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超特高压电网继电保护关键技术研究及应用
研究背景 超特高压电网具有电压等级高，输电容量大，输送距离远，覆盖范围广等特点，电网故障带来的系统安全影响更加严重。超特高压系统故障后的暂态特征及继电保护与控制装置的配合关系复杂，超特高压工程带来的继电保护新问题对传统继电保护配置提出了更高的标准和要求。因此研究超特高压电网继电保护新原理是当前超/特高压电网建设的重大课题。 主要成果 构建了超特高压系统实时数字仿真系统（RTDS）模型，揭示了超特高压系统故障机理及其电磁暂态特征。在超特高压继电保护新原理方面取得了多项重大的科研成果，如：提出dR/dt振荡闭锁原理，解决了电力系统振荡过程中距离保护容易误动的难题；提出“按相补偿”方法，改革了接地阻抗继电器的接线方式，有利于阻抗选相和距离保护的快速动作；提出“虚拟电流”的构成方法，解决了母线保护的故障判别及TA饱和、断线的判别难题；提出基于电压回路方程的变压器保护新原理，解决了励磁涌流引起差动保护误动的难题等。研究开发的微机保护、继电保护测试仿真系统、变电站自动化系统、发变组保护系统及故障录波装置等均处于国际领先水平。 学术影响 研究团队在20世纪80年代初研发了我国第一台微机继电机保护装置，而后研发的分层、分布式变电站综合自动化系统率先在西电东送工程的首个500kV变电站投入应用；1000kV线路保护及变电站自动化系统也成功投运；依托研发技术创建的四方公司已成为我国二次设备三大制造商之一，年产值超过20亿元。相关研究成果已成功应用于实际电网中，先后2次2国家级科技进步二等奖，取得了重大经济和社会效益。
华北电力大学
2021-02-01
大型高精度数控拉削装备关键技术与产业化
针对国内拉削装备在加工效率、加工精度和表面质量等关键性能指标与国际水平存在较大差距，以及智能制造技术发展带来的未来巨大市场需求空间，在国家中小企业创新基金、国家重点新产品、国家科技部科技人员、浙江省重大科技专项等项目的支持下，通过产学研合作方式，对拉削方式与机床结构、挤光拉削集成工艺与设备、工作台及刀座安装结构设计与工艺适应性、数控拉削装备CPS 多领域统一建模与优化设计、拉床专用数控系统软硬件等关键技术进行了深入的研究。研发了伺服驱动工件移动拉削工艺和"一挤光两拉削"的三工位加工工艺，研制了共底座双立柱多工位机床、双工位工件移动式立式外拉床和自动挤光拉削专用机床，提高了拉削效率和精度；设计了可承载侧向重切削力的转位工作台、双工位液控翻转工作台以及子母刀座液压锁紧装置，减少了上下料和换刀的辅助时间；研制了多工位协调优化的控制系统和工件在线检测装置，提高了拉削过程的稳定性和自动化程度；开发了CPS 多领域统一建模与优化设计技术，支持数控拉削装备的综合分析和优化。
杭州电子科技大学
2021-05-06
全截面非接触燃煤电站一次风粉静电检测技术
燃煤电站锅炉一次风粉传感器为全截面环状非接触式结构，其基本原理是利用燃煤电站制粉系统中煤粉颗粒物的摩擦起电原理，结合先进的测量模型实现煤粉流速、浓度及流量进行在线实时测量，误差优于5%。主要技术特点： 全截面结构，其内径与一次风管相同，不存在盲区，保证了测量结果的准确性和可靠性。 非接触式，无磨损，使用寿命长。 采用被动式静电检测原理，传感器只对移动煤粉敏感，测量系统免维护。 传感器安装在近燃烧器端，真实反映了入炉的各一次风管内煤粉浓度和流速分配状态。 结合风粉调节手段，可优化燃烧，减低污染物排放，防止锅炉结焦、腐蚀、水冷壁爆管等，对锅炉安全经济环保运行具有重要意义。
东南大学
2021-04-11
正交多载波调制太赫兹宽带无线通信关键技术研究
研究太赫兹宽带无线通信系统中基于小波包变换的正交多载波 调制、峰均比抑制、信道编码以及利用压缩感知和凸优化的新型信道 估计等关键技术。构建太赫兹宽带无线通信系统基带处理实验平台， 用 FPGA 硬件验证具有上述关键技术的基带系统，并对其性能做出评 估。探索出一种更加适合于太赫兹通信系统的新理论和新方法，不仅 为具有全新通信方式和频谱管理模式的太赫兹无线通信技术提供新 的解决方案，也能为其它宽带高速无线通信技术提供有效的方法。
南开大学
2021-04-11
有机官能化系列笼型倍半硅氧烷纳米材料制备技术
该技术通过分子设计和环境友好的水解反应，利用顶角-戴帽法和官能团剪裁等手段制备带有多种可反应性基团的中空笼型纳米材料。材料具有质轻、透气、超低介电常数、耐热、易加工、可溶解性、生物相容性等特性，体现了不同于传统纳米材料的优点，与聚合物有非常好的相容性和分散性。这类有机－无机杂化材料实现了将有机材料的耐热性能和高强度与有机高分子材料的加工工艺简单完美结合的目的。 笼型倍半硅氧烷与高分子聚合物的相容性良好，基本可以达到分子级均匀分散，这是普通无机填料无法达到的，得益于笼型倍半硅氧烷分子具有有机部分，既使在惰性基团取代笼型倍半硅氧烷中也可以与有机基体实现良好的相容行为。同时，材料的耐热性能指标（如玻璃化转变温度，5%质量损失热降解温度）均有大幅度提高，这是因为笼型倍半硅氧烷的Si－O骨架部分提供了优异的抵抗热冲击性能，此外，还可以利用多官能化笼型倍半硅氧烷进行交联反应实现三维交联结构，以进一步提高耐温性能。另外，笼型倍半硅氧烷可以作为各种催化剂和其他功能性材料的载体，在拓宽这些功能材料使用温度的同时提高其某些性能，如提高电致发光材料的发光效率和发光纯度，提高催化剂的催化效率和选择性。 可以预见，随着各个交叉学科领域的不断扩展，笼型倍半硅氧烷作为典型的有机-无机杂化材料的优异性能将会引起人们越来越浓厚的研究兴趣。 粒子尺寸：1.5～3nm；溶解性：根据官能团不同，可溶解于有机溶剂或水；颜色：白色；耐热性：热分解温度在250℃以上。可用于耐高温材料、航空航天材料、复合材料、超低介电材料、塑料及纤维改性、功能高分子材料、特种涂料、生物材料等制备。在高附加值材料领域，应用前景广阔。项目投资300～400万。
北京化工大学
2021-02-01
工业污泥制生物燃气关键技术装备与产业化示范
项目背景是北京市燃气紧缺，日缺口最多达800万立方米；北京市大力推广市政天然气管网入村工程；污水处理产生的大量污泥造成了严重的环境污染；北京2014年工业污泥产量超过100万吨；污泥是城市水处理厂的伴随产物，随着社会文明的进步以及环保水平的提高，污水处理能力和处理量也在逐年增长, ,污泥的处理处置问题已成为世界性的课题。 目前国内污泥的处理处置率很低,主要是填埋和农用,也有一部分进行焚烧处理,而这些处理方式均会导致不同程度的二次污染问题。污泥热解技术具有可回收能源 和有用物质、技术不复杂、气体能源产品可不需要储存、对不同的物料成分可以灵活运行等优点。 项目创新点在于太阳能干燥技术实现污泥干燥和减量化，有低能耗、绿色环保的优势。污泥热解-气化工艺及关键设备循环流化床均系自主开发，具有自主知识产权，可实现污泥所蕴含的化学能高效转化为生物燃气。污泥热解-气化工艺主要产品系生物燃气，联产灰分和中压蒸汽。污泥热解-气化工艺实现污泥中灰分无害化利用制建材并回收重金属。污泥热解-气化工艺实现废物零排放，原子经济性高。 本技术使用固定床反应器,以制备气体燃料为目的,对城市污水处理厂的污泥进行了热解资源化研究。以污泥为原料进行了热解工艺开发,考察不同反应条件对热解效果的影响。得出在合适的操作条件下,污泥热解制备气体燃料最佳的反应条件。此时,气体产率达35%,所得气体中可燃组分H2、CH4和CO的总含量达到了60% ,产气热值为8039.77kJ/m3。对500℃时生成的焦油进行了成分分析,发现焦油中N和O含量较高,若用于燃烧可能会产生较多的二次污染物。 分别用干污泥和湿污泥与生物质混合,进行共热解技术开发。结果发现,当干污泥中掺混50%时,能有效提高污泥热解的气体产率。湿污泥与生物质进行混合热解时, 随混合物中生物质比例的增加,温度的增加,气体产率、气体热值逐渐增加。对污泥热解残渣进行了水蒸气气化反应。分别改变温度、固相停留时间、水蒸气流量和 催化剂等条件,考察其对气化结果的影响。得出污泥热解残渣水蒸气气化制取富氢燃气的最佳条件。
北京化工大学
2021-02-01
挥发性有机污染物 VOCs 处理系列关键技术与设备
本项目包括三大核心技术： 1、强制冷凝 VOCs 废气处理设备，创造性地将强制换热技术改造后应用于 VOCs 强制冷凝处理工艺中，针对高浓度有机废气，回收经冷凝的 VOCs 物质，同时回收废气中的温度生产热水。设备内表面均采用实验室自行研发的特殊拒油涂层处理，以防止有机物质对冷凝器的污染，提高冷凝装置稳定运行效率并降低设备维护成本。 2、开发的光催化氧化剂和附着技术 克服纳米光催化剂易团聚、易流失的弊端，开发出新型快速的光催化剂负载技术，能够大大推进光催化剂在废水、废气中的实际应用，负载材料廉价易得，加工方便，寿命长，具有巨大的比表面积，能够在吸附 VOCs 物质的同时，直接发生光催化反应，将 VOCs 物质完全矿化。 3、开发的高效苯吸收液及分层技术 采用特殊吸收液配方制备能够分层的高效苯吸收液，能够有效地 吸收废气中的苯、甲苯、二甲苯等有毒有害物质，净化 VOCs 废气。吸收的 VOCs 物质能够静置分层，从而能够更快速地富集，方便下一步的回收分离，吸收液可以重复使用。 三大技术可以互相结合为工艺组合，在高浓度有机废气的净化与有价值物质的回收、油烟净化、企业 VOCs 治理等方面具有广阔地应用前景。已成功解决了河北省三家企业的 VOCs 处理与排放问题。
南开大学
2021-02-01
国产碳纤维/聚醚醚酮特种热塑预浸料成套技术
本项目基于团队多年连续碳纤维热塑性预浸料制备及复合材料成型、聚芳醚酮（PAEK）树脂（含聚醚醚酮（PEEK））研发、半结晶型热塑性复合材料界面研究的技术积累和相关项目成果，通过自主设计搭建连续纤维热塑性复合材料生产线及相关关键成型模头和特殊工装的设计，掌握了连续碳纤维聚芳醚酮特种热塑性预浸料单向带、LFT 粒料和高纤维含量拉挤棒材的关键制备技术，打破国际技术封锁，拓展了聚芳醚酮材料的应用形式，在我国航天、军工等轻量化零部件替换上具有很好的应用前景。本项目预期在连续碳纤维特种热塑预浸料、LFT 长纤维粒料、拉挤型材及 1-2 个具体产品（航空航天、医疗）几个方面进行同步产业化落地，具有自主知识产权。项目落地后将进一步开发国际领先并具有自主知识产权的低成本高效连续热压技术，实现 3 分钟内单成型制造周期的织物层合板在线浸渍和长尺寸结构型材的连续化生产制造，建成从“树脂原材料→预浸料/LFT/棒材→成型工艺→复合材料制品→评价方法”的一整套技术体系，引领行业发展，助力连续纤维特种热塑性复合材料在我国快速、大规模的应用。
北京科技大学
2021-02-01
高密度铁基粉末冶金制品制备关键技术研究
针对我国高品质粉末冶金铁基材料制备技术较薄弱的问题，在高品质铁基粉末和高性能铁基制品制备技术方面取得了突破。以 LAP100.29 水雾化铁粉作为高密度低合金粉末基粉，添加母合金粉末、增塑剂经塑化处理后，再添加专用润滑剂和石墨进行混合。首先将水雾化铁粉及合金粉末进行粒度搭配，提高堆积密度；然后通过粉末结化处理，提高混合粉末的流动性、合金成分均匀性；接着通过粉末塑化处理，改善铁粉颗粒整体塑性，从而获得了具有高压缩性的专用高密度成形粉末（图 7）。合批粉末的松比为 3.2～3.4g/cm3，流动性≤30s/50g，压缩性≥7.6g/cm3，粉末显微组织如图 2 所示。在混粉阶段，设计制作了 5 吨/h 专用连续式混合装置（如图 6 所示），通过软化处理的复合粉末及粘结剂、石墨等的定量供给和高效混合，合批制成高密度专用粉末，从而实现粘结化粉末的连续、稳定的批量化生产。
北京科技大学
2021-02-01
低成本非真空铜铟硒（CIGS）薄膜太阳电池制造技术
CIGS 薄膜太阳电池具有效率高，无衰退、抗幅射、寿命长等特点，采用非真空技术可以进一步降低这种电池的成本，预计可达到0.3$/W。 本项目产品结构为：衬底/Mo/CIGS/CdS/i-ZnO/ZnO:Al/Ni-Al；其中光吸收层 CIGS 薄膜为 p 型半导体，其表面贫 Cu 呈 n 型与缓冲层CdS 和 i-ZnO 共同成为 n 层，构成浅埋式 p-n 结。太阳光照射在电池上产生电子与空穴，被 p-n 结的自建电场分离，从而输出电能。工艺流程：普通钠钙玻璃清洗→Mo 的溅射沉积→非真空法分步电沉积Cu-In-Ga 金属预置层→快速加热硒硫化处理（RTP）→化学水浴法沉积 CdS 或 ZnS→本征 ZnO 溅射沉积→ZnO:Al 透明导电膜的溅射沉积→Ni/Al 电极沉积，等。
南开大学
2021-02-01