许多工业设备往往因为某个关键零部件表面的损坏，导致整个系统效能大幅度降低甚至报废，造成极大地浪费。综合应用先进的表面涂层技术，不仅可以极大延长装备关键零部件的寿命，提高产品质量，甚至可以修复已损坏的关键零部件，实现装备的再制造，达到节能、减排、降耗、环保之目的。 热喷涂技术可使工件表面获得不同于基体材料的特性，具备更优良的强度、硬度、耐磨、耐蚀、耐热、绝缘、导电、密封、抗氧化、隔热、消毒、防微波辐射以及其它各种特殊物理化学性能。它不仅可以再制造修复关键零部件，使报废的零部件

随着新能源渗透率不断增加，传统发电份额不断被挤占，导致系统惯量下降，热备用容量减小，降低了电网的安全稳定裕度。已知目前双馈感应风力发电机（DFIG）在最大功率点跟踪控制下，发电机输出功率难以响应电网频率波动，而超速减载控制和变桨距角控制虽然在一定程度上改善风电机组整体性能和一次调频特性，但存在预留一定备用容量而无法实现最大发电效益。目前储能装置已广泛应用于风电场，但大多为风电场集中式储能方案，其安全可靠性风险往往大于分布式模式，故如何提高单台风电机组的致稳性和抗扰性，使其具备一次调节能力显得尤为重要。 图1 实验装置图1 图2 实验装置图2 图3 DFIG的储能配置图 结合上述应用背景，提出以下技术解决方案： 1、结合DFIG直流母线储能装置的优势，从增加控制自由度、平滑源端风功率间歇性波动以及抑制网侧负荷扰动三个维度入手，分别提出基于超级电容器控制的DFIG惯量支撑与一次调频控制，基于变功率点跟踪和超级电容器储能协调控制的DFIG一次调频策略和考虑源－荷功率随机波动的DFIG一次频率平滑调节方法，上述控制可在增大发电效益的同时提升频率调节效果。 2、量化DFIG的一次电压调节能力，制定DFIG的动态无功控制策略，设计DFIG与风场无功补偿装置的综合协调控制方案，从提高系统稳定性和鲁棒性出发，研究自抗扰控制技术等快速提升风电场系统无功响应速度，最大限度地缓解电网电压跌落，提高电网的电压安全稳定性。 3、结合功率密度、可充放电循环寿命以及经济性作为储能介质选择的主要评测指标，确定合适的单一或混合储能介质及变换装置类型，根据频率调节目标计算储能装置的容量，进一步研究混合储能的容量优化方法，设计出一套高充放电效率、低成本的混合储能装置。 4、研究风储联合调频和基于超级电容调频、风机分布式储能和场站集中式储能所组合成的四种储能调频方案的优缺点，通过多复杂工况验证不同技术方案的调频效果，结合储能容量、使用寿命、经济成本和技术性能比较得出最优方案。 5、研究大功率基于单一储能或混合储能控制的风电机组一次调频样机，完成风电机组参与系统惯量支撑与一次调节方案的验证，对新型一次调频控制技术和一次调压控制方案进行大功率样机的试验验证，完成工程应用的基础准备工作。 创新点 1、针对风电机组一次频率调节，分别提出了基于超级电容器储能、变功率点跟踪和超级电容储能协调控制和考虑源荷功率频率调节等方法，提高一次频率调节能力，并优化了储能装置的容量配置。 2、设计双馈感应风力发电机的动态无功协调控制方案，提出了双馈感应风力发电机最小限度降低机组出力下可提高无功极限最大值的最优方法。 3、分别就风储联合调频策略和基于超级电容器调频策略、风机分布式储能和场站集中式储能所组合成的四种储能调频方案的优缺点和拓扑结构进行对比分析，最终得出采用风机分布式储能下的风储协调方案更加具有应用优势。 市场前景 通过本项目的研究，可形成新能源风机技术在大电网中应用效果验证方面的技术成果，有助于进一步体现国家风光储输示范工程的示范引领作用，推动新能源风机储能技术在大规模新能源接入地区的推广应用，为提升新能源发电高渗透率地区电网的安全稳定运行水平，促进建立可再生能源并网的辅助服务机制提供重要依据和借鉴。 应用案例 目前装置依托“双馈感应风力发电机惯量阻尼及一次调节方法的研究”项目，已开发完成380V/10kW实验样机，并预计展开示范应用。 获奖情况 “基于超级电容储能控制的双馈风电机组惯量与一次调频策略”论文获得《电力系统自动化》期刊2020年度优秀论文三等奖。

（1）建立了异构数据元素编码和信息资源管理基础标准，构建统一的数据中心并将数据资源集成到数据中心；应用异构数据实时同步系统物理集成非数据库数据，应用动态数据源技术逻辑集成数据库数据，无缝整合了煤矿企业中各类生产管理系统。（2）自主研发了异构数据源多层次数据同步系统，针对原有的各种孤立数据库系统、非结构化的工业监控实时数据和文件形式的历史数据，通过在数据层设置多种捕获器来读取源数据、映射层映射同步数据变量、执行层执行数据冲突检测并存储。系统采用 C/S 结构建立了三层模型 ，数据层分布在客户端，服务器端运行映射层和执行层。（3）提出了将应用集成与数据集成、业务集成等多种集成技术有效融合的方法，开发了煤矿生产综合管理系统集成平台，实现不同应用在统一的集成平台上的数据交流和及时有效的数据分析，给出了煤矿企业应用集成的通用解决方案。

本发明公开了一种用于点光源配光的自由曲面光学元件的设计方法。属于非成像光学技术领域。本发明根据设计要求设置自由曲面光学元件的具体结构，根据折射定律和能量守恒定率在计算机的辅助下，设计出满足预定照明要求的自由曲面，使光源的出射光经该自由曲面偏折后在目标照明区域产生预定的照明光斑，如带有“ZJU”字样的圆形照明光斑和均匀的矩形照明光斑。该自由曲面光学元件的某一表面为自由曲面，该自由曲面通过曲面拟合离散数据点得到。本发明设计效率高，能实现复杂照明，能获得连续的自由曲面，实现了曲面的可加工。折射型和反射型自由曲面光学元件均可以用光学树脂等材料借助注塑成型技术来实现。

成果描述：结合四川省机床企业和工程机械企业加快创新的发展需求，以及计算机辅助工业设计和虚拟技术的研究成果，应用“市场、设计、工程”的一体化新产品开发的理论；提出以 “以用户为中心，面向用户订制”的工业设计理论及应用的模式。应用这种工业设计模式，首先创新出新的产品外观形象——具体为新的产品外观结构、表面装饰，更合理的人机操作和交互界面。产品形象极具美感、现代感，体现企业形象，彰显品牌特色。简单概括为：建立用户希望拥有的，企业可以生产而且成本可控的，新的产品外观形象。 在此基础上，建立以网络虚拟软件QUEST 3D为基础的大中型机电产品的工业设计平台；支持用户订制的设计平台满足用户个性化需求。利用虚拟样机、虚拟环境技术和计算机辅助工业设计（CAID）技术，不但满足对产品定制的模型、渲染要求。还能部分实现产品的动态可视化。这个过程从部分技术参数功能定制到外观的形态、色彩和装饰的定制。实现较复杂的虚拟场景与虚拟样机的联动以达到虚拟样机在虚拟环境中工作的展示目标。简而言之：产品新形象不是一张图，而是一个可以转化为加工的模型；模型可以逼真动态显示。并且用户可以参与定制的功能和外观需求，部分过程可视化。市场前景分析：应用领域 (1)工程机械、机床和其他大中型设备 (2)其他机电产品，如医疗仪器、设备等具有复杂内在结构和待设计或改进的外观和人机关系 市场需求分析 (1)四川省内还有不少的上述相关企业有需求 (2)其他地区，如江浙制造业发达地区，西南地区的上述相关企业有需求与同类成果相比的优势分析：1.创新产品的外观形象，提升企业品牌价值，促进产品销售，为企业增光添彩。 2.企业的创新能力得到加强，工业设计水平得到提高。在产品设计方面有一套完整的解决方案。以市场为目标，以用户为中心的设计理念有一套完整的工作流程及相关软件来保障实施。给企业带来直接产品的设计水平大大提高，表现为从设计方案的优化，到产品外观完全达到设计预期。 3.产品形象设计的系列化——建立具有企业特征的产品形象。通过各种宣传方式，强化这种形象。 4.企业信息化水平进一步提高。用户定制系统的建立和完善，使企业在电子商务的设计部分有了可扩展基础。 5.对于中型、大型机电产品企业有可推广性。 国内领先。

本发明涉及一种基于直流输电的低速齿轮箱双馈型风电机组优化设计方法，属于风电领域。该方法采用一种双馈型风力发电系统拓扑结构对包括齿轮箱、双馈发电机(DFIG)和直流变流器的双馈型风电机组进行优化设计及控制；首先采用定子磁通矢量定向控制策略，求优化前后所述DFIG的定转子电流、总电流及直流变流器总电流之比；其次求优化后双馈型风电机组总成本Cs2；最后求风电机组优化设计参数：根据Cs2公式，绘制Cs2‑λ曲线，λ为优化前后齿轮箱增速比之比，求得Cs2的最小值和λ的最优值，由此获得优化后齿轮箱增速比和DFIG的定转子电流、同步转速、定子额定频率。本发明使齿轮箱增速比降低，可降低故障率和成本，提升系统运行可靠性。

2018 年我国混凝土使用方量超过 100 亿方，是海洋工程建设最大宗的建筑材料。但看似无比坚硬的混凝土材料并不像人们想象的那样坚固、耐久。滨海重大基础设施往往过早失效，服役寿命较短，经济损失巨大，严重制约环境保护与经济可持续发展战略的实施。因而，确保并延长海洋环境重大基础设施服役寿命是急需解决的重大战略问题。团队针对现代海洋工程钢筋混凝土结构面临的易开裂、难防护、钢筋锈蚀严重、长期性能难以准确评估等问题，聚焦“海洋环境混凝土结构耐久性基础理论与设计方法”、“绿色长寿命混凝土开发与应用”和“海洋工程耐久性监测与评估”，形成核心技术，研究成果推广应用于青岛胶州湾海底隧道、青岛地铁、青连铁路、青荣城际铁路、台山核电等重大工程。 

北京大学物理学院/定量生物学中心欧阳颀课题组在Nature Physics发表题为“The energy cost and optimal design for synchronization of coupled molecular oscillators”（文章网址：https://www.nature.com/articles/s41567-019-0701-7）文章，揭示了互相耦合的分子振子达到同步化所需的热力学代价，表明分子振子的同步化需要额外能量耗散，并揭示了能量耗散与所能达到的最优同步化效果及耦合的最佳设计之间的关系。 振子之间的同步化现象在自然界是非常普遍的现象，许多非线性理论与实验很好地回答了很大一部分非线性振子中的同步化问题。然而，对于分子振子而言，他们的振荡节律由随机的、大噪声的生化反应所决定，与之前相对成熟的非线性理论所涉及的情况有所不同。这类分子振子的同步化规律，尤其是同步化所需的热力学代价尚不明确。 欧阳颀课题组与美国IBM T. J. Waston 研究中心/北京大学定量生物学中心杰出访问教授的涂豫海教授展开合作研究，首次在理论上阐明了实现分子振子同步化所需的热力学代价。该研究提出一个简单而普适的随机理论模型，假设不同的分子振子之间被一些额外的分子间化学反应耦合起来从而使彼此的相位相互靠近，用以描述一般的可产生同步化振荡的分子振子。在这个理论模型中，研究者们找到了单分子稳定振荡状态的概率密度的解析解，由此计算了不同条件下的能量耗散，并通过平均场近似得到了该振荡出现同步化现象的条件。通过比较不同条件下的能量耗散，研究者发现，若要实现分子振荡的同步化，除去驱动单个分子振荡的能量以外，还必须要有一部分不为零的额外的能量耗散。除此以外，当外界条件给定能量耗散的大小时，虽然可以通过调整模型中的参数达到各种不同的同步化效果，但是可以达到的最优的同步化效果由给定的能量耗散所限制。当能量耗散小于一个临界值时（这个临界值大于驱动单个分子振荡的能量）同步化是不可能的，给定的能量耗散越大，所能达到的最优同步化效果越好。该结论具有一定的普适性。随后研究者在蓝藻的生物钟系统中检验了该理论，验证了生物体内的分子振荡体系确实需要额外的能量来实现同步化。 北京大学物理学院博士生，欧阳颀课题组的张东良为该文章的第一作者，涂豫海教授为通讯作者，合作者包括欧阳颀教授和美国加州圣地亚哥分校的博士后曹远胜博士。