能源—交通体系

能源—交通体系（精选3篇）

能源—交通体系 篇1

1 交通枢纽能源管理系统(BEMS)概述

大型高铁站、机场作为交通枢纽,既承担本站的管理控制,也同时完成周边站点的辐射管理。交通枢纽设备众多,能耗大,物业管理复杂,根据现在国家节能政策以及对物业管理的要求,需要对整个交通枢纽的能源进行分类分项计量管理和物业管理服务,完成整个交通枢纽的能源管理。

建筑能源管理系统(Building and Energy Management System,简称BEMS)是一套在保证室内环境质量基础上进行能效合理化,以能源管理和节能决策为目的的节能管理系统。

系统自动采集与能耗相关的数据信息,通过对实时能耗数据的分析来实时调整节能系统BAS的控制参数和策略以达到消除建筑设施能源浪费、减少和控制当前能源消耗、提升现有运营策略的管理与决策系统。

BEMS可以集中掌握并分析能源及设备的使用情况,更高效规划运行状态,更迅速做到精确细致的监控,并最小化建筑设施能耗。

交通枢纽的BEMS是在其能耗模型基础上结合行业用能评价指标而建立的对变配电、照明、暖通空调、供热、给排水等能源使用状况、能源设备管理及节能管理于一体的、全面的建筑能源管理系统。

2 BEMS现场勘察分类

如表1所示。各个相关系统建设时预留对应的数据系统集成接口。

3 整个系统功能要求

为了减少能源使用中的浪费现象,提高能源使用效率,BEMS项目对能耗数据进行管理、查询和分析,使管理者能直观、方便、快速地了解能源使用情况,对异常能耗进行辨识、收集和分析,为管理者改进管理方式、实施节能措施提供理论依据;建立能耗分析预测模型,为优化经济运行控制策略、修正优化参数数据提供支持。旨在建立动态的能耗分析与能效评估系统,实时监控与分析各类能源的使用情况,通过与建筑设备运行参数、环境参数、能耗数据以及旅客流量等数据间的关联分析,及时展现与识别各类能源使用情况以及相关影响因素,为能源使用效率的提升提供决策数据与措施建议,系统结构图如图1所示。

4 BEMS结构设计

按照物业管理模式,划分为操作层、管理层、决策层三层能耗管理系统结构,如图2所示。

4.1 操作层

本层含电力仪表、液体流量计、热(冷)量表计等终端采集仪表、网络通讯等设备,实现机电设备运行、各类能耗的数据自动采集和通讯网络搭建。完成整体项目的能耗数据、环境参数数据、设施参数数据的自动采集和上传。

本区域设置能耗采集器,能耗数据采集器符合国家能耗采集导则,支持双服务器,能够完成能耗数据的本地上传和预留省市数据上传和更高级别管理中心上传。

4.2 管理层

本层含工作站、服务器以及各类操作系统软件、数据库以及能源管理系统软件。能耗数据通过内部局域网存储在数据库中,以标准表结构提供给能源管理系统软件。管理层可以通过能耗综合查询、能源预警及计划、重点能耗设备诊断、能耗数据补录、分类分项的对比、对标分析等功能,使节能管理更加标准化、精细化和量化。

本层预留相关能耗数据对接接口,完成对上一级的能耗数据平台对接及机场的ERP、总局的能耗平台等接口预留。

4.3 决策层

本层在管理模式的最高级别,主要是可以通过Web方式访问能源管理系统。能源管理系统提供给决策层以下功能:机场能耗概况、能耗预警及计划、决策支持、能源审计等,作为对能源消耗进行决策的依据,完成与机场各类数据的对接。

本区域完成能耗数据、环境数据、设施数据的综合管理,完成优化节能管理,界面图如图3所示。

5 软件功能细化

根据交通枢纽实际功能的要求,进行软件功能组合应用及二次软件功能优化,见表2。

超导材料在能源和交通领域的应用 篇2

随着研究的进展, 超导材料的应用是基于超导体的零电阻特性和完全抗磁性以及非理想第二类超导体所特有的高临界电流密度和高临界磁场, 制成超导电缆、磁性极强的超导磁铁, 用于输电、制造大容量储能装置、高速加速器、超导发电机和超导列车, 以解决人类的能源和交通问题。

1 超导材料在能源和交通领域的应用

1.1 超导输电

超导材料可用于制作超导电缆, 超导电缆具有载流能力大、损耗低和体积小的优点, 其传输容量将比常规电缆提高3~5倍, 可以把电力几乎无损耗地输送给用户, 尽管在交流运行状态下存在交流损耗, 但其输电损耗也将比常规电缆降低20%~70%[5]。

近年来, 很多国家都相继开展了超导输电电缆的研究[5~8]。2004年日本Furukawa电气公司和电力工业中心研究所 (CRIEPI) 等研制了长500m、77k V/1k A单相高温超导电缆, 并进行了高温超导电缆在穿越地下、过河、上下坡等不同安装环境下的性能试验。2006年, 美国超导公司 (AMSC) 、Superpower公司等分别研制出200m (13.5k V/3k A) 、350m (34.5k V/0.8k A) 和660m (1 3 8 k V/2.4 k A) 三相高温超导交流电缆, 并分别安装在俄亥俄州哥伦布的Bixby变电站、纽约州的Albany和长岛等地并网试验运行。

我国也非常重视对高温超导电缆的研究[5,9,10,11], 中国科学院电工研究所与北京有色金属研究总院和西北有色金属研究院合作于1998年研制成功1m/2k A高温超导直流输电电缆模型, 随后于2000年又研制出6m/2k A高温超导直流输电电缆。2002年, 中国科学院电工研究所还完成了10m/1.5k A三相高温超导交流输电电缆的研制。2005年, 中国科学院电工研究所与甘肃长通电缆公司、中国科学院理化技术研究所等合作, 研制出75m、10.5k V/1.5k A三相交流高温超导输电电缆, 并于2005年底安装在甘肃长通电缆公司向车间供电运行。

1.2 超导发电机

超导技术在能源方面可应用于体积小、功率大的发电机。采用超导磁体可以产生数万乃至几十万高斯的磁场, 从而使磁流体的输出功率大大提高。随着超导技术的不断突破, 在不远的将来必然可产生大容量、小型化的磁流体发电机。这种发电机将会在诸如航天器、舰艇、飞机等许多领域得到应用。

1.3 超导加速器

超导磁体在粒子加速方面大有作为。在研究高能物理时, 需要建造大型粒子加速器, 在加速器建造中若采用超导磁体, 其轨道半径相比常规磁体可以大大减小。

1.4 超导储能

世界上最先进的托卡马克装置内的所有磁体均采用超导磁体。它可以用来研究等离子在磁场加速和约速下产生聚变。聚变时产生的强大能量, 具有很高的经济价值和广泛的应用潜力。

1.5 磁悬浮列车

超导磁体系统用于火车的动力系统可生产出超导磁悬浮列车, 和常规列车比较, 超导磁悬浮列车有许多的优点, 比如速度快、污染小、爬坡能力强、节能等等。

2 其它应用

用超导材料薄片制作约瑟夫森器件用于制造高速电子计算机和灵敏度极高的电磁探测设备[12]。如超导量子干涉仪、超导开关、超导磁强计、超导计算机、超导滤波器等。

用超导体产生的磁场来研究生物体内的结构及用于对人的各种复杂疾病的治疗及其他应用。如超导核磁共振层析成像仪等。

摘要：超导材料具有广阔的应用前景。在提高临界温度的同时, 人们在努力探索新型超导材料。在进一步探索超导微观机理的同时, 人们更关注超导的应用前景。本文简单介绍了超导的基本知识和超导材料的发展历程, 详细阐述了超导材料在电力、能源、交通等领域的应用及其前景。

关键词：超导,超导,理想导电性,完全抗磁性,能源,交通

参考文献

[1]冯端, 等.金属物理学.第四卷超导电性与磁性[M].科学出版社, 2000:4～46.

[2]张其瑞, 等.高温超导电性[M].浙江大学出版社, 1992:647～679.

[3]J.G.Bednorz and K.A.Muller, Z Phts.B.64, 189 (1986) .

[4]赵忠贤, 等, 科学通报[J].1987:32, 412.

[5]林良真, 肖立业.超导电力技术[J].科技导报, 2008, 26 (1) :53～58.

[6]Kimura A, Yasuda K.R&D of super-conductive cable in Japan[J].IEEE Transon Applied Superconductivity, 2005 (2) :1818～1822.

[7]Stovall J P, Demko J A, Fisher P W, etal.Installation and operation of the Southwire30-meter high-temperature super-conducting power cable[J].IEEE Transon Applied Superconductivity, 2001 (1) :2467～2472.

[8]Oestergaard J.Superconducting power cablesin Denmark─A case study[J].IEEE Transon Applied Superconductivity, 1997 (2) :719～722.

[9]林良真.我国超导技术研究现状及展望[J].电工技术学报, 2005 (1) :1～7.

[10]温华明, 严陆光, 林良真.超导在加速器中的应用概况[J].低温与超导, 2005 (33) :46～49.

[11]严陆光.高临界温度超导应用的进展和展望[J].电工电能新技术, 2006 (25) :1～4.

能源—交通体系 篇3

发展电动汽车意义重大

“全球金融危机爆发后,我国很快将电动车的发展上升到国家战略,这是国家利用新能源革命的机遇,从长远出发做出的重要抉择。”陈清泰认为,把电动汽车上升为中国国家战略具有四方面重要意义。

一是推动交通能源结构转型,化解能源环境矛盾。“我国2011年成为全球最大石油进口国,2015年对外依存度突破60%,而且,还处于能源需求旺盛的增长期。石油消费中40%在交通,交通能源的90%是石油,中国新增石油消费的重要领域是交通。目前,本土石油资源的短缺、超过警戒线的对外依存度、动荡的石油地缘政治和能源生产与消费造成的污染,使我国的能源环境面临有史以来最大规模、最为严峻的挑战,甚至不亚于当年的美国。如果我们能充分利用新能源革命的机会,推进新能源汽车的发展,那么经过20年或更长时间,我国的交通能源结构将得到大的改善,能源与环境的矛盾得到较大程度缓解,国家能源安全程度得到提高。”

二是电动汽车是中国迎接新能源革命的一个战略支撑点。“近年来,中国清洁能源,特别是可再生能源发展速度之快超出了很多人的预计。2015年风电累计装机比上年增长31.9%,达到1.45亿千瓦;2015年光伏发电累计装机比上年增长了50%,达到4318万千瓦。可再生能源大都属于间歇性式能源,目前弃风、弃光率高达10%至30%。电动汽车和其他零排放交通、移动机械等作为一个个储能单元、消费单元和信息终端将成为分布式可再生能源发展的有力支撑。智能电网、分布式能源、分布式储能和零排放交通等,经智能化网络的连接和优化后,将使整体能源效率、能源安全和降低温室气体排放达到一个全新的水平。”

三是带动产业结构升级。“汽车技术的电动化与新能源革命交集,与信息化、智能化构成最优搭配,为智能交通、智慧城市创造了条件。由此,将极大地提高交通效率、交通安全,降低交通管理和运行成本。汽车电动化技术还将向农用机械、工程机械、移动机器人等延伸,成长出一个庞大的新兴“移动电动技术产业群”,实现移动装备的电动化、清洁化、信息化,促进国家的信息化进程。这是一个举世瞩目的创新平台,给众多行业的企业提供了广阔的想象空间和投资机会,从而拉动产业结构升级、催化增长动力转型。”

四是电动汽车是圆中国人汽车梦的可行途径。“2015年我国千人汽车保有量为110辆,仅为世界平均水平的60%,相当于人口密度很高的日本2009年的23%。可以预计,在未来较长一段时期,中国汽车产业仍处于增长期。”“中国有13.7亿人口,峰值可能达到16亿。根据国情,是否允许私人交通发展一直存在很大的争议。但是个人出行机动化是不可抑制的内在需求。实际上,在中国每年都有越来越多的居民加入汽车消费者行列。与此同时,令我们长期甩不掉的一个隐忧就是日益严峻的能源环境问题如何解决?理性地讲,如此众多的人口如果依托燃油车,不仅美国式、即便是日本式的个人出行机动化,无论对能源来源还是环境容量来说都是不可想象的。值得庆幸的是我们迎来了新能源革命,它给我们提供了新的思路、新的途径。中长期看,14亿中国人圆‘汽车梦’的希望寄托于电动车。”

交通已经成为我国大城市首要污染物和温室气体排放源,改变交通能源结构势在必行。

政策必须以引导市场发挥决定作用为导向

电动汽车自身零排放、降低对石油的依赖等优势,都是外部性效益。但与几乎完美无缺的燃油车相比,对生产者和消费者来说,还显得“不成熟”、“不经济”、“不方便”。这就使各国政府成了电动汽车的第一推动力。“电动车的产业化最终必须依托市场来完成。因此,政府的政策组合必须引导市场发挥决定作用,目前还有一些政策性问题值得进一步研究。”陈清泰说。

面对替代性技术应当欢迎新的进入者

记者:在汽车产业高度发达的美国,在新一轮汽车动力技术革命中脱颖而出的不是通用、福特,也不在底特律,而是诞生于硅谷、没有任何汽车背景的特斯拉。这一现象说明了什么?

陈清泰:这再一次表明,替代性的技术与原有技术轨道中的佼佼者存在利益冲突。面对“革命性替代”,原有技术轨道中的佼佼者们往往显得踌躇和犹豫。电动车的核心技术,如动力电池、电动部件、电控系统等已经超越传统汽车企业之所长,需要在一组技术突破的基础上,附之一个庞大的技术群才能发展起来。

记者:此时,新的进入者对促进产业走向成熟有哪些作用?

陈清泰:有着不可或缺的作用。一是会带来新的理念、新的创意,甚至重新定义产品;二是带来交叉学科的知识和跨界的技术,为形成新的产业链奠定基础;三是大量新企业的进入将加快试错过程,整体上降低试错成本;四是有新进入者的“搅局”,会削弱既有企业的惰性,鞭策他们加紧跟进;五是从中可能出现一些黑马。

记者:中国为什么还没有出现像特斯拉一样的黑马?

陈清泰:目前,特斯拉这样的黑马在我国制度环境下还难以出现,因为当一些产业被国家重视时,政府就会制定产业政策,防止“一哄而上”,使新的进入者在行政许可大门之前受阻;而一些地方政府则实行保护政策,使成功者难以扩大市场占有率。我国向创新驱动转型,必须让市场起决定性作用。政府应鼓励既有汽车企业的转型,更要有序地放开市场准入,创造公平有序的生产环境。

政府的政策组合要给全社会一个长期稳定的预期

记者:为什么需要一个有长期稳定预期的政策组合?

陈清泰:汽车的产业链特别长,其动力技术的重大变革不仅涉及汽车业的重大调整,而且涉及国家能源结构调整、基础设施的改造和建设,直至交通模式的变革和智能交通、智慧城市建设等大思路。因此,新能源汽车战略实施的关键是政府必须给全社会一个长期稳定的预期,使电动车纳入相关产业和企业的长期发展战略。几年一个周期的政策已经不能适应,不仅在政策衔接期会产生较大的市场波动,更重要的是不足以引导企业和消费者产生长期行为。

记者:我国现在是以财政补贴推动该产业起步、发展。您认为这种方式可行吗?国外有哪些可以借鉴的经验?

以财政补贴护送电动车发展的方式使不少企业脚踩两只船,随时准备退出。这就使我国电动汽车的发展存在不确定性。美国加州出台的《零排放汽车法案》具有重要的借鉴意义。基本原理是车企在本地销售总量中必须承担一定比例“零排放”积分的义务。零排放车型包括纯电动车、燃料电池车、插电式混合动力等,但各车型按减排效果有不同的“积分值”。政府公布未来五年甚至更长期的年度销量的零排放积分值。未达到年度积分的企业必须向监管部门支付罚款,或是向其他公司购买积分。

记者:美国加州这一政策思路值得借鉴之处在哪些方面?

陈清泰:借鉴之处在以下几方面。一是高排放与零排放或少排放汽车间的交叉补贴,与碳交易的原则相一致,比财政补贴更具合理性;二是可以减轻财政压力,具有可持续性;三是根据排放程度设定不同的积分值,政府不干预技术路线;四是释放了政府长期致力于汽车电动化的信号,可以给市场长期的预期;第五,对于企业是“胡萝卜加大棒”,具有很强的激励与倒逼的作用,将促使厂商与政府合作实现目标。除上述外还有,随着目标的实现,政府可以平稳退坡。

重视寻找依托市场力量自行发展的道路

记者:您认为,中国实现电动车战略具体讲该怎样做?

陈清泰:从历史上看,汽车动力技术的电动化已经几起几落。中国的电动车能否一路走向成熟,还存在很大的难度。及时发掘细分市场,在政府支持下主要依托市场的力量延续下去,是走向成功的一种选择。中国电动车产业化有两条线:一条是政府主导,财政补贴方式,这是当前的主流。另一条是消费导向,依托市场的内生成长道路。我国从“十城千辆示范工程”开始,对电动车实行政府补贴,有效地启动了产业化进程。它的风险是,如何避免产生依赖,在政策退坡后不退回到燃油车的原点。

记者:我国各地交通机动化的过程有哪些不同?

陈清泰:我国幅员广阔、经济水平参差不齐。大中城市交通机动化是沿着工业化国家走过的过程一路走来;而在广大中小城市和村镇则从“手扶拖拉机带拖斗”,到“农用车”,到低速轻型卡车;从两轮、三轮燃油摩托车,到两轮、三轮电动车,在短短30年间从低到高实现了几次升级。而这都是需求导向、市场驱动的结果。截至2015年,我国汽车保有量1.63亿辆,而摩托车有9000多万辆,两轮、三轮电动车超过两亿辆。后两者保有量超过了汽车的1.8倍,成为中小城市、村镇和部分中低收入居民交通机动化的主要工具。目前,摩托车正在向电动车转型,两轮、三轮电动车开始向四轮电动车升级。

记者:请具体讲一讲三四级城市及其城乡结合部电动车发展的趋势、动向。

陈清泰:现在在山东、河南和浙江、江苏等地的一些三、四级城市和城乡交界处悄然兴起了与美国“邻里车”、欧盟四轮摩托车非常相似的小型四轮短途低速电动车。该类车乘员4人,最高车速50公里/时,续航约80公里,售价3万元左右。这种车有人愿意消费、有人愿意生产,不需要政府补贴和额外建设基础设施。2015年产销达40多万辆。

记者:小型低速电动车在其他领域有没有应用?

陈清泰:近年来,这类小型低速电动车在向大中城市的市政、环保、公安、执法、巡逻,以及物流、接驳、观光、老年代步等细分市场迅速扩展。部分车型已被列入政府采购目录。

记者:到现在为止,对于小型低速电动车政府还没有出台标准、没有规制、没有合法路权,存在不小的争议。您觉得这个问题该如何解决?