本仿真实训要求学员根据常见60KW以下小型分布式光伏电站项目需求书要求，到现场进行测量、采集项目所需数据，然后回到办公室使用设计软件进行项目设计，并且做出系统分析结果、施工图以及施工材料清单。 1.1. 场景设计 虚拟场景包括办公设计场景，楼顶建筑场景； 场景模型主要包括：办公室建筑模型、办公家具、办公设备、长度测量工具、方向测量工具、楼顶建筑模型等 设计软件模拟包括：阴影阵列分析软件、CAD制图软件、倾角分析软件、系统分析模拟软件 1.2. 互动设计 在办公室里使用电脑了解项目需求书，根据提供的信息收集项目所在位置的地理与环境信息 到现场使用长度与方向测量工具测量设计所需数据 回办公室使用各种专业设计软件对该项目进行系统设计。

成果与项目的背景及主要用途： 本项目的出发点是将我国大量的生物质及城市有机废物资源（如农作物废弃 物、林业废弃物、城市垃圾中丰富的有机物、造纸造浆中的废物、酒精生产厂的 废液废渣、动物粪便、食品加工中的废弃物、家庭中有机垃圾、草类废弃物，产 量约每年 30 亿吨）高效转化为清洁的电力。我国当前的生物质及城市有机废物 资源没有得到合理的利用。 利用生物质作为能源，不仅有助于我国长期的能源供给问题的解决，更重要 的是可改善环境质量。本项目技术路线所排放污染物如二氧化碳、硫化物、粉尘 粒子的浓度大大低于现有的燃煤发电厂。此外，高效、清洁的气化发电技术可以 克服现有的城市垃圾处理处置方式的缺点。与现有垃圾焚烧炉技术相比，本项目 的技术路线具有以下优点： 1）发电效率高；2）炭转化率高、能量利用率高；3） 排放的二次污染物少；4）初投资和远行费用低。 本项目的目的是有效地利用生物质及城市有机废物，通过流化床气化的方式 将其转变为电力。确保生产电力的成本可以与现有的燃煤电厂竞争，同时确保生天津大学科技成果选编 产过程符合环境友好性要求，没有明显的二次污染。 技术简介： （1）低焦油生物质气化发电技术。低焦油控制技术：<10mg/Nm3。生物燃 气品质提升技术:热值>6MJ/Nm3。多原料生物质气化技术已处于中试阶段，采用 农村秸秆等剩余物进行气化制备生物燃气，满足农村 500 户居民供暖、炊事，剩 余燃气发电并网，用于照明等。利用农林废弃物进行集中供气、供暖、发电，使 用玉米芯、棉花秸秆、麦秸为原料，年处理量为 5200 余吨，产气量 15000m3/天， 气柜出口气体的焦油含量为 8-10mg/Nm3,燃气热值为 5200-6000KJ/Nm3，气化炉 气化效率 72-75%，该技术焦油含量低，后续净化工艺简单，焦油废水排放少， 对环境污染小。 （2）生物质快速热解制备生物油技术，包括生物质选择性催化热解工艺优 化；生物油精制改质的技术工艺路线；车用替代液体燃料的技术开发；千吨级工 艺包的研发与示范。 生物柴油制备技术，规模化高效清洁生物柴油技术 适应多种原料包括地沟 油、粮油加工下脚料与动物植物等，体现出高效清洁优势，具备规模化连续化运 行能力。 （3）新型生物柴油制备技术，研究顺磁性整体细胞催化工艺，兼顾环境与 成本优势，试图突破化学法与固定化酶法的局限性，生物柴油原料拓展与加工工 艺集成，藻类能源植物、耐高盐碱能源植物选育栽培；热化学热解气化与生物发 酵耦合工艺，实现全组分综合利用。 技术水平及专利与获奖情况： 本技术水平处于国内领先水平，在国际上也是先进的。目前正在申报发明专 利 2 项。 应用前景分析及效益预测： 本项目的市场前景很大。以天津市为例，天津市每年约有 600 万吨生物质资 源，可发出功率为 90-100 万千瓦的电。若考虑大量种植能源作物，则可以发出 更多的电，而且随着发电规模的扩大，可以显著降低成本。如果单座发电厂的规 模在 2000-4000kW，该发电成本与燃煤电厂相当。为天津市大量的生物质废物找 90天津大学科技成果选编 91 到一条合理的利用途径，同时解决了因城市有机垃圾堆置而带来的环境污染问题。 以 2000 千瓦的发电能力为例，投资回收期为 2.2 年，年盈利为 220 万左右。 应用领域： 现有的发电厂、热电厂、农场、乡镇、农林产品加工厂、城市生活垃圾处理 站。 技术转化条件（包括：原料、设备、厂房面积的要求及投资规模）： 需要稳定的生物质或生活垃圾原料供应（年需要量为 22000 吨左右）；设备 相对比较简单，但需要由相关的厂家定制生厂；厂房面积约为 15000－20000 平 方米；投资规模在 700 万左右。 合作方式及条件：技术一次购买，技术入股，合作投资入股均可。 

智能发电体系结构  提出并构建了智能发电体系结构，与 DCS+SIS+MIS 系统的结构相比，系统的网络安全分区与功能分区发展为 ICS+ISS 的两层结构，实现安全可靠性与应用功能的统一。  智能发电运行模式 基于能效分析、运行优化、控制优化、设备状态监测，建立了能效、环保、灵活性等性能指标的“大闭环”控制模式，故障预警、诊断、容错控制的“大闭环”运行模式。  智能发电软件及算法模块  开发了ICS成套算法和应用功能软件。包括52种智能控制算法模块，120种智能计算分析诊断算法模块，形成了智能检测、智能控制、智能诊断和智能优化等功能。  智能发电投运效果  国内外首次投运，系统运行稳定可靠；预警准确率大于90%；综合节煤2.25g/kwh；降低运行人员操作量60%。 截至2020年5月，研究成果已在14台机组得到推广应用；新增合同额1.81亿元，直接经济效益4997万元。 智能发电鉴定及获奖情况 2019年10月，中国电机工程学会组织的技术鉴定认为：该系统设计思想先进、功能齐全、智能化程度高，具有良好的经济社会效益和推广前景，该系统整体技术达到国际领先水平。 项目获得2020年中国电力科学技术进步一等奖。 

该成果获2018年度高等学校科学研究优秀成果奖（科学技术）技术发明类二等奖。本项目发明了直驱式波浪发电系统，即用直线电机与波浪能转换器结合，直接将波浪动能转化为电能，减少了中间环节，提高了波浪发电系统整体效率。1、圆筒直线电机新结构:项目组首先采用径向叠片技术，阻断电磁感应涡流回路，极大程度地降低了圆筒直线电机的损耗，突破了该电机的技术瓶颈。同时发明了该电机的等效迭压系数表达式，将径向叠片式圆筒直线电机的复杂结构化为二维问题，简化了仿真计算方法。圆筒直线电机的新结构解决了该电机世界性的技术难题，为其应用推广发挥了重大作用。2、直线电机优化理论：建立了直线电机的电磁场-电路-温度场联合模型，对直线电机的磁场、电机参数进行仿真及优化计算。突破了传统的电机基波磁场耦合理论，创造性地提高了电机功率密度数倍，减小电机体积、降低了发电成本。然后发明了齿槽边端定位力及电机波动的基本规律，有效地降低电机阻力，提高了波浪发电系统的发电量。3、直驱式波浪发电运行控制技术：建立流体动力学和直线发电机电磁耦合的数学模型，搭建了参数可调的波浪发电运行控制综合系统。

太阳能光伏并网发电系统可用于建筑光伏发电系统或中西部地区中小型集中组网光伏发电站。北京交通大学新能源研究所引进德国SMA公司先进的太阳能光伏并网发电设备，已成功并网运行两年多，掌握了大量光伏电站运行技术经验。 在消化吸收先进技术的基础上，自主研发了3kW光伏并网逆变器。该产品拥有最大功率点跟踪控制，能量输出控制，系统安全保护，孤岛检测等核心技术。此外，北京交通大学为德国SMA公司中国办事处开发了大屏幕光伏并网发电系统演示软件，无需专门的显示设备，可以在家用液晶、等离子电视或家用计算机上实时监控、演示系统状态。该软件目前已经成为该公司逆变器产品的配套中文软件，被广泛使用。 应用范围： 建筑光伏发电系统或中西部地区中小型集中组网光伏发电站。

本发明提供一种引水式漩涡水流发电系统，包括相互连接的引流部和发电部，所述引流部主要由分 水锥、回水堰、引水渠依次连接构成;其中分水锥设于河流弯道处中部，用于将河流分为两股;回水堰 设于分水锥的下游，并与分水锥相连接，用于对水量进行二次调节;所述发电部包括造涡漏斗、机电设 备和尾水管，其中机电设备设于造涡漏斗上侧，尾水管设于造涡漏斗下侧;引水渠用于将河水引入造涡 漏斗产生漩涡，作用于机电设备进行发电

实验室围绕有机朗肯循环（ORC）可有效利用低品位热能实现热功转换这一国际研究热点，开展了ORC系统工质筛选准则、系统设计与优化、ORC集成发电机组及系统自适应控制动态特性、有机朗肯循环系统孤网运行等方面进行了研究，成功实现了ORC发电机组设计、建造、控制、运行全链条的技术积累。并于相关企业联合推进ORC发电技术的商业化。 1、ORC发电系统设计与优化 开发了ORC系统热力学分析与设计程序，获得软件著作权；建立了亚临界、跨临界和混合工质ORC系统的工质筛选准则为工业界合理选择工质提供了科学依据；开发了ORC系统稳态和动态仿真程序，可实现机组外部环境变化和内部设备损耗对系统运行性能的预测。 2、ORC发电系统集成技术 实验室成功研制5kW和10kW容量移动式ORC集成发电机组，可保证ORC机组在孤网及并网环境下安全可靠运行。以R245fa为工质，采用单螺杆膨胀机与同步发电机同轴联动，热源温度98-120oC时，最大实测轴功8.57kW，热效率6.68%。 3、ORC驱动反渗透海水淡化复合系统 建立了ORC驱动反渗透海水淡化复合循环系统，利用ORC驱动反渗透高压泵淡化海水，与传统反渗透海水淡化相比，单位产水成本可节省约55%。

分布式小型光伏电站系统施工建设仿真实训让学员以现场施工工程师的身份根据提供的项目说明书、施工图纸和材料到现场进行小型电站的模拟施工，提高学员的实践能力和动手能力。 1.1. 场景设计 虚拟场景主要由厂户楼顶施工场景组成； 场景模型主要包括：厂户建筑模型、支架基础桩、支架前后立柱、横梁、侧梁、接地扁钢、晶硅光伏组件、边压块、中间压块、接线盒、连接线、直流汇流箱、进线、出线、熔断器盒、断路器、避雷器、逆变器、PVC保护线管、五金螺丝螺母、安全帽、施工工具等 1.2. 互动设计 在施工场景看懂图纸，检查施工物料 根据提示到指定位置使用工具把支架、光伏组件、汇流箱、逆变器一一安装起来 进行组件阵列间串联和并联接线 进行防雷焊接 施工完成后进行投切并网操作 场景植入VR太阳模块，精准计算该项目所在位置的太阳位置，太阳高度角和方位角，在虚拟场景中全时仿真太阳产生的阴影。

成果简介：研制成功了D375、D400、D430和D460变矩器系列，并已投入工程应用。该技术已达到了产品化程度，可用于军用车辆、重型民用车辆、公共汽车和工程机械等。功率覆盖范围：200～1100kW。 项目来源：自行开发 技术领域：先进制造 应用范围：具有铝件铸造能力的企业，校方负责工程设计、模具设计及制造、性能试验，合作方负责零机械加工及装配。 现状特点：变矩器空间曲面型叶片的CAD和CAM技术、闭锁离合器甩油阀及单向联轴器的设计制造

该装置用于检验涡轮增压器的产品合格与否，早期的检验装置都是热态试验台，耗能相当大。近几年，国家开始实行通过冷态试验来验证产品的质量。所谓冷态，就是采用压缩空气来驱动涡轮机，而非燃气。这样可以大大节约能耗，降低碳排放。 试验装置可以自动采集润滑系统特征参数、蜗壳端和压气机端的进出气压力温度等参数、启动转矩的测试。同时采集增压器本体的振动、压力脉动、叶轮转速等参数。 试验装置会自动记录叶轮开始旋转时的各项参数。绘制成如参考图所示曲线。采集的数据保存在工控机内。如果到达设定风量风速时叶轮没有旋转起来，视为产品不合格。 装置还可以检测蜗壳端和压气机端的泄露。