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01. 成果簡介 質子交換膜燃料電池系統具有污染低，排放少，高比功率等優點，在汽車上有著越來越廣泛的應用。燃料電池汽車一般包含兩個動力源，即燃料電池和動力電池，如何實現兩個動力源間最優的功率分配，提高能量利用率和使燃料電池大部分工作在穩態工況下，提高燃料電池的使用壽命，是動力系統控制和能量管理的重點。 針對動力系統控制，提出了一種燃料電池混合動力整車控制方法和基于多信息融合的整車控制方法等。整車控制器通過實施讀取車輛狀態參數，預測整車需求功率，根據動力電池SOC狀態，計算預測未來一段時間內動力電池的目標最優SOC軌跡，同時計算整車的輔助功率等，實現整車目標功率在動力電池和燃料電池之間的優化分配。 針對能量管理，提出了一種燃料電池汽車的熱管理系統和基于地理位置信息的能量管理方法等。新型熱管理系統采用水冷方式控制燃料電池工作在合適的溫度，利用燃料電池工作時產生的熱量以及輔助電加熱器產生的熱量，用于車輛冬季取暖，同時用于鋰離子電池在冬季的保溫。基于地理位置信息的能量管理方法將車輛的地理位置信息與車輛的功率需求結合起來，通過多時間尺度的通訊，融合馬爾可夫模型和動態規劃算法，實現了工況預測和最優的能量管理。 同時還針對燃料電池等混合動力汽車，提出了多種網絡通訊方法和通訊網絡測試系統。提出了基于有限狀態機的分布式控制系統、基于時間出發的分布式控制系統CAN網絡通訊方法和基于TTCAN的整車通訊網絡測試系統等。簡化了控制流程設計，通過確立系統節點間信息交互模式可方便的規劃各節點間的協同工作，避免網絡仲裁和沖突，提高網絡安全的實時性和安全性。02. 應用前景 本成果可應用于質子交換膜燃料電池領域。03. 知識產權 本成果涉及10項發明專利。04. 團隊介紹 項目團隊主要研究方向新能源汽車動力系統，團隊成員包括歐陽明高、李建秋、楊福源、王賀武、盧蘭光、李希浩、徐梁飛、杜玖玉、韓雪冰、馮旭寧等，課題負責人為李建秋，獲得國家技術發明二等獎兩項，北京市科學技術一等獎一項、中國汽車工業技術發明一等獎一項，論文發表200余篇。項目團隊深度參與了中國新能源汽車的戰略規劃、科技研發、國際合作、示范考核和產業化推進的全過程，培育出多家學生創業型高科技企業，為中國新能源汽車躋身世界先進行列作出了重要貢獻。05. 合作方式 技術許可。06．聯系方式 郵箱： zhangyan2017@tsinghua.edu.cn

隨著電力電子技術的發展，晶閘管投切電容器(Thyristor Switch Capacitor-TSC)逐步取代了機械式開關投切電容器。●項目技術特色和創新性： 1）TSC的開、關無觸點，對投切時刻也可以精確的控制，可以無沖擊的快速將電容器接入電網，在很大度上減少了投切時的沖擊電流和操作過電壓。 2）裝置動態響應速度快，結構緊湊，設備投資小，運行能耗小，可頻繁的動作，分相調節，對電壓波動起到抑制的作用，而且它自身不產生諧波

本發明公開了一種電力系統穩定器，包括加法器、臨界增益提 升模塊、以及依次連接的測量模塊、增益模塊、第一隔直模塊、相位 補償模塊和第一輸出限幅模塊；臨界增益提升模塊的輸入端連接至增 益模塊的輸出端，臨界增益提升模塊的輸出端連接至加法器的第二輸 入端，加法器的第一輸入端連接至第一輸出限幅模塊的輸出端；臨界 增益提升模塊用于提升3Hz～20Hz頻段電力系統穩定器的相位特性并 輸出第二電壓控制信號；加法器用于將所述第一輸出限幅模塊輸出的 第一電壓控制信號與第二電壓控制信號相加后輸出電壓控制信號。本發明在抑制

成果描述：（1）采用自主建立的生物酶脫毛模型，對不同生物酶制劑的脫毛能力、水解I型膠原的能力、水解角蛋白的能力進行了比較分析，篩選并優化出制革專用脫毛酶制劑的組成和配方。該酶制劑脫毛綜合效果良好，能夠在達到理想脫毛效果的同時，促進膠原纖維的分離松散。 （2）發明了一種以制革固體副廢物為載體固定化復合酶制劑的方法。將制革副廢物室溫下于去離子水中浸泡后與戊二醛反應，過濾并用去離子水洗去制革副廢物上殘留的戊二醛；經戊二醛處理后的載體與復合脫毛酶反應，過濾并洗去載體上殘留的復合酶，即得到以制革固體副廢物為載體的固定化復合脫毛酶。應用該方法對酶制劑進行固定化負載處理能夠明顯拓寬酶制劑的使用pH值范圍和溫度耐變范圍，改善酶制劑的熱穩定性。不僅提高了酶制劑的使用綜合性能，同時為制革行業所產生的大量固體副廢物的資源化利用尋找到了一條新的途徑。 （3）設計并優化出固定化復合酶制劑的最佳應用工藝及與灰堿的匹配，建立了一項基于固定化復合酶制劑的無灰少硫安全保毛脫毛技術。采用固定化復合酶處理技術保證制革酶法脫毛的工藝安全性，實現無灰少硫保毛脫毛技術的穩定運行。通過固定化復合酶制劑脫毛、分離松散皮膠原纖維的作用，替代部分石灰和硫化物。并通過優化石灰、硫化物和酶制劑的配比，可有力調控膠原纖維的分離松散程度。這樣，既保證了酶法脫毛工藝的穩定運行，又在一定程度上減少了脫毛工序對環境所帶來的污染問題。市場前景分析：基于固定化復合酶制劑的無灰少硫安全保毛脫毛技術已在海寧瑞星皮革有限公司進行工廠試驗。與同類成果相比的優勢分析：（1）其使用固定化酶載體為制革（鋯、鋁、鐵鞣）中的邊角廢料，屬于廢物資源合理利用范疇。 （2）基于固定化復合酶制劑的無灰少硫安全保毛脫毛技術提高了脫毛工藝的清潔性，穩定性，安全性，可控性，提高成革質量，灰堿法脫毛所存在的硫化物污染、石灰污染以及有機物污染等致命缺點，酶法脫毛易出現脫毛不凈或爛面、松面、毛孔擴大等質量問題，大大節約污染治理成本。 （3）固定化復合酶制劑自身穩定性提高可循環使用2-3次，大大節約材料成本。 國內領先。

以提高煙氣中水分含量和降低煙氣抽吸時的刺激性為指標,開發出了植物天 然提取物、多糖和鹽類等多種新型保潤劑,并運用于煙絲和再造煙葉,提高他們 的抽吸舒適度。上述技術與數家中煙工業公司合作,取得了良好的經濟效益。

洪連，系藏族習用藥材，為玄參科植物短筒兔耳草的干燥全草。本項目公開的藏藥洪連提取物具有明顯的抗病毒作用,以及保護肝細胞,降低血清中的谷丙轉氨和谷草轉氨酶的活性,從而改善和恢復肝功能的作用，故而該提取物可以用于制備抗病毒藥物和保肝藥物。同時,其原料來源豐富、價廉、萃取工藝簡單,成本低,并可很方便地做成各種劑型，具有廣闊的開發與應用前景。 

一、項目簡介此軟件在給定的電源、電網和負荷數據的前提下，本軟件對電力系統規劃方案進行 8760 小時全景模擬，既可以對電源規劃方案進行評估，也可以用于輸電網規劃方案評估，還可以針對新能源消納、系統調峰能力、外區交直接接入、抽蓄電站建設等進行專題評估。本軟件是基于課題組完全自主提出的理論而歷經多年開發，所提理論系為國內首創。二、產品性能優勢該軟件可以逐小時模擬全年電力系統運行情況，經過多個實際系統驗證，模擬結果于實際運行情況較為接近。主要特點：1. 軟件對新能源中長期波動刻畫準確，既可以直接利用風光大量歷史數據，也可根據理論進行新能源波動模擬以解決歷史數據匱乏問題。. 與傳統的短期機組組合方法相比，此軟件通過全年精細化的機組組合，充分考慮了電源和負荷在時間尺度上的不均勻性。. 與傳統基于電力電量平衡的規劃評估思路相比，軟件計及了線路傳輸約23束和潮流斷面約束，并考慮供/受外區電、抽水蓄能、熱電聯產、氣電、光熱等特殊機組和運行情況，使評估結果更具參考價值。4. 在調度方式上，具有三公調度、經濟調度、節能調度等多種可選調度方式。三、市場前景及應用此評估軟件已在我國西北、華中、華東的七個省級

新型電力系統仿真分析、測試驗證。 一、項目分類 關鍵核心技術突破 二、成果簡介 隨著“雙碳目標”國家能源戰略的確定和新型電力系統概念的提出，我國能源轉型力度持續加大，逐步形成了大量新能源接入電力系統的局面。由于風能、太陽能等新能源與常規能源稟性差別很大，其并網發電系統具有顯著不確定性、波動性和機械慣量缺失等特點。此外，高比例電力電子裝備、新一代直流輸電、多能互補的綜合能源、各類大規模儲能電站、各種通信及自動化新技術裝置等因素使得新型電力系統組成要素愈加復雜，動態特性蘊含諸多未知，造成系統規劃設計、裝備制造、系統集成和運行控制等都面臨史無前例的挑戰。目前，電力科研院所、規劃設計單位、裝備制造廠家、教育培訓機構等對新型電力系統開展仿真分析、測試驗證的需求很大、很迫切。同時看到，新型電力系統的這些新型場景對仿真技術要求苛刻，門檻很高。 1）新型電力系統需要精細化動態模擬。人們對新型電力系統動態行為的認識還不夠深入，無論是基礎理論層面還是工程技術層面還處于廣泛討論、觀點碰撞或局部示范試驗階段。然而，電力設施的新技術路線試錯成本極高，不太可能對所有備選方案和技術選項都逐一示范。因此，開展大量深入的仿真研究是推進新型電力系統實施的必要手段。對于新型電力系統，需要深入開展仿真研究的領域包括：①新型電網體系結構研究；②新能源接入電網關鍵技術； ③ 新能源電網保護與自動化技術； ④源網荷儲協同控制與優化調度；⑤新型配電網的電能質量分析與控制；⑥人工智能等新技術對新型電力系統的支撐。 2）新能源基地并網需要做穩定性評估。大規模陸上及海上風電集中接入局部電網有可能引發次/超同步振蕩、寬頻諧波諧振等電網安全穩定性問題，需要對這些問題進行機理及應對策略分析。所以需要對包含多類型新能源裝備的局部電網做精細化動模仿真測試。然而，百千臺級風光機組電磁暫態詳細建模與仿真是一個卡脖子難題。 3）軟、硬件在環仿真是必要的。新能源及儲能電站的電力電子變流器控制及保護策略是廠家核心機密，對外不公開。由于控保策略對裝置外特性及其接入系統的響應特性有重要影響，故需要分析內部核心控保策略。需要將新能源及儲能控制器實物或黑盒模型接入測試平臺開展動模仿真，以對其多時間尺度動態響應特性進行精細化分析。軟、硬件在環試驗對仿真平臺提出了更高要求。 4）超大規模儲能電站的仿真難度大。①單個儲能機組的設備形態發生改變，從兩/三電平變流器向模塊化多電平變流器（MMC）的復雜結構演變，甚至采用儲能跟變流器集成，故需要對這種復雜新形態做精細化測試驗證。②超大規模、超大機組的儲能電站包含較多并聯儲能單元或者儲能機組，吉瓦時級儲能電站，需上百臺機組并聯。另外，儲能變流器的控制策略正從電流源型向電壓源型轉變，控制策略趨于復雜化，故需要大量的儲能變流器的控制裝置接入測試平臺，才能對實現對儲能單機以及多機之間協調控制性能測試，進而實現超大規模、超大機組的儲能電站的精細化仿真。 5）現代直流輸電控制與保護測試提出更高要求。超/特高壓直流輸電系統應用于新能源基地外送的控制保護策略及其硬件在環試驗對實時仿真平臺硬件資源要求苛刻，既要對直流輸電系統建模，又要對新能源基地建模，應用場景的復雜性對仿真平臺要求更高。 1 技術分析（創新性、先進性、獨占性） 1.1 國產化實時仿真技術現狀 實時仿真是指仿真模型執行進度與系統時鐘完全同步的一類仿真，具備這種特性的仿真裝置稱為實時仿真器。新型電力系統的認知、試驗、生產、培訓需求快速增長，形成了實時仿真領域巨大潛在市場。但目前RTDS、RT-LAB等進口設備依舊壟斷市場，對于大規模新能源場站、縣域規模萬節點級電力系統、多端特高壓直流輸電等應用場景電磁暫態仿真，所需的仿真資源巨大，平臺造價極高。且關鍵核心技術處于卡脖子狀態，平臺應用的靈活性和開放性受到很大限制。只有開發和推廣國產化實時仿真技術才能為順利推進新型電力系統建設過程中的研究和生產提供自主可控的工具和手段。 1.2 UREP與進口設備的對比試驗  為了實現電力實時仿真器的國產化替代，徹底解決電力實時仿真領域的技術“卡脖子”問題，國產實時仿真器UREP需要與國際主流技術進行對比，力求達到甚至超過目前世界最先進的技術。對標對象為行業公認的電力系統實時仿真儀（RTDS）和行業廣泛使用的RTLAB，以上兩款設備均為加拿大生產。對比試驗方案如圖1-1所示。制定標準（典型）測試算例，分別在UREP、RTDS和RTLAB環境下搭建測試算例的仿真模型，在完全相同的測試條件和試驗內容下得到各種仿真器的仿真結果，比較仿真結果的一致性。同時比對仿真規模、建模效率和編譯時間等關鍵指標。             圖1-1  國產UREP與進口設備對標方案 1.2.1電氣網絡仿真對比    圖1-2表示了一個多支路網絡，基于圖1-1中三種仿真器搭建該模型，通過不斷增加支路數擴大網絡規模，直到仿真器過載，得到仿真器的算力極限。         圖1-2  多支路電氣網絡 在50us仿真步長下，對于圖1-2案例RTLAB最大仿真規模為78個 三相節點，UREP也為78個 三相節點，二者相同。在編譯速度方面，RTLAB編譯時間為3分52秒，UREP編譯時間為1分12秒，UREP是RTLAB的3.22倍。      圖1-3  基于RTDS的仿真模型  當基于RTDS建模時，如圖2-5，每塊PB5最多允許24個節點；當基于NovaCor建模時，在超大步長150us下可以達到100節點，在50us步長下仿真規模未知。 2.2.2 雙饋風機仿真對比   雙饋風機含有電機、傳動鏈、電力電子變流器和控制系統，是具有代表性的新能源元件。在在50us仿真步長下，對于如圖1-4案例，RTLAB最大仿真規模為6臺，UREP也為6臺，二者相同。在編譯速度方面，RTLAB編譯時間為7分0秒，UREP編譯時間為2分12秒，UREP是RTLAB的3.18倍。                圖1-4  雙饋風機測試案例 2.2.3 直流輸電仿真對比   直流輸電是最復雜的電力電子裝備，有換流閥、閥控制器、極控制器、站控制器等一次和二次系統，是實時仿真領域的難點，也是檢驗仿真器能力的試金石。圖1-5是雙端單極直流輸電系統測試用例，每端包含2個六脈波橋，控制保護包括了閥控、極控和主控模型，封裝于藍色模塊內。   圖1-5 雙端單極直流輸電系統測試用例 將圖1-5所示算例分別在RTLAB和UREP中建模運行，在單核可用資源下，若仿真對象為電氣主系統和控制保護組成的整個系統，則RTLAB過載，UREP也過載。若仿真對象僅為電氣主系統（即雙側電源、交直流濾波器和4個6脈波橋），則RTLAB和UREP均不過載。在編譯速度方面，RTLAB編譯時間為3分40秒，UREP編譯時間為1分11秒，UREP是RTLAB的3.10倍。 2.2.4 同步發電機組仿真對比    同步發電機目前仍是電力系統主力電源，是電力系統的主要仿真對象。同步發電機組模型包括同步發電機、調速器、勵磁調節器及升壓變。搭建多臺同步電機并列運行算例，如圖1-6所示。   圖1-6  同步電機并列運行算例 在50us仿真步長下，對于圖1-6案例RTLAB最大仿真規模為11臺，UREP為13臺。在編譯速度方面，RTLAB編譯時間為3分51秒，UREP編譯時間為1分16秒，UREP是RTLAB的3.04倍。 2.2.5 最小步長對比 基于CPU的最小仿真步長能夠體現仿真計算時間的抖動問題，抖動越小，允許的仿真步長就越小。因此，通過比較最小仿真步長，也可以反映仿真器的計算性能。仿真對象采用單臺雙饋風機，模型包括風力機、繞線異步電機、機側變流器、網側變流器、主動系統、所接入的配電網等元素，如圖1-7所示。             圖1-7  測試最小步長算例 經測試，RTLAB最小仿真步長為24us，UREP最小仿真步長為20us。可見，UREP具有更小的仿真抖動。 2.2.6 仿真精度對比 為了驗證國產UREP的仿真精度，采取和RTDS交叉對比驗證方法說明UREP的仿真精度。電力系統仿真包括電磁暫態和機電暫態，因此，從電磁暫態和機電暫態兩個方面進行對比，同時考慮各種應用場景，以覆蓋各種情形。電磁暫態檢測案例的電網拓撲如圖1-8所示。 圖1-8 電磁暫態檢測使用案例 無窮大電源電壓等級為110kV，頻率為50Hz，系統內阻抗為；L1、L3線路阻抗為，L2、L4線路阻抗為， T1、T2兩變壓器的額定容量均為，短路電壓，空載損耗，空載電流，短路損耗，變比，高低壓繞組均為Y形聯結；假設系統A1、B1、A、B處供電負荷為(5+j1)MVA，C1和C處供電負荷為1+j0.1MVA。UREP建模如圖1-9所示。   圖1-9 電磁暫態檢測案例的UREP仿真模型 基于RTDS建立電磁暫態案例的仿真模型如圖1-10所示，其電壓過零點短路控制如圖1-10所示。   圖1-10  RTDS仿真模型   圖1-11  RTDS電壓過零點短路控制結構 對上述模型，分別使用UREP和RTDS進行實時仿真，仿真時間為0.2s，短路故障發生在0.06s-0.16s之間，仿真步長為100微秒，橫軸表示在0.2s時間內仿真采樣點數，縱軸表示母線電壓、電流，單位分別為V、A。在母線A點處發生三相短路，短路前后及短路期間的三相電壓波形如圖16-7。為了顯示細微之處，將圖1-12局部放大后，如圖1-13。   圖1-12  A點發生三相短路時三相電壓波形   圖1-13  A點處發生三相短路時三相電壓波形局部放大 點劃線為RTDS仿真結果，虛線為UREP仿真結果。可以看出，兩種仿真結果高度重合，表現出電磁暫態仿真結果的高度一致。電磁暫態過程除了表現在電壓動態還表現在電流動態，短路前后及短路期間的三相短路電流波形如圖1-14。   圖1-14 A點處發生三相短路時三相電流波形 圖1-15  A點處發生三相短路時三相電流波形局部放大圖 1.3  對標結論 （1）在內核資源完全等同條件下，國產UREP和RTLAB的仿真算力基本相同，即內核授權數相同條件下，具有相同的仿真規模。 （2）國產UREP的建模效率和編譯速度遠遠高于RTLAB。小規模場景下，UREP是RTLAB的3倍左右，大規模場景下UREP是RTLAB的45倍左右。 （3）在仿真對象完全相同的條件下，國產UREP和RTDS的電磁暫態仿真結果完全相同，二者交叉對比沒有差別。

本發明公開了一種液體表面張力系數測量儀，所述的測定儀有一底座1，底座1上固定一立柱2，固定滑塊6固定在立柱上。升降滑塊8與固定滑塊5滑動配合，力敏傳感器9固定安裝在升降滑塊8上，鋁合金吊環14、小型水平儀12都安裝在一固定架上，水平調節鈕13與懸掛細線11相連，鋁合金吊環通過細線懸掛在力敏傳感器10上。鋁合金吊環14的升降通過轉動升降調節手輪3實現。恒溫加熱套16用來將燒杯15里面的被測液體加熱到設定的溫度。本發明由于采用恒溫加熱套對被測液體加溫可對不同溫度下的液體表面張力系數進行測量；鋁合金吊環從液面中拉脫通過轉動升降調節手輪帶動升降滑塊實現，儀器穩定度高，調節容易，升降迅速，重復性好，使用起來非常方便，實驗精度也高。