Towards Attaining Reliable and Efficient Green Cloud Computing Using Micro-Smart Grids to Power Internet Data Center

Energy generation and consumption are the main aspects of social life due to the fact that modern people’s necessity for energy is a crucial ingredient for existence. Therefore, energy efficiency is regarded as the best economical approach to provide safer and affordable energy for both utilities and consumers, through the enhancement of energy security and reduction of energy emissions. One of the problems of cloud computing service providers is the high rise in the cost of energy, efficiency together with carbon emission with regards to the running of their internet data centres (IDCs). In order to mitigate these issues, smart micro-grid was found to be suitable in increasing the energy efficiency, sustainability together with the reliability of electrical services for the IDCs. Therefore, this paper presents idea on how smart micro-grids can bring down the disturbing cost of energy, carbon emission by the IDCs with some level of energy efficiency all in an effort to attain green cloud computing services from the service providers. In specific term, we aim at achieving green information and communication technology (ICT) in the field of cloud computing in relations to energy efficiency, cost-effectiveness and carbon emission reduction from cloud data center’s perspective.

绿氢制备成本趋势分析

绿氢被认为是实现碳中和与可持续发展的重要能源之一,而绿氢成本是关系到绿氢能否大规模应用的关键因素。电解水制氢的成本主要来自电力成本和电解槽的设备折旧。通过卷积神经网络(CNN)和长短期记忆神经网络(LSTM)结合建模,对2030年电网绿电、光伏发电和风电电价进行预测,考虑电解槽的成本及适用性、电解水副产氧气带来的收入,分别计算2030年电网绿电使用碱性电解槽(ALK)连续制备绿氢、光伏发电使用质子交换膜电解槽(PEM)间歇制氢以及风力发电使用PEM电解槽间歇制氢三种路径的制氢成本,研究绿氢制备成本的发展趋势。研究结果表明,电价是电解水制氢的最大影响因素,电解槽成本对电解水制氢的影响相对较小;2030年电网绿电制氢成本最低,中短期内电网绿电制氢依然具备成本优势;中短期内ALK电解槽的成本远低于PEM电解槽,但随着技术创新和氢能产业的快速发展,以及可再生能源电价的持续下降,预计未来PEM电解槽的制氢成本将低于ALK电解槽。降低成本的潜力主要体现在减小电力成本,借助科技进步延长电解槽的使用寿命、降低电解槽的初始投资。

基于Green函数样条插值的煤厚分布与储量计算

掌握煤矿的煤厚分布情况对储量计算、开采设计和矿区地表变形监测具有重要意义。为此,提出基于Green函数样条插值的煤厚分布与储量计算方法,在钻探数据的基础上,采用Green基函数样条插值,生成区域煤厚与密度格网模型,从而掌握煤厚分布状况。通过累加每个格网的储量能得到指定区域煤炭总储量,列举两个储量计算实例,建立格网模型,绘制煤厚分布等值线图,对比结果表明该方法计算结果可靠,精度高,适用条件更广。

不对称裂缝单井渗流模型的Green函数构造方法

不对称裂缝渗流规律可借助Green函数方法进行求解.根据基本渗流理论,建立了不对称裂缝点源数学模型,采用无因次化与Laplace变换,得到了Laplace空间的无因次点源数学模型微分方程.将未知Green函数与点源微分方程相结合,并考虑点源微分方程的齐次条件以及点源微分方程的特征,给出了如何构造Green函数使之满足点源微分方程齐次边界以及未知目标函数求解的一般方法.根据空间Green函数的对称性和连续性,得出了不对称裂缝点源模型Green函数的形式.最后通过不对称裂缝压裂直井渗流数学模型,验证了该文给出的Green函数两种形式与文献和商业试井分析软件Saphir的数值计算结果一致.

基于灰色系统理论的电网工程绿色建造模糊综合评价模型

为贯彻落实绿色发展理念,提升现有电网工程绿色建造评价方法的全面性、系统性以及客观性,提出了一种基于灰色系统理论的模糊综合评价模型。通过研究影响电网工程设计、施工与交付等环节的重要绿色评价因子,构建了多层次的绿色建造评价指标体系。并基于灰色系统理论确定指标权重,建立了多层级模糊综合评价模型。同时选取电网工程案例来进行验证,证明了该模型能够科学、合理地确定各指标的权重,从而为电网工程绿色建造评价及不断优化提供了支撑。

更好的场所--政府建筑师的角色转变及其在悉尼货运线更新中的呈现

铁路遗产具有线性、综合性和辐射性的特征,对城市更新影响深远。在澳大利亚铁路遗产更新中,政府建筑师扮演了重要角色。澳大利亚政府建筑师曾负责设计重要公共建筑,这些建筑多为政府持有产权的城市地标。自2016年起,政府建筑师的职责重心从建筑设计转向设计管理。文章以政府建筑师的角色转变为线索,分析了悉尼货运线更新中的建筑设计和设计管理环节,更新内容涵盖欧缇莫动力博物馆、公共空间和地方级“绿网”三个层面。其中,政府建筑师通过制定设计政策和政策框架,持续地推广优秀案例、推动优质设计。这不仅为城市公共空间复兴提供了借鉴,也为拓展建筑师的职业范畴带来新思路。

绿色低碳的新型能源体系构建与新质生产力的提升研究

习近平总书记强调构建新型能源体系的重要性,以应对能源挑战并推动可持续发展。本文探讨了如何通过整合多元能源资源,包括水、风、光、氢和天然气等,优化能源结构,来构建绿色低碳的新型能源体系。在新能源开发中,不仅关注太阳能、生物质能等传统可再生能源,还强调地热能、波浪能等新型能源形式的并行开发。海洋热循环能、氢能和甲醇等被视为未来能源的关键。面对新能源发电的随机性和间歇性挑战,提出“源网荷储”一体化策略,强化能源系统的实时平衡与互补。新型能源体系旨在促进“煤电油气”向“冷热电气氢”新质生产力转变,推动能源产业可持续发展。新型能源置换传统能源以实现绿色低碳,而传统能源则为新型能源提供调节性服务,确保系统稳定。构建新型能源体系将推动能源产业的“煤电油气”与“冷热电气氢”新质重构。即以电力替代煤炭、石油和天然气,同时利用新能源生产电力、冷气、热力和氢气,培育能源产业的新质生产力。这一转型将促进能源行业的可持续发展,并为社会经济发展提供稳定的能源支持。

一种“绿电”熔盐储能系统的建模与动态特性研究

提出一种“绿电”熔盐储能系统,同时对熔盐储热系统的关键设备进行了机理模型分析,并进行了数学模型辨识实验和动态特性分析。结果表明:熔盐储热系统普遍具有大惯性的特点,通过设计多级加热和换热装置可以有效控制熔盐系统中熔盐和蒸汽的温度、流量和压力等参数的变化,提高供热蒸汽的品质,保证整套系统的运行稳定性,满足工业现场供热与发电需求。

基于空间网格植被覆盖度的种植北苍术长势产量及质量研究

目的利用无人机遥感影像获取的植被数据,结合地面样地调查,对种植北苍术的长势、药材产量和药材质量进行深入研究。方法首先利用无人机采集吉林省伊通县北苍术种植基地遥感影像,生成绿色叶片植被指数用以提取植被。利用ArcGIS软件将种植基地内所有区域划分为1087个2m×2m空间网格,并计算所有网格内植被覆盖度。地面调查在种植基地内设置9个调查样地,记录样地中心点位置、样地内北苍术植株类别及植株数量,采集北苍术药材样品,同时测定单株药材产量和药材中苍术素含量。结果北苍术种植基地植被覆盖度仅为31.67%,网格内植被覆盖度范围0.02%~92.45%。以20%和55%为划分依据,可将所有空间网格划分为高覆盖度网格、中覆盖度网格和低覆盖度网格三种类别,面积分别为602.78,2009.85和1234.28m^(2),研究同时将空间网格植被覆盖度划分结果与北苍术长势进行关联,明确了不同长势的北苍术所处位置。样地位置信息显示,9个样地分属三种植被覆盖度类别。结合样地调查和空间网格植被覆盖度划分结果显示,样地内植株数量与样地所处网格植被覆盖度呈正相关,而且北苍术植株大小与单株药材产量也呈正相关。对采集的26份样品中苍术素含量测定结果显示,含量最高值为0.48%,最低值为0.11%,平均值为0.27%,仅有7份样品符合《中国药典》规定。利用不同植被覆盖度类别面积、样地内北苍术植株类别及植株数量、北苍术药材干重数据,可以估算出苍术药材总产量为253.57kg。结合样品中苍术素含量测定结果,得到全部药材中苍术素平均含量为0.28%,满足药典要求的只有高覆盖度网格所产药材,质量仅有71.82kg。结论实现了以“无人机遥感影像、空间网格植被覆盖度、药材产量和药材质量”为思路的中药材研究模式,明确了植被覆盖度与药材产量和药材质量之间关系。为今后构建科学化中药材种植管理模式提供了新方向。

离网式风光互补制氢合成绿氨系统容量配置优化分析

针对可再生能源显著波动性及储运困难的问题,提出一种离网式风光互补制氢合成绿氨系统。比较了风光互补系统与单一风能、光能系统在绿氨平准化成本方面的差异,对系统的绿氨成本进行了敏感性分析。该系统基于真实风光输出数据,将容量设计与运行调度阶段紧密耦合,基于设备运行状态和容量配置的约束,进行逐小时优化调度,采用混合整数线性规划算法求解以最大化系统的经济收益。系统利用风光互补策略,有效降低了可再生能源的波动性。储能设备通过对氢能与电能进行削峰填谷操作,确保能源供应的连续性与稳定性。研究结果为偏远弱电网地区或部分难并网地区实施风光氢氨一体化项目提供了可行性基础,同时为未来示范项目的建设提供参考。

电信运营商绿电引入策略研究

在数字经济时代,电信运营商面临着能耗及碳排放快速增长的风险,急需加快绿色低碳转型发展,推动可再生能源的引入。本文探讨了通过源网荷储一体化、自建绿色能源、购买绿电/绿证等方式提高绿电比例,实现电信运营商网络“洁能”,推动行业绿色发展。

基于风光发电的中国各省绿氢替代灰氢经济性研究——基于精细地理网格分析

为了深入研究基于风力与光伏发电的我国各个省份绿氢能源替代灰氢能源的经济性,本文基于卫星遥感技术首先对我国各个地理网格单元内的可再生能源禀赋进行了分析,在考虑了风力发电与光伏发电出力情况的前提下,运用构建的相关计算公式,经过计算分别获得了当前我国各个省份的氢气需求量、灰氢制取成本、绿氢制取成本、绿氢平均输送距离、绿氢使用成本等相关数据,进而借助以上数据对我国各个省份绿氢能源替代灰氢能源的经济性及其替代量都进行了深入探究,并且还对各个省份未来绿氢能源替代灰氢能源的前景做出了预测。研究结果表明:1)内蒙古、新疆、河北等个别北方省份(自治区、直辖市)的风力发电、光伏发电的效果较好,可再生能源发电成本较低,2022年在内蒙古、新疆、河北等省份中部分地区的绿氢使用成本已经低于灰氢使用成本。2)2022年我国绿氢能源对灰氢能源的替代总量为51.80万~335.62万t。随着风力发电、光伏发电及电解槽技术的持续进步,以及碳交易价格的不断提升,至2040年我国绿氢能源对灰氢能源的替代总量预计将会达到4168万~8176万t,至2060年我国绿氢能源对灰氢能源的替代总量预计将会达到27900万~48000万t。3)至2040年我国各省份间的用氢需求量,以及绿氢制取量差距较为悬殊,其中内蒙古、新疆、甘肃、青海等省份的绿氢制取量相对较多,预计可以共同向其他省份输送1352万~3410万t的绿氢能源,而宁夏、山西、四川、河南4个省份的绿氢制取量相对较低,还无法满足本省对氢气能源的需求且缺口较大,预计缺口将会达到516万~946万t。

绿电制氢装置并网与离网供电稳定控制方案研究

针对绿电制氢装置并网向离网切换的过程中,有功功率和无功功率不平衡引起的微电网频率、电压振荡以及变流器过载退出运行等问题,以制氢并离网切换稳定运行为目标,提出储能多模式控制策略。首先,建立储能系统功率转换方程,分析储能控制器功率、频率调节关系;其次,研究储能多模式切换策略,分析离网切换稳定关键因素,比较储能容量、控制器参数对系统影响;最后,以典型绿电制氢微电网为例,仿真计算不同储能容量及调差系数下的切换性能。结果表明:储能容量占比越高,储能视在功率超调越少,设备过载风险越小;同样储能容量下,调差系数越小,视在功率峰值越小,过载风险越低,但同时要求变流器电流过载能力强;调差系数取0.20时,可满足并网、离网中多种运行工况。

绿色钢厂光伏并网与谐波抑制的统一控制策略

针对“双碳”目标政策下绿色钢厂光伏发电系统的并网逆变器利用效率低及钢厂电网谐波污染严重的问题,以光伏并网逆变器为研究对象,提出了一种光伏并网与谐波抑制统一控制策略。该控制策略可对并网指令电流和谐波补偿指令电流进行跟踪控制,考虑到逆变器容量有限,可对特定谐波分量进行选择和限幅;根据不同工况下的谐波污染程度与外界光照条件的变化,设计了逆变器的不同工作模式,可同时实现了光伏并网与谐波抑制两种功能。从不同工作状态对该控制策略进行了仿真试验分析,仿真结果表明所提出的控制策略可以改善不同工况下的谐波抑制效果,同时也提高了并网逆变器的利用率,使有限的逆变器容量得到更合理的应用。

“工业上楼”类高层工业厂房建筑标准化策略分析

“双碳”背景下,为响应国家实现制造强国的战略目标,近两年深圳市出台了一系列政策文件,为发展壮大战略性新兴产业集群、培育发展未来产业做好了顶层规划。然而,工业用地紧缺一直是深圳市实现产业发展目标的难题,同时伴随着用地成本攀升、老旧工业园区改造周期长等问题。“工业上楼”作为一种新的产业空间供给模式,为加快建设具有全球影响力的科技和产业创新高地提供了有力保障。“工业上楼”并不是简单的厂房楼层叠加,而是产业空间与产业活动以及产业资金的高度密集化。参照《广东省高标准厂房设计规范》(征求意见稿),结合国内外先进设计经验,依据《深圳市工业区块线管理办法》(深府规[2018]14号)、《深圳市建筑设计规则》等有关规定,推导出高层工业厂房绿色建筑设计定性评价标准,为类似“工业上楼”项目实施策略提供参考依据。

智能电网技术创新对电力行业绿色转型的非线性影响

环境规制是倒逼电力企业进行智能电网技术创新的重要手段。研究了智能电网技术创新对中国电力行业绿色转型的影响及环境规制的作用。通过非期望产出SBM模型测算2007—2021年中国省级电力行业绿色全要素生产率,并利用面板回归和门槛回归模型分析智能电网技术创新与绿色转型的关系。结果表明,智能电网技术创新与电力行业绿色转型呈U型关系,且在2016—2021年及东部、中部地区更为显著。此外,环境规制在智能电网技术创新与电力行业绿色转型的U型关系中产生了门槛效应。

云南电网绿色仓储系统可持续发展模式研究

本研究探讨了云南电网供应链(云南)有限公司实施的绿色仓储系统对企业可持续发展的影响。采用混合研究方法,分析了绿色仓储在环境效益、经济效益和社会责任方面的综合影响。本研究为电力行业提供了可持续发展的模式,对未来绿色仓储系统的应用和推广具有重要启示。

面向碳达峰碳中和的电网碳排放因子改进计算方法

精准、客观、有效的碳排放核算方法是服务碳达峰碳中和、支撑科学碳减排决策的迫切需要。当前电力用户的间接碳排放被纳入多个省级碳排放试点市场,同时也是各级行政机构进行碳排放统计核算的重要来源,因此电网碳排放因子事关国家碳减排工作大局,根据新形势需要及时完善电网碳排放因子计算方法意义重大。首先论述了电网碳排放因子概念和应用范围,随后梳理了国际典型电网碳排放因子发展现状,基于目前国内常用电网碳排放因子计算方法,从核算周期、核算范围等方面提出了优化建议,重点从有效衔接绿色电力消费的角度,设计了考虑绿色电力消费影响的电网碳排放因子改进算法。算例分析表明,所提改进算法能够更准确反映用户用电行为产生的间接碳排放水平,也能更有效促进绿色电力消纳发展。

高压电力发展现状与未来趋势研究

探讨了高压电力技术的进步、面临的挑战及其在可持续发展中的角色,通过分析智能电网整合高效能传输解决方案和技术创新的应用揭示了高压电力系统提高效率和可靠性的机制,讨论了环境与安全规范、经济性问题及基础设施老化的挑战并提出了相应的对策,强调了高压电力在提升能源效率、推广绿色技术及增强系统适应性和弹性方面的重要作用,为实现电力系统的可持续发展提供了策略和方向。

绿色能源项目中地面光伏并网发电站的提质增效研究

地面光伏发电能够有效利用太阳能生产能源,具有可再生、无污染特点。但是,在光伏发电项目建设中,存在电站的盲目设计问题,导致能源利用率降低,无法提高光伏发电效益,因此需要制订电站的提质增效方案。为了解决这一问题,对某集中式200 MWp地面光伏并网发电站进行深入研究,从多角度、多方面对其系统结构进行探究,并制订提质增效方案,将其用于实际,以期为相关工作者提供参考。