低速二冲程船舶柴油机燃用不同燃料的黑碳排放特性

为了探究船舶柴油机燃用不同燃料的黑碳排放特性,对一台低速二冲程船舶柴油机进行稳态工况试验,试验中使用了轻柴油(D100)、生物柴油(Bio50、Bio30、Bio10)、低硫重油(Low Sulfur Fuel Oil,LSFO)以及高硫重油(High Sulfur Fuel Oil,HSFO)共6种燃料。结果表明,燃用D100以及生物柴油时,黑碳排放浓度相较燃用重油时显著降低,并且随着生物柴油掺混比例的增加,减排效果愈明显,最大加权下降率达到了80%;燃用重油时,在中高负荷工况下,滤纸式烟度计的测量值明显高于声光式烟度计,二者的最大相对偏差达到了40%以上;随着负荷上升,黑碳排放浓度逐渐降低,NOx排放浓度升高,CO排放浓度下降。燃用生物柴油时,NOx排放浓度相较其余燃料更高,而CO排放浓度相对更低;燃用生物柴油时,缸内最大爆发压力明显高于其余燃料,缸压曲线面心前移说明此时燃料燃烧放热迅速,能量转换效率高,但由于生物柴油的净热值较低,故使用生物柴油时,燃油消耗率偏高。本文研究结果可为船舶黑碳减排技术的研发与相关排放法规的制定提供参考。

计及电量交易信息的用电碳计量方法

充分挖掘电碳耦合价值,构建电碳协同市场是实现碳达峰、碳中和目标的重要抓手。电碳信息的耦合依赖一套合理、有效的用电碳计量体系,但我国现行用电碳计量体系中尚未考虑电量交易信息的影响,不能完全厘清每个电量交易行为背后蕴含的碳排放责任。针对此问题,该文从碳排放流理论出发,提出一套计及电量交易行为的用电碳计量新方法。首先,根据碳排放流理论的计算特性,针对有损网络建立其无损等效网络模型;之后,将交易电量和非交易流电量拆解开来,并分别根据其电量来源独立核算其产生的对应碳排放责任。该文方法严格遵守直接和间接碳排放的总量守恒原则,能够厘清电量交易行为背后蕴含的碳排放责任转移,且能够兼顾碳排放因子的时空差异性量化需求,进而具备引导用户开展低碳需求响应的能力。基于PJM-5节点系统和我国某地市实际数据开展仿真分析,仿真结果验证该文方法的有效性。

基于低碳需求响应的新型电力系统中源-网-荷-储协调的优化调度

【目的】在我国“双碳”目标的背景下,节能减排已成为当前电力行业的首要战略目标之一。电力系统除了要考虑系统安全可靠性和经济性之外,还需要将“碳减排约束”引入系统各环节中,将呈现全新的低碳运行和管理模式。【方法】针对新型电力系统碳计量与低碳调控运行问题,提出一种基于碳排放流的低碳需求响应调度策略。首先,分析新型电力系统源-网-荷-储各环节的碳排放影响因素,建立基于碳排放流理论精确的碳计量模型。其次,以动态碳排放因子为引导信号建立低碳需求响应机制,进行优化调度。【结果】通过算例验证:基于低碳需求响应的新型电力系统源-网-荷-储协调优化调度方法有效激发激发系统各环节减排潜力,降低碳排放量,提高新能源消纳率。

基于微网碳计量数据的低压台区协同管理方法

随着新能源技术的快速发展和广泛应用,电力系统正面临着高比例新能源和多主体互联的趋势。然而,机组主体多样性的调度目标在全时段求解所带来的维度爆炸成为影响系统正常运行的主要问题。为此,提出了一种基于微网碳计量数据的低压台区协同管理方法,采用碳计量有效监测和控制碳排放量,实现减少碳排放的目标。根据系统的动态内聚性,划分主体进行最优调度的时间范围,均衡求解维度。同时为解决高比例新能源系统的经济运行、环境效益及消纳等问题,构建多目标调度模型,将碳排放量较小的机组优先调度,以达到减排的目的,结合其动态内聚性及动态多目标协同进化求解模型。最后算例分析结果表明,所提的模型及求解方法可有效降低求解的计算维度并实现对低压台区的精细化调度和管理,提升系统的运行效率和稳定性。

基于改进用电碳计量的绿电市场-碳市场联动交易

为充分发挥绿电消纳的减碳作用,从用电侧碳减排的角度提出用电碳排放核算与绿电交易的认证方法,构建实现碳交易与绿电交易联动的日前零售市场交易模型。首先,明确用电侧的碳排放责任,通过区分不同属性电力的用电碳排放因子改进用电侧的碳计量方法;然后,提出以绿色证书为纽带的绿电交易与用电碳排放的互认机制,通过绿色证书抵消碳排放实现碳市场与绿电市场的联动交易;最后,构建考虑绿电市场和碳市场联动的日前零售市场交易主从博弈模型,并给出求解方法。算例仿真表明,所提方法可以激励用户调整用电结构,主动促进新能源电力消纳,从而降低碳排放。

考虑电力市场化交易的电碳表计量及实现方法研究

电力间接碳排放是电力用户碳排放的主要来源之一,碳排放流是计算电力间接碳排放的重要方法。目前,基于碳排放流的计量理论尚未考虑电力市场化交易的影响,缺乏相应工程应用的实现方法,参与电力市场化交易的用户难以准确获得其用电量所对应的间接碳排放量。为解决这一难题,该文研究碳排放流理论的分布式电能实现方法,考虑电力市场化交易对交易双方及相关用户碳排放因子的影响,提出含电力市场化交易的电力系统源、网、荷全过程电碳排放量计量方法;并研究存在绿电交易、储能等情况下的电碳排放因子特点及计算方法。基于上述理论,研制了电碳表及其相关系统,并利用电碳表系统对某地电网部分实际拓扑进行分析,验证了所提方法的有效性及电碳表的实用性。

“双碳”目标下国家质量基础设施建设应用现状

计量、标准、合格评定作为国家质量基础设施服务公共结构,是我国实现碳达峰碳中和宏伟拼图不可缺少的重要力量。通过系统分析现阶段我国碳排放计量体系与国际IPCC温室气体清单编制之间的继承发展关系,主要碳排放计量方法在实际工作中的应用方式,整理了碳排放管理工作推进进程以及标准化工作框架,归纳了MRV体系在碳排放检验检测中重要作用以及绿色节能低碳认证组织发展情况。最后总结分析“双碳”目标下国家质量基础设施发展的趋势与问题,为我国下一步碳达峰碳中和计量体系、标准化方面和合格评定模式发展方向提供建议。

基于PMNT晶片热释电型太赫兹探测器的设计与应用(特邀)

针对太赫兹探测器的研究现状,分析研究了现有太赫兹探测器的优缺点,并对热释电型太赫兹探测器的热释电材料和吸收材料进行研究,提出了一种基于铌镁钛酸铅(PMNT)晶片的新型太赫兹探测器的设计和制作方法。用PMNT晶片作为热释电材料,碳纳米管作为吸收材料,使用精密减薄抛光工艺和溅射电极工艺等工艺技术,完成了新型热释电太赫兹探测器的设计与制作。并利用该探测器设计了一款太赫兹功率计,经测试,该功率计在0.1~30 THz宽频段、0.5~100 m W大功率动态范围内,功率测量准确度达到了±10%,综合指标达到国际同类产品先进水平,应用效果良好。

电力碳排放计量网络溯源方法及计量分析

碳排放流理论在电力间接碳排放量计量中有效应用,电碳表等计量装置已试点部署,形成电力碳排放计量网络(简称电碳计量网络)。电碳计量网络具有数字化、网络化的特征,是一种新的计量方式,目前尚未有针对电碳计量网络的溯源研究及分析。该文在基于电能的碳排放流理论实现方法基础上,首先讨论用户碳排放量的计量属性,再通过对电碳计量网络中通信线路不确定度、电碳表不确定度、电碳计量算法不确定度的研究,提出电碳计量网络整体溯源方法,并对溯源方法进行分析,得出普遍贡献、电能有限影响、逐级递减3条结论,可为电碳计量网络的实际应用提供理论支撑,最后,利用实验室中部署的电碳表系统验证了文中提出的溯源方法及结论的有效性。

广西国有七坡林场森林碳汇价值评价

通过调查七坡林场的森林资源家底,科学评估林场森林碳储量和价值量。将七坡林场2015年与2020年资源现状进行对比,采用森林资源蓄积量扩展法,核算森林碳储量,分类统计碳汇价值变化。结果表明,5年间,七坡林场森林面积增长78.1 hm2,森林蓄积量增加174954 m^(3),森林碳储量增加202688.58 t;森林碳储量从2015年的1047184.95 t增加到2020年的1249873.54 t,增加202688.58 t,增长率为19%;混交林面积从2015年的130.0 hm2增加到2020年的1218.9 hm2,2020年碳储量198885.15 t,较2015年增长近13倍。由此可见,七坡林场2015—2020年期间林场坚持在分区施策、分类经营和可持续发展原则的基础上,有计划、有步骤地开展森林经营管理活动,加强森林资源保护与建设,在森林碳储量和碳汇价值提升上取得显著成效。以期为七坡林场科学改进森林资源保护、经营和利用措施提供数据支撑,对评估区域森林生态系统碳汇能力、评价森林碳汇价值提供借鉴。

红外碳硫仪测定固体废物中有机质含量

针对《固体废物有机质的测定灼烧减量法》(HJ 761-2015)存在适用范围有限、干扰因素较多等问题,提出采用红外碳硫仪测定固体废物中有机质的方法,试样经盐酸预处理,低温烘干后,通过红外碳硫仪测定试样中的有机碳,从而计算出有机质的含量。本法适用于不含单质碳的固体废物样品,测量范围:0.0024%~60%,检出限为0.0006%,测定下限为0.0024%,样品测定相对标准偏差1.1%~3.3%。

楼宇集群能量共享优化策略

为了实现虚拟电厂与楼宇集群之间的有效互动,基于主从博弈理论提出了以虚拟电厂运营商为领导者、楼宇集群为跟随者的动态定价模型。首先,由运营商作为领导者制定动态电价,引导楼宇集群用能策略,下层楼宇集群根据领导者发布的动态定价优化自身用能策略;然后,在楼宇集群侧建立了考虑分时碳计量的电-碳耦合能量共享模型,各楼宇通过能量共享提高能源的互补性;最后,采用机会约束方法分析了风光的不确定性问题,并考虑了需求响应的不确定性给系统运行带来的影响,从而提升系统应对不确定性风险的能力。通过仿真实验验证了该模型在降低系统碳排放量的同时,实现了虚拟电厂与楼宇集群的利益最优。

智能物联电表软硬件设计与实现

为了弥补现有能源计量体系的不足,本项目开发了一种面向分布式、大负荷等复杂电力场景的智能电能采集计量装置。该装置不仅可以对用户的用电情况进行实时监测和数据分析,还可以根据监测结果对用电设备进行智能控制,实现了能源的高效利用。该装置不仅可以在典型的工业、商业和民用领域进行应用示范,具有较高的优越性能和应用价值,还可以实现计量装置与智能技术的深度融合,为实现能量计量与碳市场的合理交互以及双碳目标的达成提供了强力而有效的技术支撑。

呼和浩特市杨树人工林生物量分布特征及碳计量参数研究

本研究以呼和浩特市平原区杨树(Populus)人工林为研究对象,开展杨树人工林生物量分布特征和碳计量参数研究,以期提高研究区杨树人工林生物量和碳储量的估算精度。通过对不同龄组的杨树人工林设置标准样地,研究分析标准木的不同器官生物量和林分生物量特征。结果表明:不同龄组杨树各器官生物量分配呈现一致趋势,均表现为树干>树根>树枝>树皮>树叶。不同器官生物量占整株生物量的百分比分别为:树干50.19%、树根17.79%、树枝14.72%、树皮11.40%、树叶5.90%;实测生物量转化与扩展因子(BCEF)为0.42 t.m^(-3)、生物量扩展因子(BEF)为1.64、根茎比(R)为0.22、木材基本密度(WD)为0.25 t.m^(-3);通过实测碳计量参数和联合国政府间气候专门委员会(IPCC)缺省值计算得到的不同龄组林分生物量无差异,表明采用实测碳计量参数和IPCC缺省值均能较准确地计算呼和浩特市平原区杨树人工林的固碳特征。

“双碳”目标下企业能源计量及节能降耗分析

为实现社会经济的高质量发展,我国提出了碳达峰与碳中和战略目标(以下简称“双碳”),企业应采取能源计量措施,引进信息化技术,开发并应用能源计量管理系统,有效降低能源消耗。各传统能源企业面对全球能源革命的挑战,要充分立足于“双碳”目标,积极谋求转型发展模式,这对企业实现持续健康发展具有重大意义。基于此,以造纸企业的能源计量为研究案例,阐述能源计量在“双碳”中的作用,分析“双碳”目标下企业开展能源计量与节能降耗面临的各种挑战,并提出具体应对措施,以期为其他企业能源计量及节能降耗提供参考。

电力系统全环节碳计量方法与碳表系统

电力行业是中国煤炭消耗和碳排放最大的单一行业。实时、准确、全面的计量电力碳排放是挖掘电力碳减排潜力、引导电力用户互动减碳的基础与前提,也是支撑碳市场的数据基础。为此,以联合国气候变化公约提出的“可测量、可报告、可核实”的“三可”原则为基本设计理念,基于电力系统碳排放流分析理论,提出了电力系统全环节碳计量方法,实现电力系统源、网、荷三侧电碳信息的“分钟级”实时碳计量和“用户级”精细碳计量。在此基础上,设计了电力系统全环节碳计量系统,介绍了电力碳表系统的基本概念和实现形式。基于中国江苏常州市的实际系统运行数据和负荷数据开展了仿真验证,仿真结果验证了所提方法的有效性。最后,对电力能源系统碳计量领域需要进一步研究的关键问题进行了展望。

杉木人工林生物量分布特征及其碳计量参数

探究杉木人工林生物量的分布规律并建立其生物量预测模型,为预测和评估其固碳能力提供依据。采用野外生物量调查和室内测定等方法,选择广西杉木典型栽培区的不同林龄阶段和不同立地条件的杉木人工林为研究对象,对其根茎比、木材基本密度、含碳率和生物量转化与扩展因子等参数进行分析。结果表明:不同林龄杉木树干生物量的占比最高,幅度为40.00%~67.40%,树根其次,幅度为14.70%~22.70%;杉木的平均根茎比值为0.263,木材基本密度的平均值为300.5 kg/m^(3);不同相对生长方程回归模型对于树干、树皮、树枝、地上生物量、地下生物量以及总生物量的拟合效果并无明显差别;杉木各器官平均含碳率为50.57%,呈随林龄增加而增加的趋势;杉木树干生物量与蓄积量的关系以幂函数略优,而地上生物量、地下生物量和总生物量与蓄积量的关系则以双曲线模型略优。

石化制氢过程碳计量技术现状和展望

氢能是国家重点发展的新能源领域,石化制氢过程是氢能主要来源,在国家“双碳”政策下,碳计量技术是石化制氢过程低碳高效运行的必要手段。本文介绍了我国氢产能,尤其是石化制氢过程的现状,并对石化制氢过程碳计量进行了详细分析,展望了石化制氢过程碳计量的前景以及当前亟须解决的问题。

Power ＂Smart Pricing＂ with and without Smart Meters

Over the past several years, the Taiwan Power Company has launched two smart pricing programs to assess the demand response of residential customers： the TOU （time-of-use） rate scheme and the DRI （demand reduction incentive） scheme. This paper discusses these two programs and evaluates their respective performances. We develop an efficient approach based on marginal cost pricing to redesign the TOU rate scheme. In our finding, the TOU price levels could be revised to encourage more customers to participate by enlarging the price gap. Moreover, the DRI scheme can be further improved in order to reach an efficient win-win solution among customers, the utility and society. This can be achieved via a careful design of incentive tariff discounts to take account of the time-of-use or location-specific features of the power supply/demand condition.

基于碳排放流迭代算法的分布式碳表系统(一):理论方法与分析

作为“双碳”策略的底层驱动,精确、实时的碳计量为碳减排、碳市场和碳交易的标准提供了量化依据。碳计量体系依赖于健全的碳计量理论,但传统的电力系统碳排放流计算方法无法满足在碳排放源本地进行碳计量的需求。针对该问题,该文提出一种用于电力系统碳排放流计算的迭代算法。首先,基于电力系统节点的邻接特性,建立了迭代算法的数学模型;之后,根据电网潮流的特点,证明了迭代收敛的稳定性和收敛次数上下限的可计算性;此外,分析了利用碳表装置在本地计算碳排放流的可行性,研究了源网荷各环节碳表装置的协同性,并拓展了碳表装置在广义节点场景中的应用。最后,以4节点系统和IEEE 14节点系统为仿真算例,验证了所提迭代算法的高效率和准确性。该文提出的碳排放流的迭代算法为后续分布式碳表系统的硬件实现奠定了理论基础。