电力系统与牵引变电所运行的电能质量测试不论对电气化铁道设计、工程改造、安全运行来说都是十分重要的。对新开通电气化铁道，供用电合同往往明确规定在牵引变电所入口处安装电能质量监测仪，用于电力负荷管理以及负序、的监视。我院在长期从事电气经铁道理论研究与工程实践的基础上，针对现场工程实际需要研制BDC-5型变电站电能质量远程监测系统。用于变电站运行的电能质量监测以及负载（如电力机车）特性测试，是电气工程及科研有力的测试工具。 BDC-5型变电站电能质量远程监测系统为基于计算机技术和现代测试技术的虚拟仪器，同时也是基于Internet网或局域网（LAN）测试的远程实时在线测试仪器。本系统有便携式和变电站控制屏固定安装两种形式。 1）便携式测试系统 数据采集箱尺寸为450mm×300mm×900mm；计算机为笔记本电脑。 2）屏式测试系统 数据采集箱尺寸为500mm（宽）×160mm（高）×450mm（长）； 计算机为研华AWS-825P工作站。 尺寸为482 mm（宽）×360mm（高）×450mm（长）。 该系统便携式监测系统体积小、重量轻，一个工程师就可以独立完成携带，接线测试任务。本系统硬件采用传感器、信号调理数据采集卡以及计算机构成，监测系统软件由示波器、录波器、过程计录仪、波形分析以及过程统计等模块组块，。 本系统中文用户图形界面操作简单美观，虚拟仪器面板能实时显示波形、图表、数据和响应用户请求。使用鼠标即可在主画面上能灵活切换示波、录波，过程记录、波形分析及统计画面，用户只需作少量的选择和点击相应的按钮即可自动完成测试和统计。 本系统适用于电力经纬度、电气化铁道及其他用户变电站的单、三相电力负荷电能质量综合测试。本系统可实时监控各远程测量点的测量情况，实时地获得测量数据，在线状态检测，人机对话，实验记录等；有多种监控方式，工作方便灵活简便。 BDC-5型变电站电能质量远程监测系统具有以下基本测量模块： 示波器实时监视单相、三相负荷及牵引变电站主要运行指标： 1）110kv侧和27.5kv侧三相电压、三相电流波形、幅值及相位角。 2）电气量矢量关系。 3）电网频率。 4）单相、三相负荷有功功率、无功功率、功率因数。 5）110kv侧三相电压、三相电流的不平以及负序电压、负序电流值。 6）110kv侧各相电压及电流的各次分量幅值、相位角。 7）牵引变电所110kv母线电压综合畸变率。 变电站运行过程监测记录 以每天0时至24时作为过程监测周期，进行变电站运行过程监测记录并形成每天运行统计曲线及统计数据。 录波器 变电站16路模拟信号同步录波，每路信号采样频率为128点/周波。

能源路由器是实现能源互联网与配电网的信息交换与电能共享的核心电力电子装置。现有的以固态变压器为核心的电力变换装置由于其拓扑结构落后，且效率低下，不能实现基于能源路由器的能源协调控制策略。针对上述难题，研发了一种应用于能源互联网的能源路由器装置，包括三相三电平双向整流单元、六相交错DC/DC双向变换单元、自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元、三相谐振软开关双向逆变单元、单相全桥双向逆变单元；可实现从各能源终端将分布式电源并网，能量转换形式更加多样化，从根本上实现能量的双向流动；多单元拓扑结构决定其可提供多种电压等级电能，满足多种负载与储能设备的需求。

围绕非接触电能双向推送系统关键技术进行研究，项目组在原理方面， 提出一种适用非接触电能双向推送模式的双向电能变换拓扑，并构建了基于 能量注入与自由振荡的双工作模式，实现了电能的动态双向转换。在此基础上， 进一步提出一种基于调幅控制的高频电能变换拓扑，实现了面向负载电能形式需 求的电能直接变换，减少了中间能量变换环节，有效提升了系统效率及功率密度。 在实现方法上，提出一种基于磁共振阵列电磁耦合机构，解决了传统磁共振耦合 模式下的调谐困难问题，有效提高了能量传输稳定性。在控制方法方面，提出基 于能量反反射阻抗的负载辨识方法反激磁电流控制方法，解决了负载动态变化条 件下的系统参数及负载特性的动态获取问题，并进一步构建了电能动态推送机制。 提出针对频率不确定性的系统鲁棒控制及优化方法，解决了存在频率漂移及开 关非线性情况下系统不确定性建模及控制问题，保证了系统在负载扰动条件下 能量传输的稳定性与鲁棒性。在实验系统研究方面，通过综合利用本项目的研 究成果，开发了 1KW量级非接触电能双向推送系统，在传输距离为50厘米条件 下，系统总体能量传输效率85%。

团队（重庆大学无线电能传输技术研发课题组）自2002年以来便开始对 于无线电能传输技术的研究。同时，着力无线电能传输技术的应用推广，先后与 中国海尔集团、中海油服集团、中船重工集团等大中型企业合作，形成了一批可 实际应用的工程装置。作为理论技术研究与技术开发方面，先后完成系统整体建 模及控制理论研究，高频电力电子变换及高效多自由度电磁转换机构研究，形 成具有自身特色的理论与技术体系，推出了大量的科技成果，为我国无线电 能传输技术应用推广做出应有贡献。 制约无线电能传输技术发展的瓶颈问题在于传输效率相对较低，空间 尺度及灵活度较小。课题组重点围绕无线电能传输技术的高效、多自由度等关 键技术问题，开展了理论、技术到工程化应用一系列研究与开发工作，着力于高 频电力电子变换电路及相关控制策略、频率稳定控制技术与实现、电磁机构研究 与优化设计、多自由度拾取变换技术等方面的深入研究。创新性提出了均衡磁场 管状空间的功率电磁场聚集技术；多自由度高效拾取模式与转换技术；系统复杂 电磁综合特性的非线性建模及控制技术；基于能量注入包络控制的新型电能变换 技术，形成了完整的理论研究及工程应用技术体系，并自主研制出从瓦级到几十 千瓦不同输出功率等级和几种典型应用领域的实验装置、工程装置和特种示范系 统。

具有高电能密度和快速充放电特性的贮能设备存在着巨大的市场。当前电化学电容的储能密度为15-30J/cm3，放电较慢；商业化BOPP薄膜电容放电快，电能密度仅1-2J/cm3。我校开发的PVDF共聚物电能贮存容量高（10- 30J/cm3），可制造新一代高容量、轻质、柔性贮能设备，为便携式电子设备供能；智能电网远距离大容量输电工程现有BOPP直流电容器重量大、阀厅占地超限，国内电网研究院对高能量密度PVDF电容器表现了浓

420mm×200mm×140mm，转动一个发电机，发出的电可带动另一个电动机转动。

本技术应用于钢铁企业中有带式烧结机的烧结厂，使之配料成分稳定，配料成本最低。 烧结矿配料是冶金生产中最基本同时也是最重要的工序之一。尤其对于铁前系统的生产，涉及到的原料种类多、成份复杂，而且原料成本占生产成本的很大一部分，因此研究各种原料之间的合理搭配，既要满足生产产品成份要求又要降低混合料成本，具有很重要的现实意义。多年以来，冶金配料一直使用解方程或试算方法，只能满足几个重要成份的要求而无法考虑成本或更多的成份要求。    “最优化”指的是在有限的资源内确定最佳的决策方案。对于冶金配料而言，是否“最佳”可以用配料成本是否最低来衡量，“有限的资源”包括有限的单种原料供应量、对混合料的各种化学成份限制等等。它与传统配料方法的本质区别在于，它能够一步到位得到所有可行方案中最优的配料方案，即：在满足所有化学成份要求、各种原料允许用量要求的基础上，配料成本最低；而传统配料方法无论经过多少次计算得到的都是无数个可行的配料方案中的一种，只有通过多计算、多比较，才能找到相对较优的方案，而且由于计算量的限制，考虑的混合料成份数有限。七十年代，国外有些钢铁生产配料已采用了最优化技术，例如美国学者先后将线性规划方法用于高炉配料问题的研究，又如电炉装料和补加合金的配料计算系统也采取线性规划模型，但有关详细技术资料没有见到报道。在国内，本课题组首先将线性规划技术应用到冶金配料工作中，并做了系统的研究和应用。    目前在该技术的应用方面取得了突破性进展，不仅仅局限于进行配料计算，还能通过模拟各种条件下的生产过程，将生产和产品信息反馈到决策层，实现计算机辅助决策。由人为经验转为科学决策，使生产管理制度更为科学合理。    本技术的主要优点有四：(1)技术投入很少，采用优化配料技术原则上无需改动流程、装备和基建，故技术投人资金很少；(2)经济效益大，每吨烧结矿配料成本约可降低l元人民币，另外由于烧结矿成分稳定性有一定的提高，有利于高炉炼铁技术经济指标的改善；(3)配料岗位实现计算机辅助操作；(4)实施方便、见效快，根据现场装备和原料条件，约半年至一年即可实现正常运行，无需停产减产进行安装调试，当年可回收投入。    本技术已应用于工业化生产。北京科技大学与太原钢铁公司从1987年开始进行烧结矿优化配料技术应用性开发研究，1990年6月通过冶金部技术鉴定。1993年与石家庄钢铁厂合作进行了再开发研究，1994年10月通过河北省技术鉴定，获1995年河北冶金科技进步二等奖。唐钢一铁烧结车间应用该项技术2000年全年与1999年相比，品位稳定率提高0.58个百分点，碱度稳定率提高13.65个百分点，综合合格率提高8.98个百分点；烧结矿品位提高2.62个百分点；烧结矿可比成本平均降低1.74元／吨矿，全年创效益166万元。该成果已通过国家教育部技术鉴定。

该技术的应用方面取得了突破性进展，不仅仅局限于进行配料计算，还能通过模拟各种条件下的生产过程，将生产和产品信息反馈到决策层，实现计算机辅助决策。由人为经验转为科学决策，使生产管理制度更为科学合理。本技术的主要优点有四：(1)技术投入很少，采用优化配料技术原则上无需改动流程、装备和基建，故技术投人资金很少；(2)经济效益大，每吨烧结矿配料成本约可降低 l 元人民币，另外由于烧结矿成分稳定性有一定的提高，有利于高炉炼铁技术经济指标的改善；(3)配料岗位实现计算机辅助操作；(4)实施方便、见效快，根据现场装备和原料条件，约半年至一年即可实现正常运行，无需停产减产进行安装调试，当年可回收投入。

1 成果简介大型复杂的设备（如船舶、飞机等）或工厂产房（如化工、炼油）设计中的管线布置是一项复杂而又耗时的工作，特别是同时考虑管线成本、设计要求和空间约束等。现有的 CAD系统软件还不具备同时考虑上述因素的自动布管功能，基于经验和试错(Trial and Error)的方法仍为目前此类设计的主流。 清华大学自行研发的具有自动布管功能的软件引擎，可以在同时考虑管线成本、设计要求和空间约束的情况下快速找出较优的管线布置方案。 简单示例如下： （ 1） 原始设备  （ 2） 用鼠标选定起始点  （ 3） 通过菜单设定设计边界  （ 4） 自动产生管线路径 2 应用范围应用于船舶和飞机制造设计或炼油化工企业的工厂布局等，也可以应用于城市地下管线的布置。3 效益分析软件的应用可以提高布管的效率， 以及节省管线的成本，具有良好的经济效益和社会效益。4 合作方式技术投资、转让等多种形式的合作。可以按照用户具体要求，为用户定制设计、开发、安装、维护及培训的交钥匙工程。

本发明公开了一种能够帮助船舶驾驶员核算船舶浮态、稳性和强度，优化船舶航行纵倾，实时模拟船舶装载过程的船舶专业装载计算系统，即船舶装载仪。本发明包括船舶性能数据的计算，船舶性能校核，船舶纵倾优化和船舶装载过程实时模拟四个子计算系统。通过选择不同的子计算系统及其它们之间的相互配合，输入相应的船舶参数，可以得到船舶安全、经济航行的基本数据条件。本发明还提供了利用上述软件进行船舶浮态调整，稳性和强度核算、纵倾优化和实时模拟船舶装载过程的方法。本发明能够确保船舶装载和航行安全，简化船舶装载作业和节约能源，从而改善船舶运输的安全性和经济性，在很大程度上减轻了船舶驾驶人员的负担。