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。

在中国，每年有超过30万人由于意外或者癌症等疾病手术而失去声音——这种人类最简单最快速的通信交流方式。虽然目前有传统人工喉可以使用，但除了成本大、消耗高，对于患者来说，也存在使用麻烦、体验感差、发音模糊等问题。尤其是传统人工喉的声音是电子机器的声音，在日常交流时不免显得突兀冰冷。

徐虎课题组发现具有量子谷Berry Phase的拓扑声子态在二维六角晶格材料中普适存在。随着研究的深入，拓扑材料的分类越来越丰富和多样化。到目前为止，拓扑材料的研究主要集中在费米子相关的系统。随着研究水平的进一步发展，拓扑的玻色子系统也越来越引起人们的关注，例如光子晶体、声子晶体等人工晶体中的拓扑现象等。但是，固体中的THz频率段的拓扑声子的研究相对缓慢。理论研究表明，拓扑声子对研究量子声子霍尔效应、拓扑声子热器件等具有重要作用。因此，在现实材料中寻找拓扑声子态是相关领域亟待解决的问题。 在研究中，徐虎课题组研究人员采用基于密度泛函理论的晶格动力学计算，根据二阶力常数矩阵构造类似于电子系统的紧束缚哈密顿量，从而可以获得声子系统的Berry 相和拓扑边缘态。在此基础上，他们结合高通量计算，发现具有量子谷Berry相的Dirac声子态在二维六角晶格材料中普适存在(图3a)。研究结果对进一步研究拓扑声子态以及其实际应用具有重要作用。 近两年，徐虎课题组致力于拓扑材料的理论预测和设计方面的研究工作，以南方科技大学物理系为第一单位发表1篇Phys. Rev. Lett.，1篇Nano Lett.和8篇Phys. Rev. (其中5篇为Phys. Rev. B Rapid Communications)。

北京交通大学超大规模预训练云服务项目竞争性磋商

本发明公开了一种基于 PID 反馈的预失真方法，所述方法包括分别对采集的功率放大器输出信号中正半部分幅值、负半部分幅值和直流分量进行提取进而分别进行 PID 反馈修正，使功率放大器输出信号随时间的变化而能保持稳定。此外，在功率放大器输出稳定前提下，将基于磁纳米粒子的非接触式测温的方法应用在大功率LED灯结温温度测量。本发明基于 PID 反馈的预失真修正方法是对功率放大器的放大倍数进行实时调节，使功率放大器输出信号的正

本发明公开了一种面向物联网的硅基固支梁可重构SIW带通滤波器，包括SIW带通滤波器、转接结构(3)和MEMS固支梁结构。SIW带通滤波器包括相互级联的SIW谐振腔(9)，相邻的SIW谐振腔之间存在耦合窗口(14)，MEMS固支梁结构设置于耦合窗口中。在一些特定的需要控制无源滤波器通带中心频率频繁切换的电路中，本发明通过MEMS固支梁结构很好的避免了需要依靠增加滤波器数量去控制电路的问题，并且MEMS固支梁结构的闭合所需要的电压较小也基本不会影响电路的正常工作，能够有效地降低电路控制的功耗。MEMS固支梁(6)可以实现快速的DOWN态和UP态的转换，可以有效地实现微波电路中对滤波器滤波范围的控制。

一、 项目简介采用流态化技术处理气体（液体）/颗粒（粉体）物料，具有气（液）固接触效率高，传质传热性能好等优点，在石油、煤、无机/有机化工、制药、环保、水处理等领域得到了广泛的研究和应用。根据被处理物料的加工时间、气（液）固比等处理条件不同，可分别采取鼓泡床、湍动床、循环流化床等操作形式。对于一种特定的物料体系，在采用流态化技术全面投入工业应用之前，需要对物料性质（包括粒度分布、骨架密度、堆积密度、休止角、介质粘度、熔点、沸点等）进行全面分析，然后根据物料加工过程工艺特点确定合适的装置结构，再对物料的基础流态化特性（包括起始流化速度、起始鼓泡速度、起始湍动速度、噎塞速度等）及操作工况（进料量、操作速度、物料循环量）下设备压降、密度、温度、停留时间、混合与分级、传质传热效率、分离效率等进行综合实验测试，以此为依据进行工业规模的装置设计及指导工业操作。本项目可以针对物料处理体系及加工工艺特点，研发合理的流态化装备，并对其物料物性、流体力学特性、装置结构性能等进行综合实验测试，根据测试结果为新装备的工业设计和操控、新技术的工业应用提供基础参数和指导，也可为原有设备改造提供可靠依据。二、 项目技术成熟程度项目组对FCC催化剂、煤粉、石油焦、半焦、石英砂、树脂、刚玉球、含盐废水等不同特性物料的流态化性能及相关流态化装备性能进行过系统的实验测试，物料粒度范围从30μm~5mm不等，流态化装备涉及鼓泡床、湍动床、快速床、移动床、喷动床及各种装备上相关的分布装置、分离装置等，介质涉及气-固、气-液、液-固、气-液-固体系，相关实验结果为新技术的实施推广提供了大量基础数据。三、 技术指标（包括鉴定、知识产权专利、获奖等情况）在大量实验研究并借鉴已有实施项目经验的基础上，本项目已形成如下成果：鉴定项目：[1] 外循环多相流化床换热器的颗粒循环和分布研究. 河北省教育厅，鉴定时间：2011.01，证书编号：20110367，成果水平：国际先进.[2] 液固三相流化床蒸发器总体优化及应用研究. 河北省科技厅，鉴定时间：2011.01，证书编号：20110265，成果水平：国际先进.[3] 高效半干法烟气脱硫剂制备工艺研究. 河北省科技厅，鉴定时间：2011.01，证书编号：20110266，成果水平：国际先进.[4] 锅炉烟气喷动床脱硫除尘工艺及设备研究. 河北省科技厅，鉴定时间：2011.06，证书编号：20111588，成果水平：国际先进.[5] 带导流管的多喷嘴矩形喷动床烟气脱硫设备研究. 河北省科技厅，鉴定时间：2011.06，证书编号：20111589，成果水平：国际先进.[6] 新型高效立体传质并流塔板的研究开发. 河北省科技厅，鉴定时间：2011.10，证书编号：20112669，成果水平：国际先进.专利技术：[1] 一种克服换热设备水平管路颗粒沉积的构件和方法，中国发明专利，专利号：ZL 200910245134.9.（已获授权）[2] 一种多功能集成设备精制介酸的方法，中国发明专利，专利号：ZL 200910245133.4. （已获授权）[3] 一种降低耦合反应器提升管出口返混的气固分布器. 中国发明专利，申请号：201210405627.6. （已公开）[4] 一种降低串联组合流化床提升管出口返混的气固分布器. 中国发明专利，申请号：201210405649.2. （已公开）[5] 多孔球状反应装置及操作方法. 中国发明专利，申请号：2012101155697.4，申请日：2012.04.19. （已公开）[6] 一种烟气同时脱硫脱硝综合实验装置及其操作方法. 中国发明专利，申请号：201210115569.3. （已公开）[7] 多室双管程蒸发器，中国实用新型专利，专利号：ZL 201020609305.X. （已获授权）[8] 多孔球状反应装置. 中国实用新型专利，专利号：ZL 201220167080.6. （已获授权）[9] 一种烟气同时脱硫脱硝综合实验装置. 中国实用新型专利，专利号：ZL 201220167161.6. （已获授权）[10] 一种提升管与床层耦合反应器的分布器. 中国实用新型专利，申请号：201220542989.5. （待授权）[11] 一种串联组合流化床提升管出口的分布器. 中国实用新型专利，申请号：201220543000.2. （待授权）项目获奖：[1] 组合型颗粒分布装置的颗粒分布性能与结构优化. 河北省科技进步奖三等奖（证书编号：2008JB3122-3），2009年3月.四、 市场前景（应用领域、市场分析等）本项目可广泛应用于石油、煤、无机/有机化工、制药、环保、水处理等领域，在满足高效节能、低碳环保的前提下，可为企业新技术开发、旧有装置改造提供实验测试及技术支持，进而提高企业的技术装备水平和经济效益。五、 规模与投资需求（资金需求、场地规模、人员等需求）规模与投资需求依据企业要求而不同。（1）从装备选型与性能测试角度，需要研究设计新型装备，并针对具体物料进行相关性能测试，本项目组可提供场地和人员，企业投资约为5~30万元；（2）从旧有装置改造角度，需要对装置现存问题进行分析，研究设计合理的装置结构，并对其性能进行测试，再结合后续加工、安装，本项目组可提供场地和研究设计人员，并辅助联系加工单位，企业投资约为50~300万元；从直接利用本项目相关技术成果角度，本项目组可提供研究设计人员，并辅助联系加工单位，企业需提供场地和操作人员5~10人，投资约为100~500万元。（内容字体为宋体、四号字）六、 生产设备装备性能测试设备，项目组可进行开发设计；生产设备依据各具体物料体系及加工过程特点而定，主要以流态化操作设备为主，并辅以风机、泵、测量及控制仪表等。七、 效益分析实施本项目的效益体现在如下几个方面：（1）可以提高企业的技术创新能力及装备操作水平；（2）可以提升企业的装备运行周期与生产效率，提高企业的经济效益；（3）可以降低企业的废气、废液、废渣排放水平，具备显著的环保效益。八、 合作方式（1）项目组独立承担；（2）与企业合作研发。九、 项目具体联系人及联系方式（包括电子邮箱）王德武：天津红桥区河光荣道8号北工业大学化工学院300信箱，022-60204482，13752711488，wangdewu@hebut.edu.cn；张少峰：天津红桥区河光荣道8号北工业大学化工学院300信箱，022-60204596，13132081566，shfzhang@hebut.edu.cn。

本发明提供了一种适用于提高固碳效率的微藻规模培养装置，包括具有至少一条跑道的跑道池和安装于所述跑道池中的搅拌桨，所述搅拌桨安装在所述跑道的一端，通过搅拌桨的旋转使跑道中的藻液流动；其特征在于：还包括若干透明盖板，所述透明盖板成间断地分布在所述跑道的上方，所述透明盖板的底部和所述藻液的上表面相接触。实现了气‑液‑盖的接触，延长了气液接触的时间，提高了CO2溶解效率。跑道池内的曝气单元能产生微小气泡，并且产生的气泡不聚并，提高了CO2溶解的效率，与此同时，曝气单元还具有通畅性不易堵、具有抗压性不易破碎的特性，并且，制作成本低廉、易安装易维护，能够在规模化培养的跑道池内实现多点间断放置。