先進(jìn)電磁材料及系統(tǒng)研究中心-課件

先進(jìn)電磁材料及系統(tǒng)研究中心AdvancedEMMaterials&SystemsResearchCenter2014.12.052022/12/201何金良清華大學(xué)電機(jī)系高壓研究所先進(jìn)電磁材料及系統(tǒng)研究中心AdvancedEMMater2022/12/202能源系統(tǒng)對(duì)材料的需求設(shè)備層面：采用各種材料，實(shí)現(xiàn)安全可靠、經(jīng)濟(jì)高效、環(huán)境友好目標(biāo)30%左右的系統(tǒng)故障是由設(shè)備故障引起的2022/12/162能源系統(tǒng)對(duì)材料的需求設(shè)備層面：采用各種2022/12/203運(yùn)行層面：通過先進(jìn)的傳感和量測(cè)技術(shù),為智能電網(wǎng)的控制決策提供信息支撐,實(shí)現(xiàn)安全、經(jīng)濟(jì)、智能運(yùn)行目標(biāo)源及負(fù)荷的類型更多、分布更廣能源系統(tǒng)對(duì)材料的需求2022/12/163運(yùn)行層面：通過先進(jìn)的傳感和量測(cè)技術(shù),為2022/12/204傳統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行

EMS/DMS/SCADA

(IUPQF)系統(tǒng)故障辨識(shí)新能源參數(shù)辨識(shí)用戶用電能效辨識(shí)……智能電網(wǎng)計(jì)量自動(dòng)化

(AMI/智能電表)設(shè)備在線監(jiān)測(cè)故障錄波電網(wǎng)廣域監(jiān)測(cè)

WAMS/PMU智能電網(wǎng)實(shí)質(zhì):實(shí)現(xiàn)能量流和信息流的深度融合電力大數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)創(chuàng)新能源系統(tǒng)對(duì)材料的需求電力信息呈現(xiàn)爆炸性增長(zhǎng)趨勢(shì),為基于電力大數(shù)據(jù)挖掘的電網(wǎng)業(yè)務(wù)創(chuàng)新和價(jià)值發(fā)現(xiàn)提供了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)2022/12/164傳統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行

EMS/DMS/SCAD2022/12/205能源系統(tǒng)對(duì)材料的需求未來能源系統(tǒng)：亟待新材料帶來革命性的變革直流電網(wǎng)：發(fā)輸配用全直流大容量?jī)?chǔ)能系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)發(fā)電、用電的時(shí)間分離超導(dǎo)電力系統(tǒng)2022/12/165能源系統(tǒng)對(duì)材料的需求未來能源系統(tǒng)：直流2022/12/206研究中心的目標(biāo)研究各種新材料體系，調(diào)控材料不同特性，為能源系統(tǒng)重要裝備提供關(guān)鍵材料支撐研究多場(chǎng)作用下材料的服役特性，構(gòu)建關(guān)鍵材料的壽命預(yù)測(cè)理論及方法研究多物理量傳感器材料，構(gòu)建電網(wǎng)全景信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備自診斷，電網(wǎng)故障快速定位及反應(yīng)，以及電網(wǎng)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)安全分析和安全預(yù)警探索大容量的能量?jī)?chǔ)能材料，構(gòu)建面向未來的全新能源系統(tǒng)2022/12/166研究中心的目標(biāo)研究各種新材料體系，調(diào)控主要研究方向2022/12/207納米絕緣材料及結(jié)構(gòu)功能材料材料服役特性及預(yù)測(cè)傳感技術(shù)大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)主要研究方向2022/12/167納米絕緣材料及結(jié)構(gòu)主要研究方向2022/12/208納米絕緣材料及結(jié)構(gòu)近期：直流輸電管道/GIS的內(nèi)絕緣，直流電纜973項(xiàng)目：大容量直流電纜輸電和管道輸電關(guān)鍵基礎(chǔ)研究

直流電纜直流管道2氣固界面電荷特性及環(huán)境友好氣體1固體絕緣空間電荷特性4固體絕緣自適應(yīng)介電調(diào)控3固體絕緣電場(chǎng)熱場(chǎng)調(diào)控5微放電自愈性調(diào)控6長(zhǎng)期故障演變及老化主要研究方向2022/12/168納米絕緣材料及結(jié)構(gòu)近期：直主要研究方向2022/12/209納米絕緣材料及結(jié)構(gòu)近期：直流輸電管道/GIS的內(nèi)絕緣，直流電纜構(gòu)建介電特性、熱特性、自愈性、環(huán)境友好特性等多性能協(xié)同調(diào)控的納米電介質(zhì)理論及方法形成綠色環(huán)保的納米復(fù)合聚丙烯類電纜絕緣材料體系形成環(huán)境友好的管道輸電系統(tǒng)/GIS系統(tǒng)成果的延伸：為超特高壓直流套管提供支撐主要研究方向2022/12/169納米絕緣材料及結(jié)構(gòu)近期：直主要研究方向2022/12/2010功能材料在高梯度、低殘壓壓敏電阻上取得突破梯度穩(wěn)定達(dá)到400V/mm(目前國(guó)內(nèi)產(chǎn)品200V/mm），實(shí)現(xiàn)GIS避雷器的小型化，顯著降低造價(jià)非線性系數(shù)降低10～15%，實(shí)現(xiàn)深度限制電力系統(tǒng)過電壓，降低設(shè)備絕緣水平和制造瓶頸，帶來絕緣配合的第三次改變主要研究方向2022/12/1610功能材料在高梯度、低殘壓主要研究方向2022/12/2011材料服役特性及預(yù)測(cè)近期：材料的壽命周期特性，破壞及壽命預(yù)測(cè)理論和方法從分子層面研究材料的老化過程及機(jī)理，擺脫目前基于宏觀外特性的研究思路基于分子模擬及密度泛函理論，從分子層面模擬材料的破壞及老化過程，擺脫目前加速老化試驗(yàn)預(yù)測(cè)壽命的思路主要研究方向2022/12/1611材料服役特性及預(yù)測(cè)近期：主要研究方向2022/12/2012材料服役特性及預(yù)測(cè)AmountofPhysicalDetailCostofCalculationDensityFunctionalTheoryMolecularDynamicsQSPR&StatisticalLearningQuantumMechanics&CorrelatedMethods2~3atoms~10ps,~100atoms~1μs,~100katoms主要研究方向2022/12/1612材料服役特性及預(yù)測(cè)主要研究方向2022/12/2013傳感技術(shù)近期：0-1GHz電流傳感器及網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目：海外合作基金傳感芯片:0.5×0.4cm2集成電路:1×0.5mm2磁阻單元:2×20um2巨磁阻材料:1×20nm2研究尺度:nm級(jí)um級(jí)mm級(jí)cm級(jí)dm級(jí)SOC(片上系統(tǒng))集成微型化主要研究方向2022/12/1613傳感技術(shù)近期：0-1GH主要研究方向2022/12/2014基于逆磁電效應(yīng)的寬頻電壓測(cè)量技術(shù)和器件通過在特殊的逆磁電效應(yīng)層合材料，將電場(chǎng)轉(zhuǎn)換成被測(cè)磁場(chǎng)，集成于巨磁阻傳感器，實(shí)現(xiàn)寬頻瞬態(tài)電流和電壓的統(tǒng)一測(cè)量傳感技術(shù)近期：0-1GHz電流傳感器及網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目：海外合作基金主要研究方向2022/12/1614基于逆磁電效應(yīng)的寬頻電壓主要研究方向2022/12/2015能量流信息流傳感網(wǎng)絡(luò)控制網(wǎng)絡(luò)基于電力大數(shù)據(jù)挖掘帶來的電網(wǎng)運(yùn)行管理及業(yè)務(wù)模式創(chuàng)新，將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益智能電網(wǎng)基石:實(shí)現(xiàn)廣域、分布式、實(shí)時(shí)、全景電力信息采集的傳感裝置及網(wǎng)絡(luò)電網(wǎng)運(yùn)行管理模式的巨大變革:實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)故障、新能源參數(shù)、用戶用電能效辨識(shí)：提高電網(wǎng)可控性挖掘連鎖性大電網(wǎng)故障前兆，構(gòu)建故障主動(dòng)自愈電網(wǎng)：提高電網(wǎng)安全性探索大電網(wǎng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)安全分析技術(shù)主要研究方向2022/12/1615能量流信息流傳感網(wǎng)絡(luò)控制主要研究方向2022/12/2016大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)近期：整合各方面的研究成果，構(gòu)建大容量?jī)?chǔ)能系統(tǒng)鈉硫電池液流電池鋰電池壓縮空氣飛輪儲(chǔ)能超導(dǎo)儲(chǔ)能鉛酸電池儲(chǔ)冰空調(diào)主要研究方向2022/12/1616大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)近期：整合主要研究方向2022/12/2017大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)近期：整合各方面的研究成果，構(gòu)建大容量?jī)?chǔ)能系統(tǒng)主要研究方向2022/12/1617大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)近期：整合國(guó)際研究動(dòng)態(tài)2022/12/2018AdvancedNAno-StructuredTApeSforelectrotechnicalhighpowerInsulatingApplicationsFP7-NMP-FP7'Cooperation'-Researchtheme:'Nanosciences,nanotechnologies,materialsandnewproductiontechnologies‘（2007-01-01

to

2013-12-31）34.75億歐元ObjectivetoimprovethecompetitivenessofEuropeanindustry;togenerateknowledgeandensuretransformationfromaresource-intensivetoaknowledge-intensiveindustry;-togeneratestepchangesinknowledge;toimplementdecisiveknowledgefornewapplicationsatthecrossroadsbetweendifferenttechnologiesanddisciplines;tobenefitbothnew,high-techindustriesandhigher-value,knowledge-basedtraditionalindustries,withaspecialfocusontheappropriatedisseminationofRTDresultstoSMEs;toenabletechnologieswhichimpactallindustrialsectorsandmanyotherSeventhframeworkprogrammethemes.國(guó)際研究動(dòng)態(tài)2022/12/1618AdvancedNAn國(guó)際研究動(dòng)態(tài)2022/12/2019NSFIndustry&UniversityCooperativeResearchCenterUniversityofIllinoisatUrbanaChaimpaign國(guó)際研究動(dòng)態(tài)2022/12/1619NSFIndustry2022/12/2020TailoringtheFutureofEnergySystems!2022/12/1620TailoringtheFutu先進(jìn)電磁材料及系統(tǒng)研究中心AdvancedEMMaterials&SystemsResearchCenter2014.12.052022/12/2021何金良清華大學(xué)電機(jī)系高壓研究所先進(jìn)電磁材料及系統(tǒng)研究中心AdvancedEMMater2022/12/2022能源系統(tǒng)對(duì)材料的需求設(shè)備層面：采用各種材料，實(shí)現(xiàn)安全可靠、經(jīng)濟(jì)高效、環(huán)境友好目標(biāo)30%左右的系統(tǒng)故障是由設(shè)備故障引起的2022/12/162能源系統(tǒng)對(duì)材料的需求設(shè)備層面：采用各種2022/12/2023運(yùn)行層面：通過先進(jìn)的傳感和量測(cè)技術(shù),為智能電網(wǎng)的控制決策提供信息支撐,實(shí)現(xiàn)安全、經(jīng)濟(jì)、智能運(yùn)行目標(biāo)源及負(fù)荷的類型更多、分布更廣能源系統(tǒng)對(duì)材料的需求2022/12/163運(yùn)行層面：通過先進(jìn)的傳感和量測(cè)技術(shù),為2022/12/2024傳統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行

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(IUPQF)系統(tǒng)故障辨識(shí)新能源參數(shù)辨識(shí)用戶用電能效辨識(shí)……智能電網(wǎng)計(jì)量自動(dòng)化

(AMI/智能電表)設(shè)備在線監(jiān)測(cè)故障錄波電網(wǎng)廣域監(jiān)測(cè)

WAMS/PMU智能電網(wǎng)實(shí)質(zhì):實(shí)現(xiàn)能量流和信息流的深度融合電力大數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)創(chuàng)新能源系統(tǒng)對(duì)材料的需求電力信息呈現(xiàn)爆炸性增長(zhǎng)趨勢(shì),為基于電力大數(shù)據(jù)挖掘的電網(wǎng)業(yè)務(wù)創(chuàng)新和價(jià)值發(fā)現(xiàn)提供了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)2022/12/164傳統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行

EMS/DMS/SCAD2022/12/2025能源系統(tǒng)對(duì)材料的需求未來能源系統(tǒng)：亟待新材料帶來革命性的變革直流電網(wǎng)：發(fā)輸配用全直流大容量?jī)?chǔ)能系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)發(fā)電、用電的時(shí)間分離超導(dǎo)電力系統(tǒng)2022/12/165能源系統(tǒng)對(duì)材料的需求未來能源系統(tǒng)：直流2022/12/2026研究中心的目標(biāo)研究各種新材料體系，調(diào)控材料不同特性，為能源系統(tǒng)重要裝備提供關(guān)鍵材料支撐研究多場(chǎng)作用下材料的服役特性，構(gòu)建關(guān)鍵材料的壽命預(yù)測(cè)理論及方法研究多物理量傳感器材料，構(gòu)建電網(wǎng)全景信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備自診斷，電網(wǎng)故障快速定位及反應(yīng)，以及電網(wǎng)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)安全分析和安全預(yù)警探索大容量的能量?jī)?chǔ)能材料，構(gòu)建面向未來的全新能源系統(tǒng)2022/12/166研究中心的目標(biāo)研究各種新材料體系，調(diào)控主要研究方向2022/12/2027納米絕緣材料及結(jié)構(gòu)功能材料材料服役特性及預(yù)測(cè)傳感技術(shù)大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)主要研究方向2022/12/167納米絕緣材料及結(jié)構(gòu)主要研究方向2022/12/2028納米絕緣材料及結(jié)構(gòu)近期：直流輸電管道/GIS的內(nèi)絕緣，直流電纜973項(xiàng)目：大容量直流電纜輸電和管道輸電關(guān)鍵基礎(chǔ)研究

直流電纜直流管道2氣固界面電荷特性及環(huán)境友好氣體1固體絕緣空間電荷特性4固體絕緣自適應(yīng)介電調(diào)控3固體絕緣電場(chǎng)熱場(chǎng)調(diào)控5微放電自愈性調(diào)控6長(zhǎng)期故障演變及老化主要研究方向2022/12/168納米絕緣材料及結(jié)構(gòu)近期：直主要研究方向2022/12/2029納米絕緣材料及結(jié)構(gòu)近期：直流輸電管道/GIS的內(nèi)絕緣，直流電纜構(gòu)建介電特性、熱特性、自愈性、環(huán)境友好特性等多性能協(xié)同調(diào)控的納米電介質(zhì)理論及方法形成綠色環(huán)保的納米復(fù)合聚丙烯類電纜絕緣材料體系形成環(huán)境友好的管道輸電系統(tǒng)/GIS系統(tǒng)成果的延伸：為超特高壓直流套管提供支撐主要研究方向2022/12/169納米絕緣材料及結(jié)構(gòu)近期：直主要研究方向2022/12/2030功能材料在高梯度、低殘壓壓敏電阻上取得突破梯度穩(wěn)定達(dá)到400V/mm(目前國(guó)內(nèi)產(chǎn)品200V/mm），實(shí)現(xiàn)GIS避雷器的小型化，顯著降低造價(jià)非線性系數(shù)降低10～15%，實(shí)現(xiàn)深度限制電力系統(tǒng)過電壓，降低設(shè)備絕緣水平和制造瓶頸，帶來絕緣配合的第三次改變主要研究方向2022/12/1610功能材料在高梯度、低殘壓主要研究方向2022/12/2031材料服役特性及預(yù)測(cè)近期：材料的壽命周期特性，破壞及壽命預(yù)測(cè)理論和方法從分子層面研究材料的老化過程及機(jī)理，擺脫目前基于宏觀外特性的研究思路基于分子模擬及密度泛函理論，從分子層面模擬材料的破壞及老化過程，擺脫目前加速老化試驗(yàn)預(yù)測(cè)壽命的思路主要研究方向2022/12/1611材料服役特性及預(yù)測(cè)近期：主要研究方向2022/12/2032材料服役特性及預(yù)測(cè)AmountofPhysicalDetailCostofCalculationDensityFunctionalTheoryMolecularDynamicsQSPR&StatisticalLearningQuantumMechanics&CorrelatedMethods2~3atoms~10ps,~100atoms~1μs,~100katoms主要研究方向2022/12/1612材料服役特性及預(yù)測(cè)主要研究方向2022/12/2033傳感技術(shù)近期：0-1GHz電流傳感器及網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目：海外合作基金傳感芯片:0.5×0.4cm2集成電路:1×0.5mm2磁阻單元:2×20um2巨磁阻材料:1×20nm2研究尺度:nm級(jí)um級(jí)mm級(jí)cm級(jí)dm級(jí)SOC(片上系統(tǒng))集成微型化主要研究方向2022/12/1613傳感技術(shù)近期：0-1GH主要研究方向2022/12/2034基于逆磁電效應(yīng)的寬頻電壓測(cè)量技術(shù)和器件通過在特殊的逆磁電效應(yīng)層合材料，將電場(chǎng)轉(zhuǎn)換成被測(cè)磁場(chǎng)，集成于巨磁阻傳感器，實(shí)現(xiàn)寬頻瞬態(tài)電流和電壓的統(tǒng)一測(cè)量傳感技術(shù)近期：0-1GHz電流傳感器及網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目：海外合作基金主要研究方向2022/12/1614基于逆磁電效應(yīng)的寬頻電壓主要研究方向2022/12/2035能量流信息流傳感網(wǎng)絡(luò)控制網(wǎng)絡(luò)基于電力大數(shù)據(jù)挖掘帶來的電網(wǎng)運(yùn)行管理及業(yè)務(wù)模式創(chuàng)新，將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益智能電網(wǎng)基石:實(shí)現(xiàn)廣域、分布式、實(shí)時(shí)、全景電力信息采集的傳感裝置及網(wǎng)絡(luò)電網(wǎng)運(yùn)行管理模式的巨大變革:實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)故障、新能源參數(shù)、用戶用電能效辨識(shí)：提高電網(wǎng)可控性挖掘連鎖性大電網(wǎng)故障前兆，構(gòu)建故障主動(dòng)自愈電網(wǎng)：提高電網(wǎng)安全性探索大電網(wǎng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)安全分析技術(shù)主要研究方向2022/12/1615能量流信息流傳感網(wǎng)絡(luò)控制主要研究方向2022/12/2036大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)近期：整合各方面的研究成果，構(gòu)建大容量?jī)?chǔ)能系統(tǒng)鈉硫電池液流電池鋰電池壓縮空氣飛輪儲(chǔ)能超導(dǎo)儲(chǔ)能鉛酸電池儲(chǔ)冰空調(diào)主要研究方向2022/12/1616大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)近期：整合主要研究方向2022/12/2037大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)近期：整合各方面的研究成果，構(gòu)建大容量?jī)?chǔ)能系統(tǒng)主要研究方向2022/12/1617大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)近期：整合國(guó)際研究動(dòng)態(tài)2022/12/2038AdvancedNAno-StructuredTApeSforelectrotechnicalhighpowerInsulatingApplicationsFP7-NMP-FP7'Cooperation'-Researchtheme:'Nanosciences,nanotechnologies,materialsandnewproductiontechnologies‘（2007-01-01

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2013-12-31）34.75億歐元ObjectivetoimprovethecompetitivenessofEuropeanindustry