项目成果/简介:2019年上海市科技进步一等奖在复杂多变海况与恶劣运行环境中，大型综合电力系统各类型扰动和故障频繁，严重影响了大功率变频装置与高精密仪器的可靠运行，系统安全稳定问题远比陆地电网严峻，亟需突破解决。提高装备性能和系统调控水平，是保障我国由造船大国向造船强国转型升级的重大需求。围绕综合电力系统优化与智能运行技术难题，历经十余年的产学研攻关，取得了多项独创性技术成果：1、发明基于多电平功率模块的大功率变频系统及自适应虚拟同步电机控制技术，研制国产5MW大功率多重优化控制变频装置。2、首创多频带混合电力滤波器及参数动态优化技术，开发变压器可控预充磁装置，研制船舶电能质量诊断与协同优化控制系统。3、提出大型船舶电站-电网自适应广域协调保护方法，研制协调保护装置与模糊多目标故障智能自愈系统。4、发明船舶负载功率波动模糊分频与协同优化分配技术，提出综合电力系统分级协同稳定控制机制与方法，开发船舶能量动态智能优化管理系统。项目获16项专利，成果整体达国际领先水平，打破了国外技术垄断与封锁，解决了我国民用船舶电力系统关键装备“卡脖子”的问题，有效支撑了综合电力系统的优质运行。成果已成功应用于“海洋981”半潜式钻井平台、“雪龙2”等综合科考船、大型箱船，其中“东方红3”科考船电网运行参数部分世界领先，获CCTV、新浪网等多家权威媒体报道。项目核心装备与系统打通了高技术船舶上下游产业链，推动了上海船舶工业高端化转型与发展，近三年新增产值10.39亿、利润1.48亿、利税0.5亿，衍生技术已拓展应用至多个配电网示范工程。图 2 自主优化控制大功率变频装置图 3 混合滤波器实物图 图 4 电能质量主动优化控制系统图 5  智能保护与自愈系统现场应用及测试知识产权类型:发明专利 、 软件著作权技术先进程度:达到国际领先水平成果获得方式:与企业合作获得政府支持情况:国家级计划/专项类别:科技部重大专项、上海市重大项目等

本项目属光、机、电、材一体化技术领域，具有多学科综合的特点。半导体激光器具有效率高、体积小、重量轻、结构简单、能将电能直接转换为激光能、功率转换效率高、便于直接调制、省电等优点，因此应用领域日益扩大。半导体激光技术已成为一种具有巨大吸引力的新兴技术并在工业中得到了广泛的应用。高功率半导体泵浦激光器是半导体激光技术中最具发展潜力的领域之一。 半导体激光器最大的缺点是激光性能受温度影响大，光束的发散角较大。封装成本占半导体激光器组件成本的一半，封装技术不仅直接影响泵浦激光器组件的可靠性，而且直接关系到泵浦激光器芯片的性能能否充分发挥。本项目对非致冷高功率980nm泵浦激光器的封装技术进行了研究，整个封装技术涉及光学、电学、热学、机械等，精度达微米数量级。通过采用激光器芯片的倒装贴片技术，小型化、全金属化无胶封装技术，最终满足了光纤放大器对泵浦激光器小体积、高功率、低成本、高可靠性的要求。光耦合则采用透镜光纤直接耦合，最大限度地减小耦合系统的元件数和相关损耗，提高了光路可靠性和易操作性。采用双光纤光栅波长锁定技术，提高了非致冷高功率980nm泵浦激光器的边模抑制比和波长稳定性。项目组通过采用这些技术，最终解决了一系列非致冷高功率980nm泵浦激光器封装关键技术。 经国家光学仪器质量监督检测中心测试，非致冷高功率980nm泵浦激光器主要技术指标如下：    1. 管壳尺寸：12.7(mm)×7.4(mm)×5.2 (mm)    2. 工作温度：0-70℃    3. 中心波长：980nm    4. 谱 宽：1nm    5. 阈值电流：24mA    6. 输出功率：240mW    7. 功 耗：小于1W 本项目的研究成果，通过与相关企业开展产学研合作，经过近五年的技术研发和不断改进，非致冷高功率980nm泵浦激光器封装关键技术研究成果已成功应用于相关产品的批量生产，为企业创造了较好的经济效益。在社会效益方面，填补了我国非致冷高功率半导体泵浦激光器方面的不足，对行业技术进步和产业结构优化升级起到了积极的推动作用。 耦合封装是对精度要求非常高的一系列工艺过程，这注定它很难实现自动化技术。因此，小型化泵浦激光器封装技术的研究成果，特别适合在中国这样人力成本低且技术基础好的环境。通过对小型化980nm泵浦激光器封装技术的研究，实现了封装技术的源头性创新，有助于向其他半导体泵浦激光器和光电器件的耦合封装拓展。该技术在光电子器件的应用方面具有广阔的市场潜力和广泛的推广应用前景，将成为形成光电子器件封装技术产业的重要技术支撑。

本发明公开了一种多巴胺衍生物及分子印迹聚合物制备方法和应用。所述多巴胺衍生物包括丹磺酰多巴胺、咔唑磺酰多巴胺等。多巴胺衍生物由荧光发色剂前体与多巴胺通过磺化反应合成。利用所述多巴胺荧光衍生物制备荧光分子印迹聚合物，所得的荧光分子印迹聚合物，集特异性样品预处理和荧光检测于一体，与多孔酶标板联用，组建荧光传感器，根据加样前后荧光淬灭值的改变，直接测定环境水样中的系列酸性有机污染物，包括双酚 A 和 2,4-二氯苯氧乙酸。

项目针对高效率、高均匀性微波能应用及其产业化的需求，深入开展了连续波高效率民用磁控管及微波能应用系统的研究，提出了磁控管中非工作电流的概念，构建了三维磁控管粒子模拟模型，突破了高效磁控管的关键技术，产业化磁控管效率从74%提高到80%。发展了多物理场耦合模型改进了微波加热的均匀性，在此基础上首创了微波食品加热的高效保湿技术，形成了价格提高30%以上的同类产品高端品牌。创立了“名校+名企”的分层次协同创新、技术开发与推广应用模式。经过10年的工作，国内市场占有率从7.9%提高到44%。获授权发明专利4

该成果获 2014 年教育部高等学校科学研究优秀成果奖科学技术进步一等奖。系统收集和引进 15 个国家和国内 18 个省份的特色园林植物种质资源 1508 份；系统研发了重要园林植物的育种技术，选育出一批具有自主知识产权的园林植物新品种；系统集成创建种苗工厂化快繁技术体系、 园林苗木高效栽培技术体系和服务带动型的“一体两翼”花木科技推广服务体系。

针对地下金属矿作业场所分散、作业过程离散、作业环境恶劣、井下作业人员和装备移动频繁等问题，成果以信息化改造传统矿业理念，从融合业务流和数据流角度，对矿山生产安全协同管控的相关理论、技术、装置和系统等进行研究和开发。 提出并构建了矿山生产安全信息集成管理与融合应用系统框架体系，创立了面向成本、价格、效率等多维视角的地下金属矿生产安全协同管控新模式，研发了基于大数据的地下金属矿生产协同管控平台，实现了对地下金属矿生产安全全过程的精细化协同管控；研究了适应于地下金属矿泛在信息传输网络的快速构建技术，提出了基于等距扫描的井下空间激光探测方法，研制了基于超宽带技术（UWB）的井下作业人员及设备精确定位装置，研发了地下金属矿作业空间环境智能感知系统，解决了地下金属矿生产安全协同管控技术难题，在地下金属矿高效、安全与智能化开采方面取得的成果达到了国际领先水平。

针对传统SCR脱硝催化剂难以适应我国高硫、高灰、高汞燃煤烟气而导致的 催化剂失活、使用寿命缩短、脱硝成本增加等问题，以及实现燃煤烟气协同脱硝 脱汞目标，在“国家科技支撑计划"、“国家863计划”等项目支持下，重庆大 学与国家电投集团远达环保工程有限公司、国家电投集团远达环保催化剂有限公 司通力合作，开发了具有完全自主知识产权、集多项核心技术于一体、适应我国 恶劣燃煤烟气条件的脱硝脱汞催化剂配方及制备关键技术。主要取得以下创新性成果： （1） 率先建立了高硫高灰高汞燃煤烟气条件下催化剂中毒失活机理模型， 开发出适应我国复杂燃煤烟气的耐磨抗中毒钛鸽-堇青石复合催化剂载体； （2） 揭示了汞在燃煤烟气中的热力学特性和迁移行为，建立了汞在脱硝过 程中的吸附与氧化机制，开发出了适应高硫高灰高汞烟气的宽尺度协同脱硝脱汞 催化剂； （3） 建立了我国典型煤种汞分布与赋存形态数据库，开发了汞高效吸附氧 化设计平台，构建了针对不同煤质条件的协同脱硝脱汞催化剂设计与快速响应系统； （4） 开发出协同脱硝脱汞复合载体催化剂制备关键技术与生产工艺，建立 了具有国际先进水平的脱硝脱汞试验平台，构建了催化剂运行智能监测管理系统。 本项目研制的新型脱硝脱汞催化剂脱硝率、汞氧化率、耐磨性、使用寿命等指标 达到国际先进水平，其它性能指标达到国内领先水平。

剪切变稀是流体的一种流变学行为，某些流体在施加剪切力后，流体的粘度降低。现已发现不少天然产物及聚合物的溶液具有剪切变稀的特性，同时，剪切变稀性质也得到广泛应用，如：大多数涂料被赋予剪切变稀特性，涂刷时，对涂料施加剪切力，涂料变稀，易于均匀地分散在被涂覆物表面，一旦停止涂刷，剪切力消失后，涂料粘度恢复到施加剪切力前的粘度，限制涂料自发流动，避免产生涂层不均一、流挂等现象。随着剪切变稀性质研究的深入，以及应用范围的不断扩大，对剪切变稀性能要求也在不断提高，不时有具备剪切变稀性质的聚合物设计合成出来。其中，聚丙烯酸因其易于合成、性能可调等优点逐步在市场上占据主导地位。疏水改性聚丙烯酸聚合物是聚丙烯酸剪切稀化剂的第二代产品。较第一代碱溶胀型聚丙烯酸剪切稀化性更容易控制，可调范围更宽。尽管疏水改性聚丙烯酸聚合物剪切稀化性能可调范围宽，但是市售产品并不能做到面面俱到，覆盖整个需求范围。本项目即根据需求方的提出的特殊性能要求开发特定疏水改性聚丙烯酸聚合物。 需求方性能要求如下： 1）与丙二醇有很好的相容性；2）剪切稀化指数（0.3rpm与30rpm的粘度比值）要求20℃≥15，-20℃≥10，且30rpm粘度值小于1000；3）粘度对盐的敏感性高；4）耐剪切：2000rpm剪切5min，要求粘度损失小于10%；5）高温稳定性：要求80℃还能保持增稠效果。 目前市售疏水改性丙烯酸聚合物的均是针对水体系开发的，本项目要求与丙二醇有相容性，针对的不完全水体系，必须有特定结构的聚合物才能满足要求。 疏水改性丙烯酸聚合物在国外已经有相关产品上市，但是作为产品，市场定位是应用，这类产品是以功能化的角度进入市场，比如：水性涂料增稠剂等。根据需求方提供的信息，市场上没有专用除冰液增稠剂产品。由于生产企业对产品结构保密，无法从产品结构方面全面了解国外状况，因此无法从产品结构判定市场上是否满足需方要求的产品。 国内还没有见到疏水改性丙烯酸有影响力的产品，市售产品还仅为第一代的碱溶胀型聚丙烯酸。需求方试用了国内所有产品，均不能达到性能要求。 从30年前提出部分疏水改性丙烯酸的理念后，国内外学术界有过大量研究，不过学术研究与产品技术开发着眼点不同，现有的报道都是对结构性能的一般规律性研究，体统合成制备方面研究报道很少。更重要的是尚未看到水-丙二醇体系的相关研究。 根据现有资料，疏水改性聚丙烯酸聚合物制备可以分为两大类：合成法和改性法。合成法采用疏水性单体与丙烯酸共聚使聚合物结构中带有疏水性基团；改性法用市售聚丙烯酸通过酯化方法在丙烯酸链上带上疏水性基团。合成法的优点是可进行分子设计，疏水性可调范围宽、改性法的优点是较合成法简单，但是疏水可调性受限。疏水改性聚丙烯酸制备的工艺路线分为：1、沉淀法，聚合物结构容易控制，高校科研单位以发文章为目的均采用此法。但是，该方法后处理极为繁琐，通过环评难度较大；2、界面聚合法，工艺简单，但是，产品质量差，而且不稳定；3、胶束共聚法，工艺也较为简单，产品质量虽然不如沉淀法好，但是，产品质量稳定；以上3条工艺路线为合成法。4、聚合物改性法，产品质量较易控制，也较为稳定，但是成本较高，后处理也较为复杂。 本研究组已有30多年的聚合物合成研究经历，承担过多个聚合物制备类项目，涉及的单体基本为丙烯酸类，苯乙烯类。曾经承担过疏水改性丙烯酸的合成项目，用于油田高温、高盐地层的采油。对疏水改性丙烯酸聚合物合成有一定的经验。 本项目开发50L“较高剪切稀化指数的碱溶胀疏水改性聚丙烯酸聚合物”制备技术，制备的“较高剪切稀化指数的碱溶胀疏水改性聚丙烯酸聚合物”达到需求方提出的技术指标。本项目采用疏水性单体与丙烯酸共聚的方法制备“较高剪切稀化指数的碱溶胀疏水改性聚丙烯酸聚合物”。该路线疏水性可调范围宽，变化不同结构的疏水性单体及含量即可加以调节。同时，剪切稀化指数也可以用此方法调节。采用胶束共聚工艺路线，生产过程易于控制，产品质量稳定。

本项目基于 II 型糖尿病热门研究靶点 C-Jun NH2-Terminal Kinase（JNK）的蛋白活性口袋的结构为基础，设计与合成了超过 60 个化合物的类似物，通过细胞试验筛选和 II 型糖尿病大鼠动物模型验证，筛选得到候选药物分子 CP0269。该分子与模型对照组和阳性药物二甲双胍给药组相比，显示出来良好的降血糖，降血脂，保护胰岛 B 细胞的药效。通过成药性评价预实验显示 CP0269 具有良好的成药性： CP0269 合成与纯化工艺简单，能得到大量，质量可控的原料药；药物灌胃口服，吸收与起效迅速，长期毒性预实验显示了该化合物具有良好的安全性。 技术创新点： CP0269 是以 JNK 为靶点设计的抗 II 型糖尿病的药物分子，一旦开发成功，将成为首次以 JNK 为靶点的抗 II 性糖尿病的药物分子。属于 First in Class。 市场应用前景： 在当今社会，II 型糖尿病的发病率依然在增长。饮食结构的变化造成了肥胖人数的增加，肥胖可能导致机体炎症，从而影响胰岛 B 细胞的存活于机体的胰岛素抵抗。因此，肥胖已经慢慢成为 II 性糖尿病的发生进展的主要因素之一。针对这种肥胖型 II 型糖尿病的药物，临床上一般采取联合用药的治疗方案。CP0269 一旦开发成功，将会针对这一日益增长的适应症占据市场，表现出良好的开发前景。 合作方式： 可采用多种方式进行合作，既可与企业联合研发后续工作，也可通过技术转让方式进行合作，或是其他方式均可。 已获得的知识产权： 一种化合物及其用于制备 II 型糖尿病治疗药物的应用（专利号：201710941613.9）

系统的主要功能包括（参见图1）： （1） 数据、视频实时数据采集和无线传输； （2） 基于上位机的远程控制和数据显示、追溯及分析等； （3） 基于手机客户端的移动APP线上线下销售； （4） 基于WiFi的手持终端定位、导航和跟踪； （5） 信息融合和专家决策支持系统； 应用领域包括：温室环境智能控制、智能家居、农田生产（四情）监测、旅游景区的人流量统计及大数据分析、大型商场智能监控、地下停车场定位等。 项目特色：和有机农业的行业领导者紧密结合，解决现有农业物联网系统中有线系统中的布线复杂、成本高且功能单一的难题；在TCP和UDP协议下都可实现毫秒级延时的实时控制；集数据采集、传输、远程控制及终端定位、导航和监控于一体；系统可完成基于手机APP和上位机软件的多种控制方式；只要满足有WiFi，Internet，移动网络其中的任意一个即可进行远程控制。 先进性：国内首个集数据采集传输、视频监控、终端导航、定位与跟踪与一体的农业信息化平台，利用手机APP实现对农作物的线下生产、线上销售、长势跟踪等一体的多功能农业信息化智能平台； 技术指标：电源输入（DC 2.0～3.6V）；控制延时<30ms；误码率< ;无线节点续传距离>=150m；无线AP覆盖范围>30X30 ;定位精度<1.5m；可用信道数15个；支持点对点、点对多点、对等和Mesh网络 能为产业解决的关键问题： 可解决传统农业中的粗放式种植、经验型种植及人工参与度高等问题，在降低农业生产成本的同时，提高农业生产、销售、追溯等环节的智能化水平。基于WiFi获取的现场后台大数据挖掘将解决现代农业的专家知识匮乏问题，形成可信度高的知识库指导农业生产。 实施后取得的效果： 推动当地农业智能化水平进步，提高农业生产效率、减少农业生产成本，促进规模化种植、最终形成行业标准。