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青春无悔,砥砺奋进——信息学院2016级电力电子与电力传动专业博士研究生王睿获“东北大学十佳研究生”称号

王睿,2016级电力电子与电力传动专业博士研究生针对当前理论瓶颈、项目和产品研发难点问题,申请人提出了系列理论创新成果和技术手段,并且设计了数套硬件装置,销售至美国和中国5个省份,相关成果累计发表SCI检索论文26篇,第一作者发表IEEE汇刊7篇(ESI高被引3篇),申请/受理/授权发明专利/软著17项,曾获CAA科技进步一等奖、全国发明展金奖/银奖、辽宁省“互联网+”大学生创新创业大赛金奖、两次博士研究生国家奖学金、沈阳市优秀研究生、东北大学优秀研究生。

在学生创业方面,王睿兼职于沈阳科来沃电气技术有限公司,2020年公司销售额达到了1000万,公司产品主要包含专用变频器和电动汽车供能设备等。王睿主要从事电动汽车的便捷式车-车能量互济设备研发,所研发的车-车互充装备基于无源容感缓冲型软开关技术,实现装备轻量化和低电磁干扰。在电动汽车的便捷式车-车能量互济设备方面已经以第一完成人申请国家发明专利“一种便携式电动汽车车-车能量互助装置及其控制方法”1项,相关理论成果在2020年9月份发表在卓越行动计划电气领域唯一重点期刊上。基于电动汽车光伏供能装备和车-车互充装备,王睿参与了第六届辽宁省“互联网+”创新创业大赛,并且荣获金奖。

在理论创新方面,近年来高渗透率可再生能源接入现代电力系统虽然缓解了能源危机并降低了碳排放,但也造成了电力系统极易发生低频/谐波振荡。相关振荡现象并非由传统的能量供需不匹配、设备故障、短路等因素引起,其在于系统受到特定数值/范围频率的微弱扰动而产生的等幅/发散振荡。针对上述实际中存在的问题,王睿提出了微网系统模型构建及其时域稳定区间定量分析与主动致稳控制策略,其难点在于:系统规模大、设备数量多所导致的“维数灾”问题,电力电子控制多尺度相互耦合作用所导致的振荡频带宽(数Hz至数kHz)问题,可再生能源机组多样化和“商业保密”等造成的模型“黑/灰箱化”问题。针对上述问题,王睿分别构建了分布式电源系统基于机理模型的状态空间矩阵和基于数据的阻抗矩阵,采用复频域阻抗网络模型刻画分布式电源系统中机-网之间的复杂耦合关系,并利用镜像/平移映射构建广义回比矩阵以实现对振荡频率、阻尼和灵敏度等多维度特性的精确定量分析,揭示了多电力电子控制器与微网的动态相互作用机理,解决了大规模分布式电源系统的“黑/灰箱化”模型和“维数灾”难题。相关成果被IEEE Fellow,奥尔堡大学Josep教授发表的论文直接评论为国际首篇(first)提出了含锁相环的下垂控制逆变器的静态稳定性评估方法的论文。将广义回比矩阵转化为赫尔维兹矩阵并利用保护映射理论得到定量化的系统参数时域稳定区间,以此克服已有方法难以适应实际复杂系统和大多依赖奈奎斯特判据而无法辨识参数波动系统的稳定性缺陷。相关成果被IEEE Fellow,美国克莱姆森大学Johan教授在论文中评价为首次(for the first time)获取了阻抗稳定运行区间,该方法是稳定性分析领域的重大突破(significant breakthrough)。最后基于微分同胚的能量互济控制以确保源侧弱/载侧恒功率的系统稳定。相关成果被IEEE Fellow,美国丹佛大学David教授发表的论文评价为标准化方法(standard method)并直接采用本人代表性论文的方法设计了系统参数。鉴于上述的成果,王睿担任期刊《Complexity》(SCI二区)专刊的特约编委和期刊《Frontiers in Energy Research》(SCI三区)中Smart Gird领域的Review Editor。

在实践创新方面,王睿先后参与两项辽宁电力有限公司项目,研发了单相能量枢纽装置和三相能量枢纽装置,以第1完成人受理国家发明专利“多端口能源路由器自-互-群多层次稳定辨识与回稳方法”和授权软件著作权“交/直流混联微电网自-互-群三重稳定辨识与回稳调控”,相关装置荣获第23届全国发明展金奖;参与国家电网公司重大科技攻关课题并研发了第二代振荡平抑装备,相关成果荣获CAA科技进步一等奖;于2019年公派赴南洋理工大学联合培养,深度参与了美国军工项目交-直流微电网集成能源路由器装备研发;于2020年归国后,实际负责中国军队后勤开放研究项目“自主可控的野战供电能量路由器关键技术研究”,现已完成野战能源路由器基础拓扑构建,核心装置双向能源变换器器件选型和控制算法研发。期间也参与了多项国家级横向课题。