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2021年度海上风电与智慧能源系统联合实验室开放课题申请指南

信息发布于:2021-06-29

为提升我国海上风电和智慧能源系统自主创新能力,助力我国实现双碳目标的国家战略,中国华能集团有限公司和华北电力大学按照优势互补、资源共享、协同创新和共同发展的合作原则,联合成立了“海上风电与智慧能源系统联合实验室”。

联合实验室定位是共同聚焦国家及企业重大工程,努力从关键技术突破、重大产品研制、重大引领性前瞻性研究等方面进一步优化科研目标、组织实施科研任务,实现国家使命、产业需求和学科任务的高度融合,更好支撑行业高质量发展,着力将联合实验室打造成研究型、产教融合型、开放型创新机构。

为充分发挥联合实验室公共平台的作用,促进科研合作和学术交流,实验室根据“公开发布、重点选择、质量优先、滚动支持”的原则设立开放课题。课题申请人须选定联合实验室研究人员为联系人进行联合研究,以促进相关学科的相互交叉和集成。热忱欢迎和邀请相关领域的国内外科研人员来实验室进行合作研究,共同推动我国海上风电与智慧能源系统领域科学与技术的发展。现发布《2021年度海上风电与智慧能源系统联合实验室开放研究课题申请指南》如下:

一、指南方向与主要研究内容、考核指标

本年度立项课题将主要支持下列方向的研究。对于不直接属于这些范围,但具有重要科学意义的、有创意的项目,也将考虑择优支持。

1、面向海上风电智能运维的海气耦合风-浪预报技术研究(执行期2年)

主要研究内容:针对海气界面动量和热量交换特征难以依靠单一大气或海洋数值模式进行描述的问题,开展以下研究:中尺度大气模式在近海风场预报中的适用性研究,包括但不限于物理方案组合调整、海表参数优化等;浅水波浪模式与中尺度大气模式的耦合技术,通过海面10米风场、海表温度等变量交换,实现大气-海浪模式的耦合;海上风电场风速、浪高等数值预报要素的统计后订正技术研究。

考核指标:面向海上风电智能运维需求,建立风电场风速和海浪高度等关键要素的预报方法;申请发明专利1项;发表高水平学术论文2篇。

2、海上漂浮式风电机组载体创新构型设计及性能研究

主要研究内容:针对我国特定海域环境条件,提出海上漂浮式风电机组载体的创新构型概念设计与技术设计;分析新型漂浮式风电机组的静稳性、大倾角稳性和破舱稳性;研究10MW级的新型漂浮式风电机组在风浪流耦合条件下的水动力响应和气动力性能;优化漂浮式风电机组载体构型,形成具有自主知识产权的漂浮式风电机组载体创新构型。

考核指标:完成10MW级漂浮式风电机组载体创新构型的概念设计及稳定校核;申请发明专利1项;发表高水平学术论文2篇。

3、海上风电经不控整流型直流送出系统控制与稳定性分析

主要研究内容:建立海上风电场经不控整流型直流送出系统的小信号模型;研究海上风电机组换流器与直流输电之间、风电机组换流器相互之间的交互作用,研究海上风电经不控整流型直流送出系统的稳定机理;研究风电机组的功率控制方法,提出风电机组换流器的新型分布式组网控制方法。

考核指标:建立海上风电场经不控整流型直流送出系统的小信号模型,所建立的小信号模型宽频频率特性与时域仿真模型扫频特性误差不超过10%。提出风电机组换流器的组网控制方法,在不同典型工控下系统稳定裕度大于30度。发表(或录用)EI收录或核心期刊以上论文2篇。

4、海上升压站直流GIL中金属微粒缺陷的光学检测及危害评估方法

主要研究内容:适用于GIL内微粒缺陷放电检测的光电转换原理及基础材料特性研究;基于光电传感器阵列的多目光学系统特性及抗干扰方法研究;基于微粒放电光信号感知的缺陷定位及危害评估方法研究。

考核指标: 提出局部放电测量灵敏度优于2 pC的光电检测方法,并给出其对应的基础材料及器件基本特性;提出基于光电传感器集成阵列的微粒放电检测系统设计方案及抗干扰方法;提出基于上述微粒放电检测系统的微粒缺陷定位及缺陷评估方法。发表(或录用)EI收录或核心期刊以上论文, 申请发明专利1项。

5、风电机组疲劳载荷建模与主动抑制控制研究

主要研究内容:对风电机组疲劳产生机理进行深入研究,基于机理建模挖掘风电机组关键结构的疲劳载荷主要影响参数;采用蒙特卡洛法构造机组全工况运行条件下的数据集并形成知识库,利用机器学习的手段对机组运行数据知识库进行学习与分析,建立机组关键结构疲劳载荷的数据驱动计算模型。探索机组灵活弹性控制框架,结合疲劳载荷数据驱动计算模型,构建满足疲劳抑制与有功控制要求的机组运行控制方案。

考核指标:仿真模型及代码1份,包含风电机组疲劳计算数据驱动模型与灵活控制算法;发表高水平论文1篇;申请发明专利1项;完成项目研究报告1份。

6、大型海上风电场机群智能分簇与实时优化调度

主要研究内容:研究大型海上风电场尾流效应及尾流预测建模;研究基于图论理论的大型海上风电场有向网络结构构建及智能分簇方法;研究基于智能分簇网络的风电场实时优化调度方法。解决风电机组运行与流场运动耦合作用、大型海上风电场实时优化调度机制等关键科学问题。实现基于信息-物理融合的尾流预测建模方法、基于智能分簇的海上大型风电场实时优化调度方法。

考核指标:仿真模型及代码1份,包含大型海上风电场尾流预测模型,智能分簇算法与实时优化调度算法;发表高水平论文1篇;申请发明专利1项;完成项目研究报告1份。

7、高效稳定钙钛矿太阳电池关键技术研发

主要研究内容:高质量钙钛矿薄膜沉积技术;功能层界面结构及电学特性调控方法;高效率高稳定性器件制备技术。

考核指标:解决高质量钙钛矿薄膜沉积及界面优化问题,掌握高效稳定钙钛矿太阳电池关键制备技术;钙钛矿太阳电池效率≥24%,室温25℃,AM1.5 光照1000 小时后,效率衰减≤20%。

8、大面积钙钛矿太阳电池成套制备技术研发

主要研究内容:开展高效稳定大面积钙钛矿太阳电池成套技术研发。具体包括:大面积薄膜制备技术;大面积薄膜缺陷调控技术;大面积功能层沉积及界面缺陷优化方法;大面积高效率高稳定性器件制备技术。

考核指标:掌握大面积钙钛矿薄膜及各功能层的高质量沉积技术,获得稳定高效大面积钙钛矿太阳电池成套制备技术;大面积钙钛矿太阳电池效率≥17%(面积≥60cm2),室温25℃,AM1.5 光照1000 小时后,效率衰减≤20%。

9、热力系统蓄能智能协调与AGC性能优化方法

主要研究内容:研究热力系统锅炉燃烧侧、汽机抽汽回热侧等蓄热的时空分布动力学特性,建立多种蓄能变化对机组出力及其它状态参数的动态特性模型;提出电、热等多种异质能源的同质化描述方法,发展基于蓄能主动支撑与自主恢复的火电机组智能协调优化控制策略,建立热电联产机组电热协调与灵活控制方法,形成多能源互补协调与智能优化控制体系。

考核指标:提出一整套热力系统蓄能智能协调与自主恢复控制策略,显著提升火电机组的AGC性能;建立热电联产机组电热协调与灵活控制方法,形成多能源互补协调与智能优化控制体系;申请发明专利2项,发表论文2篇。

10、基于多源异构数据的海上风电设备自学习状态评估策略

主要研究内容:研究海上风电设备泛在感知数据的多源采集及管理方法,研究设备结构化数据和非结构化数据信息融合方法,构建考虑时序特性的数据处理元模型;研究反应海上风电设备运行信息的多源异构数据特征提取方法,构建最小数据量下具有最大感知信息量的样本选取模型;考虑多机设备生命周期不同阶段的关联特性,建立设备具有自学习能力的状态评估并行计算模型和预警策略。

考核指标:建立海上风电设备多源异构数据信息融合及特征提取的快速计算框架,对于10000条初始样本量的计算机时间不超过1min;建立设备具有自学习能力的状态评估并行计算模型和预警策略,对故障的预测精度不低于90%;发表高水平论文1~3篇,申请专利1~2项。

二、申请人条件与申请提交要求

申请人应有固定的工作单位,原则上具有博士学位或高级职称,年龄不超过55岁;与本室科研人员就相关研究有合作的申请优先资助。结题优秀的开放课题优先获得开放课题的滚动支持。

申请者按规定的格式要求填写《海上风电与智慧能源系统联合实验室开放课题申请书》,经所在单位签署意见并加盖单位公章后,在规定的时间之内将纸质版申请书(胶装一式两份)寄给指定联系人;将word版申请书(含扫描版签字盖章页)通过Email发给联系人。不邮寄的可直接交到实验室综合办公室(主楼A座309室)。纸质版申请书要求胶装。实验室将对申请书进行形式审查;本着公平竞争、择优支持的原则对通过形式审查的申请项目进行评审。

三、支持强度与注意事项

开放课题的研究年限为1年,每个课题的资助强度最高限额20万元。开放课题所发表文章必须标注“本研究得到海上风电与智慧能源系统联合实验室开放课题资助,课题号xxxxxxxxxx”或“This study is supported by the Joint Laboratory of Offshore Wind Power and Intelligent Energy System(Grant No. xxxxxxxx)”字样;申请专利的专利权人需包含“华北电力大学”和“华能集团技术创新中心有限公司”。

四、联系人

张 洪 Tel: 010-61771852  E-mail:zh10358@163.com

五、邮寄材料指定联系人

收件人:许 静 手机186-0020-5433

邮寄地址:北京市昌平区北农路2号华北电力大学

为方便收件,建议统一选择顺丰快递邮寄。快递寄送截止收件日期: 2021年7月8日。




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