从理论物理学家安德森“more is different”的观点提出以来，人们越来越多地意识到多体系统中可以出现丰富的、与单个粒子性质不同的新物理规律。在二维自由电子系统中，大量相互作用的二维电子构成一个强关联体系。在特定条件下，系统哈密顿算符中的电子间长程库伦相互作用主导了系统的物理性质。这是一个无参数的理论问题，也是一个无法微扰处理的问题。多体问题的复杂和有趣在这里体现得淋漓尽致：携带单位电荷的一群电子可以产生携带小于单位电荷的准粒子。 极低温强磁场中的超高迁移率二维电子气可以出现分数量子霍尔效应。奇数分母的分数量子霍尔态有唯一的基态：复合费米子的整数量子霍尔效应或复合玻色子的玻色爱因斯坦凝聚。单层二维电子气中填充因子为5/2的分数态是罕有的偶数分母态的例子，它可能对应了p波配对的复合费米子，拥有拓扑保护的多简并基态波函数，其准粒子可能服从非阿贝尔统计。5/2态是第一个被认为可以用于拓扑量子计算的实验体系。3/2填充因子处，原有的实验结果和理论框架支持复合费米子海的解释，即不存在3/2分数态，也不应该存在分数量子霍尔平台。图：不同门电压条件下的磁场依赖关系，随着门电压改变局域条件，5/3的量子霍尔平台逐渐演变为令人意外的3/2平台。[Nature Communications 10, 4351 (2019)] 量子材料科学中心于2016年观测到了3/2偶数分母分数量子霍尔平台，该工作于2017年10月投稿，2019年9月26日在线发表于《自然.通讯》（https://doi.org/10.1038/s41467-019-12245-y）。林熙课题组的付海龙（2017年毕业，现为Penn State University校级荣誉Eberly Research Fellow）为此现象的观测者，二维电子气样品由普林斯顿大学L. N. Pfeiffer提供。实验发现，3/2平台的量子化程度高达0.02%，只在二维电子气被局域的特定条件下出现，这意味着带合适边界条件的多体体系可能有与无边界条件时不一样的量子态存在。 当局域结构中形成3/2平台时，局域结构外是5/3分数态，所以1/6量子电导被反射了。1/6的量子电导不属于通常理论框架下的任何边界态，所以它的出现可能预示着新的边界态以及新的准粒子的出现。量子中心的谢心澄老师和他的学生吴宜家对此给出理论分析，提出隧穿强度的变化在局域结构附近引起拓扑相变，从而导致分数电荷的再次量子化。5/3分数态的准粒子携带的电荷是e/3，1/6电导的出现可能是5/3态的准粒子继续1/2量子化的结果，所以理论预言了一个携带e/6分数电荷的新激发。

新型电力系统仿真分析、测试验证。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 随着“双碳目标”国家能源战略的确定和新型电力系统概念的提出，我国能源转型力度持续加大，逐步形成了大量新能源接入电力系统的局面。由于风能、太阳能等新能源与常规能源禀性差别很大，其并网发电系统具有显著不确定性、波动性和机械惯量缺失等特点。此外，高比例电力电子装备、新一代直流输电、多能互补的综合能源、各类大规模储能电站、各种通信及自动化新技术装置等因素使得新型电力系统组成要素愈加复杂，动态特性蕴含诸多未知，造成系统规划设计、装备制造、系统集成和运行控制等都面临史无前例的挑战。目前，电力科研院所、规划设计单位、装备制造厂家、教育培训机构等对新型电力系统开展仿真分析、测试验证的需求很大、很迫切。同时看到，新型电力系统的这些新型场景对仿真技术要求苛刻，门槛很高。 1）新型电力系统需要精细化动态模拟。人们对新型电力系统动态行为的认识还不够深入，无论是基础理论层面还是工程技术层面还处于广泛讨论、观点碰撞或局部示范试验阶段。然而，电力设施的新技术路线试错成本极高，不太可能对所有备选方案和技术选项都逐一示范。因此，开展大量深入的仿真研究是推进新型电力系统实施的必要手段。对于新型电力系统，需要深入开展仿真研究的领域包括：①新型电网体系结构研究；②新能源接入电网关键技术； ③ 新能源电网保护与自动化技术； ④源网荷储协同控制与优化调度；⑤新型配电网的电能质量分析与控制；⑥人工智能等新技术对新型电力系统的支撑。 2）新能源基地并网需要做稳定性评估。大规模陆上及海上风电集中接入局部电网有可能引发次/超同步振荡、宽频谐波谐振等电网安全稳定性问题，需要对这些问题进行机理及应对策略分析。所以需要对包含多类型新能源装备的局部电网做精细化动模仿真测试。然而，百千台级风光机组电磁暂态详细建模与仿真是一个卡脖子难题。 3）软、硬件在环仿真是必要的。新能源及储能电站的电力电子变流器控制及保护策略是厂家核心机密，对外不公开。由于控保策略对装置外特性及其接入系统的响应特性有重要影响，故需要分析内部核心控保策略。需要将新能源及储能控制器实物或黑盒模型接入测试平台开展动模仿真，以对其多时间尺度动态响应特性进行精细化分析。软、硬件在环试验对仿真平台提出了更高要求。 4）超大规模储能电站的仿真难度大。①单个储能机组的设备形态发生改变，从两/三电平变流器向模块化多电平变流器（MMC）的复杂结构演变，甚至采用储能跟变流器集成，故需要对这种复杂新形态做精细化测试验证。②超大规模、超大机组的储能电站包含较多并联储能单元或者储能机组，吉瓦时级储能电站，需上百台机组并联。另外，储能变流器的控制策略正从电流源型向电压源型转变，控制策略趋于复杂化，故需要大量的储能变流器的控制装置接入测试平台，才能对实现对储能单机以及多机之间协调控制性能测试，进而实现超大规模、超大机组的储能电站的精细化仿真。 5）现代直流输电控制与保护测试提出更高要求。超/特高压直流输电系统应用于新能源基地外送的控制保护策略及其硬件在环试验对实时仿真平台硬件资源要求苛刻，既要对直流输电系统建模，又要对新能源基地建模，应用场景的复杂性对仿真平台要求更高。 1 技术分析（创新性、先进性、独占性） 1.1 国产化实时仿真技术现状 实时仿真是指仿真模型执行进度与系统时钟完全同步的一类仿真，具备这种特性的仿真装置称为实时仿真器。新型电力系统的认知、试验、生产、培训需求快速增长，形成了实时仿真领域巨大潜在市场。但目前RTDS、RT-LAB等进口设备依旧垄断市场，对于大规模新能源场站、县域规模万节点级电力系统、多端特高压直流输电等应用场景电磁暂态仿真，所需的仿真资源巨大，平台造价极高。且关键核心技术处于卡脖子状态，平台应用的灵活性和开放性受到很大限制。只有开发和推广国产化实时仿真技术才能为顺利推进新型电力系统建设过程中的研究和生产提供自主可控的工具和手段。 1.2 UREP与进口设备的对比试验  为了实现电力实时仿真器的国产化替代，彻底解决电力实时仿真领域的技术“卡脖子”问题，国产实时仿真器UREP需要与国际主流技术进行对比，力求达到甚至超过目前世界最先进的技术。对标对象为行业公认的电力系统实时仿真仪（RTDS）和行业广泛使用的RTLAB，以上两款设备均为加拿大生产。对比试验方案如图1-1所示。制定标准（典型）测试算例，分别在UREP、RTDS和RTLAB环境下搭建测试算例的仿真模型，在完全相同的测试条件和试验内容下得到各种仿真器的仿真结果，比较仿真结果的一致性。同时比对仿真规模、建模效率和编译时间等关键指标。             图1-1  国产UREP与进口设备对标方案 1.2.1电气网络仿真对比    图1-2表示了一个多支路网络，基于图1-1中三种仿真器搭建该模型，通过不断增加支路数扩大网络规模，直到仿真器过载，得到仿真器的算力极限。         图1-2  多支路电气网络 在50us仿真步长下，对于图1-2案例RTLAB最大仿真规模为78个 三相节点，UREP也为78个 三相节点，二者相同。在编译速度方面，RTLAB编译时间为3分52秒，UREP编译时间为1分12秒，UREP是RTLAB的3.22倍。      图1-3  基于RTDS的仿真模型  当基于RTDS建模时，如图2-5，每块PB5最多允许24个节点；当基于NovaCor建模时，在超大步长150us下可以达到100节点，在50us步长下仿真规模未知。 2.2.2 双馈风机仿真对比   双馈风机含有电机、传动链、电力电子变流器和控制系统，是具有代表性的新能源元件。在在50us仿真步长下，对于如图1-4案例，RTLAB最大仿真规模为6台，UREP也为6台，二者相同。在编译速度方面，RTLAB编译时间为7分0秒，UREP编译时间为2分12秒，UREP是RTLAB的3.18倍。                图1-4  双馈风机测试案例 2.2.3 直流输电仿真对比   直流输电是最复杂的电力电子装备，有换流阀、阀控制器、极控制器、站控制器等一次和二次系统，是实时仿真领域的难点，也是检验仿真器能力的试金石。图1-5是双端单极直流输电系统测试用例，每端包含2个六脉波桥，控制保护包括了阀控、极控和主控模型，封装于蓝色模块内。   图1-5 双端单极直流输电系统测试用例 将图1-5所示算例分别在RTLAB和UREP中建模运行，在单核可用资源下，若仿真对象为电气主系统和控制保护组成的整个系统，则RTLAB过载，UREP也过载。若仿真对象仅为电气主系统（即双侧电源、交直流滤波器和4个6脉波桥），则RTLAB和UREP均不过载。在编译速度方面，RTLAB编译时间为3分40秒，UREP编译时间为1分11秒，UREP是RTLAB的3.10倍。 2.2.4 同步发电机组仿真对比    同步发电机目前仍是电力系统主力电源，是电力系统的主要仿真对象。同步发电机组模型包括同步发电机、调速器、励磁调节器及升压变。搭建多台同步电机并列运行算例，如图1-6所示。   图1-6  同步电机并列运行算例 在50us仿真步长下，对于图1-6案例RTLAB最大仿真规模为11台，UREP为13台。在编译速度方面，RTLAB编译时间为3分51秒，UREP编译时间为1分16秒，UREP是RTLAB的3.04倍。 2.2.5 最小步长对比 基于CPU的最小仿真步长能够体现仿真计算时间的抖动问题，抖动越小，允许的仿真步长就越小。因此，通过比较最小仿真步长，也可以反映仿真器的计算性能。仿真对象采用单台双馈风机，模型包括风力机、绕线异步电机、机侧变流器、网侧变流器、主动系统、所接入的配电网等元素，如图1-7所示。             图1-7  测试最小步长算例 经测试，RTLAB最小仿真步长为24us，UREP最小仿真步长为20us。可见，UREP具有更小的仿真抖动。 2.2.6 仿真精度对比 为了验证国产UREP的仿真精度，采取和RTDS交叉对比验证方法说明UREP的仿真精度。电力系统仿真包括电磁暂态和机电暂态，因此，从电磁暂态和机电暂态两个方面进行对比，同时考虑各种应用场景，以覆盖各种情形。电磁暂态检测案例的电网拓扑如图1-8所示。 图1-8 电磁暂态检测使用案例 无穷大电源电压等级为110kV，频率为50Hz，系统内阻抗为；L1、L3线路阻抗为，L2、L4线路阻抗为， T1、T2两变压器的额定容量均为，短路电压，空载损耗，空载电流，短路损耗，变比，高低压绕组均为Y形联结；假设系统A1、B1、A、B处供电负荷为(5+j1)MVA，C1和C处供电负荷为1+j0.1MVA。UREP建模如图1-9所示。   图1-9 电磁暂态检测案例的UREP仿真模型 基于RTDS建立电磁暂态案例的仿真模型如图1-10所示，其电压过零点短路控制如图1-10所示。   图1-10  RTDS仿真模型   图1-11  RTDS电压过零点短路控制结构 对上述模型，分别使用UREP和RTDS进行实时仿真，仿真时间为0.2s，短路故障发生在0.06s-0.16s之间，仿真步长为100微秒，横轴表示在0.2s时间内仿真采样点数，纵轴表示母线电压、电流，单位分别为V、A。在母线A点处发生三相短路，短路前后及短路期间的三相电压波形如图16-7。为了显示细微之处，将图1-12局部放大后，如图1-13。   图1-12  A点发生三相短路时三相电压波形   图1-13  A点处发生三相短路时三相电压波形局部放大 点划线为RTDS仿真结果，虚线为UREP仿真结果。可以看出，两种仿真结果高度重合，表现出电磁暂态仿真结果的高度一致。电磁暂态过程除了表现在电压动态还表现在电流动态，短路前后及短路期间的三相短路电流波形如图1-14。   图1-14 A点处发生三相短路时三相电流波形 图1-15  A点处发生三相短路时三相电流波形局部放大图 1.3  对标结论 （1）在内核资源完全等同条件下，国产UREP和RTLAB的仿真算力基本相同，即内核授权数相同条件下，具有相同的仿真规模。 （2）国产UREP的建模效率和编译速度远远高于RTLAB。小规模场景下，UREP是RTLAB的3倍左右，大规模场景下UREP是RTLAB的45倍左右。 （3）在仿真对象完全相同的条件下，国产UREP和RTDS的电磁暂态仿真结果完全相同，二者交叉对比没有差别。

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人工智能语音交互实验套件是一款用于人工智能语音方向的AI实验套件。开发板搭建Linux系统，可自主进行嵌入式生态系统的应用软件开发，支持深度的语音识别、语音唤醒、语音合成等诸多人工智能领域的应用开发。通过这套设备的学习，可以认识了解 AI 人工智能嵌入式设备的架构、硬件部署、软件在 AI 领域中语音识别、语音合成等应用上的实现，是一套 AI 前端实践性极强的学习套件。        套件配套实验清单（含知识点），由资深工程师编写，全面涵盖语音交互技术的实验过程。并提供教学指导、实验视频、实验手册、实验PPT等，便于师生更好的理解实验项目，是高职、本科院校相关专业在 AI 智能语音方向课题的专用教学实验套件。 

NI PXI集成电路实验室验证测试平台可以灵活的完成各类集成电路器件和芯片的实验室验证工作，NI PXI平台在集成电路实验室验证测试应用中处于领导地位，平台部署在包括Intel、ADI、TI在内的诸多全球顶尖集成电路公司的测试实验室中完整各种实验室测试验证应用。

物联网大棚远程监控系统，在大棚内设置多个采集点，每个采集点通过各种传感器 采集大棚内空气、土壤、光照等信息，借助无线方式发给大棚内的中继站，中继站之间 通过接力传输将信息传递给中控计算机，根据系统智能决策，实现大棚内各个受控设备 从而控制空气温湿度、土壤水肥情况和光照的自动控制。整个系统包括感知执行点子系 统、中继控制子系统和中控监视子系统，每个子系统有多个模块组成，模块间、子系统 间以不同的通信方式建立连接。该技术传感器6个：棚内温度、湿度、光照，棚外温度、 土壤温度、湿度、CO2浓度、土壤PH值，节点最大连接数：6个；传输距离3000m，功耗： 小于300W。2014年到2015年期间该技术在莱西市店埠镇蔬菜基地成功转化，目前该成果 已经在青岛市莱西店埠国家现代农业示范园进行了大面积的推广和应用，建设了2000068 平独栋现代物联网大棚，并实现了周边拱棚物联网改造160栋，建设了3000平的智能监 控中心和物联网大棚技术中心，本项目成果有力的提高了温室大棚的自动化程度，推动 了设施农业的发展，有效的节水、节肥、节能，保护了生态环境，有效的提高了农民朋 友的生活水平。

合肥工业大学杨善林院士及其科研团队，多年来面向我国促进人民健康和保卫国防安全的重大需求，在智能医疗装备和人工智能系统研发领域取得了一系列原创性成果，广泛应用于我国分级诊疗、应急救援、海军舰艇卫勤及航空航天领域。该团队整合前期成果，迅速将基于云的智能移动医用远程交互服务系统投入疫情防控。该系统可以有效减少交叉感染、减少医生奔波、减低医疗资源的消耗。该系统由移动终端、智能边缘计算系统和云端数据处理系统三部分组成，可实现隔离病房患者、病区医生和异地指导医生的移动实时交互和移动远程会诊。该系统具备移动互联的能力，可以在第一时间把云端的服务推送到疫情救治的第一现场，远端的医生可以通过移动端及时的为第一现场提供救治方案。

GPRS作为第二代移动通讯技术GSM向第三代移动通讯（3G）的过度技术，它在现有的GSM网络基础上叠加了一个新的网络，增加了一些硬件设备并同时对原有网络进行软件升级，从而形成了一个新的网络逻辑实体，提供端到端、广域的无线IP连接。通俗地讲，GPRS是一项高速数据处理技术，它以分组交换为基础，用户可以在移动状态下使用各种高速数据业务。 目前全世界已有近百个运营商开通了GPRS商用系统，国际上有名的大型电信设备制造厂商也都在积极开发GPRS相关产品，提出了一系列的解决方案。在我国，中国移动和中国联通两大电信运营商都在大力推广普及自己的GPRS应用，相关的费用也有可能进一步降低。因此，开发基于GPRS网络的工业远程监测系统具有广阔的应用前景。 系统组成及工作原理： （一）硬件部分 基于GPRS网络的工业远程监测系统的硬件组成可以大体分为以下三个部分： 1.与运行设备相关的各种远端监测与控制装置：负责控制运行数据的采集变换。在允许的情况下，还可以根据接受的指令对设备进行一些远程控制。 2.GPRS通讯模块：负责将接收和发送有关数据和指令，通常和远端监测与控制装置集成在一起。 3.数据中心：负责接收远端测控装置通过网络发送过来的现场设备的监测数据，进行数据处理，同时兼作数据库服务器和Web服务器。 （二）软件部分 由于GPRS业务是基于IP领域的，GPRS运营者对接入点采用的是IP寻址方案。所以基于GPRS的工业远程监测系统的软件大多都是互联网上典型的“客户端—服务器”模式。每一个监测点都是一个客户端节点，多个客户端节点访问服务器节点，与数据中心服务器进行数据交换。所以远程监测系统的通讯网络一般由若干个客户端节点和一个作为数据中心的服务器节点组成，因而软件部分可大体分为以下两个部分： 1、客户端软件：负责收发数据并保证节点与GPRS的连接。 2、数据中心服务器软件：从功能上又可以分为数据接收处理部分和查询管理部分。 应用实例： 中原油田抽油机电机在线远程监测系统 由于采油厂抽油机分散范围广且处于野外，很难及时掌握抽油机的实时运行状况，不能及时发现停井事故和盗窃电现象。该系统具有远程抽油机电压、电流、有功功率、无功功率、有功电能、无功电能和功率因数的监测及电能的自动日报和月报等。

系统以中国移动公司提供的 GPRS 为 网络平台，建立一个 APN 专网，提供一个 APN 接入点，并为使用的每张 SIM 数据卡绑定一个固定的 IP 地址。APN专网模式可以利用 SIM 卡的唯一性，划定用户可接入某系统的范围，能有效避免非法入侵。采用中国移动分配的专门的 APN 进行无线网络接入，可以对 SIM 卡和APN 进行绑定，只有属于指定的 SIM 卡才能访问专用 APN。普通手机号的 GPRS终端无法呼叫专门的 APN。监控中心使用一个 GPRS 数据传输模块，每个前端设备中安装一个 GPRS 数据传输模块，可以实现一个监控中心与多个前端设备的数据通信。 其特点在于：（1）网络的保密性、可靠性高；（2）系统性能稳定；（3）系统投资小，维护量小，性价比高；（4）技术先进：系统采用采集技术、遥测遥控技术、通信技术、计算机软件技术。