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 谢冬蕊 石工院/石油工程 2020/2024 202031010183 三、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 谢刚 石工院 讲师 油气井工程 四、项目简介 1.目前国内外页岩气水平井大多数采用油基钻井液钻井，但油基钻井液存在不环保和成本高的问题，因此发展一种高性能水基钻井液来代替油基钻井液已成为一种必然趋势； 2.现阶段对页岩地层的封堵还存在问题，常规的封堵剂由于其尺寸问题，无法对纳米级别的孔隙和裂缝进行有效封堵，因此有必要合成一种纳米封堵剂；

随着新能源渗透率不断增加，传统发电份额不断被挤占，导致系统惯量下降，热备用容量减小，降低了电网的安全稳定裕度。已知目前双馈感应风力发电机（DFIG）在最大功率点跟踪控制下，发电机输出功率难以响应电网频率波动，而超速减载控制和变桨距角控制虽然在一定程度上改善风电机组整体性能和一次调频特性，但存在预留一定备用容量而无法实现最大发电效益。目前储能装置已广泛应用于风电场，但大多为风电场集中式储能方案，其安全可靠性风险往往大于分布式模式，故如何提高单台风电机组的致稳性和抗扰性，使其具备一次调节能力显得尤为重要。 图1 实验装置图1 图2 实验装置图2 图3 DFIG的储能配置图 结合上述应用背景，提出以下技术解决方案： 1、结合DFIG直流母线储能装置的优势，从增加控制自由度、平滑源端风功率间歇性波动以及抑制网侧负荷扰动三个维度入手，分别提出基于超级电容器控制的DFIG惯量支撑与一次调频控制，基于变功率点跟踪和超级电容器储能协调控制的DFIG一次调频策略和考虑源－荷功率随机波动的DFIG一次频率平滑调节方法，上述控制可在增大发电效益的同时提升频率调节效果。 2、量化DFIG的一次电压调节能力，制定DFIG的动态无功控制策略，设计DFIG与风场无功补偿装置的综合协调控制方案，从提高系统稳定性和鲁棒性出发，研究自抗扰控制技术等快速提升风电场系统无功响应速度，最大限度地缓解电网电压跌落，提高电网的电压安全稳定性。 3、结合功率密度、可充放电循环寿命以及经济性作为储能介质选择的主要评测指标，确定合适的单一或混合储能介质及变换装置类型，根据频率调节目标计算储能装置的容量，进一步研究混合储能的容量优化方法，设计出一套高充放电效率、低成本的混合储能装置。 4、研究风储联合调频和基于超级电容调频、风机分布式储能和场站集中式储能所组合成的四种储能调频方案的优缺点，通过多复杂工况验证不同技术方案的调频效果，结合储能容量、使用寿命、经济成本和技术性能比较得出最优方案。 5、研究大功率基于单一储能或混合储能控制的风电机组一次调频样机，完成风电机组参与系统惯量支撑与一次调节方案的验证，对新型一次调频控制技术和一次调压控制方案进行大功率样机的试验验证，完成工程应用的基础准备工作。 创新点 1、针对风电机组一次频率调节，分别提出了基于超级电容器储能、变功率点跟踪和超级电容储能协调控制和考虑源荷功率频率调节等方法，提高一次频率调节能力，并优化了储能装置的容量配置。 2、设计双馈感应风力发电机的动态无功协调控制方案，提出了双馈感应风力发电机最小限度降低机组出力下可提高无功极限最大值的最优方法。 3、分别就风储联合调频策略和基于超级电容器调频策略、风机分布式储能和场站集中式储能所组合成的四种储能调频方案的优缺点和拓扑结构进行对比分析，最终得出采用风机分布式储能下的风储协调方案更加具有应用优势。 市场前景 通过本项目的研究，可形成新能源风机技术在大电网中应用效果验证方面的技术成果，有助于进一步体现国家风光储输示范工程的示范引领作用，推动新能源风机储能技术在大规模新能源接入地区的推广应用，为提升新能源发电高渗透率地区电网的安全稳定运行水平，促进建立可再生能源并网的辅助服务机制提供重要依据和借鉴。 应用案例 目前装置依托“双馈感应风力发电机惯量阻尼及一次调节方法的研究”项目，已开发完成380V/10kW实验样机，并预计展开示范应用。 获奖情况 “基于超级电容储能控制的双馈风电机组惯量与一次调频策略”论文获得《电力系统自动化》期刊2020年度优秀论文三等奖。

本实用新型涉及一种多结构光双目复合视觉焊缝跟踪装置，涉及自动焊接技术领域， 特别是焊接机器 人视觉传感技术领域。该装置包括用于向焊缝区域投射结构光条纹的多 线激光发生器(10)、装有窄带滤光 片(1)和中性减光片A(2)的用于采集焊缝特征 激光条纹图像的摄像机A(3)、装有带通滤光片(8)和中性减光 片B(9)的用于采集 激光条纹以外图像的摄像机B(7)、与摄像机A(3)、摄像机B(7)相连的控制器(11) 组成。 综合两摄像机的图像信息可以计算出焊枪当前理想位置，得到与实际位置的差值， 并由控制器转换成模拟信号或无线通信输出，控制焊枪纠偏电动机，实现焊缝自动跟踪 的目的。 

研究开发了 “ 荧光团辅助的 RNA 邻近标记和测序技术 ” ，简称 “CAP-seq” 。   该方法通过可见光激发遗传靶向的光敏蛋白 miniSOG 产生活性氧， 介 导邻近 RNA 分子上的鸟嘌呤与具有生物正交功能把手的氨基探针进行共价交联，既而通过富集纯化与高通量测序检测，实现 miniSOG 定位的亚细胞区域内 转录 组的空间特异性标记与鉴定。 利用 CAP-seq ，他们系统研究了几个亚细胞区域的转录组，包括线粒体基质转录组 、 内质网表面 转录组 以及 线粒体外膜附近转录组。这些研究结果表明 CAP-seq 对 活细胞中开放区域的 RNA 标记具有良好的空间特异性和覆盖度 。 他们在线粒体外膜附近检测到 30 个编码氧化磷酸化途径相关蛋白的 RNA 和多达 55 个编码核糖体蛋白的 mRNA ，这一结果不仅支持了线粒体蛋白在线粒体外膜被翻译后直接转运进线粒体的模型，还暗示着线粒体功能可能与蛋白质的翻译调节有关。 CAP-seq 具有操作简单、空间选择性高、生物相容性好的特点，将成为一项适合于在多种生物系统中研究亚细胞 转录组 的新技术。

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。

用于模型和零件的快速制造。应用领域：家用电器、汽车制造、航天航空、船舶、工业设计模具加工等。以低成本的紫外光灯为光源，以光固化的原理，通过叠层制造的方法快速制造零件，扫描速度：20～500mm/s。工作精度±0.2mm。该成型机是首创使用低成本紫外光源灯替代激光发生器，光源价格仅相当于激光器的1/100，性能价格比高，是目前国内外价格最低的快速成型机，具有

太阳能光伏电池的光电转换效率随电池温度的升高而降低，电池板长期在高温下工作还会因老化 而缩短使用寿命。本项目提出了基于微热管阵列技术的太阳能光伏电池散热降温技术的新方法，以及 光伏废热高效利用的热电联产技术，成功解决了传统光伏电池由于电池温度高而引发的发电效率低、 电池寿命降低及热故障的技术瓶颈，极大提高了光伏组件的太阳能综合利用效率。目前该技术与产品 是国内外唯一能产业化与商业化运行的技术与产品。该技术可将光伏电池的温度控制在 45℃—55℃以下，可相对提高电池组件的发电功率及发电效率  10％—30%，还可防止电池板过热，延长电池板的使用寿命，同时实现 40% 左右的电池板废热利用，太阳能综合利用效率在 50% 以上。

光不仅是植物进行光合作用的能量来源，也是调控植物生长发育的一种重要环境信号分子。植物幼苗的光形态建成是光信号调控植物生长发育的重要过程，该过程受不同光受体、E3泛素化连接酶复合体和转录因子等组成的分子网络体系调控。在植物光信号转导途径中，锌指蛋白BBX(B-box)家族成员发挥了重要作用，多个BBX蛋白参与COP1-HY5介导的信号通路，共同调控植物光形态建成。 光信号可启动植物体内将