01. 成果简介 本项成果应用于电厂，在电厂凝汽器改造过程中采用该仿生优化管束布置形式，可以实现换热性能增强20%以上。该仿生优化管束布置的凝汽器，其换热管在管板上的布置呈仿生双连树形布置，由仿生双连树疏松树枝管束区管束、仿生双连树密集管束区管束、渐缩空冷区管束等组成；仿生双连树疏松树枝管束区由上部倾斜向上的仿生树枝形管束、下部水平的仿生树枝形管束和底部向下的仿生树枝形管束等组成。本项成果具有管束汽流流场均匀无涡流、壳侧汽阻小、热负荷分布均匀、凝结水过冷度小、凝汽器的传热系数和运行真空度都较高的优点，其换热系数可按HEI计算值高10%-20%，可大幅节能。 图1 仿生优化布置管束凝汽器数值模拟流场  图2 某600MW机组凝汽器施工现场 在国家发改委示范工程项目的支撑下，分别在莱城电厂2台机组、蒲城电厂1台机组（330MW），华电邹县电厂2台机组（600MW）等进行了工程示范，改造后的凝汽器压力降低0.8-1.5kPa，节约标煤约2-4g/kWh，节能效果明显。02. 应用前景 电厂凝汽器改造。03. 知识产权 相关成果已授权中国发明专利2项。04. 团队介绍 团队主要研究领域为传热强化与节能理论技术及工程应用研究, 负责人为副研究员。承担国家十二五重大专项子课题、973课题、重点基金、国家发改委示范工程项目课题、科技支撑计划子课题、国际合作等项目，曾获国家科技进步二等奖、教育部科技进步一等奖。科研成果发表论文80余篇，申请专利70余项。05. 合作方式 商务合作。06. 联系方式 lijiaoli2016@tsinghua.edu.cn

技术创新性和领先性 课题组所开发的发电厂主接线可靠性分析软件 REBUS 是对任何类型发电厂主接线进行可靠性全面评估的有力工具

本项目的产品主要用于稳定和固化垃圾发电厂锅炉产生的飞灰中的重金属元素，防止固化填埋后飞灰中的重金属溶出而污染土壤和地下水环境。

本发明提供了虚拟发电厂分布式无功补偿系统及补偿方法，当虚拟发电厂所属区域电网发生无功缺额时，电力调度中心根据具体的情况，向虚拟发电厂传递一个无功调节量，而分布式无功补偿器通过利用分布式的优化控制策略，将区域电网的无功缺额在虚拟发电厂内部的分布式电源之间进行协调，使得无功功率的总额在虚拟发电厂内部各个分布式电源之间协调分配，最终使虚拟发电厂整体满足电压性能指标达到最优。本发明能够在达到区域电网调度中心无功调节要求的同时，实现虚拟发电厂内部的电压性能达到最优。

1. 痛点问题 可靠性是主接线的重要指标之一，发电厂或变电站电气主接线可靠性水平对于电力系统整体的可靠性水平具有决定性影响。另一方面，主接线可靠性与经济性是相互矛盾的一对指标，主接线可靠性水平设计应结合其在电力系统中的应用场景和定位综合确定，不能一味追求高可靠性而忽略经济性。因此，对发电厂及变电站电气主接线可靠性进行量化分析，对于主接线方案技术经济综合比选具有重要意义。目前国内成熟的电气主接线可靠性评估工具较少，设计院在主接线方案比选中，对于可靠性评估往往采取定性评估，缺乏科学定量的分析工具指导主接线方案的优化比选。 2. 解决方案 本产品SSRE－TH（Station and Substation Reliability Evaluation - Tsinghua University）是由清华大学电机系开发的用于发电厂/变电所电气主接线可靠性的评估软件。该软件能够对发电厂的各种电气主接线方案进行可靠性及经济性评估；同时，通过计算条件的改变，也能够对变电站的电气主接线进行可靠性及经济性评估。这样，大大提高了软件的使用范围。 可靠性指标包括各种状态下的故障概率、故障频率、故障平均停电时间、期望故障受阻电力、期望故障受阻电能。本软件包括两个部分，其一是主接线的相关信息数据输入部分，其二是可靠性及经济性指标计算部分。其中，主接线原始数据通过ACCESS数据库输入。计算部分包括可靠性评估计算选项的选择，可靠性指标计算和经济性指标计算。 本软件的主要特点是： 1.用户界面友好，操作简单。一旦用户输入电气主接线的原始数据，并确定好计算条件，就可以通过简单的菜单操作完成可靠性和经济性指标的计算。整个评估过程不需要用户干预。所有计算并显示出来的结果，用户均可以方便地存储下来。 2.通用性强。本软件可适用于各种规模和电压等级的发电厂的电气主接线的可靠性评估；同时，软件设置了切换选项，同时适用于变电站的电气主接线可靠性评估。 3.可维护性强。软件按照软件工程规范进行开发，开发过程步骤明确，文档齐全，原程序结构明晰，可读性强。 4.可靠性高。软件有较大的容错性和自检能力，充分考虑到了用户的误操作、意外干扰及交互式输入数据范围越界等因素，提供警告对话框以减少人为错误引起的程序出错，保证软件正常运行。 5.可扩展性好。本软件预留了接口，可以根据实际需要进行扩充。 合作需求 本产品的应用场景较为清晰，合作需要主要包括孵化资源和资源对接。本产品目前具有一定升级优化的需求，如本产品在使用过程中，需要根据主接线结构编制数据库文件，该过程需要对软件数据库的编制规则较为了解，否则容易出错，且软件一般不会提醒错误原因，对初步使用软件的人员带来了一定的困扰。为了提高软件的使用体验，可基于当前软件版本进行升级开发，实现主接线的图形化编制和可靠性计算，则会显著降低软件的使用难度，因此，团队需要产品优化和进一步开发所需要的资金。另一方面，团队需要更加广泛的资源对接，各省份从事发电厂及变电站电气主接线设计的相关公司均为潜在客户，如各大设计院、电气咨询公司、电网公司经研院等。

一种基于虚拟发电厂的配电网无功功率优化调度方法及系统，在沿馈电网络接入的每个节点连接设 置一个监测装置，控制过程包括当虚拟发电厂的当前调度时间段开始时，各监测装置向虚拟发电厂的集 中控制器上传所接入节点的实时电压有效值；集中控制器建立无功功率优化调度模型并求解得到各分布 式电源的无功输出给定值，集中控制器向各分布式电源发送无功输出给定值，各分布式电源相应输出无 功功率至馈电线路。本发明通过集中控制器的优化调度，使得配电网中各个节点电压偏离额定值

本发明公开了一种回收火力发电厂干法捕集CO2过程余热并用于供热的系统，该系统包括碳捕集机组和抽汽供热机组。本发明采用低温热网回水作为冷却碳捕集机组中碳酸化反应器的冷却介质，实现了吸附过程中放出的大量低品位热量的回收利用；利用再生反应器出口的再生气体取代碳捕集机组中低温回热器加热凝结水，回收再生气体的冷却热，减少碳捕集机组的低压抽汽；采用吸收式热泵回收了供热机组中部分汽轮机的排汽余热。本发明结合低温干法捕集CO2的技术和吸收式换热技术的优势，回收碳捕集过程中的余热，同时实现发电、CO2捕集和集中供热，符合能量梯级利用的原则，整个系统具有较好的经济性。

智能发电体系结构  提出并构建了智能发电体系结构，与 DCS+SIS+MIS 系统的结构相比，系统的网络安全分区与功能分区发展为 ICS+ISS 的两层结构，实现安全可靠性与应用功能的统一。  智能发电运行模式 基于能效分析、运行优化、控制优化、设备状态监测，建立了能效、环保、灵活性等性能指标的“大闭环”控制模式，故障预警、诊断、容错控制的“大闭环”运行模式。  智能发电软件及算法模块  开发了ICS成套算法和应用功能软件。包括52种智能控制算法模块，120种智能计算分析诊断算法模块，形成了智能检测、智能控制、智能诊断和智能优化等功能。  智能发电投运效果  国内外首次投运，系统运行稳定可靠；预警准确率大于90%；综合节煤2.25g/kwh；降低运行人员操作量60%。 截至2020年5月，研究成果已在14台机组得到推广应用；新增合同额1.81亿元，直接经济效益4997万元。 智能发电鉴定及获奖情况 2019年10月，中国电机工程学会组织的技术鉴定认为：该系统设计思想先进、功能齐全、智能化程度高，具有良好的经济社会效益和推广前景，该系统整体技术达到国际领先水平。 项目获得2020年中国电力科学技术进步一等奖。 

土遗址是指人类活动遗留下的由土和以土为主的遗迹和遗物。我国土遗址很多，遍布全国各地，由于自然环境恶劣，许多土遗址的状况较差急待保护。 国内外对于土遗址的保护，可采取的措施包括改善环境、防止地下水的影响、防止生物的破坏，以及本体的化学加固等手段。其中土体的化学加固是解决土遗迹本身强度低，不耐水，容易崩散而采取的有效措施。 对于土体的化学加固，国内外经常使用的材料有：有机硅材料、无机的硅酸钾材料（PS材料），非水分散体材料等。 其中有机硅材料在西亚和南美的一些土遗址的保护中得到应用，但是由于毒性和固化容易受环境影响，在国内没有得到应用。 硅酸钾材料（PS） 是敦煌研究院开发的加固材料，在西部地区的土遗址加固中效果良好，可增加土体的抗雨水冲蚀和风沙磨蚀能力。使用的案例有吐鲁番的交河古城，高昌古城，酒泉的破城子古城，宁夏的西夏王陵等遗址。 对于中国东部的土遗址加固和保护，需要开发新有效的保护材料，满足目前大量遗址需要原地展示的需求。因此自1998年起，北京大学考古文博学院不可移动文物保护课题组，以此为研究任务，开发了有机硅改性的丙烯酸树脂非水分散体材料，成功的用于东部地区的土遗址保护工程，取得了良好的保护效果。这种材料处理的土样在重量增加很少的情况下就有较好的加固效果。加固后颜色变化不大，孔隙率变化小；透气性降低小，土样的抗压强度提高。经过处理的土样在耐水能力上表现优异，1%以上浓度加固剂的土样可在水中长期浸泡，非常稳定。应用案例 近年来，课题组负责的项目多以遗址类的本体保护为主，自2003年的湖南里耶遗址保护开始，分别应用到了很多的考古遗址保护。主要有晋侯墓地车马坑本体保护工程（2013）、哈民忙哈遗址本体保护（2013）、临淄战国车马坑遗址本体保护（2014）、内丘邢窑遗址本体保护工程（2018）等，均采用非水分散体材料对遗址进行加固。 晋侯墓地1992年发现，K1车马坑清理后发现殉车总数48辆，这是目前国内已发掘的商周时期车马坑殉葬车子最多者。晋侯墓地车马坑遗址状况基本完好，但是仍有很多的病害，最严重的病害是开裂和附属文物的错位和无依托。因此，北京大学考古文博学院和敦煌研究院合作进行了车马坑遗址本体保护方案的编写，并与河北文物保护中心实施了晋侯墓地车马坑本体保护工程。哈民忙哈遗址，迄今为止在内蒙古乃至东北地区发现面积最大的一处大型史前聚落遗址，具有重要的考古和历史价值。北京大学考古文博学院编写了哈民忙哈遗址本体保护方案，并与河北文物保护中心实施了哈民忙哈遗址本体保护工程。本次保护的对象包括13个房基遗址，合计面积500平方米。遗址保护土体和人骨部分，使用SD-528乳液制作的非水分散材料，环己酮作溶剂对土体进行整体加固，加固深度10厘米，提高强度和耐水能力；对于人骨的保护，采用SD528溶液混合土作为人骨的修补材料，人骨及周围土体均采用从低到高浓度的PVB溶液进行加固。合作方式 非水分散体加固材料经过多年的研究和应用，证明是合适有效的土遗址加固材料，可以进行技术咨询与技术服务，并可以参与遗址本体保护项目。

龙岩市新罗区智电电子厂成立于一九八二年，是一家致力于校园广播设备、智能程控设备和电子显示设备开发、生产和销售的高科技企业。创立十多年，凭借先进的技术、优秀的人才及经验实力，智电电子在全国同行业内具有较高知名度，以及良好的商业信誉。已获得十多项国家专利、开发出三十多种产品，多数产品的性能技术指标处于国内领先水平，在全国性展评中多次获得金奖。产品遍及国内各大城市，深受广大用户的信赖和好评，并且多次受到上级有关部门的表彰和鼓励。