|
搜索
搜 索
高等教育领域数字化综合服务平台
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
基于虚拟发电厂的配电网无功功率优化调度方法及系统
一种基于虚拟发电厂的配电网无功功率优化调度方法及系统，在沿馈电网络接入的每个节点连接设 置一个监测装置，控制过程包括当虚拟发电厂的当前调度时间段开始时，各监测装置向虚拟发电厂的集 中控制器上传所接入节点的实时电压有效值；集中控制器建立无功功率优化调度模型并求解得到各分布 式电源的无功输出给定值，集中控制器向各分布式电源发送无功输出给定值，各分布式电源相应输出无 功功率至馈电线路。本发明通过集中控制器的优化调度，使得配电网中各个节点电压偏离额定值
武汉大学
2021-04-14
系列海洋监测浮标研制及在国家海洋环境监测中的应用
齐鲁工业大学（山东省科学院）海洋仪器仪表研究所王军成研究员主持完成的“系列海洋监测浮标研制及在国家海洋环境监测中的应用”项目成果获得国家科学技术进步二等奖。
该获奖成果瞄准我国海洋环境监测迫切需求，突破了浮标用传感器研制的关键技术，攻克了抗恶劣海洋环境、高可靠性、深海系留、拼装式浮标等技术瓶颈，研制了适用于近海、大洋和极区等极端环境监测的12种规格系列军民两用浮标产品，形成了我国浮标的系列标准，构建了我国海洋监测浮标技术体系，使浮标用传感器国产化率从10%提高到70%，扭转了浮标用传感器依靠进口的局面，显著降低了浮标平均故障率，使浮标在位可靠运行时间提高了三倍，观测数据接收率提高到95%以上，全面支撑了国家浮标网建设。
齐鲁工业大学
2021-04-22
轮胎数字化装备智能评测系统
项目背景：1.国际：随着全球新一轮科技革命的孕育和 兴起，工业制造的数字化、网络化、智能化已经成为必然的 发展趋势；2021 年初美国军方宣布：将数字化、网络化、智 能化作为其未来十年重点发展的领域，欧洲、日本等其他发 达国家同样都在积极推进相关领域的发展。2.国内：我国更 是将其上升为国家战略：十四五规划将工业数字化、网络化、 智能化单独开篇，明确其为未来 5 年国家发展的重点方向， 以实现国家工业体系由大向强的蜕变。3.行业内：轮胎行业 作为我国工业体系中的重要组成部分，同样存在着“三化” 融合变革的迫切需求，而轮胎行业转型的核心是实现轮胎装 备的数字化、网络化、智能化，轮胎智能测评系统为此提供 了技术支撑；4.轮胎智能测评系统可以作为一个单独的产品 对庞大的存量轮胎制造装备进行“三化”改造升级，实现成 本和转型的双赢；同时也可以加持新的轮胎装备，制造出更 高性能的智能轮胎装备推向市场，提升行业装备的整体数字 化、网络化、智能化水平。
所需技术需求简要描述：1.系统实施后产品质量不合格 率降低 60%。2.系统实施后生产效率提升 30%。3.系统实施 后综合生产成本降低 20%。4.系统实施后人工依赖度降低 60%
对技术提供方的要求:1.具有成功的大型软件开发、实 施案例，承担过国家重点研发计划项目。2.熟悉软件设计测试流程；熟悉装备数字化、智能化、网络化设计；熟悉边缘 控制、工业互联网等相关实施应用。3.具有工学博士学位或 高级工程师职称，合作方需为国内一流 211 大学，技术方案 成熟可靠稳定有创新思维，不涉及知识产权侵犯。
青岛海琅特种装备科技有限公司
2021-09-09
天立泰教育装备管理系统
一.设备台账易查询
教育装备管理系统，系统数据易查询，主管部门根据实际需要进行调取使用。
二.高效完成各类报表
高效完成各级领导及教育部门平时和年度所需的各类报表，减轻学校大量的数据统计工作。
三.主管部门精准采购
区、校设备配比率与使用率一目了然，为主管部门决策提供科学的数据支撑，从而轻松实现精准采购。
四.设备使用动态监控
学校设备使用情况，可在线动态查看，动态监管，真正的让设备物尽其用！
五.资产管理更科学
教育装备管理工作规范化、科学化，提升了教育主管部门的工作管理水平。
六.无纸办公更环保
实现了主管部门与学校之间，学校与学校之间的无纸化通信与协同办公。
天立泰科技股份有限公司
2021-08-23
基于ARM系列的机电控制系统的开发
数字化控制（NC）是当今机电控制技术发展的主流，是电力电子技术与运动控制学科中的一项重要技术。本项目设计了一种基于ARM?微控制器和uC/OS-Ⅱ实时操作系统的万能材料试验机测控系统软硬件开发方案。关键技术：伺服控制系统需满足其控制精度的要求，因此对AD转换精度，位移监测精度上都有较高要求，同时实现控制系统的PID闭环调节控制；借助于实时操作系统来提高系统的实时性。关键技术路线：根据市场需求确定系统所需实现的功能，将功能模块化，之后根据功能结构划分硬件结构与技术难点的分析，硬件电路制作，软件编写，上机调试，再根据调试结果对硬件电路以及软件部分进行必要的改进。本系统所选控制器保持了强大了外设和快速中断处理能力，处理器采用Philips公司的LPC2214（ARM?）。LPC2214是一种基于支持实时仿真和跟踪的16/32位ARM?TDMI-STMCPU的微控制器，带有256KB嵌入的高速Flash存储器和16KB的RAM。128位宽度的存储器接口和独特的加速结构使32位代码能够在最大时钟速率下运行。因此能方便的设计出高性能的控制系统，使得开发周期短，成本低，体积小。对系统而言不仅简化电路设计结构，同时使得系统具有抗干扰强，可靠性高的特点。
华东理工大学
2021-04-11
基于AVR系列的机电控制系统的开发
简易型手动卧式拉力机，控制器选用ATMEL公司研发出的增强型内置Flash的RISC（Reduced Instruction Set CPU）精简指令集高速8位AVR单片机。它可以广泛应用于计算机外部设备、工业实时控制、仪器仪表、通讯设备、家用电器等各个领域，一般分为 ATtiny系列、AT90S系列、ATmega系列，产品类型多。与其他类型单片机相比，具有指令执行速度快，在线编程技术ISP，并可对其反复擦写?万次以上等；与此同时，支持 AVR开发软件多，操作方便性价比高，在机电系统控制应用中有很广泛的前景。关键技术：I?C通信与AD转换精度，系统通过C8051F350采集力传感器的电压信号，通过其内部自带的??位AD转换模块将电压值转换为数字信号后发送给AVR控制芯片；如何更好的保证AD转换的精度要求系统对力值采集的硬件电路部分有合理的设计。关键技术路线：根据市场需求确定系统所需实现的功能，将功能模块化，之后根据功能结构划分硬件结构与技术难点的分析，硬件电路制作，软件编写，上机调试，再根据调试结果对硬件电路以及软件部分进行必要的改进。本系统结构简单，开发周期短，成本低，体积小，抗干扰强，可靠性高的特点同时又能满足一定的精度要求。
华东理工大学
2021-04-11
基于DSP系列的机电控制系统的开发
快速，实时性强，可靠性高已成为现代机电控制系统的主要研究对象，其主要依赖于数字控制系统的发展，因而数字化控制（NC）是当今机电控制技术发展的主流，是电力电子技术与运动控制学科中的一项重要技术，而DSP已成为这项技术的核心。DSP芯片，也称为数字信号处理器，是一种具有特殊结构的微处理器。DSP芯片内部采用程序和数据分开的哈佛结构，具有专门的硬件乘法器，广泛采用流水线操作，提供特殊的DSP指令，可以用来快速地实现各种数字信号处理算法。TMS320系列是DSP大家族中的一个分支，其中包括：定点、浮点、多处理器DSP和定点DSP控制器。TMS320系列DSP的体系结构专为实时信号处理而设计，该系列DSP控制器将实时处理能力和控制器外设功能集于一身，具有快速、复杂和灵活的中断处理，丰富的数字和模拟外设，电源管理等功能，为控制系统应用提供了一个理想的解决方案，以伺服冲床控制系统为例。本系统将借助于RCP设计理念解决控制器设计的瓶颈问题（如图a/b所示），它将控制算法设计、软硬件设计集成在一起，使设计人员在实际产品生产之前，直接可以看到仿真结果，并通过快速迭代对设计进行修改以达到所要求的最佳控制效果。并且RCP设计方法具有代码的自动转换功能，设计者只需要根据所用的控制理论在MATLAB/SIMULINK环境中设计好控制模块框图，选择好编译器，就可以直接把控制模块自动的转换为可执行的源代码，移植到DSP中。因此RCP设计方法可以大大的缩短产品的开发周期，降低成本，提高生产效率。关键技术路线：根据市场需求确定系统所需实现的功能，将功能模块化，之后根据功能结构划分硬件结构与技术难点的分析，硬件电路制作，软件编写，上机调试，再根据调试结果对硬件电路以及软件部分进行必要的改进。本系统所选控制器保持了强大了外设和快速中断处理能力，同时融合了先进的高速数字信号处理功能，并借助于RCP的设计理念，因此能方便的设计出高性能的控制系统，使得开发周期短，成本低，体积小。对系统而言不仅简化电路设计结构，同时使得系统具有抗干扰强，可靠性高的特点。
华东理工大学
2021-04-11
基于SOC系列的机电控制系统的开发
SOC（System On Chip） 一种整体的设计方法概念，指的是一种芯片设计方法，集成了各种功能模块，每一种功能都是由硬件描述语言设计程序，然后在SOC内由电路实现的；每一个模块不是一个已经设计成熟的ASIC“器件”，只是利用芯片的一部分资源去实现某种传统的功能。C80C51F是Silabs公司最新推出的一款带SOC色彩的独特的8位单片机系列，集成了嵌入式系统的许多先进技术。由最初的MCS-51发展到现在C80C51F，其过程代表了一个方向，提高了系统的运行速度和增加了片内模拟和数字外设，从整体上提高了单片机的性能。C80C51F单片机是完全集成的混合信号系统级芯片（SOC），具有与8051兼容的高速CIP-51内核，与MCS-51指令完全兼容，除了具有标准8051的数字外设不见之外，片内还集成了数据采集和模拟部件和其它数字外设和功能部件，包括模拟多路选择器，可编程增益放大器，ADC,DAC，电压比较器，电压基准，温度传感器，SMBUS,I?C,UART,定时器，可编程计数器，定时器阵列（PCA）,电源监视器和时钟振荡器等。
华东理工大学
2021-04-11