新能源用钢管的应用现状、需求分析及思考

“双碳”战略下新能源及相关产业发展给钢管带来新的应用场景,对钢管的功能和性能提出新的需求。聚焦于碳捕获、利用与封存技术领域中的CO_(2)输送用管、氢能领域中的氢气输送用管和储能领域中的盐穴压缩空气储能用注采管,总结了新能源用钢管的应用现状和研究进展,分析了各领域用管需求,并就“双碳”背景下新能源用钢管的基础理论研究、关键技术开发和标准体系建设等方面进行了思考,提出了建议。

基准排放因子更新对隧道需风量的影响研究

为解决交通车辆持续更新导致的城市隧道内通风系统设计浪费和运营闲置,研究基准排放因子更新对隧道需风量的影响,并建立2种应对车辆更新的基准排放因子计算方法.首先,通过理论分析明确需风量计算式中随时间更新的关键参数为基准排放因子;随后,根据定量分析得到基准排放因子和纵坡-车速系数更新对需风量的影响;最后,结合国外理念和实际设计经验,提出2种考虑时间更新的基准排放因子计算方法.研究结果表明:我国道路隧道通风设计规范在制定基准排放因子时参考了世界道路协会(PIARC)通风报告,并分析得到了参考理由;与2000年相比,2021年的CO、NOx和PM基准排放限值分别降低了81.6%、76.7%和97.9%;建立了使用机动车污染物排放限值作为基准排放因子的最不利设计方法,计算出2018年各污染物基准排放因子(CO为0.0011 m^(3)/(辆·km),PM为0.4610 m^(2)/(辆·km)),相比于2014年《细则》分别降低84.3%和77.0%.建立并验证了基准排放因子计算方法,为城市道路隧道通风系统设计提供参考.

基于室内非均匀环境营造的新型通风模式下人员热舒适性及系统节能潜力

为解决现有通风空调系统无法根据占用区域实现按需供冷造成的热不舒适及能源浪费问题,本研究根据人员占用区域需求实时切换气流模式组合及冷量供给,提出了一种新型通风模式,旨在利用多种气流模式的最优组合控制特定需求场景。采用数值模拟的方法探究了不同占用区域情况下新型通风模式的人员热舒适性和系统的节能潜力,并与混合通风模式和层式通风模式进行了对比。结果表明:新型通风模式在气流组织上具有明显优势;新型通风模式较混合通风模式和层式通风模式具有更高的热舒适性,空气分布特性指数最大;新型通风模式局部冷量利用系数最小,冷量有效利用率最高,所需供冷量最小,因此新型通风模式的节能潜力最大。

考虑空气源热泵负荷聚合参与的需求响应

基于“电网-聚合商-负荷”三级架构,提出空气源热泵负荷聚合参与需求响应的控制策略。供暖运营商作为热泵负荷的聚合商,在保证用户热舒适度的基础上,利用建筑本身的蓄能能力,结合分时电价最小化供热成本,并对负荷可调节潜力进行评估。当电网调度部门下发调控指令后,考虑用户舒适度和电网调节需求,基于多目标遗传算法分配各负荷调节量,在满足调控目标的同时可改善调控带来的聚合功率振荡、反弹负荷大等问题。最后,仿真验证所提策略的有效性。

机场航班时刻资源管理研究进展

繁忙机场都会面临严重的交通拥堵和航班延误问题。解决该问题的一个有效手段是对机场航班时刻资源进行优化管理。全面介绍了航班时刻资源管理相关的研究进展,系统回顾了机场公布容量设置、机场航班时刻配置的主要方法和手段。从公布容量确定、单机场、机场网络层面和机场群航班时刻配置及航班时刻配置技术复杂性等方面,得出机场航班时刻资源优化配置的关键技术问题。展望了机场航班时刻资源管理的主要方向,并对下一步研究提出建议。

考虑多重轮换调控的空调负荷调控潜力评估与控制策略

调度空调柔性负荷是缓解电网高峰负荷的有效措施,对稳定电网运行具有重要意义。首先,构建空调负荷模型,兼顾考虑空调可投切和空调允许关断时长,引入微元法的思想,提出考虑控制时长影响的空调调控潜力评估方法。其次,分析负荷聚合商系统发展需求,基于软件定义网络提出空调状态监控系统架构。然后,以空调群聚合功率变化量与电网调控需求量差值最小为目标,以用户舒适度为重要约束,考虑空调投切状态与空调调控总时长,构建考虑多重轮换调控的空调控制策略。最后,通过仿真分析验证了所提模型不仅能根据不同响应时长准确评估空调调控潜力,而且能够提升空调可调控能力。

中国人口年龄结构转变与空气质量需求——基于2005-2021CGSS的实证研究

本文通过匹配2005—2021年CGSS微观调查数据和空气质量数据,采用生活满意度法对居民环境支付意愿进行测度,分析和预测人口年龄结构转变对社会总环境质量需求的影响。研究表明:①居民愿意为一单位API、SO_(2)、PM_(10)和NO_(2)浓度下降的年均环境质量分别支付736.4元、807.7元、639.5元和922.4元。②在年龄效应上,环境支付意愿与年龄呈现出先增后减的“倒U”形分布,其峰值出现在50岁~70岁;在出生队列效应上,年轻一代的环境支付意愿要显著强于年老一代。③基于人口年龄结构变化的预测结果,年龄效应和出生队列效应将共同驱动社会整体空气质量改善需求显著增强。到2035年,居民针对API、SO_(2)和PM_(10)的边际环境支付意愿将达到人均家庭收入的5.02%、11.54%和6.13%,分别较2015年上升24.9%、24.7%和17.4%。

夏热冬冷地区办公建筑空调系统需求响应潜力的影响因素量化分析

近年来建筑空调系统的用电负荷在电网总负荷中的占比不断增大,如何高效推动建筑空调系统积极参与电力需求响应,对实现“削峰填谷”、提高电力系统灵活性、保障电网安全稳定运行具有重要意义。建筑空调系统需求响应潜力的科学评估是实现空调负荷柔性调控的基础,难点在于多因素耦合影响,量化评估难。以夏热冬冷地区某办公建筑为例,基于EnergyPlus软件模拟,通过控制变量法对影响建筑空调系统需求响应潜力的4种因素(室外天气、建筑围护结构性能、空调系统性能、需求响应策略)进行敏感性分析。结果表明,建筑围护结构性能变化对空调系统需求响应潜力影响较小,而其他3种因素影响较大。其中,当夏季室外空气焓值由70~75 kJ/kg上升至85~90 kJ/kg时,空调系统参与需求响应的峰值负荷削减量(即需求响应潜力)由13.01 W/m^(2)提升至17.54 W/m^(2)(增大35%);当多联机系统COP由4.0降低至2.5时,需求响应潜力由19.51 W/m^(2)提升至31.21 W/m^(2)(增大60%);当水冷式空调系统COP由6.0降低至3.0时,需求响应潜力由11.60 W/m^(2)提升至23.20 W/m^(2)(增大100%);当需求响应策略由室温设定值上升2℃变为上升4℃时,需求响应潜力由10.74 W/m^(2)提升至17.28 W/m^(2)(增大61%)。

基于AA-CAES电站和综合需求响应的供暖期弃风消纳策略

“双碳”目标背景下,为解决热电联产机组“以热定电”模式导致的大规模弃风问题,本文提出基于先进绝热压缩空气储能电站(advanced adiabatic compressed air energy storage,AA-CAES)和综合需求响应的综合能源系统(integrated energy system,IES)供暖期弃风消纳策略。首先,在“源-储”两侧建立热电联产机组与AA-CAES电站耦合运行模型,分析耦合运行实现热电解耦机理;其次,在“荷”侧引入价格型和替代型需求响应机制来探寻负荷侧优化系统调度潜力;然后,在IES中引入碳捕集系统和阶梯型碳交易机制来约束碳排放,并在碳排放量最少、综合成本最低为目标构建IES运行基础上,引入模糊机会规划约束模型来分析风、光不确定性对系统调度影响;最后,利用西北某地区实际数据进行算例验证。结果表明:热电机组与AA-CAES电站耦合运行相较于未耦合运行可提高风电消纳率84.55%、降低总成本11.42%、减少碳排放20.28%;综合需求响应机制的引入可进一步提高风电消纳率35.00%、降低总成本20.93%、减少碳排放24.43%;风光不确定性的上升会提高与外部电网的交互成本。

基于室内设定温度调节的办公建筑空调用能柔性特性实验分析

空调系统作为建筑需求响应的核心,具有较大的柔性潜力。为了实现需求响应效益的最大化,针对性地实施优化配置与调控,必须明确空调用能柔性特性。然而,现有研究多依赖于模拟仿真探究需求响应期间的空调用能柔性特性,该方法往往无法准确反映实际运行条件,导致柔性特性不明晰,进而造成调控不合理、效率低等问题。针对以上问题,本研究选取2栋办公建筑进行了不同工况的需求响应实验,基于温变速率与预计平均热感觉指数(PMV)指标分析了设定温度调节期间的室内舒适度,并以柔性量、柔性比分析了不同工况下空调柔性可调潜力区间;同时,通过蓄热体内表面温度研究需求响应期间建筑蓄热体柔性特征。实测结果表明:在需求响应期间,当设定温度调节1~2℃时,均可维持较好的室内舒适度;同时,需求响应期间2栋建筑能够提供10~20 W/m^(2)的柔性负荷量,可实现28.3%~83.1%的负荷转移。本文结果可为空调系统柔性量化提供指标支撑与实测依据,对“双碳”目标下的建筑节能有参考价值。

考虑温度再设的暖通空调电力需求响应策略研究

近年来,空调负荷的急剧增长已经成为季节性电力紧张的最主要原因,利用空调需求响应策略,调整空调负荷对于实现电网削峰填谷有重要意义。以风机盘管加新风形式的空调系统为对象,建立其TRNSYS仿真模型,基于分时电价政策,针对温度再设需求响应策略进行研究,采用再次设定制冷区域温度和热舒适指标两种策略,对比其在需求响应期间的峰值负荷削减量和整体系统运行的费用。结果表明基于温度再设的需求响应策略峰期负荷转移率约为30.3%,基于热舒适指标控制的需求响应策略的峰期负荷转移率约为22.7%,然而,这两种策略并不能节省电费,因此,除了分时电价的优惠政策外还需要给予相应的激励措施。

主动配电网优化调度场景下的变频空调负荷聚合外特性研究

在“碳达峰碳中和”目标和新型电力系统建设的背景下,分布式能源在配电网中的占比逐年增加。然而,新能源发电具有随机性和间歇性,随着负荷峰谷差的不断增大,仅靠传统发电侧资源难以满足系统调峰等需求。随着需求响应技术的发展,对负荷侧灵活资源进行调控已成为可能,亟需挖掘可控负荷的可调潜力,并从系统的角度出发,对其调节能力并进行定性定量分析,建立其外特性模型从而实现精准调度。文中针对用户侧的变频空调展开研究,首先明确变频空调负荷模型与控制方法;接着对变频空调聚合体调节潜力进行评估;再根据不同调节场景,建立变频空调聚合体外特性模型;最后在主动配电网中进行算例验证。结果表明,变频空调聚合体具有与传统发电机类似的外特性与调节潜力,并能有效参与主动配电网优化调度。

某数据中心精密空调调适案例

以某大型金融业数据中心为研究对象,以实现风量供需匹配、降低末端精密空调风机能耗为目的,开展了精密空调优化调适。首先,通过分析精密空调历史运行数据,总结运行特点,挖掘节能潜力;其次,制定调适方案与应急回退方案,优化精密空调运行参数与控制逻辑,改善机房内气流组织;最后,分析IT设备进风口温度变化与精密空调节能效果。结果表明,调适后IT机房局部热点减少,且精密空调能耗降幅达50%以上。

传染病患者的适航性及其航空转运策略

传染性疾病,尤其是烈性传染病,有可能通过航空运输的方式而播散。必须结合具体传染病的特点、病例的病情和拟采用航空器的特点,以及相宜防护措施、目的地相关法律法规等诸多因素来综合评估其适航性和航空医疗转运方式。甲类(鼠疫、霍乱)和按照甲类管理的乙类传染病,不可进行航空旅行,也不适宜普通航空转运。疾病传播方式与是否需要隔离观察治疗,是判定是否适航的基础:勿需隔离观察治疗的病例可以进行航空旅行;需隔离观察治疗的病例,不宜航空旅行,应隔离观察治疗。应根据传染病传播方式、病死率情况、在航空条件下感染他人的概率、患者病情、转运需求等因素,结合所具备的防控设施和条件,科学地选择航空转运方式和适宜防护措施及应急方案。

考虑碳交易的定、变频空调负荷降碳能力研究

在“双碳”目标的驱动下,为进一步提高负荷侧定、变频空调负荷和基础柔性负荷在需求响应的作用并分析其降碳能力,文中提出一种考虑碳交易的定、变频空调负荷及柔性负荷参与需求响应的电力系统优化运行策略。建立定、变频空调单体模型并推导其功率聚合模型;在此基础上结合多种影响空调用户参与需求响应的主要因素计算定、变频空调负荷最大降载能力;进而在传统需求响应调度模型中加入对定、变频空调负荷的考虑,并引入碳交易机制,基于此构建以机组发电成本、碳排放成本、负荷调度成本等综合运行成本最小为目标的电力系统优化运行策略;最后,以某配网系统进行验证分析,通过设置多种运行场景对比验证了所提策略在经济最优和节能减排方面的有效性。

空调新风系统需求响应潜力评估及影响因素研究

需求响应是保障电力供需平衡的重要措施,空调是重要的需求响应资源。空调新风负荷能耗占比高,但是基于室内二氧化碳浓度的新风负荷参与电力系统需求响应的潜力尚不清晰。该文以办公建筑新风系统为例,分别以单位小时能耗最低和全天电费最低为目标,提出了新风系统短期响应和全天响应策略,并建立了相应的响应潜力评估方法。研究结果表明:室内二氧化碳浓度惯性小,新风系统调节速度快,是优良的短期响应资源,单位小时能耗可削减20%~100%,人员密度越低,响应潜力越大,夏季尖峰电价时段平均可削减34%的新风负荷。以峰谷分时电价为响应信号,全天总运行费用可节省14%。在此基础上,进一步探究了室内二氧化碳浓度上限、人员密度、换气次数和气候区对新风负荷响应潜力的影响规律。新风柔性为建筑参与电网响应提出了新的解决方案,对于改善电力供需矛盾有较高的应用价值。

快速掘进工作面局部通风管控装置研究

为进一步提升快速掘进工作面作业安全系数,实现按需供风,设计快速掘进工作面局部通风管控装置,对装置的组成结构、关键部件布置以及按需供风流程等进行了详尽的研究。通过多传感器实时监测工作面环境参数和运行状态参数,经控制器分析、计算后对局部通风机进行按需、智能变频调速。完成的试验分析结果表明,该局部通风管控装置能够实现按需供风,提升了快速掘进工作年作业安全系数,保障工作面安全、高效、快速掘进。

基于冷负荷需求预测的空调系统智能节能控制

冷负荷需求预测是空调系统智能节能控制的核心,通过对建筑物的冷负荷进行实时监测和预测,为空调系统的运行提供依据。为了合理配置与使用空调系统的能源,实现节能,有必要预测冷负荷需求,研究空调系统智能节能控制方法。本文首先收集历史冷负荷数据,建立冷负荷需求预测模型,对空调系统的冷负荷需求进行合理预测,其次设定空调系统节能运行参数,包括温度、湿度、新风量、运行模式和风速等,最后建立空调系统智能节能控制策略优化目标函数,设计空调系统智能节能控制策略,并执行控制动作,以提供节能且舒适的环境。试验表明,提出的方法应用后,节能优势显著,节能率超过26%,能耗明显降低。

基于转矩需求和进气量广义预测的汽车发动机空燃比神经网络控制方法

分析燃烧特性与温度值,进行汽车发动机空燃比控制,但是忽略了发动机内部喷输油过程的延迟性影响,导致控制结果空燃比与理想值偏差较大。因此,提出基于转矩需求和进气量广义预测的汽车发动机空燃比神经网络控制方法。基于转矩需求分析汽车动力系数,针对发动机喷输油过程对发动机进气量进行广义上的预测,根据预测值对喷输油延迟进行补偿,优化空燃比控制律实现控制过程。实验结果表明:本文方法应用后得出的控制结果,表现出的空燃比变化与理想的14.7空燃比十分接近,控制效果较为优质,满足了汽车发动机燃烧质量的实际需求。

基于贝叶斯校准的空调负荷模型参数在线辨识方法

在我国达到“碳达峰、碳中和”目标的进程中,电力系统需求响应技术尤为重要。室内空调负荷因其调节潜力大、控制成本低而被视为重要的需求响应资源。等效热参数模型作为建筑热动力学过程的简化模型,通过模拟电阻和电容的多阶电路,广泛应用于室内空调负荷的研究和控制。然而,传统等效热参数模型参数辨识方法未能充分考虑模型固有误差和观测误差。因此,本文提出了一种基于贝叶斯算法的参数辨识方法。该方法从概率视角出发,结合系统的先验知识,对模型参数进行量化和调整,以降低不确定性。首先根据特定建筑特征抽象出等效热参数模型,然后运用贝叶斯算法对模型参数进行辨识。实验结果表明,该方法不仅提高了模型参数的可信度,还使得其需求响应性能更为准确和可靠。此外,辨识得到的等效热参数模型被应用于需求响应能力置信区间和能力曲线的构建,为智能电网的建设提供了有效的技术支持。