双圆筒型电场能采集器输出特性分析与实验研究

存在于电力导线周围的能量中,电场能相较其他形式能量输出更加稳定,但功率相对较小,因此,如何更高效的采集环境电场能十分具有研究意义,针对双圆筒型电场能采集器输出特性展开分析与实验研究。首先,结合Maxwell仿真,针对电力导线周围电场与电势分布特点进行分析,解释了圆筒型电场能采集器的合理性,建立电场取能等效电路,剖析了能量采集器取能原理,根据理论公式推导,分析能量采集器输出特性。其次,建立三维电场能采集器有限元模型,仿真分析了采集器极板长度、内外层极板半径等因素对能量收集的影响。最后,搭建电场取能实验平台,对相关影响因素进行了实验验证。实验表明,实验曲线与理论曲线基本吻合,证明了理论推导的正确性,增大采集器外层板外径或采集器极板长度可有效增大采集器输出电流。     

基于圆柱梁的多向驰振风能采集器仿真分析

为了实现多向风能的采集,提出一种基于压电圆管和末端钝体的驰振风能采集器。通过多物理场耦合仿真分析了采集器模态以及压电圆管输出性能与振动频率、电阻及激振力的关系;模态及输出特性仿真结果显示,方柱钝体采集器的一阶和二阶固有频率均为14.26 Hz,工作在固有频率附近时可获得较高输出;存在最优负载电阻,为3.16 MΩ;压电圆管输出电压随激振力的增加而增加。方柱钝体的二维流场仿真结果显示,在各角度下,方柱结构均能受到相应横向气动力作用,实现多向风能的转换。三维流固耦合仿真分析结果显示,由于圆柱梁的对称特性,采集器受到二维平面不同方向风作用时均能产生振荡,验证了采集器的多向性能。     

基于ARDL算法的电力用能模型研究

立足电力消费视角,研究建立“电-能分析模型”,挖掘电与能的内在关联,引入宏观经济因素,通过灵活设计ARDL自回归分布滞后模型的使用方法,测算掌握各分行业的能源消费总体情况,助力政府部门评估行业的电气化水平。从各能源消费相关特征量历史变化情况角度出发,预测能源消费未来走势,为政府部门的能源消费宏观分析与战略规划、能源计量水平提升与监察实施等工作提供方法支撑。     

基于火用经济学的分布式供能系统分析评价方法

对分布式供能系统的性能进行准确而全面的分析评价, 是分布式供能系统进一步发展的重要环节. 能源互联网背景下, 分布式供能系统变得越来越复杂, 其分析评价方法面临巨大挑战. 本文首先基于火用经济学理论, 建立了分布式供能系统统一分析模型; 其次, 提出了综合考虑火用效率和火用损作为分布式供能系统能耗特性评价指标, 火用损成本和火用经济系数作为经济特性评价指标的分析评价方法, 并设计了分析评价的流程; 最后, 以某供电局分布式供能系统为算例, 验证了所提模型和分析评价方法的优越性. 结果表明, 本文提出的统一分析模型和分析评价方法对系统投资决策、优化设计和运行优化具有指导意义.     

聚乙二醇生产装置用能优化研究

对聚乙二醇生产装置的用能问题进行了研究,重点讨论了反应热的回收利用和换热系统的优化.采用时间分段法分析了装置的用能特征,针对间歇操作的特点,提出了利用中间热储罐进行间接热回收的改进工艺,并通过绘制间歇过程冷热物流组合曲线确定了中间热储罐的温位及可回收的热量.研究表明,应用本文方法可实现反应热的回收,工艺能耗显著降低,节能达69%以上.     

基于WINCE的能源信号数据采集终端系统设计开发

首先对数据能源采集系统做了全面的介绍,接着介绍了在RAM硬件平台上定制移植Windows CE操作系统,以及使用EVC开发工具对数据通信应用程序进行开发的过程,实现了数据通信,数据存储,和数据共享等功能。     

基于卡门涡街的水下振动能量采集器的设计与研究

针对传统的单自由度压电能量采集器工作带宽窄的现状,提出了在水下流激振动环境下的一种基于卡门涡街的二自由度宽频压电能量采集器来提高压电能量采集器的带宽,3 种二自由度压电能量采集器分别被设计、制造,并且测试了能量采集性能。结果表明,采用二自由度能量采集器比采用传统的单自由度能量采集器具有更好的采集效率,根据仿真和实验结果,H型压电能量采集器具有更好的振动能量采集效率。     

智慧用能云互联平台设计与研究

针对高耗能设备量大面广,用能分散,节能减排缺乏有效切入点的现实瓶颈,运用信息传感和互联网技术,设计智慧用能互联网云平台,并提出用云平台结合工程技术中心的运营模式,整合分散用能产业链,做绿色智慧能源供应商。即通过互联网+智慧锅炉、炉窑,将分散用能企业互联互通,利用大数据整合产业链资源,并通过工程中心技术支撑及合同能源托管运营,使耗能设备安全、节能及环保运行。在应用上,已开发了具有自主知识产权的锅炉物联网监测系统,创建了锅炉物联网监测智慧云平台,并建立了日常巡视值班制度和诊断处置机制,已有133台在用锅炉接入平台。平台运行期间,已成功消除20余次安全隐患,监测到上千次能效超标报警,成功帮助80余家企业节能,取得良好社会效益和节能效果。     

基于双DSP的数据采集控制系统设计

设计了基于TMS320F2812双DSP数据采集与控制系统,两者之间采用高速双口RAM进行通信的方式,大大增加了DSP数据采集能力与处理速度,提高复杂大系统的实时处理与控制能力。其中一个DSP作为主控制器,负责对电网电压、电流的采样、滤波、FFT运算以及实时控制,并将处理得到的结果存储在双口RAM;另一个DSP作为从控制器从双口RAM中得到数据,实现相应的实时控制,人机交互。该设计思路被成功运用到治理电网谐波的智能有源滤波器中,从而大大增加DSP的运算速度与处理能力,由所述系统实验与实用证明,达到了较高控制精度,满足了实时处理要求。     

基于STM32的数显轨距尺图像数据采集系统设计

为了实现数显轨距尺测量数据的采集、存储功能,设计了一种结构简单、性能稳定的数显轨距尺图像数据采集系统,实现了轨距尺图像数据的实时采集、显示、存储功能。系统能够获取数显轨距尺测量数据图像,并将图像显示在LCD屏上,图像信息存储于SD卡中,既完成了测量数据的实时传输,又实现了对测量数据的保存。系统以Cortex-M4为内核的STM32F407ZGT6作为控制核心,利用OV2640作为图像传感器采集彩色图像,采用TFTLCD真彩液晶显示屏显示图像,利用FATFS文件系统实现SD卡的读写,从而使系统能够存储图像数据。实验结果表明,图像的采集系统稳定可靠,采集图像清晰,满足设计要求,对轨距尺读数的自动识别以及轨道测量数据的存储具有重要意义。     

基于树莓派的能耗数据采集网关设计

设计了一种基于树莓派、Linux操作系统和MD5与AES加密的能耗数据采集网关.该网关系统支持对建筑用电量、用水量、用气量等能耗数据的采集并通过因特网将采集到的能耗数据上传至监测平台,为能耗数据统计分析和规划提供数据基础.该系统具备Web服务、数据采集与解析、数据加密与传输和数据存储等功能.该系统已经成功应用到工业现场,结果表明该网关工作稳定可靠,能够完成实时采集与传输建筑能耗数据的任务.     

基于STM32的能源管理网络数据采集器设计

现今已进入大数据时代,能源管理系统的核心在于数据采集;能源管理系统的实现需要使用到通信技术,而现在使用最为广泛的是RS485总线接口通信,但是RS485总线在通信距离和通信速率上的缺陷明显;因此为了达到提高现有控制系统对数据量、实时性的目的,采用网络技术取代RS485总线的方法;本数据采集器采用STM32为核心,使用小型TCP/IP协议栈实现网络通讯;为了验证网络数据采集器可达到的预期效果,试验主要通过使用能源管理系统作为实例展示;成功实现了数字电表水表的数据采集和电磁阀的控制,达到预期效果;试验结论为:嵌入式网络控制实际是对传统现场总线控制的一种扩展,改进了传统现场总线的诸多缺点,是一种有推广前景的方法。     

基于轨迹受限的移动Sink低能耗数据收集协议

无线传感器网络数据收集的能耗问题一直以来都是研究的热点。本文主要研究基于移动Sink轨迹受限的数据收集协议。首先针对轨迹受限的无线传感网络提出一种通用的系统模 型,将该问题形式化为最大化降低全网总路径长度轨迹设计问题 (Maximizing total length reduction for constrained trajectory, MTRC),并证明了MTRC为NP-Hard问题;然后设计一种轨迹约束低能耗贪心算法 (Trajectory constrain of low energy consumption, TCLEC),通过 TSP近似算法设计最大化降低有效长度的Sink移动轨迹。理论分析和仿真实验结果表明,TCLEC在网络拓扑数据收集树的初始化以及优化方面是高效的,并且相对于同类基于移动Sink的无线传感网络分层数据收集方法,其能耗降低了7%左右。     

HLW8032计量芯片的双路电能测量与控制

针对现今高校集体宿舍的用电特点,研究了基于HLW8032计量芯片的双路电能测量与控制系统,对集体宿舍中空调和其他负载分别进行电能监测和管理.本系统具有测量精度高、通信电路简单、稳定性强等优点,可以实现现代化用电管理,保障集体宿舍用电安全.     

一种用于海洋大数据的低功耗数据采集器设计

为了对海洋环境进行实时监测,设计了一种对气压、气温、湿度、降水、风速、风向、潮汐和盐度等各类信息进行采集的低功耗数据采集器。首先对总体硬件框架进行了设计,然后对各组件的硬件组成进行了详细描述,即数据采集接口、存储器模块、通信模块、显示模块和时钟以及看门狗等硬件进行设计;同时对软件总体框架进行了设计,对软件的各组成部分如串口的初始化、传感器数据读取流程均进行了详细描述。最后,对海洋数据采集器在海洋监测系统中的应用进行了说明。为了验证数据采集器的功能,对所设计的采集器进行了测试,实验表明文中方法能对海洋环境信息进行实时监控,具有测试准确、成本低、功耗低以及布设简单优点。     

基于CRIO的智能型地铁列车能耗数据采集系统

为了对地铁列车能耗和节能问题进行研究,准确检测到列车牵引和供电系统能耗数据尤为重要。在此需求下,根据地铁列车各电气子系统的特点及能耗数据采集需求,阐述了自启动采集、变频率采样等智能采集关键技术,完成了基于NI CompactRIO采集设备、高精度多元传感器、信号调理箱等硬件和基于FPGA编程技术的软件系统设计,实现了对列车能耗参数的检测。试验结果表明,测试系统计算能耗与车载系统记录能耗值具有良好的一致性,能够实现对能耗参数的变频率采样和数据的自启动采集与存储。基于CRIO的智能型地铁列车能耗数据采集系统采集精度高、功耗低、实用性强,适用于地铁列车能耗数据的采集。     

联合GNSS的分布式传感器数据同步采集方法研究

感知数据时间维度上的一致性是多源数据融合模型科学性保障的关键参数之一,本文面向铁路沿线地质灾害监测场景内多传感器数据融合应用中时间参数一致性的具体需求,提出联合G N SS构建时间高度统一的分布式传感器数据同步采集方法.在基于GNSS模块实现秒级时间定位和微秒级时间测量基础上,构建基于GNSS脉冲信号驱动下的数据同步采...     

基于单片机的光电能量转换数据采集系统设计

文章论述了光能量转换系统,将太阳能转换成电能并存储在蓄电池里,通过控制将转换的能最传输给负载;通过数据的采集和处理为负载的能量分配、系统的能耗、效率等参数的计算提供依据;设计了基于单片机为主控芯片的数据采集与处理模块系统,通过采集电压、电流、温度、湿度和光强度数据,以模拟信号或是数字信号的形式传输到C8051F040单片机中,并在液晶显示屏上显示出来;实验结果表明,该系统有良好的采集数据精度和可靠性,运行功耗低,具极高的工业实际应用价值.     

基于LabVIEW的冰箱能耗测试系统

针对因冰箱能耗测试时间长、测试参数多而导致操作不便、系统容易出现资源瓶颈、溯源性差的缺陷,设计一套冰箱能耗自动测试系统。硬件结构有环境试验室、空调系统和综合测试系统,空调系统采用风冷冷水空调机组,避免水冷冷水机组水循环系统繁琐的日常维护工作。系统软件编程语言为LabVIEW,不仅在服务器端实现数据采集与分析,而且可以通过浏览器远程监控。测试时间选用稳定后的整数个运行周期,减小测试误差。最后对系统测试结果进行不确定度评定。系统已经应用到实际测试中,界面友好,测试精度高,系统移植性好。     

一种智慧能源及碳排放监测管理云平台系统方案研究与应用

基于新一代信息技术研究智慧城市系统中的实际应用,设计了一种智慧能源及碳排放监测管理云平台系统方案并实施一期工程,深入分析了政策层面的相关要求和智慧能源领域的应用需求,并分析了方案的技术架构和建设内容,实现了系统与第三方产品数据的无缝连接,提供符合信息化发展的各项数据服务,基本建成区一级统一的能耗监测与管理中心,实现对能耗企事业单位的用电量等能耗进行监测,通过用能支路进行计量,实现对能耗的在线监测和动态分析。通过对接全局信息化优化决策体系,进一步提升了运行管理的信息化水平,实现优化集约的运行管理及设备管理,系统的实时响应速度、抗干扰能力、适用环境、利用率、安全性等均达到领先水平,充分展示了所取得的阶段性成果和社会效益。