北工程的技术要求设计了典型参数,最后在恒定直流电压源和四端直流电网中进行多重工况的仿真测试,验证了其各项功能。(2)提出了基于桥臂电压紧急降压控制的半桥型MMC主动限流控制技术,论证了半桥型MMC具备抑制故障电流的控制能力。研究了半桥型MMC主动限流控制技术的原理以及其与DCCB的协调策略。分析并推导了限流控制作用下故障电流的计算方程,证明了控制延时减小可增强故障电流抑制效果。最后在基于半桥型MMC的四端直流电网中进行了仿真验证,仿真结果表明:桥臂电压紧急降压控制使得DCCB的开断电流降低了39.94%,避雷器耗散能量减小了60.16%,并且适用于高阻性故障。(3)提出了基于二阶段限流的半桥型MMC主动限流控制技术,优化了换流器故障初期的限流效果。研究了桥臂电压调制方案的改进方式,分析了二阶段限流控制的结构与基本原理。推导了半桥型MMC的直流故障电流与桥臂电流的计算方程,并进一步推导与验证了二阶段限流控制作用下的故障电流的计算方程。最后在基于半桥型MMC的四端直流电网中进行了仿真对比,仿真结果表明:二阶段限流控制使得DCCB的开断电流降低了46.49%,避雷器耗散能量减小了67.93%。(4)提出了一种基于无切换动态限幅的半桥型MMC主动限流控制技术,实现主动限流控制的故障后无延时启动。研究了半桥型MMC无切换动态限幅控制的工作原理及其与DCCB的协调策略,推导并验证了无切换动态限幅控制下换流器的故障电流方程,证明了限流控制器参数的增加有利于故障电流抑制,研究了动态限幅控制器参数的选取方案。最后在四端柔性直流电网中对无切换动态限幅控制进行仿真验证,仿真结果表明:无切换动态限幅控制使得DCCB的开断电流降低了55.53%,避雷器耗散能量减小了78.34%;并且其不会在非故障扰动下误触发,也不会影响故障检测的准确性。(5)提出了一种适用于强交流系统场景的全桥-半桥子模块交流侧串联异构型换流器。研究了半桥型MMC抑制强交流系统馈入电流的方法,分析了全桥-半桥子模块交流侧串联异构型换流器的拓扑结构与控制策略,研究了该拓扑的关键元件的参数设计方法并给出了一个参数设计实例。在两端直流系统中通过稳态与暂态仿真,验证了该换流器拓扑抑制直流故障电流与交流故障电流的功能。最后与典型MMC拓扑进行了对比,证明该换流器拓扑技术性能优于半桥型MMC,经济性方面优于混合型MMC。

倪斌业在做答辩陈述
各位同学在预答辩陈述完成后,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,经导师批准后再行送审。最后经过答辩委员会讨论和无记名投票表决,一致同意通过论文预答辩。本次博士学位预答辩取得圆满结束。