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能源技术论文范文第1篇
作者: 收录来源: 中国建设科技网 【论文摘要】随着经济的发展和人民生活水平的提高，公共建筑和住宅的供热和空调已成为普遍的需求。在发达国家中，供热和空调的能耗可占到社会总能耗的25-30%。我国的能源结构主要依靠矿物燃料，特别是煤炭。矿物燃料燃烧产生的大量污染物，包括大量SO2、NOX等有害气体以及CO2等温室效应气体。大量燃烧矿物燃料所产生的环境问题已日益成为各国政府和公众关注的焦点。我国的供热已经历了一家一户的小煤炉到燃煤锅炉的转变。现在又进一步禁止在城镇建设中小型燃煤锅炉房，体现了政府对保护大气环境的高度重视。因此，除了集中供热的型式以外，急需发展其他的替代供热方式。热泵就是能有效节省能源、减少大气污染和CO2排放的供热和空调新技术。 一、 热泵与建筑供热空调 随着经济的发展和人民生活水平的提高，公共建筑和住宅的供热和空调已成为普遍的需求。在发达国家中，供热和空调的能耗可占到社会总能耗的25-30%。我国的能源结构主要依靠矿物燃料，特别是煤炭。矿物燃料燃烧产生的大量污染物，包括大量SO2、NOX等有害气体以及CO2等温室效应气体。大量燃烧矿物燃料所产生的环境问题已日益成为各国政府和公众关注的焦点。我国的供热已经历了一家一户的小煤炉到燃煤锅炉的转变。现在又进一步禁止在城镇建设中小型燃煤锅炉房，体现了政府对保护大气环境的高度重视。因此，除了集中供热的型式以外，急需发展其他的替代供热方式。热泵就是能有效节省能源、减少大气污染和CO2排放的供热和空调新技术。 热泵（制冷机）是通过作功使热量从温度低的介质流向温度高的介质的装置。建筑的空调系统一般应满足冬季的供热和夏季制冷两种相反的要求。传统的空调系统通常需分别设置冷源（制冷机）和热源（锅炉）。建筑空调系统由于必须有冷源（制冷机），如果让它在冬季以热泵的模式运行，则可以省去锅炉和锅炉房，不但节省了初投资，而且全年仅采用电力这种清洁能源，大大减轻了供暖造成的大气污染问题。 采用热泵为建筑物供热可以大大降低一次能源的消耗。通常我们通过直接燃烧矿物燃料（煤、石油、天然气）产生热量，并通过若干个传热环节最终为建筑供热。在锅炉和供热管线没有热损失的理想情况下，一次能源利用率（即为建筑物供热的热量与燃料发热量之比）最高可为100%。但是，燃烧矿物燃料通常可产生1500-1800℃的高温，是高品位的热能，而建筑供热最终需要的是20-25℃的低品位的热能；直接燃烧矿物燃料为建筑供热意味着大量可用能的损失。如果先利用燃烧燃料产生的高温热能发电，然后利用电能驱动热泵从周围环境中吸收低品位的热能，适当提高温度再向建筑供热，就可以充分利用燃料中的高品位能量，大大降低用于供热的一次能源消耗。供热用热泵的性能系数，即供热量与消耗的电能之比，现在可达到3-4；火力发电站的效率可达35-58%（高值为燃气联合循环电站）。采用燃料发电再用热泵供热的方式，在现有先进技术条件下一次能源利用率可以达到200%以上。因此，采用热泵技术为建筑物供热可大大降低供热的燃料消耗，不仅节能，同时也大大降低了燃烧矿物燃料而引起的CO2和其他污染物的排放。 热泵利用的低温热源通常可以是环境（大气、地表水和大地）或各种废热。应该指出，由热泵从这些热源吸收的热量属于可再生的能源。 二、空调热泵的分类及其优缺点 以建筑物的空调（包括供热和制冷）为目的的热泵系统有许多种，例如有利用建筑通风系统的热量（冷量）的热回收型热泵和应用于大型建筑内部不同分区之间的水环热泵系统等。这里主要讨论利用周围环境作为空调冷热源的热泵系统。就其性质来分，国外的文献通常把它们分为空气源热泵 (air source heat pump， ASHP) 和地源热泵（ground source heat pump， GSH
能源技术论文范文第2篇
（一）DEA模型方法
DEA方法即数据包络分析法，它是一种非参数方法，可以用来解决涉及多个投入及多个产出的相对有效性的问题。能源工业技术创新效率评价是复杂的相对效率问题，难以用单一的指标衡量，因此，采用DEA方法更具有实际应用价值。CCR模型是DEA模型中的一种形式，假定规模报酬不变，然后运用线性规划及其对偶模型求出决策单元的效率前沿面，得到决策单元的相对效率，再对松弛变量求解，判断决策单元的有效性，并在此基础上对决策单元进行改进。
（二）效率评价指标体系
1.投入指标能源工业技术创新的投入指标主要包括人力和资金，而资金投入分为R D经费投入与非R D经费投入。霍慧智选择R D总投入，政府R D总投入等作为投入指标[4]。张晓波主要选取了R D投入，技术人员作为投入指标[9]。创新活动中R D起到基础作用以及支撑作用，因此选取R D人员，R D经费支出作为投入指标。同时，对于非R D经费投入，由于中国能源工业的自主创新能力不足，引进技术成为提高技术创新能力的重要途径，选取技术获取及技术改造费用作为投入指标项。2.产出指标在技术创新产出指标的选取上，一般包含出版科技专著数，专利数以及学术数。张曦将申请专利数和新产品产值作为煤炭企业技术创新效率研究的产出指标，这两个指标分别表示了企业创新水平和成果转化的经济效率[10]。代碧波，姚凤阁将专利申请数，新产品开发项目数和新产品销售收入作为产出指标。刘芳也选择了专利申请数和新产品销售收入为产出指标[11]。申请专利数代表了技术创新过程的中间成果，是技术上质的提升，而新产品销售收入则是新产品销售后获得的收入，代表了市场对能源工业的技术创新为市场接受[12]。据此，能源工业技术创新产出指标选择专利申请数和新产品销售收入。能源工业技术创新投入指标为：R D人员，R D经费支出，技术获取及技术改造费用；产出指标为专利申请数，新产品销售收入。
二、DEA模型在技术创新效率评价中的运用
（一）数据来源
选用能源工业5个子行业作为样本：煤炭开采与洗选业（A1），石油和天然气开采业(A2)，石油加工、炼焦及核燃料加工业(A3)，电力、热力的生产和供应业(A4)，燃气生产和供应业(A5)。运用DEA方法对能源工业各子行业2003年至2011年的技术创新效率进行评价，并采用Matlab6.5进行数据处理，投入产出数据均来源于2004年至2012年的《中国科技统计年鉴》。
（二）能源工业技术创新效率评价
对能源工业的5个子行业的技术创新效率进行分析，使用Matlab6.5软件对数据进行处理，结果见表1所示：由表1可知，煤炭开采与洗选业的技术创新效率总体呈上升趋势，但技术创新效率平均值仅为0.4446，在各子行业中处于最低水平。石油和天然气开采业的技术创新效率平均值为0.9647，其技术创新效果最好。石油加工、炼焦及核燃料加工业技术创新效率较高，均值为0.9154，但波动较大。电力、热力生产和供应业的技术创新效率处于5个子行业的中等水平，2003年效率值较为异常，只有0.0355。燃气生产和供应业的技术创新效率值一直在有效和无效之间变化.根据能源工业5个子行业的技术创新效率值，得到能源工业整体的技术创新效率如下表所示：从能源工业技术创新总的投出和产出来看，2011年R D人员比2003年增长了3.25倍，研发费用增长了7.33倍，中国对研发费用的投入大于R D人员的投入。比较R D经费和技术获取及技术改造费用可以发现，能源工业非常重视技术的升级和改造。能源工业技术创新的产出，专利申请数逐年快速上升，而新产品的销售收入增长缓慢，波动较大，可以看出能源工业技术创新成果转变为经济效益方面仍存在不足。2003年能源工业技术创新效率处于最低水平0.3665，2011年达到最大值0.8269，上升趋势良好，整体效率不高，但仍有很大的上升空间。
（三）松弛变量分析
松弛变量值计算出能源工业各子行业技术创新指标的改进幅度如下表所示：由表3可知，在不改变产出的前提下，2003年，2005年和2007年需要减少R D人员的投入，2011年需要减少R D经费支出。在投入不变的前提下，要想效率达到最好，需要增加新产品的销售收入。年和2004年R D人员投入的增加带来的销售收入增副较小。2010年技术创新效率值为1，技术有效，但从改进幅度表可知，其R D人员，R D经费支出和新产品销售收入都可以改进，因而其有效为弱有效。表5表明，在产出一定的情况下，主要是R D经费支出和技术获取及技术改造费用的改进。在投入不变的前提下，以新产品销售收入改进为主。2007年和2011年的松弛变量不为0，技术创新效率为弱有效。由表6可知，要保持新产品销售收入不变，2010年需减少R D人员的投入，2008年和2009年需减少R D经费支出。在不改变投入的情况下，新产品销售收入上升空间较大。由此可知，对电力、热力的生产和供应业来说，新产品销售收入对技术创新效率的影响较大。在2011年电力、热力的生产和供应业的技术创新效率值为1，但其松弛变量不为0，因而其技术创新效率为弱有效。由表6可知，燃气生产和供应业在在收入不变的前提下，适当的加大R D人员以及技术获取和改造费用，新产品的销售收入会有一个巨大的提升空间。
三、结果分析及对策建议
能源技术论文范文第3篇
论文摘要：地下水利用与保护规划经过三年工作，已初步完成，目前成果正在征求高层专家意见。本次规划在第二次水资源评价的基础上，进行了浅层地下水功能区的划分，按两级划分为三大区八大类，以集中水源地与重点地区控制方案为管理重点，建立监测监督有效体系：地下水开采总量规划目标，消除污染与水质保护，埋深水位控制；深层承压水与浅层水概念区别，岩溶水、傍河井、泉水、矿坑水利用与地表水的利用重复量计算；浅层超采区以压采为主，深层承压水限量使用并主要用于应急与战略储备为主，未超采区以采补平衡增采。工作路线以水规总院技术负责，省区基础工作，流域机构汇总、全国汇总，充分协调与平衡，在坚持大原则下省区保留差异性；规划成果批复实施必将我国地下水综合管理水平大幅提高，紧追世界先进管理水平。 关键词 地下水规划；浅层水功能区；深层承压水；总量控制；监测管理体系 全国地下水利用与保护规划既是全国水资源综合规划的专项规划也是流域综合规划修编的专项规划。本次规划是在水利部领导下，由水利水电规划设计总院作为技术总负责单位，会同中国水利水电科学研究院、各流域机构和各省（自治区、直辖市）的项目承担单位共同完成的。 2009年11月《全国地下水利用与保护规划（征求意见稿）》进行了高层专家咨询会。 具体工作中采取“从下到上”与“从上到下”多次协调协商与平衡，采取坚持基本原则下省区保留差异性、“求大同存小异”灵活的工作方式，某些数据上可以省区与全国（流域）存在差异，不影响整体规划成果；两本账更反映客观现状，因地制宜会利于地方工作的开展。 结合规划工作中技术问题与《全国地下水利用与保护规划（征求意见稿）》高层专家的意见，作者特归纳总结部分规划相关的问题，提出肤浅认识。 1. 功能区 1.1功能区划分 地下水功能区划是地下水利用与保护规划中的重点也是亮点。 根据《全国地下水利用与保护规划》：地下水功能区划是地下水利用与保护工作的基础平台。按照《关于开展地下水功能区划的通知》（水资源[2005]386号）文件的要求，全国开展了浅层地下水功能区划工作，明确了浅层地下水的功能定位。对于深层承压水，按照储备为主的原则，不再划分功能区。 以地下水主导功能为基础，划分全国地下水功能区；根据地下水功能区的主导功能，兼顾其他功能要求，确定各功能区维系供水安全的水位、开采总量控制指标和水质保护目标。本次规划在第二次水资源评价的基础上，进行了浅层地下水功能区的划分，按两级划分为三大区八大类。地下水功能区按两级划分。 一级功能区：地下水一级功能区划分为开发区、保护区、保留区共3类，主要协调经济社会发展用水和生态与环境保护的关系，体现国家对地下水资源合理开发利用和保护的总体部署。 二级功能区：在地下水一级功能区的框架内，根据地下水的主导功能，划分为8类地下水二级功能区。其中，开发区划分为集中式供水水源区和分散式开发利用区共两类地下水二级功能区，保护区划分为生态脆弱区、地质灾害易发区和地下水水源涵养区共3类地下水二级功能区，保留区划分为不宜开采区、储备区和应急水源区共3类地下水二级功能区。地下水二级功能区主要协调地区之间、用水部门之间和不同地下水功能之间的关系。 我国浅层地下水功能区划呈山丘区以保护区为主、平原区以开发区为主的显著特点。地下水二级功能区界线不能跨水资源二级区，基本规划单元面积太小时，根据情况可进行适当归并。 在地下水功能区划工作的基础上，水利部于2007年下发了《关于做好全国地下水利用与保护规划编制工作的通知》（办规计函[2007]409号），要求编制地下水利用与保护规划。 1.2地下水功能区与地表水功能区的差异 流域综合规划修编涉及到各个方面，其中有水功能区和地下水功能区关系密切。 地下水功能区划分是针对流域面上的地下水，是编制浅层地下水利用与保护规划的基础，规划编制主要以地下水功能区为单元，根据其功能状况，提出分区分类开发利用与保护修复规划方案。 地下水功能区以流域的地下水资源量与可开采量和水质功能定义，水功能区划分地表水水资源状况来定义。 地下水功能区区划采用水资源评价地表水资源评价的面积和分区一致，即采用流域全覆盖的方式进行，包括不透水面积
能源技术论文范文第4篇
1．1网络设计原则
变电站网络设计涉及多种因素，其主要原则包括:
(1)数据业务分类。
变电站中各种数据业务通信要求不同，利用变电站数据业务分类的特性，组建不同特点的通信网络，在多种信息混合的情况下保证实时信息传递的实时性和可靠性是网络设计的基础。信息多样化和传递实时性是通信系统中的一对矛盾体，解决这个矛盾是选择网络通信方案的基本原则。
(2)网络互通和隔离。
通信网络应提供IED互联的便利性、灵活性，为变电站自动化技术的发展预留空间;同时网络应满足各个系统间隔离的要求，以保证各个专业系统(保护、自动化)互不影响。互通和隔离是一对矛盾，构建变电站通信网络应该妥善解决这个矛盾。
(3)通信系统的建设成本。
变电站通信系统的性能与成本是网络设计中的另一对矛盾，较高的性能要求，往往导致较高的建设成本。降低成本的途径一是采用合理的网络结构设计，避免复杂的网络结构，减少通信设备数量;二是采用标准、成熟、流行的技术;三是合理配置网络资源，裕度考虑合理。
1．2 两层一网 整体构架
本研究根据网络设计原则，综合考虑智能变电站网络性能要求和建设成本，利用数据通信业务分类的特性，组建 两层一网 通信网络。 两层一网 中，两层指站控层、设备层， 一网 指全站MMS\GOOSE\SV合一网络。在 两层一网 两层网络方案中，笔者采用无源光网络技术，组建统一通信网络，。本研究通过采用面向连接、接近电路交换特点的交换技术(MPLS-TP)替代以太网技术，构建逻辑网络。通过网络互连使得变电站成为一个整体，变电站中任意两个IED设备通过统一网络可以直接实现通信，通过网络互连使得变电站成为一个整体，便于发挥各种自动化保护、测控系统的整体效益;同时，可以充分利用网络提供的广播、组播技术实现保护、测控数据的一对多的跨间隔传递，大幅度提高通信的效率。
1．3无源光网络的设计
本研究变电站通信网络设计采用 两层一网 结构，通过引入无源光网络技术PON，将整个通信资源划分为许多小时间片实现数据的传输和交换，其关键技术主要包括无源光网络技术、分组交换技术、并行网络技术和逻辑子网技术等。
(1)无源光网络技术
智能变电站网络引入了无源光网络技术PON，PON技术将整个通信资源划分为许多小时间片实现数据的传输和交换，多倍地增加通信资源数量;每一路数据占有一个专属自己的时间片，各路数据之间不产生资源竞争。系统通过无源光网络的应用提高设备集成度和网络覆盖能力，引入高精度时间同步技术以提供具有亚微秒精度的同步控制环境;通过采用多重路径快速保护机制，提高数据传递可靠性，增强网络的鲁棒性和生存能力;通过采用专用业务网络技术，提供传递高速同步控制为基本业务兼容信息网、多媒体数据业务的综合通信平台。
(2)分组交换技术
为克服以太网交换技术的不足， 两层一网 网络设计中采用面向连接、接近电路交换特点的分组交换技术(MPLS-TP)替代以太网技术作为实时交换机的基本技术体制。分组交换技术采用固定的分组连接，每一个连接固定分配一定的资源，基本保证连接的资源不受干扰;通信网络可以为每两个IED设备之间提供固定的连接和固定的带宽。这种技术在数据传递前通过带宽资源分配机制确定资源，在数据传递过程中固定不变，强调面向连接、严格控制、资源独占和通信保障，因此该技术可以保证通信的可靠性，提供固定的通信时延。
(3)并行网络技术
在统一物理网络的基础上，本研究采用并行网络技术，实现IED设备由单点接入到双网络接入的转变，提高系统的可靠性和稳定性。具体组网中，主备两全相同的交换机和接入网络组成并行网络，IED设备配置P模块接口，采用标准的PRP方式(即双路并发、主动放弃方式，IEC62439)，实现主备网络无缝、无损的保护切换。全站设备以并行网络保护方式接入，实现覆盖全系统的N-1保护和全路径端到端的1+1保护。
(4)逻辑子网技术
本研究根据数据业务的类型对通信网络资源进行实质性的划分，依据高级、紧急、快速业务资源专用，低级、慢速业务资源复用，各类业务之间资源占用互不影响的原则，利用可预配置时分复用交换技术，将一个物理网络划分成若干独立的逻辑子网分别传递不同类型的业务。本研究通过资源划分，将智能变电站典型业务分成GOOSE逻辑子网、SV逻辑子网和MMS逻辑子网3个逻辑平面，各业务之间逻辑隔离，互不影响，提高了数据传输可靠性。
2实验结果与分析
以国网公司220-A1-1通用设计方案为例，变电站规模为主变3台，220kV采用双母线接线、出线6回，110kV单母线三分段接线、出线12回，35kV单母线分段接线、出线8回。本研究采用 三层两网 组网方案，冗余双网配置，全站需配置站控层中心交换机4台、间隔层交换机8台、过程层交换机39台，合计51台交换机，网络设备投资约190万元。笔者按本研究 两层一网 组网方案，构建无源光网络，冗余双网配置，全站设A、B两个网，A网核心交换机冗余配置、双主工作模式，主要接入主变间隔保护一、220kV间隔线路、母线保护一、110kV间隔和35kV间隔;B网核心交换机冗余配置、双主工作模式，主要接入主变间隔保护二、220kV间隔线路、母线保护二。全站共需配置4台实时交换机。网络设备投资约60万元，较 三层两网 方案，交换机数量减少47台，投资减少130万元。
3结束语
能源技术论文范文第5篇
分布式能源技术是未来世界能源技术的重要发展方向，它具有能源利用效率高，环境负面影响小，提高能源供应可靠性和经济效益好的特点。 分布式能源技术是中国可持续发展的必须选择。中国人口众多，自身资源有限，按照目前的能源利用方式，依靠自己的能源是绝对不可能支撑13亿人的 全面小康 ，使用国际能源不仅存在着能源安全的严重制约，而且也使世界的发展面临一系列新的问题和矛盾。中国必须立足于现有能源资源，全力提高资源利用效率，扩大资源的综合利用范围，而分布式能源无疑是解决问题的关键技术。 近年以来，美国和加拿大、英国、澳大利亚、丹麦和瑞典、意大利等国的相继发生的大停电事故，深刻说明传统能源供应形式存在着严重的技术缺陷，随着时代的发展，特别是信息社会的发展，已经不可能继续支撑人类文明的发展进程，必须加快信息时代的新型能源体系的建立，分布式能源是该体系的核心技术。 分布式能源技术的发展，为中国与世界发达国家重新回归同一起跑线创造了一个新机遇，如同手机和家电一样，它有可能使中国依据市场优势迅速占据世界领先地位。 所谓 分布式能源 是指分布在需求侧的能源综合利用系统。一次能源以气体燃料为主，可再生能源为辅，利用一切可以利用的资源：二次能源以分布在用户端的热电冷 (植)联产为主，其他中央能源供应系统为辅，实现以直接满足用户多种需求的能源梯级利用，并通过中央能源供应系统提供支持和补充；在环境保护上，将部分污染分散化、资源化，争取实现适度排放的目标；在管理体系上，依托智能信息化技术实现现场无人职守，通过社会化服务体系提供设计、安装、运行、维修一体化保障；各系统在低压电网和冷、热水管道上进行就近支援，互保能源供应的可靠。分布式能源实现多系统优化，将电力、燃气、热力、制冷与蓄能技术结合，实现多系统能源融错，将每一系统的冗余限制在最低状态，将资源的利用效率发挥到最佳状态，以达到节约资金的目的。 分布式能源技术的基础科学主要在以下几个方面： 1、 动力与能源转换设备； 2、 一次和二次能源相关技术； 3、 智能控制与群控优化技术； 4、 综合系统优化技术； 5、 资源深度利用技术。 动力与能源转换设备：主要是指一些基于传统技术的完善和新技术的发展。 (1)小型燃气轮机--在小型航空涡轮发动机技术的基础上，实现地面发电和供热的联产技术。目前中国在这一技术上已经可以开发相应产品，主要的问题是需要提高设备的能源转换效率，提高可靠性，延长设备检修周期，提高设备的自动智能控制水平； (2)微型燃气轮机--这是基于汽车发动机增压涡轮技术的延伸，关键技术在于精密铸造和烧结金属陶瓷转子，空气或磁悬浮轴承，高效回热利用技术，永磁发电技术，可控硅变频控制技术等。由于技术层次并不高，其中许多项目已经有专家在研究，只要国家真正重视，中国完全可以赶超世界先进水平； (3)燃气内燃机--内燃机技术对于中国已经非常成熟，但是燃气内燃机的制造水平与国际先进设备还存在比较大的差距，主要是转换效率、排放控制、电子控制和设备大修周期等，此外，国外正在发展的预燃、回热、增压涡轮技术，以及电子变频等技术，都是发展的重要方向： (4)斯特林发动机--外燃式斯特林技术中国已经有了比较大的突破，上海711所已经可以生产该技术的产品，目前主要是提高设备可靠性和发电效率，以及自动化控制水平； (5)燃料电池--该技术有质子交换膜、固体氧化物、熔融硅酸盐和氢氧重整等多种技术方式，该技术应用极为广泛，污染极小，而且可以同燃气轮机技术整合，发电效率将可能达到80％，是未来最具有发展价值的技术； (6)微型蒸汽轮机--蒸汽轮机是非常传统的技术，但是利用一部噪音小、振动小、运行方便可靠的小型蒸汽轮机代替热交换器，将其中一部分能量转换为价值较高的电能，或者利用蒸汽管网中较低品位的蒸汽为制冰机组提供低温冷能，可以更好地利用蒸汽中的能量： (7)微型水轮机和微型抽水蓄能电站--小型、微型水轮机组不仅可以在任何有水位落差和水利压差的地方使用，而且可以广泛利用在分布式能源项目上。利用自来水管网的水能压力，或者建筑物可能产生的落差进行发电，并在用电低谷进行抽水蓄能，
