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）
2024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（基础类研究），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 基于静电控制的高效锂离子分离膜构筑及分离机理研究。
高效锂离子资源回收是实现废旧锂电池循环利用，助力实现“双碳”目标的重要举措。膜技术作为一种绿色可持续分离方法已规模化应用，但当前低效锂离子选择性及渗透性分离制约其进一步发展。据此，本项目提出基于“静电控制”的电驱动膜构筑方法，通过制备磺化聚苯醚（SPPO）膜并进行季铵化，调控膜孔内及膜表面电荷性能，构筑具有高锂离子选择性及渗透性的电驱动膜，揭示膜电荷性能与锂离子传输行为之间的关系，从而实现对废旧锂电池渗料液中锂离子资源的高效回收。
② 基于机器视觉技术的太阳能板表面缺陷检测研究。
太阳能板表面缺陷检测是确保太阳能板高效运行的重要环节，然而，该研究的难点涵盖了光照和环境因素、表面复杂纹理和颜色变化、噪声和干扰、缺陷类型的多样性和不确定性等方面。基于此，本项目拟开展基于机器视觉技术的太阳能电池片表面缺陷检测研究，主要内容包括：利用机器视觉技术，通过高分辨率 相机采集太阳能板表面的图像，然后利用图像处理算法对图像进行分析，以便快速、准确地检测出表面裂纹、污垢、不均匀涂层等缺陷。
③ 基于电化学阻抗谱的锂电池故障预警研究。
锂电池本身为复杂的强非线性电化学系统，仅依据外部参数难以表征电池内 部复杂的物理化学过程，其准确性和可靠性有限，电化学阻抗作为一种能反映电池内部变化的研究技术可实现对 电池的高效故障检测。本研究首先分析锂电池 EIS 演变机理，开展不同使用及故障条件下的 EIS 实验，在此基础上建立 EIS 数据集，经分析提取与故障特征具有强关联性的特征频率，结合人工神经网络、离群等先进算法实现在该特征频率下 的高效故障预警。
④ 基于深度元迁移学习的储能电池故障精准识别及预测方法研究。
储能电池故障隐蔽多样，演化规律复杂多变，易受环境、工况等因素耦合影响，识别与预测困难。本项目拟在建立储能电池全生命周期故障数据库的基础上，研究融合 ReliefF 和 mRMR 算法的故障特征提取方法，以及基于深度元迁移学习的储能电池故障诊断方法，实现对多类故障的精准识别及预测。
⑤ 涉及不一致性的储能电池组健康评估方法研究。
不一致性已经成为制约储能系统锂离子电池组性能和安全的重要因素，其蕴含的科学问题是不一致性演化规律不清晰，不一致性对储能电池组的性能和安全的影响机制不确定。本项目拟采用电化学工作站对储能电池组开展电化学阻抗谱实验，研究内容包括：（1）探索储能电池组参数不一致性演化规律；（2）建立涉及不一致性的储能电池组分数阶模型；（3）研究涉及不一致性的储能电池组SOH 估计方法。
⑥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、新能源发电及并网控制技术
① 基于混合深度学习算法的风光发电短期功率预测研究。
为实现碳达峰和碳中和，风能和太阳能发电正受到越来越广泛的关注。然而，其发电功率受风速、阳光强度等气象影响，具有较强波动性和不确定性，如何利用人工智能算法实现精确的功率预测，提升系统的稳定性和自适应性是目前的关键技术问题。围绕此问题，本项目的主要研究内容如下:1、研究如何结合无线传感器网络设计出高精度、低延迟的信息收集方法;2、探究 CNN、RNN 以及LSTM 等网络优缺点，提出基于深度学习的高精度预测方法。
② 并网模式下微电网多并联逆变器的谐波谐振建模方法与稳定性分析。
分析逆变器数字控制环路特性，建立面向配电网的逆变系统数字控制阻抗模型；分析配电网谐波谐振稳定性退化机理，探究数字控制关键变量对逆变系统阻抗稳定性退化程度的影响；设计底层逆变器控制环路数字校正方法和局部配电网 阻抗构造方法，实现配电网谐波谐振高效治理。
③ 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。
④复杂约束下基于水风光多能互补的梯级储能优化调度研究。
本项目基于大规模风光新能源接入流域梯级水电站进行互补调度和打捆外 送的新背景，系统研究水风光多能互补系统在中长期和短期尺度上的调度方式，提出多时间尺度间的信息反馈和嵌套耦合机制，评估复杂约束下水风光多能互补系统的效益和供电可靠性。研究内容包括，耦合时变特性的多时间尺度风光发电不确定性出力描述方法研究、强水力联系下水风光互补系统中长期优化调度决策研究、耦合电网负荷响应与输电断面约束的水风光互补系统短期调度研究。
⑤其他与以下主题相关的自选课题：（1）风光储一体化系统集成技术（2）独立运行分布式光伏电站系统效率提升技术（3）变换器干扰抑制技术（4）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 特高频检测技术
② 光学检测技术
③ 纳米传感材料技术
4、输变电设备绝缘运行安全理论及技术
① 高压输电线路巡检关键部件缺陷检测方法研究。
对高压输电线路中关键部件进行巡检、识别，判断其运行状态，是保障电网稳定运行的重要环节。本研究针对输电线路重要部件如绝缘子、防震锤、金具等借助无人机自动巡检，并对巡检信息进行处理，采用先进的诊断方法进行状态诊断。研究内容包括:①分别对高压输电线路典型部件进行缺陷成因分析，提出针对性的巡检方案;②各种环境下数据采集、处理、数据扩充和增强;③采用轻量化的网络构建模型，寻找先进有效的诊断训练方法。
② 电器设备运行状态与绝缘寿命评估技术研究。
本项目主要针对干式变压器缺乏有效的运行状态及绝缘寿命评估方法，以 致于无法准确诊断其运行状态的问题而提出。通过总结分析干式变压器运行状 态及绝缘寿命评估的研究现状，了解到目前国内外主要对油浸式电力变压器运 行状态和绝缘寿命评估方法进行了深入的研究，形成了一定的理论体系和方法。然而，由于干式变压器在机械结构、绝缘结构、散热方式、绝缘材料、运行环境上与油浸式电力变压器有着本质的区别，相关干式变压器运行状态及绝缘寿命评估方法的研究在国内还相对比较少见。本文的主要内容主要是针对干式变压器运行状态与绝缘寿命评估方法进行研究。
③基于低温等离子体的无害化降解 SO2F2废气技术研究 。
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有经济价值的固态产物，获得 SO2F2 废气的最优降解方案。
④其他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 面向锂离子电池特征参数的信号采集、量化及补偿校正技术研究。
电池特征信号呈低频特性，其大部分滤噪及放大功能由包括仪表放大器电路、可编程增益放大电路、滤波电路、及抗干扰电路等完成。采用通路需要设置合理环路增益、带宽以便消除带外噪声，同时需加入干扰抑制电路，消除或抑制混叠在传感信号中的干扰量等。为此，本研究从锂离子电池特采集条路通路、征参数的信号量化及补偿校正技术展开，主要研究内容包括：①低噪声模拟前端信号采集电路②高精度模数转换量化电路③模数转换校准与数字补偿技术。
②多源信息融合下的可穿戴电力辅助施工机器人控制方法研究。
根据测量信息去估计与预测人体的运动状态以及运动意图，进一步实时计算控制输出，实现实时、同步的控制，使得人体在机械的辅助下，增强力量，完成各类动作。然而，在电力辅助施工外骨骼系机器人中如何实现稳定、 便捷地获取人体运动信息和实时、连续地识别人体运动意图等相关研究中尚存在一些问题，以致外骨骼机器人难以实时跟随人体连续运动并适时提供助力，影响了人机协调运动的灵活性。基于此，本课题拟研究外骨骼运动意图识别方法，旨在实现快速、准确的运动意图识别，从而实现人机快速协同运动。
③电力物联网环境下的本地个性化差分隐私保护数据聚合方法研究。
在电力物联网中，智能终端收集的用电数据更加丰富和详细，涉及用户身份信息、用电器能耗信息以及用户的用电行为等敏感信息。攻击者通过监控并分析用户的设备使用情况，能够推断出用户的具体行为。传统电网的终端数据隐私保护方法由于高开销以及依赖可信第三方数据中心的问题，已不再适用于资源受限的电力物联网环境。基于此，本课题拟研究本地可控的智能电网终端数据隐私保护方法，旨在实现个性化隐私保护的同时获得较高数据效用，且具有较低的计算与通信开销。
④其他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 新型自熄性氟化硅油分子构型优化与性能调控机理研究。
传统矿物绝缘油闪点较低且对生物有毒副作用，在防火和环保等方面难以满足更高要求，氟化硅油具有较高的燃点和化学稳定性，具备替代矿物油应用于变压器绝缘系统的潜力。本项目拟针对用于电力变压器的新型自熄型氟化硅油绝缘、老化和燃烧特性及影响因素展开研究，基于宏观性能与其微观结构之间的关联特性对已有的氟化硅油的分子构型进行优化，实现宏观性能进一步调控和提升，推进环保自熄型氟化硅油电力变压器研制和应用。
②其他与以下主题相关的自选课题：（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 基于新型生态农业的光伏高效利用技术研究。
（1）光强调控匀光型光伏农业系统技术研究。对匀光板的压槽结构进行优化设计，实现光伏发电系统的匀光设计与能量的高效利用，提升光伏发电效率和减小热效应的影响。（2）光谱分离型光伏农业系统核心技术攻关。基于多路复用技术的思想，研究太阳光谱中适合植物生长的三个窄波段光谱状况以及对农作物生长的影响，优化能量分配。其余部分光谱反射至光伏电池用于发电，并将光伏电池余热进行回收利用。（3）匀光光伏系统和光谱分离型光伏系统的搭建和测试。
② 基于柔性薄膜的近场辐射调控研究。
近场辐射传热可用于高效太阳能利用，磁光材料在磁场作用下有无侵入调控近场辐射传热的优势，而针对磁光颗粒的局城模式，极少对ED和MD叠加形成的多极和非常规模式进行分析。但非常规偶极子对辐射特性的影响效果显著，不容忽视。鉴于此，关键技术问题是:探讨磁光颗粒多极叠加后的局域模式，并与柔性介质相结合分析共振的物理机理.主要研究内容:针对在柔性介质中的单个磁光颗粒，揭示局域共振模式和磁光效应调控近场辐射的规律。
③其他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10-20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2-5万元。
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1-2万元。
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、学科建设有较大支撑的相关成果转化项目，资助强度1-2万元。
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）的权威论文二篇；或同上要求发表权威论文一篇，且申请相关发明专利2项或授权相关发明专利1项；或在实验室主要研究方向上取得的成果完成20万元以上金额的成果转化。
（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：2024年1月1日至2024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。
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2024年9月20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
成果转化联系人：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
二〇二四年九月十日
