高稳高效海上风电安装平台关键制造技术研究

海上风电作为可再生清洁能源之一,受到世界各国的高度重视与大力发展。我国将海上风电提升至解决能源危机、减缓气候变化、调整能源结构的国家战略高度,到2030年我国单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上,非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右。安装平台不足将是我国海上风电场无法如期建成投产的主要障碍。对自升自航式海上风电安装平台系列高端装备及其设计制造的三大技术难题——腿站立作业易“失稳”、大平台大跨距大倾覆力矩自升易“失控”、高空吊装巨型叶片逾百螺栓精准定位易“失准”,以及焊缝缺陷修复和局部裂纹损伤的激光锻造修复再制造进行了介绍,研制的具有不同规格的系列装备在中国、英国、丹麦、德国等国家的著名海上风电场建设应用情况良好。     

功能性小麦品种的概念、类别和发展前景（网络首发、推荐阅读）

结合全球倡导的营养导向型农业和功能性食品的内容，首次提出“功能性小麦品种”的概念，将其定义为“含有对人体健康有益的活性成分，可调节人体有益代谢，能给人体健康带来某种益处或满足特定人群的特殊需求，同时可以作为日常食物的口感正常、无毒副作用的小麦品种类型”；结合疫情警示和我国进入后工业时代后，人们需求必将由“吃得饱”、“吃得好”向“吃得健康”转变，因而提出继高产品种、优质品种之后培育“功能性小麦品种”的育种目标。根据多年关于小麦淀粉、蛋白、酯类和其他成分的功能研究结果，介绍新育成的“麦黄酮”、“高色素”、“高抗性淀粉”、“富锌”、“低醇溶蛋白”和“低植酸”等功能性小麦新品种（系）的营养特性和农艺产量状况；根据“健康中国2030”规划等国家战略，进行“功能性品种培育是解决我国功能性食品‘卡脖子’的关键基础，一种功能性品种可以形成一类功能性食品，多种功能性品种可以形成我国功能性面制品产业，推动我国整个食品工业的发展”的前景展望；根据功能性品种及其食品的稳定性和可靠性是产品和市场的“生命线”，从对消费者负责的高度，提出关于“功能性农作物品种审定导向和组建功能性成分检测机构；编制有关功能性品种和食品的国家或行业标准，设立功能性食品和功能性农作物品种的商业标志，保证我国功能性农作物品种及其食品健康发展”等方面的具体建议。     

基于概率法的电力系统安全分析

为应对电力系统安全分析中的停机问题，基于概率法的方式，将常用的确定停机计算与加入了概率法的概率停机进行比较，研究了二者的区别与其在长期投资方向的不同。在进行电力系统停机分析时，通常会分别从确定停机与概率停机的角度出发，对其应急状态下的潮流进行计算。但前者的方法可能导致极低概率的停机事件被忽略，进而影响长期的资金投资。通过加入概率法的计算，使得对单个停机事件的判定由其具体的频率来确定，增加了系统运行的稳定性。     

基于PMU的电力系统监控体系结构优化设计

文中提出了一种利用有限数量的相量测量单元(PMU)和相量数据集中器(PDC)设计最优监控结构的方法。通过在大量的设定值场景下,使电力系统可观测性曲线的期望值最大化,同时使通信基础设施成本最小化,最终确定PMU和PDC的最佳位置。提出了一种非线性动态扩展卡尔曼滤波(EFK)状态观测器。这种状态观测器可以将暂态行为转换为由代数微分方程描述的广域电力系统,而无需非线性反演技术。最后以IEEE-5电力系统为例,说明了该方法的有效性。     

超宽带大功率合成器设计北大核心CSCD

在80 MHz~1 GHz频段,单个功率管输出功率能达到100 W以上,为研制输出功率400 W的功率放大器,文中设计了四路功率合成器。该合成器需要实现功率容量大、工作频带宽、体积小的设计目标。在功率容量方面,文中采用悬置带状线结构,其功率容量远远大于微带线结构;在工作频带方面,采用切比雪夫九节阻抗变换器,将工作带宽拓宽为80 MHz~1 GHz;在体积方面,文中合成器的功率合成部分采用Y型节级联实现四路功率合成,阻抗变换部分采用切比雪夫阻抗变换器进行阻抗变换,该结构相较于磁环巴伦功率合成器,不但具有损耗小、平坦度高的优点,而且通过将阻抗变换器设计成曲折的形状,进一步缩小了合成器体积。仿真与实测结果显示该合成器在80 MHz~1 GHz范围内还具有较高的平坦度,合成效率可达90%以上。     

智能电网中D2D网络的通信资源管理优化方案

当前在智能电网的应用中,各种智能终端的使用,使得移动数据流量空前增长,电力互联方式在面临海量数据传输的需求时,由于资源受限,信道间会产生一定的干扰,从而影响通信质量。为了解决通信资源管理这一问题,与常见的移动边缘计算(MEC)方法不同,文中提出了一种网络资源分配方法,优化链路选择和子信道分配,以实现能量效率的最大化。仿真结果表明,与没有卸载和部分优化的方法相比,此方法在能效方面有了很大的提高。     

基于ADAMS和MATLAB的双足机器人运动轨迹规划和控制的联合仿真

相比ADAMS仿真的不稳定性,利用ADAMS和MATLAB联合仿真对双足机器人运动轨迹规划和控制设计的可靠性及高效性进行了研究。首先绘制双足机器人三维参数模型进行逆运动学分析,验证其合理性后导入ADAMS中添加约束,进行动力学仿真。基于此,在MATLAB中使用多项式插值法完成模型的步态规划。最后利用Simulink试验台建立控制系统的框图,由ADAMS输入关节角之后控制台输出关节的驱动力矩,完成双足机器人ADAMS和MATLAB的联合仿真。仿真结果显示,联合仿真相较于ADAMS仿真的波动性所获得的数据更加稳定,此法高效可行,可作为下一步设计双足机器人的控制系统电机选型的重要理论依据。     

温度对核电站传热管阵列声透射特性的影响

为了研究温度分布对于管阵列结构中的声透射特性的影响，以核电站的实际工况为背景，构建了不同的温度场以及周期性变化的非均匀温度场，利用有限元方法进行数值模拟。结果表明：（1）温度分布会改变管阵列声透射频谱的“禁带”宽度以及中心频率位置。在同一介质中，温度变化对频率较高位置的影响大于频率较低的位置。（2）在同样为10℃的温度差下，当水的平均声速为1 653 m·s^-1、饱和水蒸气的平均声速为522.5 m·s^-1时，介质为水时的禁带宽度及中心频率位置变化较大，即声速大的介质的频谱对于温度的变化更敏感。（3）当温度差在10℃以内，在周期性变化的非均匀温度场和与均匀温度场中管阵列声透射特性在第一中心频率23 996.1 Hz之前，两频谱差别很小，在第一禁带之后会出现明显区别。该研究成果对完善核电站应用的声学检测提供了理论基础。     

Stable power supply of an independent power source for a remote island using a Hybrid Energy Storage System composed of electric and hydrogen energy storage systems

We propose a self-sustaining power supply system consisting of a “Hybrid Energy Storage System (HESS)” and renewable energy sources to ensure a stable supply of high-quality power in remote islands. The configuration of the self-sustaining power supply system that can utilize renewable energy sources effectively on remote islands where the installation area is limited is investigated. It is found that it is important to select renewable energy sources whose output power curve is close to the load curve to improve the efficiency of the system. The operation methods that can increase the cost-effectiveness of the self-sustaining power supply system are also investigated. It is clarified that it is important for increasing the cost effectiveness of the self-sustaining power supply system to operate the HESS with a smaller capacity of its components by setting upper limits on the output power of the renewable energy sources and cutting the infrequent generated power.     

Optimization of PEMFC system operating conditions based on neural network and PSO to achieve the best system performance

PEMFC system is a complex new clean power system. Based on MATLAB/Simulink, this paper develops a system-level dynamic model of PEMFC, including the gas supply system, hydrogen supply system, hydrothermal management system, and electric stack. The neural network fits the electric stack model to the simulation data. The effects of different operating conditions on the PEMFC stack power and system efficiency are analyzed. Combining the power of the reactor and the system efficiency to define the integrated performance index, the particle swarm optimization (PSO) algorithm is introduced to optimize the power density and system efficiency of the PEMFC with multiple objectives. The final optimal operating point increases the power density and system efficiency by 1.33% and 12.8%, respectively, which maximizes the output performance and reduces the parasitic power.