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新能源高占比發(fā)展下傳統(tǒng)同步機(jī)組與風(fēng)光新能源機(jī)組呈現(xiàn)“此消彼長”趨勢(shì)，電力平衡面臨“保供應(yīng)、促消納”的兩難局面。因此，迫切需要研究面向新型電力系統(tǒng)的電網(wǎng)智能調(diào)度與可視化預(yù)警關(guān)鍵技術(shù)，保障電網(wǎng)安全可靠供電和新能源最大化消納，助推碳達(dá)峰目標(biāo)順利實(shí)現(xiàn)。 該成果實(shí)現(xiàn)了面向新型電力系統(tǒng)的電網(wǎng)智能調(diào)度與可視化預(yù)警應(yīng)用的信息融合、智能告警、動(dòng)態(tài)監(jiān)視、海量數(shù)據(jù)閱讀、超實(shí)時(shí)仿真和高性能計(jì)算、基于人工智能的電網(wǎng)安全穩(wěn)定分析、虛擬現(xiàn)實(shí)、基于圖數(shù)據(jù)庫的人-機(jī)交互等功能，為新型電力系統(tǒng)電網(wǎng)調(diào)度員提供了一個(gè)準(zhǔn)確及時(shí)掌握電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行態(tài)勢(shì)的分析決策工具，實(shí)現(xiàn)調(diào)度員對(duì)調(diào)度計(jì)劃方案的智能互動(dòng)決策以及電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)的實(shí)時(shí)可視化預(yù)警。 該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)電網(wǎng)調(diào)度模式向智能性電網(wǎng)調(diào)度模式轉(zhuǎn)換，可廣泛應(yīng)用于電網(wǎng)、電力公司調(diào)度及區(qū)域控制中心等機(jī)構(gòu)，在實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的同時(shí)，促進(jìn)高比例新能源最大化消納和保障電力可靠供應(yīng)。同時(shí)，該系統(tǒng)不但可應(yīng)用于實(shí)時(shí)運(yùn)行管理，而且還可應(yīng)用在規(guī)劃、交易、營銷等新型電力系統(tǒng)生產(chǎn)管理的不同領(lǐng)域。該成果已在四川省電力公司、中國南方電網(wǎng)等30余家單位機(jī)構(gòu)投入使用，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。 圖1 基于大數(shù)據(jù)的電網(wǎng)運(yùn)行行為識(shí)別及可視化顯示 圖2 多源信息融合的電網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)可視化

主要技術(shù)內(nèi)容： （1）破傳統(tǒng)噴霧泵生產(chǎn)設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用凸軌、凸輪機(jī)構(gòu)，創(chuàng)新性 研制了高精度、高效率的噴霧泵電化鋁殼抓口機(jī)、噴頭打噴咀機(jī)等系列裝配設(shè)備， 提高了設(shè)備的裝配精度和效率。提出集成基于等價(jià)輸入干擾估計(jì)器與參數(shù)智能辨 識(shí)的智能驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)，成功解決了微型噴霧泵現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層不確定干擾、電機(jī)參 數(shù)的時(shí)變性對(duì)裝備電機(jī)控制性能影響問題，提高了生產(chǎn)裝備控制的精度及可靠性。 （2）集成 RFID 與 WSN，構(gòu)建微型噴霧泵生產(chǎn)過程信息采集網(wǎng)絡(luò)，創(chuàng)新性地 引入混沌粒子群優(yōu)化算法，優(yōu)化采集網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)部署；動(dòng)態(tài)選擇通信節(jié)點(diǎn)數(shù)目，在 獲得最大網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的同時(shí)，避免節(jié)點(diǎn)間的沖突，降低網(wǎng)絡(luò)能耗，保證了生產(chǎn) 過程數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和可靠性。 （3）創(chuàng)新性提出并實(shí)現(xiàn)了微型噴霧泵制造過程多目標(biāo)資源優(yōu)化調(diào)度技術(shù)。 建立生產(chǎn)車間多目標(biāo)資源優(yōu)化調(diào)度模型，提出基于種群年齡模型的動(dòng)態(tài)粒子數(shù)微 粒群優(yōu)化算法來求解優(yōu)化問題，并采用層次分析法進(jìn)行決策，成功實(shí)現(xiàn)了微型噴 霧泵生產(chǎn)全流程的精益管控，全面提高了生產(chǎn)質(zhì)量與資源效率。 （4）創(chuàng)新性研發(fā)了一種面向制造全過程的信息集成平臺(tái)。將生產(chǎn)過程信息、 管理信息等數(shù)據(jù)高度融合，實(shí)現(xiàn)底層物聯(lián)網(wǎng)到互聯(lián)網(wǎng)的無縫連接；解決了常規(guī) DCS、MES、ERP 三層架構(gòu)存在的數(shù)據(jù)交換困難、系統(tǒng)龐大、功能定制性差、難以354 適用于中小型制造業(yè)等缺點(diǎn)，為微型噴霧泵制造裝備的自動(dòng)化和信息化融合提供 了解決方案。 行業(yè)意義： 項(xiàng)目通過攻克微型噴霧泵生產(chǎn)裝備的自動(dòng)化與信息化技術(shù)融合的關(guān)鍵技 術(shù)，突破國外先進(jìn)技術(shù)的壁壘，形成了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)與技術(shù)體系，項(xiàng)目成果提 升了微型噴霧泵加工裝備的自動(dòng)化、信息化水平，符合國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的 綠色制造技術(shù)，可帶動(dòng)和促進(jìn)化妝品、保健品等領(lǐng)域向高檔化的高層次技術(shù)方 向發(fā)展。 獲獎(jiǎng)情況：2015 年獲中國輕工業(yè)聯(lián)合會(huì)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。 成果的技術(shù)指標(biāo)、創(chuàng)新性與先進(jìn)性： （1）引入凸輪、凸軌等機(jī)構(gòu)，并結(jié)合等價(jià)輸入干擾估計(jì)器、智能辨識(shí)等方 法設(shè)計(jì)控制策略，從機(jī)械和控制兩方面進(jìn)行突破，自動(dòng)化程度和生產(chǎn)效率高。 （2）集成 RFID 與 WSN，采用混沌粒子群優(yōu)化算法優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，動(dòng)態(tài)選 擇通信節(jié)點(diǎn)數(shù)目，降低網(wǎng)絡(luò)能耗，生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和可靠性 高。 （3）建立以縮短生產(chǎn)周期、減少機(jī)器空轉(zhuǎn)時(shí)間、降低產(chǎn)品次品率為等為目 標(biāo)，采用種群年齡模型的動(dòng)態(tài)粒子數(shù)微粒群優(yōu)化算法求解生產(chǎn)過程優(yōu)化調(diào)度問 題，采用層次分析法進(jìn)行決策，實(shí)現(xiàn)微型噴霧泵生產(chǎn)全流程精益管控。 （4）采用完全不同于傳統(tǒng) DCS、MES、ERP 三層架構(gòu)的模式，直接面向生 產(chǎn)、管理全過程，開發(fā)信息集成平臺(tái)，自動(dòng)化和信息化融合度高、適用于中小 型制造業(yè)。 技術(shù)的成熟度： 相關(guān)技術(shù)已經(jīng)形成產(chǎn)品，在無錫圣馬科技有限公司及其下游企業(yè)進(jìn)行了產(chǎn)業(yè) 化。 應(yīng)用情況： 針對(duì)微型噴霧泵加工裝備產(chǎn)業(yè)當(dāng)前普遍存在材料消耗大、能耗高、可靠性差、 加工效率低、品種適應(yīng)性差等問題，本項(xiàng)目以提高生產(chǎn)裝備的自動(dòng)化與信息化水 平為目的，在裝備高性能自動(dòng)化控制、信息的采集與傳輸、優(yōu)化調(diào)度、精益管控、 平臺(tái)建設(shè)等方面已經(jīng)取得了創(chuàng)新性研究成果，并對(duì)成果進(jìn)行了提煉、集成，從 2012 年開始，針對(duì)本項(xiàng)目整體技術(shù)展開全面推廣，應(yīng)用于江蘇、廣東等地區(qū)的 10 多家輕工裝備制造及使用企業(yè)。355 應(yīng)用實(shí)踐證明了，本項(xiàng)目成果總體技術(shù)創(chuàng)新程度高、成熟度高、附加效益顯 著，顯著提升了我國塑料裝備在國際市場(chǎng)具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，有利于提高我國塑 料裝備的設(shè)計(jì)制造智能化水平，推動(dòng)了我國塑料制造業(yè)的國際化發(fā)展。 

本項(xiàng)目以污水處理廠存在能源消耗高，二次污染等問題，針對(duì)污水體量龐大，復(fù)雜多變量，多相體系的數(shù)據(jù)信息滯后，強(qiáng)耦合，非線性等問題，采取學(xué)科交叉方式與物理學(xué)院、智能學(xué)院合作開發(fā)新型水質(zhì)傳感器，開發(fā)信息處理系統(tǒng)，多變量耦合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，深度學(xué)習(xí)和算法，構(gòu)建污水處理智能控制關(guān)鍵技術(shù)，儀器和設(shè)備。為污水廠的智能節(jié)能減排創(chuàng)造提供技術(shù)支持。

項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介:本項(xiàng)目以污水處理廠存在能源消耗高，二次污染等問題，針對(duì)污水體量龐大，復(fù)雜多變量，多相體系的數(shù)據(jù)信息滯后，強(qiáng)耦合，非線性等問題，采取學(xué)科交叉方式與物理學(xué)院、智能學(xué)院合作開發(fā)新型水質(zhì)傳感器，開發(fā)信息處理系統(tǒng)，多變量耦合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，深度學(xué)習(xí)和算法，構(gòu)建污水處理智能控制關(guān)鍵技術(shù)，儀器和設(shè)備。為污水廠的智能節(jié)能減排創(chuàng)造提供技術(shù)支持。應(yīng)用范圍:該技術(shù)主要應(yīng)用于給水處理系統(tǒng)和污水處理系統(tǒng)的智能控制。效益分析:項(xiàng)目的研究已經(jīng)進(jìn)行了多年， 2017 年投資 1500 萬元在南開大學(xué)津南校區(qū)建立了 1000 噸/日污水處理廠， 為傳感器的應(yīng)用和示范創(chuàng)造十分有利的條件。

本發(fā)明涉及一種基于免疫遺傳算法的模塊化多電平變換器的調(diào)制方法，對(duì)模塊化多電平變換器的優(yōu)化控 制方面的問題進(jìn)行研究，優(yōu)化目標(biāo)為模塊化多電平變換器的輸出電流波形最優(yōu)，本發(fā)明結(jié)合模塊化多電平變 換器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和輸出特性，采用各相上橋臂投入子模塊的數(shù)目表示工作狀態(tài)，對(duì)模塊化多電平的工作狀態(tài) 進(jìn)行優(yōu)化，通過編碼操作，注入疫苗，親和度計(jì)算，濃度計(jì)算，免疫選擇，交叉操作，變異操作，倒位操作， 經(jīng)過多次迭代收斂后得到優(yōu)化后的模塊化多電平變換器的輸出電壓階梯波。