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[欄目名稱]

一、重點學科建設項目定義

    1. 重點學科建設項目名稱:礦山電力傳動控制與信息自動化理論與技術

    2. 項目隸屬領域:

    一級領域:基礎產業和高新技術

    二級領域:能源(電工);信息(自動控制, 電子與通信)

    本項目主要涉及的學科:電力電子與電力傳動、控制理論與控制工程、電力系統及其自動化、檢測技術與自動化裝置、通信與信息系統、電機與電器等

    承擔學科建設項目的主要學科有:電力電子與電力傳動(國家重點學科)、控制理論與控制工程(江蘇省重點學科)。

二、重點學科建設項目背景

    1.項目意義

    在礦山領域,數字化、信息自動化與數字傳動控制一體化模式是當前世界發展的趨勢。礦山電力傳動控制與信息自動化理論與技術是急待解決的關鍵問題。凡是電能的產生、輸送、存貯、變換和控制、新能源的有效利用,高科技產業與實驗研究室,直到通信、計算機、精密的醫療電子儀器都離不開電力電子技術。從電網供給的電能,50%要經過電力電子技術再處理,才送到工廠、家庭及研究機構。全國生產的電能一半以上為電動機所用,而大功率電機占其絕大部分,煤炭和礦山行業又是大功率電動機的主要用戶。全國僅礦山行業有三千多個礦井,每個礦井2臺以上大功率提升機,還有若干水泵、風機等大功率電動機設備,在此領域有廣闊的應用背景。

    本項目建設是一個特別迷人和具有挑戰性的領域,可應用于電力、航空航天、冶金、煤炭等各個領域。在我國礦山領域,礦山電力傳動控制與信息自動化理論與技術是非常重要和必不可少的。是我國礦山安全生產的重要部分,是我國現代化礦山的重要標志。

從全球工業自動化的發展趨勢可以預見,本項目建設成果具有巨大的應用前景,會帶來巨大的社會經濟效益。

    本項目的建設內容已成為國民經濟發展的重要組成部分,在國家科技體系中具有特殊的重要地位,符合國家發展能源科技,建設國家能源基地的發展戰略。

    2.國際水平

    在礦山領域,數字化、信息自動化與數字傳動控制一體化模式是當前本學科領域世界發展的趨勢。礦山電力傳動控制與信息自動化理論與技術是國際前沿和熱門研究課題。代表當前礦山電力傳動及信息自動化應用技術方向的有:德國西門子公司、瑞典ABB公司、美國GE公司等。這些公司在礦山領域的關鍵技術是國際領先的。

    3.國內水平

    1)本建設項目現有國內水平,衡量指標

   目前本建設項目國內基本上是跟蹤國際先進水平,技術上已達到國際先進水平。

    2)與國際先進水平相比存在的差距和主要問題

    數字化、信息自動化理論與技術距國際先進水平仍有差距。主要原因在于集中組織技術力量不夠,資金投入不夠。

    3)近10年來已安排相關的國家重點建設情況,重大支持和資金投入情況

    近年來承擔的國家重點項目有:

    國家技術創新項目“大型提升機電力傳動數字控制”;“礦用采煤機電牽引開關磁阻電機控制”;國家科技型中小企業創新基金項目“礦井多媒體綜合業務數字網”;國家“十五”科技攻關項目“電子商務與現代物流技術研究開發及示范工程”。

    已初步成為國內在該領域的科技創新基地與創新人才培養基地。近三年年均科研經費均在2500萬元以上、2001年度的科研經費達3000多萬元。

三、重點學科建設項目的整體目標

    1. 本重點學科建設項目的整體目標

    通過5年的建設,保持在大功率電力傳動與控制領域的國內領先地位,開發研究電力傳動的全數字控制關鍵技術,形成有特色的具有自主知識產權的大功率全數字直流傳動調速控制系統、大功率全數字交交變頻傳動控制系統、大功率開關磁阻電機及其控制系統等,達到國際先進水平。建設一支優秀的學科梯隊,使之成為一個具有創新能力、團結協作和勇于奉獻的教學科研群體。建設成為國內一流、國際有一定影響的電力傳動及其自動化領域的實驗研究中心、開發研究基地和人才培養基地。

    2. 本重點學科建設項目具體指標

    本建設項目的主要指標:

    1)大功率電力傳動數字控制

    大功率直流傳動全數字控制系統與裝置、大功率交交變頻同步電機傳動全數字控制系統與裝置達到國際先進水平。

    標志性成果:在全數字直流傳動控制關鍵技術與系統、全數字交交變頻同步電機傳動控制關鍵技術與系統方面取得較大突破。

    2)電力電子新技術與數字電力控制

    電力電子有源諧波濾波理論與系統、電力系統全數字動態無功功率補償控制理論與系統、新型電力電子數字控制系統及其應用技術達到國際先進水平。提出反振蕩適應振動控制理論、用電氣控制手段解決提升機機械振動和井塔建筑結構振動問題達到國際先進水平。

    標志性成果:力爭在電力傳動非線性耦合振蕩控制理論與新技術、全數字動態無功功率補償關鍵技術與系統、電力電子有源諧波濾波關鍵技術方面取得較大突破。

    3)新型開關磁阻電機與礦用智能電器

    礦用輸送機開關磁阻電機調速控制裝置、電牽引采煤機開關磁阻電機調速控制裝置、礦用電機車開關磁阻電機調速控制裝置、礦用智能電器裝置達到國際先進水平。

    標志性成果:在礦用開關磁阻電機傳動控制關鍵技術與系統、礦用智能電器關鍵技術與系統方面取得較大突破。

    4)礦山井下多媒體數字綜合業務網絡理論與關鍵技術

    礦井多媒體綜合業務數字網、局礦遠程綜合信息(圖象、圖形、數據)傳輸與控制的理論與技術、礦井寬帶接入技術與裝置、電子商務與現代物流系統及其應用技術達到國際先進水平:。

    標志性成果:在礦井多媒體綜合業務數字網技術平臺、寬帶接入網關鍵技術與平臺方面取得較大突破。

四、本重點學科建設項目所需總經費的說明

    項目建設擬投入總經費:

 

五、本重點學科建設項目已有的優勢、特點

    “電力電子與電力傳動”1981年被批準為博士學位授權點,是首批批準的博士點之一,是至今為止全國唯一的煤炭行業和礦山系統的電氣工程類博士學科點?!翱刂评碚撆c控制工程”,1997年被批準為博士學位授權點。

     本建設項目承擔的學科有“電力電子與電力傳動”國家級重點學科,江蘇省重點學科“控制理論與控制工程”;并設有電氣工程博士后科研流動站,控制科學與工程博士后科研流動站。還建有“國家煤炭工業電力傳動與控制重點實驗室”、江蘇省“電力傳動與自動控制”工程技術中心、中德西門子“電力傳動”技術研究中心、中瑞ABB“電力傳動”技術研究中心、煤炭工業提升機電力傳動控制研究開發中心、美國德州DSP實驗室。

    本建設項目的理論與技術水平已在電力傳動與控制技術研究領域取得領先地位,具備深入研究的軟件基礎。在該領域的研究方向是電機傳動與控制技術,技術在國內領先。在交、直流傳動方面,以大功率變流裝置傳動電機調速系統和大功率交-交變頻調速傳動及大功率交直交變頻調速系統為主。這些變流、變頻傳動裝置功率大,一般為幾百千瓦至數千千瓦。特色成果:井下防爆絞車交-交變頻裝置、鋼纜皮帶輸送機ASCS全數字調速電控系統、全數字化交-交變頻器低頻拖動裝置等處于國內領先水平;基于Simadyn-D全數字直流傳動系統和交交變頻同步電機傳動系統達到當前國際先進水平。研究成果在煤炭、冶金、有色金屬等礦山的大型礦井提升機傳動、大型風機傳動與調速等領域已有較多的應用。解決了現代礦山電力傳動系統的全數字化控制的重大技術問題,具有巨大的經濟效益和社會效益。

    在電力傳動及其自動化領域居全國前列,具有強的學科群體優勢(1998年獲江蘇省優秀學科梯隊。年齡、知識層次結構合理的人才隊伍)、強的學科成果優勢,培養造就了一大批優秀人才[其中有二位工程院院士,陳清泉院士(香港大學);湯德全院士(北京煤科院)],近三年年均經費均在2500萬元以上、可持續發展優勢(2001年度的科研經費達3000多萬元)及學科研發優勢。

    目前承擔科研項目49項,其中國家級5項,自然科學基金3項;曾獲國家級獎3項;省部級獎40項;科研成果轉讓25項,直接創效益 2億元。發表論文246多篇,被國際四大檢索收錄70多篇。出版學術專著15部,教材11部,譯著1部。

    近五年來,邀請來訪國外專家學者19名,派出高訪和短期考察、參加國際會議等40人次。

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