基于联邦学习的分布式电采暖互动模式设计与展望

随着“双碳”目标的提出,以及“以电代煤”政策的贯彻落实,大量电采暖设备取代传统燃煤取暖投入运行并接入电网将成为必然趋势。大量电采暖设备可以作为需求侧可调资源进行新能源消纳,但是分布式电采暖所处地理区域较为分散,传统集中式管理的方式又存在隐私泄露、数据孤岛等问题。联邦学习作为一种分布式技术可在保护隐私的前提下支撑电采暖负荷互动,在分布式电采暖互动领域具有较强的适用性。分析了基于联邦学习的分布式电采暖互动需求,以及边缘缓存、隐私防护、通信传输优化和异构资源融合等技术在基于联邦学习的电采暖互动场景中的应用方式,并展望了未来基于联邦学习的分布式电采暖互动前景。

极端天气对被动式太阳能建筑采暖效率的影响

为研究极端天气对被动式太阳能建筑采暖效率的影响,选取关键气象参数(直射辐射、干球温度)来构造极端冷气象条件,主要分析太阳低辐射和极端低温对拉萨、乌鲁木齐、兰州、哈尔滨4个城市的被动式太阳能建筑采暖效率的影响。结果表明:随着太阳直射辐射和温度的降低,哈尔滨整个采暖季的采暖潜力下降最大,拉萨、兰州、乌鲁木齐在太阳直射辐射下降超过50%时,采暖潜力下降最大,哈尔滨在辐射下降43%时采暖潜力下降最大。在温度下降不超过10℃的情况下,拉萨和哈尔滨的采暖潜力下降最大,兰州和乌鲁木齐则是在温度分别下降11和15℃时,采暖潜力下降最大。气象参数对采暖潜力的敏感性分析表明,太阳直射辐射对太阳能采暖潜力的影响大于温度。同时,对不同设计因素进行全局敏感性分析,建筑保温材料的物理参数对采暖潜力的影响高于其他设计参数。

基于弹性网络回归的实际采暖热指标估算方法

为满足热电联产企业估算区域热负荷的需求,提出一种使用弹性网络回归模型的估算方法。首先对实际采暖热指标的影响因素进行分析,确定模型的输入参数;然后以西安市123个小区2022—2023年采暖季的实际运行数据为基础建立估算模型,并证明该模型相较于Lasso回归和岭回归模型的拟合优度分别提高了3.88%和4.22%;最后从多角度选取西安市部分小区相关数据构成验证集对弹性网络回归模型进行验证。验证结果表明:弹性网络回归模型综合了Lasso回归和岭回归的优点,模型的均方根误差和拟合优度分别为1.150和0.953,相较于传统模型能在符合热负荷需求的同时降低4%的能源消耗。说明该方法能准确估算不同参数条件下的实际采暖热指标,可以满足热电联产企业的实际需求。

某住宅建筑空气源热泵采暖系统能耗优化分析

针对青岛某户式空气源热泵系统冬季供暖测试中存在的问题,如房间温度超标、无人时房间也开启供暖等,进一步对系统的运行控制进行了优化模拟。通过调整室内温度设定值及考虑房间使用时间等,分析了不同控制方式下的系统能耗情况。结合房间实际使用情况,建筑2层房间仅在周末时使用,对此进行了房间供暖末端的启停设置。在采暖设定温度与实测温度相同时,通过关闭2层不使用的房间供暖末端进行系统控制,单位建筑面积能耗和电耗分别下降21.1%和20.9%。当供暖季所有房间供暖末端开启时,室内温度均按照集中供热室内设计采暖温度18℃设定,单位面积能耗和电耗分别为81.7 kW·h/m^(2)、22.1 kW·h/m^(2),较实际系统下降了23.7%、21.4%;当房间2层供暖末端仅周末开启时,室内温度设定为18℃,单位建筑面积能耗和电耗分别降低为58.4 kW·h/m^(2)、15.5 kW·h/m^(2)。与实测能耗相比,通过运行优化控制,单位建筑面积供热量最大可降低45.4%,耗电量降低44.9%。相关分析结果为空气源热泵户式独立供暖系统的节能运行提供了参考。

汾渭平原非采暖期和采暖期大气挥发性有机物的污染特征、来源解析及对SOA的生成潜势:以运城市为例

为探究汾渭平原非采暖期和采暖期大气环境挥发性有机物(VOCs)的污染特征差异及对二次有机气溶胶(SOA)生成的影响因素,本文以运城市为例在城区站点开展了为期5个月(2021年9月−2022年1月)的小时分辨率VOCs连续在线观测实验,采用PMF(Probabilistic Matrix Factorization)源解析模型、随机森林模型和SOA评估等方法,全面对比分析了运城市非采暖期和采暖期VOCs的体积分数、来源差异和对SOAP(SOA生成潜势)的贡献,同时量化了气象和排放因素对TVOCs(总挥发性有机化合物)体积分数整体变化的影响.结果表明:①运城市非采暖期和采暖期TVOCs平均体积分数分别为35.39×10^(-9)±17.79×10^(-9)和59.88×10^(-9)±31.56×10^(-9),表现出采暖期TVOCs体积分数升高的特征.②烷烃和OVOCs(含氧挥发性有机物)为两个时期VOCs的主要组分,燃烧源和工业源在采暖期是VOCs的主要贡献者,相比非采暖期其贡献率分别上升了13.3%和2.7%.③随机森林模型运行结果表明,排放因素对TVOCs体积分数的贡献高于气象因素,其对采暖期TVOCs体积分数的贡献为非采暖期的1.41倍,且采暖期不利的气象因素也促进了TVOCs体积分数的上升.④芳香烃虽然对非采暖期和采暖期TVOCs体积分数的贡献率分别为5.5%和7.0%,但对两个时期SOAP的贡献率分别达85.5%和87.9%,其中间/对-二甲苯、邻-二甲苯和乙苯是对SOAP贡献率较大的物种.研究显示,芳香烃及人为活动的燃烧源分别是运城市采暖期需要VOCs重点管控的组分和潜在来源.

基于新能源承载能力的配电网电采暖负荷动态优化调度策略研究

随着配电网中新能源渗透率的增加,配电网新能源承载能力受到挑战。电采暖负荷有一定的可调节性,具有参与配电网负荷调度的潜力,如何通过负荷调度提升配电网新能源承载能力具有重要现实意义。文章提出一种考虑新能源承载能力的配电网电采暖负荷动态优化调度策略。首先,构建了蓄热式电采暖负荷的调控模型;然后,以配电网台区新能源承载能力为目标,以配电网负荷波动平抑、配电网稳态安全运行和电采暖负荷用户舒适性为约束,建立了配电网电采暖负荷动态优化调度模型,并提出基于量子遗传算法的求解策略。采用拉丁超立方抽样法生成典型应用场景,进行配电网新能源承载能力调度策略的适用性分析。算例结果表明,所提方法能够充分考虑电采暖负荷的调控潜力,提高配电网新能源的应用水平。

考虑配网功率约束及可靠供暖的蓄热式电采暖系统优化调度方法

文中提出一种考虑配网功率约束及可靠供暖的蓄热式电采暖系统优化调度方法。基于系统内负荷热需求量构建热负荷预测模型,并对蓄热式电采暖设备与系统建模;建立负荷功率曲线模型;以配电网传输功率限制、可靠供暖为约束,构建一种考虑配网约束及可靠供暖的蓄热式电采暖系统优化调度方法。以系统日运行成本最低以及电采暖设备实际消耗功率与电网下发的负荷功率曲线的偏离程度最小为目标,确定电采暖系统的优化调度方案。算例结果表明,所提方法可在考虑配电网功率约束的前提下,能够充分利用蓄热式电采暖的蓄热量,可有效提升配电网运行安全性及用户供暖可靠性。

蓄热式电采暖参与消纳受阻风光的源荷协调滚动调度

蓄热式电采暖负荷具有时移性和连续可调性,可作为需求侧资源解决乡村地区新能源消纳困难与清洁供暖问题。当前实施的峰谷分时电价,不能根据源荷变化有效引导电采暖运行以消纳受阻风光。因此提出采用场景法描述风光荷的不确定性,根据源荷峰谷时段变化确定分时电价。并且考虑电采暖响应分时电价时出现用电同时率高问题,引入需求价格弹性系数,建立以蓄热式电采暖运行成本和系统负荷峰谷差期望最小的日前日内源荷协调优化模型,滚动调整每时段各灵活资源出力。最后,通过仿真验证模型的有效性。

基于TRNSYS的太阳能-电能互补采暖系统研究

针对我国北方农村地区冬季采暖污染严重、碳排放量大等问题,文章以沈阳市某地区典型农村单体式住宅为研究对象,综合考虑太阳能、电能,提出2套清洁供暖方案。首先对太阳能集热器的集热倾角和面积的选择进行优化,然后选取沈阳市供暖季温度较低的2天,根据天气情况分别作为晴天与阴天典型日,最后利用TRNSYS软件对供暖方案在典型日天气条件下模拟运行。结果表明在典型日天气条件下本研究提出的2种供暖方案均满足环保、室内温度适宜等采暖需求,且太阳能集热器+变频电磁采暖炉供暖方案更为节能。

热泵采暖技术专利现状

随着碳达峰、碳中和(以下简称“双碳”)目标的出现,节能减排、低碳能源等技术越来越受到人们的关注。供热是全球最大的能源消费领域,目前我国冬季供暖约占全社会能源消费量的2%左右,而北方地区燃煤的取暖面积约占总取暖面积的83%。故采暖行业的低碳化改造对中国完成“双碳”目标具有重大意义。

基于改进粒子群算法的分散式电采暖负荷模型参数辨识

分散式电采暖负荷是一种具有巨大调节潜力的需求响应资源,但是,用户行为差异、太阳辐照度等随机因素为建立精确的分散式电采暖负荷模型增加了一定难度。首先,结合具体应用场景,搭建基于气候模拟平台的分散式电采暖负荷实验平台,采集负荷建模实验数据。然后,针对分散式电采暖负荷二阶等效热参数模型方程较为复杂的问题,以仿真温度与实测温度之间的误差最小为目标,提出基于改进粒子群算法的模型参数辨识方法,建立分散式电采暖负荷模型。最后,通过改变数据采样周期,对负荷模型进行优化。结果表明,所提参数辨识及建模优化方法可以有效地提高分散式电采暖负荷二阶等效热参数模型精度。

太阳能+空气源热泵采暖系统分析

选取山西省某农村建筑,通过理论设计与采暖工程项目实测结合的方法分析太阳能联合空气源热泵采暖系统。根据采暖建筑的气候条件和围护结构确定室内外设计参数,进行采暖负荷计算;根据采暖负荷进行系统方案的设计与主要设备的计算与选型,绘制采暖系统图;分析采暖系统的经济性、节能性和效益性;针对采暖系统运行过程中存在的问题,给出适当的建议。

非采暖季蓄热对中深层地埋管换热器运行的影响

为了缓解地埋管换热器长期运行导致的取热能力和周围岩土温度场明显下降问题,分析非采暖季蓄热对中深层地埋管换热器运行的影响,探讨蓄热时间、余热介质温度以及循环液质量流量对不同深度地埋管运行的影响。通过建立物理模型和数值模型,采用有限差分法计算中深层地埋管换热器在非采暖季蓄热的效果,对不同蓄热工况下中深层地埋管换热器的取热量进行对比分析。结果显示:增大蓄热时间、余热介质温度和循环液质量流量,取热量均增加;相同条件下单孔中深层地埋管换热器的取热量会随着埋管深度增加呈正比例增大。

热泵空调系统对纯电动汽车采暖性能影响的试验研究

采暖装置的能耗对纯电动汽车的续驶里程产生重要影响。为解决采暖高能耗问题,热效率较高的热泵空调系统逐渐代替正温度系数(PTC)材料作为纯电动汽车的采暖装置。文章通过基于整车层面的对比试验研究,测试二者在不同温度工况下的采暖效果和功耗,分析热泵空调系统的代替效果。试验结果表明,在温度较高的工况下,热泵空调系统采暖效果与PTC接近并且能耗显著降低;在温度较低的工况下,热泵空调系统的采暖效果弱于PTC,同时节能效果对比PTC优势缩小。试验结果为热泵空调的选配和改进研究提供一定的参考。

浙江省人用疫苗生产企业采暖通风与空调调节系统检查缺陷分析

目的为我国疫苗的监管及其行业发展提供参考。方法对浙江省人用疫苗生产企业2017年至2021年各类官方检查中有关采暖通风与空调调节(HVAC)系统的缺陷进行梳理和分析,从缺陷分布、缺陷产生原因等方面剖析疫苗生产企业存在的问题。结果与结论疫苗生产企业需完善质量管理体系文件,加强人员培训;科学评估,加强环境微生物动态监测;科学设计厂房及设施、设备,做好日常维护;落实疫苗生产车间HVAC系统生物安全相关要求,提升全员生物安全意识。

基于LSTM网络的分散式电采暖负荷仿真分析

基于等效热参数模型的分散式电采暖负荷存在参数识别困难、仿真误差大,不能满足电网调节需求的问题,为此提出基于长短时记忆网络的分散式电采暖负荷仿真模型。首先,根据分散式电采暖负荷与建筑物之间的传热过程,确定模型参数。然后,结合模型输入变量与输出变量确定长短时记忆网络参数,建立负荷模型。并通过对测试集输入数据中的室内温度进行动态更新,实现了长时间尺度的温度仿真。接着,为衡量模型的准确性,提出了纵向与横向两种维度上的模型误差评价指标。最后,算例分析结果表明,相比于分散式电采暖负荷二阶等效热参数模型,基于长短时记忆网络的分散式电采暖负荷模型仿真结果的纵向误差与横向误差更小,模型精度更高。

采暖热力站运行调试与节能改造

文章分析了国内外集中供热系统运行情况,就集中供热系统能源消耗问题进行了研究,总结了热力站运行调试及改造的基础工作事宜、执行过程及调试控制办法等降低供热站能耗和成本的有效措施,并结合具体采暖热力站工程实例,通过对比供热站改造前后全年供暖费用验证了上述措施的可行性和实用性,旨在提高供热站运行效率,推动供暖行业的健康发展。

地板辐射采暖系统建筑管材分析

建筑工程供暖形式多种多样,其中地板辐射采暖系统较为常用。不同的建筑管材在性能、成本、适用范围等方面存在差异,因此,需要根据具体情况选择合适的管材。文中介绍了几种常见的地板辐射采暖系统使用的建筑管材,并对地板辐射采暖管材进行研究分析。结果显示,常用的PE-RT管、PP-R管、PE-X管、XPAP管及PB管性能各有所长,均具有耐热性能好、耐腐蚀老化、无污染、光滑弹性好等优点,综合考量其均衡性与性价比等,选用PE-X管更为科学经济。

城市建筑集中供热采暖节能技术分析

城市建筑集中供热采暖,是当前城市发展中采取的一种主要供热采暖方式。这一方式可以满足人们需求,创造舒适的居住环境与工作环境。传统集中供热采暖技术会造成不同程度环境污染、能源浪费问题。针对此类情况,要大力发展并应用集中供热采暖节能技术,发挥节能技术优势,确保在建筑集中供热采暖中达到节能、环保效果。因此,文章首先阐述城市建筑集中供热采暖节能技术应用重要作用,然后分析城市建筑集中供热采暖现状,最后围绕热力网节能技术、热力源节能技术、用户端节能技术、智能化技术,对城市建筑集中供热采暖节能技术应用进行科学探讨,希望可以为城市集中供暖工程发展提供参考。

采暖系统水力计算方法的适用性分析

水力计算对于采暖系统设计至关重要,是保证采暖系统达到设计要求、节能运行的关键。摩擦阻力系数的正确选取对于最终计算结果有直接的影响。在采暖系统中,紊流区常用的摩擦阻力系数计算公式为柯列波洛克公式,但其函数表达式是隐函数,在计算时需要迭代,工程设计时使用起来很不方便。刘德忠公式是显函数表达式,计算求取较为方便。本文利用刘德忠公式对热水采暖系统进行计算,验证刘德忠公式对热水采暖系统摩擦阻力计算的适用性,从而确保采暖系统设计科学,实现节能运行。