[00813861]大型调水系统智能阀门安全控制关键技术及应用

水资源是国家安全和人类发展的基础，“十二五”期间，国务院提出了172项节水供水重大水利工程的建设规划，力争在全国打造一个多源互补、调控自如的调水连通网络，为国家民生安全、生态安全提供强有力的支撑和保障。大型水利工程是一个复杂的系统问题，安全可控是最基本的要求，比如耗资5000亿的南水北调工程，有几个线路就是因安全检验没有完成，而无法通水运行。 在校企双方联合申报的国家工信部重大专项“智能阀门绿色制造关键工艺设备集成系统(Z135060009002-50)”、国家自然科学基金项目、行业大型项目应用的支持下，历经十年深入的理论方法和关键技术的研究，发明了全工况下零流速关闭的止回阀；基于阶梯增量式PID的联动管理模型；支持降维计算的在线水利模型等。突破了大型水利工程调水大滞后环节的有效控制与瞬态压力管理的技术瓶颈，为安全可靠的调水奠定了基础，主要技术创新如下： 1、以激光等绿色加工技术为基础，进行了阀门关键部件精准的微纳级别修型，金属陶瓷复合和寿命预测技术为阀门的可靠工作提供了保障，结合低能耗物联网技术，发明了智慧阀门并首次进行了应用，实现了管线的自主安全保护。 2、在大型调水领域中首创了基于三级(组件-泵站-平台)保护的安全机制。揭示了大型水利工程调水的时滞性与局部临界状态的振荡性等规律，提出了本地控制+远程控制策略动态修改的系统架构，与国际知名品牌构建的系统相比提高了效能7%。 3、依托在线水利模型技术，建立了全流域协同优化调度机制，利用水利大数据分析，发明了可迭代更新的水利智慧管理中心，实现了全系统的健康诊断和自主安全防护等功能，为后期长距离输调水管线调度和安全预警等提供支持。 研发的大型调水系统智能阀门安全控制关键技术，成功应用于甘肃省景泰川电力提灌工程、南水北调等大型国家工程，在全国设计流量大10m³/s或总装机功率大于5000kW的泵站上的应用占到45%，成功解决了调水与大型泵站的安全难题，近三年为企业新增直接经济效益1.3亿元。项目授权国家发明专利15项、实用新型专利5项、登记软件著作权2项、SCI收录论文10篇、行业标准与团体标准各2项，为水利行业提供了核心的技术支持，大力助推了水利行业高质量发展。