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2018寒假科研营:在顶尖科研平台进行柔性直流输电系统仿真研究!
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方案特色

此实习项目专门为计划申请电气工程、电力电子、自动化等学科的学生所设计。在实习过程中,学生将跟随国内顶尖导师一同工作,实际进行大功率电力电子变流器以及基于MMC的柔性直流输电系统的仿真工作。


指导老师全程带领学生进行该科研项目的各个环节,通过参与该项目,学生可以了解如何系统地进行功率变频器的科研工作,最后利用所学知识完成基于MMC的柔性直流输电系统的系统设计及前期仿真工作。实习结束后,导师会根据学生表现出具推荐信。

适合人群

大二以上优秀本科生及部分优秀高中生,计划申请电气工程、电力电子、自动化等相关专业,为了让学生可以更好的完成科研项目,项目组会以笔试和面试的形式对学生进行筛选。

参与流程

基于模块化多电平变流器(MMC)的柔性直流输电技术是当今电力电子与电气行业的最前沿技术,MMC作为柔性直流输电的主要构成部分是本项目重点研究的内容。


1. 发展历程介绍:本项目首先对直流输电的发展历程进行介绍,使学生了解直流输电的行业背景、发展趋势、柔性直流输电技术的优缺点。


2. 运行原理介绍:其次介绍柔性直流输电原理及MMC的运行原理,主要内容为MMC的拓扑、运行方式、优缺点、存在问题以及目前的解决方案,使学生了解MMC的特性,同时对MMC的两种典型应用进行介绍:基于MMC的柔性直流输电系统以及基于MMC的智能电力路由器。


3. 模型推到方法介绍与独立实践:第三部分内容首先介绍两电平变流器的数学模型推导方法,然后根据此方法来让学生独立推导得到MMC的数学模型,从而使学生掌握电力电子变流器数学模型的推导方法,为推导变流器控制策略打下基础。


4. MMC控制策略介绍:第四部分内容为MMC控制策略介绍,首先对控制原理、控制器构建方法、电压源变流器的可控机理进行讲解,然后让学生自己设计MMC的控制策略,锻炼学生构建控制器的能力;然后介绍两种常见控制器比例积分(PI)及比例谐振(PR)控制器、常用滤波器等方面的知识,使学生能够熟练运用常见的控制器及滤波器,在介绍控制器以及滤波器的离散化方法,使学生掌握控制器以及滤波器的实现方法。


5. 系统仿真完成:第五部分主要是协助学生完成系统仿真,首先介绍Psim的使用,通过两电平变流器的仿真实例来让学生熟悉仿真软件的使用以及通过比分析变流器实时仿真与数字仿真的区别来掌握控制器的离散化方法,随后辅导学生构建MMC的仿真模型、快速仿真模型,完成功率器件的损耗仿真,最后以组为单位构建基于MMC的柔性直流输电系统的仿真。


6. 系统工程部分介绍:重点介绍MMC的功率模块拓扑、阀段构成、控制保护系统的整体架构、所使用的电子器件(DSP、ARM、Power PC以及FPGA)以及各自的编程环境,使学生了解控制保护功能的实际实现方法,了解硬件语言。此项目的最终目的是培养学生建立开展科学研究的方法,提高学生发现问题解决问题的能力,提高学生使用仿真软件的能力。本项目最后的作业为“基于MMC的两端柔性直流输电系统的设计及仿真报告”,并通过团队报告形式进行交流。

项目收获

1.知识储备与前沿运用:指导老师全程带领学生进行该科研项目的各个环节。通过参与该项目,学生可以了解如何系统地进行功率变频器的科研工作。以帮助申请电气工程、电力电子、自动化等相关专业学科的学生夯实知识基础,明确学习兴趣与国外求学的动机与目标。


2.科研过程引领与实践:学生会在导师的讲解中明确一个课题研究进行的整个过程,并需要亲自完成一个小项目来应用和检测所学,并在过程中和导师沟通,透彻所学,并有所延伸。


3.学术人脉与申请助力:项目本身的实践让学生明确学习的原因与兴趣,坚定留学信心;同时有知识的增加和项目实践,使学生在文书写作中有高质量的素材积累,让学生在套磁、面试、甚至以后找工作的过程中,都有话可说、且思路开阔灵活;实习结束后,导师还会根据学生表现出具推荐信,让学生离Dream school更近一步。

常见问题

项目时长:一周

项目时段:2018年2月19日-2月25日

师资介绍:

知名研究所助理研究员,主要研究方向为大功率变频器。发表论文10余篇,其中包括IEEE期刊5篇,国内顶级期刊2篇,发明专利2项,软件著作权1项。参与完成项目有:南网南澳世界首个多端柔性直流输电示范工程、企业横向课题±10kV/15MVA 柔性直流输电系统实验样机、国内容量最大的APF项目,以及在建的世界单套容量最大的基于MMC 的背靠背电网互联工程(±350kV/1GW)等。

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