考虑需求响应和热能梯级利用的园区综合能源系统多目标优化调度

园区综合能源系统(Park-level Integrated Energy System,PIES)供能设备多样,能源耦合机制复杂,是典型的复杂能源系统。为实现PIES低碳经济运行并提升风电消纳量以及解决系统因用能结构不合理导致的能源利用效率偏低问题,文中建立了电热需求响应模型优化负荷,并充分考量能量的“质”与“量”,基于热力学第一、第二定律建立了对系统碳排放约束性较强的综合能效模型,并将系统的热负荷根据能源品位进行细化区分,依据热能梯级利用理论,建立了能量耦合设备的数学模型。最后结合系统经济成本目标及系统综合能效目标建立了园区综合能源系统多目标优化调度模型,实现针对系统内各设备出力的调度。算例分析表明,文中提出的优化调度方案能够在提升系统风电消纳率及运行经济性的同时兼顾系统的低碳高效运行。

基于组合模型的集输系统综合能效评价研究

为综合评价集输系统的整体能耗水平,从而制定针对性的节能措施,在相关标准的基础上,构建多层级集输系统综合能效评价指标,分别采用G1法和熵权法确定主、客观权重,并基于最小鉴别原理将权重合并,再利用TOPSIS法计算正、负贴近度和相对贴近度,实现综合评价系统用能水平。结果表明:组合权重中单位液量集输综合能耗、集输工艺适应性、单位原油集输综合能耗的权重较大;待评价集输系统中不同月份的相对贴近度与正贴近度的变化趋势更为接近,2月份相对贴近度最小,综合能效水平较差,6月份的相对贴近度最大,综合能效水平较好。从水力、热力和管网角度出发,针对用能薄弱环节,提出了相应的技改措施,整改后每月的单日耗气量可节约2.0~35.8 m^(3),每月的单日耗电量可节约5.7~18.6 kWh。

基于LED反光杯系统的优化研究

在照明系统设计中,接收面的均匀照明以及光能的充分利用一直是光源设计急需解决的问题。目前在LED光源设计领域中,通常采用斯派罗法则分析和微分方程计算的方式进行照明效果优化,这些方式的优化层面较单一,周期长且误差较大。为了加强LED光源系统优化效率,同步提高光源系统的光照均匀度和能量利用率,论文提出了基于光照均匀度评价函数、能量利用率评价函数和综合性评价函数的优化设计算法。运用数值分析方法对单光源系统的反光杯第二面圆锥常数K与曲率半径R进行优化调整,实现整个反光杯光源系统的光照均匀度和能量利用率的同步优化。研究结果表明:利用该文算法优化后的系统比未优化的光源系统光照均匀度提高了14.2%,能量利用率提高了16.75%,与理想值的接近度提升了14.42%,验证了优化方法的可行性。在此基础上,论文进一步研究多光源系统阵列间距对系统光照均匀度和能量利用率的影响,得出光源阵列系统的最优阵列间距,在此间距下的光照均匀度与理想值的接近度为44.84%,能量利用率为88.84%,最终实现了光照均匀度和能量利用率均较好的矩形阵列光源系统。

空气源热泵供暖系统能效分析及系统配置探讨

提出了一种以整个供暖季为时间跨度的空气源热泵制热能效评价方法,得到了相对客观准确的空气源热泵系统供暖季综合能效比。研究结果表明,采用该评价方法有助于多能互补的空气源热泵供暖系统的经济分析、合理配置、控制策略优化提升。

建筑节能与建筑设计中的新能源利用

发展低碳生态经济已经成为人们的共识。文章针对建筑行业耗能严重的现状,对建筑节能、建筑设计与新能源的深度融合进行了研究。通过对建筑行业能耗现状及原因的分析,以及对当前建筑行业中新能源运用情况的实际调查,提出了建筑设计中的新能源利用原则及建筑设计中的节能及新能源利用方法,并对未来二者的深入发展提出了一些新的展望。

基于粗糙集理论的联合站能效分析与评价

为降低联合站的综合能耗,采用粗糙集理论对影响联合站能效的指标进行离散化处理,并通过属性约简去除冗余信息,得到指标权重,将数据代入SVM模型实现综合能效值的预测。得到如下结论:单位液量综合能耗对联合站综合能效等级的影响最大;属性约简可以有效去除数据集中的冗余信息,起到了数据清洗和处理的作用;4号、5号、6号、10号和22号联合站的综合能效等级最高,用能效果较差。从优化站内工艺布局、提高设备负荷率、去除二段脱水负荷等方面降低联合站的能效等级,单月耗电量可减少1072 kWh,单月耗气量可减少472 m^(3),达到了节能减排、节能降耗的目的。

光伏/光热联合空气源热泵系统的性能研究

为了改善传统光伏发电系统的运行性能,提出了一种光伏/光热(PV/T)联合空气源热泵系统,介绍了该系统的工作原理和运行方式,研究了该系统的综合性能评价方法,然后利用TRNSYS瞬时系统模拟软件建立了该系统的仿真模型,并以重庆地区为例,对比分析了PV/T联合空气源热泵系统与单一光伏发电系统的组件表面温度、热效率、电效率、[火用]效率和一次能源节约效率。研究结果表明:1)PV/T组件表面温度与光伏组件表面温度的变化趋势较为一致,二者的平均值相差13℃,说明PV/T联合空气源热泵系统可以有效降低光伏组件表面温度;2)PV/T联合空气源热泵系统和光伏发电系统的平均电效率分别为11.40%和9.86%,相对提高了15.62%,说明PV/T联合空气源热泵系统能够获得更多的电能;3)PV/T联合空气源热泵系统和光伏发电系统的[火用]效率平均值分别为11.73%和8.94%,相对提高了31.21%,说明PV/T联合空气源热泵系统能够获得更多的可用能;4)PV/T联合空气源热泵系统的平均一次能源节约效率为50.94%,其总体变化趋势与热效率的变化趋势相似。

基于水源热泵技术的新型空调供暖系统在医疗建筑中的设计及应用

基于目前医院用热成本偏高、余热未利用的能耗现状和国家“双碳”目标,设计一种医院绿色高效的空调供暖系统,即高效储能的水源热泵供热系统,并应用于某中医院的建设中。系统内容包含余热回收热水管网汇集热量和谷电时段储能水箱储热能。该系统可高效替代目前常用的热空调系统,同时实现节能降碳和降本增效。基于峰谷电价,可实现多用谷电,少用峰电。

铬化工生产过程污染物源头减排与高效治理综合利用技术集成

为解除我国铬化工行业可持续发展的资源环境技术瓶颈,本研究团队提出了“源头减量、过程控制、末端回收、政策指引”的创新思路,集成国内优势科技资源,开发了新型无钙焙烧核心技术、多介质铬资源回收技术、铬盐生产全过程固废就地转化利用技术,通过持续联合攻关,建立了铬化工生产过程污染物源头减排与高效治理综合利用集成技术,并完成了应用转化。

煤基功能碳材料的合成及储能应用

煤及其热加工转化的衍生品煤沥青等是重要的化工资源,基于分子化学工程的技术方法和多维碳材料工程的新理念,发展煤基功能碳材料是实现煤炭资源清洁高效高值利用的有效途径。煤炭及煤沥青在分子层面呈现稠环芳烃特性,可通过物理外场(微波、等离子体等)强化作用,利用分子化学裁剪、杂化改性、界面组装等技术手段,实现零维、一维、二维和三维煤基功能碳材料的可控合成,将推动煤基功能碳材料的储能应用。介绍了煤及其热加工转化衍生品的来源、种类及理化性质,系统总结了数种煤基功能碳材料如碳点、炭纤维、碳纳米管、石墨烯、炭纳米片、多孔炭、炭气凝胶、泡沫炭等的制备方法及优缺点;重点介绍了硬炭、软炭、多孔炭、杂原子掺杂炭等煤基功能碳材料的储能应用,突出了碳层取向调控、杂原子掺杂、限域空间构筑等技术策略在提升碳材料离子存储性能方面的重要作用;介绍了煤基功能碳材料与过渡金属或过渡金属化合物有机耦合制备复合材料的方法,诠释了煤基碳源之性质与高容量且体积变化明显的碳电极材料之结构性能间的本征构效关系;讨论了煤基功能碳材料面临的可控度低、前驱体分子结构演变复杂、合成方法优化等问题。基于分子化学工程理念及过程强化技术的发展,讨论了煤基功能碳材料的未来发展方向。

废弃油气井地热能开发系统概念模型研究

随着油气资源的大量开发,大量油气井的废弃造成安全隐患及环境污染。以废弃油气井为基础来开发地热能是一种发展前景良好的利用方法。通常,我国富含油气资源的地区同时具有开发风能、太阳能等可再生能源的条件。本文重点研究废弃油气井地热能开发系统的概念模型,为废弃油气井的合理利用和未来油气行业的转型指明方向。未来,可以地热能开发为核心,与其他可再生能源相结合,构建“1+N”的综合利用系统。

基于省级智慧能源服务平台移动端的综合能效诊断功能设计与应用

随着我国新形势下能源市场特性和行业运营环境发生深刻变化,全社会迫切需要加快推进能源全领域、全环节智慧化发展,提高自身可持续自适应能力。省级智慧能源服务平台移动端是实现综合能源建设发展的突破口之一,是手机App综合能源应用的主要抓手。综合能效诊断可通过省级智慧能源服务平台移动端推送,以电能为基础,从多能源角度监测和能源利用效率方面,为客户全面分析多能源品种、电气化与碳排放水平,提供多能源综合利用效率与能源结构优化方案。

红外光源辐射特性的蒙特卡洛模拟

为满足红外跟踪仿真的高精度、高稳定性设计要求,本文基于蒙特卡洛算法针对红外光源的辐射特性进行了模拟仿真研究。首先,介绍了系统结构和工作原理。接着,以蒙特卡洛方法为基础,对钨丝灯圆柱体光源进行建模,给出光阑处的辐照度精确分布,为建立光阑通光口径的非线性控制函数提供依据。然后,分析了不同条件下蒙特卡洛算法的准确度,并研究了装配位置对系统光能利用率的影响。仿真结果表明:在旋转抛物面反射镜的焦点外存在一个最佳的光源装配位置;在装配过程中,允许的轴向偏移为0.1 mm,垂轴偏移为0.1 mm,角度偏移为2°。该系统满足了红外跟踪仿真的稳定可靠、高精度要求。同时,本文所采用的分析方法对其他红外光源的优化设计也有借鉴作用。

空气源热泵热水机组全年综合能效评定

空气源热泵热水机组全年运行在制热模式,机组能效比受室外气象条件的影响较大,并且热水需求量通常还会随季节和用户用水习惯而有所差别,仅仅用名义工况下的机组运行能效比,难以准确客观地反映出其实际的节能效果。这里主要针对空气源热泵热水机组分布较为集中的长江沿线及以南地区,结合各地区气象条件及用户实际应用情况,引入全年综合运行工况来对空气源热泵热水机组的实际能效进行评定,确定更合理的评价标准。分析结果表明,采用全年综合运行工况作为参照工况点对空气源热泵热水机组进行综合能效评定更加客观严谨。

高压脉冲功率源输出特性

用于起爆冲击片雷管的高压脉冲功率源输出特性目前在国内尚未见报道,为此,通过测试与计算研究,高压脉冲功率源的输出特性。经测试与计算得出高压脉冲功率源加载电压从1.0～3.0kV大幅度的增加,输出效率在33%～45%递增较为缓慢,变化范围较窄;加载电压为2.2kV时,高压脉冲功率源爆发功率最大,能量利用率最高,为11.3%;对于相同参数的金属桥箔,峰值时间和爆发时间越接近,其爆发功率越大,则金属桥箔转化给飞片的能量越大,金属桥箔的能量利用率越高。对试验与计算结果的分析表明:高压脉冲功率源输出特性与理论分析规律相符合。

基于AHP-熵权法的工业大用户用电能效评估

根据工业大用户的用电特性,将工业大用户的用电系统进行分类。阐述了工业大用户能效指标体系的设计思路,并利用层次分析结构建立了评估指标体系。采用AHP-熵权法确定指标权重,实现了对工业大用户能效的综合评价。结果表明,提出的工业大用户能效评估指标体系能够对工业大用户的用电展开系统、科学的分析和评估,得到的综合评估结果可为工业大用户管理、运行以及节能改造提供有力的支持,有助于提高工业大用户的能效水平,提升企业竞争力。

天然气分布式能源系统的能源综合利用效率计算

能源综合利用效率是评价分布式能源系统热经济性的重要指标,相关文件关于该效率的计算方法因不区分冷热电能品位而受到质疑。对两个承担常见负荷、采用典型动力设备的天然气分布式能源系统进行分析,并将其与系统实际的能源产量比较,发现该效率值对系统热经济性的评估不具客观性与合理性,认为将该效率指标与经济杆杠相结合的做法或将分布式能源系统集成与运行设计引导至错误方向。

各种冷源的一次能耗及对环境影响的比较

空调已广泛运用于各个领域 ,空调技术的使用不仅对能源有效利用而且对环境产生巨大影响。空调冷源型式多样 ,不同的冷源能源效率不同 ,运行时污染物的排放情况不同。本文对不同冷源的一次能源利用效率进行了比较 ,并且比较了它们对环境影响的情况。相对来说 ,离心式冷水机组的一次能源利用效率较高 ,燃气直燃型溴化锂吸收式机组的污染物排放量较小。选择冷源时如能将一次能源利用率及对环境的影响情况考虑进去 。

基于区间粗糙数层次分析的冷热电联产系统综合性能评价方法

冷、热、电能量之间的不等价性使得冷热电联产系统性能的准确评价存在较大困难。考虑到联产系统实际运行中供热蒸汽温度、冷冻水供水温度以及环境温度的波动变化,以及电价、热价、冷价随季节变化的特点,本文建立了一种基于区间粗糙数层次分析的评价模型,通过评价指标中能量权重大小来衡量不同能量之间的差异。由该种方法得到的指标不单从一种角度来考虑能源之间的折算问题,同时评价结果向能量梯级利用的原则靠拢,从而能够更加全面完整地描述冷热电联产系统的性能。通过算例,以某天然气冷热电联产系统为实例,分析了不同评价方法下的联产系统综合性能以及冷热电比例和价格变化对性能评价的影响。结果表明,本文提出的计算准则能更好地反映系统的综合利用效率,为多联产系统的准确性能评价提供了有效手段。

重庆地区某地表水地源热泵系统运行测试及分析

针对目前很多地表水地源热泵系统能效比低的问题,对重庆市某酒店的夏季运行工况进行了测试,得出机组能效比最小约为1.7,平均值为4.33;系统能效比最小约为1.0,平均值为2.5。通过分析该系统的运行状况,提出以下提高系统能效比的措施:冷热源设计时要进行全年动态负荷模拟,并且考虑复合式系统的应用;取水口和排水口的位置应合理布置;合理控制机组进出水温差和水质,并且对排水能量进行综合利用。