随着近些年来我国电力事业的快速发展，装机容量的大幅度提升，供需矛盾已经逐渐不再是电力系统发展的主要矛盾。电网中非线性负载、冲击性负载和不对称性负载不断增加， 同时，信息时代各种精密、敏感的生产设备对传统的电网电能质量提出了更高要求，这些都 使得电能质量成为日益凸显的主要问题。大型城市电网一般是负荷集中区域，近年来，各类 微电子、半导体、生物医药、精密制造、大型金融数据中心等敏感用户对电网的供电电能质 量提出了更高要求。对供电企业而言，电能质量问题既是挑战，也是机遇，电网中大量敏感 负荷也是供电企业潜在的高端用户，对高品质供电有着强烈需求。本课题立足深圳电网当前面临的实际问题和迫切需求，主要开展大型城市电网供电电能 质量规范体系的研究、重点区域电能质量问题的分析与治理方案研究、敏感用户高品质电力 需求分析与对策研究、电能质量治理装置柔性控制、新型拓扑结构和容量优化等关键技术研 究，实现方案定制、装置研制与工程示范，为深圳电网重点区域和敏感用户的电能质量综合 治理提供理论依据和技术支撑，对全面提高大型城市电网的电能质量和提升敏感用户的电能 体验具有积极的示范作用及推广意义。对深圳电网电能质量突出区域进行调查研究与分析，首次完成深圳市 2010~2012 年电能 质量暂态事件分析，绘制了十二个中心站的 ITI(CBEMA)图表，并结合调度数据分析了 电压暂降事件原因;通过对多家电能质量敏感用户的调研走访，完成了深圳电网高品质电力 需求分析研究，建立了电能质量污染对高品质需求客户影响的评价指标，完成了深圳干扰源 与敏感客户分类指引及抗干扰措施指引。建设了 110kV 碧岭变电站 10kV 动态电压恢复器示范工程，研制了国内容量最大的 10kV 动态电压恢复器(DVR)，首次实现区域范围内电压暂降问题的综合治理示范，可同时治理 变电站大供电范围内多个敏感负荷的电压跌落问题。所研制 DVR 采用自取电方式，较储能 方式降低了硬件成本和控制复杂性;采用级联 H 桥结构直接耦合至中压线路中，可有效解 决变压器耦合方式中变压器非线性及饱和所带来的问题。采用分相判断投切晶闸管，分相容 量限幅和分相补偿控制，确保了装置灵活性与安全性。装置补偿容量 5MV，综合效率大于 96%，电压补偿深度:三相跌落 70%，单相跌落 55%;输出电压谐波:THD 小于 5%;动态 响应时间小于 5ms。研制了中国首个统一电能质量调节装置 UPQC 工业级产品，实现用户侧多种电能质量 问题的差异化、定制化综合治理示范。直流侧采用超级电容+电解电容组合的形式，避免了 系统因电压跌落能量不足导致系统电压跌落更深，甚至系统完全瘫痪的问题。提出了 UPQC 运行模型的无缝切换及串并联侧协调控制策略。解决了普通装置无法解决的电压暂升情况下 的能量回馈电网问题。建设了深圳长城开发科技股份有限公司电能质量综合治理示范工程， 装置电压等级 380V，补偿容量 500kVA~2MVA，综合效率大于 96%，电压运行范围±20%， 电流谐波补偿能力 THD 小于 5%，功率因数大于 0.97，不平衡补偿能力大于 80%，动态响 应时间小于 5ms。

利用农业生态工程技术，实现重金属污染农田土壤的安全和高 效利用，工矿污染区土壤重金属等污染物的生态阻断，降低和消除重金属的环 境毒害效应。我国重金属污染面积占耕地面积 20%以上，工矿企业场地污染严重。 随着经济发展和社会环境意识不断提高，污染治理和土壤保护工作将日益受到 各级政府和广大人民群众的重视，重金属污染土壤生态工程治理技术（绿色原 位修复）将具有广阔的应用前景。 技术特点与优势：重金属污染物年度年均下降 5%以上；土壤质量和生产潜 力得到恢复；生产效益（产值）比治理前提高 15%以上。绿色技术，治理与利用 同步，阻断污染危害，保持和提高土壤生产效率。 

长期以来，大型板带粗轧机生产中一直存在着轧件下扣头现象，影响了轧件后续道次的正常咬入，对轧机、辊道等设备形成较大的冲击、降低了设备寿命；严重时，会使轧件卡死，造成主传动接轴破断和齿轮座倾翻等重大事故。造成了巨大的经济损失，严重影响了生产。 本项工作通过在线工艺参数、力能参数及轧制温度的综合测试和试验，找出了轧件扣头生成的主要原因。摸清了形成扣头的条件和下扣变形的规律，首次提出了轧件扣头与上下辊之间力矩不均匀分配、轧制压下量、轧制线高度、辊径差与轧件发生下扣之间的定量关系。上述成果填补了轧制理论中的空白，对完善轧机设计和控制理论具有重要理论意义。为控制轧件扣头的措施的提出和实施提供了科学依据。 基于上述理论提出了控制轧件扣头问题的技术措施方法。该方法在不改变钢坯加热条件的前提下，通过适当调配轧制线高度，并匹配轧机的压下量和辊径差等参数即可控制轧件扣头问题。这一方法不需增加设备投入，即可基本消除轧件扣头现象，并将上下辊力矩不均控制在10%以内。 该项成果曾通过湖北省技术鉴定，被评定为国际领先水平，并获得武汉市科技成果二等奖。 自1996年4起此项成果已成功应用于生产。

工业染料废水的处理及环境水中染料污染的去除越来越为人们所关注。因此各种生物降解及物理-化学方法，如絮凝、催化氧化、 膜过滤和吸附等，都被用于染料废水的处理，其中吸附去除法因其经济、高效、操作简便，应用最为广泛。本项目涉及的 Fe3O4 磁纳米颗粒，与纯 Fe3O4 纳米颗粒相比，吸附能力更强，可用于清除染料废水中的阴离子染料分子，此外，吸附了染料分子的磁纳米颗粒可通过使用外部磁铁迅速去除，不会引起二次污染。能为染料污染的清除提供一种高效便捷经济的工具。

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 张文杰 机电工程学院/测控技术与仪器 2020年9月/2024年7月 202031030421 唐浩埔 机电工程学院过程装备与控制工程 2020年9月/2024年7月 202031030267 罗智儒 机电工程学院/测控技术与仪器 2020年9月/2024年7月 202031030420 于洋 机电工程学院过程装备与控制工程 2020年9月/2024年7月 202031030212 龚佳禾 机电工程学院/测控技术与仪器 2021年9月/2025年7月 202131032102 三、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 杨林君 工程训练中心/机械工程 实验师 机械工程 游丽 工程训练中心/电子技术 助理研究员 电子技术 四、项目简介 产品介绍：拾易科技主打产品为拾荒“虫”沙滩垃圾清洁机器人。拾荒“虫”沙滩垃圾清洁机器人是国内首个运用仿生六足机械的沙滩垃圾清洁机器人，实现了对沙滩垃圾识别、收集、分类等功能，填补了国内“沙滩清洁”领域的空白。相较于目前其他已有的沙滩垃圾清洁装置，本机器人对沙滩下埋藏的垃圾收集效率更高。该沙滩垃圾清理机器人的出现，填补了国内沙滩垃圾智能清扫的空白。其智能化作业，大大减轻了人力成本，实现了清扫高效化，对垃圾进行智能分类，实现了处理绿色化。 用户群体：由于拾荒“虫”沙滩垃圾清理车主要应用于沙滩、浅海地带。目前国内的海滩主要为公共区域，只有少部分承包给了近海的酒店，所以拾易科技的目标群体定位为需要沙滩垃圾清理的政府和酒店等。 项目愿景：拾易科技目前主打拾荒“虫”沙滩垃圾清洁机器人，最初从三亚、青岛等沿海旅游城市进行推广，后期将产品逐步推进国际市场。此外，公司后期进入成熟期会逐步推进新产品，逐步拓展产品的应用领域，在三年后推出针对海床上垃圾的清洁机器人，在五年后推出针对海面上垃圾的清洁机器人。最后，关于财务方面，公司预计进行三轮融资，逐步发展。

本技术以人体所需、地壳中丰富的元素组分为原料，采用简便的合成技术制备出新型纳米环境修复材料，可用于有机污染物、重金属及微生物等复合污染的水土治理，尤其适用于农田修复。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 以人体所需、地壳中丰富的元素组分为原料，采用简便的合成技术制备出新型纳米环境修复材料，可用于有机污染物、重金属及微生物等复合污染的水土治理，尤其适用于农田修复。该材料与技术历经十年研发，已具备工业生产和规模化应用条件，先后在福建和广东等地完成中试生产和农田治理应用试验。镉污染农田经1次治理后，水稻粒中镉含量降低35%左右，且产量增产达25%以上。 材料在污染治理中具有下列特色和优势： 1、材料来源丰富、成本低，易制备； 2、环境友好，不含有毒有害的过渡金属组分； 3、可实现有机物、重金属和致病微生物等多元复合污染物同步修复； 4、操作简单，无需外部能量激发和特定设备； 5、还可以兼作作肥料增强土壤肥力，达到农作物的增产之效。

产品详细介绍产品介绍：1、脉冲流量计、电磁阀、刷卡收费控制器分体式设计，可灵活安装；2、安装方便简单，适合浴室、澡堂、公寓等高湿度及各种恶劣环境使用；3、可以设定一张卡的用水量，超过额度拒绝用水；4、在冷水和热水环境下均可使用；5、1.77寸彩屏显示，可直观显示用户姓名、卡号、余额、消费情况等信息；6、脱机工作可通过管理卡进行费率、参数等设置；7、自动识别持卡人的合法性，根据卡内账户信息决定是否允许消费；8、可控制电磁阀及电动阀；9、控水器为12v电压，保证使用者安全；10、IC卡可以扩展为一卡通，兼容考勤、门禁、消费、停车场等系统；11、可扩展补补贴功能，可对用户进行补贴。产品参数：外形尺寸：110mm*145mm*45mm卡片类型：M1卡计费方式：计时、计量、计次屏幕显示：1.77寸彩屏显示系统发卡数量：可达100万  工作频率：13.56MHz卡操作距离：0-50mm卡读写速度：<0.3s机器颜色：白色通讯方式：脱机、RS485、TCP/IP、无线433、WIFI、4G供电电压：DC12V 1A记录存储容量：最大可存储6万条断电数据保存时间：>10年存储挂失卡数目：>100万张                工作环境: －10℃ ～ ＋100℃

成果介绍水资源匮乏是全球绿色可持续发展面临的重大问题之一。地球周围空气中的水含量预计有1300万亿升，相当于全球湖泊淡水总含量的10[%]。对于这一“零成本”资源的综合利用，一方面，将有效缓解淡水资源短缺问题；另一方面，将实现对空气湿度的调控，为人类活动和生活居住提供舒适的空间，并改变人类的生存方式。基于上述挑战，本项目拟研制基于超强吸水二维纳米片的无能耗空气水捕获材料，并搭建相关水捕获装置。在水捕获装置中，超强吸水二维纳米片可以高效、主动地吸附空气湿度中的水分，吸附饱和后，在太阳光的照射下，吸附水将蒸发释放并收集，从而实现可循环的、无额外能量输入的空气水捕获。技术创新点及参数本项目的技术优势在于，超强吸水二维纳米材料的空气水捕获容量达自身重量的658[%]，且捕获水可以在45ºC左右（即太阳光触发下）解吸，从而实现了理想的、无额外能量输入的、淡水捕获和供给。在理想情况下，1Kg超强吸水二维纳米材料可以在1天之内捕获21.5L的安全淡水。此外，本项目的超强吸水二维纳米材料可以用于研制可旋转湿度控制玻璃窗。玻璃窗朝空间内的一侧旋涂超强吸水二维纳米片，在调节空间内湿度达到一定程度后，180度旋转玻璃窗，空间外的太阳光将刺激吸附水的释放，从而实现了一种无能耗的空间内湿度可循环控制策略。这种湿度控制玻璃窗对未来的建筑设计、武器装备等领域将产生颠覆性影响。市场前景目前国内外研究的空气水捕获材料主要存在吸附量低、循环利用能耗高、材料制备复杂等缺点，本项目的超强吸水二维纳米片将有效弥补这些缺点，实现安全、绿色、无能耗的空气水捕获挑战目标，并实现产业化生产和应用。这一装置将为军民在山区、沙漠、海洋等安全淡水资源短缺地区提供一种简便高效的无能耗淡水供给策略。

成果介绍开发了一种基于超薄二维MOFs纳米片的空气水捕获材料，其显示了超强空气水捕获能力以及超低吸附水解吸温度，在空气水捕获装置及湿度控制玻璃窗发明具有重大应用潜力。技术创新点及参数通过范德华异质结组装，实现了材料的强空气水捕获能力以及超低吸附水解吸温度。1. 材料的空气水捕获量达到自身质量的500[%]以上；2. 吸附水解吸温度在45oC以下，解吸时间在15分钟以内；3. 时间短于1h的空气水吸附-解吸过程。

水凝胶隔热降温喷剂： 目前，针对火灾等灾害的逃亡过程中对人直接进行有效防护的隔热降温产品尚属空白，而我们的这款产品就是其中的先行者并且这款产品还具有优秀的灭火隔热效果，可帮助火灾中人员快速构建逃生通道。同时，面对大面积烧烫伤在救治途中快速高效的降温和隔热保护，也是领域空白。该款产品具有优异的力学性能，可保证在运动过程中不破坏并与人体紧密贴合。不仅如此，该款产品对于火等高温流体造成的烧烫伤具有快速、大面积成膜的效果，同时又有良好的降温效果，可对皮肤创伤进行紧急预处理。 贴片类水凝胶医用敷料： 该款产品易用性强。与市场上同类型产品相比，该款产品具有更强的力学性能，并且该款产品可进一步研发促使伤口闭合和加速伤口的愈合。将结合3D打印技术满足市场对非均质、复合材料的异形贴片类水凝胶医用敷料的需求。