本项目提出了将时间维度与空间维度相结合的多尺度综合能源需求分析与预测模型，设计并实现了一种面向智慧城市的综合能源需求分析与预测的方法，提升能源供应规划和营销策略的优化与决策支持。

一、项目进展 创意计划阶段 二、负责人及成员 姓名 学院/所学专业 入学/毕业时间 学号 高春林 克劳斯塔尔大学 2019 / 三、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 李茜 电信院/电气工程 副教授 能源系统智能感知 四、项目简介 深海生命线卫士—复合能源管道健康管理系统是集能源管道实时监测、状态评估、故障预警、三维立体显示、创新健康管理、用户检修策略等多功能为一体的能源管道在线监测系统。该系统代替了传统的人工巡检和巡逻船巡检的故障监测模式，将大幅度减少综合成本。该系统改进了市面上监测系统功能单一、显示界面陈旧等问题，率先提出创新性健康管理功能，使用户全面了解能源管道的生命周期及整体健康情况，为用户提供高效状态检修策略。该系统定位是做能源管道健康管理系统先驱，守卫深海生命线安全。

本项目提出了将时间维度与空间维度相结合的多尺度综合能源需求分析与预测模型，设计并实现了一种面向智慧城市的综合能源需求分析与预测的方法，提升能源供应规划和营销策略的优化与决策支持。 项目特色：  面向综合能源时空数据的需求分析和预测可以根据历史数据，结合地理区域的相互关系来预测给定时间范围和空间位置的能源需求。  针对综合能源的特性，项目提出了联合学习和迁移学习的思想对模型进行训练。同时优化不同区域中多种类型能源的联合预测模型，将已有模型的结果迁移到训练集数据不足的模型中，提高能源用量预测的准确率。  面向智慧城市的综合能源信息应用服务场景，并利用 GIS 技术实现配电网分析和用户用电特性分析的可视化。

山东奥扬新能源科技股份有限公司（简称奥扬科技）成立于2011年6月，致力于新能源汽车智能动力供气系统（LNG、CNG、H2）、能源储运装备系统、新能源发电装备系统的研发制造。公司的产品主要销往一汽、陕汽、欧曼等主机厂，市场占有率稳居全国前列，并成功出口俄罗斯、印度等国家和地区。公司先后获得国家级高新技术企业、省级创新技术中心、独角兽企业称号，山东省瞪羚标杆企业等称号。 依靠在低温绝热气瓶领域多年积累的经验和技术，公司建立了以用户为中心，市场需求为导向，以技术创新为依托的发展模式，已逐步发展成为国内重要的低温绝热储运应用装备生产企业之一，在行业内具有较高的知名度，并与一汽解放青岛、陕重汽、成都大运、济宁重汽、济南重汽、北京福田戴姆勒、陕汽商用车等知名整车厂商建立了稳定合作关系。 奥扬科技坚持秉承“以用户为中心，系统匹配与优化”和“最懂中重卡用户使用感受”的产品研发理念，力求为客户提供安全、优质、低成本、高质量的LNG车辆供气系统。公司不断加大产品研发投入和生产工艺改进升级，通过新品研发响应市场需求，解决客户痛点，增强企业核心竞争力。公司开发的车载LNG供气系统产品覆盖不同容积、不同压力30余种型号，形成了较为完整的产品体系。 公司一直专注于车载LNG供气系统行业，在研发设计和生产制造方面积累了多项专利和核心技术，覆盖产品设计、加工工艺等领域。公司在北美、德国等设有海外研发机构，引进以美国博士为首席专家的四型瓶专业研发团队，提升创新能力，攻克技术难关。 公司已获授权专利49项，其中发明专利3项，现有5项正在申报，累计承担国家级、省级重大项目2项。目前，公司已经取得国家市场监督管理总局颁发的B3级（纤维缠绕气瓶）、B4级（低温绝热气瓶）压力容器制造许可证、山东省质量技术监督局颁发的GC2（管道）级安装许可证。  

随着电子设备的日趋微型化、高频化及高密度集成化，设备内部的传导干扰和电磁辐射干扰等问题尤为突出，引发出的一系列电磁兼容和设备可靠性问题亟待解决。采用宽带轻质高效吸波材料是解决电磁兼容的必由之路。 电子科技大学研制的泡沫和蜂窝系列化宽带轻质高效吸波材料具有低频吸收性能好、重量轻、吸收频段宽等特点。材料系列厚度范围：6mm~55mm；应用频率：2GHz~18GHz，可扩展到0.5GHz~40GHz；吸收率5dB~30dB；体密度：0.07g/cm3~0.12g/cm3。 与美国Laird公司产品相比，在相同厚度的情况下，电子科技大学研制的FLXB-20泡沫吸波材料，面密度降低30%，达到1.4kg/m2，2GHz~4GHz频段内吸收率由5dB提高到10dB；FWXB-12蜂窝吸波材料，吸收率大于10dB，带宽由7~18GHz拓宽到4~18GHz，同时面密度降低40%，达到1.5kg/m2。该成果在材料低频吸收率及面密度等技术指标方面达到国际领先水平。 电子科技大学研制的FLXB泡沫和FWXB蜂窝两类宽带轻质高效吸波材料已在基站天线系统及手机测试箱抗电磁干扰领域得到批量应用（应用单位包括华为技术、中兴通讯、摩比天线、爱立信等），通讯行业对吸波材料的需求日趋明显，尤其是对低频段性能的要求尤为重要，年需求量在20000平方米以上，具有重要的社会效益和十分广阔的市场应用前景。

针对病毒可能污染的环境物体表面及应急医院废水等进行高效消毒意义重大。深圳国际研究生院能源电工研究所张若兵副研究员团队积极拓展开发基于强场调控的致病微生物消杀关键技术，已初步研制出用于热敏性固体材料表面消毒的高活性宽幅等离子体便携式消杀装备及强脉冲电场调控的医疗废液灭活装备，有助于解决致病微生物消杀装备等资源短缺问题，为疫区医院防疫、含病毒医疗废水高效消毒提供强化消毒装备。 团队正在对系统深入优化，并积极联合深圳大学总医院等合作团队着手开展后续效果评价工作，争取尽早推向应用，助力抗疫工作。 除了在抗击疫情中发挥作用以外，宽幅等离子体射流阵列和强脉冲电场技术在新一代精准医疗装备、热敏性材料封装和智能制造等领域也将发挥重要作用。

近年来室内空气污染问题严重影响人民健康，空气净化器逐渐成为新的家庭必备电器。由于净化器采用的滤料多为一次性玻纤材料，更换频繁，维护费用高，并且阻力大，能耗高，制约健康空气净化技术的普及和推广。而静电吸附材料利用静电吸附原理，能够高效吸附PM2.5颗粒，吹风清洗后可以重复使用，已经在工业中广泛应用。由于该技术必须使污染空气与负离子预先混合充分，负离子发生器与吸附材料之间必须保持充分的缓冲距离，否则静电吸附材料无法工作，从而使得该技术无法在小型净化器得到很好的应用。本项目计划以静电吸附材料为研究对象，利用空气动力学原理，采用计算机模拟与实验测试相结合的方法，开发短流程负离子与空气预混合技术。该技术主要目标是在1~5cm短流程内解决点源颗粒与面源气体混合均匀性问题，从而有效解决静电吸附材料对混合流程长度的依赖性。通过本项目，一方面，在实际应用中能够将静电材料替代传统玻纤过滤材料，降低空气净化器使用成本；另一方面，该技术也能够在工业气体治理领域得到有效的拓展，例如短距离气体均匀混合能够有效减小工业气体混合设备尺寸，从而降低设备制造成本，进一步提升本项目研发技术的市场推广价值。 课题组经过几年在空气污染物研究和发展，已经具备在此方面开展研究的物质条件和软件条件。课题组曾搭建空气污染物过滤实验台，对负离子混合与静电吸附过滤材料性能进行了详细测试，如下图1-6所示。同时，课题组已经拥有测试PM2.5、风速等基本仪器，如图7-9所示，能够对空气中粉尘进行精确测量。在与企业合作的过程中，也培养了一批能够进行技术研发的研究生队伍。由此可见，以上条件对本项目的顺利实施提供了良好的科研条件。 1、 项目的主要内容、创新点、技术水平1) 主要内容 n 在现有的净化器结构基础上，数值模拟分析污染空气流动形式，粉尘颗粒流动路径等等，为负离子与空气混合提供基础数据。 n 在数值模拟的基础上，设计新型流道结构，搭建实验台，测试分析流道对气体流动的影响。 n 实验以及数值分析不同流速情况下，气体混合情况，尤其是负离子混合不均匀性以及不同风速下的测试PM2.5的局部过滤效率。 n 对现有净化器提出改进方案，制作负离子混合样机，试验测试净化效率。 n 开发新型净化器，提高单位体积空气净化效率。2) 创新点 n 目前在空气净化器方面关于污染气体与负离子短流程混合研究的还未见报导，本项目涉及的工作内容及技术尚未得到深入研究和开发； n 利用数值模拟技术对不同结构的过滤器内部气体混合流动进行分析，获得净化器内部气体过滤机理，并以此进行结构优化，在空气净化技术研发方法方面有创新性。3) 技术水平 n 由于技术难度大，目前市场上仍未有负离子加静电吸附的净化产品，本项目是首次在实践中将用于工业的静电吸附材料用于民用净化器； n 利用静电吸附原理提高PM2.5吸附效率的同时，阻力比传统玻纤过滤材料的更低，噪音更小，寿命更长，项目研制的技术含量相当高； n 本项目开发的技术也可以用于工业领域，技术应用范围广。

随着塑料、橡胶加工工业的发展，对于混炼设备的要求越来越高。双转子连续混炼技术是在密炼机基础上发展的一种新型高分子材料的混炼方法。其核心设备——双转子连续混炼机，除了具有密炼机优异的剪切混合和分布混合特性外，还具有双螺杆挤出机连续工作的特性，在节能和环保方面具有独特的优势。华东理工大学的相关课题组经过近十年的研究，开发出了具有自我知识产权的双转子连续混炼技术和双转子连续混炼造粒机，已经通过了教育部、江苏省科技厅、中国石化集团公司组织的技术鉴定，获国家机械工业联合会、江苏省科学技术进步奖。采用该技术开发的高浓缩炭黑母粒连续混炼造粒生产线和高压电缆屏蔽料连续混炼造粒生产线已经被成功地应用于PE80、PE100高压水管料专用高浓缩母粒生产、含量为50%的高浓缩高档碳黑母粒、导电纤维母粒和高压电缆屏蔽料的生产。生产线采用计算机集成控制，水下造粒等先进的技术手段，解决了相关产品生产过程中的碳黑排放污染环境的问题，实现了生产的连续化、自动化，单位产品能耗是常规方法的1/2～2/3，实现了相关产品的高效、节能、环保化生产。项目的创新点在于开发了一种独创的双转子连续混炼机转子构型和双转子连续混炼工艺，解决了高填充混合和导电高分子材料的混炼过程中对剪切混合和分布混合的综合要求高，开辟了一种新的高浓缩、高填充母料和导电高分子材料的生产方法和生产工艺。

在石油、化工、冶金、热能动力等工程领域中，管壳式换热器被广泛地用于物料的蒸发、冷凝、加热及冷却等过程。传热效率低、体积大、操作费用高是普通管壳式换热器普遍存在的缺点。 华东理工大学机械与动力工程学院化工机械研究所受中国石化扬子石油化工股份有限公司的委托, 对扬子公司催化、芳烃、乙烯装置中的1978台换热设备进行性能标定、评定与高效化改进研究。在广泛调研的基础上从各类设备中发现90多台换热效果差，能耗大的换热设备。根据工艺条件和传热方式，对部分设备采用改善内部壳程结构和采用强化传热管的方法，进行高效化改造。对换热设备的管外采用杆式支撑等纵向流形式，或采用螺旋折流板支撑的螺旋流形式来替代传统的弓形挡板结构；换热管则根据不同的传热形式采用经多年自主研发或经测试性能优良的多孔表面管、波纹管或螺旋槽管等高效特型换热管，二者结合形成复合强化传热的结构。