考虑不确定性及电/热储能的综合能源系统两阶段规划-运行联合优化方法

随着高比例可再生能源接入综合能源系统,在系统规划及运行优化过程中充分考虑不确定性及电/热储能灵活性的问题至关重要。提出了一种考虑可再生能源及多能负载不确定性的综合能源系统两阶段规划-运行联合优化方法。充分挖掘电/热储能的灵活性与上述不确定性的关系,进行互补平衡并改善系统的可靠性与经济性。所提出的两阶段优化问题在第一阶段主要考虑综合能源系统及储能设备的规划问题,包含0-1变量;第二阶段考虑系统运行问题,包含不确定性参数及多种连续变量。通过仿真算例分析了多类型储能配置对综合能源系统规划问题的影响和不确定性参数的场景数量在两阶段随机优化问题中的影响,并对比分析了两阶段随机优化与两阶段鲁棒优化的优缺点。分析结果为综合能源系统灵活配置电/热储能设备、考虑不确定性参数问题提供建模求解的策略及建议。

揭示金属锂负极电化学行为的影响因素:电子转移和锂离子输运

锂金属负极被认为是下一代储能电池中最有应用前景的负极材料。然而,严重的且无法避免的锂枝晶生长和潜在的安全隐患阻碍了其实际应用的发展。结构化碳基集流体负极结构能改善锂离子的输运,还能减缓电子转移的速度,同时已被证明能有效地抑制锂枝晶生长,但仍需更深入地理解基本的电化学原理来研究电荷转移和离子输运的协同作用。本文模拟并量化了控制锂离子电化学行为的两个关键过程,即电子转移和锂离子输运因素。通过有限元法可视化了三维电池模型(锂//电解液//锂)中的局部沉积速率,过电位以及锂离子浓度,揭示了锂离子输运速度和电子转移之间的竞争关系。当电子转移相对较慢时,负极表面附近有足够的锂离子可以发生反应,锂负极的沉积行为则由电子转移控制。然而,在锂离子的输运速率低于电子转移速率的情况下,负极表面的锂离子将会持续消耗,出现锂离子耗尽的情况,锂离子输运将主导锂负极的沉积过程,最终导致锂枝晶形貌。因此,在快充条件下和实际应用中,降低锂负极的反应活性和加速锂离子输运是获得锂金属负极均匀沉积形貌的关键。

锂硫电池用石墨烯基材料的研究进展

锂硫电池因其理论能量密度高、资源丰富和环境友好等优势,被认为是最有发展前景的下一代电化学储能系统之一。然而,硫的绝缘性、充放电中间产物多硫化物的溶解和扩散、硫的体积膨胀以及锂负极安全性等问题,严重制约着锂硫电池的商业应用。石墨烯因其具有高导电、高柔性等诸多优异特性而被广泛研究,将其用于锂硫电池的正极载体、隔膜涂层和集流体中,以期实现高比能、高稳定性的锂硫电池。本文综述了石墨烯基材料,包括石墨烯、功能化石墨烯、掺杂石墨烯和石墨烯复合物,在锂硫电池中应用的研究进展,并展望了锂硫电池用石墨烯基材料的未来发展方向。

1.5℃温升目标下中国碳排放路径研究

《巴黎协定》提出1.5℃目标以及中国2060年前达到碳中和的目标背景下,为研究实现1.5℃目标的技术路径,构建了综合性的能源-经济-环境系统模型,研究中国在2℃情景基础上实现1.5℃目标的额外减排要求、部门贡献和关键减排措施。结果显示,1.5℃情景要求到2050年CO2排放量减少到6亿t。一次能源消费总量2045年达峰,峰值控制在68亿tce。能源结构实现大幅度优化,非化石能源占比达到67%,煤炭比例下降到16%。与2℃情景相比,2015—2050年1.5℃情景需要额外累积减排380亿t CO2,额外减排量主要来自电力部门。在减排措施方面,额外减排主要来自新型低碳能源与生物质能结合碳捕集与封存(BECCS)技术。不同部门的主要减排措施存在差异,电力部门更多依赖BECCS等减排技术以实现较大幅度负排放,是实现1.5℃目标路径的关键因素。工业部门主要依赖能效提高。建筑和交通部门则更多依赖终端能源结构调整,氢能在其中发挥了较大作用。

台湾松山文创园区的发展特色及其借鉴意义

本文通过研究台湾松山文创园区的历史与现状,深入分析了园区发展模式及经营特色,从而总结该文创园区的建设与管理经验,以期对大陆其他省市建设文创园区提供借鉴。从研究中得到,充分利用民间资本,让民众充分参与进文创活动,依靠城市的文化特色找准定位,以及举办丰富多样的文创活动等是让文创园区活化起来的成功经验。

计及?效率的综合能源系统多目标优化调度方法

综合考虑综合能源系统(IES)在能效、经济、环境等多目标上的优化调度需求,提出一种IES的多目标优化调度模型及求解方法,以实现多能互补IES的节能减排、经济运行与环境友好调度运行。首先建立了满足IES在能效、经济、环境等方面的优化调度需求的多目标函数模型,并在能效目标函数中引入[火用]效率,实现多能耦合系统的高效、高质量用能;其次建立了适用于多目标优化调度的IES数学模型,并通过模型凸松弛等方法保证模型的凸性,提高问题求解效率;再次建立了多目标优化调度问题帕累托前端的求解及运用方法,利用多目标凸优化问题的标量化方法进行模型转换,从而求解多目标凸优化问题,并提出筛选方法,用于从帕累托前端中筛选得到综合性能较好的调度方案;最后结合贵州省某IES算例仿真,验证了所建立多目标优化调度模型与求解方法在满足区域IES由于多能耦合而带来的多目标调度需求上的可行性。

网络功能虚拟化技术研究进展

企业通常部署各种网络功能设备来实现企业网络所需的网络功能.例如,防火墙和入侵检测系统可以加强企业网络的安全性;缓存代理和广域网优化器可以提升企业网络的性能.然而,企业部署、更新和维护网络功能设备需要大量开销.不同网络功能设备之间的差异使得企业需要庞大的专业团队来管理网络设备.物理设备固定的位置和处理能力使得企业网络无法有效解决网络拥塞带来的设备失效问题.随着企业网络规模的增长,网络功能设备管理、维护和更新产生的开销急剧上升.面对日益增长的网络功能设备运维开销和管理难度,网络功能虚拟化(Network Function Virtualization,NFV)技术提出将网络功能和物理硬件设备解耦,通过在通用商用服务器上部署和管理网络功能,为企业降低了网络设备管理难度,减少了网络功能设备开销,提供了灵活的网络服务部署策略,例如,动态回收/扩展.尽管NFV技术能为企业带来便捷和利益,但是实现一个实用而高效的NFV系统存在很多挑战.针对NFV系统实现中存在的问题和挑战,学术界和工业界已投入大量精力对NFV技术进行研究和尝试.该文首先介绍欧洲电信标准协会制定的NFV技术标准结构,并根据其分类总结NFV系统实现中存在的问题和挑战,将当前研究成果分为网络功能虚拟化、网络功能虚拟化设施和管理、网络编排三个部分.软件定义网络(Software Defined Network,SDN)和NFV技术可以相互弥补促进,该文对其之间的关系进行了研究.然后,该文着重从虚拟化网络功能(Virtual Network Function,VNF)构建及运行环境优化、NFV管理系统设计及优化、策略实施与验证、资源分配和迁移策略、NFV负载均衡和状态管理技术、NFV架构中的安全问题几个方面来深入分析NFV技术当前的学术研究成果.最后介绍了NFV技术在云计算、移动通讯以及家庭网络中的应用场景实例,同时对NFV技术进行总结并展望未来研究发展方向.

城镇化背景下中国长期低碳转型路径研究

在中国经济步入新常态之际,为了研究城镇化背景下的长期碳排放趋势,构建了人口变动与能源系统互动的综合分析框架与社会经济-能源系统模型。结果显示,从2014年至2050年,预计有3亿人口从农村流向城市,并呈现从中小型城市逐步向大型和特大型城市汇集的趋势。人口流动趋势与人民生活质量改善结合,推动中国基础设施建设、工业产品生产和能源服务需求增长。基准情景下,2050年中国一次能源消费总量达到84亿tce,能源相关CO2排放达到176亿t,比2013年增长83%;而在低碳转型情景下,通过技术创新,2050年中国一次能源消费需求可以控制在61亿tce左右,CO2排放在2020—2025年间达峰,2050年比基准情景降低78%。低碳转型过程中,非化石能源电力和能效技术的减排潜力最大,工业和电力部门率先在2020年达峰,建筑和交通①将在2030年左右达峰。实现低碳转型所需新增固定投资占GDP的1.5%,不会给国民经济带来重大负担。中国实施新型城镇化战略具有技术和经济可行性。

面向能源互联网的综合能源系统规划研究综述

能源互联网是满足能源消费需求,打造未来可持续发展能源生态圈的关键所在。综合能源系统作为能源互联网的根本物理实现,对其进行合理规划是实现多能源间协调高效、低碳运行的基本保障。首先,概述了各能源子系统的基本规划方法与综合能源系统联合规划的框架,梳理了系统间耦合环节模型。其次,按耦合子系统类型分类,对“电-气”“电-气-热/冷”的耦合系统的联合规划文献进行了详细地综述和分析。最后,提出了对综合能源系统联合规划领域的未来展望。

典型植物化感物质对铜绿微囊藻生长的抑制效果评价

以铜绿微囊藻为研究对象,从抑制率,有效剂量,起效时间,抑制时效和使用成本等方面评价了酚酸类,生物碱类,脂肪酸和酯类共13种化感物质的抑藻效应.结果表明,生物碱类物质对微藻生长的抑制效果最强,其抑制率(>80%)高达酚酸类,脂肪酸和酯类化感物质的4~52倍,其抑藻时效也显著长于酚酸类,脂肪酸和酯类化感物质.生物碱类物质中,血根碱具有最大饱和抑制率(>90%),但其单位剂量的抑藻率[11%/(mg/L)]仅为白屈菜红碱,芦竹碱和小檗碱的16%,49%和63%;白屈菜红碱对铜绿微囊藻的抑制作用最为灵敏高效,抑制铜绿微囊藻所需的最低剂量为0.2mg/L,最短时间为0.4d,且在2mg/L条件下便能维持7d以上的抑制时效.4种生物碱中,血根碱与白屈菜红碱的使用成本较高,超过芦竹碱和小檗碱的800倍.综合各项抑藻特性,植物化感物质的抑藻能力顺序前四为白屈菜红碱>小檗碱>血根碱>芦竹碱;抑藻成本顺序前四为:壬酸<芦竹碱<小檗碱<PHBA.

解读“石墨烯”

石墨烯(graphene)是碳单质的一种同素异形体,由碳原子以sp 2杂化方式形成的六角环状二维原子晶体材料,也是以sp 2杂化为主的碳质材料的基本结构单元。理论上,石墨烯只有单个碳原子层的厚度,约0.35纳米。实际上,人们常把10层以内的薄层石墨统称为石墨烯材料。石墨烯译自英文“graphene”,是由graphite(石墨)和ene(烯类词尾)组合而成的名词。

石墨晶体的热膨胀系数和热导率

石墨平面内和平面间的原子间作用力具有显著差异,形成了各向异性的物理性质。其独特的热学性质使石墨材料在电子器件散热、核能等领域具有重要的应用。石墨热膨胀和导热性质一直以来是炭材料领域中的前沿科学问题,其理论和实验研究受到广泛关注。本文综述了石墨晶体热膨胀系数和热导率的研究进展及应用现状,首先介绍了石墨热膨胀系数的理论分析和实验结果,并探讨了热膨胀系数的影响因素;然后总结了石墨热导率的测量和理论计算结果,讨论了石墨中特殊的声子散射机制;最后总结了石墨在热管理领域的应用,并对该领域发展前景进行了展望。

超洁净石墨烯薄膜

石墨烯具有优异的电学、光学、热学和力学等性质,在学术界和工业界都受到极大的关注和重视。众所周知,制备决定材料的未来。化学气相沉积方法(Chemical Vapor Deposition,CVD)是目前制备大面积、高质量石墨烯薄膜的最佳选择1,2。近年来,针对石墨烯薄膜缺陷浓度、畴区尺寸、堆垛方式、层数、掺杂浓度等的精确控制均取得了一系列进展3–5。

石墨烯导热研究进展

石墨烯具有目前已知材料中最高的热导率,在电子器件、信息技术、国防军工等领域具有良好的应用前景。石墨烯导热的理论和实验研究具有重要意义,在最近十年间取得了长足的发展。本文综述了石墨烯本征热导率的研究进展及应用现状。首先介绍应用于石墨烯热导率测量的微纳尺度传热技术,包括拉曼光谱法、悬空热桥法和时域热反射法。然后展示了石墨烯热导率的理论研究成果,并总结了石墨烯本征热导率的影响因素。随后介绍石墨烯在导热材料中的应用,包括高导热石墨烯膜、石墨烯纤维及石墨烯在热界面材料中的应用。最后对石墨烯导热研究的成果进行总结,提出目前石墨烯热传导研究中存在的机遇与挑战,并展望未来可能的发展方向。

概率语言PROMETHEE方法及其在医疗服务中的应用

由于现实情况的复杂性与人类思维的糢糊性,决策过程中往往需要多个决策者的参与,而且决策者可能会使用多个权重不同的语言术语来表达对方案的偏好.作为一种新型的描述语言偏好信息的方式,概率语言集可以反映出所有可能的重要程度或权重不同的语言木语,且允许语言术语的概率信息分布不完整.因此概率语言集可以更精确地表达决策者的偏好.利用概率语言集表示决策者的偏好,提出了一种概芈语言PROMETHEE多属性群决策方法.最后,用评估医疗机构服务满意度的案例来论证该方法.

硅基光波导开关技术综述

硅基光波导开关技术是公认的低成本光交换技术,在电信网络、数据中心和高性能计算领域中都具有非常广泛的应用前景.本文系统综述了近年来硅基光波导开关技术研究取得的主要进展,首先对马赫-曾德尔干涉仪型、微环谐振型和微电子机械系统驱动波导型三种硅基光波导开关技术进行了介绍,并对不同原理的光开关技术的应用场景进行了总结;然后讨论了影响大端口光开关性能的关键技术,特别着重于拓扑架构、无源器件和光电封装等方面;最后对硅基光波导开关技术的技术挑战和研究方向进行了展望,其对未来硅基全光交换技术的实用化具有指导性意义.

细菌纤维素衍生的三维碳集流体用于无枝晶的锂金属负极

锂金属是下一代高能量密度电池的关键负极,然而其实用化面临着一系列问题,主要包括循环过程中体积变化大、枝晶生长等。使用三维集流体是解决这些问题的有效方法,然而现有大多数三维集流体存在重量大、体积大、表面亲锂性差、成本高等问题。针对上述问题,本文以低成本的细菌纤维素为前驱体,通过直接碳化制备出具有连通网络的轻质三维碳集流体,其表面均匀分布的含氧官能团可以促进锂离子的均匀成核和沉积,有效抑制了枝晶生长。值得注意的是,该集流体的面密度仅为0.32 mg·cm^(−2),在3 mAh·cm^(−2)比容量的锂金属负极中质量占比仅为28.8%。电化学测试结果表明,该集流体在3 mA·cm^(−2)的高电流密度或4 mAh·cm^(−2)的高循环容量的工作条件下,稳定循环超过150次,并且在对称电池或与LiNi0.8Co0.15Al0.05匹配的全电池中也表现出良好的电化学性能。

面向多用户类的拥堵和排放收费方案研究

研究表明在城市交通运行管理中,通常难以实现同时缓解交通拥堵和减少排放的目标.实施道路拥堵收费方案可以有效地管理用户的出行需求,从而减缓交通拥堵,但未必能减少尾气总排放.本文面向多用户类,分别包括不同时间价值的用户(多时间价值用户)和不同车型的用户(多车型用户),通过建立同时考虑拥堵和排放的双目标优化模型,证明多用户类无论基于时间成本准则或者费用成本准则选择路径,都存在一种有效的道路收费方案使帕累托有效流达到用户均衡的状态,实现同时减缓交通拥堵和降低排放的目标.

膨胀负极的力学强化:“厚密”硅-碳电极新策略

随着人工智能时代的来临,消费电子器件便携性要求的提高以及电动汽车使用空间的限制,使锂离子电池的发展面临"空间焦虑",即体积能量密度已成为锂离子电池发展的当务之急.高(质量、体积)比容量的硅基负极是最有潜力部分取代商用石墨的锂离子电池用新一代负极材料,但在嵌锂过程中会发生巨大的体积膨胀,导致固态电解质界面(SEI)破裂及电极粉化等问题,使得容量迅速衰减.

高精度光谱共焦位移测量技术研究进展

随着我国先进制造业的快速发展,光谱共焦位移测量技术以其精度高、适应性强、效率高等优势而得到广泛关注,被应用于诸多行业。本文首先介绍了光谱共焦技术的应用进展,对其在表面形貌及工件厚度测量方面的研究成果进行分析,从多个方面说明了光谱共焦技术在位移测量过程中的性能特点。其次,针对光谱共焦技术的关键组成阐述了其研究进展情况,包括宽谱光源、色散物镜、共轭小孔以及光谱检测与处理等方面的主要成果,展示了各种创新思想在光谱共焦技术中的具体实现,并对各种技术方案进行对比分析,梳理了光谱共焦仪器的技术特点及优缺点。最后,对光谱共焦位移测量技术存在的技术问题进行了总结和展望,以期为光谱共焦技术的性能提升和应用拓展提供有益参考。