三维数字模型

传统的视频监控系统只能提供局部的实时图像，对于分布广泛的风电场来说，无法直观了解监控点的位置和周围环境。文章通过集成三维地理信息系统(3D GIS)和视频监控技术，实现地理空间信息和视频图像的深度融合，以提高风电场的安全性和效率。首先识别视频中的目标、轨迹等信息，并与三维数字模型、地图等地理空间数据进行关联。然后实现实时视频监控、远程控制和报警联动等功能。最后结合三维GIS的仿真和三维设计成果展示，将传统管理模式提升为数字化、可视化和信息化的现代管理模式。该系统通过深度融合地理空间信息和视频监控，有效提高了风电场的运行管理水平，实现了该技术的推广应用。

研究了直驱风电场次同步振荡分析的降阶模型，提出了基于交替方向隐式(alternating direction implicit，ADI)的平衡截断方法。首先，根据直驱式永磁同步风电机组的数学表征搭建风电场的数学模型，采用ADI方法迭代求解李亚普诺夫方程，得到可控的格莱姆矩阵与可观的格莱姆矩阵；然后，采用平衡截断的方法得到降阶模型；通过对比全阶模型与降阶模型的时域仿真波形、Bode图、计算耗时以及次同步振荡模式，验证了方法的有效性。仿真结果表明，降阶模型与全阶模型具有很好的一致性，同时计算速度提高，降阶阶数大大降低。

近年来，利用相变材料(phase change material，PCM)提升半导体热电发电器(thermoelectric generator，TEG)输出性能及维持TEG长效运行受到广泛关注。针对现有PCM-TEG结合方式复杂且缺乏统一认识的现状，建立了PCM-TEG耦合数学模型，对比了PCM布置在TEG热侧、冷侧及双侧时的系统性能，提出了骨架PCM设计并验证了其有效性。结果表明：骨架PCM设计通过实现TEG热管理，在一定程度上能提升器件的输出能力，并能利用自身蓄热能力有效地避免热电器件失效；骨架PCM设计优于常规无骨架PCM-TEG的系统性能；热侧PCM-TEG和双侧PCM-TEG设计能有效维持TEG的稳定运行；增强TEG冷侧换热能力，可弥补热侧PCM-TEG系统性能的不足。研究结果可以为下一步PCM-TEG应用研究提供参考。

成果采用先进的 BIM 技术，对火电机组小管道进行三维设计并附加相关信息，提前进行科学的协调和优化，以解决小管道二次设计和施工技术难题和质量通病。我们选择大型火电机组锅炉小管道的设计和施工作为BIM技术的切入点和突破口，研究施工企业引入实施BIM技术的路径和方法，培养BIM技术人才队伍，形成标准的可复制可推广可扩展的火电企业标准和BIM实施方法论。 该成果利用BIM技术对锅炉本体小管道进行三维数字模型设计、碰撞检测、施工模拟和材料统计，可以有效的减少返工整改的机率，节约施工材料，降低施工成本，小径管布置的合理性美观性和施工工艺也会上一个台阶。成果利用BIM软件的碰撞检测功能，将初步二次设计方案中存在的碰撞问题全部暴露出来，当即给出解决方案，优化并确定最终的二次设计方案，并利用软件生成的管道单线图、材料统计表等提高材料统计准确率，指导管道施工和组件预制，应用于移动端检查验收、漫游展示。 课题成果已在濮阳龙丰及国电荥阳脱硫改造工程中成功运用，在为项目带来经济社会效益的同时，取得了7项专利，获得了1项集团公司工法，QC成果一项，集团科技二等奖一项，企业标准一篇，发表学术论文2篇。BIM技术除了在管道优化设计中的应用之外。还可以应用于桥架和电缆的二次设计和材料统计。电热专业的电缆桥架也有类似的情况，主桥架由设计院设计，小桥架需要二次设计。电气专业的电缆桥架一般设计院都有设计，但部分电缆走向需要二次设计。这些管道、桥架和电缆的二次设计一般都由施工单位来做，如果运用BIM技术进行二次设计，一方面可以向业主争取到不菲的二次设计费用，另一方面经过统筹设计，可以减少碰撞和返工，节约材料，缩短工期，布置合理美观，电缆流量均匀，经济效益和社会效益可观。