基于综合赋权与云熵优化的园区综合能源系统评价

综合能源系统(integrated energy system,IES)作为能源转型中的重要环节已得到越来越多国家的广泛关注。构建一套匹配中国国情的综合能源系统评价体系和评价方法不仅能够为综合能源系统规划后评价打下基础,以此对规划方案进行优劣排序;还能够提高综合能源系统项目的管理水平,在制定统一、完整的综合能源系统综合评价标准时提供参考。为此,首先结合园区IES基本特征以及运行特性,构建包含经济性、可靠性、环保性以及智能友好性4个方面的综合评价指标体系;然后为解决IES在运行中的不确定性问题,对基于传统云物元模型的综合评价体系提出云熵优化,即考虑不同评价者对模糊性的可接受程度;为解决单一赋权方法可能导致的评价结果过于主观或过于客观的问题,选择基于最小鉴别信息原理将决策实验室法与熵权法相结合的综合赋权法,并采用变权法进一步完善综合评价指标;最后通过算例分析,验证所提综合评价体系的科学正确性。

基于航班信息确定旅客数模型联动空调节能技术研究

针对机场航站楼内空调系统能耗高且节能潜力巨大的特点,提出一种基于航班信息动态预测分时段分区旅客数,进而联动优化空调节能控制的新方法。新方法研究重点在于航站楼空调调控分区的划分、航班信息有效数据的提取、分时段分区旅客数模型的构建、节能档位控制的实现策略与步骤。结合华南地区某支线机场航站楼冷源及空调末端控制的实际测试数据进行模拟分析,结果表明,在保障旅客舒适度的基础上,通过分区旅客数精准调控空调系统运行模式,实现了能耗较大幅度的降低,节能成效显著,为航站楼空调节能技术提供了新的思路,为同类型其他机场提供了参考。

How to Improve Efficiency of Telecom Energy

High OPEX （operation expenditure）, pollution and complicated environment are challenges which telecom operators have to conquer to improve energy efficiency. Integration and flexibility are tendencies for telecom energy solution development, also the keys to improve energy efficiency. With plentiful design and implementation experience, the author provides a three-dimensional energy matrix model to design a perfect energy system, and some practical measures of integration and flexibility are also shared from mechanical to electrical, from single site to whole network.

基于BIM技术的建筑物被动式风环境节能优化研究

为了降低建筑物能量消耗,助力建筑物被动式风环境节能,研究了基于BIM技术的建筑物被动式风环境节能优化方法。有效预处理建筑物CAD图纸,并将其输入到Revit软件中,构建建筑物BIM模型,经Lumion软件加载与渲染后,获得纹理清晰的建筑物BIM模型;使用建筑物能耗模拟引擎OpenStudio、Phoenics风环境软件构建被动式建筑风环境能耗物理模型,分析建筑物表面风环境;以窗墙比、保温板厚度作为被动式风环境节能优化的节能因子,构建建筑物制冷与采暖能耗最低两个适应度函数,经非支配排序遗传算法多目标优化求解后,输出最优建筑物被动式风环境节能优化方案。实验结果表明:该方法可以实现建筑物被动式风环境节能优化,节能优化后建筑物能量消耗明显降低。

SWIPT-MISO动态能量消耗模型下能效规划

无线携能通信网络中发送端获取用户信道状态信息时,会造成时间和频谱资源的浪费。对此,在多用户多输入单输出网络中研究了发送端只有信道分布信息的节能波束形成设计。在信息中断概率、总可用功率以及授权用户可用功率约束下,网络能量效率通过改进的教与学优化算法实现了最大化。此外,针对提出的功率消耗方案,考虑了非线性能量接收机制并提出功率分流机制,使接收机避免进入饱和区,从而提高了功率接收效率。改进的教与学优化算法结合了鲸鱼优化算法的优点,解决了构造得出的非凸优化问题,并提高了收敛速度。仿真实验分析了动态能量分配场景下中断概率、动态功耗系数以及发送端可用功率对系统能量效率的影响,证实了所提算法的有效性。

面向无线传感器网络的无线携能通信研究

能量受限是无线传感器网络应用的瓶颈问题,为了使无线传感器网络获得稳定持续的能量来源,提出将无线携能通信(SWIPT)技术应用到无线传感器网络中。基于时分多址(TDMA)的通信方式建立了适应于无线传感器网络的无线携能通信系统新优化模型。通过凸优化问题的求解得到该优化模型的最优分配策略。利用仿真实验对无线携能通信在无线传感器网络中应用的可行性进行了分析,对方法的有效性进行了验证。

基于三维信息能量优化曲面造型与BP网络的IC图像噪声类型反求技术研究

IC芯片制造对受噪声污染的数字图像恢复技术要求不断提高。提出了基于三维信息能量优化曲面造型与BP网络的IC图像噪声类型反求技术,通过噪声图像空间矢量的推导,实现图像噪声点的空间曲面造型,并建立BP网络对于噪声空间曲面造型的数学特征进行识别,达到对图像噪声类型进行类型反求的目的。

基于BIM的办公楼节能设计与应用研究

为了提升某钢筋混凝土结构办公楼的建筑节能效果,采用建筑信息模型(BIM)技术对设计方案进行了优化,并与原方案进行了对比分析。结果表明,方案4在建筑方案Ⅰ的4种组合方案中全年总能耗最低,方案8在建筑方案Ⅱ的4种组合方案中全年总能耗最低,方案12在建筑方案Ⅲ的4种组合方案中全年总能耗最低,方案15在建筑方案Ⅳ的4种组合方案中全年总能耗最低。办公楼原方案的全年总能耗面积指标为226.1 kW·h,最佳方案(建筑方案Ⅳ的组合方案15)的全年总能耗面积指标为193.0 kW·h,相较原方案降低14.64%。最佳方案下办公楼的平面布局、建筑朝向、中庭布局和窗墙比等都与原模型有较大差异,这些基于BIM技术的改进措施可以有效提升办公楼建筑的节能效果。

基于交通信息和模型预测控制的混合动力汽车能量管理策略综述

在汽车工业飞速发展的今天,由传统内燃机汽车导致的能源消耗和环境污染问题日益严重,无法忽视。基于节能和环保考虑,混合动力汽车成为了汽车行业发展的主要方向。由于存在两个或以上动力源,混合动力汽车不同动力源之间的能量分配直接影响整车的燃油经济性、驾驶性等。因此,能量管理是混合动力汽车设计和开发的关键技术之一。现阶段,混合动力汽车的能量管理技术发展日趋成熟,基于规则和优化算法的能量管理策略有效提升了混合动力汽车的燃油经济性。同时,随着智能交通系统的飞速发展,交通信息广泛应用于混合动力汽车的能量管理,拓宽了能量管理策略的应用范围,使其能够适应多种工况,有力推动了相关领域的发展。本文全面概括了混合动力汽车能量管理策略发展现状,对基于规则和优化算法的混合动力汽车能量管理策略的研究进展及关键问题进行了简单概括,重点总结了基于交通信息应用及模型预测控制的能量管理策略,并对混合动力汽车能量管理策略的未来发展进行了预测。

交通动态路网模型与能耗最优路径诱导

针对智能交通诱导中出行者路径选择以及汽车能耗问题,对路网模型及能耗最优路径进行了研究。在传统图论方法基础上建立动态路网模型,细化路段和交叉口处的动态信息,加入交叉口处排队车辆数及排队等待时间;并分别计算路段和交叉口处匀速及怠速时的汽车行驶能耗,进而建立了能耗最优路径诱导模型;再将能耗融入到蚁群算法的信息素更新规则中,用改进后的蚁群算法进行实验仿真。仿真结果验证了动态路网模型的有效性,得到的能耗最优路径能够有效减少行程内10%左右的能耗,达到节能减排的目的,符合实际需求。

基于BIM技术的被动式建筑节能因子多目标优化研究

为了研究被动式建筑节能策略,在原有的BIM模型基础上生成建筑能耗模型,通过gbXML数据标准进行数据共享,在Grasshopper平台导入参数化建筑性能模拟模型,对目标建筑外表面进行太阳辐射分析,确定以西面遮阳板倾斜角和深度、南面和西面窗墙比、外墙保温板厚度为被动式节能技术变量指标。利用OpenStudio进行建筑能耗分析,Daysim进行全年动态自然采光模拟分析,以空间日光自主评价指标sDA300/50%、全年制冷、供暖能耗为相互制衡的适应度目标函数。最后使用NSGA-Ⅱ算法进行多目标优化,得出帕累托前沿解集。研究表明:寒冷B区,固定遮阳无法平衡制冷和供暖能耗目标。窗墙比仅通过制冷、供暖能耗目标无法进行优化设计,应结合自然采光性能进行制衡。同时增加保温层厚度,提升外墙保温效果。BIM模型提供了建筑性能模拟数据来源,Grasshopper平台结合模拟引擎和优化算法进行耦合分析,为被动式节能因子指标最优值的搜索带来新的思路。

具有预报信息的水电站群兴利优化调度模型

以黄河上游梯级水电站群为例，考虑水电站水库已备有的短期或中长期预报方案，建立其优化调度模型。以该模型所确定的调度方案为依据，对黄河上游５座水电站的各种可能来水进行调度，从而对这些水电站的期望电能及其抽样误差作出分析。结果表明，预报信息对于合理地预估总电能具有一定意义。

基于建筑信息模型的装配式建筑施工能耗均衡的进度优化

综合装配式建筑施工阶段的能耗均衡项目调度问题和实际施工时进度管理的需求,提出了网络进度计划下基于建筑信息模型和混合进化算法的施工进度优化模型。以网络进度计划作为施工进度管理的载体,其中建筑信息模型用于处理装配式建筑施工能耗量化问题,混合进化算法用于处理装配式建筑施工能耗均衡问题,提出了基于非关键任务的能耗均衡的施工进度优化方法。用python语言编程可快速准确地获得能耗均衡的施工进度计划。结果表明,该进度优化方法能有效地量化施工能耗并进行均衡优化,为管理者提供进度管理决策支持。

考虑能源需求不确定性的居民小区能源中心运行策略

近年来,在居民侧实施热电联产和供热电气化受到了广泛关注。居民小区主要能源需求为电能和热能,主要能源输入为电能和天然气,可以采用能源中心概念来描述居民小区能源需求与能源输入间的耦合关系。在此背景下,首先构建了以热电联产和热泵作为能源转化装置的居民小区能源中心架构。然后,发展了居民小区能源中心内部优化运行的确定性模型,并将电动汽车集群负荷作为可控电负荷参与优化运行。考虑到居民小区的能源需求具有不确定性,且能源中心决策者制定调度策略时对风险的偏好也未必相同,为获得风险厌恶型决策者和风险偏好型决策者的调度策略,引入了信息间隙决策理论建立鲁棒优化模型和机会获利模型,进而建立了居民小区能源中心混合整数线性规划模型,并采用CPLEX求解。最后,以某居民小区为例来说明所发展的模型与方法的基本特征。

SICGE模型的扩展及其与IESOM模型的连接

为了提高能源和气候变化领域的政策研究能力,建立了一种能源-经济-环境综合评价模型(3E模型)。通过修改生产函数,增加碳排放核算模块和碳税模块,改进了国家信息中心一般均衡模型(SICGE),用来描述宏观经济系统。采用清华大学能源系统优化模型(IESOM)来描述能源系统。通过能源服务需求、技术参数、投资成本等变量,建立了SICGE和IESOM模型的双向闭合连接。运行结果表明:SICGE和IESOM模型的迭代收敛,能够改善2种模型结果的一致性。

计及风电不确定信息间隙的火电-储能-需求响应多源低碳调峰交易优化模型

将碳排放权交易融入调峰交易中,核算火电调峰产生的碳变动效应,提出多源低碳调峰成本核算方式,构造确定性多源低碳调峰交易优化模型。针对风电不确定性,利用信息间隙决策理论(information gap decision theory, IGDT)反映风电预测值与实际值的信息差距,构造不确定性多源低碳调峰交易优化模型。最后,选取中国西北某局域电网作为仿真系统验证所提模型的有效性和适用性。结果表明,所提多源低碳调峰交易模型可以促进风电并网,实现各参与方共享合作效益,确立不同风险态度决策者的调峰交易方案。