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新能源电力系统安全风险评估及其应用关键技术研究
大规模风电、光伏等可再生能源的接入是新能源电力系统的重要特征，其发电、负荷、设备故障以及天气等因素的多重不确定性交互渗透，对信息控制系统产生严重依赖，使系统安全面临严峻的挑战。 为全面提升新能源电力系统防御风险的能力，华北电力大学刘文霞和张建华教授团队在 2007 至 2016 年间 ，承担了国家科技部和国家自然科学基金委等 5 个纵向课题，同时与贵州、海南和吉林省等多家电力公司合作，从电网规划、运行、应急和信息四个应用领域入手本项目从电网规划、运行、应急和信息四个应用领域入手，开展风险评估理论及其应用关键技术研究。取得的创新性成果如下： （1）创新提出了表征新能源不确定性影响的电压波动风险量化评价方法，突破了复杂大电网风险评价效率和风电场模型精度低的技术难题，研发了计及多重风险的大规模风电并网规划方案辅助决策系统（见图1、图2a）； （2）提出了大规模风电并网下电力系统小信号稳定性与运行风险评估新方法，建立了融合运行风险的优化调度框架，率先研发了电网短期和超短期风险评估系统（见图2b），填补了国内外该应用领域空白； （3）提出了电力系统大停电风险的辨识与预警方法，解决了大规模风电接入情况下电网自组织临界态的辨识难题，首次建立了区域电网大停电风险的应急管理体系； （4）系统地提出了设备、厂站及广域系统三个层面的电力信息安全评估方法，突破了信息-物理域耦合带来的安全性量化难题，为新能源电力系统的安全经济运行提供了信息安全技术支撑。 基于此项目，研究团队共申请发明专利 11 项，已授权 7 项；软件著作权 3 项；发表论文 76 篇，其中 SCI 论文 10篇、 EI 期刊论文 46 篇，总被引用量 29237 次；专著 1 册。同时，此项目成功应用于北京、华北电网的安全和应急体系建设，有利支撑了奥运保电；研发的应用系统应用于贵州、海南和吉林等省，创造了巨大的经济效益。
华北电力大学
2021-02-01
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
地区电力负荷预测系统及气象与电力负荷关联性规律研究
根据地区电力部门SCADA系统的电力负荷监测数据与气象部门提供的气象基本要素的日监测数据，采用关联分析理论，对电力负荷主要受气象条件影响的一些时段，进行二者之间的关联性规律的研究，并建立起科学实用的关联模型，为电力负荷的准确预测，提供可供参考的理论依据。 随着电力公司模拟交易市场，由试运行阶段到实用阶段，其中一个关键的技术问题就是准确地做好电力负荷预测。众所周知，电力负荷的变化，受诸多因素的影响，但在每年的某些时段，负荷主要受气象条件的影响。因此，掌握这些时段的负荷与其相关联性规律，对系统调度及负荷管理有着非常重要的现实意义。
北京交通大学
2021-04-13
电力直流在线监测系统
直流系统是发电厂、变电站等场所的控制电源。发电厂、变电站的所有控制装置包括所有主令开关、断路器、通信装置、计算机系统都是由直流系统供电的。由于直流系统的正极负极都不接地，因此当临时有某电极因故搭铁接地，也不会引起短路事故，只要快速排除该搭铁故障，就会保障供电安全。而交流系统的三相中性点是完全接地的，因此在任何时候，只要某相线搭铁接地，就会导致短路事故。因此直流电源是保障供电安全的最佳电源系统。 但是由于发电厂、变电站的直流系统有多路输出，在发生接地时，需要快速检测出是哪一路接地了，是这一路的正极接地还是负极接地了，以便及时排除故障，保障安全
西安交通大学
2021-04-11
电力有源滤波器APF
有源电力滤波器采用开关变换器消除谐波电流，克服了无源滤波器的缺点。有源电力滤波器有着无源滤波器无可比拟的技术优势，因此越来越受到人们的关注。并联有源电力滤波（APF）主要实现有源滤波功能（通过算法切换可实现动态无功补偿），通过实时检测负载的谐波和无功分量，采用PWM变换技术，将与谐波和无功分量大小相等、方向相反的电流注入配电系统中，实现滤除谐波、动态补偿无功的功能。 项目技术特色和创新性:●
南京工业大学
2021-04-14
电力系统实验装置
我公司电力系统实验装置的优点是设备器件利用率高，实验教学系统性强，占用实验场地少，性价比高等优点，适用于电力类、电气类各专业相关课程的教学实验。本电力系统实验装置分工厂供配电，继电保护，反窃电等。
浙江高联电子设备有限公司
2021-02-01
电子材料3D打印设备开发与应用
该项目是针对电子领域的功能电子材料，特别是柔性电子材料的3D打印。3D打印技术是世界制造技术领域的一次重大突破，是先进精密制造、计算机技术(软件开发)、精密驱动技术、数控技术、材料科学等多学科技术的系统集成。在可预见的未来其发展趋势必定是面向个性化、智能化的3D打印系统的不断涌现。按照3D打印制备的材料类别分析，目前聚合物及金属(合金)材料及其结构件的报道较多，而很少涉及到针对电子领域的功能电子材料，特别是柔性电子材料的3D打印。但随着柔性电子领域的快速发展，也出现了可对电子材料进行高精密3D打印的技术。
北京大学
2021-02-01
电子材料3D打印设备开发与应用
该项目是针对电子领域的功能电子材料，特别是柔性电子材料的3D打印。3D打印技术是世界制造技术领域的一次重大突破，是先进精密制造、计算机技术(软件开发)、精密驱动技术、数控技术、材料科学等多学科技术的系统集成。在可预见的未来其发展趋势必定是面向个性化、智能化的3D打印系统的不断涌现。按照3D打印制备的材料类别分析，目前聚合物及金属(合金)材料及其结构件的报道较多，而很少涉及到针对电子领域的功能电子材料，特别是柔性电子材料的3D打印。但随着柔性电子领域的快速发展，也出现了可对电子材料进行高精密3D打印的技术。应用范围 柔性电子是在有机/无机材料电子器件制作或其它柔性基板上制作的一种新兴电子技术，其独特的性能以及高效、低成本的制造工艺在信息、能源、医疗、国防等领域具有广泛应用前景。如柔性电子可应用于显示器、有机发光二极管OLED、印刷RFID、薄膜太阳能电池板、电子用表面粘贴(Skin Patches)等。与传统IC技术一样，制造工艺和装备也是柔性电子技术发展的主要驱动力。项目阶段 团队经过两年的攻关，已经在电子浆料研发、精密压电超声刮刀、高分辨率工作台和Z轴压电驱动器、界面软件、系统集成与控制五大关键技术方面，取得了重要进展，获得系列阶段性的科研成果，完成了样机的初步研发和制作。知识产权 项目团队负责人长期从事压电、铁电、磁电功能材料与器件方面的研究，拥有30项中国和美国授权发明专利，发表SCI文章100余篇。2014、2015年被国际Elsevier评为最具世界影响力的中国学者之一。合作方式 技术转让、合作开发、技术入股。
北京大学
2021-04-11
快速响应全彩化电子纸制备及应用研究
柔性电子纸显示具有低功耗、轻薄、可读性强等优势，广泛应用于户外显示、广告牌、电子价签、电 子书阅读器等，其中彩色化、快速响应电子纸为主要的技术难点；瞄准此一趋势，本团队近年来对电子纸 显示相关材料、工艺、驱动和系统集成进行了系统的研究，主要工作包括： （1）材料端：黑白/彩色粒子带电修饰、电子墨水配方调制、微胶囊的合成； （2）工艺端：胶囊涂布液调配/涂布/成膜工艺、防水氧封装、介电层改性； （3）驱动/系统集成端：驱动波形设计、基于机器学习的残影识别、大尺寸电子屏幕拼接技术。 在此基础上，目前已实现快速响应的电子纸膜片制备（响应时间比传统提升80%以上）和基于转印工 艺的全彩化彩色电子纸（三个亚像素的色域达到NTSC 13.7%，四个亚像素的色域达到NTSC 6.04%，高于 彩色滤光膜法3.14%）；在应用端，完成了大尺寸柔性彩色电子纸样机demo（31英寸），在后期的应用场 景上，还将包含电子纸艺术品装饰、可拉伸及纸基电子纸的制备，逐步建立起从材料、工艺、驱动系统到 器件应用的一体化产业规划。目前，相关技术积累已完成一项国家高技术研究发展计划（863计划）
中山大学
2021-04-10