一、项目分类 关键核心技术突破 二、技术分析 关键技术1：基于能源大数据的电网源流路径电气剖分技术 电力网络源流路径电气剖分技术是一种基于系统确定运行方式下源流计算结果的网络分析方法。利用电气剖分方法，可以定量地求出任一线路上的源流具体是从系统中的何处、以何路径传输而来。基于电气剖分理论可以分析出实际电网源流耦合信息，并以此为依据制定相应的控制策略。 基于不同发电类型的发电厂碳排模型和不同时间断面下的电网潮流分析数据，通过电力网络源流路径电气剖分方法，可面向不同电压等级区域电网，支持包含源网荷储的配网模型导入，实现对电网中源荷资源碳流足迹的实时追踪，基于电网的碳流追踪技术可掌握电网碳流动态分布情况，通过对电网碳分布-电分布时空耦合影响机理的研究，可实现电网碳分布与电分布间交互影响的有效分析，最终掌握电网电碳分布情况、碳排流动情况以及碳排分摊比例，从而提升对不同区域电网内碳流的态势感知能力，助力区域电网实现双碳目标。 关键技术2：基于用户侧能碳因子的电力基因技术 电力基因技术，是对各种不同的电力特征数据进行采集分析，获取系统基因组的准确画像，利用人工智能、大数据分析等技术手段进行电力基因检测和诊断，通过控制手段进行电力基因调控，从而挖掘出深度应用价值的技术。电力基因数据包含时间特征（天-时级、分-秒级、毫-微秒级）、空间特征（线路拓扑、节点分布及设备位置）和能量特征（电压、电流、功率、频率）信息，可以对一个研究对象进行电力基因数据提取，并建立基于电力基因数据的电路模型，开展多样化定制化的电碳协同服务应用。 用户的电碳因子可能受到多种因素的影响，包括用户对用能设备的控制，如开关动作、调节指令等；用户对系统和设备的运行方式的改变，如运行模式、调控策略等；用户受到研究对象自然条件的影响，如温度、湿度、台风等；用户受到电网或社会环境的影响，如政治、经济、文化、科技、心理等因素。对供电大楼内不同部门不同班组的用户进行精细的能碳画像，有助于加强用能科学管理，强化用能监督，制定和实施低碳节能措施，为供电公司开展低碳节能技术改造和节能减排工作提供强有力的决策支持。

双碳目标下，我国正逐步构建起以新能源为主体的新型电力系统。风电是其中关键一环，发挥着愈加重要的作用。随着风电机组的高度变高，以节省成本为目的进行结构轻量化设计是当前风电发展的必然方向。其中海工基础与风电机组由于设计分工不同，国内一直沿用传统的分离式设计，在塔架底部进行数据交互与迭代设计，导致投资占比增高，设计方法冗余度大，建设阶段成本浪费。如何解决分离式设计的弊端，开发更高效的一体化轻量化设计方法是破局痛点的关键所在。 针对钢制塔筒结构，开展失效型式分析，考察不同参数对钢筒性能的影响；针对海上风电机组基础结构成本高、材料浪费严重的问题，以NREL 5MW海上风电机组的三脚架和导管架基础结构为例开展拓扑优化轻量化设计研究，最终实现结构轻量化设计，得到性能更优，质量更轻的海上风电机组基础结构。 创新点 针对钢制塔筒结构，开展了各类失效型式分析，并考察了设计参数对结果的影响，形成一套钢制塔筒轻量化设计方法。 以5MW海上风电机组模型作为参考模型，将拓扑优化方法引入海上风电机组三脚架和导管架支撑结构的轻量化设计，并进行模态分析、刚强度计算，得到一套在概念设计阶段、考虑结构－载荷耦合效应下海上风电机组三脚架和多导管架的拓扑优化设计及仿真流程。 市场前景 在目前陆上、海上风电机组大型化的趋势下，结构的安全设计、轻量化设计将会成为制约行业发展的一个重要难题，而将拓扑优化及有限元仿真引入风电机组结构设计中可有效解决此类问题。 应用案例 航天万源2MW直驱风电机组塔筒，减重10tons； 5MW海上风电机组三脚架支撑结构，减重276.54tons; NREL 5MW海上风电机组导管架支撑结构，最大位移减少14.89%、最大等效应力减小26.66%。 获奖情况 张承婉、杨晓宇、陈卓；指导教师：龙凯，一带一路暨金砖国家技能发展与创新技术大赛－工程仿真创新设计赛项（研究生组），团体优秀奖 张承婉；指导教师：龙凯，第三届中国工业互联网大赛二等奖 丁文杰，本科生，2020年毕业，论文题目“塔筒法兰螺栓疲劳失效机理和法兰轻量化设计”，校级优秀论文 丁文杰、李泽阳、季元、张承婉；指导老师：廖海涛、龙凯，兆瓦级海上风力发电机组三脚架基础结构设计与强度校核分析APP，第三届中国工业互联网大赛，工业互联网+数字仿真专业赛二等奖 张承婉、陆飞宇、张锦华；指导老师：龙凯，中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛北京赛区一等奖 张锦华，指导老师：龙凯，海上风电机组多导管架的拓扑优化方法研究.2020年北京市普通高校优秀本科毕业设计（论文）

技术成熟度：技术突破 本成套设备，以电供暖的各个电暖气为控制对象，以建筑内不同房间不同区域的取暖温度为控制参数，自下而上，组成了由单片机现场控制器（控制室单独使用PLC控制器）、PLC中间层算法控制器、工控机为上位机构成监控界面的DCS控制系统，从而实现分散控制集中管理的控制系统。此系统的目的在于替换传统水暖系统，利用合理科学的软件算法，实现节能、环保、减排的效果。设备兼具教学、实验、科研及实用的功能。 成果技术特点：本套装置由四个单片机组成现场控制器，一个PLC组成的控制室控制器，与中间层面的S7-300PLC控制系统，以及顶层监控层的工控机装置，统一安装到了一个整体的平台上。此平台便于实地集中实验、研究，也有利于集中编程与项目演示。 图1 设备实物图 图2 为智能控制系统电脑操作界面

本团队采用独特的从“0 到 1”的原创水相体系制备技术路线，实现铂载量从 30-60%不同系列铂碳催化剂的小规模批量制备。以典型的50%铂碳催化剂为例，催化剂粒径 2.5nm，均匀分布，BET 面 积 260m2/g，电化学活性面积 80 m2/g，初始质量活性 0.25 A/mg@0.9V；按照 DOE 测试标准，3 万圈循环，电化学活性面积衰减30%，质量活性衰减 35%。小规模量产的铂碳催化剂一致性偏差小于5%，且制备过程环保、成本低、性价比优良。以此铂碳催化剂制备的膜电极功率密度大于 1.1W/cm2@0.65V。 铂基合金催化剂包括铂镍碳和铂钴碳，催化剂中活性组分含量大于45%，平均粒径 3.6nm，BET面积305 m2/g，电化学活性面积 65 m2/g，初始质量活性 0.55 A/mg@0.9V；按照DOE测试标准，3万圈循环，电化学活性面积衰减30%，质量活性衰减30%。    

常温液态金属通常是指一大类熔点接近室温的低熔点金属。与传统认知中的金属不同，此类物质通常情况下呈液态，既具有液体良好的流动性，又拥有金属材料优异的导电性与导热性，且易于通过温度调控使其在固液相之间快速切换，即表现出刚柔相济的特点。由于这些因素，液态金属在柔性电子、3D打印、芯片冷却、生物医学以及可变形机器人等领域得到了日益增长的应用。然而，常规的液态金属材料自身密度通常很高，这会给由此制成的器件与装备平添额外重量，造成相应能量消耗，也削弱了使用的灵活性。为改变上述现状，刘静课题组提出了旨在制造轻质液态金属的基本思想，他们特别以共晶镓铟合金及中空玻璃微珠为典型代表（图2），制备出了密度仅为水的一半以至可漂浮于水面的轻量化液态金属复合材料（图3）。这种材料除保留了纯液态金属良好的导电性、导热性、力学强度及固液相变特性（图4）外，还拥有可塑性、可变形性乃至磁性等行为，作者们为此设计了系列平面及三维应用场景，并引入不同封装方式实现了对材料漂浮行为的调控，展示了水面电路及水中机器人的潜在应用。图2. 典型轻量化液态金属复合物微观结构的SEM与EDS图图3. 基于液态金属-中空玻璃微珠制成的轻量化复合材料及对应密度图4. 基于GaIn与玻璃微珠的轻量化液态金属复合材料的力学与温度断裂行为轻质液态金属物质概念的提出具有基础科学意义和普适应用价值，由此开启了一条研制新型液态金属功能材料的基本途径。原则上，结合各类液态金属与对应的轻质改性物质，可赋予终端材料更多目标功能，从而能以一种材料形式同时将许多尖端材料的功能如电、磁、声、光、热、力学、流体、化学等集于一体，这是已有材料体系不易具备的，因而在许多场合十分有用，比如作为印刷电子墨水、3D打印材料、可注射金属骨骼与牙科修复、血管栓塞及造影剂、水中机械电子设备、刚柔相济型可穿戴外骨骼以及可变形柔性机器人等。此项研究中，论文第一作者为清华大学医学院生物医学工程系博士生袁博，通讯作者为清华大学医学院生物医学工程系教授刘静。相应研究得到国家自然科学基金重点项目及中科院前沿项目的资助。论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.201910709

实现机械结构的轻量化，不仅可降低产品成本，而且可减小装备总装机功率，改变驱动形式，提高作业效率和操作性能，因此结构轻量化技术已成为我国机械产品技术创新升级的关键，是机械产品向高端化发展必须突破的关键技术瓶颈。自 2005 年起，项目组以实现轻量化机械结构，从而进一步实现机械产品升级换代为目标，开展了机械结构轻量化设计的关键技术攻关。在国家和省部级多个项目的支持下，通过校企深度合作研究，发明了多项机械结构轻量化设计关键技术，并在实现结构轻量化的基础上，发明了典型机械产品关键零部件的多项创新技术，最终集

本项目在轻量化环保热塑性复合材料开发及应用，智能材料开发与应用，结构设计及分析等方面进行深入研究，已完成前端模块、座椅骨架、SUV尾门、保险杠、复材弹簧的开发。在材料、工艺、载荷方面取得了较大突破。 本项目团队来自北航交通科学与工程学院，团队成员包括孙凌玉教授、康宁副教授、李立军讲师、郭春杰高工以及团队中多位博士、硕士生。团队主要研究方向为复材结构设计与仿真、智能材料及失效诊断、优化设计与工艺仿真、连接建模仿真与实验等。

本项目在轻量化环保热塑性复合材料开发及应用，智能材料开发与应用，结构设计及分析等方面进行深入研究，已完成前端模块、座椅骨架、SUV尾门、保险杠、复材弹簧的开发。在材料、工艺、载荷方面取得了较大突破。 本项目团队来自北航交通科学与工程学院，团队成员包括孙凌玉教授、康宁副教授、李立军讲师、郭春杰高工以及团队中多位博士、硕士生。团队主要研究方向为复材结构设计与仿真、智能材料及失效诊断、优化设计与工艺仿真、连接建模仿真与实验等。

中国劳动关系学院是中华全国总工会直属的唯一一所公办普通高等学校，由全总和教育部共建。 学校的前身是创建于1949年的中华全国总工会干部学校，2003年经教育部批准为普通本科院校，并更名为中国劳动关系学院。学校具有60多年办学历史，是一所多科性、教学型、应用型大学，涵盖经济学、法学、文学、工学、管理学、艺术学等六大学科。 学校设有工会学院、劳动关系系、经济管理系、法学院、公共管理系、安全工程系、文化传播学院、数学与计算机教学部、外语教学部、思想政治理论教学部、体育教学部、高等职业技术学院、工会干部培训学院和继续教育学院等教学单位。 学校本科专业设有劳动关系、法学(劳动法与社会保障法方向)、社会工作、劳动与社会保障、安全工程、行政管理(企事业行政文化建设方向)、人力资源管理、经济学、财务管理、工商管理、行政管理、政治学与行政学、汉语言文学、新闻学、戏剧影视文学、酒店管理等专业，学校遵循专业“特色发展”、重点扶持与竞争发展相结合，建设劳动关系、法学、公共管理、安全工程、工商管理、文化传播等专业群。2012年12月，国务院学位委员会正式批准我校开展培养硕士专业学位研究生试点工作，授权专业学位类别为公共管理硕士(MPA)，并于2013年起正式招生。我校公共管理专业硕士设置四个研究领域：劳动关系、工会工作、劳动与社会保障和公共安全管理。2018年，经教育部和全国总工会批准，学校开始在香港招收公共管理硕士专业学位研究生(劳动关系领域)。 高职(专科)专业设有酒店管理、旅游管理、旅游英语等专业。学校根据专业学科特点、行业需求以及资源配置等情况进行优化配置，专业特色鲜明。 截至2018年1月，学校共有全日制在校生6562人，其中研究生132人，本科生4722人，专科生1708人。 学校现有教职工478人，其中专任教师295人，专任教师中教授、副教授共131人，享受政府特殊津贴的专家12人，全国优秀教师1人，北京市教学名师5人，北京市优秀教师5人。根据教学需要，常年聘请其他普通高校的知名学者以及政府机构、大中型企业的高级管理人员担任兼职教师。 建校以来，学校积极探索把握普通高等教育发展规律，注重特色学科专业建设，讲求教育教学质量管理，着力规范体制机制建设，努力为经济社会的发展培养劳动关系和工会等领域所需要的，政治素质过硬、劳动情怀深厚、理论功底扎实、实践能力突出的高素质应用型专门人才。 学校重视对外交流合作，充分利用自身特点和行业特色与国(境)内外教学及研究机构开展学术交流和人才培养。学校先后与美国、加拿大、德国、英国等近20个国家和港澳台地区的高等院校、科研机构以及国际劳工组织等开展了教育合作与学术交流活动。2017年1月，学校与河北大学签订合作框架协议，开始联合培养硕士研究生;2017年9月，学校与中国人民大学签署《全面合作框架协议》，对外合作与交流水平进入了新的阶段。2018年5月，学校与美国宾汉姆顿大学开展面向安全工程专业本科在校生的“3.5+1.5”人才联合培养项目，该项目将于2018年下半年启动学生申请工作，拟于2019年春季学期输送优秀学生赴美进行该项目内课程的研修。 学校办学特色鲜明，是劳动关系与工会领域学科门类最齐全、最完整的大学，是全国唯一坚持举办劳模本科教育的高校，也是工会干部培训的最高学府。学校有全国工会学研究会、中国工人历史与现状研究会、中国工会•劳动关系论坛等学术研究平台，以及大国工匠与劳动模范研究所等23个研究机构，在工人阶级与工会理论、劳动关系、劳动法学、劳动经济、职业安全卫生等方面的学术研究处于国内领先水平。 作为全国唯一一所坚持举办劳模本科教育的高校，学校为600多名共和国劳动英模、“大国工匠”提供了深造机会和成长空间，劳模本科教育迄今已走过了26年的历程。许多劳模学员在毕业以后，加入到工会干部队伍中。在扎实办好劳模本科教育的同时，学校立足行业特色和学校实际，积极构建特色校园文化，培育师生深厚劳动情怀。着力发挥“劳动模范和大国工匠在校园”、劳动关系和工会领域学科体系较为完整的优势，通过坚持举办“劳模大讲堂”、“大国工匠进校园”、“大国工匠报告会”、“劳模党支部与学生党支部共建”等活动，大力弘扬劳模精神和工匠精神，让大学生有机会近距离接触劳动模范、感受劳模精神、聆听劳模故事、观摩精湛匠艺、分享工匠情怀，引导青年师生学习劳动模范和大国工匠勤奋学习、勤于钻研、勤勉敬业的精神，自觉践行社会主义核心价值观，取得了显著成效。 目前为止，中国劳动关系学院为社会各界培养了数万名毕业生。在新的历史发展时期，学校将在习近平总书记回信重要精神的鞭策下，秉承勤奋进取、严谨求实的历史传统，全面贯彻党的教育方针，坚持社会主义办学方向，坚持育人为本、服务导向，坚持创新驱动、协同发展，发挥大学人才培养、科学研究、社会服务、文化传承与创新职能，走“质量立校、特色兴校、人才强校”的内涵式发展道路，致力于培养“政治素质过硬、劳动情怀深厚、专业功底扎实、实践能力突出”的高素质应用型人才，努力把学校建成劳动关系和工会领域国内一流、国际知名的大学。

国际关系学院地处北京市西郊风景区，西临颐和园，东望圆明园，毗邻北大、清华、中央党校等著名学府和中关村科技园区中心区，精英荟萃，人杰地灵，地理位置和教育科研环境十分优越。 国际关系学院是由教育部管理的一所全国重点大学，已走过了半个多世纪光荣历程：曾为诞生新中国第一批“将军大使”开办培训班;五十年代首创侧重外国当代语言学习的教学方法;改革开放初期率先完成从单纯外语专业向复合型涉外专业的转型;现已成为国内外知名的以外语、国际问题为教学科研重点的多学科大学，为国家政法机关、外事部门及教育科研等单位培养了大批品学兼优的人材。 国际关系学院本科教育设有英语、日语、法语、国际政治、国际经济与贸易、传播学、法学、信息管理与信息系统、公共管理等专业。研究生教育设有国际关系、国际政治、世界经济、英语、日语、法语、通信与信息系统、应用化学等专业硕士点。学院还与中国现代国际关系研究院联合培养国际关系专业博士生。继续教育设有学历教育和非学历教育及外国留学生教育。学院本科生专业基础课和专业课全部实行小班教学和精细化培养，尤其注重外语基础、综合分析和应用能力的培养，坚持宽口径、厚基础、新视野、强素质的教学传统，努力造就适应新时期发展需要、具有较强社会竞争能力的国际化复合型人材。 国际关系学院拥有一支新老结合、忠诚敬业的优秀教师队伍，既有多年从事国际事务工作、学术造诣深厚的专家学者，也有在教学岗位上成绩斐然、多次获得国家级奖项的知名教授，还有一批具有开拓创新精神、教学科研基础扎实的中青年教师。学院重视对外交流，与国外大学建立了合作办学关系，邀请国内外知名学者来校讲学，跟踪国际前沿成果，为提高学院的教学、科研质量创造了良好条件。 国际关系学院秉承“知时、知势、至诚、至精”的办学理念，重视对学生政治思想品质、组织纪律观念、综合专业素质和实践能力的培养，鼓励学生积极参加各种社会实践活动和青年志愿者活动。学生参加在北京举办的有关重大外事活动中，均表现出来良好的政治素质、出色的专业水平、较强的活动能力和奋发的精神风貌，获得主办单位的表彰和赞扬。学生在参加全国性大学生各类竞赛中也屡创佳绩，体现出良好的综合素质和应对能力。 国际关系学院长期注重内涵发展和质量为先，是没有实行大规模扩招的极少数全国重点高校之一。近年来国家投入数亿元资金对校园进行整体改建，学院已建成先进的网络信息系统和电化教学设施，卫星接收站能够实时传送多语种新闻和专门节目;图书馆设备先进，中外文藏书丰富;学院教学科研综合设施条件以及生均占有资源达到国内同类高校先进水平。 国际关系学院一直受到党和国家的高度重视和亲切关怀，周恩来总理曾亲自批准建校并到校视察;陈毅元帅亲笔题写院名;江泽民同志1994年又亲笔题词：“努力把国际关系学院办成富有特色的一流大学”。国际关系学院拥有光荣的历史，更有光明的未来。一代一代的国关人总是以国家的发展、振兴和安全为己任，励志图强，与时俱进，为把国际关系学院建设成为富有特色和一流水平的涉外多学科教学研究型大学而忠诚奉献，不懈奋斗。 学院地址：北京市海淀区坡上村12号 邮政编码：100091 学院网址：http://www.uir.edu.cn，http://www.uir.cn