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大型船舶综合电力系统协同优化与智能运行关键技术及应用
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
上海交通大学
2021-05-11
大型船舶综合电力系统协同优化与智能运行关键技术及应用
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
上海交通大学
2021-04-10
大型供应链优化计算软件系统
1.项目简介：本项目开发出了一种大型供应链优化计算软件系统，软件系统包括互相连接的两大功能部分：结合供应链建模的数据库及管理系统和微机大型供应链0-1整数规划计算软件系统。前者为针对供应链建模和计算结果汇总和分析的信息管理系统，它构成了与企业管理的电子商务系统的有机连接；它可实时运行和显示，运行速度很快。后者则是解决大型供应链问题的计算软件，使用当前的一般微机系统，可解决具有50万个有效变量（其中2000个0-1整数变量），和一万个约束方程（包括2000个主问题约束方程和其他称为“广义上界”的约束方程）之内的大型问题；计算时间一般视问题大小在1-3小时之内。这两大功能可连接运行，亦可分开单独运行。 2.技术特点：本项目采用一种基于广义上界的有界变量混合型0-1整数规划算法，它无需大型计算机来解决问题，使用微机即可，方法可靠、实用而有效。
武汉工程大学
2021-04-11
大型空分装置操作仿真培训系统
随着空分装置朝着大型化，稀有气体全体区和全面计算机控制的发展，对空分操作人员的素质及操作技能提出了极大的挑战。要在生产实践中培养出一个合格的熟练的操作人员一般需要5年左右的时间。 当前，操作仿真技术在操作人员培训方面有着特殊的功能，目前已经有用于各种运载工具（如飞机、船舶等）以及各种复杂设备系统（如电站、电网、大型化工系统等）的仿真训练机，在提高效率、节约能源、安全训练等方面起了十分重要的作用。为此，我们开发了大型空分装置操作仿真培训系统。该系统可用于对运行人员进行培训，促进其对设备运行特点、操作动态响应特性的了解，提高操作技能和应变能力，从而最大限度地提高设备运行的安全性和可靠性，减少运行事故的发生。 目前，该技术已应用于我国几个大型冶金企业的制氧厂，取得了良好的效果。
北京科技大学
2021-04-13
大型仓储温湿度自动监控系统
大型仓储广泛存在如武器、弹药及各种军用器材；大型物流以及医药、粮食储备等领域，对仓储航材包装储存物资质量影响最大的是环境的温度和湿度，如在仓库中, 空气潮湿是造成各种物资劣变的重要原因, 如弹药失效、片剂药品潮解, 粮、棉等的霉变, 金属的锈蚀等均与环境潮湿有关。“大型仓储温湿度自动监控系统”可适用于各种库存环境下的仓储温湿度自动监控系统的要求，系统采用可做硬件加密的Zigbee无线局域网作为通讯网络，兼顾了
南京大学
2021-04-14
大型设备无人值守全自动监控系统
本项目设计了工矿大型设备无人值守方案，通过对整个矿井的生产运输、设备控制、管理与信息、视频监控、调度通信等系统的融合。在注重信息采集和处理的同时，也注重对信息处理后对生产和安全自动化系统的联合监测监控的实现，进一步实现综合自动化的五融合，即网络融合、系统融合、软件融合、功能融合和数据融合，建立系统充分融合+系统联合监测监控+信息分析处理发布的模式，同时采用智能调度、集中监控、调控分离的操作模式，以有人巡视、无人值守的维护方式加以辅助，最终实现工矿企业减人提效、节能降耗、人员安全的总体目标。
安徽理工大学
2021-04-13
一种多能互补发电系统
本发明公开了一种多能互补发电系统，包括液压马达、由液压马达驱动的发电机，所述液压马达连接多条液压进油分路，所述多条液压进油分路包括将太阳能转换为液压能的太阳能液压进油分路以及将海洋流体动能转换为液压能的海洋能液压进油分路，所述太阳能液压进油分路上设置有将太阳能转换为机械能的太阳能捕获装置，太阳能捕获装置的输出端连接第一液压泵；所述太阳能捕获装置包括收集太阳能用于加热传热介质的集热器、将传热介质热量传递给蒸发介质的换热器、以及由蒸发介质推动其转子旋转的驱动装置，所述驱动装置的转子连接所述第一液压泵。本发明优点：可省略了现有的多能互补发电系统中实现电流合并的电力电子设备，发电成本降低。
浙江大学
2021-04-11
一种极地温差发电系统
本发明公开了一种极地温差发电系统，包括舱体、气液相变导热装置、温差发电装置及重力驱动沸腾?冷凝液冷装置，在舱体内设置有炉膛，炉膛顶部连接一上端伸出舱体外的烟道；气液相变导热装置包括位于炉膛内的第一气液相变导热板组和位于烟道内的第二气液相变导热板组；重力驱动沸腾?冷凝液冷装置包括位于沸腾侧的蛇形通道冷却装置及上升管；重力驱动沸腾?冷凝液冷装置还包括位于冷凝侧的低温冷却装置、下降管及下联箱；蛇形通道冷却装置包括第一冷却通道组和第二冷却通道组，在冷却通道与气液相变导热平板之间设置所述温差发电装置的温差发电片。本发明发电系统克服了柴油机发电的缺点，可以降低极低科考的用电的成本以及增加电力系统的可靠性。
东南大学
2021-04-11
盐差能分级发电系统及方法
本发明公开了一种盐差能分级发电系统，包括：多个渗透装置串联形成的多级渗透装置，其中，每个渗透装置包括由多个渗透膜元件并联而成用以将不同浓度的溶液分成高浓度侧和低浓度侧的渗透级；多个水轮机，其中每个渗透装置的高浓度侧对应一个水轮机，且各水轮机同轴连接，用以驱动发电机工作；在渗透级的高浓度侧和低浓度侧分别通入高浓度溶液和低浓度溶液后，渗透级可将渗透压差转变成高浓度侧流体静压，并利用在各渗透级施加的相应大小的背压，
华中科技大学
2021-04-14
通讯基站风电互补发电系统
在无线通讯基站中为了实现节能减排的目的，在通讯基站的塔架上安装小型风力发电机，可以在不占用土地的条件下大大降低风机的安装成本，采用风能和市电互补供电系统为通讯基站设备供电。本产品采用高性能DSP为控制核心，通过对高频升降压DC/DC变换器进行控制，实现了风能的MPPT控制，使风能的利用率得到提高。本产品通过先进控制算法使风能得到优先利用，当风能不足时由市电对风能进行补充，其互补控制是自动平滑实现的，可以最大限度地降低市电的消耗。本产品具有远程监控功能，可以对边远地区无人值守的基站供电系统实施在线监控
北京理工大学
2021-04-14