电动汽车等电能替代负荷情况分析研究

电能替代越来越受到各方面重视,近几年电能替代终端技术发展很快,电能替代产品市场应用成熟。其设备已广泛应用于工业生产、日常生活领域用以替代其他一次能源。今后电能会以自身的优越性而成为社会首选的能源。杭州市能源消费以原煤、原油和电力为主,随着经济的增长和产业结构的调整,应明确能源清洁化发展目标,通过实施"两个替代",转变能源利用方式。大力实施电能替代工程,积极引导全社会用能单位煤改电、油改电,促进节能减排,推动绿色、低碳发展。     

基于熵值法的碳配额优化电量灰色预测模型

本文基于灰色预测理论基础,针对电量预测与碳减排目标设定难以结合的问题,从减排责任、减排能力与减排潜力三个方向入手,提出一种基于熵值法的碳配额模型,并且通过灰色预测的方法解决历史数据少的问题从而实现电量预测,最后通过综合考量碳配额在电力预测中的影响程度,提出了一种基于碳配额的优化灰色预测模型,并结合实例进行分析,通过后验差检验保证了模型的准确性,结果表明引入碳配额分配方式后的灰色模型更具有现实意义,有助于指导地区制定能源政策,并在兼顾地区历史发展水平与GDP水平的同时完善碳配额制度。     

中国未来能源需求趋势分析

为给中国能源发展规划提供参考,分析预测了中国未来能源需求状况。采用了国际间比较分析的方法,对不同国家在不同发展阶段人均国民生产总值(GDP)与人均能源消费总量、GDP能源消费强度、人均电力消费、交通用能之间的关系进行分析。结果表明,随着中国未来经济的发展,中国能源消费总量还将大幅度增长;中国未来GDP能源强度还有一定的下降空间,电力消费和油品消费在终端能源中的比例将进一步提高。     

基于SSM模型的我国能源终端消费结构研究

以我国东部、中部、西部三大地区为研究对象,基于偏离份额模型对各地区2001—2016年分行业能源终端消费结构进行分析.结果表明:①中国三大地区能源终端消费在2001—2008年阶段呈现不同程度的增长,各行业之间的差异较为明显;2009—2016年阶段出现不同程度的下降.其中,东部和中部工业能源消耗下降幅度最大,带动了总体能耗的下降.②结构偏离分量方面:2001—2008年,建筑业明显低于其他行业的能源消费增速,对于区域总体能源消费的推动作用较小;2009—2016年,工业和其他行业能源消费增速较低,而农林牧渔业、建筑业、交通运输业、批发零售业和生活消费的能源消费增速较高,对区域能源消费的推动作用较大.③竞争偏离分量方面:中国三大地区能源终端消费行业差异显著.2001—2008年,东部地区的工业和批发零售业能源消费增速高于全国,中部地区工业和批发零售业增速低于全国,西部地区由于经济发展的需要,建筑业和批发零售业能源消费增速明显高于全国;2009—2016年,东部地区各行业能源消费增速均低于全国,中部地区除工业能源消费外,各行业能源消费增速仍高于全国,西部地区工业和批发零售业能源消费远高于全国平均水平.     

浅析无线传感器网络的智能电量采集硬件平台和监控系统

电能是日常生活中最重要的能源,但目前的电量耗能统计模式,无法对每台电器的用电量进行统计,无法获得电能消耗的详细信息。为提高电能的利用效率,研究人员提出了基于无线传感器网络的智能电量采集硬件平台和监控系统技术,本文对此展开浅析。     

西部可持续能源开发利用模型

为了研究中国西部可持续的能源开发利用战略,建立了西部可持续能源开发利用模型。该模型以能源系统优化模型——MARKAL模型为内核,耦合了能源服务需求预测模块、水资源需求模块、污染物排放模块、经济分析模块和内生技术学习模块。应用该模型研究了2000—2050年间西部地区终端能源需求、一次能源供应、电力消费及构成、水资源需求以及污染物排放等。并分析了“能源东送”方案对西部能源系统的影响。结果显示,2050年中国西部终端能源消费量将达到12.43亿t,一次能源消费量将达到14.67亿t。预计“能源东送”方案实施后,一次能源消费、电力需求、水资源需求和污染物排放均会有较大幅度增加。     

碳强度和水资源约束下2030年中国西北五省能源供给规划研究

为了对碳达峰和水资源短缺形势下中国西北五省能源供给侧的合理配置进行全面把控，以便推进西北五省能源转型，实现低碳发展，以2017年为基期，以2018—2030年为预测期，利用长期能源替代规划系统(LEAP)模型对西北五省的终端能源需求量进行预测分析，从供给侧出发，研究了西北五省2018—2030年在碳强度约束和水资源约束下的能源结构变革、能源供给规划、能源调度规划和产能建设规划。结果表明，发展可再生能源是未来西北五省实现碳达峰和碳中和的主攻方向，一次能源结构中原煤、油气和非化石能源的比例将从2017年的6∶3∶1变为2030年的3∶3∶4,终端能源结构中煤炭、油气和电力的比例将从2017年的5∶3∶2变为2030年的1∶5∶4;能源生产方面表明煤炭产量仍呈上升态势，石油产量保持低速上升的趋势，天然气的增产潜力大；电气化是未来发展的趋势，电力供应能力将持续增强，西北五省水资源的短缺将进一步遏制火电的发展。该研究可望在合理配置水资源的基础上为西北五省的低碳发展提供参考。     

我国农村地区中长期能源需求预测

农村地区能源需求预测属于区域能源需求预测的范畴，主要突出地域的概念。预测中国农村地区能源消费需求形势，将有助于制订农村可持续发展的能源战略。本文根据我国要在2050年达到世界中等发达国家的经济水平这一大目标的要求，通过科学分析测算，提出了农村地区中长期能源需求的常规方案和加强可再生能源开发利用的方案。预计到2020年和2050年，农村地区居住人口分别为6.7亿和4.8亿，采用加强方案，对商品能源的需求量将分别达到12.9×108t和16.3×108t标准煤。     

用MARKAL模型研究中国未来可持续能源发展战略

为研究中国未来可持续能源发展战略 ,在对未来社会经济发展进行合理的假设基础上 ,应用中国 MARKAL 模型 ,对 1995～ 2 0 5 0年间中国终端能源消费及构成、一次能源消费及构成、电力构成、二氧化碳排放量等进行了研究。分析了终端能源消费中油气电比重的增加、先进高效的火电机组以及新能源与可再生能源和核能的应用对减排二氧化碳的作用。此外 ,还应用该模型对由煤制油品、煤制氢等满足未来急剧增长的交通运输燃料的需求以及由煤制合成气实现城市清洁能源的大规模应用进行了研究。     

基于小波神经网络模型的中国能耗预测

通过中国能源消费数据分析,结合小波分析与神经网络理论方法,建立了相应的中国能耗的小波神经网络模型,对中国能源消费增长率进行了预测,并以此预测出未来中国能源消费需求总量.通过实际数据与预测数据的统计分析表明,小波神经网络模型的预测结果有较高的精度,对中国能源消费需求总量的预测有较高的可信度.     

机电式飞轮车辆能量管理策略

为了有效提高车辆的动力性和经济性,针对电动车辆大功率加速工作电池负荷大,制动能量回收效率低的问题,本文提出了加装机电式飞轮系统的车辆。通过研究机电式飞轮系统在制动能量回收时功率分流和驱动汽车时扭矩耦合的工作原理,使用针对该系统工作特点的模糊控制策略,根据机电式飞轮系统高效率的优点,制定了使该系统回收、释放能量的逻辑策略;结合CRUISE搭建整车模型,MATLAB-Simulink设计整车模糊控制策略,并将CRUISE与MATLAB-Simulink通过Interface建立联合仿真平台进行仿真分析。结果表明,首先,搭载机电式飞轮系统的车辆精确地完成驾驶员的驾驶要求;其次,飞轮及控制电机的工作状态符合其工作原理;最后,搭载了机电式飞轮系统的四驱车辆相比较普通的四驱车辆,其NEDC工况电能消耗量下降了10.26%。     

含储热装置的热电联产系统改进人工蜂群优化调度方法

由于冬季供暖的需要,我国北方地区的机组大多数采用工作模式为“以热定电”的热电联产机组。在夜间,热电机组的电功率会维持在较高的水平,大量的风能得不到有效地利用,弃风现象十分严峻。传统的解决方法是在系统中单一地加入储热装置或电锅炉来减少弃风现象的发生,但消纳风电的能力有限。本文采用电锅炉和储热装置来协调供热,以提高风电的利用率。首先分析了发生弃风的原因;其次构建了含储热装置与电锅炉的热电联产系统调度模型;然后设计了基于概率的交叉变异算子,并将其应用于人工蜂群邻域搜索过程,给出了基于概率交叉操作的改进人工蜂群求解算法,基于我国北方某一区域的数据进行了仿真验证,证明了所提方案的可行性;最后对风电消纳进行了经济性分析,仿真结果表明加入电锅炉后具有更低的煤耗成本,更好的经济效益。     

办公建筑运行能耗的混沌时间序列复合预测

针对办公建筑已有的能耗预测方法中未能考虑到能耗数据的混沌变化特性,提出了一种基于混沌时间序列的办公建筑运行能耗预测方法.对研究对象的时间序列进行相空间重构,判断其具备混沌特性,建立混沌理论和支持向量回归的组合模型进行训练,采用Markov链消除组合模型由于参数传递产生的累积误差,得到最终预测结果.为了验证算法的有效性,以西安某办公建筑的能耗监测数据为例进行实例分析,并与非线性自回归神经网络、支持向量回归等其他预测方法进行对比.实验结果表明,经过Markov修正后的混沌时间序列组合模型预测精度显著提高,预测效果优于其他方法,且更符合办公建筑能耗的变化规律,为节能优化提供有效的数据支撑.     

计及能耗经济性和电池寿命的PHEV能量管理策略优化

针对一款混联式双电机插电混合动力汽车,建立了整车动力学模型和电池寿命衰减模型,同时为反映电池温度对电池寿命的影响,建立了电池温度模型;考虑能量管理控制对能耗经济性和电池寿命衰减的影响,制定了一种多模式逻辑规则能量管理策略,并分析了控制参数变化对能耗经济性和电池寿命的影响。建立包含等效油耗和电池寿命衰减的多目标优化模型,基于多目标改进遗传算法对能量管理策略控制参数进行优化,优化结果表明：基于本文插电式混合动力汽车能量管理策略的优化方法得到的控制参数Pareto最优解集兼顾了插电式混合动力汽车的能耗经济性和电池寿命,可以得到多组不同的控制参数优化解,为能量管理策略的设计应用提供了多种可供选择的方案。     

基于超越对数生产函数的能源产出及替代弹性分析

把劳动和资本之外的能源投入要素分解为煤炭、石油、天然气和电力的投入,建立了一个超越对数生产函数模型并基于岭回归进行了分析,估计了各能源投入要素的产出弹性、替代弹性以及相对技术进步差异.结果表明:能源要素对经济产出的总体规模报酬递增;电力和石油的经济产出率高于煤炭,并可以有效替代煤炭;技术进步速度依次为煤炭、石油、电力和天然气,符合中国能源消费以煤炭为主但努力提高石油比重的特征;天然气作为优质高效能源的特性没有体现可能与其比重较低以及更多用于生活部门有关.     

基于LoRa的低功耗温度采集传感器系统设计

针对工业高炉冷却水温监测长期运行、维护成本高问题,设计一种基于LoRa(Long Range)的远距离低功耗无线传感器网络系统;系统搭建基于LoRa通信水温采集终端的模块能耗计算模型,通过对计算模型分析,提出了一种基于LoRa协议层的时钟同步协议和时分多址联合优化的无线通信策略;该策略利用LoRa通信技术完成信息交互,实现网关与终端节点的高精度时钟同步;网关完成可对无线资源调度,动态分配终端节点的时隙资源,以实现数据周期性上传,降低数据传输碰撞的概率,并优化无线资源的使用效率;实验表明,该通信策略与ALOHA通信协议相比,显著提高了通信的投递率和能源效率,进一步提高了LoRa在网络中的性能,所提出的联合优化的无线通信策略是有效的。     

氢动力汽车和电动汽车在中国的应用前景分析

为了分析电动汽车和氢动力汽车在中国的应用前景,使用从油井到车轮的生命周期评价方法,对以煤基原料提供动力的电动汽车和氢动力汽车的循环的生命周期化石能消耗和温室气体排放进行了对比。结果表明:从全生命周期的角度看,未采用CO2捕集与封存技术时,电动汽车在生命周期化石能消费和温室气体排放方面优势明显。随着CCS技术的大规模商业化,氢动力汽车的全生命周期温室气体排放将优于电动汽车,但这需要以生命周期化石能消费的增加为代价,中国政府有必要加大对电动汽车的关注。     

基于滚动时间窗的PSO-LSSVM的通信基站能耗建模

基站是通信网络的重要能耗节点,精准计算合同能源管理(EPC)模式下基站节能量成为该领域的技术瓶颈.以3类典型场景通信基站为对象,提出了一种基于粒子群优化算法(PSO)的滚动时间窗最小二乘支持向量机(LSSVM)的基站能耗建模方法.该方法通过选取预处理的基站配置参数与实时数据建立滚动时间窗,采用PSO优化训练模型参数,并通过LSSVM回归估计训练模型,得到随时间窗数据变化的基站动态能耗模型.仿真试验与样本基站实测数据的验证结果表明,本文建立的能耗模型具有较高的预测精度及泛化能力,对基站节能工程的评估具有良好的应用前景.     

丘陵地区对纯电动汽车经济性分析及能耗优化方法研究

为了分析丘陵地区对纯电动汽车的经济性影响以及如何提高能耗利用率,针对道路坡度,研究了一种基于动态规划优化控制电机转矩的方法,完成了优化能耗的目标。首先构建了纯电动汽车模型,设计了虚拟坡度,应用动态规划算法合理分配电机转矩及车速,并从车速方面分析了坡度对行车经济性的影响;之后,在虚拟坡度下,使用无坡度道路下的最佳经济车速控制仿真车辆,求解虚拟坡度下的汽车能耗,并将此方法计算的能耗与上一步优化方法得出的能耗做对比,证明了所提出的优化算法能够有效地降低能耗;最后,在实际路况上验证了提出的能耗优化算法的合理性。实验结果表明,针对丘陵地区提出的动态规划算法,能够全局优化能耗,有效提高驾驶经济性。     

降低噪声影响的进场航线路径优化

随着航空运输迅猛发展,航空噪声污染日益严重。为减缓航空噪声问题,从分析航空噪声评价方法入手,考虑越障、航段转弯、绕飞限制区等条件,以噪声影响人口数最小作为优化目标,构建了终端区进场航线优化模型,采用角度扩展法改进A*算法,获得噪声影响较小的进场航线路径。选取上海虹桥机场仿真验证,结合机场实际流量分布进行实例分析。计算结果表明:路径优化后,暴露于65 d B及以上噪声下的人口数由44万削减到21万,航线长度也大幅减小,缩短11. 49%,油耗减少31. 07%。评估结果表明,提出的终端区进场航线路径优化模型能有效减缓航空噪声、降低噪声影响,且在缩短航线,降低油耗方面发挥优势。