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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
一种基于光伏预测误差模糊性的电力系统调度方法
本发明涉及一种基于光伏预测误差模糊性的电力系统调度方法。步骤：本发明将获取光伏预测出力 和实测出力的历史统计数据，及气象预测信息，估计未来一天光伏预测误差的概率分布参数。针对光伏 预测误差的不确定性，引入模糊理论，并利用信息熵转换法将光伏预测误差随机变量转换为光伏预测误 差模糊变量。根据光伏功率短期预测的结果，并考虑光伏预测误差的模糊性，建立含光伏发电的模糊机 会约束调度模型。将所建立的模型中含有模糊变量的约束条件转化为清晰等价类。最后利用 C
武汉大学
2021-04-14
一种基于电力系统底层故障信息的复杂故障串联整合方法
本发明公开了一种基于电力系统底层故障信息的复杂故障串联 整合方法。包括以下步骤：获取底层故障的底层故障信息，将按各底 层故障第一排序时刻先后顺序列于时间轴上；并将时间窗口的起点置 于首个底层故障的第一排序时刻处；辨识时间窗口内底层故障两两之 间的关联性，区分复杂故障的类型；对辨识出的第一排序时刻非相邻 的连锁故障和保护隐藏故障进行修正；将时间窗口起点移动至下一个 相邻底层故障的第一排序时刻处，对该时间窗口内底层故障的关联性 进行辨识；重复上述步骤，直到所有底层故障的关联性辨识完毕，得 出复杂故障的串
华中科技大学
2021-04-14
一种适用于电力线路巡航的无人机无线充电系统
本实用新型涉及无线电能传输技术，特别涉及一种适用于电力线路巡航的无人机无线充电系统，包 括输电线端、充电平台和无人机端，其中：输电线端包括交流互感器 CT 发射端；充电平台包括依次连 接的交流互感器 CT 接收端、无线充电发射组件，还包括设置在充电平台上的遮蔽棚；无线充电发射组 件包括依次连接的电源模块、驱动模块和发射模块；无人机端包括依次连接的无线充电接收组件、电池 组和定位模块；电池组包括依次连接的指示灯、电量检测模块和电量显示模块。该无线
武汉大学
2021-04-14
额定电压0.6/1kV及以下铜芯塑料绝缘预制分支电力电缆
本电缆在工厂内预制采用带分支结构，缩小敷设空间，可大幅度减轻施工劳动强度，缩短施工时间。适用于中高层住宅楼配电、小区、厂房建设、防灾设施等场合。预制分支电力电缆导体的最高额定温度：交联聚乙烯绝缘为90度，聚氯乙烯绝缘为70度，聚氯乙烯绝缘预制分支电力电缆敷设时的环境温度不低于0度，弯曲半径不大于30D，交联聚乙烯绝缘预制分支电力电缆允许弯曲半径为电缆外径的30D。
山东昆嵛电缆有限公司
2021-06-25
烟气脱硫优化控制系统
火电厂烟气脱硫系统是典型的多变量、非线性和大迟延被控对象。本系统综合利用基于小波分析的动态数据校正技术、基于扩增状态空间模型的多变量约束区间预测控制技术和不可测扰动补偿技术，通过控制氧化风机转速、循环泵转速和吸收剂流量，确保脱硫塔出口SO2浓度满足排放限值，同时把浆液pH控制在最优的范围内。 现场应用结果表明，该系统可以在确保SO2达标排放的同时降低运行成本，使吸收剂耗量减少10%左右。
东南大学
2021-04-11
大型乙烯装置优化控制技术
石油化学工业是我国的支柱产业之一，乙烯工业则是石化工业的核心和发展标志。本项目 从大型乙烯装置优质增产、节能降耗的需求出发，融化学工程、乙烯工艺、自动控制、人工智 能以及系统优化等技术为一体，通过集成创新和消化吸收再创新，研发了芳烃液化气裂解过程 工艺研究与优化、液相烃裂解反应过程模拟与优化、十万吨裂解炉温度与负荷先进控制、十万 吨裂解炉燃烧过程工况研究与优化、十万吨裂解炉烧焦模型与在线自动清焦控制、急冷油减粘 系统工艺研究与优化、乙烯装置老区与新区裂解气负荷优化分配、冷箱系统用能分析与优化、 碳二加氢反应过程先进控制与优化、乙烯精馏过程先进控制与优化、分离系统热区精馏过程模 拟与优化等大型乙烯生产过程的优化运行关键技术。 裂解炉、乙烯和丙烯精馏塔的先进控制与优化技术已在中国石化七家乙烯企业全面推广应 用，有力推动了我国乙烯行业乃至石化工业的科技进步。
华东理工大学
2021-04-11
轧机液压AGC控制系统
液压AGC具有响应速度快、控制精度高的优点，正在取代电动AGC成为当今新建轧机和欲改造轧机的首选技术。北京科技大学高效轧制国家工程研究中心长期致力于液压AGC在大型工业轧机应用的研究，并在多条带钢连轧机组中取得成功应用，为轧钢技术国产化作出较大贡献。 AGC控制系统由L2过程控制系统和L1基础自动化控制体统组成。L2级系统主要通过模型自学习完成对液压控制系统参数的缓慢变化造成的厚度偏差进行补偿；L1级系统则完成对实时参数变化造成的厚度偏差进行补偿，同时完成液压APC和液压AFC控制功能。 L2级完成的主要功能包括：轧制负荷分配及优化、辊缝位置基准计算和设定、轧制力预报、温度预报、模型自学习等。涉及的计算模型包括：轧制力模型、变形抗力模型、残余应变模型、轧制弹跳模型（辊系弹性变形分析、轧机牌坊弹性变形）、板坯温度模型（辐射和对流、高压水、与轧辊接触产生的热传导、塑性功转变为热量引起的温升、摩擦热）、轧辊磨损模型、轧辊热膨胀模型、力矩模型、宽展模型、前滑模型、轧件尺寸计算模型、板形和板凸度模型、板厚控制与板形控制之间的关系、平面形状预测和控制模型等。 由L1级完成的液压AGC主要控制功能包括：液压缸位置控制（HAPC）、电动压下螺丝控制（EAPC）、自动厚度控制（HAGC，根据不同应用场合可以选择：压力AGC、硬度前馈AGC、测厚仪监控AGC、穿带自适应、快速监控AGC、流量AGC和张力AGC等的一种或几种）、补偿AGC（包括轧件宽度补偿、油膜轴承油膜厚度补偿、轧辊热膨胀与磨损补偿、尾部失张补偿、偏心滤波及补偿、伺服阀偏移补偿、穿带冲击补偿、卷取冲击补偿等）、轧辊平行控制（ALC）、自动纠偏、、轧机调零、轧机刚度测量、手动倾斜、事故锁定和卸荷等。 AGC工作方式包括相对AGC控制和绝对AGC控制两种。 该液压AGC系统和板形控制系统一起被评为“九五”国家重点科技攻关计划（重大技术装配）优秀科技成果，并已成功应用于多条轧线，取得了极高的控制精度。 本项目适用于所有的新建和欲改造的板带轧机包括热轧机、冷轧机和中厚板轧机。
北京科技大学
2021-04-11
一种张力控制装置
本实用新型提供了一种张力控制装置，包括收卷部分和开卷部分，开卷部分的负载转矩提供装置为一 永磁同步伺服电机(5)，电机(5)的三相交流端与电机侧逆变器(6)的交流端相连，电机侧逆变器(6)的直流 端通过直流母线与电源侧整流逆变器(7)的直流端相连，电源侧整流逆变器(7)的交流端与电网电压相连， 电机侧逆变器(6)和电源侧整流逆变器 (7)各自的开关控制端分别与数字信号处理器(8)的两组PWM脉冲输 出端相连。本实用新型在提高负载转矩和系统张力的控制精度的同时，将永磁同步伺服电机(5)因被收卷辊 (3) 的驱动电机拖动运行而产生的电能回馈给电网，实现了节能，也省掉了现有技术中的冷却系统，降低 了装置成本。
南京工程学院
2021-04-11