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2019年上海市科技進(jìn)步一等獎 在復(fù)雜多變海況與惡劣運行環(huán)境中，大型綜合電力系統(tǒng)各類型擾動和故障頻繁，嚴(yán)重影響了大功率變頻裝置與高精密儀器的可靠運行，系統(tǒng)安全穩(wěn)定問題遠(yuǎn)比陸地電網(wǎng)嚴(yán)峻，亟需突破解決。提高裝備性能和系統(tǒng)調(diào)控水平，是保障我國由造船大國向造船強國轉(zhuǎn)型升級的重大需求。圍繞綜合電力系統(tǒng)優(yōu)化與智能運行技術(shù)難題，歷經(jīng)十余年的產(chǎn)學(xué)研攻關(guān)，取得了多項獨創(chuàng)性技術(shù)成果： 1、發(fā)明基于多電平功率模塊的大功率變頻系統(tǒng)及自適應(yīng)虛擬同步電機控制技術(shù)，研制國產(chǎn)5MW大功率多重優(yōu)化控制變頻裝置。 2、首創(chuàng)多頻帶混合電力濾波器及參數(shù)動態(tài)優(yōu)化技術(shù)，開發(fā)變壓器可控預(yù)充磁裝置，研制船舶電能質(zhì)量診斷與協(xié)同優(yōu)化控制系統(tǒng)。 3、提出大型船舶電站-電網(wǎng)自適應(yīng)廣域協(xié)調(diào)保護(hù)方法，研制協(xié)調(diào)保護(hù)裝置與模糊多目標(biāo)故障智能自愈系統(tǒng)。 4、發(fā)明船舶負(fù)載功率波動模糊分頻與協(xié)同優(yōu)化分配技術(shù)，提出綜合電力系統(tǒng)分級協(xié)同穩(wěn)定控制機制與方法，開發(fā)船舶能量動態(tài)智能優(yōu)化管理系統(tǒng)。 項目獲16項專利，成果整體達(dá)國際領(lǐng)先水平，打破了國外技術(shù)壟斷與封鎖，解決了我國民用船舶電力系統(tǒng)關(guān)鍵裝備“卡脖子”的問題，有效支撐了綜合電力系統(tǒng)的優(yōu)質(zhì)運行。成果已成功應(yīng)用于“海洋981”半潛式鉆井平臺、“雪龍2”等綜合科考船、大型箱船，其中“東方紅3”科考船電網(wǎng)運行參數(shù)部分世界領(lǐng)先，獲CCTV、新浪網(wǎng)等多家權(quán)威媒體報道。項目核心裝備與系統(tǒng)打通了高技術(shù)船舶上下游產(chǎn)業(yè)鏈，推動了上海船舶工業(yè)高端化轉(zhuǎn)型與發(fā)展，近三年新增產(chǎn)值10.39億、利潤1.48億、利稅0.5億，衍生技術(shù)已拓展應(yīng)用至多個配電網(wǎng)示范工程。 圖 2 自主優(yōu)化控制大功率變頻裝置 圖 3 混合濾波器實物圖  圖 4 電能質(zhì)量主動優(yōu)化控制系統(tǒng) 圖 5   智能保護(hù)與自愈系統(tǒng)現(xiàn)場應(yīng)用及測試

本發(fā)明公開了一種微氣泡發(fā)生器，包括氣泡噴口、流體芯、外殼和端蓋；所述的外殼或端蓋上開設(shè)有進(jìn)水口。流體芯呈中空梭形結(jié)構(gòu)，且在橫截面直徑最大處環(huán)繞開設(shè)有排氣孔；流體芯放置于氣泡發(fā)生器外殼內(nèi)；外殼一端由端蓋密封，另一端為與外界相連的氣泡噴口。基于擴壓破碎技術(shù)的萬噸級船舶微氣泡發(fā)生裝置，包括進(jìn)水管、過濾裝置、水泵、連接軟管、微氣泡發(fā)生器、進(jìn)氣管和鼓風(fēng)機；進(jìn)水管與水泵相連，且進(jìn)水管上設(shè)有過濾裝置；水泵通過連接軟管與微氣泡發(fā)生器的進(jìn)水口相連；微氣泡發(fā)生器的進(jìn)氣口通過進(jìn)氣管與鼓風(fēng)機相連。本發(fā)明克服了現(xiàn)有氣幕減阻技術(shù)中存在的難以同時滿足氣泡直徑小和氣量大以及制造成本高、制造困難的問題。

項目成果/簡介:2019年上海市科技進(jìn)步一等獎在復(fù)雜多變海況與惡劣運行環(huán)境中，大型綜合電力系統(tǒng)各類型擾動和故障頻繁，嚴(yán)重影響了大功率變頻裝置與高精密儀器的可靠運行，系統(tǒng)安全穩(wěn)定問題遠(yuǎn)比陸地電網(wǎng)嚴(yán)峻，亟需突破解決。提高裝備性能和系統(tǒng)調(diào)控水平，是保障我國由造船大國向造船強國轉(zhuǎn)型升級的重大需求。圍繞綜合電力系統(tǒng)優(yōu)化與智能運行技術(shù)難題，歷經(jīng)十余年的產(chǎn)學(xué)研攻關(guān)，取得了多項獨創(chuàng)性技術(shù)成果：1、發(fā)明基于多電平功率模塊的大功率變頻系統(tǒng)及自適應(yīng)虛擬同步電機控制技術(shù)，研制國產(chǎn)5MW大功率多重優(yōu)化控制變頻裝置。2、首創(chuàng)多頻帶混合電力濾波器及參數(shù)動態(tài)優(yōu)化技術(shù)，開發(fā)變壓器可控預(yù)充磁裝置，研制船舶電能質(zhì)量診斷與協(xié)同優(yōu)化控制系統(tǒng)。3、提出大型船舶電站-電網(wǎng)自適應(yīng)廣域協(xié)調(diào)保護(hù)方法，研制協(xié)調(diào)保護(hù)裝置與模糊多目標(biāo)故障智能自愈系統(tǒng)。4、發(fā)明船舶負(fù)載功率波動模糊分頻與協(xié)同優(yōu)化分配技術(shù)，提出綜合電力系統(tǒng)分級協(xié)同穩(wěn)定控制機制與方法，開發(fā)船舶能量動態(tài)智能優(yōu)化管理系統(tǒng)。項目獲16項專利，成果整體達(dá)國際領(lǐng)先水平，打破了國外技術(shù)壟斷與封鎖，解決了我國民用船舶電力系統(tǒng)關(guān)鍵裝備“卡脖子”的問題，有效支撐了綜合電力系統(tǒng)的優(yōu)質(zhì)運行。成果已成功應(yīng)用于“海洋981”半潛式鉆井平臺、“雪龍2”等綜合科考船、大型箱船，其中“東方紅3”科考船電網(wǎng)運行參數(shù)部分世界領(lǐng)先，獲CCTV、新浪網(wǎng)等多家權(quán)威媒體報道。項目核心裝備與系統(tǒng)打通了高技術(shù)船舶上下游產(chǎn)業(yè)鏈，推動了上海船舶工業(yè)高端化轉(zhuǎn)型與發(fā)展，近三年新增產(chǎn)值10.39億、利潤1.48億、利稅0.5億，衍生技術(shù)已拓展應(yīng)用至多個配電網(wǎng)示范工程。圖 2 自主優(yōu)化控制大功率變頻裝置圖 3 混合濾波器實物圖 圖 4 電能質(zhì)量主動優(yōu)化控制系統(tǒng)圖 5  智能保護(hù)與自愈系統(tǒng)現(xiàn)場應(yīng)用及測試知識產(chǎn)權(quán)類型:發(fā)明專利 、 軟件著作權(quán)技術(shù)先進(jìn)程度:達(dá)到國際領(lǐng)先水平成果獲得方式:與企業(yè)合作獲得政府支持情況:國家級計劃/專項類別:科技部重大專項、上海市重大項目等

北京大學(xué)物理學(xué)院的賈爽研究員和中科院強磁場科學(xué)中心的張警蕾研究員、南方科技大學(xué)的盧海舟教授等組成的研究團(tuán)隊對外爾半金屬材料TaAs等在強磁場下的磁性質(zhì)進(jìn)行了深入研究。利用磁扭矩探測和平行磁化率探測技術(shù)，他們發(fā)現(xiàn)當(dāng)外爾電子在強磁場下進(jìn)入量子極限時，其橫向和縱向磁化率都表現(xiàn)出強烈的不飽和性。這一強磁場下的不飽和磁性與非相對論型的拓?fù)淦接闺娮映尸F(xiàn)的飽和磁性截然相反，是相對論型的電子所獨具的指針性屬性。 由于各種拓?fù)潆娮硬牧系哪軒τ诎ㄗ孕壍礼詈弦约盎瘜W(xué)勢在內(nèi)的各種參數(shù)高度敏感，決定電子拓?fù)湫再|(zhì)的能量尺度可能小至毫電子伏特量級，因此通常的譜學(xué)測量如角分辨光電子譜等往往無法分辨能帶的細(xì)節(jié)。而普通的電輸運測量只能表征費米面的貝里曲率，無法區(qū)分相對論型的電子能帶是否存在能隙。這項對于拓?fù)潆娮硬牧系拇判匝芯浚Y(jié)合了理論計算與強磁場下的實驗表征，提出了探測相對論型的電子的一種決定性指針。該工作已在《自然?通訊》上發(fā)表 Nature Communications 10, 1028 (2019).Magnetic responses of the non-relativistic and relativistic fermions a, b, c, d: The energy bands of non-relativistic (parabolic-band) fermions; g, i, h, j: The energy bands of -relativistic fermions; e, f: Calculated parallel magnetization (M||) and effective transverse magnetization (MT) of non-relativistic fermions are saturated in strong magnetic field. k, l: Non-saturated M of relativistic fermions. 此項工作的通訊作者為賈爽研究員，中科院強磁場科學(xué)中心的張警蕾研究員和南方科技大學(xué)的盧海舟教授；第一作者為量子材料中心博士生張成龍和南方科技大學(xué)的王春明教授。同時，這項研究受到國家自然科學(xué)基金（No. U1832214, No.11774007）國家重點研究計劃（2018YFA0305601）以及中科院先導(dǎo)研究計劃（XDB28000000）等的支持。

1. 痛點問題 激光雷達(dá)在自動駕駛等領(lǐng)域有重要應(yīng)用。基于調(diào)頻連續(xù)波技術(shù)的激光雷達(dá)（FMCW Lidar）有著探測距離遠(yuǎn)、抗干擾和同時測速等優(yōu)勢，被認(rèn)為是最具應(yīng)用潛力的激光雷達(dá)。激光光源是FMCW激光雷達(dá)的核心器件之一，F(xiàn)MCW光源的調(diào)頻非線性會嚴(yán)重影響激光雷達(dá)的分辨率，導(dǎo)致有效工作距離縮短，阻礙激光雷達(dá)性能的提升。 2. 解決方案 本成果預(yù)期解決目前調(diào)頻連續(xù)波激光雷達(dá)（FMCW Lidar）中光源調(diào)頻非線性的問題。本成果提出一種基于硅基外腔芯片的窄線寬激光器，通過無源硅基外腔芯片反射波長中心頻率和反射相位的聯(lián)合調(diào)諧，可以實現(xiàn)高線性的激光輸出頻率調(diào)諧，其原理架構(gòu)與和實驗驗證結(jié)果如圖1所示。從而突破了傳統(tǒng)FMCW光源直接通過電流調(diào)制進(jìn)行調(diào)頻導(dǎo)致的非線性限制，直接產(chǎn)生高線性連續(xù)調(diào)頻光信號。 合作需求 1、需要融資1800~2000萬元，完成研發(fā)實驗室及一期生產(chǎn)線的建設(shè)，以及前期工程樣品的開發(fā)； 2、需要800平米左右萬級超凈廠房及配套辦公面積，希望有興趣的地區(qū)或者園區(qū)能夠提供優(yōu)惠的政策與支持； 3、歡迎FMCW激光雷達(dá)廠家及其它對FMCW光源有需求的客戶合作，聯(lián)合測試、共同開發(fā)； 4、歡迎在硅光設(shè)計、光有源、無源耦合及自動化生產(chǎn)等方面的技術(shù)、管理專家加盟，共同打造激光雷達(dá)的中國光芯，共創(chuàng)美好未來。

工藝流程 ：本工藝采用蒸發(fā)濃縮—冷卻結(jié)晶—離心分離新工藝，蒸發(fā) 與冷凝等關(guān)鍵設(shè)備采用耐溫耐鹽酸腐蝕的新型材質(zhì)， 采用確保不發(fā)生結(jié)晶 堵塞設(shè)備及管路的新裝置，使鋼鐵生產(chǎn)行業(yè)鹽酸酸洗廢液得以回收，稀鹽 酸循環(huán)重復(fù)使用，副產(chǎn)工業(yè)級四水結(jié)晶氯化亞鐵實現(xiàn)鹽酸廢液閉路循環(huán)， 達(dá)到鹽酸廢液的零排放。 南昌大學(xué)環(huán)境工程研究所為此種酸洗廢液治理找 到一種理想的工業(yè)化新工藝新裝置。 推廣應(yīng)用情況 ：已經(jīng)在某企業(yè)建成了日處理