黑启动中考虑新能源不确定性的移动-固定式混合储能优化配置方法

近年来极端天气频发,电力系统的弹性水平亟须有效提升。针对黑启动中电网的储能配置展开研究,提出了一种考虑新能源不确定性的移动式储能与固定式储能的混合配置方案,以增强电网黑启动的灵活性与可靠性。首先,考虑移动式储能在电网中的行驶状态、行驶时间等动态运行过程,建立了移动式储能的时空交互模型和运行调度模型;其次,对电力系统中各黑启动电源进行分析与建模,应用场景法考虑新能源出力的不确定性,并对火电机组在恢复过程中的爬坡率和有功功率变化进行分析;然后,结合固定式储能的运行模型,以移动式储能和固定式储能的投资成本和运维成本最小化为目标函数,建立了面向电力系统黑启动的混合储能优化配置模型。该模型考虑了黑启动中系统对负荷的恢复要求,并从负荷稳定角度应对系统的不安全扰动,构建了黑启动中各机组、节点和线路的恢复模型。最后,以改进的IEEE30节点算例验证了混合配置移动式储能和固定式储能对提升极端事件中电力系统恢复能力的有效性,为实际工程提供参考价值。

基于生态产品价值视角的矿区植被恢复成效评估:以神东矿区为例

生态系统服务和生态产品价值提升是矿区实施植被恢复的主要目标.神东煤矿是我国最大的煤炭生产基地,地处黄土高原与毛乌素沙地过渡地带,原生生态环境极其脆弱.为了解神东矿区近30年来植被恢复成效,本文基于遥感影像、地面观测和经济统计数据,采用修正后的单位面积价值当量因子法,引入生态系统质量调整系数用以区分同类生态系统内部差异,构建区域生态产品价值评估模型,评估1990—2018年神东矿区生态产品价值及时空变化特征,从生态产品价值视角定量揭示矿区植被恢复效益.结果表明:①从整体上看,近30年神东矿区生态产品总价值增加6.57×10^(8)元,单位面积生态产品价值增长84.33×104元/km^(2),其中价值增高区域占65.35%,主要位于矿区东部的哈拉沟、大柳塔、石圪台、柳塔、乌兰木伦煤矿以及矿区西部的活鸡兔井;价值量减少区域占33.32%,主要位于乌兰木伦河沿岸及矿区西部的寸草塔、布尔台、补连塔、上湾煤矿边缘地区.②从不同服务类型看,其生态产品价值增量自高到低排序依次为调节服务、供给服务、支持服务、文化服务,增量分别为3.35×10^(8)、1.84×10^(8)、1.14×10^(8)和0.23×10^(8)元,其中增幅最大的为供给服务,增长率达273.78%.③从不同恢复模式看,2018年单位面积生态产品价值自高到低排序依次为经济林模式(291.31×104元/km^(2))、光伏灌草模式(182.47×104元/km^(2))、生态林模式(171.70×104元/km^(2))、风沙防治模式(166.74×104元/km^(2)),近30年这4种模式的单位面积生态产品价值均呈增加趋势,分别增加177.68×104、48.62×104、32.80×104、166.74×104元/km^(2).其中,经济林模式兼具供给服务、调节服务、支持服务和文化服务,单位面积生态产品价值最高且增量最多,能够有效提升矿区生态产品价值;光伏灌草模式和生态林模式能提供较高的调节服务和支持服务,但供给服务不高;风沙防治模式的调节服务和支持服务较高,供给服务和文化服务不足,但由于本底价值较低,单位面积生态产品价值增量较多.研究显示,近30年来神东矿区4种恢复模式下单位面积生态产品价值均呈增加趋势,生态效益和经济效益明显.从生态产品价值视角评估矿区植被恢复成效,能够为矿区制定科学的植被恢复计划提供参考,同时也为矿区生态产品价值实现提供基础数据和科技支撑.

考虑储能运营模式的时序生产模拟及新能源消纳评估

随着电力系统中新能源渗透率的不断提升和储能在电力系统中的逐步商业化应用,储能的发展成为建设以新能源为主体的新型电力系统的关键。但是,储能还面临着利用效率低、经济效益不佳等问题。针对上述问题,首先建立储能在多运营模式下的协同运行策略,分析储能在多运营模式下的经济效益。其次,考虑储能协同运行策略对时序生产模拟模型的修正,建立考虑储能运营模式多样化的新能源消纳能力评估模型。然后,采用IEEE 30节点标准算例分析和挖掘了储能在优先考虑自身利益最大化的情况下对新能源消纳的促进作用,验证了所提考虑储能运营模式的新能源消纳能力评估方法的有效性。最后,对储能的不同容量/功率配置方案进行敏感性分析,构建了兼顾储能经济性指标与新能源消纳指标的配置方案。算例分析结果表明,储能协同运行策略不仅能显著增加储能装置运营收益,还能有效提高新能源消纳能力。

内蒙古生态环境敏感性综合评价

针对内蒙古土地沙化、土壤侵蚀、土壤盐渍化和生物多样性减少等区域自然环境演变过程中出现的生态问题,采用遥感和地理信息系统技术,构建敏感性评价指标体系与评价模型,对内蒙古生态环境敏感性进行综合研究,定量揭示研究区生态环境敏感性程度和空间分布特征.结果表明:土地沙化不敏感区、极敏感区分别占研究区面积35.9%和10.1%;土地沙化敏感性等级高的区域集中分布在内蒙古辖区内主要沙漠边缘和沙地;土壤基质多为沙粒、冬春季节多大风且植被覆盖度较低是土地容易发生沙化的主要原因.土壤侵蚀轻度、中度和高度敏感区分别占研究区面积的43.9%、30.2%和19.2%;受降水空间差异影响,土壤侵蚀敏感性等级自东南向西北呈逐步下降趋势.土壤盐渍化不敏感区、极敏感区分别占研究区面积的57.6%和14.6%,盐渍化明显地区主要分布在内蒙古西北部和东部;蒸发量远大于降水量,人类活动影响较明显,是土壤盐渍化高发的主要原因.生境不敏感、高度和极敏感区分别占研究区面积的30.5%、25.1%和10.6%,敏感性等级高的区域主要分布在大小兴安岭地区;这些区域水热条件相对较好,植被覆盖度高,物种数量较为丰富,是生物多样性重点保护区域.综合生态环境高度和极敏感区分别占研究区面积的27.9%和9.6%;敏感性等级高的区域位于内蒙古中北部,等级较低的区域位于内蒙古西北、东北和东南部.

区域尺度生态保护红线划定——以京津冀地区为例

将京津冀地区作为一个整体,采用遥感和GIS技术,选取水源涵养、水土保持、防风固沙3类生态系统服务以及土地沙化、水土流失2类典型生态问题,建立评价指标和评价模型,开展区域生态系统服务重要性和生态敏感性评价,定量揭示京津冀地区生态系统服务重要性和生态敏感性的空间分布特征;利用全国第二次土地调查数据明确的地块边界,确定生态保护红线边界.结果显示,京津冀地区生态保护红线面积6.68万km^2,占研究区总面积的30.9%,主要分布在北部燕山山地、西部太行山山地和冀北坝上高原等区域;生态保护红线范围内的森林、草地二者面积比例比红线外高55.7%,红线范围内的植被NPP平均值比红线外高23.5%,划定结果符合"以较小面积获取较大服务"原则,适于作为京津冀地区最重要、最需要严格管控的生态空间.

北方农牧交错带土地利用及景观格局变化特征

基于1988,1995和2000年3期Landsat TM数据,采用遥感,GIS和景观生态学方法,运用土地利用转移矩阵、景观格局分析软件Fragstats3.3,对北方农牧交错带土地利用及景观格局变化进行了动态研究.结果表明:①减少的耕地主要转为草地,增加的耕地也主要源于开垦草地;②耕地转为草地的空间分布较均匀,草地转为耕地的区域差异明显;③1988—1995年和1995—2000年2个时段参加变化的土地数量差异显著;④增加的沙地主要源于草地退化;⑤景观异质性上升,结构趋向均衡化,稳定性增强,受人类干扰程度在加大.

我国典型陆地生态系统固碳重要区范围界定

全球变暖已成为当今最主要的全球性环境问题之一,建立固碳重要区也是应对全球气候变化的重要途径之一.根据我国陆地生态系统现状以及固碳相关的最新研究结果和政府文件,以森林、草地生态系统为主要研究对象,采用GIS空间叠置分析方法,界定我国典型陆地生态系统固碳重要区(注:涉及"全国"的各要素范围均未包含港澳台地区)的空间范围.研究结果:固碳重要区评价指标体系包括生态系统碳储量、碳汇和固碳潜力3个核心因子,界定过程包括界定范围选择、固碳高值区识别、固碳重要区范围确定和分区命名等步骤.在全国尺度界定了森林、草地两大类共计20个固碳重要区,总面积285.6×104km2.其中,森林生态系统固碳重要区主要分布在我国东北部、西南部的深山区和东南部的山地丘陵,草地生态系统固碳重要区主要分布在内蒙古高原中东部、新疆西北部山地和青藏高原东南部.固碳重要区面积占全国国土总面积的29.8%,所提供的NPP(净初级生产力)量占全国NPP总量的40.7%,固碳能力是全国平均水平的1.37倍.固碳重要区范围界定结果符合"以较小面积获取较大服务"原则,适于作为我国实现碳减排目标的优先保护区域.

青藏高原植被覆盖变化及其与气候变化的关系

近几十年来,全球气候变化对青藏高原植被覆盖产生了重要影响。基于青藏高原1981—2005年遥感影像及同期气象数据,结合生态学模型,分析了青藏高原植被覆盖度变化趋势及其与气候变化的关系。结果显示,25 a间,青藏高原温度升高、降水量增加,植被覆盖度呈"整体升高、局部退化"趋势;地表植被改善区主要位于植被低覆盖区,退化区主要位于高覆盖区;从不同植被类型看,除针叶林、阔叶林受采伐影响覆盖度下降外,其他植被覆盖度均不同程度的上升;植被覆盖度变化与同期降水量变化、温度变化均呈正相关,且具有明显的区域差异。

青藏高原生态系统服务价值的遥感测算及其动态变化

基于1985年和2000年青藏高原的生态系统类型、NPP和植被覆盖度的分布,利用遥感和GIS技术,结合生态经济学模型,测算了青藏高原生态系统服务功能的经济价值及其动态变化。结果表明:1)在生态系统服务价值构成中,气候调节价值>有机物质生产价值>土壤保持价值>涵养水源价值>营养物质循环价值;2)在不同生态系统类型中,草地服务价值所占比例最大,森林的单位面积价值最高;3)生态系统服务价值在水平方向上受降水和植被分布影响较大,自东南向西北递减,在垂直方向上受地形影响较大,1985—2000年青藏高原生态系统服务的单位面积价值和总价值都在提高。

气候和土地利用变化对中国北方农牧交错带植被覆盖变化的影响

基于1986、2000年中国北方农牧交错带的遥感影像及研究区的气象数据,利用植被覆盖度信息提取模型研究了1986—2000年间研究区植被覆盖度的时空变化,并分析了气候和土地利用变化对植被覆盖度变化的影响.结果表明:1986—2000年,研究区高盖度植被的面积缩减,低盖度植被的面积增加;植被覆盖升高区主要位于该区东北段的东部、北段的西部和西北段的西部,其他地段的植被覆盖明显退化;植被覆盖度与降水、干燥度指数呈正相关,与温度呈负相关;不同土地利用类型的植被覆盖度变化方向和程度各异.

北方农牧交错带界线变迁区的土地利用与景观格局变化

交错带是相邻生态系统的边缘交汇带,是陆地生态系统对全球变化和人为干扰响应较为敏感的地段。在全球气候变化和人为干扰的影响下,北方农牧交错带的地理位置和界线不断变迁,界线变迁区的土地利用和景观格局也处于快速的变化之中。该文基于气象和土地利用数据,利用遥感、GIS技术和景观生态学方法,界定了北方农牧交错带及界线变迁区的地理位置,并分析了1986-2000年界线变迁区的土地利用和景观格局时空变化特征。结果显示:(1)北方农牧交错带的西北界、东南界缓冲区土地利用结构变化、不同地类之间的相互转化及土地利用动态度变化存在明显区域差异;(2)西北界、东南界缓冲区景观重心迁移的距离和方向、景观格局变化呈现出不同的特征。

北方农牧交错带生态系统服务价值测算及变化

基于1986年和2000年北方农牧交错带生态系统类型、NPP和植被覆盖度的分布,利用遥感和GIS技术,结合生态经济学方法,测算了北方农牧交错带生态系统服务功能的经济价值及动态变化。结果表明:(1)在生态系统服务价值的构成中,草地、农田和森林的贡献率最大;(2)从单位面积价值看,森林和灌丛服务功能的单位面积价值最高;(3)在水平分布上,生态系统服务价值的区域差异明显,其分布受气候和人类活动影响较大;在垂直分布上,地形因子对生态系统服务价值的影响较大,人类活动影响微弱;(4)1986～2000年间,各个生态系统服务功能的价值及其总价值都在下降,单位面积价值的最大值由东北向西南方向移动到交错带的中部。

基于土地利用和气候变化的北方农牧交错带界线变迁

基于1961～2005年中国北方9省、自治区的218个气象站点的气象资料及1986年和2000年的土地利用数据,从全球气候变化和土地利用变化角度分别界定了北方农牧交错带的地理位置,并分析了其界线变迁特征.结果表明,北方农牧交错带的地理位置还存在一定争议.交错带整体上已向西北移动.西北界已向北深入到纯牧区,东南界附近也由农牧交错区转成纯农区.气候界线向东南变迁,土地利用界线向西北变迁,两者变迁方向相反.东北段和华北段的界线变迁幅度远大于西北段.

青藏高原植被固定CO_2释放O_2的经济价值评估

基于研究区植被生产有机质的物质量,结合遥感和野外观测数据,利用生态经济学方法,测算了青藏高原近20年植被固碳释氧(固定CO2释放O2)的经济价值.结果表明:青藏高原植被每年固定CO2总量为28.1×108t,释放O2总量为20.8×108t;青藏高原植被固碳释氧的总价值为15.6×1011元/a,利用造林成本法估算植被固定CO2的价值为7.3×1011元/a,利用工业制氧法估算植被释放O2的价值为8.3×1011元/a;从不同植被类型来看,灌丛的服务价值贡献率最大,亚热带常绿针叶林的单位面积价值最高;在水平方向上,植被固碳释氧价值受降水和植被分布影响,自东南向西北逐渐降低;在垂直方向上,生态系统服务价值受地形影响较大.

北方农牧交错带可持续发展战略与对策

北方农牧交错带地处农田生态系统和草地生态系统的过渡带,其生态系统结构、过程和功能对外界扰动敏感性强、反应迅速、变化幅度大。该文在系统分析了北方农牧交错带的概念、分布、变迁、主要问题与原因的基础上,提出了建设生态补偿机制、调整产业结构、统筹生态环境建设与经济建设,加快生态修复等区域可持续发展方面的战略措施。

关于中国可持续发展综合区划方法的探讨

研究区域可持续发展需要有一个适当的区域划分。本文结合地理学、经济学、生态学等对中国自然地理与社会经济发展空间差异分析的研究成果,借鉴黄秉维先生所提倡的“自上而下”和“自下而上”相结合的研究思路和方法,以自然区划、经济区划、生态区划、人口区划等四种全国性区划为基础,构建了中国可持续发展综合区划系统。采用叠置与专家评判法首先将全国划分成三大地带,再在三大地带内部划分出N个大区;然后对全国县域(或公里格网)的可持续发展状况进行定量评价,并按类型归并,将归并结果嵌入到N个大区中,用大区的可持续发展等级及地区编号对其命名。

河北省近十年省辖市城区扩展及驱动力研究

以遥感和地理信息系统为主要技术手段,利用LandsatTM影像提取河北省省辖市1987年和2000年的城市用地信息,结合社会经济统计数据进行叠加分析,表明城市用地有不同程度的增加,城区扩展的主要驱动力为人口数量的增加和经济的发展。自然地理环境影响部分城市用地规模和土地集约化程度。发展大城市,提高城市用地的集约化水平,是河北省城市化发展的必由之路。

冀西北间山盆地区景观动态变化研究

冀西北间山盆地区位于北京市的上风地带,是京西北重要的生态屏障,其景观变化直接影响到北京市的环境质量。基于1987年和2000年两期Landsat TM影像,采用遥感和地理信息系统相结合的技术方法,结合景观分析软件Fragstats3.3,对冀西北间山盆地区13年来景观变化进行了动态研究。结果发现:(1)研究区林地、草地等生态用地数量减少,其他用地不同程度的增加。景观主导类型以耕地、林地、草地为主,景观结构基本没有变化。(2)景观变化主要集中于耕地、林地、草地之间的相互转化,在空间上主要分布于山地丘陵与盆地、河川的交接地带。(3)人类的非理性行为大于理性行为,生态系统结构和功能处于“局部改善、整体恶化”状态。(4)景观异质性和多样性上升,稳定性加强,人类活动对研究区景观变化的干扰程度也在加剧。

45钢活塞杆表面发纹产生原因

用45钢圆钢生产工程机械高压油缸用活塞杆时,发现2支活塞杆电镀后存在发纹缺陷。对缺陷样进行了化学成分、金相组织、扫描电镜和能谱等分析,认为机加工中的表面划伤和原材料中的夹杂物是产生发纹的原因。

轴承钢线材市场分析

通过对我国轴承钢线材的需求、生产情况分析,指出了我国轴承钢线材的现状及发展方向。