面向联邦学习的无人机轨迹与资源联合优化

无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)因其机动、灵活的特点被广泛地应用于搜索、跟踪等任务。在任务执行过程中会产生的大量数据,通过机器学习(machine learning,ML)算法加以利用,可以显著提高无人机集群的智能。联邦学习(federated learning,FL)作为一种分布式机器学习架构,因训练过程中只需要进行模型参数传输,更加适用于带宽和能量预算有限的无人机网络。为充分发挥无人机网络中联邦学习的优势,从影响训练能耗的带宽、计算频率、联邦学习精度和训练延迟等因素进行建模,通过联合优化训练参数设置、无人机轨迹、无人机网络中通信以及计算资源分配来最小化联邦学习整体的训练能耗。提出的联合优化算法将所建模的混合整数非线性规划问题(mixed integer nonlinear integer programming problem,MINLP)分解为三个子问题,并对非凸的子问题进行转化,通过逐次凸逼近(successive convex approximation,SCA)和块坐标下降等方式求得问题的次优解。仿真结果表明,在满足训练精度、无人机运动和联邦学习延迟等约束的基础上,提出的算法与现有的联合训练与资源优化的方案相比,降低无人机的整体训练能耗15%以上。

CO_(2)在炼钢工艺中的资源化利用现状与展望

将CO_(2)用于炼钢工艺可实现对CO_(2)资源化利用,是一种绿色化、低成本、高效率和易实现的冶炼技术。本文以采用CO_(2)炼钢工艺为立足点,介绍了近年来CO_(2)在转炉、电弧炉等流程的应用研究现状和发展情况。同时,结合基于钢铁企业的实际运用情况,概述了CO_(2)资源化利用在炼钢过程中的可行性和实际效果。CO_(2)可作为反应气体、保护气体、搅拌气体应用在炼钢工艺过程中,具有生产成本低、热力学条件好、搅拌能力强等优点,应用前景非常广阔。实际生产表明,采用CO_(2)炼钢可提高铁水脱磷率5%~7%,吨钢节约生产成本9元以上。CO_(2)在炼钢工艺中的资源化利用将是实现我国钢铁行业高效率、低成本减排的重点研究方向之一。以我国年产粗钢10亿t估算,采用CO_(2)炼钢工艺可降低钢铁行业CO_(2)总排放量约5%左右。

碳缘政治及其对双碳目标的影响和应对

“碳缘政治”正悄然显现,将世界各国划分为三大类别:清洁能源消费占比较高的西方发达国家,能源依赖进口的发展中能源进口国,依赖化石能源出口的资源国。这“三个世界”已经并将继续围绕着“双碳”进行一轮接着一轮的博弈。西方国家“碳缘政治”至少有三重目标:继续引领世界,保持领先优势;利用低排放优势,广泛榨取碳利益;扼杀化石能源出口国经济。“碳缘政治”下,发展中能源进口国威胁与机遇并存,资源国应对左支右绌。中国应缩小与西方发达国家在新能源产业间的差距;继续推进天然气管道建设,保证能源安全;把控“双碳”推进节奏,争取自身正当权益。

钛白废酸资源化处理研究

硫酸法钛白粉生产过程中会产生钛白废酸(H_(2)SO_(4)约20%),其为危险废弃物,具有极大的环境风险。本文探究采用冷冻结晶对废酸的提纯效果,以实现废酸的资源化处理。根据硫酸亚铁溶解度随温度降低而减小的特性,通过废酸的冷冻结晶,使硫酸亚铁过饱和并以七水硫酸亚铁的形式析出,达到废酸提纯的目的。提纯的废酸可回用于钛白粉厂的生产。获得的七水硫酸亚铁具有一定的经济价值,可应用在新能源等领域。与传统的废酸直接中和得到红石膏相比,提纯的废酸经中和法处理后得到白石膏,表明杂质铁得到有效去除。因此从源头上减少红石膏的产生,这也扩大了其应用场景。此外,根据废酸的高温特点(50~65℃),在实际应用中设计能量回收工艺,以实现节能降耗。

高耗能工业负荷参与电网调峰辅助服务的探索

与其他用电负荷相比,高耗能工业负荷更适应于参与电网调峰。通过挖掘分析高耗能工业负荷灵活性响应模式,并选取纺织企业为研究对象,对其参与电网调峰辅助服务的策略进行探索,结果表明纺织企业可通过柔性作业调度方式为电网提供灵活性响应,从而实现电网负荷的移峰填谷。结合湖州电网2022年迎峰度夏期间移峰填谷的实践情况,进一步展示了高耗能工业负荷灵活性资源的价值,提出未来应加大引导高耗能工业负荷参与电网辅助服务,使其在维护电网安全与促进新能源消纳中发挥更重要的角色。

多晶硅-光伏系统碳排放环节分析

运用生命周期分析的方法分析多晶硅-光伏系统产业链碳排放环节,得出多晶硅-光伏系统的碳排放环节为消耗资源与能源产生碳排放的环节和处理排放的污染物产生碳排放的环节。以具体企业为例进行计算,得出280MW多晶硅-光伏系统产业链的碳排放为5.62×108kg,其中多晶硅料的生产过程碳排放最多,为4.76×108kg;工业硅的生产过程碳排放最少,为4.08×106kg;多晶硅锭和多晶硅片的生产过程的碳排放为3.65×107kg,电池片和电池组件的生产过程的碳排放为4.55×107kg。

黄磷产业的节能降耗与资源利用

针对黄磷产业现状,分析了黄磷产业发展的技术和产品路线。提出了提高黄磷产业竞争力的2条途径:一是进一步优化和改进黄磷生产技术,节能降耗;二是综合利用黄磷尾气、磷渣、电尘灰、磷铁制备高附加值产品,降低单位GDP能耗,提高整体经济效益。

基于马尔科夫链的电力能源竞争力预测

对电力在能源消费市场中的竞争力进行了研究。在分析近十年来能源消费结构状况的基础上 ,确定马尔科夫转移矩阵 ,利用马尔科夫模型对我国能源市场消费结构做出预测 ,对电力能源的竞争力与可持续发展做出分析 。

2020年世界主要国家油气及相关能源政策

2020年,为应对疫情和低油价,资源国政府陆续出台财税、金融等相关政策,以缓解石油行业面临的运营困境;同时通过提升LNG产能、加快可再生能源项目建设、大力发展氢能等方式加快清洁能源转型。消费国战略引领能源结构加速向清洁化转变,多国提出碳中和目标,加快发布能源结构绿色低碳转型的配套政策;同时强健电力供应系统适应绿色经济发展,推动电网国际互联互通促进能源资源统筹开发利用,打造更具灵活性、包容性的电力市场;继续加快交通领域低碳节能转型,转换海运、航空业燃料降低排放污染,进一步推动汽车电动化向高质量方向发展。

云环境下基于虚拟机动态迁移的调度策略研究

针对目前云环境资源调度采用静态负载均衡策略易于导致资源浪费的问题,提出了一种双限定值的虚拟机动态迁移的调度策略.该策略将当前负载状况与负载过重或过轻时两个限定值比较,选择介于二者之间能耗较低的虚拟机迁移至目标节点.仿真实验表明,该策略能够减少迁移次数,降低虚拟机迁移能耗,从而尽可能达到负载均衡和满足服务等级协议的需求.

电力节能减排与资源优化配置技术的研究与应用

结合中国国情,通过对"差别电量计划"的机理、发电权交易理论、小火电退出的市场补偿机制、跨省跨区外送电交易、大用户直购电交易等问题进行深入研究,提出了电力节能减排与资源优化配置技术(兼顾市场机制与政府宏观调控的节能发电调度技术),该技术通过实施差别电量计划、关停小火电补偿发电量指标交易、"以大代小"的发电权交易、跨省跨区外送电交易、大用户直购电交易等五招"组合拳",提高高效、环保、节能发电机组的市场份额,逐步使小火电机组退出市场,从而促进了电源结构的调整,实现了和谐多赢,既发挥了市场机制在资源优化配置中的基础性作用,又实现了节能减排的目标。

塔形连续式真空干燥设备节能方向的分析

以塔形连续真空干燥设备为研究对象,从传热、设备结构、配套装置和能源利用的角度分析节能减排的方向与途经。

2021年世界主要国家油气及相关能源政策综述

2021年,在新冠肺炎疫情冲击下,百年未有之大变局加速演进,全球能源供需格局发生深刻变化,带动全球能源治理格局不断演变,世界各国出台相关政策,推动能源结构加快向绿色低碳转型。世界主要油气资源国在推动能源转型的同时,仍在进行内部改革,强化油气行业竞争力,加强市场维护与合作,维护本国传统能源地位。《格拉斯哥气候公约》的达成给未来国际社会碳减排和能源转型指明了新方向,主要油气消费国纷纷设立气候目标,引领本国绿色低碳转型;绿色金融也在引导市场资源流向绿色低碳领域。未来,将有越来越多的国家出台碳达峰、碳中和发展战略,绿色金融的作用也会愈发重要,相关议题的法律法规及标准制定、环境风险的分析、信息披露监管等制度将会进一步健全。随着可再生能源的快速发展,未来传统油气资源国的地缘政治影响力将被大大削弱,资源国与消费国之间的界限也会日渐模糊,新的"能源地缘政治版图"正在重构。

中国制造业能源消费差异及高能耗对行业发展的影响

基于2005—2011年中国制造业各行业面板数据,实证分析了中国制造业内部能源消费水平及其边际消费的差异性,找寻出能耗较高且需求较为旺盛的5个行业,并实证分析了此5行业能耗增长对其发展的冲击效应,得出如下结论:1)石油加工、炼焦及核燃料加工业、化学原料及化学制品制造业、非金属矿物制品业、黑色金属冶炼及压延加工业以及有色金属冶炼及压延加工业等5大行业不但表现出较高的能源消费水平,且其边际消费倾向也有着异常高的表现;2)对高耗能、能源需求旺盛的5大行业其能源消费量与其工业总产值的VAR模型分析表明,能源消费的高增长在短期内对行业发展有所贡献,但从长期的趋势来看,其对行业发展的促进作用有限,此种发展模式不利于行业未来的转型升级。为此,必须采取科学合理的政策措施和市场干预,努力实现最大程度的节能降耗,竭力避免高能耗成为行业发展中的约束条件。

基于生命周期评价的烧结烟气净化技术比较

烧结烟气是钢铁企业主要污染源之一,活性炭同时脱硫脱硝技术和半干法脱硫+SCR脱硝组合净化技术是目前实现烧结烟气综合净化处理较成熟的方案。运用生命周期评价手段,对国内某钢铁企业2种烟气净化技术进行综合评价。通过收集能源消耗、资源消耗和污染物排放清单,确定能耗分布,并计算得到相应的资源耗竭系数和环境影响负荷。结果表明:能源消耗和资源消耗方面,活性炭法优势明显,能耗和资源耗竭系数仅为半干法脱硫+SCR脱硝组合净化技术的68.38%和59.33%;环境影响方面,二者差距较小,活性炭法环境影响负荷略小。最后,依据生命周期评价结果给出相应建议,综合2种烟气净化技术生命周期评价结果,从能耗、资源消耗和环境影响的角度来看,活性炭法在烧结烟气净化领域具有明显的优势。

直接还原技术进展及其在中国的发展

近年来,全球直接还原铁(DRI/HBI)产量和需求逐年增加,表明直接还原技术是钢铁工业不可缺少的组成部分,有助于炼铁生产摆脱焦煤资源短缺的羁绊,降低钢铁生产能耗,提高钢铁产品质量和品质。气基竖炉生产规模不断增大,成为主要的生产工艺;竖炉直接还原铁热装热送技术的发展进一步降低了工序能耗。回转窑、隧道窑等工艺在特定地区迅速发展,但很难成为直接还原铁生产的主流。我国具备发展直接还原生产的资源条件和技术基础,煤制气—气基竖炉技术是可能的主要发展方向。

煤炭工业节约资源能源与减排

煤炭是我国的主要能源,是国民经济和社会发展的重要基础和保障。煤炭的大规模开发和利用也带来了严重的资源和环境问题。从环境保护、资源回收等方面分析了煤炭工业节约资源与节能减排基本状况,根据建设节约型社会和实现资源与环境协调发展的要求,提出了今后一段时间煤炭工业节约资源与节能减排的重点工作和相关政策建议。

降膜蒸发器的节能设计

降膜蒸发器是一种高效蒸发设备，传统的设计是通过增加效数、利用热泵和水力喷射器的结构形式。在相同效数基础上，采用热泵、冷凝器、真空泵、凉水塔与水环真空泵系统节能达到节能降耗的目的。

红寺堡扬水灌区新庄集梯级泵站优化调度研究

以红寺堡扬水灌区新庄集梯级泵站为研究对象,从提高梯级泵站的综合效益出发,根据新庄集梯级泵站各机组的实际情况和要求,以泵站级数K为阶段变量,各级泵站的供水流量Qk为状态变量,各级泵站的开机方案DkT为决策变量,运用动态规划理论,建立在流量匹配的前提下能耗最低且弃水量最少的优化数学模型.在泵的工况点确定时,分别采用了克莱姆法则和试算法对单泵工况点和多泵工况点进行了确定.通过编制新庄集梯级泵站的优化调度应用程序,得到了各泵站的最优组合方案,即一泵站的2#,3#,4#,5#,6#泵组合;二泵站的1#,3#,4#,5#泵组合;三泵站的1#,3#,4#,6#泵组合;四泵站的1#,3#,4#,6#泵组合.由模拟计算结果,并结合工程实际,提出在现有条件下采用工程改造的建议,即在现有的基础上附加小泵,对现有的泵进行变速、变时、变阀调节,附加回水管和调节干渠的分出流量.采用该方法较好地提高了泵站的经济效益,使泵站的管理有效、方便.

浅谈庙沟铁矿绿色矿山建设

庙沟铁矿从矿山实际出发,全面推进绿色矿山创建工作,实现资源开采与环境保护相协调。围绕矿产资源利用集约化、生产工艺环保化、企业管理规范化,依靠科技进步,改进生产工艺,不断提高矿产资源综合利用水平和环境保护水平。