太阳能高效利用及储能运行控制湖北省重点实验室
太阳能高效利用湖北省协同创新中心
省部共建新型电力系统装备安全与智能化全国重点实验室（筹）
2023年度开放研究基金项目指南
为了促进太阳能高效利用及储能运行控制领域的基础研究和应用基础研究及学术交流，创造良好的科学研究条件和学术环境，吸引国内外优秀学者，促进新兴和交叉学科的形成与发展，太阳能高效利用及储能运行控制湖北省重点实验室、太阳能高效利用湖北省协同创新中心联合设立开放研究基金，热忱欢迎和邀请各有关领域的国内外学者、科研人员来实验室进行客座研究，共同推动我国太阳能高效利用及储能运行控制科学领域的研究与发展。
开放研究基金紧密围绕实验室和协同创新中心的研究方向，资助具有较高科学价值和应用前景的应用基础研究和应用研究项目。
一、开放研究基金项目的支持范围
1、储能系统安全管理技术
① 动力电池高置信度故障诊断建模优化方法研究
针对动力电池实时准确故障诊断难的瓶颈问题，拟开展动力电池高置信度故障诊断建模优化方法研究：考虑到输入变量之间的强非线性关系，拟引入多尺度分析以提高模型的置信度；考虑到参数确定问题，拟采用网络结构搜索技术以自适应设计出高性能的网络结构；考虑到电池影响因素的多样性、环境条件复杂多变等因素引起模型失配问题，拟提出最优在线校正策略以解决故障诊断模型在实际运行过程中发生失配后如何快速校正的问题。
② 基于数据驱动的动力电池安全预警技术研究
目前，现有的基于实际运行工况下的动力电池故障诊断方法存在误报率高、检测周期长的等问题。因此亟需一种高鲁棒性的故障诊断方法，降低由于非故障条件下的数据异常导致的误报，并且在故障发生短时间内快速定位故障电池。面向动力电池安全风险的相关研究也仅仅局限于实验室环境下分析电池性能衰退的机理，尚未对复杂环境下的动力电池使用行为安全性进行研究。因此，需要在电池衰退机理研究的基础上，构建一种适用于实车工况下的动力电池安全风险评估方法，用于实时评估电池的使用行为安全性。
③ 储能系统安全充放电管理关键技术研究。
对储能电池单体，研究基于数据-模型混合驱动的储能系统状态评估方法，分析充电过程中各储能单元的电流、电压、环境温度、循环次数等因素对估算精度的影响，建立SOC，SOE，SOP联合估计的储能系统状态评估策略，进行储能系统健康状态的检测与评估；融合实验室测试数据与储能系统运行大数据，探索等效电路与电力系统运行工况的依赖关系，研究锂电池充电过程中阻抗特性其与脉冲充电频率之间的关系及对充电过程中能量传递效率的影响，分析极化现象对充电的影响及消除方法，综合考虑能量损耗、成本及电路复杂度等因素，研究储能系统的均衡及快速充电策略；以提高储能电站满足功率和能量需求的能力为目标，构建储能电站多目标函数，优化粒子群算法求解该函数，获得各储能单元出力系数，研究在能量层和功率层之间实现协调功率分配的分层能量管理策略，提高储能电站的效率。
④ 基于多目标优化的储能辅助电网调频关键技术研究。
由于清洁能源的不确定性发电特征，储能辅助电网调频是现代电力系统自动发电控制的热点问题。但储能的参与需综合考虑调频经济性、调频效果及电力系统运行安全性的耦合关系，具备较深的理论复杂度。本研究旨在通过储能充放电特性与电网调频需求的关联性分析，针对上述耦合关系，进行储能辅助电网调频的多目标优化问题设计，并进行具有良好寻优效果与收敛性的优化算法研究，为控制效能更优的储能辅助电网调频理论体系的构建提供支撑。
⑤ 其它与以下主题相关的自选课题：（1）储能电池衰减、失效机理及物理-化学模型；（2）电池多尺度故障诊断方法及安全预警技术；（3）面向安全的电池管理系统开发。
2、新能源并网控制技术
① 基于改进集成模型的短期太阳辐照度预测方法研究及应用。
太阳辐照度是影响光伏输出功率的最直接、最显著的因素，因此，准确的太阳辐照度预测对提高光伏发电系统输出功率的预测精度具有重要的理论和应用价值。本课题拟针对因太阳能波动性和间歇性导致的光伏输出功率精确预测难题，应用近年来蓬勃发展的集成学习方法，研究并提出基于改进Stacking模型和误差修正的太阳辐照预测方法，在预测模型框架层面进行创新，充分发挥集成模型的优势，克服单一或简单组合模型存在的明显不足，进一步提高预测精度，为光伏功率精确预测提供良好的前提条件。
② 风光储一体化中飞轮储能系统设计与调控关键技术研究
在众多的储能技术中，飞轮储能系统具有寿命长、无污染、储能功率大、响应速度快、循环能力强、维护量小的特点，可以减少新能源发电随机性、间接性、波动性的难题，在辅助火电、风电、光伏等进行调频响应方面具有显著优势。但目前仍存在以下关键问题有待解决：（1）如何充分利用飞轮储能系统的快速充放电特性，实现对电力系统的快速调频；（2）研究飞轮储能阵列有功功率的容量与功率配置方法；（3）精确的电机损耗计算方法及低损耗的定转子结构设计。
③ 面向建筑群分布式能源系统的博弈策略快速计算方法研究
面向建筑群分布式能源系统的纳什均衡策略数学模型结构特征研究及博弈均衡策略计算的整数规划数学模型建立方面。面向建筑群分布式能源系统的博弈均衡策略计算问题可转化为整数规划化问题。针对此例纳什均衡模型，建立求解纳什均衡问题的整数规划数学模型；然后用数学推理方式，研究该模型进一步简化的策略；之后通过数值分析和实验相结合的方式，确认该模型矩阵特征；并综合考虑该矩阵特征下宜采用的整数规划算法；接着采用实验和理论推导相结合的方式分析模型转化前后可行解的存在性和唯一性；最后完成该模型转换的计算机实现。
④ 其它与以下主题相关的自选课题：（1）谐波畸变电网并网电流控制技术；（2）变换器干扰抑制技术；（3）逆变器多机稳定并联运行控制技术。
3、输变电设备信息传感技术
① 复杂环境下电力线路绝缘子故障检测方法。
传统绝缘子故障检测方法人工特征提取受限,存在以下关键问题1）恶劣成像环境下故障绝缘子检测精度大幅下降；2）样本域偏移导致故障绝缘子检测器鲁棒性大幅下降。本研究从红外及可见光图像的内在互补规律获得启发，将深度学习目标检测方法引入至绝缘子故障检测中，提出基于多光谱图像融合的Transformer对抗网络数学模型；深入分析新样本与源样本之间的样本域偏移问题，提出一种多任务感知元学习新方法，提高绝缘子故障检测模型的鲁棒性。
② 其它与以下主题相关的自选课题：（1）特高频检测技术；（2）故障信息光学检测技术。
4、输变电设备绝缘运行安全理论及技术
① 掌握不同放电条件下SO2F2的降解率和能量效率变化规律及降解产物的调控作用机理。
掌握等离子体放电降解过程中填充介质材料和外加活性气体对SO2F2降解产物种类和含量的调控作用机理，揭示不同条件下SO2F2的降解率和能量效率变化规律及降解产物的形成路径，提高副产物中HF、S和SO2的选择性，通过碱液吸收转化成无害甚至有经济价值的固态产物，得到SO2F2废气的最优降解方案。
② 复合海缆局部放电与内置光纤的电-声-热多场耦合特性及规律研究。
由于海缆的特殊结构，外部的电磁及温度等传感信号会被金属护层等保护层的作用而削弱甚至屏蔽，不易用来作为海缆的绝缘状态测参量。考虑到局部放电会产生电、磁、声、热多种效应，因此，可以采用内置分布式光纤的方法通过监测局部放电导致的热学和超声振动信号在分布式光纤上的耦合相互作用及对检测光信号的耦合作用规律，从而实现局部放电的在线监测。
③ 其它与以下主题相关的自选课题：（1）绝缘老化及故障机理；（2）设备运行状态评估技术；（3）气体放电等离子体应用技术。
5、能源互联网信息获取与智能处理技术
① 基于深度学习的短期风电功率预测方法研究及应用。
由于风电具有波动性、间歇性及不确定性等特点，对电网的稳定运行会产生不利影响。及时准确地预测短期风电功率可以减少弃风，为电网调度提供依据，保证电力系统的安全稳定运行。本研究旨在应用深度学习新方法，研究短期风电功率预测方法和模型，并构建多模型组合下的预测模型框架，显著提高预测精度。
② 其它与以下主题相关的自选课题：（1）数据高精度采集技术；（2）电力通信技术；（3）数据高效存储与访问技术
6、材料机理研究及制备
① 高效光伏材料机理研究及制备
② 新型高比能量和较长寿命的储能材料研发
③ 新型绝缘材料机理研究及制备
7、太阳能高效利用
① 基于全光谱梯级利用的光伏光热增效机制与系统集成研究
分析辐射波长、分频位置、频谱透射率等参数对光谱分离、能量分配和做功能力变化的影响规律，揭示各行为㶲损失减小机制；考虑太阳辐射各谱段做功能力差异性，开展全光谱能级表征，凝练光-电-热能质统一评价方法；研究光伏余热提质增效新方法，如：有机朗肯循环、温差发电、吸收式热泵等，揭示不同提质方法对系统不可逆损失分布的影响规律；分析典型光伏电池光伏、热力循环之间的功率匹配规律，凝练不同互补方式对提高太阳能发电功率的作用机制。
② 其它与以下主题相关的自选课题：（1）太阳能高效发电技术；（2）太阳能光热利用技术；（3）光伏光热一体化综合利用技术。
二、项目设置
本期开放研究基金将资助重点、面上、成果转化三个类别，共将支持15-20项。
1、 重点项目
对实验室发展、申博建设有重大支撑的相关项目，资助强度3-5万元。
2、面上项目
围绕实验室研究方向和重点内容，国内外本领域高水平人才均可申报，发表高水平研究成果，资助强度1.5-2万元。
3、成果转化项目
围绕平台研究方向和重点内容，对平台发展、申博建设有较大支撑的相关成果转化项目，资助强度3万元。
三、申请要求
1、申请者为具备博士学位或中级及以上技术职称的国内外教学、科研人员。
2、优先支持使用实验室实验平台或试验研究基地的项目。
3、本次开放基金优先支持太阳能高效利用相关项目；
4、重点、面上、成果转化类项目每人合计限报1项；
5、仍有开放基金项目未结题的不得参与本次项目申报。
四、结题要求
（1）重点类
重点项目研究成果必须满足以下条件：有以“太阳能高效利用及储能运行控制湖北省重点实验室”为第一署名单位（第一或通讯作者）的权威论文一篇，且申请相关发明专利2项或授权相关发明专利1项。
（2）面上类
面上项目研究成果必须满足以下条件之一：有一作或通讯作者以“太阳能高效利用及储能运行控制湖北省重点实验室”为第一署名单位（第一或通讯作者）的北大核心以上级别期刊论文1篇；或以湖北工业大学为第一或第二单位获授权发明专利1项或成功申请发明专利2项；或以湖北工业大学为第一或第二单位获批实用新型专利授权2项。
（3）成果转化类
成果转化类项目结项必须满足以下条件：2023年1月1日至2023年12月31日间以“湖北工业大学”为单位与校外企事业单位完成成果转化项目2项及以上，转让金额合计达到10万元及以上。
五、其它说明
1、申请者需在规定日期内提交纸质申请书一式二份（以邮戳日期为准），并通过E-mail提交申请书电子版。申请表见附件一。
2、经费预算参照省自然科学基金条款，且不得用于设备购置。
3、重点实验室的署名为：“湖北工业大学太阳能高效利用及储能运行控制湖北省重点实验室”（Hubei Key Laboratory for High-efficiency Utilization of Solar Energy and Operation Control of Energy Storage System, Hubei University of Technology）。资助基金名称为“太阳能高效利用及储能运行控制湖北省重点实验室开放基金项目”（Open Foundation of Hubei Key Laboratory for High-efficiency Utilization of Solar Energy and Operation Control of Energy Storage System）。
自本指南公布之日起，开始接受项目申请，截止日期为2023年7月30日。
六、基金管理办法
本中心将组织专家对申请书进行评审，并交实验室或协同中心学术委员会进行终审。根据评审结果，由中心主任签发立项任务书，通知申请者。
项目管理具体办法按照相关开放研究基金项目管理办法执行。
重点/面上项目联系人：余莎 联系QQ：375690336
成果化联系人： 周冬婉 联系QQ：32987398
联系方式：湖北省武汉市洪山区南李路28号，湖北工业大学
邮政编码：430068
E-mail：hbsolar@126.com
太阳能高效利用及储能运行控制湖北省重点实验室
太阳能高效利用湖北省协同创新中心
二〇二三年七月十五日
