低碳环保视域下的能耗控制策略研究

目录

前言

第1章 绪论 1

1.1 研究背景、内容及意义 1

1.1.1 研究背景 1

1.1.2 研究内容及研究方法 4

1.1.3 研究意义 9

1.2 国内外研究现状 10

第2章 低碳环保视域下的节能降耗问题及对策 15

2.1 全球低碳节能的行动与节能途经 15

2.2 我国在低碳节能方面所做的下作及存在的问题 16

2.3 我国低碳节能方面的对策 19

2.4 本书的研究 21

第3章 理论基础 25

3.1 不确定理论及相关方法 25

3.1.1 随机变量 25

3.1.2 模糊变量 26

3.1.3 模糊随机变量 29

3.1.4 模糊随机规划模型 29

3.2 控制及优化方法 31

3.2.1 模糊控制 31

3.2.2 神经网络控制 32

3.2.3 模糊神经网络控制 35

3.2.4 遗传算法 36

3.2.5 灰色系统理论 40

第4章 不确定环境下的节能系统 45

4.1 节能管理信息系统结构 45

4.1.1 节能系统的硬件系统 47

4.1.2 节能系统的软件系统 49

4.2 耗电量的影响因素分析 51

4.3 节能控制装置及控制规则 53

4.3.1 新风/空调系统的控制规则 53

4.3.2 控制逻辑分析 56

4.4 节能控制过程 60

4.4.1 不确定化处理及输入量确定 61

4.4.2 建立耗电量的优化模型 61

4.4.3 运用混合智能算法搜索最优解 64

4.4.4 模型的修正 64

第5章 通信基站空调系统的热环境 66

5.1 通信基站热环境影响因素 66

5.2 热环境评价各因素隶属度函数的建立及其权重的确定 68

5.2.1 各因素隶属度函数 68

5.2.2 热环境评价指标权重 68

5.3 通信基站热环境系统设计 70

第6章 空调系统的自适应温度控制方法 73

6.1 通信机房的环境要求及温度控制原理 73

6.2 节能降耗的自适应温度控制过程 74

6.3 空调启动温度的定量决策 75

6.4 应用情况 77

第7章 模糊神经网络温度控制方法 78

7.1 温度控制系统原理 78

7.2 模糊神经网络控制器的设计 80

7.3 模糊神经网络的学习方法 82

7.4 实验结论 82

第8章 基于灰色预测的模糊神经网络温度控制方法 85

8.1 基于灰色预测的模糊神经网络控制结构 85

8.2 灰色预测模型的建立 86

8.2.1 灰色预测算法 87

8.2.2 等维新信息滚动预测算法 88

8.3 空调房间温度模糊神经网络控制及实现 89

8.4 仿真研究 91

第9章 模糊随机气温变量的温度控制模型 93

9.1 耗电量的影响因素分析 93

9.2 模糊随机气温变量及其数学描述 94

9.2.1 模糊随机室内温度的数学描述 94

9.2.2 模糊随机室外温度变化率的数学描述 95

9.3 模型的建立 96

9.4 简单模型的求解及企业实例分析 98

9.5 复杂模型的求解及企业实例分析 1oo

第10章 节能方案的选择 104

10.1 节能方案的形成 104

10.2 节能方案选择的模糊线性规划模型 106

10.3 模糊线性规划模型的求解 107

10.4 节能方案选择的实例 11o

第11章 空调系统节能技术在其他领域中的应用 113

11.1 冷链物流的低碳节能问题 114

11.2 冷链物流的设备与技术 118

11.3 低碳供应链中的温控技术 122

11.4 冷链物流中的节能管理 126

参考文献 130

附录A 国际社会应对气候变化问题制度构建重要历程 137

附录B 我国节能方面的有关政策文件 139

附录C 基站现场照片 141 2100433B

本书以通信基站的能耗控制为例，进行能耗控制的策略研究。通信基站是整个通信网络设备运行与维护中的能耗大户。通信基站的能耗主要是指由机房空调系统引起的数额巨大的耗电量。空调系统的热环境是不确定的环境，在这种环境下，空调的频繁启停形成大量的能耗，造成高额的运行成本，降低基站能耗已成为有关部门及企业重点关注的内容。本书研究空调系统的节能，提出节能降耗问题及对策；考虑到空调系统的热环境具有不确定性，采用模糊、模糊随机等技术，研究不确定环境下的能耗控制理论与方法；提出一系列通信机房空调系统节能降耗的温度控制方法。本书能够对通信基站能耗管理的智能化起到一定的推动作用，为节能化的研究指出一个新的方法。本书在管理理论上，丰富不确定环境下的能耗决策问题的理论；在管理实际中，为能耗控制问题提供科学的定量分析模型。

内容简介

本书从艺术史的梳理中阐述中国的乡村景观审美偏好，继而由传统与环境美学的视角分析西方的乡村景观评价理论。在对乡村景观的历史和理论进行阐述后，还将系统列举并分析乡村景观评价的方法、技术与原则，并结合具体的个案对中国华北地区的乡村景观进行应用性研究。 乡村景观的保护和评价研究，无论在传统的农业社会还是现今的工业社会，都是一个容易被忽视却亟待深入的课题，本文力图在环境美学的审美观照中探讨乡村景观评价方法的多样性和可行性，通过史论研究与实践调研相结合的路径，为中国本土的乡村景观评价理论增砖添瓦，以促进乡村景观的保护、规划和发展。 鲁苗 1983年生，清华大学美术学院艺术学博士、四川大学艺术学院副研究员，主要研究方向为景观设计与理论研究。近年来，主持和参与了近十项省部级纵向科研项目，以及近二十项景观设计、室内设计等横向项目，在国内外重要学术期刊上发表论文十余篇，设计作品《黑瞎子岛东极宝塔景区夜景照明设计》获得中国照明学会二等奖。2100433B

建立较为精确的DOC模型，从喷油参数和EGR率等影响机内DPF再生的主要控制参数着手，详细分析了各参数对DOC温度的影响规律，研究结果表明：主喷正时、主喷油量、轨压、远后喷油量、近后喷油量、预喷正时、预喷油量和EGR为重要的机内影响DOC温升控制参数，在优化参数选择，优化范围的确定等方面对机内DPF再生控制策略的制定及再生MAP的快速标定具有参考意义。

机内控制预喷参数

预喷在主喷之前某时刻往缸内喷入少量柴油，升高气缸内温度，促进主喷燃油的蒸发与混合，缩短主喷滞燃期，减小预混合燃烧量，降低缸内初期放热率与压力升高率。

预喷正时延后过程中，两工况DOC入口温度先上升而后下降，温度变化值分别为24℃和23℃；DOC出口温度先下降而后上升，变化值分别为16℃和6℃。原因是预喷正时延后，即预喷-主喷正时间隔缩小，主喷燃油滞燃期缩短，主喷燃油燃烧点提前，缸内燃油燃烧充分，未燃HC含量下降，DOC入口温度上升而出口温度下降。随着预喷正时进一步延迟，预喷燃油还未燃烧时或未充分燃烧时，主喷已喷入，主喷滞燃期增加，过度延迟的主喷正时致使燃烧恶化，DOC入口温度下降，大量未燃烧HC在DOC中氧化还原反应释放大量热，DOC出口温度上升。因此预喷正时的变化直接改变预喷-主喷间隔，通过影响主喷滞燃期改变DOC温度。

机内控制主喷参数

在主喷正时变化范围内，DOC入口温度先升高而后降低，温度范围分别为48℃和63℃，DOC出口温度前期分别在3°CA~7°CA与1.3°CA~5.3°CA正时范围缓慢升高而后期剧烈攀升，温升幅值为357℃和189℃。因为主喷正时影响主喷燃油着火时刻，主喷延迟则缸内最高燃烧温度时刻靠后，DOC入口温度上升。主喷正时太过推迟则会使燃烧恶化，HC含量上升，导致DOC入口温度下降而出口温度上升。主喷正时通过影响主喷燃油的着火时刻影响DOC温度。

机内控制近后喷

近后喷油量增加，DOC入口温度上升缓慢，升高幅值分别是30℃和18℃，出口温升幅值分别是60℃和77℃。因为近后喷的燃油燃烧放热提升了DOC入口温度，而近后喷油量过多时，随着活塞下行，气缸容积增加，部分燃油未能充分燃烧，分解为HC随排气进入DOC氧化放热，DOC出口温度上升。因此近后喷油量主要通过影响做功行程末期的缸内温度与HC生成量改变DOC温度。

机内控制远后喷

远后喷油量增加，DOC入口温度缓慢上升而出口温度骤然升高，DOC入口出口温升幅值分别为29℃、32℃和86℃、162℃。原因在于远后喷油量仅有较少部分燃烧，大部分燃油热分解为HC随尾气进入DOC中，被氧化放热；DOC出口温度的温升幅值远大于DOC入口温度温升幅值。因此远后喷油量主要改变HC含量从而影响DOC温度。

机内控制共轨压力

随着轨压升高，两工况DOC入口温度缓慢上升，出口温度下降迅速，二者温度变化幅值分别是30℃、41℃和169℃、173℃。因为轨压的提升增加柴油贯穿距离，改善油滴雾化效果，柴油燃烧充分，缸内温度上升，未燃HC含量下降，所以DOC入口温度下降，出口温度上升。但随着轨压进一步提升，燃油雾化效果并不能同步持续提升，因此DOC温度变化趋势随着轨压增加而变缓。因此轨压对DOC温度的影响在于提升燃油雾化程度改善燃烧。

机内控制EGR率

增加EGR率，DOC出口温度变化较小，温度变化幅度分别在11℃、4℃，而DOC入口温度上升，温升幅值为31℃和9℃；因为EGR减缓了火焰传播速度，延长燃烧持续期，最高燃烧温度后移，排气温度增加；同时排气中的氧气含量下降，HC转换率降低 ，DOC出口温度在1900r/min工况略微下降，而2750r/min的DOC出口温度因为进气质量流量高受EGR率影响较弱。

火力发电在我国电力供应中的角色由主体向基础能源转变，为消纳风能、太阳能发电，火电机组长期频繁深度变负荷运行，还需面临燃料与环境多变的运行挑战。因此，开展火电机组全工况节能的基础理论与关键技术研究，对我国“节能优先”的能源战略至关重要。本项目从热力设备的全工况性能研究出发，研究获得了热力系统稳态变工况和瞬态过程的能耗特性，从设计、运行及节能改造等三个方面提出了火电机组全工况优化与能耗控制策略。（1）通过热力设备动态响应时间的尺度分析，发现传热设备是制约火电机组热力系统瞬态过程持续时间及能源转化的关键，进而建立了换热设备非稳态过程的熵产分析模型，发现了换热设备瞬态过程中存在附加熵产的特殊现象，从而实现了热力设备稳态变工况及瞬态过程性能的精细表征；（2）建立了火电机组模型，验证了模型的可靠性，研究获得了内外因素耦合作用下热力系统能耗特性，研究获得了热电联产机组耦合热电解耦措施运行域的扩展规律及运行域内复杂能耗特性，将瞬态过程附加能耗分为“可避免”、“不可避免”两个部分，研究获得了火电机组瞬态过程能耗特性的变化规律。（3）研究获得了火电机组内外因素耦合变工况及瞬态过程的能耗控制策略。通过气液固三相凝并吸收抑制低温腐蚀机理的研究，提出了将低温省煤器布置在除尘器前的余热回收新方案，实现了余热回收系统全工况高效运行；揭示了通过瞬态过程流量/温度调控降低瞬态过程熵产的机理，提出通过蓄热及蓄热分布修正的优化控制策略，可实现瞬态过程节能，将热力系统节能由稳态工况拓展至瞬态过程。基于以上研究，发表SCI论文42篇（2篇入选ESI）、国内期刊论文18篇，申请专利17件，培养博士研究生3名、硕士研究生15名，主办国际、国内学术会议各1个，受邀在国际会议做主旨报告6个，获国家科技进步二等奖1项，省部级一等奖3项。研究成果在烟气余热高效回收、高参数二次再热机组设计及运行优化、热电联产机组热电解耦与运行节能等得到应用。 2100433B