编者按 BIANZHEAN
电力系统自动化微信公众号开辟“研途风采”栏目,邀请优秀的硕博士做客微信公众号,分享自己的研学感悟。愿其能成为您漫漫研途上的点点星光,给您带来些许灵感与光亮。本期嘉宾是华中科技大学孟沛彧博士。他将分享自己的科研心得,希望能为有需要的同学们带来一点参考和启发。
研途风采
YANTUFENGCAI
孟沛彧,2019年本科毕业于华中科技大学电气与电子工程学院,2024年博士毕业于华中科技大学电气与电子工程学院,指导教师为文劲宇教授和向往教授,同年入职南方电网电力调度控制中心。主要从事高压直流输电系统的拓扑构建与控制策略设计、可再生能源经高压直流输电系统外送等方面的研究工作,博士在读期间发表SCI/Ei论文十余篇,以第一作者发表IEEE Transactions on Power Systems/Power Delivery 3篇,授权发明专利6项。作为研究骨干/学生负责人参与多项国家自然科学基金、国家重点研发计划和国家电网公司科技项目,以主要完成人获得全国商业科技进步奖一等奖。
首先,让我们通过一段简短的VCR来认识一下今天的主人公。
科研成果简介
我国能源基地与负荷中心逆向分布,采用高压直流输电技术进行大规模可再生能源远距离输送是我国达成“双碳”目标的有效技术手段之一。我所在的思构直流团队自1998年开始直流输电研究,先后承担国家“九五”关键技术与成套装备开发项目子课题,国家重点研发计划、国家自然科学基金重点项目等多项国家级科研项目/课题,在新能源经柔直并网、柔直换流器拓扑、换流器先进控制等方面取得了丰硕的成果,获评2021年中国电机工程学会直流输电与电力电子专委会10周年直流电力突出贡献单位。
在柔直输电换流器拓扑方面,团队提出了全桥-半桥子模块混合型柔直换流器拓扑及无闭锁直流故障穿越控制技术,成功应用于昆柳龙直流输电工程。在柔直输电系统拓扑方面,团队提出了异构串联型柔直输电系统拓扑,应用于白鹤滩送电江苏±800 kV/8000 MW特高压直流输电工程。在海上风电汇集组网送出拓扑方面,团队提出了交直流混合汇集直流组网送出拓扑,于2023年成功获批国家重点研发计划青年科学家项目“大规模海上风电新型汇集组网送出拓扑技术”。在海上风电柔直故障穿越方面,团队提出了柔直输电多自由度控制技术,先后获得两项国家自然科学基金重点项目的支持,通过了动模实验验证,成果可以支持三山岛海上风电多端柔直并网工程,有望取得突破性创新应用。
基于直流团队研究基础,我在博士研究生期间深入研究了可再生能源直流外送系统的拓扑结构和控制策略,发明了大规模陆上风电接入的分层混联柔直输电系统、海上风电多电压等级混合级联直流送出系统、电网换相换流器-二极管整流器(line-commuted converter-diode rectifier,LCC-DR)混合级联送出系统等多种风电柔直并网拓扑,与团队共同建立了面向新型电力系统的直流输电换流器统一拓扑架构,完备了柔性直流输电系统拓扑与控制技术体系,如图1至图6所示。
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研学感悟
回首在思构课题组度过的六年,我深感求学之路的艰辛与不易,也正是这一路上的点点滴滴,汇聚成了我人生中最宝贵的财富。刚进入课题组时,我就被文劲宇老师“三心致远,思行合一”的思想所吸引,多年来奉为圭臬,指导自己的科研与生活,现在借花献佛,与各位分享。
思者行之始
理论筑基,启迪思维
在研究生的科研生涯中,“思”是起点,是基石。这不仅意味着要掌握扎实的专业知识,更需要培养一种对前沿技术的好奇心与探索欲。在定期研读文献、参加学术会议的过程中,我积极与同行交流思想,碰撞出灵感的火花。他山之石,可以攻玉,在交流思考的过程中多问自己——不同场景下的思路能否为我的研究提供新角度?同一场景下的现有解决方案是否仍有缺陷?不断启迪思维才能让我们在面对实际问题时迅速切入,提出创新性的解决方案。另外,在研读文献的过程中,我还经常通过邮件向论文作者请教,大胆提出自己的疑问。这一过程不仅能够帮助我们快速解决研读文献过程中遇到的问题,还能结识同一研究方向的同行,持续交流科研新思路新想法,起到事半功倍的效果。
行者思之成
结合实际,深化理解
然而,理论学习并非孤立存在,对于创新点的思考也不是漫无边际,它总是与实际问题紧密相连。因此,我十分重视与甲方的项目交流会,尽可能多去掌握工程实践中的第一手资料和痛点问题,思考如何将知识应用于实际问题,及时调整自己在文献调研期的研究思路,过滤掉“为赋新词强说愁”的创新,将idea落到实处。与科研院、经研院的交流中,我常能获得新工程的投运计划、工程的重点与难点;而与设计院的合作中,我常能接触到文献中缺少的设计参数与经济成本。此外,我还充分利用课题组的日简报和周例会机制,按时以文字或图片形式整理研究思路并与指导老师讨论,根据老师的反馈调节下一步计划,这样便能高效地将想法、模型等转化为论文或专利,避免拖延。
思行合一
融合创新,追求卓越
在科研的道路上,“思行合一”是我始终追求的境界。它要求我们在深入思考与有效实践之间找到平衡点,既要有深厚的理论功底,又要有创新的思维,还要能够解决实际问题。只有做到思行合一,才能在电气技术日新月异、新理论层出不穷的环境中保持竞争力。在文老师和课题组各位老师的带领下,我也积极参与产学研合作,将科研成果转化为实际工程应用,为社会创造价值。
三心致远
以责任心做人,以上进心做事,以事业心规划人生
责任心要求我们不要急功近利,不论自己负责的科研工作是容易出成果的“美差”还是杂活较多的“苦差”,都应该认真对待,不能只享受红利而把烂摊子留给其他同学,这样才能全方位地接触到科研工作的方方面面。上进心要求我们以健康向上的心态持久前进,不能因为一时的科研不顺或论文被拒就一蹶不振。进组以来,师兄们都说科研要坐得起冷板凳,在研究生初期阶段我也经历过多轮审稿修改和论文被拒的低谷期,在这一阶段最重要的就是保持积极向上的心态,将挫折视为抗压能力训练。把人生视为一项长期的事业来规划和经营,要求我们将自己的研究生生涯合理划分,根据自己的事业选择确定研究生各阶段的工作重心,有的放矢地锻炼自己各方面能力,更好地适应未来工作的需求。
生活中的我
生活中的我是一个“多动症”,喜欢各种运动,热爱去户外探索。不论是篮球、羽毛球还是游泳健身,我都有所涉及。我热衷于篮球这项充满激情与团队协作的运动,每当踏上球场,那份对胜利的渴望和对挑战的热爱便油然而生。游泳和健身则是我在繁重科研压力下保持身心健康的重要方式,不仅增强了我的体质,提高了我的耐力与毅力,还教会了我坚持与自律。科研往往需要长时间的投入与不懈的努力,而良好的身体状态则是这一切的基石。旅行也是我放松身心、拓宽视野的绝佳途径,每到一个新的地方,我都能感受到不同的文化、风景和人文气息,这些经历丰富了我的人生阅历,也激发了我对未知世界的好奇心和探索欲。
他人评价
团队介绍
思构电力能源实验室隶属于华中科技大学电气与电子工程学院电力工程系和强电磁技术全国重点实验室,实验室主任为:文劲宇,副主任为:姚伟、艾小猛、陈霞、向往、方家琨、陈新宇、晏鸣宇。截至2024年9月,思构实验室已为国家培养了约450名博士后、博士和硕士等高级专业人才,以及十多名外国留学生;先后主持承担了国家自然科学基金、国家重大基础研究计划(973)、国家高技术发展计划(863)、国家科技支撑计划、国家重点研发计划等国家级科研项目和课题30多项,ABB公司、ALSTOM公司等国际合作项目10多项,国家电网、南方电网等横向科研项目100多项;在国内外学术期刊和国际会议上发表论文600多篇,出版专著2部、译著1部,主持编撰了《中国电气工程大典》中“电力系统稳定性及稳定控制”篇;牵头组织编写了国家自然科学基金电气学科“十一五”“十二五”“十三五”发展战略规划,负责组织编写电气学科电力系统与综合能源领域“十四五”发展战略规划,参与编写了“十四五”国家重点研发计划“储能与智能电网技术”重点专项实施方案和年度指南;获得国家发明专利和软件著作权100多项,美国专利3项,欧洲专利1项;获得国家科技进步一等奖1项、二等奖3项,省部级一等奖6项,国家级教学成果二等奖3项,省级教学成果特等奖和一等奖各1项,其他省部级奖励多项。课题组详细信息可参见网页:http://sgo.hust.edu.cn/。
延伸阅读:部分科研成果
孟沛彧,向往,邸世民,等.大规模海上风电多电压等级混合级联直流送出系统[J].电力系统自动化,2021,45(21):120-128.
MENG P Y, XIANG W, WEN J Y. Communication-less reactive power control of grid-forming wind turbines connected to cascaded LCC-DR HVDC system [J]. IEEE Transactions on Power Systems, 2024, 39(5): 6740-6752.
MENG P Y, XIANG W, HE Y J, et al. Coordination control of wind farm integrated cascaded hybrid HVDC system in weak grids [J]. IEEE Transactions on Power Delivery, 2023, 38(3): 1837-1847.
MENG P Y, XIANG W, CHI Y N, et al. Resilient DC voltage control for islanded wind farms integration using cascaded hybrid HVDC system [J]. IEEE Transactions on Power Systems, 2022, 37(2): 1054-1066.
HE Y J, XIANG W, MENG P Y, et al. Investigation on grid-following and grid-forming control schemes of cascaded hybrid converter for wind power integrated with weak grids [J]. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 2024, 155: 109524.
孟沛彧,向往,潘尔生,等.分址建设直流输电系统拓扑方案与运行特性研究[J].电工技术学报,2022,37(19):4808-4822.
孟沛彧,向往,迟永宁,等.一种适用于大规模新能源远距离外送的分层混联输电系统[J].中国电机工程学报,2021,41(10):3349-3363.