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《寒冷气候下热泵热水器控制策略优化》

  • 来源专题：可再生能源
  • 编译者： 董璐
  • 发布时间：2016-01-06

  •         本文介绍其研究人员进行了一项研究来评估具有模块化控制的市售热泵热水器（HPWH）的性能。该种热水器首先在一系列不同的热力条件下进行试验并记录相关参数。试验槽包含能够提供热力要求达0.30米（1英尺）的1500 W电辅助加热器和一个环绕式加热线圈。正如之前工作所预期的那样，当加热水箱至更高温度来快速储存热量时，HP性能将会出现下降。但满足采暖需求而采取的移位电力需求（水加热）所带来的利将大于性能损失之弊。

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相关报告

  • 《基于HMCVT的拖拉机整机经济性控制策略》
    • 来源专题：农机装备
    • 编译者：袁雪
    • 发布时间：2025-04-28
    • 摘要：<；br>；<；span style=“ height:6px；display：block；”>；<；/span>；拖拉机作为农业机械在田间得到了广泛的应用。本研究旨在提高使用液压机械无级变速器（HMCVT）的拖拉机的整体经济性。还开发了一种经济控制策略，以考虑拖拉机的变速器。利用多项式拟合和啮合功率建立了发动机和多级HMCVT效率模型。并给出了优化后的最优经济控制。以发动机燃油消耗率与HMCVT效率的比值为评价指标，建立了一种控制策略，以平衡不同传动比下HMCVT多级传动效率的显著差异。将模拟退火算法（SA）与遗传算法（GA）相结合，利用遗传算法的自然进化特性，逐步提高经济参数优化的质量；同时采用模拟退火算法，避免了随着迭代次数的增加而出现的早熟现象。通过算术交叉和非均匀变异，精确地获得了最经济的发动机转速、扭矩和传动比。新人口G'；当GA对初始种群G进行全局优化时，SA算法被用来对种群G'；进行局部优化。采用Metropolis准则计算等温条件下的个体接受概率。一次后代种群的适应度函数G'；比G，G'；更好。被认为是最佳解决方案。执行冷却操作，直到获得全局最优解。通过将最佳速比、发动机转速和负载扭矩存储在控制单元中，实现了机器的最佳整体经济性。根据拖拉机的使用要求，调整发动机工作点和变速器速比。对组合优化进行了验证，比较了模拟退火算法和遗传算法的迭代性能。两种算法经过53次迭代后均陷入局部最优，说明其组合优化精度较高。最后，对优化后的控制策略进行了验证，提高了拖拉机的整体燃油经济性。利用Simulink平台搭建整车模型进行仿真，并与传统控制策略进行对比。在试验台上对HMCVT速比控制策略进行了验证。仿真结果表明，该控制策略使拖拉机犁耕作业时的平均传动效率达到0.93，分别提高了0.06和6.8%。平均燃油消耗率为279 G/（kW·H），降低了8 G/（kW·H）和2.7%。提高了拖拉机的传动效率，节省了燃油消耗。在低速和高载荷下，HMCVT速比相对较低。优化后的拖拉机输出了足够的扭矩。模拟结果与实验结果具有很好的一致性。该控制策略在合理匹配发动机和变速器工作状态的同时，有效提高了拖拉机的整体经济性。研究结果可为HMCVT拖拉机的工程应用和经济性控制策略提供理论依据。
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  • 《新形势下电网投资优化管控策略》
    • 来源专题：中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
    • 编译者：guokm
    • 发布时间：2020-09-14
    • 自2015年新一轮电力体制改革正式启动以来，国家相关部门先后制定发布了《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》、《输配电价成本监审办法（试行）》、《省级电网输配电价定价办法（试行）》、《区域电网输电价格定价办法（试行）》、《跨省跨区专项工程输电价格定价办法（试行）》以及《关于制定地方电网和增量配电网配电价格的指导意见》等一系列电改相关文件，并于2019年-2020年分别对其中的《输配电价成本监审办法》、《省级电网输配电价定价办法》和《区域电网输电价格定价办法》进行了修订。至此，我国建立了规则明晰、水平合理、监管有力、科学透明的输配电价体系。 在上述文件的指导下，我国输配电价改革扎实推进，并对我国电力行业结构和电网企业监管模式带来深刻影响，改变了电网企业的功能定位和运营模式。中发9号文明确提出，遵循市场经济规律和电力技术特性定位电网企业功能，改变电网企业集电力输送、电力统购统销、调度交易为一体的状况。改革和规范电网企业运营模式，电网企业不再以上网电价和销售电价价差作为收入来源，而是按照政府核定的输配电价收取过网费。这种功能定位和运营模式的转变使得电网投资管理变得尤为重要。 我国电网建设投资现状及投资趋势分析 投资是指将有形或无形资产投放于某种对象或事项，以取得一定收益的活动。主要包括固定资产投资和股权（产权）投资，其中固定资产投资是指境内外新建、改扩建、购置固定资产的投资。电网公司投资项目分为基本建设（包括电网基建、产业基建、小型基建）、技术改造（包括生产技术改造、产业技术改造、非生产技术改造）、零星购置、股权（产权）、营销和信息化项目（资本性部分）。 电力是关系国计民生的基础产业，电力供应和安全事关国家安全战略和经济社会发展全局，因此电力建设至关重要，是国家重点关注的产业之一。2010年以来，我国电力行业基本建设完成投资总额大体呈现“先升后降”的波动变化趋势。其中，2015年全国电力行业基本建设投资完成8576亿元，同比增长9.9%，首次突破8000亿大关，增速较去年扩大7.3个百分点；2019年全国电力行业基本建设投资完成7995亿元，同比下降1.2%，增速较去年下滑1.9个百分点，主要为电网工程基本建设投资增速下降所致。 从电力建设投资总体结构来看，电力建设主要包括电源建设和电网建设两大部分。其中，电源建设即发电厂的建设，包含传统电力建设及新能源电力建设，如火力、水力、风能、核能、生物能等；而电网建设主要为变电设备和输电线路的建设，其投资建设主体主要为国家电网企业和南方电网下属的分公司，以及地方电力建设公司。“十二五”初期我国电源基本建设投资在全国电力企业基本建设投资中占据较高比重，2013年电网工程基本建设投资超过电源工程建设投资177亿元，成为全国电力企业基本建设投资中的大头，当年占据全国电力基本建设投资完成额的比重达51.2%，占比同比提升1.6个百分点。2019年全国电网基本建设投资占全国电力企业基本建设投资完成额的比重为60.7%，虽其占比较去年下降5.6个百分点，但仍为“十二五”以来电网建设投入超过电源建设投入的连续第七年。我国电网投资占比持续上升，投资比例结构趋于合理，改善了前些年电源投资规模过大、增速过快、比例过高的趋势，电源与电网开始协调、科学发展。 在电网建设投资方面，“十二五”以来，我国电网工程建设完成投资逐年有不同程度的增加或减少。2010-2019年，全国电网基本建设投资完成额由3448亿元增长至4856亿元，年均增长3.88%，日益成为电力行业建设的主要投资重点。同时，2019年110千伏及以下电网投资占全国电网基本建设投资的比重为63.3%，较上年提高5.9个百分点。2019年全国电网基本建设投资增速由年初的-9.00%下降至年末的-9.60%，全国电网基本建设投资呈现下行趋势，电网投资增速持续放缓。电网投资的价值在新增输电线路和变电设备上得以体现。2019年全国新增220千伏及以上变电设备容量23042万千伏安，同比增长3.7%；新增220千伏及以上输电线路回路长度34022千米，同比增长-17.2%。 由此可见，由于我国经济已由“高速增长”阶段转向“高质量发展”阶段，我国电网投资建设也从单纯追求总量扩张转向追求在经济增长基础上内部结构、电力系统以及服务质量的整体提升与完善，电网投资建设从“高速”转变到“高质量”、从“增长”转变到“发展”。从电网内部投资结构来看，随着以再电气化为根本路径的新一轮能源革命的深化发展，以及大部分电源供给及输电线路骨架逐步完善的情况下，全国投资重点已逐步转向电网智能化及配电网建设，更加偏向于配、用电侧。从电力投资趋势来看，我国电网饱和程度仍不及电源，尽管我国电力系统整体供应能力已经有所富余，但在可再生能源消纳能力、供电可靠性、调峰能力等方面仍然亟须电网持续投资建设。 新电改对我国电网企业投资的影响分析 强化电网投资约束机制 自新一轮电力体制改革实施以来，作为新电改和价格机制改革的关键环节，输配电价格改革打破了电网在“买电”和“卖电”两头的“双重垄断”，电网企业的被监管模式由政府对电网购售电价格的间接监管，转变为政府以电网有效资产为基础，对其输配电业务的准许收入、准许成本和价格进行的全方位直接监管。电网投资规模作为输配电价核定过程中被监管的内容之一，是影响有效资产和准许收入的重要因素。 新修订的《省级电网输配电价定价办法》在坚持“准许成本+合理收益”定价原则不变的基础上，在投资与电量挂钩、有效资产范围等方面发生明显变化。新版省级输配电定价办法规定，“预计新增输配电固定资产投资额参照相关政府部门预测的、符合电力规划的电网投资计划，按年度间等比例原则确定；预计新增输配电固定资产基于提高投资效率的要求，按照不高于历史单位电量固定资产的原则核定（国家政策性重大投资除外），低于历史单位电量固定资产的，按预计数核定。” 为了适应输配电价改革和降价预期，电网企业主动严控电网投资和成本。国家电网公司严控电网投资规模并加强投资管理，同时明确亏损单位不再新増投资；严禁擅自扩大投资界面和超标准建设、超过核价投资规模和范围安排投资，以及严禁过度追求高可靠性的“锦上添花”项目。输配电价改革后，电网投资与电量增长、负荷增长、供电可靠性不匹配的成本费用暂不予纳入输配电价，可以抑制电网过度投资、提高电网投资效率，促进电网企业持续实现高质量发展。 电网投资与降价矛盾突出 2018年，国务院《政府工作报告》提出“降低电网环节收费和输配电价格，一般工商业电价平均降低10%”，接着国家相继出台《关于降低一般工商业电价有关事项的通知》等四项降价政策。2019年，国务院《政府工作报告》提出“深化电力市场化改革，清理电价附加收费，降低制造业用电成本，一般工商业平均电价再降低10%”，接着国家相继出台《关于电网企业增值税税率调整相应降低一般工商业电价的通知》等两项降价政策。通过两年的连续降价措施，全国（不含西藏）一般工商业目录电价（销售电价）累计降低0.15元/千瓦时，累计降幅19%。2020年，为扶持遭遇新冠肺炎疫情影响的企业复工复产、共渡难关，国家于2-6月实施阶段性降低非高耗能工商业电价5%的政策以及支持性两部制电价政策，又于5月在政府工作报告提出“降低工商业电价5%政策延长到今年年底”。 电网投资对区域经济发展有一定的推动作用，但过度投资可能造成输配电价过快增长。随着中国经济发展进入新常态，电力需求出现显著的结构性变化。我国宏观经济持续承受下行压力，作为“三驾马车”之一的投资是拉动经济恢复较快增长的重要把手。对于电网企业而言，特高压工程投资规模大，增加就业岗位多，在稳增长与惠民生中作用力十足。同时，为解决电力不平衡、不充分发展问题，电网企业按照国家部署加大配网、农网建设投资。但是，为完成政府工作报告中的降电价要求，国家陆续出台多项政策，进而间接抑制电网投资规模。因此，一方面要求提高电网投资以满足电力需求增加、解决电力发展不平衡、拉动经济增长；另一方面，又要电网降低电价以促进实体经济发展。以上将显著提高电网企业投资总额的同时，又相应地增加电网投资压力和降电价压力，电网投资增长与电价降低矛盾突出。 政策性投资计提回报不足 新电改形势下，在监审期间内除政策性因素外造成的未投入实际使用、未达到规划目标、擅自提高建设标准的输配电资产相关成本费用支出不得计入输配电定价成本。由此可见，政策性有效资产可计入电网公司有效资产计提回报。但是旧版省级输配电价定价办法明确规定，“权益资本收益率，等于政策性有效资产的比重和非政策性有效资产的比重与各自对应的权益资本收益率的加权平均。其中，政策性有效资产的权益资本收益率，按1%核定。”新版省级输配电价定价办法规定，“权益资本收益率原则上按不超过同期国资委对电网企业经营业绩考核确定的资产回报率，并参考上一监管周期省级电网企业实际平均净资产收益率核定。”新形势下，电网企业政策性有效资产计提回报得不到保障。 一直以来，电力企业承担着大量社会责任投资任务，政策性投资保持较高强度。“十三五”时期，电网公司全力推进新一轮农网改造升级，加大贫困地区电网攻坚力度，加快城乡电力服务均等化进程。另外，随着能源绿色转型发展需要，电网公司增加“煤改电配套投资”、“电动汽车发展配套投资”、“清洁能源接入投资”等等。这些投资很大程度上属于政策性投资，并不能带来与投资相匹配的电量增长，同时还挤占了监管周期内电网企业的投资空间。近年来，电网业务收益率大幅下降，首轮监管期多轮次下调输配电价，各级企业亏损面持续扩大，但政策性投资任务仍持续增加。政策性投资能否足额纳入当期可计提收益的有效资产以及获得合理收益，成为电网企业经营发展的重要挑战。 适应新形势的电网企业投资管控策略分析 随着电力体制改革的不断深化，电网企业的功能定位和运营模式发生重大改变，致使电网企业投资增长和成本控制面临更加严格的监管约束，对电网投资管控的合理性和精准性提出了更高的要求。为深入贯彻落实习近平总书记“四个革命、一个合作”能源安全新战略，推进电力体制改革，加强电力统筹规划，强化电网投资监管，实施适应新形势下的电网企业投资管控策略，才能从根本上提高电网企业的合理收益和准许收入。 01坚持电网企业高质量发展要务，激活电网投资潜力 现阶段，电网企业面临保障电力供应和促进能源转型的双重使命，推动电网高质量发展始终是电网企业第一要务。电网企业要深入践行新发展理念，始终聚焦主责主业不动摇，进一步投资建设运营好各级电网，积极应用新技术推动电网转型升级，促进清洁低碳、安全高效的能源体系构建。 在电网投资决策受政府监管约束的前提下，电网企业应当充分发挥专业技术优势，向核价部门争取监管周期当期最大的投资总量，从而确保电网建设的正常甚至超前发展。坚持科学投资、稳健投资、精准投资，把有限的资金向保政策、保安全、保增长倾斜，优先安排能够形成有效资产的项目投资，激活投资潜力。在确定投资规模时，通过对负荷预测衡量电网企业的初步投资需求，通过对电价的预测分析衡量电网企业的投资能力。在投资能力与投资需求基本相当的基础上，最终确定电网企业的投资方案和投资规模。 02协调政策降价和机制定价的关系，统筹电网合理收益 首先，我国正在全面推进电力市场化改革，这是加快完善社会主义市场经济体制和要素市场化配置机制的内在要求。在电力环节建立包括市场竞价与政府定价两个方面的电价形成机制，是推进价格机制改革的重要措施。其次，根据中央经济工作会议关于降低企业用能成本和《政府工作报告》关于降低一般工商业电价的要求，电网企业积极贯彻落实国家部署，多措并举全力做好降低一般工商业电价工作。因此，处理好“机制定价”和“政策降价”之间的关系，才能满足短期需要又可稳固长期机制。另外，在改革的初期阶段，电网投资决策要把握好节奏和力度，切实做好电网投资与降电价、电价核定、电量增长等问题的有效衔接，针对现实要求灵活施策、及时调整，保证电网企业合理的收益水平，促进电网企业健康发展和电力供应安全。 03鼓励多方社会资本投资电网建设，拓宽电网投资渠道 电力行业兼具资金密集和技术密集两大特点，而且电力项目建设投资规模大、回报周期长，其融资通道受到多方面制约。2010年以来，国家出台《国务院关于鼓励和引导民间投资健康发展的若干意见》、《加强电力监管支持民间资本投资电力的实施意见》等多项政策鼓励社会资本参与能源领域建设，但由于电网行业自然垄断特性以及资本密集、技术密集的属性，使得社会资本的进入电力行业面临诸多限制和困难。在电网企业自主决策投资规模和利润空间受限的前提下，为了保障电网建设的正常甚至超前发展，电网企业可以通过放开项目建设投资渠道，创新融资方式，争取政府补贴和民间资本支持。吸引多方社会资本不仅有助于缓解电网企业资金压力和债务负担，而且还可以保障电网建设需求，共享投资收益。
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