时间：2023-03-20 16:16:39
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇超级工程论文，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
岱山海域潮流能发电并网示范工程的发电装置主要采用AR1000TM型涡轮机，该型涡轮机由新加坡亚特兰蒂斯资源有限公司（以下简称“ARC”）研发，是世界上最先进的潮流能涡轮发电机，装机容量为1MW。装机台数为1台，安装在岱山秀山岛海域的龟山水道上，发电装置发出的电通过海底电缆传输，海底电缆长度约为2km，连接至位于秀山岛上的潮流能配电站，升压后通过长度约4km的10kV输电线路并入电网运行。年平均发电量在2000MWh以上。
2海域潮流能发电示范工程并网设计方案分析
2.1接入系统设计方案
示范工程位于岱山秀山岛海域，考虑接入系统就近原则，故接入秀山岛内变电站较为合适。目前，秀山岛已建成投运的110kV变电站有3座，其中兰秀变电站为公用变电站，其余2座为用户变电站。根据国家电网公司企业标准《分布式电源接入系统规定》和《国家电网公司关于印发分布式电源接入系统典型设计的通知》，1～6MW统购统销分布式电源一般采用1回10kV电压等级专线接入公共电网变电站10kV母线，因本工程装机容量为1MW，故考虑采用10kV电压等级送入110kV兰秀变电站10kV侧，就地平衡当地负荷。同时，根据本潮流能发电示范工程的发电能力，综合考虑年平均发电量在2000MWh以上、年发电利用小时数不超出3000h等因素，按1.65A/mm2经济电流密度可计算得出，10kV送出线路的经济电流截面约为35mm2，考虑接入电网架空导线输送容量预留适当裕度，推荐采用50mm2架空导线。同时，根据输送容量，考虑交流海缆采用3×120mm2截面。
2.2接入系统电气计算分析
2.2.1潮流计算分析
目前，兰秀变电站主变压器容量为1×5+0.63（冷备）万kVA，常石变电站主变压器容量为2×1.6万kVA，惠生变电站主变压器容量为2×1.25万kVA。根据岱山电网运行方式，正常方式下，兰秀变电站通过舟山电厂———兰秀1回线受电，并转供常石变电站及惠生变电站负荷。计算中考虑全网峰、腰、谷负荷，其中腰负荷按峰负荷的90%考虑，谷负荷按峰负荷的60%考虑；常石变电站、惠生变电站为用户变电站，考虑到生产需要，峰、腰、谷负荷均按满负荷考虑。峰负荷、腰负荷时岱山电网功率因数取0.92，谷负荷功率因数取0.95。考虑到分布式电站接入电网，与电网保持无功功率零交换的目标，本示范工程潮流计算中，潮流能发电按站内无功功率自我平衡后向电网注入有功功率考虑。计算结果如下：
（1）潮流能升压站主变压器分接头暂考虑置于11.0+2×2.5%/3.4kV档。
（2）正常峰负荷时，潮流能发电机组满出力，配电站母线电压为10.51/3.30kV。峰负荷状态下，潮流能发电机组出力60%，配电站母线电压为10.51/3.30kV。
（3）正常腰负荷时，潮流能发电机组满出力，配电站母线电压为10.49/3.30kV。
（4）正常谷负荷时，潮流能发电机组满出力，配电站母线电压为10.54/3.31kV。
2.2.2短路电流计算分析
考虑示范工程近期投运，根据接入系统方案，通过1回线路接入110kV兰秀变电站10kV母线，目前，兰秀变电站主变压器容量为1×5+0.63（冷备）万kVA。暂考虑示范工程采用阻抗电压百分比为4%的升压变压器，根据计算结果，示范工程配电站10kV母线三相短路电流约为13.5kA，兰秀变电站10kV母线三相短路电流约为21.2kA，满足设备安全运行需要。远景年，兰秀变电站主变压器容量为2×5万kVA，示范工程配电站接入电网方式不变，配电站10kV母线三相短路电流约为15.5kA，满足系统设备的安全运行需要。综上分析，示范工程并网后短路电流满足电气设备安全运行要求。
2.2.3潮流配电站电气主接线分析
示范工程潮流能发电系统的发电机由在潮流中旋转的叶片和永磁发电机（PMG）组成，发电机将产生额定电压为3.8kV的变频交流电，并连接到PCS1000变流器，变流器由发电机侧INU（逆变器单元）、直流电连接和电网侧的ARU（整流单元）组成。根据分析，结合10kV配电网电气主接线的一般型式，潮流能陆上配电站建议采用单母线接线。
2.3并网工程线路设计方案分析
示范工程线路部分的设计分海中段和陆上段2部分，其中海中段是本次设计的重点。拟选线路路由为从潮流能发电涡轮机至陆上潮流能配电站，路由总长度约1920m，其中陆上部分从登陆点至变电站的长度约230m，海底电缆路由长度1690m。路由位于秀山岛海域，地形地貌复杂，将对示范工程的设计、施工造成一定影响。
2.3.1登陆点地形地貌分析
综合考虑周边地理环境和人文因素，示范工程的海缆登陆点拟选位置位于秀山岛北客运站东侧山体小型湾岙内。该处地貌属于自然海岸段，海岸线大部分平直，基本呈东西走向，西中部建有标准海塘，岸线前沿约25m区域为砂砾岸滩，低潮时均露出海床。岸线后方为山谷，两侧隆起、中部下陷，植被较为茂盛，后方山体顶部为正在施工建设的示范工程配电站。就登陆点周边地理环境来看，该登陆点位置较合理。首先，解决了施工材料的运输问题，同时也方便施工船靠岸；其次，从海缆日后运行来看，该岙口属于无人区，且没有张网区，可有效避免海缆运行后受外力破坏；最后，海缆登陆处地质为砂砾岸滩，适合电缆沟的开挖和铺设。
2.3.2海缆路由海中段海底地形地貌分析
示范工程海缆预选路由海底部分的地形存在一定起伏变化，涡轮机安装在北部岩礁上，中部为龟山水道深槽区，南面地形呈一定坡度上升至海岸，中间有大面积岩礁分布。总体而言，路由区海底地形呈两侧不对称的V字型航槽地貌格局。水深基本在50m，最大水深达85m，坡度达140°。经勘测，海域底质类型主要可归纳为2种，即岩礁区和泥混砂质分布区，路由大部分区域以基岩为主，地层性质稳定，常年受强烈海流冲刷作用影响；少部分区域存在泥沙或砂贝沉积，位于基岩两侧边坡，基本呈滩地落淤、通道冲刷的地貌形态。从已知海缆预选路由地形地貌及底质情况来看，在海缆敷设及运行中都会有一定困难。首先，地形不规则的高低起伏，会使海缆存在一定区域的悬空段，而悬空区域又是基岩，在海流的作用下海缆会直接与基岩摩擦，从而造成损害；其次，该处水流很急，水深较深，海缆在敷设过程中会有很多不可控的潜在风险，同时也极易造成海缆实际敷设位置与预选路由的偏离；最后，该处底质大部分是基岩，锚损与基岩磨损是海缆受损的最主要“杀手”，据统计，95%的海缆破坏都是由其产生。这种不良底质的存在，将给海缆日后运行造成很大风险。综上分析，海缆预选路由地形地貌及底质情况不理想。但考虑到潮流能涡轮机安装位置及周边海域情况，海缆预选路由通道已是最佳通道。鉴于此，设计认为必须做好以下3件事，才能保证示范工程的顺利投运，保障海缆的安全运行：
（1）解决海缆在基岩区的附加保护。根据舟山电网多年来的海缆工程设计及运行经验，有3种方式：第一，基岩开槽，通过爆破的方式把海缆敷设区域下的基岩炸平并形成沟槽状，将海缆放置沟内。第二，水下抛石，在海缆敷设完后，用石块将基岩区的海缆四周盖住。第三，套保护管，即在海缆外面加装耐磨、耐腐、强度高的不锈钢保护套管。上述3种方式中，第一、第二种方案对海缆的保护效果最好，基本能消除基岩造成的损伤，但方案可操作性不强，主要原因是作业难度较大、施工价格昂贵，而第三种方式则具有可操作性，但就本工程来说还需进一步改进，为使海缆套上保护管后在海底减少移动从而避免与基岩长期摩擦，应在一定间距内附加重力锚进行锚固，或在敷设时每隔数米在保护管上连1块重力块，使海缆沉入海底后不随洋流移动，从而有效保护海缆。
（2）解决海缆施工方面的难题。本示范工程海缆路由区域的流速较大，极易使施工船偏离预选轨道，也会在敷设过程中带来海缆受损的风险。同时，海缆敷设时
要边敷设边套保护装置，将大大增加施工难度，就国内海缆施工能力来看，极具挑战性。因此，施工单位应根据工程特点，对每个重要环节制定相应的技术方案及保障措施。（3）解决海缆运行后受外力破坏的风险。示范工程海缆路由直接穿过龟山水道和瓦窑门山即秀山航道，该航道的运输船及渔船众多，为避免海缆受到船舶抛锚及其他破坏外力，需进一步加大该条海缆的监控措施。除了设立警示装置外，还需建立1套综合在线监控系统，该监控系统应涵盖AIS（船舶识别系统）、远程视频监控系统、雷达及红外成像等，从根本上杜绝船舶的外力破坏。
3结语
目前，该潮流能发电示范工程并网接入电力系统尚处可研阶段，根据分析，工程建设最大的制约因素是海缆输电线路的施工，只有顺利解决海缆工程中存在的问题，示范工程才能得以顺利实施。目前拟采取的方法是：
（1）海缆选型：采用双层铠装结构，增大抗摩擦性能。
（2）施工船：根据流速，将采用与之匹配的带动力定位系统的施工船，以保证海缆敷设路由与设计相符。
（3）海缆保护：基岩区域安装不锈钢保护管，同时附加重力锤固定，使之在海底不会受洋流影响而来回移动，减少海缆摩擦。
（4）监控：采用海缆内部监控与外部监控相结合的方式，建立1套综合在线监测系统。外部监控将采用AIS、红外成像、雷达、视频监控等设备；内部监控含海缆温度、扰动、故障等。目前，该方案已初步得到业主单位及专家的认可。示范工程一旦顺利投运，将成为我国首个潮流能发电并实现商业化并网运行的工程。它的投运，可作为今后研究实现大容量、高电压等级并网的技术支撑，充分发挥潮流能发电的优势，有效解决能源瓶颈问题，还可以节约能源及减少二氧化碳排放。示范工程投运后每年将至少节省标煤600t，减少二氧化碳排放1900t。
1净水处理过程中的超滤膜污染问题
超滤膜技术会在环境工程水处理上产生一定的污染，污染情况会让其相应的容量空间降低，能耗获得提高，水处理的生产成本开始增加。这种产生的超滤膜污染是在环境工程水处理中必然产生的。当出现超滤膜污染程度加重后，要用相应的化学药剂对超滤膜进行适当的清洗以消除污染。但目前我国的水厂一年平均进行两次超滤膜清洗工作，使得污染处理程度没有获得有效的清除。
2超滤膜技术
能源损耗程度高环境工程水处理需要有充足的动力系统作为超滤膜净化处理技术有效的保障。动力装置的运作效率低会使得水的净化处理中的对能源损耗程度提高，从而导致水处理的整体成本增加。动力装置能源消耗程度需要保障符合相应的现有水处理标准才能进行，但目前在动力装置中关于节能的研究还不完善，使得整体的技术能源损耗程度很严重。
3超滤膜处理技术
组合选择缺陷超滤膜净水处理技术需要有效的对其技术的污染情况以及相关的水处理成本进行考虑，需要在水处理上对其进行恰当的工艺选择。要对原水源地进行现场的考察,并对其抽取的样本进行有效的分析和结合水处理的特点进行水质检验。使得对水原料中的水硬度等数据有直观的了解，进而在水硬度高并且无机盐物质含量大时采用双膜净水处理工艺技术，在水质较好的地方开始建设处理厂。当水质程度不满足优良水质要求时，要对其进行精水处理工序,选择相应短流程的净水处理方式。使得超滤膜处理技术开始替代传统滤池技术，对其进行有效的净水处理工艺过程。但目前在技术选择上研究还不全面，没有办法形成有效的技术组合选取模式。
二超滤膜技术在水处理应用实践中的建议
1开发出新型超滤膜技术
超滤膜技术在应用中会引起污染现象,会对处理后的水质进行再次的污染，进而影响水质。对超滤膜进行清洗处理需要使用相应的化学药剂进行有关的污染清除工作，其操作流程相对复杂。因而新生代滤膜的研发需要进行，在保留原有的滤膜传统优势基础上。进而污染的有效地址和抗氧化效果的加强。使得其技术的成本获得有效的降低并让其效率得到提升。
2提高超滤膜清洗处理
过程水处理过程需要对有效经验进行总结，要根据超滤膜污染问题类型的不同进行严谨的类型区分进行处理。对引起的超滤膜污染问题需要进行有效的清洗措施。需要自来水厂在对净水处理过程中水源处抽取的水原料水质进行各关键项目的检测后，根据其分析结构的反映，使得水处理相应的技术要求，使得清洗过程获得优化，进而减少相应的污染状况发生。
3完善超滤膜处理技术
组合水处理的相关技术研究开始不断的深入进行带来了和传统的自来水处理技术相比较而言的变革，使得超滤膜处理技术获得了有效的优化。在水质处理中有要考虑超滤膜技术处理之后在水体内残留的分子类型，对其水质造成破坏的有机物进行适当的溶解，对其盐类以及小分子有机物的处理效果要进行提高。因而需要相关的学者对其超滤膜处理中的技术组合进行有效的研究。通过把相应技术根据水质情况进行适当的采用，对陈旧的技术要积极的不采用。这些原则的遵循可以有效的提高超滤膜在相应的水处理工艺的整体水平。
三结语
阿联酋迪拜哈利法塔又称迪拜塔，由韩国三星公司负责建造，总建筑面积 52.7 万 m2，塔楼建筑面积 34.4 万 m2，该建筑 601m 以上为钢框架结构（768～828m 为钢桅杆），601m 以下钢筋混凝土结构为筒中筒剪力墙+端部柱+板式结构体系。迪拜哈利法塔模架工程技术主要由奥地利Doka 模板公司提供：①竖向模板技术主要采用木工字梁大模板和液压自爬升木工字梁大模板体系。②水平模板技术主要采用可以早拆的移动台模，模板为木工字梁大模板。③单个液压自爬升建筑保护屏与塔式起重机可以早拆的移动台模配合。
2 超高层建筑模架工程技术问题
从总体来看，目前超高层建筑模架工程中存在的主要技术问题如下：
2.1 超高层建筑模架工程结构不够简化
通过考察欧美各国的超高层建筑，我们可以发现它们与迪拜塔具有很多相似之处，如都采用剪力墙核心筒板式结构，其各层间结构变化差异性不明显，整体结构与模架工程施工都较为简洁，很少出现一些繁杂的结构。同时，在进行施工时，施工方一般采用大型模板进行施工，保证了施工效率和质量。但相比于国外，目前国内的超高层建筑模架工程结构优化仍处于一个不断发展的过程中，一般结构繁杂，同时其建筑结构边梁较小，这就增加了施工负担，从而影响了整个工程进度。
2.2 超高层建筑施工模架工程方案制定不合理
从超高层建筑施工模架工程的整体安全性、经济性、实用性等方面考虑，受建筑自身特点的影响，建筑施工单位必须综合考虑，合理安排，才能最终制定出一套较为科学的模架工程方案，以保证整个工程的正常进行。但目前很多施工单位在制定工程方案时，由于考虑不全面，从而导致制定出的工程方案不合理，不能适应实际施工发展的需要。
2.3 超高层建筑缺乏统一的产品生产标准以及流程操作规范
在实际施工中，施工单位常因缺乏统一的产品生产标准以及流程操作规范，导致施工质量参差不齐，影响了正常的工程管理活动。超高层建筑模架技术是在原有施工技术的基础上，合理调整和改造生产技术模式和建筑结构的基础上发展起来，技术手段还不成熟，有待进一步发展和完善。
2.4 先进的模架施工技术和工法使用范围有限
目前，随着超高层住宅建筑，尤其是核心筒结构的超高层建筑的逐渐增多，模架施工技术要求也越来越高。因此，积极创新超高层建筑模架施工技术和工法，提高建筑施工效率和质量，已经成为建筑施工单位应该认真思考的重要问题。而拼装式全钢大模板、短流水以及快转换模板施工技术和工法的出现，则有效地解决了一些施工技术难题，其具有高效率、低能耗、高精度的特点，受到了人们的一致欢迎。但从总体来看，目前此类先进的模架施工技术和工法的适用范围仍较为有限，有待进一步推广和扩展。
2.5 多功能建筑保护屏技术发展不完善
随着人们生活水平的逐步提高，人们对住宅建筑的要求也越来越高，除了要满足人们的基本居住需求外，还要符合环保理念，实现人与自然环境的和谐统一。在此背景下，多功能建筑保护屏技术应运而生，它极大地保护了生态环境安全，同时也适应了超高层建筑复杂的结构需要，但在在实际使用中仍存在一些问题，技术发展不完善。
3 超高层建筑模架工程管理中存在的问题及解决对策
3.1 存在的问题 超高层建筑模架工程管理是一项系统化的工作
直接影响着整个建筑工程的整体质量，因此相关管理人员必须强化责任意识，加强对超高层建筑模架工程的管理与检查力度，一旦发现问题，要及时上报施工单位，并及时采取有效措施，防止影响范围的进一步扩大。从总体来看，目前我国超高层建筑模架工程管理中存在的问题主要表现在以下几个方面：一是模架工程管理缺乏权威性规范和依据，管理标准不统一；二是一些新制定的规范实用性不强，在实际执行中存在种种问题，严重地影响了模架工程施工的进度和质量；三是在选择模架材料时，一些单位为了节省成本，往往选择那些价格低廉、质量无保证的产品，造成模架工程建造不合理，工程质量难以保证；四是在监督管理环节，管理人员缺乏责任意识和工程安全意识，安全监督工作无法落实到位，影响了工程项目安全生产工作的正常运行；五是专业化模架工程管理人才不足，缺乏较为系统完善的人才培养机制，现有管理人员总体素质水平不高等。
3.2 解决对策 为解决上述问题，施工管理单位可以
从以下几方面做起，以提升管理水平，提高超高层建筑模架工程质量：
3.2.1 从工程管理实际出发，在考虑各项规章制度合
理性的基础上制定出一套统一完整的管理规范，并保证其切实可行。同时，施工管理单位还要进一步加强对建筑模架工程的管理和监督力度，强化安全管理意识和责任意识，加大科技投入，创新安全管理监督手段，以有效减少安全事故的发生。
3.2.2 提高模架施工的专业化水平
实行模架工程专业化承包制度，激发工程承包单位的积极性和主动性。随着当前市场竞争的日益激烈，各施工单位也纷纷进行技术创新，以提高其综合竞争力，增强竞争优势。因此，实施模架工程专业化承包制度，可以进一步提高承包单位的竞争意识和责任意识，具体来说，主要包括以下几方面：一是根据《建筑业企业资质管理规定》合理安排和设置建筑模架工程专业，从制度层面加以规范；二是积极补充和完善项目承包制度，严格市场准入机制，明确项目承包单位资质；三是积极研究和发展整套模架施工技术，提高承包单位的施工效率和质量；四是大力推动模架施工租赁承包行业的发展，建立健全模架施工承包机制。
3.2.3 建立健全超高层建筑模架工程专业人才培养机制
积极扩宽人才培养领域，推动人才培养方式多样化，企业可以根据其自身发展需要定期组织多种主题培训活动，培养一支高质量的模架工程管理人才队伍，以提高其模架工程整体管理水平。
4 结语
1.1 网格出现的背景
网格的思想，早在1960年就提出来了，但对网格的大规模研究只是近十年的事。以超级计算机为中心的计算模式存在明显的不足，目前正在经受挑战。超级计算机虽然是一台处理能力强大的巨无霸，但它造价极高。通常只有一些国家级的部门，如航天、气象等部门才有能力配置超级计算机这样的设备。随着人们日常工作遇到的商业计算越来越复杂，人们越来越需要数据处理能力更强大的计算机。然而，超级计算机的价格显然阻止了它进入普通人的工作领域。于是，人们开始寻找一种造价格低廉而数据处理能力超强的计算模式，最终科学家们找到了答案———Grid Computing（网格计算）。通过网络连接地理上分布的各类计算机（包括机群）、数据库、各类设备和存储设备等，形成对用户相对透明的虚拟的高性能计算环境。其应用包括分布式计算、高吞吐量计算、协同工程和数据查询等诸多功能。
第一章 绪论 3
1.1 网格出现的背景 3
1.2 网格的基本概念 3
1.3 网格的重要意义 4
1.4 网格解决的问题 4
1.5网格研究现状 5
1.6 网格的发展趋势 7
1.6.1标准化趋势 8
1.6.2 技术融合趋势 8
1.6.3 大型化趋势 8
1.7 本论文的相关工作 8
第二章 网格概述 9
…………略
第三章 网格基础 22
…………略
第四章
第五章
第六章 结束语
致 谢
参 考 文 献
：30000字
有目录、参考文献、图
300元
关键词：正负共极电极 水基 超级电容器 工艺
一、前言
超级电容器又名电化学电容器[1-3]，超级电容器对于电动汽车的启动、加速和上坡行驶具有极其重要的意义。传统的超级电容器极低的比能量使得它不可能单独用作电动汽车能量源，故提高超级电容器的比功率、比能量[4]，使之作为辅助能量使用具有显著优点[5]。它在汽车启动和爬坡时快速提供大电流及大功率，在正常行驶时由主动力源快速充电，在刹车时快速存储发电机产生的大电流，这可减少电动汽车对蓄电池大电流充电的限制，大大延长蓄电池的使用寿命，提高电动汽车的实用性，对于燃料电池电动汽车的启动更是不可少的。超级电容器在充电―放电的整个过程中，没有任何化学反应和无高速旋转等机械运动，不存在对环境的污染[6]，也没有任何噪声，结构简单，质量轻，体积小，是一种更加理想的储能器。
本文研究了一种正负共极水基超级电容器电极，它具有良好的粘接特性且电极材料表面电阻较小。用该电极进行装配得到了正负共极层叠式串联超级电容器[7-8]，它最大的优势是具有内阻小、电压高的特点。其单体工作电压可到达1.6V，是传统式水基超级电容器电压的1倍。
二、实验
我们制作的正负共极水基超级电容器由4个单元组成，分别为电极、聚丙烯膜[9]、电解质、壳体。电极与电极之间由通离子阻电子的隔膜隔开进行串联式叠片，完成叠片后装配到金属壳体中，注入电解液并进行密封。
（一）电极制作方法
1.正负电极材料配比与浆料配制工艺
将粘结剂（PTFE）加入到蒸馏水的真空搅拌罐中，搅拌0.5h使PTFE分散均匀，再加入导电剂SP（特密高，瑞士）和CNT浆液（北京天奈科技有限公司，中国）搅拌2h至完全分散，最后加入锰酸锂（湖南杉杉科技有限公司，中国）搅拌3h形成均匀的正极浆料，浆料最终黏度为5～6.5Pa.s，固含量约55%，材料加入质量百分比为LMO：PTFE：SP：CNT=92：3：2：3。将CMC（型号A30000，美国）加入到蒸馏水的真空搅拌罐中，搅拌2h使CMC完全溶解，再加入导电剂SP（特密高，瑞士）和CNT浆液（北京天奈科技有限公司，中国）搅拌2h至完全分散，再加入活性炭AC（比表面积2000±100m2/g，上海合达炭素材料有限公司）搅拌4h至完全分散，最后加入SBR（型号50%水溶液，深圳诺伊特材料有限公司）溶液搅拌1h形成均匀的负极浆料，浆料最终黏度为16～18Pa.s，固含量约25%，材料加入质量百分比为AC：CMC：SP：CNT：SBR=90.5：2：2：3：2.5。
2.正负共极电极制作工艺
在特制上下两层隔离烘烤箱的涂布机上将正、负极浆料进行涂布，依据正极面密度为（150±10）g/m2、负极面密度为（268±5）g/m2的工艺要求，将正、负极浆料同时涂覆在同一集流体上，形成正/负共极的电极。
（二）正负共极水基超级电容器装配方法
再将加工合格的电极卷料分切成符合工艺要求的尺寸，以“集流体―正电极―隔膜―负电极―集流体―正电极―隔膜”串联方式进行10个单元叠加形成超级电容器芯体，见图1。超级电容器芯体放入壳体中，加入已配制好的电解液（硫酸锂）并用树脂将壳体密封，在50T的压力机下对密封好的电容器进行挤压。最后在精密的测试设备上对电容器进行激活，形成一种正负共极水基超级电容器，见图2。
（三）正负共极水基超级电容器测试
装配好的正负共极水基超级电容器进行充电活化后，使之具有超级电容器的特性，快速的吸附与脱嵌实现了电源能够快速充电和大电流放电的功能。
使用1A的电流对超级电容器进行充放电测试，得到其工作电压、能量密度。
三、结果与讨论
（一）正负共极电极分析
1.负极浆料均一性好
浆料的均一性直接影响涂布效果。活性炭的比表面积比较大，导致浆料制作时固含量比较低仅20%左右，黏度比较大20Pa.s左右，负极浆料输出时流动性良好，固含量23%，黏度18Pa.s。涂布过程中浆料不会受外界环境因素影响而出现团聚、结硬块、塞刀口等现象。
2.正负共极水基电极具有良好的粘接特性
传统式水基电极在涂布过程中存在龟裂现象，严重时掉渣，而本文工艺制作的正负共极水基电极具有良好的粘接特性，此特性大大降低了浆料与集流体之间的接触电阻，从而改善了其极化性能。
3.电极表面电阻小
正负共极水基电极通过在材料选择、配料工艺、涂布工艺等方面严格控制，得到的电极表面电阻比较小。使用万用表分别测量其表面电阻和传统式水基电极的表面电阻，测量结果显示正负共极水基电极正极表面电阻为1100Ω左右、负极表面电阻为132Ω左右，传统式电极正极表面电阻为3140Ω左右、负极表面电阻为542Ω左右。
（二）超级电容器测试性能分析
图4为使用我们制作的正负共极水基电极加工得到的超级电容器电性能测试曲线图。图中显示出超级电容器具有较高的电压，单体电压可达到1.6V以上（最高电压可到达1.8V），计算得出能量密度可到达20Wh/kg（超级电容器能量密度E=1/2CU2），对比传统式水基超级电容器的电压0.8V，它的电压提高了1倍。
四、结论
本文研究了一种正负共极水基超级电容器电极的制备方法，使用该方法制得的电极具有良好的性能，主要对负极浆料性能、电极粘接性能、工作电压、能量密度等方面进行了测试。测试结果显示，负极浆料固含量可达到23%、黏度可达到18000mPa.s且具有良好的均一性；正负共极电极的粘接性能良好且表面电阻得到了优化，正极表面电阻为1100Ω左右、负极表面电阻为132Ω左右；单体工作电压可达到1.6V以上是传统水基超级电容器（0.8V）的1倍，能量密度大大提高，可达到20Wh/kg。
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2011年中国十大科技进展新闻是：
1.天宫一号与神舟八号成功实现交会对接
11月3日1时36分，神舟八号与天宫一号在太空成功实现首次交会对接。从接触到最后锁紧，它们用了8分钟。对接机构完成锁紧后，天宫一号姿态启控，建立起组合体飞行模式，开始组合体运行，进行一系列相关科学试验。11月14日20时，在北京航天飞行控制中心的精确控制下，天宫一号与神舟八号成功进行了第二次交会对接。这次对接进一步考核检验了交会对接测量设备和对接机构的功能与性能，获取了相关数据，达到了预期目的。11月17日19时32分，神舟八号飞船降落于内蒙古四子王旗主着陆场。天宫一号与神舟八号交会对接任务取得圆满成功。继美俄之后，中国成为世界上第三个掌握完整的太空对接技术的国家。
2.“蛟龙”号载人潜水器成功突破5 000米
7月26日上午，“蛟龙”号在第二次下潜试验中，共有来自
13个单位的96名科研人员参加了本次海试任务，有8人完成15人次下潜，下潜深度分别为4 027米、5 057米、5 188米、5 184米和5 180米。潜水器在海底完成多次坐底试验，并在中国大洋协会多金属结核勘探合同区开展海底照相、摄像、海底地形地貌测量、海洋环境参数测量、海底定点取样等作业试验与应用，完成了各项试验任务。“蛟龙”号载人潜水器5 000米级海试成功，是我国海洋科技发展的一个里程碑，标志着我国具备了到达全球70%以上海洋深处进行作业的能力。
3.百亩超级杂交稻试验田亩产突破900公斤
杂交水稻之父袁隆平院士指导的超级稻第三期目标亩产
900公斤高产攻关获得成功。试验田位于湖南省邵阳市隆回县羊古坳乡雷峰村，18块试验田共107.9亩。9月18日，这片由袁隆平研制的“Y两优2号”百亩超级杂交稻试验田正式进行收割、验收。农业部委派的专家组按照严格的测产验收规程，测得隆回县羊古坳乡雷峰村百亩片亩产达到926.6公斤。杂交水稻大面积亩产
900公斤，使中国杂交水稻超高产研究保持世界领先地位。
4.首座超导变电站建成
4月19日，由中国科学院电工研究所承担研制的中国首座超导变电站在甘肃白银市正式投入电网运行。这也是世界首座超导变电站，标志着我国在国际上率先实现完整超导变电站系统的运行。这个变电站的运行电压等级为10.5千伏，集成了超导储能系统、超导限流器、超导变压器和三相交流高温超导电缆等多种新型超导电力装置，可大幅改善电网安全性和供电质量，有效降低系统损耗，减少占地面积。这座超导变电站，在核心、关键技术上获得了近70项完全自主知识产权。
5.发现大脑神经网络形成新机制
复旦大学脑科学研究院马兰教授研究团队经3年多研究，发现一种在体内广泛存在的蛋白激酶GRK5，在神经发育和可塑性中有关键作用。这一发现揭示了GRK5在神经系统中的功能，以及调节神经元形态和可塑性的新机制，也给神经元发育异常引起的孤独症和唐氏综合征等疾病的治疗和药物研发提供了新的思路。这一发现刊登在美国《细胞生物学杂志》上，被选为研究亮点和封面论文，并被国际医学和生物论文评价系统“Faculty of 1000”选为“必读”论文，《科学》杂志子刊《科学・信号传导》撰文予以重点介绍。
6.世界最大激光快速制造装备问世
华中科技大学史玉升科研团队研制成功工业级的1.2米×1.2米，基于粉末床的激光烧结快速制造装备，这是世界上最大成形空间的此类装备，超过德国和美国的同类产品，使我国在快速制造领域达到世界领先水平。已有200多家国内外用户购买和使用这项技术及装备。我国一些铸造企业应用该技术后，将复杂铸件的交货期由传统的3个月左右缩短到10天左右。该技术被欧洲空客公司等单位选中，用于辅助航空航天大型钛合金整体结构件的快速
制造。
7.发现人肝癌预后判断和治疗新靶标
美国《癌细胞》杂志发表了中国工程院院士、医学免疫学国家重点实验室主任曹雪涛课题组及其合作者的研究论文，报道了其通过深度测序技术进行人正常肝脏、病毒性肝炎肝脏、肝硬化肝脏和人肝癌microRNA组学分析，发现了microRNA-199表达高低与肝癌患者预后密切相关，证明microRNA-199能靶向抑制促肝癌激酶分子PAK4而显著抑制肝癌生长，从而为肝癌的预防判断提供了新的潜在靶标，为肝癌生物治疗提出了新方法。
8.首座快堆成功实现并网发电
由中国核工业集团公司组织，中国原子能科学研究院具体实施，我国第一个由快中子引起核裂变反应的中国实验快堆7月21日10时成功实现并网发电，标志着我国在占领核能技术制高点，建立可持续发展的先进核能系统上跨出了重要的一步。 该堆采用先进的池式结构，核热功率65兆瓦，实验发电功率20兆瓦，是目前世界上为数不多的大功率、具备发电功能的实验快堆，其主要系统设置和参数选择与大型快堆电站相同。
9.首座超深水钻井平台在上海交付
中国船舶工业集团公司上海外高桥造船有限公司为中国海洋石油总公司建造的“海洋石油981”3 000米超深水半潜式钻井平台，5月23日在上海命名交付。这座钻井平台是当今世界最先进的第六代超深水半潜式钻井装备，是中国实施南海深水海洋石油开发战略的重点配套项目。该钻井平台投资额60亿元，将用于南海深水油田的勘探钻井、生产钻井、完井和修井作业，最大作业水深3 000米，最大钻井深度12 000米，总长约114米，宽90米，高137.8米。平台配置了目前世界上最先进的DP3动力定位系统和卫星导航系统。
10.深部探测专项开启地学新时代
关键词 回馈制动；超级电容；双向DC/DC变换器；MATLAB/Simulink
中图分类号U46 文献标识码A 文章编号 1674—6708（2012）76—0123—02
0引言
超级电容器是20世纪七八十年代逐渐发展起来一种新兴储能器件，与电池储能相比，具有充放电电流不受限制，响应速度快，循环使用寿命长，环境友好等优点。
随着新能源汽车研究的兴起，制动能量回收作为延长其续驶里程一种可行方法备受人们关注，本文针对如何在不影响蓄电池性能的情况下对制动能量进行储存和释放这一问题，设计了一种基于超级电容器存储，利用单片机控制的制动能量缓存装置。仿真结果表明，该设计可有效实现制动能量的存储与释放。
1超级电容存储单元
超级电容器的单体电压电容值较低，一般需要进行串并联组合才能达到要求的电压与电容等级。但单体器件参数差异，串联单体电容电压在工作过程中的存在不一致现象，导致一部分单体电容电压偏低，容量不能被充分利用，而另一部分电压过高，内部电解液发生分解而失效。因此，需要进行串联均压处理，来提高电容器的容量利用率和安全性。
超级电容串联技术，就其工作原理可大致分为稳压管法、开关电阻法、飞渡电容器电压均衡法和电感储能电压均衡法等方法，各有其优缺点与适用场合。本文采用均衡效果相对较好单飞渡电容器电压均衡法，利用一个小容量的普通电容器作为中间储能单元，将电压高的超级电容器中的能量向电压低的超级电容器中转移，适合在电动汽车等中小功率的应用场合中使用[1]。
2硬件电路设计
2.1双向DC/DC变换器
由于在电机回馈制动系统中没有隔离和绝缘的要求，故采用由IGBT、快恢复二极管与储能电感组成的非隔离型双向半桥DC/DC变换器。它具有开关元件电流电压应力小，有源元器件导通损耗小，元器件数量少及电路结构简单等优点。
2.2缓冲电路
利用电容电压与电感电流不能突变的特性，本文设计了一种缓冲电路，抑制开关元器件在开关瞬间的电压与电流变化率，同时把吸收的能量传递给负载，其原理图如图1所示。电感L1，电容C1、C2以及二极管D1，D2，D3组成缓冲电路，要求电感和电容的谐振频率远远高于开关管频率，二极管反向恢复时间足够小。
2.3控制电路
ATMEGA48作为主控芯片，产生的PWM控制信号，经光耦隔离后，调节开关管S1与S2，并通过电流、电压及温度传感器对装置的瞬态运行状况进行监测。
2.4元器件参数选取
为避免开关元件的损坏，变换器一般工作在连续导电模式下，且开关元器件的耐压值应是实际峰值的1.5～2倍。因此需确定储能电感的参数，以保证其在升压模式（Boost）与降压模式（Buck）下均能储存足够能量。两种模式下电感计算公式分别为：
与分别为双向DC/DC变换器高压侧和低压侧的电压；（、、）和（、、）分别为Buck与Boost运行模式下的占空比、工作频率及电感脉动电流。
由（1）（2）可得储能电感值：
滤波电容直接影响负载R的电压脉动，以电压的极限脉动量为临界值，选用最大占空比可求得电容极大值为：
3控制策略分析
超级电容存储单元串接在变换器的低压侧，高压侧接入电机驱动电路的直流母线。当电机启动或加速时，开关管S1工作，变换器处于Boost模式，可提供额外功率支持。电机减速或制动时，开关管S2工作，变换器处于Buck模式，超级电容器对制动能量进行吸收存储。同时通过温度传感器对超级电容采取实时温度监测，当大于临界值时，即执行中断程序。
3.1 Buck模式
采用超级电容侧充电电流环和电压环的双闭环PI控制。当电容电压较低时，电压环输出值饱和，此时超级电容处于恒流充电状态；而当超级电容电压达到预定值时，电压环起作用，此时处于恒压充电状态。图2为Buck模式下变换器控制框图。
3.2 Boost模式
采用超级电容侧充电电流环和高压侧输出电压外环的双闭环PI控制。参考电压设置与蓄电池电压同步相同。图3为Boost模式下变换器控制框图。
4实验与仿真
利用MATLAB/Simulink构建电动汽车制动能量缓存装置的仿真模型。其仿真参数为：高压侧为初始电压300V的电容，超级电容容量12.5，串联内阻0.28，并联内阻10，参考充电电压和电流为70V与50A，储能电感0.01H，滤波电容0.001F，输出参考电压200V。
图4为Buck模式下低压侧电压波形，图5为Boost模式高压侧输出电压波形。
5 结论
本文在双向DC/DC变换电路的基础上，设计了一种基于超级电容的制动能量缓存装。仿真结果表明，可有效实现回馈制动能量的存储与释放，具有一定的实际应用价值。
参考文献
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