基于试验-整数规划方法的泵站多机组变速优化

以国家南水北调东线源头泵站江都四站为例,进行泵站多机组变速优化运行探讨。提出了考虑峰谷电价、长江潮汐变化的站内多机组日变速优化运行非线性模型：在水泵设计叶片安放角不变的情况下,以站内机组耗电费用最少为目标函数,时段为阶段变量,水泵转速、开机机组台数为决策变量,日提水量为约束条件。提出了各阶段水泵转速试验选优、机组开机台数线性整数规划优化的方法对模型进行求解。优化运行结果表明：考虑峰谷电价,日均扬程7.8～3.8m,与额定运行相比,100%负荷运行时,单位提水费用节省介于-3.58%～-2.14%之间,说明在此条件下,变速优化运行效果不足以抵消变频器损耗,80%、60%负荷运行时,单位提水费用节省分别介于11.38～15.71%、24.79～29.17%之间,优化效果明显;不考虑峰谷电价,日均扬程7.8～3.8m,与额定运行相比,只有在日均扬程较低、提水负荷较小（5.8m,60%负荷;4.8m、3.8m,80%、60%负荷）时,变速优化具有一定的效益,在其余日均扬程、提水负荷条件下,变速优化运行效果均不足以抵消变频器损耗。为受潮汐影响的大型泵站多机组变速优化运行提供了新的思路。     

大型泵站系统运行优化模型与节能效果比较

为了解大型泵站系统运行优化节能效果,分析了大型泵站优化运行方案的研究优化范围。以泵装置效率最高为优化目标,建立了单台机组变角运行优化模型和变速运行优化模型;在抽水流量和装置扬程一定的情况下,以运行费用最低为优化目标,建立了单座泵站、并联泵站运行优化模型;在抽水体积一定的情况下,考虑扬程变化和分时电价,以运行费用最低为优化目标,建立了单座泵站、并联泵站、并联泵站系统和梯级泵站系统的运行优化模型。3个应用实例考虑的优化范围与影响因素不同,优化计算结果表明,单台机组最优叶片角度下泵装置效率较设计角度最高可提高4.21个百分点;实行分时电价、变角调节的单座泵站系统运行优化方案和梯级泵站系统运行优化方案分别较设计方案节约电费5.64%和6.83%。提出了大型泵站系统运行优化建模时应综合考虑输变电、泵站和河道输水三方面能量损失。优化范围与考虑的因素越全面,节能与节约电费效果越显著。     

增量效益费用比法优选确定骨干坝设计淤积年限

对骨干坝设计淤积年限与总库容的相关关系进行了分析,按照《水土保持治沟骨干工程技术规范》规定的10~20年设计淤积年限,以八家下骨干坝为例,设置了11个不同规模的比较方案,通过计算不同规模的投资、效益、年运行费,得出不同规模的效益费用比,采用增量效益费用比法优选确定八家下骨干坝设计淤积年限的最佳方案为18年。     

基于灰色多层次综合评判模型的生物质能开发方案优选

针对如何从多种方案中选出一种最佳方案,提出了一个优选模型。该文首先比较了3种标度6项评估指标,得出en/5指数标度是最好的,并将其作为层次分析法的标度。该文将层次分析法和灰色关联分析法结合起来,建立了生物质能开发方案优选的数学模型,并将该模型应用于浙江省生物质能开发方案的优选中。最后的结果表明,生物质沼气方案的综合评价值为0.8884,为最优方案。该文建立的优选模型及生物质能开发方案评价指标体系,具有适用范围广、可操作性强的优点,有一定的实际意义。     

面向高比例分布式光伏发电消纳的复合型需求侧响应控制

在大力推进分布式光伏发电的形势下,利用负荷侧灵活性资源提升光伏消纳水平并改善电网运行经济性已成为促进新能源发展的重要措施,如何高效进行需求侧响应控制是目前该领域研究的关键问题之一。传统的峰谷分时电价仅根据区域电网内的负荷变化的总体情况确定分时段电价实现削峰填谷,该方法未考虑区域内新增电源的发电特性,从而导致负荷调整的灵活性较差,无法有效解决区域内光伏消纳的问题。该研究针对光伏装机比例较高的区域配电网尤其是乡村配电网,提出一种基于优化调整分时电价时段的激励型需求侧响应和区域集中优化调控相结合的配电网复合型需求响应控制策略。该策略首先结合负荷需求和光伏出力曲线对分时电价峰谷时段进行因地制宜的自适应调整;其次,基于新的电价时段进行用户侧分布式最优出力计划建模,并给出用户侧可削减、可时移负荷的响应调整范围的计算方法;最后由区域调度中心实现负荷集中控制。通过算例对比验证该文方法在计及用户舒适度的基础上,弃光率和系统综合运行成本较优化前均有明显降低,解决了含高比例光伏配电网的光伏消纳及经济运行问题,为配电网精细化管理水平的提升提供了理论依据。     

需求侧管理(DSM)项目设计与评价方法应用研究

近年来,我国电网的负荷特性发生了很大变化,电网的峰谷差日益增大,电力供需平衡趋于偏紧的局面.需求侧管理的应用可以节约能源、保护环境、改善电网运行状况,同时还可以减少用户的电费开支.本文以某典型供电区为例,根据能源需求侧管理(DSM)的思想,充分考虑我国目前的供电、用电特点及电价结构,提出了基于能源需求侧管理(DSM)的用户节电方案设计方法及分析评价准则.这一方案在典型供电区的应用结果令人满意.     

综合评分法在护坡方案优选中的应用

河道护坡是河道防洪工程中一项量大面广的基础设施。结合河道护坡工程实例,选择了浆砌石挡土墙护坡、混凝土面板护坡、混凝土模袋护坡、铰接式连锁砖4种护坡方案,通过对4种方案进行优缺点比较,提出了利用综合得分的方法对4种护坡方案进行优选,在比较分析各方案得分的基础上,评选出最佳护坡方案为铰接式连锁砖护坡。     

生态输水后塔里木河下游合理水位探讨

塔里木河下游应急生态输水工程改善了该区水资源匮乏的现状,地下水的平均水位从输水前的8.25m升至输水后的4.13m。相应地,地表植被也出现明显的响应。但是,在不同河段由于过水时间、耗水量等因素的差异,造成输水后水位差异较大。以既能减少地下水强烈蒸发返盐,又不造成土壤干旱而影响植物生长的合理生态水位作为评价标准,对输水后不同河段的地下水位进行分析。结果显示,目前英苏—阿拉干段的地下水位2.97～4.8m是比较理想的水位;大西海子—英苏段水位较高,可能出现次生盐渍化;阿拉干—台特玛湖段地下水位太低,不利于植被的自然恢复。     

基于景观适宜性评价的建设用地管制分区研究

[目的]开展建设用地适宜性评价并进行评价分区方案优选,为完善建设用地适宜性评价方法、优化建设用地空间布局提供参考。[方法]通过构建科学的建设用地适宜性评价指标体系,合理划定适宜性等级,根据适宜性等级的不同组合确定建设用地管制分区供选方案,构造景观生态质量评价模型,开展供选方案的优选。[结果]建设用地适宜性评价结果为6级适宜性等级区,面积分别为6.03,13.83,27.75,45.66,168.24,108.05km2;适宜性分区方案1具有较高的景观生态质量,为方案优选结果。[结论]基于适宜性评价的建设用地管制区方案具有较低的干扰度、较高的稳定度,景观生态质量综合指数较高。通过综合比较,方案1具有较高景观生态质量,它优化了城乡建设用地拓展空间,有利于提高景观生态系统的可持续性。     

基于综合集成赋权法优选城市河道护坡方案

城市河道治理的主要内容是进行河道护坡治理,合理有效的护坡形式是影响河道治理效果的关键因素。据此,本文以辽宁省沈阳市东陵区(浑南新区)张官河综合整治工程河道为研究对象,分别采用不同计算方法对评价指标的主观权重、客观权重和综合权重进行计算,并根据综合权重计算结果对城市河道护坡方案进行评估优选。方案优选结果表明:河道护坡方案优选分析方法评估结果与模糊物元优选法保持良好的一致性,河道护坡方案优选法具有良好的合理性和可行性。     

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。     

基于太阳能的微灌系统恒压供水自动控制装置研制

微灌系统入口水压的稳定性影响着微灌的均匀性以及自动混肥装置的混肥精度。为采用自流滴灌的中小规模灌溉管网提供恒定的入口水压,采用太阳能供电驱动隔膜泵DP-60提水的方式,研制了一个恒压供水自动控制装置。该装置利用液位传感器YZ-YO-LAG1在线检测建设于高处的蓄水池的水位,根据水位信息控制DP-60提水至蓄水中,并使其水位在滴灌过程中维持于某一固定高度来实现恒压供水。蓄水池的水位检测信息及DP-60的启停通过无线通信模块CC1100进行无线传输和控制。通过光伏容量设计,确定了太阳能电池板的功率为60W、蓄电池的容量为60A·h。为最大程度利用太阳能,通过试验标定了太阳能板输出功率与太阳辐射传感器TSL230输出频率的关系,并根据太阳能板实际输出功率和蓄电池荷电状态,自动选择直接以太阳能板或蓄电池为DP-60供电。在测试DP-60性能以及无线通信可靠性的基础上,对装置进行了6个多月的实际应用试验,装置运行稳定,且在整个滴灌过程中蓄水池的水位误差小于1cm。     

河口镇到龙门区间水土保持措施减沙水代价分析

水利水保措施的水沙效应评价方法是人们研究的热点之一。为了揭示水土保持和水利措施减少径流和泥沙综合特征的指标,提出了能明确反映水利、水保措施减少单位泥沙量时减少的径流量的减沙水代价(RRS)概念。RRS越大,减少单位泥沙同时减少的径流量越多,在措施减少相同径流量时,减少的泥沙量越小。对河口镇到龙门区间21条主要支流1970—1996年不同水利、水保措施的RRS分析表明,灌溉措施RRS远超出水保措施,梯田、造林、种草等坡面措施的RRS较为接近,坝地的RRS最小。随着流域输沙模数的增加,梯田、造林和种草等措施的RRS与坝地RRS差异变小。年均降水量与坝地RRS为显著负相关,而年均降水量与梯田、造林、种草的RRS显著正相关。     

压力输水树状管网遗传优化布置和神经网络优化设计

分别应用单亲遗传算法和Hopfield神经网络方法进行机压式树状管网的优化布置和优化设计,能够在管网投资最小的最优树状管网布置形式上,获得年费用最低的最优设计方案。研究表明:该方法是可行的和有效的,能减小管网工程投资,提高设计水平和设计效率     

玉米秸秆颗粒燃料致密成型电耗测试

本文对玉米秸秆颗粒燃料冷态致密成型系统的不同工艺设备,在不同条件下的吨料电耗进行测试,找出了玉米秸秆不同因素对成型电耗的影响,从而找出了生物质成型时所用粉碎机的筛网孔径、原料含水率、颗粒密度等。     

户用“风-光”互补发电系统技术与应用

中国10 kW以下小型风力发电机组年产量逐年增加,2005年生产3.3万台,累计生产量达32.6万台。年产量、保有量均列世界之首。随着广大农、牧、渔民生活水平不断提高,生活用电量不断增加,并强烈要求确保连续供电,因此,为保证不间断用电;近年来,风光互补发电系统应用推广很快。本文着重介绍,中国“风、光”资源情况。“风-光”互补发电技术。     

基于无线传感网络的改碱暗管排盐监控系统

针对目前盐碱地暗管改碱技术应用过程中存在的有效评测数据缺乏、无法准确对实施效果进行科学评价的问题,设计了一种基于无线传感网络的改碱暗管排盐监控系统,以实现对管道内地下水的水质监测、流量统计以及蓄水池水位控制等。监测节点实时采集各路暗管的p H值、电导率和流量信息传输到中心节点,监控中心计算机通过RS232接口获取各采集信息并进行处理显示;同时,液位传感器实时获取蓄水池的水位信息并通过无线传输模块将水位信息发送至中心节点,中心计算机根据实际水位和设定水位信息进行控制决策,并通过中心节点向水位控制节点发送控制指令,实现蓄水池的水位远程自动控制。为验证系统整体性能,对监控系统开展了水位控制、传感器检测精度、通讯距离与丢包率试验测试。试验结果表明:系统p H值和电导率的平均测量误差分别为1.81%、1.89%,各节点的最大丢包率为2.6%,整体运行稳定,数据传输可靠,能够满足实际生产需要。该系统能够准确获取改碱暗管内的水质信息及迁移变化情况,为暗管改碱技术的效果评价提供有利的数据支撑。     

华北平原地区玉米秸秆连续供应模型的建立及应用

为保证秸秆连续稳定的供应,提高秸秆资源利用率,该文建立了基于秸秆田间收集-秸秆集中存储-秸秆利用的连续供应模型,并以华北平原地区（山东肥城）为例,确定了秸秆收储站的选址与数量,并分析了田间收集、初级运输、收储站存储、次级运输和原料装卸等5个环节的成本和能耗。结果表明,收集肥城市10万t玉米秸秆应用点的最优选址地理坐标为（N116.741,E36.069）,运用层次分析法确定收储站的优化选址与数量,拟建立10个收储站,秸秆供应成本约为169.14元/t,其中,按秸秆供应环节分析,收集成本和运输成本占比较高,分别占总成本的55%和23%;按运行成本分析,秸秆收购成本、人工成本以及燃料动力费占比较高,分别占总成本的41.39%、30.14%、25.90%。秸秆供应总能耗为186 MJ/t,其中,运输和打捆环节燃油能耗较高,分别占总能耗的45%和34%。该文建立的秸秆供应模型,对指导中国不同地区建立合理的秸秆供应模型提供参考,为秸秆综合利用过程中的原料持续稳定供应,节约供应成本和能耗具有积极的指导意义。