计及能量平衡辅助服务通信需求的能源社区信息物理联合优化调度

面对能源社区中新能源渗透率高所产生的出力不确定风险,运营商需要充分挖掘柔性负荷的灵活性潜力以实现能量的实时平衡,未来随着泛在电力物联网与边缘计算的深入部署,能源社区将逐步成为能量与通信深度耦合的信息物理系统。由于此外社区中柔性负荷呈现体量小、数量大、通信频繁的特征,将为灵活性资源的优化调度带来沉重的通信负担。针对这一问题,该文提出一种云-边融合架构下的能量平衡辅助服务机制,建立考虑辅助服务通信需求的社区能量平衡辅助服务的信息物理耦合模型,在采用Coupla函数表征风光耦合出力不确定性的前提下,通过基于历史数据的分布鲁棒优化方法处理信息物理联合优化问题。模型采用列与约束生成算法进行求解。算例结果表明,该方法可以兼顾信息资源与物理资源,大幅降低柔性负荷通信负担、缓解高峰时段下的通信带宽紧张问题,显著削减实时平衡成本,可在保证平衡服务服务质量的前提下统筹经济性与鲁棒性。

旱地农田不同耕作系统的能量/碳平衡

加强农田土壤保持耕作管理,科学认识和调控农田耕作系统能流碳流,提高农业生态系统固碳减排能力,对于减缓农业对全球温室效应的贡献具有重要意义。以北方半湿润偏旱区山西寿阳旱作春玉米土壤保持耕作试验研究为基础,利用田间定位观测数据、辅助能投入参数,土壤呼吸田间原位测定,以及农业生态系统能量/碳平衡分析及碳循环过程模拟方法,综合分析和比较不同耕作(CT传统、RT少耕和NT免耕)系统能量/碳平衡及能-碳关联影响。与CT比较,采用RT和NT措施下工业能耗CO2-C损失降低约4%—12%(相当11—35 kg CO2-C.hm-.2a-1)。在RT和NT系统下耗能系数可降低约6%—10%,能量生产效率可提高约7%—12%。2006—2007年由田间原位测定土壤呼吸CO2-C释放通量估算,在玉米休闲期(尤其是秋耕处理后),NT条件下土壤呼吸速率一般为最低(NT<CT<RT),而在玉米生长高峰期为最高。玉米休闲期土壤呼吸通量(kg CO2-C.hm-.2a-1)平均为:NT(540±30)<CT(619±20)<RT(873±137),NT较CT降低约13%。玉米生育期土壤呼吸通量(kg CO2-C.hm-.2a-1)平均为:CT(1368±355)<RT(1468±387)和NT(1465±410),RT和NT较CT提高约7%。比较不同耕作处理全年土壤呼吸总量(kg CO2-C.hm-.2a-1)平均为:RT(2342±524)>NT(2005±380)>CT(1987±375)。不同耕作下的玉米籽粒产量与生育期土壤呼吸通量趋势基本吻合,如2006-2007年玉米产量(kg.hm-.2a-1)平均为,RT(5614±268)>NT(5533±564)>CT(5487±278)。玉米籽粒产量与生育期土壤呼吸通量之间呈密切相关(R2=0.88)。本研究结果得出,RT和NT对农田耕作系统的影响呈碳汇效应,且一般为NT>RT;而CT处理表现为碳源。RT和NT通过增加土壤碳投入是维持和提高土壤有机碳的有效途径。

基于MODIS产品影像及陆面能量平衡系统(SEBS)的河北平原区域蒸散估算(英文)

地表蒸散是区域水文循环的重要组成部分之一,传统的地表蒸散估算一般基于点上的气象观测数据,当用于区域地表蒸散评价时,具有一定的局限性。随着遥感技术的发展,利用遥感影像能够对大区域进行观测的优势进行区域地表蒸散估算已成为可能。地表能量平衡系统(SEBS)是根据地表能量平衡估算地表蒸散量的一种方法,该方法由于提出了地表能量传输过程中关键制约因素热传导粗糙度的估算模型而在遥感蒸散计算方面具有较高的精度。本文在SEBS模型的基础上,以河北平原为例,采取中分辨率成像光谱辐射仪(MODIS)产品影像,根据研究区下垫面的实际情况进行了参数估算,进行了区域实际蒸发蒸腾量计算及模型精确度评价,并在SEBS模型的基础上,提出了新的"标准化温度差-反照率"特征空间分析方法,对研究区内地表土壤水分现状进行了评价;最后,对河北平原地表蒸散时空分布进行了分析。计算结果表明,在所选取的晴空乌云条件下,根据SEBS模型计算所得的地表蒸散与研究区内利用大型承重式蒸渗仪所测量的地表实际蒸散量具有很好的一致性,说明SEBS模型在遥感蒸散计算方面据有较高的可信度。然而,由于地表蒸散的遥感估算是以所获取的遥感影像单元为基础,计算误差不可避免,尤其是使用低分辨率遥感影像的时候,每个影像单元所反映的地表蒸散为单元内各种地表覆盖的综合反映,当与只反映一种地表覆盖蒸散的大型承重式蒸渗仪测量结果进行比较时,误差是显而易见的,因此,若着重考虑模型精度验证,尚需在以后的研究中考虑使用高分辨率的遥感影像。地表土壤水分或湿度状况是地表能量交换及蒸散发生的主要控制因素。利用地表温度与植被指数的关系对区域地表湿度状况进行监测在实践中被广泛利用,然而,由于不用地区地表属性的千差万别,当利用这种方法进行区域地表湿度评价时,"地表温度-植被指数"特征空间的边界很难确定。本文在SEBS模型的基础上,提出新的"标准化温度差-反照率"特征空间分析方法,对研究区内地表土壤水分现状进行评价,结果显示,由于在SEBS模型中考虑了干限和湿限两种极端情况下的能量平衡,"标准化温度差-反照率"特征空间的边界问题很容易被确定,利用修正的特征空间,可以对区域土壤水分或湿度状况进行客观的评价。下垫面的几何特征参数的精确反演是进行地表能量平衡模拟的基础,目前多根据有关经验公式利用遥感影像进行下垫面几何特征参数估算,由于已有的经验公式多基于不同研究区域获得,当应用到新的研究区时,其具体参数需要进一步调整,以获得对下垫面的几何特征的精确描述。由于缺乏相关实测资料,本研究中利用经验公式进行下垫面几何特征参数,误差不可避免,需要在以后的研究中进行深入探索。另外,地表蒸散的计算只是进行区域水资源评价、农业节水措施评价以及全球变化等研究的一个中间环节,需要在以后的研究中根据具体研究目的进行进一步研究。

中—高煤阶煤层气系统物质能量动态平衡机制

基于中—高煤阶煤储层欠饱和特性及煤层气井生产数据,以临界解吸压力为关键参数节点,揭示了中—高煤阶煤层气系统物质能量动态平衡机制及其对煤层气开发过程的控制作用。结果表明:基于上述机制可以实现储层压力和含水饱和度实时监测、煤层气井单井可采储量计算、储层渗透率(包括绝对渗透率、相对渗透率、有效渗透率)动态预测、产能动态数值模拟等4方面现场需求;煤储层相对含气量(吸附态气体饱和度)越高,储层压力与含水饱和度下降越快,煤层气越容易解吸产出;临界解吸压力后,煤层气井生产时间越长,储量计算准确性越高;在整个煤层气生产过程中,煤储层渗透率被统一为储层压力的函数,欠饱和相渗曲线能更好地反映煤储层正负效应及气体滑脱效应;在产能预测方面,欠饱和相渗模型较饱和相渗模型更加准确,精确度更高。

直接能量平衡协调控制系统特性分析

直接能量平衡(Direct Energy Balance,DEB)协调控制系统在工程领域得到了广泛的应用。本文对直接能量平衡协调控制系统进行了简单分析,并在Simulink平台上针对某600MW机组建立了DEB协调控制系统仿真模型,对仿真结果进行了分析。

小良试验站三种生态系统能量平衡的研究

1981年－1990年对混交林、按树林、裸地三种生态系统进行了连续观测，对其能量平衡问题进行了对比研究。结果表明对太阳辐射的反射率以混交林的最小，桉树林次之，裸地的最大；裸地的净辐射值是桉树林和混交林第二作用层的1．57倍，这反映出林冠对太阳辐射进入林内的阻碍；混交林、桉树林和裸地的蒸散耗热分别占净辐射的95％，59％和70％；土壤导热率在不同的林分和不同的季节中有所变化，但其变化的规律不明显；土壤的热量通量在年内的平衡状况以裸地最好，年内就已基本平衡，混交林内的热量通量年内差额最大。整个混交林系统的热量平衡支出项主要为蒸散，小气候以温暖湿润为基本特征，按树林和裸地的热量平衡支出项主要靠乱流交换，常常以高温干旱的小气候为主。

华北平原典型冬小麦农田生态系统能量平衡与闭合研究

准确量化分析地气之间的物质和能量交换对于水资源管理和农业可持续发展是十分重要的。能量平衡闭合是评估观测数据准确性和分析地表能量平衡的一个重要的评价指数。本研究利用开路涡度相关系统和全要素自动气象站对华北平原典型冬小麦农田生态系统2013—2014年度的能量通量及常规气象要素进行了连续观测,分析了冬小麦农田各能量通量的日变化和年变化特征,计算冬小麦在4个生育时期(出苗期、越冬期、拔节期和灌浆期)的能量闭合和波文比。结果表明:在日尺度上,选取的4个生育时期净辐射和各能量分量的日变化趋势均为单峰二次曲线,净辐射、显热通量和潜热通量的峰值出现在12:00—13:00,土壤热通量的峰值出现在14:00—15:00。在年尺度上,净辐射和潜热通量的变化趋势较为一致,均在越冬期达到最低值114.51 W·m^(-2)和13.47 W·m^(-2),而在灌浆期达到最大值327.02 W·m^(-2)和116.56 W·m^(-2)。选取的4个生育时期的代表性观测日期能量闭合良好,能量闭合率分别为0.49、0.77、0.81和0.76。4个生育时期内波文比值日变化趋势均呈倒"U"型,出苗期波文比在14:00达到最大值2.12;越冬期、拔节期和灌浆期在10:00左右达到最大值,分别为1.48、0.31和0.58。本文的定量化结果可为华北平原农田生态系统水热通量等研究提供依据。

能量平衡式母管压力控制系统

针对母管制锅炉蒸汽压力对象的大延迟特性，从理论与实际两方面入手，设计了一套以蒸汽流量物质平衡关系为基础的直接能量平衡方案，选用先进的变频调整装置。在甘肃８０３电厂＃３炉母管压力控制系统上的应用表明，系统控制品质良好，运行可靠，适用于不同容量锅炉并列运行的中小型母管制机组。

绿洲荒漠交界处波文比能量平衡法适用性的气候学分析

对广泛使用的计算蒸散和显热通量的气候学方法———波文比能量平衡法在绿洲荒漠交界处的适用性从气候学角度进行分析。结果表明 ,波文化一能量平衡法在干旱区绿洲的平衡层内是适用的 ,在平衡层外及荒漠上空却失效。因而 ,应用波文比能量平衡法估算绿洲上的蒸发与显热时 ,测点的位置是至关重要的。

单板纳星电源系统能量平衡仿真

能量平衡是微纳卫星电源系统设计和考核的重要要求,在地面通常通过数值仿真进行评价。介绍单板纳星电源系统结构和特点;分别对太阳电池阵、蓄电池组和卫星负载进行数学建模;结合卫星姿态动力学进行能量平衡仿真,仿真结果可以实时反映卫星的功率变化、电池容量和能量平衡情况。电源系统在轨试验数据与仿真结果基本一致,证明所建模型是正确的,仿真方法有效。

神光Ⅲ主机装置预放系统能量平衡与稳定性分析

基于SG-Ⅲ主机装置预放系统,提出一套预放系统能量平衡方案,实现了对预放系统输出能量的精确控制。装置运行实验结果表明,预放系统的能量平衡控制精度达到5.47%。通过对影响预放系统输出能量平衡各项因素的定量分析,指出影响预放系统能量平衡控制精度的主要因素是1Hz重频能量波动,而提高1Hz重频能量稳定性的关键在于控制前端系统注入偏振能量波动。

能量平衡与哺乳动物生殖:瘦素和KiSS-1/GPR54系统的最新研究进展

本文结合有关瘦素和KiSS-1/GPR54系统的发现,综述了能量平衡与哺乳动物生殖之间作用机制的最新研究进展,并对该领域今后的研究趋势和方向进行了分析。

粗糙度和稳定度对绿洲生态系统能量平衡的影响

研究了粗糙度和稳定度等对绿洲生态系统能量平衡的影响.地表粗糙度和大气稳定度是控制地气间能量交换的重要因子,研究表明,绿洲中植被的温度不仅受反照率、空气温度影响而且受大气稳定性和地表粗糙度的影响,在其他条件相同的情况下,大气稳定度越高(低),植被的温度越高(低),地表粗糙度越小(大)植被的温度也越高(低).研究还发现,绿洲中总的蒸散量的多平衡态特征只有在稳定度低的时候出现.在相同的气候条件下,低矮的植被在干旱半干旱地区更容易发展起来.另外研究了层结不稳定和层结稳定的情况下绿洲生态系统能量交换的差异.

黄淮海平原典型冬小麦农田生态系统能量平衡研究—以封丘地区为例

本文以位于黄淮海平原的中科院封丘农业生态试验站冬小麦农田生态系统为研究对象,基于2013年10月至2014年6月涡度相关和自动气象站观测资料,利用涡度相关法和相关性分析法对黄淮海平原典型冬小麦各生育期的能量平衡特征进行了分析,揭示冬小麦农田环境气象要素与各分支通量之间的相关关系。结果表明:黄淮海平原典型冬小麦各生育期能量分配的特征不同,出苗期潜热仅占净辐射的40%,拔节期和抽穗期潜热占净辐射的比重均高达80%以上,其他生育期潜热占净辐射的比重均为55%以上。播种期和出苗期显热通量占净辐射的比重最大,均可达50%以上;分蘖期及其后生育期显热通量占净辐射的比重均为35%及以下,拔节期和抽穗期显热通量占净辐射的比重最小,仅为10%左右;随着冬小麦的生长,显热通量占净辐射的比重基本呈下降的趋势。冬小麦各生育期土壤热通量的区别不明显,越冬期土壤热通量占净辐射的比例为15%,其余各生育期土壤热通量占总能量的比例均为10%以下。冬小麦各生育期的能量闭和度均较高,出苗期能量闭合度为83%,分蘖期能量闭合度为90%,返青期以后生育期的能量闭合度均为90%及以上。2013—2014年封丘地区冬小麦各生育期气温与各通量之间呈正相关关系,相对湿度与各通量之间呈负相关关系;冬小麦生育期土壤温度与土壤热通量之间的相关系数为0.5左右,土壤温度与净辐射、潜热、显热之间无显著相关性;土壤含水量在冬小麦播种期、返青期与各通量的相关系数均为-0.5,其他生育期土壤含水量与各通量无明显相关性。

中国能量与水平衡遥感监测系统

以土壤、大气和植被系统 (SPAC)能量流动与物质转换机理为指导 ,建立了“中国能量与水平衡遥感监测系统”(CEWBMS) ;利用气象卫星 GMS- 5和风云 2号数据 ,反演出多种地表能量与水平衡关键参数 ,并形成标准数据产品进行发布 ;构建了水文、干旱、生态和农作物估产等应用模型 。

基于最小能量原理的平衡图调节法在矿井通风系统优化中的应用

根据最小能量原理,采用平衡图调节法解决矿井通风网络中风压不平衡的问题,建立矿井通风网络优化模型。根据矿山基本情况和平衡图原理绘制出通风网络"平衡图",采用不同的变换方法使得"平衡图"真正达到平衡,进而得出不同的优化调节方案,并进行风压平衡的验证。应用最小能量原理选出能耗最低的调节方案。并且,运用基于最小能量原理的平衡图调节法解决了矿山的实际问题,结果表明,运用该方法能形象直观地反映出风量、风压及功率之间的关系,在解决通风网络中风压不平衡问题的同时,既形象直观,又使得经济费用最低,保证矿山安全高效生产。

直接能量平衡法(DEB)协调控制系统分析

从单元机组控制系统设计的基本方法和思路出发，介绍DEB协调控制系统的结构、基础概念和主要特性，通过系统的动态行为分析，阐述单向解耦、主蒸汽压力稳定性和负荷适应性的机理，认为DEB这一控制策略是火电厂自动化的基础，对于保证机组稳定、可靠、安全经济运行，提高利用率和延长寿命都有重要意义，经济效益明显。

Ecopath──一种生态系统能量平衡评估模式

Ｅｃｏｐａｔｈ模式是一种研究生态系统的工具。它根据能量平衡原理，用线性齐次方程组描述生态系统的生物组成和能量流动过程，定量某些生态学参数，用于深入研究生态系统的特征和变化。本文介绍了Ｅｃｏｐａｔｈ模式的理论方法以及如何建立生态系统Ｅｃｏｐａｔｈ模型和调试模型，试图扩大其应用。最后简要地给出两个Ｅｃｏｐａｔｈ模型应用实例，一个是美国阿拉斯加威廉姆王子湾生态系统 Ｅｃｏ－ｐａｔｈ模型，它用５０个生物组成较为全面地描述该生态系统，另一个是由１３个生物组组成的我国渤海生态系统的初步Ｅｃｏｐａｔｈ模型。

基于波文比-能量平衡法的滴灌控制器设计与研究

设计新型智能滴灌控制器利用波文比-能量平衡法计算出作物蒸散量,将传统的凭经验灌溉模式转变为精准滴灌控制策略;系统对灌溉量决策模型、控制系统硬件搭建和软件设计进行了研究;同时研究温室各个环境因子对蒸散量的变化的影响,通过环境的变化来定性判断滴灌量的大小,对实际生产起到指导作用;蒸散量对比试验证明,利用这种方法实现精确灌溉,不但操作简单,而且装置成本低廉,适合推广使用,具有实用价值。

社会-经济-自然复合生态系统有效物质(能量、货币)平衡模型的建立及其应用

根据质量守恒定律和有效物质 (能量、货币 )在系统内外部转化关系建立了社会 -经济 -自然复合生态系统有效物质(能量、货币 )平衡模型 ,定义了模型特征参数。将模型应用于 3个不同的研究领域 ,获得了相应研究领域的平衡模型 ,结果表明所建立的平衡模型具有通用性 ,它对于研究复合生态系统有效物质、能量和货币平衡具有重要的理论和实践意义。