Sociotechnical issues for the ubiquitous information society in 2010

Impact of the ubiquitous information technology on our society is so significant that directing technological development and preparing institutional apparatus are quite important and urgent. The present paper elaborates, with the efforts by both humanity and engineering disciplines, to find the sociotechnical issues of ubiquitous information society in 2010 by inspecting social implications of emerging technology as well as social expectations. In order to deliberate the issues, scenarios are developed that describe possible life in ubiquitous information society. The derived issues cover integrating information technology and the human body, producing smart sharable environment, protecting individual rights, fostering new service business, and forming community. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 165(1): 60–67, 2008; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20565     

新一代智能电能表支撑泛在电力物联网技术研究

泛在物联技术是未来电力能源体系的发展趋势,具备全息感知、泛在连接、开放共享、融合创新的特点,建设泛在电力物联网是是当前阶段国家电网公司落实“三型两网、世界一流”战略目标的核心任务。文章首先阐述了泛在电力物联网的基本概念、特征;其次,对新一代智能电能表提出了从满足最基本的计量需求设备转型为集计量、通信、数据采集、控制等多功能的新型智慧能源网关的技术需求,并分析新一代智能电能表的功能定位和设计需求;再次,分析新一代智能电能表在电动汽车有序充电、用电负荷特征智能分析、“多表合一”信息采集等支撑泛在电力物联网建设的典型业务应用场景中的应用。最后,支撑泛在物联网工作的开展计划以及未来前景展望。     

基于可计算一般均衡模型的电力政策模拟

电力政策模拟除了模拟自身的政策外,还包含模拟电力政策对另外行业的影响以及其它的政策对电力行业的影响,可计算一般均衡模型可凭借非线性方程组描述经济系统中各主体之间的供需联系,为电力政策模拟提供有力的方法和手段。文中介绍了一般均衡模型的主要方程模块,并从工业部门选出11个主要用电部门,描述了用于电力政策模拟的社会核算矩阵的结构。针对人民币升值的现状,利用 2002年投入产出表设计了社会核算矩阵,在通用代数建模系统平台下构建了用于分析汇率变动对电力行业影响的一般均衡模型,具体分析了汇率下降1%和3%两种情景下各主要部门用电量的变化。     

用于泛在电力物联网的配电变压器智能感知终端技术研究

泛在电力物联网的建设对感知层设备提出了新的要求。针对目前小容量配电变压器无法感知高压进线侧信息的不足,提出了一种用于配电变压器的智能感知终端设计技术。该智能感知终端包括高压感知本体和智能测量终端两部分,高压感知本体可实现对配电变压器高压进线电压、电流的精确感知。智能测量终端则可通过边缘计算有效实现对配电变压器状态的监测以及对配电线路多种信息的检测。对高压感知本体传感的关键技术进行了分析,并对其传感准确度进行了测试。对智能测量终端的常用边缘计算技术进行了分析。该智能感知终端有效满足了电力物联网对配电变压器的感知要求,具有广阔的应用前景。     

基于可计算一般均衡模型的大型水电项目经济影响评价初探

多功能的大型水电项目对整个区域经济产生的影响,并不是各种影响的简单叠加,之间存在着此消彼长、相互制约、相互作用的复杂关系。影响的波及范围也通过国民经济产业链条、区域内外的社会经济联系进行传递。为此大型水电项目的经济影响评价,必须从国民经济系统的整体角度出发,全面系统评价其综合效益。本文从大型水电项目对区域经济影响路径与作用机制入手,运用多区域一般均衡模型,以上川江为例对大型水电项目的经济影响进行评价。评价结果给出的消费、投资、进出口、GDP、就业等多指标显示上川江水电项目对区域经济带动作用十分显著,影响程度呈现出沿项目中心区域逐级递减的态势。从多视角、多层次、多维度反映了水电项目的经济效益。     

中国中长期能源和电力需求及碳排放情景分析

综合考虑未来经济发展和主要行业产品产量,对比国内外分行业能源强度和电力强度的变化,采用“自下而上”的方法构建了中国中长期能源、电力需求及碳排放情景分析模型。分3种情景对2015、2020、2030年的全国能源、电力需求与结构以及碳排放进行了分析,测算了非化石能源消费比例和碳排放强度。结果表明,2020年我国一次能源需求50亿t标准煤左右,全社会用电量7.7×10¹² kW·h左右;3种经济发展情景下,均能实现2020年碳排放量比2005年下降40%~45%的目标;在非化石能源开发达到规划上限的条件下,能够实现非化石能源消费占一次能源消费比重15%的目标。     

“2010年投入产出表”分析及其对电价调整影响研究

智能体响应均衡模型可以动态地反映出价格变动下行业的自我决策过程,实时更新行业间的消耗关系,因此,可以较好地模拟实际经济运行情况。在通过该方法外推得到的2010年投入产出表基础上,利用投入产出模型定量分析了平均销售电价分别上升0.03,0.05和0.07元/(kW.h)的情景下,差别电价对产品价格的影响程度。研究表明,电价调整对居民消费价格的作用较小,对工业品出厂价格稍大,且不同行业产品价格的变化程度各异,其中重工业产品价格上升幅度最为显著。     

线性WSNs能耗均衡的非均匀网络部署方案

针对线性无线传感器网络中存在能量空洞的问题，给出一种线性无线传感器网络能耗均衡的非均匀网络部署方案。该方案证明了除距离Sink节点最远的子监测区域之外，剩余子监测区域从远到近使其传感器节点数量呈等比递增时可实现网络能耗均衡，同时需随机部署足够数量的中继传感器节点用于转发数据。经实测数据仿真表明，所提方案能有效地解决能量空洞问题，使得线性无线传感器网络可以实现均衡能耗的目的，且能够大大延长网络的寿命，对于提高实际线性无线传感网络的性能具有重要意义。     

能源互联网环境下数据中心能耗优化管理技术研究

作为能源技术与互联网信息技术相融合的产物,能源互联网的构建离不开大型数据服务中心互联的支撑。然而,当前互联网数据中心(Internet Data Center,IDC)巨大能耗所带来的成本和环境压力,突显出对IDC能耗管理的重要性。文中基于实时电价和多电力市场构成的能源互联网市场环境,在考虑IDC散热成本、碳排放成本以及服务延迟约束的基础上,以IDC负荷周期内总的能耗成本最小化为目标,建立了IDC数据负荷在多时空尺度下的优化调度模型,并采用反馈分支定界算法对模型求解。最后,通过算例仿真验证所提方案的正确性,仿真结果表明该技术可以显著降低IDC的能耗成本。     

智能手机能耗多目标优化机制研究

智能手机的网络请求导致其续航能力下降,合并转发技术可有效降低能耗,但设置最优的合并转发时间仍是技术发展的关键,通过大量人工实验解决该问题耗时耗力。因此,基于统计模型检验,使用工具UPPAAL-SMC,以概率时间自动机对安卓设备中用户请求以及WiFi模块进行仿真建模,量化能耗、延迟、用户满意度等属性,进而利用统计模型检验,对不同请求频率的场景进行蒙特卡洛模拟,获得延迟对能耗以及用户满意度的影响。最终进行多目标优化,求得通用最优合并转发延迟时间为22 s,在满足用户体验的前提下平均降低了20%的能耗。该方法可在不同的使用场景下模拟得到通用最优合并转发延迟时间,为开发者提供参考。     

基于DEA的我国能源消费结构效率实证研究

介绍了数据包络分析法(DEA)的基本原理,建立了中国能源消费结构效率模型,从煤炭、石油、天然气、电力和经济的投入产出角度实证分析了1978～2006年我国能源消费结构的规模效益情况和优化投入途径.对模型的结论进行分析,提出结论,认为调整和优化能源结构、加快技术进步、促进产业结构升级、加快新能源以及可再生资源的开发和利用,是提高我国能源效率的有效途径.     

上海节能降耗与提高能源经济效率分析

在对正确认识上海节能降耗形势与正确估计上海能源经济效率地位的基础上,提出对上海实行化石能源消费总量控制的一些原则与建议,为上海可持续发展及科学决策提供参考依据。     

应用DEA模型分析北京市全要素电能消费效率

为了客观评价北京市电能利用水平,有效提升电能消费效率,采用了DEA方法,其中,将电能消费量、劳动力、资本存量作为输入指标,GDP产出作为输出指标.结果显示:10 a间虽仅有2a达到DEA相对有效,但2002-2006年全要素电能消费效率基本呈现逐年上升的走势;横向来看,2006年北京市全要素电能效率在三大直辖市中位列第二.在肯定能效水平上升的同时,还要意识到其与国内先进水平的差距,基于实证分析结果,提出了推进技术进步、加快产业结构及产品结构调整、加大节电的宣传力度以及改革能源价格形成机制等建议.     

浅谈SRF节能技术对冰箱（冷柜）耗电量的影响

通过对SRF节能技术的剖析，阐述该技术如何实现对冰箱（冰柜）耗电量的影响，从而达到产品节能目的。     

电-热综合能源市场下的光热发电商运营优化与决策分析

针对当前太阳能利用效率较低和中国光热发电市场化交易程度较低,对光热发电商(CSPS)参与电-热综合能源市场的交易进行了研究。构建了含CSPS等多主体参与的电-热综合能源市场双层模型,其中上层为各主体的决策模型,下层为市场运营机构的统一出清模型,并采用非线性互补算法对该KKT条件模型进行求解。以中国某实际光热电站为例,在多类典型场景下,研究了市场类型、网络阻塞、光照变化等外部因素,以及储热容量这一内部因素对市场均衡及光热收益的影响,并给出了市场利润最大化条件下的最佳储热容量配置策略。结果表明：CSPS同时参与电力、热力市场时,相较于只参与电力市场,可以显著增加其利润,规避阻塞风险,提高太阳能利用效率,并且可以稳定市场价格,缓解电网阻塞,改善社会福利;在相同装机容量下,光热较传统光伏发电,市场竞争能力得到显著提升。     

云南省分布式供能系统发展潜力分析

发展分布式供能系统是缓解能源紧张、促进节能减排、提高电网供电安全性和削峰填谷能力的重要举措。通过对工业园区和医院的用能特点分析,得到分布式供能系统潜在应用场所应具备的用能条件;在情景分析法的基础上提出了一种新的分布式供能系统发展潜力的预测分析方法;根据云南省的经济和电耗特点并借鉴国外发展经验,设计了9个情景,并利用文中提出的预测分析方法对云南省的分布式供能系统的发展潜力进行分析。     

水泥企业单位产品能源消耗的核算分析

针对在部分水泥企业能源管理人员对标准理解不深、不透,采用的关键的数据不全,如何核算标准中5项单耗比较模糊、修正系数如何应用等问题,分析某水泥企业5项产品单耗指标并对指标进行核算,探讨了单耗核算的科学性以及简便方法,做到指标核算统一,进一步加强水泥企业的能源管理,促进节能工作开展。     

基于随机经济模型预测控制的电热综合能源系统运行优化

北方供暖地区存在大量热电联产机组,其"以热定电"的运行特性限制了机组调峰能力.同时,随着我国能源替代的提出以及风电的快速发展,建立包含风电的电热综合能源系统是降低电热耦合以及系统运行成本的重要手段.因此,建立电热综合能源系统模型,在满足用户电热负荷需求的基础上,综合考虑风电不确定性以及系统动态过程中的经济性,提出一种基...     

电动汽车铅酸蓄电池快速充电方法的研究

电动汽车铅酸蓄电池的快速充电技术是电动汽车推向市场的关键之一。对铅酸蓄电池的快速充电问题进行研究 ,在建立数学模型的基础上 ,结合马斯定律 ,对正、反脉冲相间去极化的快速充电原理进行了深入的研究 ,并通过大量的试验对其有效性和可行性进行了验证 ,在此基础上提出了一种快速充电控制策略 ,根据此策略研制了快速充电机。给出了快速充电控制策略的试验结果及充电波形并对之进行讨论 ,验证了此快速充电策略的有效性 ,可为电动汽车快速充电机的设计提供参考和依据     

基于社会网络分析的综合能源服务市场利益相关者关系研究

当前形势下,综合能源服务事业的发展不仅需要国家和政府制定的各项方针和政策,更依赖于电力企业、互联网公司、科研机构、能源设备供应商、金融公司等相互配合、共同促进。首先选取上述利益相关者类别中的成员为评价对象,进行专家咨询与实地考察。随后对调查数据进行筛选和二次处理,运用社会网络分析软件构建一个综合能源服务市场模型,在中心度、网络密度以及凝聚子群3方面对其进行分析,结果显示了网络中的核心成员与各其他成员间的紧密程度及小团体情况。最后对未来综合能源服务市场发展进行了展望。