基于储能水平控制的微电网能量优化调度

为了充分发挥微电网中储能单元能量存储与搬移的作用,该文提出了以储能单元储能水平为微电网日前计划与实时计划之间联系纽带的多时间尺度能量优化调度方案,以及以储能水平为控制变量的日前计划优化模型。该优化模型以各可控型微电源出力、储能单元储能水平以及微网与主网交互功率均在限值之内和微网内功率平衡为约束条件,以可再生能源发电利用率最高、日供电成本最小为目标函数,通过满足"等效净负荷"需求达到可再生能源发电利用率最高的目标。采用基于矩阵实数编码的遗传算法求解该动态优化模型,算例验证了并网双向功率流动、并网单向功率流动2种模式下模型和方法的有效性。研究结果可为微电网能量优化调度决策方案提供参考。     

户用型可再生能源发电系统在苏尼特右旗应用的调查分析

中国西部地区风力资源和太阳能资源都非常丰富,利用当地资源和能源通过发展户用可再生能源发电系统(独立风能、独立太阳能和风光互补发电系统的统称)来解决牧民的用电问题.该文通过对内蒙古自治区锡林郭勒盟苏尼特右旗牧区户用型可再生能源发电系统的使用情况、牧民经济条件进行调查,分析了当地风能和太阳能等地区资源,推广户用型可再生能发电系统过程中所存在的问题及原因.通过调查发现,支付能力低和技术维护的非专业性是阻碍户用型可再生能源发电系统可持续发展的主要障碍.在现有条件下,通过优化系统配置可以有效的降低系统成本、提高系统使用的可靠性.     

土地资源配置的可拓目标规划模型及其应用初探

从不同角度生成各种决策方案,可为土地资源优化配置提供充分的信息和备选方案,也是实现土地资源优化配置的基础,但目前对如何生成决策方案这一问题却研究得较少。该文通过可拓工程与目标规划模型相结合,建立了从不同角度生成各种方案的可拓目标规划模型方法,并以山西省隰县试区为例,探讨了可拓目标规划模型的应用及其方案生成的方法。结果表明：土地资源配置的可拓目标规划模型及其规划方案生成的方法,可通过变换规划目标、约束条件、决策变量等途径来实现,该方法是从不同角度生成各种土地资源配置方案的较好方法。     

土地资源优化配置模型研究现状及发展趋势

土地资源优化配置是实现土地资源可持续利用的根本保证。土地资源优化配置模型对于科学有效和合理利用土地资源起到了重要的作用。介绍了土地资源优化配置模型,包括线性规划模型、系统动力学模型、多目标规划模型及GIS综合优化模型等,并从研究和应用的角度分析了土地资源优化配置模型存在的不足,探讨了今后的发展趋势:系统化、机理化、精确化、实用化。     

基于改进CoMOLA模型的镇域土地利用优化

全域土地综合整治是实施乡村振兴战略的重要抓手,也是提升农村土地整治效果的有效途径。为探索服务全域整治目标的土地利用优化配置方法,借助非优势排序遗传算法在进化模拟、全局搜索等多目标决策优化中的优势,从转型条件、面积约束、效益测算等方面构建约束多目标土地利用优化配置模型(Constrained Multi-objective Optimization of Land-use Allocation,CoMOLA),同时借鉴首位度理论改进模型并选取典型研究区进行案例分析。通过设置经济优先、生态优先及生产优先3种不同发展情景优化土地利用土地管理配置,利用中间结果识别未来发展可能的冲突,为规划制定提供依据。研究结果表明:1)经济优先情景下,研究区2030年经济效益较基期年(2018年)增长了12.33%,生态效益和生产产量分别减少了11.41%和3.73%;生态优先和生产优先情景下,生态效益和生产产量分别提高了51.68%、11.63%;2)土地利用数量结构与空间结构在3种情景中均存在一定的极化趋势,绝对冲突地块面积分别为1.98%、3.12%和1.71%。需结合发展目标等多重因素,参考冲突识别结果,因地制宜制定发展方案。综合而言,运用改进约束多目标土地利用优化配置模型进行研究,能同时满足土地利用的时空特征,得到较为客观的土地利用土地管理优化方案,且其中间结果可作为地类发展冲突识别依据,可为多目标优化问题提供新的方法借鉴。     

可再生能源分布式发电系统的经济调度

对可再生能源分布式发电系统进行经济调度研究,可以在保证能量需求的前提下,使得系统的运行成本和环境污染降到最小,从而更加高效地利用可再生能源。针对由光伏发电、风力发电、燃料电池（FC）、柴油机（DE）、蓄电池等多种分布式电源和储能单元组成的分布式发电系统,在详细分析各单元数学模型的基础上,建立了可再生能源发电系统经济调度的目标函数和调度策略,并采用优先顺序法对目标函数进行求解,算例系统验证了模型和算法的正确性。结果表明,该文提出的方法为可再生能源发电系统中各发电单元的优化调度及经济组合提供了参考。     

考虑生态环境的灌区双水源区间两阶段模糊可信性约束模型

对水资源进行合理的优化配置是缓解水资源短缺问题和遏制生态环境持续恶化的重要途径之一。为了实现水资源的可持续利用和生态环境的良性循环,该研究针对灌区水资源配置系统中存在的复杂性和不确定性,以黑龙江省建三江垦区为研究区,将水质污染治理成本（生态补偿费用）与系统经济收益相结合作为目标函数,引入离散区间、概率分布函数及模糊数表示系统中的多重不确定性,通过设置不同的可信性置信水平解决带有违规风险概率的模糊风险问题,进而建立考虑生态环境的区间两阶段模糊可信性约束规划模型。通过对模型求解,实现地表地下水资源在典型作物间合理的优化配置,得到不同来水情境下生态补偿费用、不同水源不同作物的最优配水方案及不同可信性置信水平下系统最大经济效益,结果表明：模型能够反映系统中的不确定性,有效平衡系统收益与违规风险,并通过满足生态需水和农业排污约束以促进系统经济效益和生态环境的协调发展;当来水水平分别为低、中、高3种流量时,研究区地表水生态补偿费用和地下水生态补偿费用均呈现下降的趋势;当可信性置信水平为1.0时,系统经济收益为29.88×108～52.18×108元,当可信性置信水平为0.5时,系统经济收益为31....     

基于模糊整数规划的水质浮标光伏/蓄电池动力源配置优化

孤岛型可再生能源供电,是解决水质监测用浮标动力来源的有效途径之一。根据水质浮标系统的特点,综合系统的经济性与环境条件,协同浮标本体成本及浮力、容积、天气因素等约束条件,构建了水质浮标动力源用光伏/蓄电池优化模型。针对制造过程中约束条件与预期值可能出现偏差这一实际问题,提出采用模糊整数规划算法进行求解,实现优化配置光伏/蓄电池动力源的目的。最后,提出对最大连续阴雨天数进行灵敏度分析,考察天气因素对所设计系统稳定性的影响。算例结果表明所提优化配置方法的有效性与可靠性,该方法不仅能够给出综合最优的动力源配置方案,还有利于结合安置地的环境条件,尽量避免主观设定关键参数,辅助水质监测用设备的高效研究与应用。     

农村户用风/光/水互补发电与供电系统的可行性（简报）

在分析中国农村用能和供能现状的基础上,从农村经济可持续发展和国家中长期发展战略的角度论证了农村户用风/水/光互补发电技术研究的必要性.提出研究与开发农村户用风水光发电与供电系统,并通过分析国内外现有技术基础论证了其可行性和技术关键,最后分析和预测了该技术的产业前景.     

农村微电网优化调度模型的建立

为了提高微电网内新能源发电的整体效益,同时保证微电网的稳定安全运行,该文基于直流汇流微电网,以可再生能源最大发电量为最优控制目标,建立了实时优化调度数学模型,并提出了2段式的求解方法。最后,结合具体实例验证了该调度优化模型能够起到增加可再生能源输出量、改善蓄电池运行状况和优化系统内部分工的作用。     

中国农村能源发展战略

本文阐述的是本世纪末的中国农村能源发展战略。在分析农村能源资源、农村经济发展情况及农村能源供应等外生变量基础上,提出建立开放型的立体农村能源工程体系。该体系由农村各地域横向能源供应网络和纵向能源供应网络所组成,其主要支柱是农村小水力、小窑煤和沼气能源资源。所谓主要支柱并非可以解决全部能源需求,只是可靠、易得、开发周期短的主要能源来源。太阳能、风能、地热和国家供应的商品能也加入供应行列,但国家商品能源生产和新能源发展技术水平,还难以在本世纪末提高其在农村能源中的比重。发展农村能源的主要支柱,还可间接改善生态平衡,有利发展生态能源。     

基于改进杂交粒子群算法的农村微能网多能流优化调度

西部农村地区电网薄弱,光伏和风电扶贫投资未考虑配套输配电设施,用以处理生物质废弃物的沼气受季节性温度变化影响运行经济性不佳,为解决上述问题,该文提出利用沼气作为气源含可再生能源的冷-热-电-气多能流农村微能网供能架构,建立相应的多能流微能网调度模型,针对粒子群算法早熟、容易陷入局部最优的问题,提出采用动态调整惯性权重的杂交粒子群算法进行求解,算例结果表明,通过对系统内各设备的调度,有效降低系统日运行成本,在冬季,采用改进型杂交粒子群算法所得日运行费用相比采用基本型粒子群算法降低7.6%,其相比系统未优化所得日运行费用降低79.1%;在夏季,相比基本型粒子群算法与未优化分别降低17.0%、71.2%,实现微能网的经济运行,证明了本模型和算法的正确性。     

户用风力发电系统离网运行控制策略

利用户用风力发电系统开发广大农村地区风能资源,可以有效缓解农村地区用电难问题。通过分析风速、风轮机和永磁同步发电机的数学模型,在电力系统电磁暂态软件平台上建立户用风力发电系统仿真模型,并对户用风力发电系统在离网运行模式下的负载跟踪控制策略进行研究,给出户用风力发电系统离网运行控制策略。仿真结果表明：根据文章所提出的离网运行控制策略,户用风力发电系统能够及时响应风速变化并跟踪负载变化。     

浓缩风能型风力发电机迎风调向系统研究

风力发电机的迎风控制对于保证其正常发电十分重要。浓缩风能型风力发电机具有起动风速低、发电时间长、发电质量好的特点。该机型独特的结构和形体流场决定了必须为其配备一套专用的控制系统来保证其正常运行。根据浓缩风能型风力发电机的形体结构，设计了由直流减速电动机，蜗轮蜗杆减速机等组成的大传动比机械传动机构和基于89C51单片机的闭环控制系统。整个系统可在风向变化超过±15°时自动迎风，风速大于25 m/s时顺桨停机，达到了设计要求。在程序设计中考虑了电缆缠结及解缆，可以使风电场管理人员在较长的时期内不必检查电缆缠结情况，简化了风力发电机的维护。该系统可应用于浓缩风能型风力发电机的中、大型并网发电机组。     

新能源与新农村建设

党的十六届五中全会明确提出了建设社会主义新农村的重大历史任务,强调要大力发展新能源产业,构筑稳定、经济、清洁的能源供应体系,培育更多新的增长点。加快发展风能、太阳能、生物质能等可再生能源。强调要大力普及农村沼气,积极发展适合农村特点的清洁能源。本文通过对新农村建设内涵以及新能源建设内容与潜力的解析,系统阐述了新能源和新农村建设的内在联系及其独特的作用。     

基于逆模型解耦的风力提水变论域模糊控制

针对风力提水系统风、辅动力存在耦合使控制效果难以保证的问题,该文提出了一种基于逆模型解耦的变论域模糊控制方法。采用神经网络方法辨识风力提水系统的逆系统,并与被控对象进行串联,建立伪线性系统,实现风、辅动力解耦。同时采用模糊控制器对风、辅动力分别进行独立控制,对模糊控制器的论域进行改进,增强系统的环境适应能力。逆模型仿真试验中变量泵控制和柴油机控制量平均误差分别为6.3%和4.5%,实际运行中离心泵的转速平均误差控制在5%以内,说明该文方法能有效抑制风速变化的影响。研究结果对风力提水系统的推广具有重要的意义。     

江苏扬中农村家庭用能分析(Ⅰ)

采用分层随机抽样的方法,在扬中县四个乡的十二个村对384户农村家庭进行问卷调查,统计结果分析表明:农村家庭人均用能8.76GJ,日获有效能4.41MJ;用能品种主要是秸秆(62.2％),并表现出多元性结构;人均用能随收入、秸秆收获量、家庭人口、生猪头数的变化而变化,在不同的收入段表现出不同的增长速度;家庭能源消费态度和行为表现出对高质量、高品位、方便性能源的追求。     

风力提水在南疆灌溉农业发展中的潜力评估

开采利用可再生能源,是未来区域可持续发展的重要支撑途径。风能作为一种有活力且经济效益更高的可再生能源,具有多种利用方式,风力提水技术便是其中之一。该研究通过对2000~2014年南疆地区风速及降水数据进行分析,采用两参数威布尔分布模型对南疆的风能资源进行评估。通过作物的蒸散发及有效降雨量计算南疆灌溉需水量,以探寻风能资源和灌溉需水量的时空分布及其变化规律。南疆地区平均风功率密度4月最大(25.14 W/m²),灌溉需水量与风功率的季节分布不匹配,最大出现在8月(9.02亿m³)。通过统计南疆5个地(州)的风力提水总量,计算其占非自流灌溉区内灌溉需水量的比例,进而得出克州最适宜建设风力提水工程,其风力提水满足率达68%以上。相应的风力提水潜力评估结果,为南疆农业节水灌溉和可持续发展提供一定的决策参考。     

黄土高原北部草地表层土壤水分状态空间模拟

为探明黄土高原北部草地表层土壤水分空间分布特征及其与环境因素的关系,该文用自回归状态空间模型和经典统计的线性回归模型对该区草地表层土壤含水率的分布状况进行了模拟。结果表明,状态空间方程可以应用于环境因素复杂的黄土高原水蚀风蚀交错区,其拟合效果优于线性回归模型。单因素中基于饱和导水率的模拟效果最佳（R2 = 0.936）;多因素模拟中以饱和导水率+海拔+凋落物模拟效果最佳（R2 = 0.976）,可以很好地解释表层土壤水分的变异状况。自回归状态空间模型可用于研究黄土高原北部水蚀风蚀交错区表层土壤水分与其他因素的空间关系。     

农村景观格局的水环境效应研究进展

我国农村地区水环境污染与水生态系统功能退化问题日益突出。本文综述了近年来国内外学者关于农村景观格局对水环境质量、水资源调配的影响及其优化方法与途径方面的研究进展。总体来看,诸多研究主要集中在中小尺度、对单一景观组分的静态研究,而基于大尺度和多景观组分的动态研究相对不足,国内模型研究多停留在对现有成熟模型的参数修正和简单耦合阶段,不同景观组分空间配置格局对水环境影响及其情景模拟研究少有报道。农村景观格局对水环境效应的生态、水文作用机理、基于流域尺度的模型耦合及其不确定性分析、景观格局优化方法及其情景预测和服务于决策管理的应用研究亟待开展。