基于再生制动能利用的发车间隔优化模型

本文基于单车节能操纵,以降低全线总能耗为目标,建立了发车间隔节能优化模型。该模型在现有区间运行时分的基础上,考虑单列车节能及其在不同站间的运行速度曲线,得到列车区间牵引能耗,通过重叠时间确定有效利用的再生制动能,并且将多车总能耗最低转化为求解全线能耗最低问题。以全线能耗最低为目标,采用遗传算法,寻求最优发车间隔。仿真案例验证了优化发车间隔的节能效果。     

北京地铁亦庄线列车节能驾驶研究

降低列车牵引能耗是减少城市轨道交通系统耗能的重要途径之一,单列车的牵引能耗由列车在站间的驾驶策略决定,因此,本文以北京市地铁亦庄线为例,介绍了地铁列车的节能驾驶研究.首先调研并收集了亦庄线线路、运营、车辆、供电、能耗等数据,掌握了亦庄线整体节能背景.然后结合地铁运营的特点,给出了北京地铁亦庄线能耗评估的3个指标.并以蚁群算法为核心,开发了列车驾驶的仿真系统,该仿真系统以收集到的亦庄线实际运行数据为输入,离线优化列车自动运行(Automatic Train Operation,ATO)的推荐速度曲线和控制策略.最终将优化后的ATO控制策略在亦庄线进行夜间实验,结果显示,优化后的列车ATO控制策略可以减少单车运行能耗5.67%.     

基于多层功率计算的URTS谐波发射水平评估

针对城市轨道交通系统负荷的波动性,提出一种基于多层功率计算的城轨谐波发射水平评估方法。首先,由牵引计算得单列车的功率分布,利用中心极限定理,得单列车功率概率密度函数;然后,结合牵引变带列车个数,通过采用Halton序列的拟蒙特卡洛法分层计算牵引变、主变牵引功率的概率密度函数;最后,综合考虑配电系统谐波,计算城轨系统注入公共连接点的各次谐波电流95%概率值。该方法由中心极限定理求取单列车概率密度,原理简单;利用拟蒙特卡洛方法分层分析城轨系统功率,计算准确;只需列车、变电所的基础电气参数,适用于谐波评估,便于工程实现。利用所提方法计算某地铁线路谐波发射水平,验证了方法的有效性。     

牵引策略对动车组运行能耗的影响

通过理想化假设,分析曲线、坡道、桥梁、隧道对动车组受力的影响,建立动车组牵引能耗仿真计算模型,并根据实际线路运行结果对模型进行验证。在实际线路参数的基础上,通过能耗模型模拟计算研究启动加速阶段、中间运行阶段以及制动阶段的不同牵引策略对动车组的运行时间、能耗的影响,并提出评价动车组牵引能耗的时间-牵引能耗经济性指标,以考察各种牵引策略的节能、节时潜力。研究结果表明:在惰行终点速度为110 km/h时,动车组牵引能耗达到1个能耗局部最低点。     

基于多层功率计算的城市轨道交通系统谐波发射水平评估

针对城市轨道交通系统负荷的波动性,提出一种基于多层功率计算的城轨谐波发射水平评估方法。首先,由牵引计算得单列车的功率分布,利用中心极限定理,得单列车功率概率密度函数;然后,结合牵引变带列车个数,通过采用Halton序列的拟蒙特卡洛法分层计算牵引变、主变牵引功率的概率密度函数;最后,综合考虑配电系统谐波,计算城轨系统注入公共连接点的各次谐波电流95%概率值。该方法由中心极限定理求取单列车概率密度,原理简单;利用拟蒙特卡洛方法分层分析城轨系统功率,计算准确;只需列车、变电所的基础电气参数,适用于谐波评估,便于工程实现。利用所提方法计算某地铁线路谐波发射水平,验证了方法的有效性。     

二级网燃气调峰集中供热系统优化设计

由于室外气温变化引起热负荷波动和集中供热热源的供热量频繁变化,导致热源热效率下降、能源浪费.在二级网设置燃气调峰锅炉的集中供热系统,通过延长主热源燃煤锅炉在额定工况下的运行时间,以提高锅炉的平均运行效率.为优化此类系统,以运行能耗费用经济为目标,建立了单变量有约束非线性规划数学模型.以实际供热系统为例,确定了计算最佳一级网设计负荷占系统设计热负荷的比例、燃气调峰锅炉的最佳启动温度及调峰运行时间的方法,为该类型供热系统的设计与运行提供了理论依据.     

地铁运行模式对牵引能耗的影响分析

地铁作业为大容量交通工具,已受到各大中型城市青睐,但是其高昂的运营成本也饱受诟病。该文从地铁运行模式角度出发,就区间载客量、运行时间、停站时间等因素与列车牵引能耗的关系进行研究分析,并从建设规划、运行管理方面提出一些降低牵引能耗的措施。     

区域供冷系统逐时冷负荷的分析及数值预测

为了正确选择区域供冷系统设计负荷并优化其主机运行策略,对某区域供冷系统的逐时实际冷负荷变化规律及数值预测进行研究。通过对该区域供冷系统冷冻水供回水温度及流量进行实测,得到并分析实际逐时冷负荷;通过增加输入层数据,建立改进人工神经网络负荷预测模型并对预测值及其误差进行分析。研究结果表明:区域供冷系统在各负荷区间运行时间分布较均匀;在实测期间,系统在高负荷区间的运行时间所占比例为17.5%,最低负荷区间的运行时间所占比例为13.5%,其他负荷区间运行时间比例为15%～20%,这与单区域供冷系统负荷越大则运行时间越短的特点完全不同;并且区域供冷系统连续24h工作,实测日最小运行负荷仅为当日最大实际负荷的11.8%,逐时负荷变化范围大,这说明区域供冷系统更应注意机组容量选型和运行策略优化;由经改进人工神经网络算法得出的负荷预测值与实际值较吻合,其相对误差受用冷区域功能与特点的影响。     

山区高速公路车辆速度特性与区间限速方法

为了合理确定事故多发路段的区间测速值,以G5515张南高速事故多发路段(K556+200 m～K578+800 m)为例,提出了高速公路区间限速值的设置方法和工作流程.以该路段为对象,利用移动式测速系统和ETC龙门架分别获取了该路段小型车和大型车的瞬时速度和行程速度数据,明确了高速公路典型车型的运行特性和速度分布特征,...     

考虑辅助停车区约束的中速磁浮列车速度曲线节能优化方法

在分析中速磁浮列车动力学模型和节能运行工况转换序列的基础上,提出一种先以运行线路参数为依据划分场景,然后在特定场景中以双限速度防护曲线的临界点为依据进一步细分区间的建模思想,进而构建满足目标运行时间约束下的多区间列车速度曲线节能优化模型,并给出一种基于不同运行工况转换点的求解思路以及多区间列车节能速度曲线的Pareto优化方法。研究结果表明:与现有列车速度曲线节能优化方法对比,本文优化方法针对磁浮列车运行的适用性和优化效果更好。     

基于风致振动效应的压电能量收集器技术

在新型环境能量收集技术领域,风能和压电能量收集已成为一个研究热点,通过利用风能转化为振动能量,即风致振动效应是一个新的研究方向.为给风致振动效应的压电能量收集器的研究和应用提供参考,综合分析中外基于风致振动效应的压电能量收集器的研究现状和发展趋势.结果表明,风能到振动能量的转化过程主要以颤振、驰振和共振腔型的风致振动能量为主,振动能量到电能的转化过程以压电效应为主,磁电和摩擦发电为辅,对于要求高功率密度和高发电能量的场所,以共振腔型风致振动能量收集为主要的发展趋向.     

周期磁场中运动的电子与光辐射交换能量的机制

电子在右圆极化静磁场中作螺旋线运动。这种运动的电子与光辐射光波相互作用,有可能使电子获得能量,也有可能使电子失去能量。电子能量的得失可以由作用在电子上的力来计算。根据能量守恒,失去的能量由光波吸收,从而实现了激光放大。这就是自由电子激光中激光介质与光辐射能量交换的基本物理机制。     

A new approach of cascade utilization of the chemical energy of fuel

The indirect release of chemical energy of fuel is investigated, and a new mechanism is proposed to identify the cascade utilization of chemical energy of fuel more clearly. Based on the concept of energy level, the internal phenomenon of the indirect chemical energy release is disclosed, and the equations of energy level describing the utilization of chemical energy and thermal energy during the indirect chemical energy release process are obtained. From theoretical analysis, we find that the superiority of the indirect chemical energy release of fuel comes from the cascade utilization of the fuel's chemical energy. Moreover, the cascade utilization of chemical energy is verified by the investigation of CRGT (chemically recuperated gas turbine). As a result, the thermal exergy obtained from the chemical energy release of fuel increases by 2%?3%. The results obtained here may help a deeper understanding of indirect chemical energy release of fuel and provide a theoretical basis for the synthesis of innovative energy systems.     

基于能源枢纽的钢铁制造过程多能源协同优化

The production process of iron and steel is accompanied by a large amount of energy production and consumption. Optimal scheduling and utilization of these energies within energy systems are crucial to realize a reduction in the cost, energy use, and CO₂ emissions. However, it is difficult to model and schedule energy usage within steel works because different types of energy and devices are involved. The energy hub (EH), as a universal modeling frame, is widely used in multi-energy systems to improve its efficiency, flexibility, and reliability. This paper proposed an efficient multi-layer model based on the EH concept, which is designed to systematically model the energy system and schedule energy within steelworks to meet the energy demand. Besides, to simulate the actual working conditions of the energy devices, the method of fitting the curve is used to describe the efficiency of the energy devices. Moreover, to evaluate the applicability of the proposed model, a case study is conducted to minimize both the economic operation cost and CO₂ emissions. The optimal results demonstrated that the model is suitable for energy systems within steel works. Further, the economic operation cost decreased by 3.41%, and CO₂ emissions decreased by approximately 3.67%.     

Multi-energy synergistic optimization in steelmaking process based on energy hub concept

The production process of iron and steel is accompanied by a large amount of energy production and consumption. Optimal scheduling and utilization of these energies within energy systems are crucial to realize a reduction in the cost, energy use, and CO_2 emissions.However, it is difficult to model and schedule energy usage within steel works because different types of energy and devices are involved. The energy hub(EH), as a universal modeling frame, is widely used in multi-energy systems to improve its efficiency, flexibility, and reliability.This paper proposed an efficient multi-layer model based on the EH concept, which is designed to systematically model the energy system and schedule energy within steelworks to meet the energy demand. Besides, to simulate the actual working conditions of the energy devices, the method of fitting the curve is used to describe the efficiency of the energy devices. Moreover, to evaluate the applicability of the proposed model, a case study is conducted to minimize both the economic operation cost and CO_2 emissions. The optimal results demonstrated that the model is suitable for energy systems within steel works. Further, the economic operation cost decreased by 3.41%, and CO_2 emissions decreased by approximately 3.67%.     

基于DEA—Tobit模型的中国省际能源效率影响因素分析

结合能源效率的内涵与特点,构建以能源消费总量、从业人数以及资本存量为投入指标,GDP和环境影响（非期望产出）为产出指标的能源效率评价指标体系;用超效率DEA方法建立了能源效率评价模型,并评价了2003—2010年我国30个省市的能源效率．运用Tobit模型对我国能源效率的关键影响因素进行了计量分析,结果表明：第二产业占GDP的比重与能源效率负相关,技术进步、经济发展水平、进口依存度与能源效率正相关．     

馈能型悬架结构参数的分析与试验

提出了一种馈能型悬架来回收悬架间的振动能量，为研究其使用性能和馈能性能，根据液压传动理论对静液式馈能装置的力学特性进行了分析和台架试验．研究表明馈能装置的力学特性由其结构确定的粘性阻尼参数和类似库伦阻尼参数来体现，同时得到了它们的数学表达式．馈能装置力学特性的试验测定结果与理论分析结果相吻合，从而完成了对馈能装置力学特性的解析，为对馈能型悬架进行更深入的理论与试验研究提供了基础．     

硅光电池特性的研究

太阳能是一种新能源,对太阳能的充分利用可以解决人类日趋增长的能源需求问题。通过对太阳能电池的电学性质和光学性质的介绍,可以让学生更多地了解它的工作特性,联系科技开发实际,激发他们的想象力,对今后太阳能电池的开发研制起到积极推动作用。     

论能源革命与科技使命

能源是一个国家强盛的动力和安全的基石。世界能源发展正处在由煤炭、油气向新能源第三次转换的新阶段,形成石油33%、天然气24%、煤炭28%、新能源15%"四分天下"新格局。中国正处在以煤炭为主的能源时代,"富煤但油气不足"的资源禀赋造就煤炭59%、石油19%、天然气8%、新能源14%的"一大三小"结构,需开展能源结构转型革命,迈向煤炭40%、油气31%、新能源29%"三足鼎立"新局面。中国石油工业正在由常规油气向非常规油气发展,形成"常-非并举"格局,开展从单体圈闭"油气藏"到大面积"甜点区"的理论革命、从直井天然能量到水平缝网"人工油气藏"的技术革命、从人工作业到信息智能化低成本开发的管理革命、从能源政治到重塑能源新版图的战略革命。中国能源转型道路选择"减煤稳油增气、大力发展新能源"两大方向,面临煤炭清洁化利用、油气对外依存度攀升、新能源未来支柱产业不明朗"三大挑战",需布局煤炭、油气、新能源"三大战略领域",开展能源供给侧、能源消费侧、能源技术侧、能源体制侧"四大革命",把握现行国家政策、"一带一路"战略、新一轮油价回暖、天然气规模发展、新能源技术革命方向"五大机遇",完成中国能源转型的历史使命。社会文明发展和科学技术进步是驱动能源转型的两大动力,社会文明发展是内在动力,科学技术进步是根本动力,从传统化石能源向非化石新能源转型是能源发展的必然趋势和必然选择。     

疲劳失效中的循环滞回能

在四种常用钢的完全对称恒应变控制疲劳实验的基础上,分析了它们的循环滞回能的循环特性,并讨论了不同循环特性材料的循环滞回能的数学描述。通过确定循环滞回能-寿命和失效总吸收能-寿命的理论与实验关系式,得出:循环滞回能表示疲劳损伤时,忽略了循环过程中材料的内部缺陷、热耗散以及加工等因素引起的次裂纹所产生的能耗;总失效吸收能与循环滞回能的关系和循环滞回能的循环变化性质有关。