2022年05月14日上午8:30-12:00及下午14:30-17:30,SGO Lab课题组曾令康、王钦、熊永新、周建宇、闫林芳5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、中国地质大学(武汉)张传科教授担任委员,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、陈霞副教授出席本次答辩。RD1智能电网组、RD2综合能源组、RD3储能组和RD5氢能组成员也积极参与旁听了本次答辩。

曾令康在做答辩陈述
在上午场,第一位答辩人是曾令康,答辩博士论文题目为《基于强化学习的复杂电力系统安全评估与稳定控制》。主要内容如下:(1)针对序列攻击下的复杂电力系统静态安全评估问题,提出了基于深度强化学习算法的电力系统韧性评估方法,通过决策导致系统网架崩溃的最短攻击序列,评估不同运行工况下的电力系统韧性;建立了充分考虑发电机特性及有功传输损耗的连锁故障模型,以提升评估结果的准确性;提出了改进优先经验回放机制以加速智能体训练的收敛速度。不同规模电力系统的仿真结果验证了所提方法的有效性。(2)针对严重故障下的复杂电力系统动态安全评估问题,提出了考虑暂态稳定约束的基于强化学习的薄弱线路评估方法,利用智能体训练过程搜索导致电力系统暂态失稳的严重故障,设计了基于失稳故障集与强化学习Q值表的线路薄弱度指标,引入双Q学习与优先经验回放机制提升评估结果的稳定性。不同规模电力系统仿真结果表明,所提方法能筛选出考虑暂稳约束的薄弱线路,并节省暂态仿真计算量。(3)针对严重故障导致复杂电力系统暂态功角失稳的问题,提出了融合知识与深度强化学习的紧急控制措施智能决策方法,设计了线性决策空间,以避免控制对象过多时出现“维数爆炸”的问题;提出了通过动作屏蔽的方式将知识规则作用于智能体决策的知识融合框架,以提升决策效率;设计了复合策略神经网络提取电力系统多源异构状态特征以提升决策质量。仿真结果验证了所提方法的有效性。(4)针对运行工况变化与通信时滞削弱电力系统区域间低频振荡阻尼的问题,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,通过智能体网络参数的在线更新适应运行工况的变化,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时滞,提出了协调柔性直流输电系统逆变器有功与无功信号的双环附加阻尼控制结构。仿真与硬件在环实验结果验证了所提控制的有效性与实时性。

熊永新在做答辩陈述
然后是熊永新,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
最后是王钦,答辩博士论文题目为《装配直流优化器的大规模光伏电站经济性评估与并网稳定分析及控制》。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。

周建宇在做答辩陈述
在下午场,第一位答辩人是周建宇,答辩博士论文题目是《独立电力系统中分布式储能协同控制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电流分配。(2)提出了应对通信时延的改进型分布协同控制策略,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协同控制策略,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分布式储能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,结合分布协同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。

闫林芳在做答辩陈述
下午场的第二位答辩人是闫林芳,答辩博士论文题目是《基于深度强化学习的电动汽车充放电控制及住宅能量管理策略》,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。

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的建议,逐一进行回复。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,并建议授予曾令康、熊永新、王钦、周建宇、闫林芳同学工学博士学位。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。

(图/石重托、董天翔)