关于“气候智慧林业”研究的思考

气候智慧林业于2020年之后兴起,是集智慧林业、气候林业和生态林业于一体的协同发展新组合。气候智慧林业是利用智能化和数字驱动的新一代信息与人工智能(AI)技术,通过改变传统的林业科学科研与管理范式,更好地理解森林生态系统与气候变化相互影响的机制;在此基础上,提出基于自然的气候解决方案,实现森林生态系统功能的高效、稳定、可持续目标,最终达到人与自然和谐发展。与传统林业和生态林业相似,气候智慧林业也需要强大的科学研究基础。气候智慧林业研究需要回答的核心科学问题是森林生态系统与气候变化相互影响的机制,其研究方向包括:1)森林生态系统碳汇的监测、计量与核算,以及碳汇对减缓气候变化的时间效应;2)森林生态系统韧性(抵抗力、恢复力、适应力)的形成及其对气候变化和自然干扰的响应机制;3)森林生态系统碳汇的形成、维持与提升机制,包括管理措施和木材生产利用对碳汇的影响、碳汇与其他功能之间的平衡;4)人工智能和多源遥感驱动的森林智能数据采集系统;5)基于信息化+AI和专家决策的气候智慧林业管理系统。加强上述研究,有利于增强森林生态系统韧性,以更好适应气候变化或减缓气候变化的负面影响,提升森林缓解气候变化的能力,为增强森林的多种生态功能与林产品供给能力提供科技支撑。

基于数字孪生技术的电力变压器碳足迹分析及低碳优化方法仿真研究

电力变压器是变电站内主要的耗能设备,根据我国“碳达峰、碳中和”的目标,准确计算变压器的碳足迹并寻求低碳优化方法具有重要意义。提出了一种电力变压器磁特性数字孪生模型的构建方法,基于三维电磁时谐场有限元分析方法,建立66 kV变电站用型号为SZ11-31.5MVA/66kV电力变压器三维数学模型,在波动负荷工况下得出变压器损耗图谱,构建出变压器数字孪生模型。分析变压器的碳足迹,确定变压器的经济负载系数,并确立变电站最优经济运行方式。提出加装磁分路进行低碳优化,得到额定工况下碳排放降低了4.75%左右。通过实验推算,模型预测与实际仿真的相对误差小于5%。该方法可为建设数字、低碳和节能型变电站提供科学依据。

基于数字孪生技术的新型电力系统数字化

随着“双碳”目标的提出,大规模的清洁能源、电力电子设备和新型负荷将接入电力系统,传统的电力系统管理控制模式难以应对双侧随机性、波动性增强等问题,电力系统的安全稳定运行迎来巨大挑战。数字孪生技术作为重要的数字化手段,成为电力系统转型升级新方法。针对新型电力系统内在机理发生的深刻复杂变化,综述了数字孪生的发展历程以及其在电力系统领域的研究现状,并从新型电力系统数字化需求、数字建模方法、数字化平台建设3个层面研究了电力系统数字化转型进程。最终,提出了以数字孪生技术为核心的新型电力系统建模方法和框架。

我国工业硅行业的难题及发展方向研判

根据现阶段工业硅产业面临的困难,分析了工业硅上下游产业链格局、工业硅产量、消费量、库存、产能等的现状,指出工业硅在原料、环保、技术水平、产业结构中的问题,提出了我国工业硅在技术提升、废物回收、节能环保、地区发展调整和产业结构优化的发展方向。

智慧机坪运行管理新技术应用与展望

机坪运行管理是机场运行效率的重要影响因素,直接影响着机场运行安全、运行效率和运行成本。随着机场旅客吞吐量、货邮吞吐量的不断攀升和机场的不断扩建,传统的发展路线已经不能满足“四型机场”建设和“数字化转型”的发展要求。在行业大力推进智慧机场建设背景下,少人无人化技术、智能视频技术、低碳节能技术和数字孪生等新兴技术引起广泛关注,成为机场建设中的重要内容和持续研究的重点领域,也是提升机坪管理效能行之有效的方法之一,正重塑着民航业的形态、模式和格局。

轧制退火工艺对高碳含量孪晶诱发塑性钢拉伸变形行为的影响

以Fe-18Mn-1.0C高碳含量TWIP钢为研究对象,利用单向拉伸试验、光学显微镜和扫描电子显微镜研究了冷轧压下量和退火温度对高碳TWIP钢拉伸变形行为的影响。结果表明,随着压下量的增加,试验钢中产生大量变形组织,在轧制变形组织作用下,Fe-18Mn-1.0C钢的屈服强度及抗拉强度显著提高但塑性降低;冷轧高碳TWIP钢拉伸过程中产生动态应变时效(DSA)现象,随着压下量的增加,锯齿幅度减弱,锯齿数量减少,DSA现象减弱;对冷轧40%试样进行不同温度的退火处理,发现随退火温度的升高,试样屈服强度降低,当退火温度超过400℃时,抗拉强度明显下降,伸长率出现先增加后降低的现象;对于高碳TWIP钢,当退火温度超过400℃时,碳化物快速析出是其抗拉强度及伸长率降低的主要原因。

基于数字孪生技术的园区智慧能源管理平台的设计与应用研究

在数字化赋能时代,智慧能源管理平台成为园区能源管理中重要的、积极推广的应用平台。为了实现低碳园区的可持续发展,提出了一种基于数字孪生技术的园区级智慧能源管理平台,论述了平台的设计方法与系统架构,利用数字孪生技术对园区内的能源系统进行数据采集、数字孪生模拟、能源系统实时检测、分析和优化,提高能源利用效率,降低能源系统运维成本、降低园区碳排放等多重效益。本平台应用于示范工程中,经过数据跟踪分析,验证了其有效性和实用性。

面向低碳的船舶航行数字孪生模型框架研究

数字孪生技术赋能船舶与海上设施领域是国内重点发展战略规划,碳达峰是当前国际重大议题。为解决面向低碳的船舶航行过程数字孪生模型缺乏精准化设计这一问题,文章提出了一种以最小化碳排放为目标,综合考虑船舶综合电力系统、能量管理系统和故障预测系统,建立数字孪生模型的框架,并针对能量管理过程建立面向低碳的船舶航行多目标数学模型,以期对船舶航行的碳排放进行监控与优化控制。

双辊铸轧工艺制备连续碳纤维增强铝基复合材料的研究

连续碳纤维增强铝基(CCF/Al)复合材料具有高比强度、低密度、良好的传热性以及低热膨胀系数等诸多优良的特性,在航空材料、汽车制造、电子设备和工业生产等领域均具有广阔的应用前景。对连续碳纤维表面涂层的制备方法进行了讨论,并总结了近年来CCF/Al复合材料的主要制备工艺、重要研究成果以及存在的问题;重点阐述了采用双辊铸轧工艺制备CCF/Al复合材料的研究结果,具体包括搭建的实验设备、改性后碳纤维的性能、所制备复合材料的组织结构及强化机理;讨论了该工艺目前存在的主要问题,并对其发展前景进行了展望。

数字化交付技术在低碳冶金项目中的应用

随着全球环保意识的增强和低碳经济的发展,低碳冶金工程已成为一个研究的热点。而数字化交付不仅能够提高工程效率和质量,还能够有效地减少碳排放和资源消耗。因此,将数字化交付技术应用于低碳冶金工程中,对于实现低碳经济和绿色发展具有重要意义。本文旨在探讨数字化交付技术在低碳冶金工程中的应用,包括数字化模型的建立、数字化交付规定和数字化交付技术对于低碳冶金工程的优化效果等方面。通过对数字化交付技术在低碳冶金工程中的实践和研究,可为相关行业提供技术参考和实践借鉴,同时也为低碳经济和绿色发展做出贡献。

电工母线排用导体材料的研究进展

针对电工母线排用铜、铝及其合金材料,综述了提升其导电性能和力学性能的新进展,分析了各项新技术对改善导体材料性能的机理和研究现状。。

基于碳素流分析铁前系统CO_(2)排放及减排措施

本文通过对铁前系统碳素流和能量流进行分析,并基于碳素平衡原理,构建工序层级和铁前系统层级的碳素流输入-输出模型,得出焦化工序的煤气燃烧、烧结工序的固体燃料和点火煤气消耗、炼铁工序焦炭和喷煤消耗的碳排放潜力最大,同时指出改变铁前系统能源结构和重视高炉煤气和焦炉煤气的回收与低碳化利用以及开发节能新技术是解决铁前系统CO_(2)排放问题的重要措施。

数字孪生在火电机组数字化转型中的应用

随着“碳达峰、碳中和”国家战略的提出和“降本、提质、增效”成为行业共识,火电机组数字化转型迫在眉睫。探索了数字孪生在火电机组数字化转型中的应用,提出了火电机组数字孪生系统的四维模型和5种内部关系,重点介绍了系统调度平台及智能发育、智能感知、智能评估、智能优化、智能安防5类服务的功能、架构、目标,展望了系统的3个发展阶段。预期提高火电机组的测量、控制、调度、管理水平,巩固火电保供和调峰战略地位,实现智能控制、智慧管理、节能降耗、低碳环保的数字化转型目标。

基于碳钢腐蚀的混合数字孪生的设计与实现

[目的]利用物联网技术及构建数字孪生模型,全面直接地反映全寿期内的金属结构腐蚀过程,实现对金属腐蚀的智能预测及维护,提高金属结构工作的可靠性。[方法]将有限元模型与实时数据驱动结合,提出一种大气腐蚀过程的混合数字孪生模型和物联网监测的实验平台设计方案,建立腐蚀数字化仿真与实际腐蚀过程的联系。[结果]通过将腐蚀物理建模与腐蚀实时数据驱动的结合,将二者组合成为一个“混合数字孪生体”,可实现对金属结构的全寿期管理。[结论]实时数据驱动与物理模型结合的混合数字孪生可为腐蚀研究及防腐蚀技术的应用提供借鉴。

异向/同向转子密炼机中物料流动和炭黑分布情况的数值模拟与试验研究

对异向/同向转子密炼机中物料流动及炭黑分布情况进行数值模拟和试验研究。结果表明,转子的旋向对炭黑在胶料中的分布有显著的影响,与异向旋转相比,同向转子密炼机初期的分布能力较低,但最终分布效果略优。数值模拟可对胶料在密炼机中的流动分布情况进行可视化研究,为转子性能的模拟测试提供了新方法。

双碳和数字化战略背景下的建筑能碳双控平台研究

随着全球气候变化的加剧和低碳经济的推动,建筑行业的可持续发展已成为全球范围内的热门议题。在“双碳”目标和数字化战略的引领下,建筑行业面临着更为严峻的环境压力和数字化转型的挑战。旨在探讨这一背景下建筑能源和碳排放的双控策略,并提出一种建筑能碳双控平台的研究方案,以推动建筑行业的低碳化发展。

短碳纤维增强尼龙6复合材料的制备与研究(英文)

碳纤维复合材料是通过双螺杆反应挤出机复合制备,研究了复合材料的微结构和力学性能,碳纤维的扫描电镜照片显示,处理后的碳纤维较未处理碳纤维有更好的表面粗糙度。复合材料断面照片显示处理后的碳纤维和基体尼龙6材料有着很好的界面结合。复合材料的力学性能得到提高,其拉伸强度和拉伸模量分别提高了33%和50%。

高碳马氏体片中脊的研究

研究马氏体中脊形貌和形成机制具有理论意义。采用Fe-C合金、CrWMn、W6Mo5Cr4V2等材料,淬火得马氏体组织,应用QUENTA-400型扫描电镜和JEM-2100高分辩电镜观察马氏体中脊。发现在高碳孪晶型马氏体片中存在中脊,中脊宽窄不等,中脊周围可为孪晶,也可为高密度位错。中脊由精细孪晶片构成,孪晶片与中脊线呈夹角分布。中脊的形成与应变能有关,温度越低,弹性模量越高,为调节应变能而形成了中脊。

孪生球状碳酸钙的直接混合沉淀法制备及表征

以醋酸钙和碳酸钠为原料,柠檬酸三钠为晶形控制剂,利用液相直接混合沉淀法合成了分散性好、粒度约1.5～3.0μm、长短轴比约2:1的孪生球形碳酸钙晶体.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、原子力扫描探针显微镜(ASPM)和粒度分析等手段对样品进行了表征.结果表明,在不添加柠檬酸三钠的溶液中得到微米级的立方状碳酸钙晶体,而添加柠檬酸三钠(质量分数30%～40%)后则得到具有不同表面粗糙度的孪生球状碳酸钙晶体.同时,用分形生长理论和成核限制聚集(NLA)模型对孪生球状碳酸钙粒子的形成机理进行了分析.

基于深度强化学习的综合能源系统低碳经济调度

综合能源系统(IES)能够实现多种能源形式的供应,但同时排放的大量CO_(2)也影响着周边环境.针对综合能源系统的低碳经济调度问题,本文提出一种基于双延迟深度确定性策略梯度(TD3)算法的优化调度策略.首先,以调度运行成本最小为目标函数,建立考虑碳捕集技术和电转气技术的包含电、热、冷多能互补的综合能源系统模型;其次,引入碳交易机制,提高优化调度策略节能减排的积极性;然后,根据强化学习框架设计优化模型的状态空间、动作空间和奖励函数等,利用TD3算法中的智能体与环境互动,学习综合能源系统的运行策略;最后,利用历史数据对TD3算法的智能体进行训练,并对比线性规划和粒子群算法在不同场景下进行算例分析.结果表明,本文所提方法可以减少综合能源系统运行时的碳排放和运行成本,能够实现综合能源系统的低碳经济调度.