清华新闻网12月1日电 清华大学参赛团队近日在第75届德国纽伦堡国际发明展上获得佳绩，共获得1项特别金奖，10项金奖，3项银奖，1项铜奖，共计15项奖励，金奖总数创历史新高。
中国发明协会贺信
“风光水火储多能源电力系统互补协调和优化调度技术”项目
电机系胡伟研究员团队参展的“风光水火储多能源电力系统互补协调和优化调度技术”项目荣获本次发明展唯一特别金奖。该项目利用多类型能源的时空互补特性，为可再生能源持续健康发展探索新途径。针对风电、光伏的有功出力的波动性特性，提出了一种基于改进生成式对抗网络的风电、光伏不确定性描述方法；对于复杂的梯级水电群的优化调度，首创性提出了调峰分配系数α和基荷系数β来指导梯级水电站的优化运行；并在此基础上，提出了以运行成本最低和弃风、弃光、弃水最小为目标的日前-实时多能互补协调优化调度策略。本项目所提技术可有效提升可再生能源消纳能力，在高比例可再生能源接入场景下具有广泛的应用和推广价值。
董家鸿（右二）、中国发明协会副会长贺振福（中）与项目团队成员赵邑（右一）、冯晓彬（左二）、黎成权（左一）
临床医学院董家鸿院士领衔医工交叉团队研发的“远程数智化临床研究技术平台”项目荣获金奖。该平台通过远程智能技术和虚拟化手段，有效解决了药械研发中人力成本高、数据利用效率低的问题，提供以患者为中心的远程临床研究和药械试验，实现了基于超量参数大模型技术的智能受试者招募、病历数据智能转录和科研数据的深度挖掘。自2021年以来，该平台已在清华长庚医院支持完成多项创新药物临床研究，并在多家顶尖医院推广使用，惠及多家头部医药创新研发企业。未来，该技术将推广至全国更多家医院和医药研发单位，为中国临床研究数字化转型和医药研发提供强有力的支撑，开启医药临床研究的新时代。
“基于超分辨成像的空间多组学探针设计新方法”项目
北京信息科学与技术国家研究中心副研究员高军涛团队参展的“基于超分辨成像的空间多组学探针设计新方法”项目荣获金奖。该项目开发了一种新的荧光原位杂交（FISH）技术--Tn5 FISH，实现了约1kb的图像分辨率，是传统FISH的约100倍。Tn5-FISH能够对各种染色质相互作用和靶位点进行定位和成像，特别是对短于BAC长度的染色质相互作用进行定位和成像，而传统的BAC FISH无法验证这些相互作用。Tn5 FISH作为基于图像的空间多组学的构件，将FISH技术的应用扩展到研究染色质三维结构和辅助诊断染色体变异导致的疾病；成为快速分子诊断、检测或确认癌症中典型细胞遗传学变化的临床工具；相关市场规模超过150亿欧元。
城轨柔直智慧能源管控系统
电机系陆超教授和李笑倩助理研究员牵头完成的“城轨柔直智慧能源管控系统”项目荣获金奖。该项目提出了基于近似最优映射的超多端城轨柔直系统百毫秒级实时最优控制技术，并研发了城轨柔直智慧能源管控系统软件，通过灵活快速调控城轨柔直系统潮流分布，大幅提升城轨系统节能降碳效果，打破城轨系统对城市配网的严重依赖，具有显著的经济效益和应用价值。
全贯通式柔性交流牵引供电系统阀塔
中铁电气化局集团和清华大学电机系魏应冬副研究员牵头完成的“经济安全的全贯通式柔性交流牵引供电系统”项目荣获金奖。该项目运用电力电子装备构建牵引网电压，基于北斗卫星同步和高速光纤通信实现广域动态协同控制功能。目前，相关技术已在中国首个全贯通式柔性交流牵引供电系统——北京大兴国际机场线应用。较之既有牵引供电系统，可全面解决电分相、电能质量等问题，提升供电距离和机车再生能量利用率。
“用于镁二次电池的全氟化醇基全镁盐电解液”项目
物理系张跃钢教授团队完成的“用于镁二次电池的全氟化醇基全镁盐电解液”项目荣获金奖。该项目为解决电解液氧化稳定性低和界面钝化等问题，设计并发明一款全氟化醇基全镁盐电解液。该电解液制备工艺简单，具有极高的氧化稳定性和优异的循环效率。使用此电解液原位形成的稳定固体电解质中间相，实现了镁金属负极超过8100小时的超长循环寿命，全电池在99.5%的库仑效率下可以循环超过800圈。这种创新设计解决了镁电解液性能不稳定和界面钝化等问题，为高能量密度、低成本、高安全、长寿命的镁二次电池研发提供了支持，具有未来镁基储能领域的应用潜力。
王兵团队成员向参会专家介绍所参展的发明“基于自增压燃烧技术的动力单元”项目
航院王兵教授牵头完成的“基于自增压燃烧技术的动力单元”项目荣获金奖。该项目以减缓全球环境变化以及国家“双碳”政策为方向，使用100%绿氢作为燃料，结合高效的自增压燃烧技术，不仅实现了二氧化碳零排放、氮氧化物排放降低至10ppm以下，还同时将发电效率提高了20%左右。
“波龙®气动式波浪能转换装置”模型及介绍照片
水利系张永良教授（俄罗期科学院院士）团队参展的“波龙®气动式波浪能转换装置”项目荣获金奖。团队经过十多年的潜心研究，提出了波龙®气动式波浪能转换技术这一颠覆性技术。该技术的波浪能转换装置在波浪的作用下发生摇动，导致装置内L形流道中的水柱振荡和气室内压强周期性变化，进而驱动空气透平机旋转带动发电机发电。研发出气动式波浪能发电的高效宽频技术，创建装置释能和锚系吸能联合减载的强安全系统，发明全工况下波浪能发电高效能量提取与电能转换及控制技术。通过大量应用验证，终于突破了波浪能领域的一系列关键技术瓶颈，开启了海洋能资源的产业化和规模化的开发利用，为深远海岛礁开发、海上平台运行、深海养殖等海洋装备提供电力保障，对于增强能源安全、改善能源结构、发展绿色经济和抢占科技制高点，具有重大意义。
材料学院沈洋教授团队
材料学院沈洋教授团队参展的“高温高储能纳米复合电介质薄膜的多尺度调控及器件开发”项目荣获金奖。该项目在聚合物基复合材料中提出了多尺度调控的思想，发明了通过拓扑结构调制破解介电常数与介电强度倒置关系的新机制，突破了复合电介质薄膜连续生产的技术难题。在国际上首次研制出耐高温、高储能密度的复合电介质薄膜，并试制出电容器，较现有商用聚丙烯薄膜电容器，大幅提高了容量体积比和耐高温能力。本项目有望率先应用于新能源汽车电机控制器的直流支撑电容中，推动新能源汽车减重增效，助力我国“双碳”战略。
李骏院士课题组团队及预期功能安全车载防护系统
车辆学院李骏院士、王红副研究员课题组团队提出一套智能网联汽车冗余独立异构的预期功能安全车载防护系统荣获金奖。该系统利用独立控制器从算法不确定性、设计运行域边界和交通法规符合性三个方面监测无人驾驶系统，不仅能够发现无人驾驶预期功能安全风险，还可以提供风险应对的建议及控制约束，保障车辆预期功能安全，推动智能网联汽车预期功能安全的技术发展，为其产业化落地打下基础。
航院李晓雁教授团队
航院李晓雁教授团队参展的“芳纶纳米纤维增强的强韧、抗疲劳的可3D打印水凝胶”项目荣获银奖以及展会主办方颁发的特别奖。该项目发明了一种通用的可3D打印水凝胶的强韧化方法，可以显著提高水凝胶材料的力学性能，并且不影响其3D打印特性以及生物相容性。与纯水凝胶相比，含有0.3wt%芳纶纳米纤维的水凝胶复合材料的强度、断裂能和疲劳阈值同时提高了约10倍，模量提高了约30倍。其模量、强度和疲劳阈值的提高与混合聚合物网络的形成有关，而断裂能的提高则主要归因于链缠结、氢键和相分离机制。此发明得到的水凝胶复合材料具有较高的3D打印分辨率和良好的生物相容性，有望作为人造组织、创面敷料、或电子器件在生物体内进行应用。
虚拟电厂智慧协同优化运营技术与平台
电机系智慧能源课题组钟海旺副教授牵头完成的“虚拟电厂智慧协同优化运营技术与平台”项目荣获银奖。该项目对电动汽车、空调、多类型储能等分布式资源进行聚合管理，基于可行域投影和模型降维等技术实现了虚拟电厂的高效协同运营。该平台已成功应用于国内虚拟电厂建设运营工程，支撑了分布式能源资源的安全高效利用。
锂离子电池卷对卷转印预锂化系统
材料学院伍晖教授、航院李晓雁教授团队完成的“锂离子电池卷对卷转印预锂化系统”项目荣获银奖。该项目开发了基于转印技术的锂离子电池预锂化负极卷对卷制备系统。该系统首先在集流体上电沉积超薄锂金属，进而通过转印技术将预制负极与镀锂铜箔结合，得到预锂化负极。该负极具有独特的铜箔-超薄锂-活性材料三层结构。相较于常规负极，其初始库伦效率更高（可达99.9%以上）。本项技术将显著提升新能源汽车的续航里程与循环寿命。利用本系统生产的电池能量密度最高可提升25%，容量保持率最高可提升15%。同时，相较于目前主流的技术，本发明避免使用了昂贵的原材料与苛刻的加工工艺，使预锂化成本降低了90%以上。
用户用电智能监测分析终端及系统
电机系胡伟研究员团队参展的“用户用电智能监测分析终端及系统”项目荣获铜奖。该项目基于大数据和人工智能技术，研发用户用电智能监测分析终端和系统，采集用户高频用电数据，结合非侵入式负荷分解算法，实现不侵入用户居住环境，仅凭安装在用电总口的智能监测终端，即可获得设备实时运行曲线、启停及工作状态等详细信息。通过实时监测用户用电数据，进行用电行为智能分析、故障监测、故障预警以及灾害智能预警，协助制定合理且精准的客户服务方案及决策。发生异常状况时及时提供电话短信提醒、上门服务以及远程救助。有效降低了特殊老年群体意外安全风险，减少了设备故障、电气火灾扩大化造成的人员伤亡和财产损失。
供稿：科研院
编辑：李华山
审核：郭玲
