发榜单位：中国船舶集团有限公司第七〇八研究所

选题名称：冰上丝绸之路的经济性破局：北极航运运营模式与运载方式创新方案

项目名称：AI驱动北极航道长续航高耐久型SOFC/GT破冰船智能调控一体化创新设计

指导教师：吕小静 翁一武

团队成员：温家乐 肖圣营 姚宇博 马铭 李铎一 Takudzwa Martin Mashamba

项目简介：本项目旨在为北极航道破冰船设计一种基于SOFC/GT（固体氧化物燃料电池／燃气轮机）的智能低碳动力系统，以提高破冰船在极端气候条件下的续航能力、耐久性和经济性。该系统创新性地结合了环境感知、智能预测与动态调控技术，适应北极环境下复杂的冰层冲击和低温负载波动。所提出的系统采用多级能量梯级利用技术，由柴油裂解重整进行供氢、SOFC发电及燃气轮机余热回收发电构成，比传统柴油动力系统提高了15％以上的效率，并减少了10％的碳排放。建立基于MIMO-LSTM神经网络的预测模型，结合北极航道的气候和冰层数据，实现了高精度的冰层冲击与功率脉冲变化预测，预测误差小于3%。此外还提出了多目标优化的神经网络控制策略，基于多保护回路协同控制，提升了系统26％响应速度，在极端破冰条件下，提升连续破冰稳定能力超20%。基于具体北极航道开展了经济性分析，相比传统柴油动力系统能有效节约燃料成本7万美元，碳减排对应收益超1.2万美元，具备显著的环境与经济效益。最后本项目成果突破了传统破冰船动力系统的局限，为北极航道的商业化运营提供了高效、绿色、可靠的技术解决方案。

一等奖项目

发榜单位：正泰集团研发中心（上海）有限公司

选题名称：构网型级联储能PCS关键器件寿命预测及PCS健康度分析

项目名称：基于强化学习的构网型级联储能PCS健康度建模与智能维护策略研究

指导教师：韩伟吉

团队成员：任德志、耿昌佑、孔方园、李佳鑫、倪蕴彰、刘典钰、耿智雯

项目简介：本研究针对构网型储能变流器（PCS）在规模化应用中因电﹣热﹣力多物理场耦合应力导致的关键元器件寿命预测与维护难题，从高精度系统建模和智能维护策略决策两个维度提出了创新性解决方案，为提升储能系统的全生命周期可靠性与运维经济性提供了理论和实践支撑。首先，本研究构建了从器件（IGBT、母线电容）到系统（H桥、PCS）的全栈式电﹣热﹣力耦合模型，通过开发运行效率超99％的真实物理IGBT模型和寿命仿真超10年的电容模型，并采用谐波含量（THD）低至1.89％的最近电平调制（NLM）算法，实现了对复杂工况下元器件应力与老化过程的精确模拟，为寿命预测奠定了坚实基础。在智能维护策略决策方面，本研究创新性地引入了深度强化学习（DQN）算法，训练智能体在模拟环境中通过数万轮试错学习最优维护策略。该方案在十年期仿真中实现了维护成本降低10%-30%、故障率降低20％的显著效果，并依托嵌入式NPU技术将决策响应时间压缩至0.1秒以内，为从预测性维护到智能决策的闭环落地提供了关键技术支撑。

优胜奖项目

发榜单位：中国大唐集团科学技术研究总院有限公司华北电力试验研究中心

选题名称：电解制氢系统反向电流的抑制技术研究

项目名称：“智御逆流”高熵钙钛矿催化剂与反向电流实时检测系统耦合优化电解水分解效率

指导教师：龙霞

团队成员：魏菲、董一霖、张栋梁、占银玻、吴桐

项目简介：本研究针对碱性水电解槽在停机或负载波动时产生的反向电流问题，从电极材料开发和监测系统设计仿真两个维度提出了创新性解决方案，为提升电解制氢系统的长期稳定性和经济性提供了理论和实践支撑。首先，本研究开发了一种抗反向电流不需要在停机时施加保护电流的高熵钙钛矿材料作为阳极催化剂，通过溶胶凝胶的方法制备合成，而后采用超声喷涂法将催化剂负载在泡沫镍导电基底上制备成电极，以模拟该电极材料在工业电催化水分解环境中的电极制备和应用。在反向电流监测系统设计和仿真方面，本研究基于五槽堆碱性电解系统构建了工业适配性监测架构，通过停机等效电路模型，分析了反向电流的物理场（电位、电流、电荷分布）之间的关系。该设计针对工业化双极板电解槽的歧管结构，实现了反向电流的监测与预警，为系统维护和寿命预测提供了关键技术支撑。

自大赛启动以来，学院团委高度重视、周密策划，联合校团委开展多轮项目指导，从方案打磨到实战演练，全方位、精细化推进备赛工作，为优异成绩的取得奠定坚实基础。在指导教师的带领下，各参赛团队脚踏实地、锐意创新，持续推进科研项目孵化。

学院将以此次比赛为契机，系统推进拔尖创新人才培养体系建设，夯实人才培养高原，铸造人才培养高峰，积极引导低碳学子以服务国家重大战略需求为导向，聚焦实际问题解决，踊跃投身科研攻关一线，推动科技创新成果加速转化为现实生产力，实现人才培养与国家发展同频共振。