成果围绕互联电网中风电、光储的虚拟同步控制技术展开研究，通过量化评估风电、光储虚拟惯量和区域电网惯量，利用功率跟踪优化、变桨减载以及混合储能，提出了风电、光伏并网系统的惯量及一次调频控制策略。在此基础上，分析含虚拟惯量互联区域电网的暂态稳定机理，研究虚拟惯量与阻尼的多区域协同优化方法，使风电、光储设备兼具为频率、阻尼及功角提供暂态稳定的支撑能力。 创新点 发明风电、光储并网系统的虚拟同步耦合控制技术，建立风机、蓄电池及超级电容与系统频率间的虚拟同步耦合关系，提升高比例新能源并网系统的惯量支撑能力；发明多区域风电、光储虚拟惯量的协同控制优化运行系统，在变惯量控制下，分别构建高比例接入风电、光储区域互联电网的等值模型，掌握惯量、频率调整及低频振荡多重控制目标之间的规律，通过多区域协同惯量控制，提高含高比例新能源电力系统的稳定性。 获奖情况

中国南玻集团股份有限公司成立于1984年，总部设在深圳蛇口。1992年2月，公司A、B股同时在深交所上市（股票代码：000012），是中国最早的上市公司之一。经过二十余年的发展，目前下辖三十余家子公司，资产规模超过180亿元，员工逾万人，已成为中国玻璃行业最具竞争力和影响力的大型企业集团。 安徽南玻新能源材料科技有限公司是中国南玻集团股份有限公司的全资子公司，公司成立于2020年2月，位于安徽省滁州市凤阳县凤宁现代产业园，占地约1100亩，总投资规模40亿元，将建设4座1200吨一窑多线太阳能装备用轻质高透面板基片及深加工生产线，项目建成后，将增加约2300个就业岗位，实现年销售额约50亿元。 公司将围绕新材料新工艺新设备的开发，创建国家级重点实验室，全力打造院士工作站等科研创新平台，建设研发、制造、营销于一体的大型生产及人才培养基地。

该系统是一款新能源电动汽车中永磁同步电机及控制系统的教学、开发平台，并提供控制器C语言程序代码、原理图、实验指导书、主要芯片数据手册等资料。通过学习掌握电机控制系统原理，具备系统开发、故障诊断能力。

新能源学院赵学波教授领衔的氢能团队在具有工业应用前景的丙烷氧化脱氢制丙烯高性能催化剂研究方面取得新进展，相关论文《含硼金属有机框架化合物衍生的球形超结构氮化硼纳米片》（A Spherical Superstructure of Boron Nitride Nanosheets Derived from Boron-Contained Metal-Organic Frameworks）在国际化学领域顶级期刊Journal of the American Chemical Society发表。我校2016级博士生曹磊、新能源学院代鹏程副教授为该论文共同第一作者，新能源学院赵学波教授、代鹏程副教授、昆士兰大学Yusuke Yamauchi教授为共同通讯作者，中国石油大学（华东）为第一署名单位。 丙烯是极为重要的大宗化工基础原料，后续衍生出的众多有机化工产品在建筑、汽车、包装纺织等领域有广泛应用。近年来随着丙烯下游产业规模的迅速扩张，传统的丙烯来源已无法满足市场需求，因而亟需开发新的丙烯来源。丙烷氧化脱氢制丙烯具有底物转化率高、工艺能耗低和无积碳不易失活等优势，极具工业应用前景。但是由于产物丙烯容易与氧化剂发生过度氧化，降低了目标产物的选择性，从而让丙烷氧化脱氢工艺一直无法达到工业化的要求。因此，开发一种高效催化剂，抑制过度氧化，提升产物中丙烯的选择性是推动丙烷氧化脱氢发展最直接有效的手段。 氮化硼是目前烯烃选择性最高的丙烷氧化脱氢催化剂，但是单程烯烃收率离工业化需求仍有一定差距。通过可控合成提高活性物种在氮化硼表面的含量和分散度是一种提升催化性能的有效途径。构建分层的三维结构，尤其是基于二维氮化硼纳米片为基本单元的球状三维结构，有助于提高边缘活性物种的含量。除丰富的边缘活性位点外，特殊的三维球状结构促使反应混合气沿着球面进行有效地扩散并充分与活性位接触，提高催化剂的催化活性。然而迄今为止，如何控制氮化硼纳米片自组装形成三维球状超结构仍是一个充满挑战性的工作。 针对上述问题，研究人员以金属有机框架化合物（MOFs）为前驱体，通过溶剂热转换的方式制备了三维球形超结构MOFs纳米片（SS-MOFNSs），并进一步以SS-MOFNSs为自牺牲模板，制备了球形超结构氮化硼纳米片（SS-BNNSs）催化剂。 SS-BNNSs在丙烷氧化脱氢反应中表现出了优异的催化性能，510 ºC的操作温度下，产物中烯烃的收率达到了40.2%（丙烯，27.8%；乙烯，12.4%），远超商业化的氮化硼纳米片（丙烯，23.8%；乙烯，8.6%）和高比表面积的氮化硼纤维（丙烯，20.7%；乙烯，10.2%）。通过系统的表征可以发现，SS-BNNSs表面富含B-OH，让催化剂无须活化就可以直接催化反应进行，同时特殊的结构优势提高了活性物种的分散度，利于反应气与活性位点快速接触和产物丙烯的迅速脱附，提升了产物丙烯的单程收率。SS-BNNSs自组装的构造过程和结构优势带来的性能提升拓宽了催化剂的设计思路。 该研究成果获得审稿专家充分肯定，审稿专家一致认为该工作提出的含硼MOFs衍生三维超结构氮化硼纳米片具有很好的创新性，其作为丙烷氧化脱氢催化剂表现出的高烯烃收率在工业应用方面具有较大潜力，为丙烷氧化脱氢催化剂的研究提供了新的参考。

本项目以制备超快高储能柔性器件为导向，建立基于界面纳米复合材料的新技术。通过水热法和电化学方法在柔性导电基底上构建纳米阵列/金掺杂二氧化锰的三维纳米复合电极，作为正极；通过水热法和热处理法在柔性导电基底上生长多孔氧化铁纳米复合材料，作为负极，组装全固态薄膜器件。利用纳米复合材料的多方面优势加速电子/离子在活性材料中的传递，进而达到超快高储能的目的。基于纳米复合材料的全固态薄膜器件可展现出超快充电能力（10 V/s），比常规电容器的充电时间快10-100倍。这是国际上基于金属氧化物赝电容薄膜型超级电容器研究领域的一个重大突破。此外，本项目以开发超快超柔储能器件为导向，开发了一种热力学诱导自发组装和原位掺杂结合碳热还原的方法来实现石墨烯纳米筛粉体和薄膜的宏观可控制备，解决了传统石墨烯材料纵向物质传输差的局限。通过控制碳热温度，可以调节石墨烯纳米筛表面的孔密度，即孔径大小可控（10~100 nm）。与传统石墨烯薄膜电极相比，石墨烯纳米筛表面丰富的孔结构使得其作为电极材料时拥有更大的比表面积，而且电解质离子可以在垂直于平面的轴向上传递，缩短了离子传输路径。

对于城市轨道交通，再生制动能量的充分利用是实现节能的重要措施。其中，超级电容储能系统是目前极具竞争力的解决方案。它的主要功能包括提高再生制动能量利用率，降低牵引能耗，减少再生失效，抑制网压波动。 北京交通大学开发了车载和地面两种类型的超级电容储能系统样机。掌握了储能系统优化配置、大功率双向DC/DC变流器、超级电容充放电控制、能量管理策略等关键技术。该系统也可应用于工程机械、电动工具等其他领域。

项目简介： 对于城市轨道交通，再生制动能量的充分利用是实现节能的重要措施。其中，超级电容储能系统是目前极具竞争力的解决方案。它的主要功能包括提高再生制动能量利用率，降低牵引能耗，减少再生失效，抑制网压波动。 北京交通大学开发了车载和地面两种类型的超级电容储能系统样机。掌握了储能系统优化配置、大功率双向DC/DC变流器、超级电容充放电控制、能量管理策略等关键技术。该系统也可应用于工程机械、电动工具等其他领域。

相变储能纤维是将相变材料与纤维通过一系列方法复合产生的一种智能纤维新品种，是相变储能材料的拓展应用之一。相变储能纤维既具有纤维的各种特性又具有相变储能调温功能，可以如空调一般调节环境温度。相变储能纤维直接通过纺织加工得到各种“空调”纺织品，而无需在纺织品上进行涂层、后整理、填充等相变储能功能化操作。 相变储能纤维一般有以下应用领域：手套、帽子、鞋类、运动服装、内衣、背心夹克、头盔、护膝

大规模风电、光伏等可再生能源的接入是新能源电力系统的重要特征，其发电、负荷、设备故障以及天气等因素的多重不确定性交互渗透，对信息控制系统产生严重依赖，使系统安全面临严峻的挑战。 　　为全面提升新能源电力系统防御风险的能力，华北电力大学刘文霞和张建华教授团队在 2007 至 2016 年间 ，承担了国家科技部和国家自然科学基金委等 5 个纵向课题，同时与贵州、海南和吉林省等多家电力公司合作，从电网规划、运行、应急和信息四个应用领域入手本项目从电网规划、运行、应急和信息四个应用领域入手，开展风险评估理论及其应用关键技术研究。取得的创新性成果如下： 　　（1）创新提出了表征新能源不确定性影响的电压波动风险量化评价方法，突破了复杂大电网风险评价效率和风电场模型精度低的技术难题，研发了计及多重风险的大规模风电并网规划方案辅助决策系统（见图1、图2a）； 　　（2）提出了大规模风电并网下电力系统小信号稳定性与运行风险评估新方法，建立了融合运行风险的优化调度框架，率先研发了电网短期和超短期风险评估系统（见图2b），填补了国内外该应用领域空白； 　　（3）提出了电力系统大停电风险的辨识与预警方法，解决了大规模风电接入情况下电网自组织临界态的辨识难题，首次建立了区域电网大停电风险的应急管理体系； 　　（4）系统地提出了设备、厂站及广域系统三个层面的电力信息安全评估方法，突破了信息-物理域耦合带来的安全性量化难题，为新能源电力系统的安全经济运行提供了信息安全技术支撑。 　　基于此项目，研究团队共申请发明专利 11 项，已授权 7 项；软件著作权 3 项；发表论文 76 篇，其中 SCI 论文 10篇、 EI 期刊论文 46 篇，总被引用量 29237 次；专著 1 册。同时，此项目成功应用于北京、华北电网的安全和应急体系建设，有利支撑了奥运保电；研发的应用系统应用于贵州、海南和吉林等省，创造了巨大的经济效益。