一、项目进展 创意计划阶段 二、负责人及成员 姓名 学院/所学专业 入学/毕业时间 学号 谢冬蕊 石工院/石油工程 2020/2024 202031010183 三、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 谢刚 石工院 讲师 油气井工程 四、项目简介 1.目前国内外页岩气水平井大多数采用油基钻井液钻井，但油基钻井液存在不环保和成本高的问题，因此发展一种高性能水基钻井液来代替油基钻井液已成为一种必然趋势； 2.现阶段对页岩地层的封堵还存在问题，常规的封堵剂由于其尺寸问题，无法对纳米级别的孔隙和裂缝进行有效封堵，因此有必要合成一种纳米封堵剂；

随着新能源渗透率不断增加，传统发电份额不断被挤占，导致系统惯量下降，热备用容量减小，降低了电网的安全稳定裕度。已知目前双馈感应风力发电机（DFIG）在最大功率点跟踪控制下，发电机输出功率难以响应电网频率波动，而超速减载控制和变桨距角控制虽然在一定程度上改善风电机组整体性能和一次调频特性，但存在预留一定备用容量而无法实现最大发电效益。目前储能装置已广泛应用于风电场，但大多为风电场集中式储能方案，其安全可靠性风险往往大于分布式模式，故如何提高单台风电机组的致稳性和抗扰性，使其具备一次调节能力显得尤为重要。 图1 实验装置图1 图2 实验装置图2 图3 DFIG的储能配置图 结合上述应用背景，提出以下技术解决方案： 1、结合DFIG直流母线储能装置的优势，从增加控制自由度、平滑源端风功率间歇性波动以及抑制网侧负荷扰动三个维度入手，分别提出基于超级电容器控制的DFIG惯量支撑与一次调频控制，基于变功率点跟踪和超级电容器储能协调控制的DFIG一次调频策略和考虑源－荷功率随机波动的DFIG一次频率平滑调节方法，上述控制可在增大发电效益的同时提升频率调节效果。 2、量化DFIG的一次电压调节能力，制定DFIG的动态无功控制策略，设计DFIG与风场无功补偿装置的综合协调控制方案，从提高系统稳定性和鲁棒性出发，研究自抗扰控制技术等快速提升风电场系统无功响应速度，最大限度地缓解电网电压跌落，提高电网的电压安全稳定性。 3、结合功率密度、可充放电循环寿命以及经济性作为储能介质选择的主要评测指标，确定合适的单一或混合储能介质及变换装置类型，根据频率调节目标计算储能装置的容量，进一步研究混合储能的容量优化方法，设计出一套高充放电效率、低成本的混合储能装置。 4、研究风储联合调频和基于超级电容调频、风机分布式储能和场站集中式储能所组合成的四种储能调频方案的优缺点，通过多复杂工况验证不同技术方案的调频效果，结合储能容量、使用寿命、经济成本和技术性能比较得出最优方案。 5、研究大功率基于单一储能或混合储能控制的风电机组一次调频样机，完成风电机组参与系统惯量支撑与一次调节方案的验证，对新型一次调频控制技术和一次调压控制方案进行大功率样机的试验验证，完成工程应用的基础准备工作。 创新点 1、针对风电机组一次频率调节，分别提出了基于超级电容器储能、变功率点跟踪和超级电容储能协调控制和考虑源荷功率频率调节等方法，提高一次频率调节能力，并优化了储能装置的容量配置。 2、设计双馈感应风力发电机的动态无功协调控制方案，提出了双馈感应风力发电机最小限度降低机组出力下可提高无功极限最大值的最优方法。 3、分别就风储联合调频策略和基于超级电容器调频策略、风机分布式储能和场站集中式储能所组合成的四种储能调频方案的优缺点和拓扑结构进行对比分析，最终得出采用风机分布式储能下的风储协调方案更加具有应用优势。 市场前景 通过本项目的研究，可形成新能源风机技术在大电网中应用效果验证方面的技术成果，有助于进一步体现国家风光储输示范工程的示范引领作用，推动新能源风机储能技术在大规模新能源接入地区的推广应用，为提升新能源发电高渗透率地区电网的安全稳定运行水平，促进建立可再生能源并网的辅助服务机制提供重要依据和借鉴。 应用案例 目前装置依托“双馈感应风力发电机惯量阻尼及一次调节方法的研究”项目，已开发完成380V/10kW实验样机，并预计展开示范应用。 获奖情况 “基于超级电容储能控制的双馈风电机组惯量与一次调频策略”论文获得《电力系统自动化》期刊2020年度优秀论文三等奖。

“一种多壳层核壳微纳结构Cu2O的制备方法”属于半导体领域。现有方法对设备要求较高，过程复杂，难以控制成本，严重影响Cu2O样品的应用范围。本发明特征在于：按照硫酸铜与柠檬酸三钠的摩尔浓度比范围12∶4～12∶18，硫酸铜与葡萄糖的摩尔浓度比范围12∶2～12∶22，将柠檬酸三钠溶液加入硫酸铜溶液中，充分络合后加入葡萄糖溶液；调节溶液pH值至12.3～14.0；于50°C～95°C反应1.5h～6.0h；反应结束后冲洗、烘干，即得所需产物。该方法(采用葡萄糖作还原剂的化学浴沉积法)与其它液相制备核壳

本发明公开了一种核壳结构CuO@γ?Al2O3复合粒子的制备方法，其先将十二水硫酸铝钾和尿素按摩尔比为1：2加入去离子水中搅拌，得溶液A；在葡萄糖水溶液中逐滴加入乙酸铜溶液搅拌，得溶液B；将溶液A逐滴滴加至溶液B中搅拌，并加热反应得沉淀物，沉淀物经过滤、干燥；置于马弗炉中，以升温速率为2～3°C/min升温至500～600°C，并保持2～4h，得到CuO为内核、γ?Al2O3为壳层的核壳结构CuO@γ?Al2O3复合粒子。本发明采用水热法一步合成技术，未采用有机溶剂、不产生工业废水，绿色环保；且制备

本发明公开了一种基于 TiO2/ZnO 纳米异质复合结构的紫外光探 测器结构，其最底层为基底材料，其上为叉指电极，并覆盖一层 ZnO 薄膜，薄膜之上为 ZnO 纳米棒，纳米棒表面为 TiO2 纳米结构。本发 明还公开了所述紫外光探测器的制备方法：（1）在基底薄片上镀上金 属电极形成叉指电极；（2）镀上 ZnO 薄膜；（3）合成 ZnO 纳米棒阵 列；（5）在 ZnO 纳米棒表面形成 TiO2 纳米结构。本发明的紫外光探 测器在保持 ZnO 紫外探测器超高光电流增益的同时引入 TiO2 纳米结 构，形

本发明公开了一种基于反蛋白石结构水凝胶的心肌细胞检测方法及其应用，包括以下步骤：1)制备生物相容性的反蛋白石结构水凝胶；2)基于反蛋白石结构水凝胶心肌细胞的培养；3)心肌细胞的检测；4)数据的分析。本发明中的反蛋白石结构色水凝胶具备良好的生物相容性，细胞在其表面生长保持高活性和表型，反蛋白石结构水凝胶不仅为心肌细胞的生长提供载体，更重要的是为心肌细胞收缩力和跳动频率的检测提供稳定的光学传感信号，该检测方法不需要复杂的检测系统，具备直观性、高灵敏行、高效、不受外界条件影响的优势；该方法可应用于心脏药物

本发明属于石墨烯复合材料制备领域，并公开了一种结构可控 的三维石墨烯及其复合材料制备方法。该方法包括下列步骤：(a)设计 构建 CAD 模型，并通过增材制造得到相应的结构的三维树脂结构；(b) 将步骤(a)中获得的三维树脂结构采用化学镀方法在表面镀铜或镍金属 层，并去除树脂材料得到铜或镍的三维结构模板；(c)采用化学气相沉 积法在三维结构金属模板上生成石墨烯，由此制得所需的结构可控的 三维石墨烯。通过对得到的石墨烯进

本发明公开了一种掺氮三维双连续多孔结构超薄炭层制备方法 及应用。其制备方法包括虾壳前处理，并以尿素、三聚氰胺或吡咯为 氮源，以处理后的虾壳为原料，在惰性气体气流下，先经低温预炭化 再与碱性物质一起高温热解，最后通过酸处理得到掺氮三维双连续多 孔结构超薄炭层。该制备方法制备的掺氮三维双连续多孔结构超薄炭 层具有独特的纳米超薄炭层结构，有高的比表面积、总孔容积，工艺 简单，成本较低，环境友好，具有较好的物理化学性能。本发

本发明公开了一种基于 TiO₂/ZnO 纳米异质复合结构的紫外光探测器结构，其最底层为基底材料，其上为叉指电极，并覆盖一层 ZnO 薄膜，薄膜之上为 ZnO 纳米棒，纳米棒表面为TiO₂纳米结构。本发明还公开了所述紫外光探测器的制备方法：（1）在基底薄片上镀上金属电极形成叉指电极；（2）镀上 ZnO薄膜；（3）合成 ZnO 纳米棒阵列；（5）在 ZnO 纳米棒表面形成TiO<sub>