日前,中国机械工业学会与中国机械工业联合会公布了 2022年度中国机械工业科学技术奖获奖名单,由福建省三明学院陈刚博士团队牵头完成的《面向特大自然灾害的超大功率智慧型电力应急车》项目获得科技进步类三等奖。这是三明学院首次作为第一完成单位,教师作为第一完成人获此奖项。
在奖项评审过程中,专家组给予此项成果高度评价,认为项目整体上达到国际先进水平。
在福建省科技重大专项经费的支持下,《面向特大自然灾害的超大功率智慧型电力应急车》项目经过7年产学研用联合攻关,研发了电力应急车智能化快速供电系统、超大功率集群并机/并网技术、应急供电快速接入技术,满足了特大自然灾害下大面积供电需求,促进了我国电力应急装备向智慧型、超大型、快速化发展。
在此之前,这个项目已有发明专利 18 件、实用新型专利8件,软件著作权7项,论文16篇。
陈刚团队针对应急车控制系统反复调试(右二为陈刚)
背景 应急救援需求
自然灾害是人类的天敌之一,特大自然灾害更是给人类的生存发展带来巨大威胁。天灾降临时,大面积停电在所难免,不仅影响救援,日常生活也陷入瘫痪,造成重大的经济损失和社会影响。
“我依然清楚地记得2008年我国南方发生冰雪灾害时,群众的生活和生命财产安全受到影响,众多城镇断电导致当地群众挨饿受冻。”陈刚说。
电力应急车是重要的电力保障之一,能最大程度减少自然灾害造成的人员伤亡和财产损失。面对特大自然灾害的巨大电力需求,电力应急车必须在最短时间内提供充足的应急供电。
但常规电力应急车供电慢、供电少、适应环境能力较差,无法满足特大自然灾害的电力需求。作为三明学院车辆工程专业的带头人,陈刚一直希望能研发出面向特大自然灾害的智慧型超大功率电力应急车。
2015年,陈刚在一家电力应急车生产企业调研时发现,企业生产的电力应急车存在功率小、供电慢等问题。“每台车最大功率仅有1000千瓦,还不支持多台车辆并机并网,万一工厂停电,应急车即使马力全开也不足以支持所有机器设备正常运转。”陈刚介绍。同时,车辆从调集、接电、调试,再到最终发电,耗时约4小时,如果遇上紧急救援任务,多等待一分一秒都可能导致更加严重的后果。
电力应急车队星夜赶赴作业现场
攻坚 难关层层突破
当现实与理想不期而遇,陈刚立即组建团队着手“超大功率智慧型电力应急车”的研发工作。
经过前期充分调研评估,陈刚团队将项目研发重点放在攻克智能化快速供电技术、超大功率集群并机/并网能源管控技术、快速切换接入技术三大关键的技术。
“智能化快速供电技术可以帮助车辆快速适应复杂环境,超大功率集群并机/并网能源管控技术能够解决多个单位大面积协同供电难问题,快速切换接入技术则能大大缩短车辆发电的前期准备时间。”陈刚介绍。这其中,当属超大功率集群并机/并网能源管控技术最为核心,也最难实现。
特大自然灾害往往急需多台电力应急车协同作业,而传统应急救援仅能实现2-3台并网供电,并且无法做到“1+1=2”,即并机并网后效率会有不同程度的损耗,管控难度大。
为了突破这项技术,陈刚每天起早贪黑,深入企业研究,遇上第二天学校没排课,他直接住在企业。
半年多对特定应用进行数据分析、能量预测、负荷管理、优化运行和经济调度等的研究,几百次的尝试,超大功率集群并机/并网能源管控技术被陈刚团队成功攻克,实现了电源车并机台数12台,总功率达1万千瓦,能够满足特大灾害面前快速大面积协同供电需求。
投产 综合效益突显
2019年,陈刚团队研发的超大功率智慧型电力应急车顺利投产。
新车不仅实现了大面积协同供电,还增加了实时自感知系统,能够对复杂环境快速作出准确判断。
“传统技术无法快速感知特大灾害下各种极端环境,导致车辆发挥的作用十分有限。”陈刚说。这个项目基于通信感知多任务学习方法,构建了温度、湿度、粉尘、大气压、发动机转速、机油压等应急车环境信息感知系统,能够快速适应火灾、台风、洪水、冰冻、地震等灾害现场,实现了特大自然灾害1小时快速供电。
除此之外,车辆加装了快速直插式电连接装置,运用自动监控快速切换连接技术,实现了5分钟快速接电,恢复供电时间由4小时缩短至1小时。
近年来,项目研发的产品为特大自然灾害提供了重要的供电救援,同时为重大活动提供了保供电服务,受到了政府和社会的广泛认可和高度评价。
2019年至2021年,这款新型电力应急车产销量连续三年居行业第一。参与生产的合作单位海德馨和泰豪科技公司在这一产品累计实现销售收入30.63亿元、新增利润2.89亿元。
“成功来之不易,也更加坚定了团队要脚踏实地为三明汽车产业作出新贡献的决心。”陈刚说。目前,他正率领团队研发新能源智能环保渣土车,以电能代替石油供能,不仅绿色环保,还大大降低行驶成本,车载的智能系统也将实现实时定位、智能遮盖控制等功能,更好地满足与日俱增的社会需求。
转自:学习强国
来源:三明日报
作者:朱丹宇
作者单位:三明市融媒体中心
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