低影响开发雨水系统规划研究综述

在城市雨洪资源控制和利用过程中,提高雨水径流控制效果和雨水利用效益均离不开合理的雨水系统规划.本文基于海绵城市建设中低影响开发雨水系统规划的两个不同出发点,分别从格局导向和目标导向两方面综述了低影响开发雨水系统规划的相关研究进展,探讨了不同规划方法的原理、思路、步骤及优缺点.同时,发现我国在进行低影响开发雨水系统规划与...     

基于海绵城市理念的变电站雨水应用研究

结合"海绵城市"建设理念和变电站的特点,分析不同变电站的用水需求,以及变电站雨水综合利用情况,并针对不同类型变电站雨水收集、储存、净化处理、雨水排放等系统,提出完整的解决方案,最后介绍了变电站雨水资源利用的效益。     

生物滞留系统处理径流营养物研究进展

伴随城市不透水面积的增大,由暴雨径流产生的非点源污染对受纳水体水质的影响也日益突出。针对海绵城市建设的大力推进,讨论了低影响开发(Low Impact Development,LID)生物滞留设施径流营养物去除和模型模拟中所存在的问题,从吸附作用、微生物过程、植物摄取营养物及相关预测模型4个方面阐述了生物滞留系统中营养物的归趋与去除机制;从混合填料(Bioretention Soil Mix,BSM)设计和结构组合优化(入流特性改善、填料结构组合、出口设置与添加碳源)两个方面总结了生物滞留池营养物去除效果的提效手段。提出生物滞留系统填料改良(提高填料持水、下渗及其对径流污染物的吸附能力等)、结构设计优化和营养物循环中相关分子生态学研究等是未来重点的研究方向。     

东江流域水资源优化配置报童模式研究

针对当前用水总量控制的社会命题,将经济学中的收益与赔偿概念引入到水资源优化配置体系中,以用水总量控制指标作为水资源配置的核心状态变量,建立了变化环境下基于用水总量控制的流域水资源优化配置报童模型,并应用于广东省东江流域,采用大系统分解协调原理对模型求解,得到研究区2020年生活用水控制指标高方案和低方案下的配水结果。结果表明,两种用水量控制指标方案下,流域各行业配水量相差不大,在特枯来水年份缺水严重,缺水率超过了50%,生活用水控制指标低方案较高方案获得的用水净收益大;模型较好地协调了东江流域来水、需水、用水总量控制指标与配水之间的效益关系,用水户用水净收益的变化特征反映了配水的合理性,证实了模型的可行性。     

计及直流配电效益的混合储能系统容量配置模型

为了解决在直流配电网下平抑风电场出力波动的混合储能系统容量优化配置问题,提出了一种以钒电池-超级电容混合储能系统为研究对象的多目标容量配置模型。首先,以风电场实际输出功率和储能设备荷电状态为指标构建了风电场目标功率输出曲线;然后,分别建立了以计及直流配电效益的最小年均成本和最大风电场输出功率合格率为目标函数,以荷电状态、功率出力等为约束条件的多目标容量优化配置模型;最后,采用自适应遗传算法求解所建模型。结果表明,直流配电效益主要体现在降低传输损耗带来的收益,而节省的换流成本和增加的直流换流站成本影响有限。     

低影响开发设施的综合效益评估指标体系研究

低影响开发（LID）设施作为一种韧性的方式可以综合解决城市新老水问题,相较于灰色基础设施控制降雨径流量的单一功能,LID设施的综合效益更加显著。为了在规划设计阶段全面地评价LID设施的效益,本文分别从减灾效益、经济效益、环境效益和社会效益4个方面筛选18个评估指标,构建5类不同LID设施的综合效益评估指标体系。将构建的评估指标体系应用于济南大明湖海绵城市建设试点区,结果表明：在5、10和20年一遇24 h设计暴雨条件下,组合LID设施的因灾直接经济损失削减率分别为13.86%、4.28%和4.09%,增加的地下水回补量分别为223.49万m3、286.38万m3和287.28万m3。此外,可以减少空气中NO2（0.38 ~ 0.61 t/yr）、O3（0.74 ~ 1.17 t/yr）、SO2（0.29 ~ 0.52 t/yr）和PM10（0.14 ~ 0.17 t/yr）等污染物含量,同时增加环境美观。     

基于海绵城市理念的电厂雨水排水系统设计

工业建设项目用水主要为生产用水。应用海绵城市理念将雨水收集净化后用于生产,具有重要的生态和经济效益。结合某燃机电厂的工程案例论述电厂项目中海绵城市雨水排水系统的设计。通过雨水花园、植草沟、人工湿地等海绵设施的合理设置,并与全地下式雨水泵房有机结合,电厂年径流总量控制率达到77.5%,年径流固体悬浮物总削减率达到65.86%。既实现了削减径流、控制污染以及节水节能的综合效益,同时雨水泵房的全地下式设计兼顾了现代电厂去工业化的设计趋势。     

基于安全域的区域综合能源系统储能优化配置

区域综合能源系统的安全域是由若干基于N-1安全准则的实用化安全边界围成的超几何空间。而储能装置除了能够利用“低储高发”特性降低系统运行成本,还可作为N-1故障后的临时电源,扩展系统安全域,从而提升系统的安全性。首先,构建考虑储能的实用化安全边界,并提出全维安全裕度标准差指标;其次,建立以储能的全寿命周期成本及效益、最大供能能力(total supply capability,TSC)指标、全维安全裕度标准差指标为目标的多目标双层储能优化配置模型,下层优化模型包括运行成本优化和TSC求解优化模型;最后,结合具体算例对所提兼顾经济性与安全性的多目标双层储能优化配置方法进行验证。结果表明,通过合理配置储能装置可有效解决系统N-1不安全问题,并提升系统安全性指标。此外,该储能优化配置方法可提供经济性与安全性不同的配置方案集,为决策者提供更多选择。     

燃煤电厂雨水回收系统设计探讨

现在全球都面临水资源短缺的问题,人们已认识到节能减排与环境保护的重要性与紧迫性.其中,海绵城市设计通过积极探索应用各种措施,可以将降雨有效转化为可利用水资源,对于实现节约水资源、节能减排有着重要意义.本文以越南某燃煤电厂雨水回收系统为例,探讨了雨水回用系统设计思路,创新设计了雨水消能井,对燃煤电厂雨水系统设计很有借鉴意义.     

不确定条件下水资源系统多目标优化配置研究

综合考虑水资源系统的多重不确定性和多目标性,以经济、社会和生态环境综合效益为目标,以供水能力、需水量等为约束条件,构建包含区间、随机及模糊多重不确定环境下的多目标水资源优化配置模型。提出了一种先模拟、再优化的模型解法,采用蒙特卡洛模拟产生输入输出数据,引入遗传算法优化各模拟数据,获得不确定条件下水资源优化配置的可能最优解集,得到带有置信区间的水资源配置方案。以辽宁省大连市水资源配置为例开展模型实例验证研究,获得了合理、可靠的水资源优化配置方案。由于先模拟、再优化的求解结果以概率分布函数形式展现,比传统方法提供了更多决策信息,有助于决策者在不确定环境下根据实际需要制定更合理的水资源管理政策。     

基于SWMM模型的城市雨洪模拟与LID效果评价——以北京市清河流域为例

随着城市洪涝灾害的不断加剧,以低影响开发(Low Impact Development,LID)技术为核心的海绵城市建设正逐渐成为新的城市雨洪管理理念。本文以北京市清河流域为研究对象,构建流域暴雨洪水管理模型(SWMM),并针对流域尺度排水区下垫面特征设置相应的LID措施组合,在各种重现期降水情景下设置不同LID措施组合的比例并进行相应的模拟与分析。结果表明:LID组合措施对高频暴雨的洪峰流量和径流总量削减率可高达66.2%和49.4%,而对低频暴雨径流总量削减率仅为11.5%,洪峰流量无明显变化。由此可见,LID措施对研究区高频暴雨径流过程削减效果显著,而对低频暴雨削减效果较差,以上结果可为研究区的防洪排涝管理和海绵城市建设提供相应技术支撑。     

城市生态公园雨洪利用原理及其应用

城市生态公园营建中存在水资源短缺问题，还可能造成严重的城市水土流失。初步分析了城市生态公园雨洪利用的蓄滞机理及其滞时反应，建立了单一城市生态公园系统的进出流过程图。通过分析宝鸡市的降雨特性，指出了宝鸡市可开展雨洪利用的可能性，并利用本文所建立的雨洪蓄滞原理，在宝鸡市北坡生态公园的中心广场进行了雨洪利用的规划设计。     

基于洪涝削减效果的海绵措施优化布局研究

为应对城市洪涝等水安全问题,2015年起我国大力推广海绵城市建设.不同海绵措施的作用机理不同,其空间布局会显著影响洪涝削减效果.本研究以济南市海绵城市示范区为例,基于城市水文水动力学多过程耦合模型,通过多情景洪涝模拟,分析了海绵措施不同布局的作用效果,并从流域水循环视角提出洪涝控制策略.结果表明,上游布设低影响开发(L...     

城市电网规划建设与城市规划的关系探讨

对目前在城市电网规划建设中存在的电网规划建设用地困难、城市电网建设与城市其它基础设施建设的矛盾、以及城市电网对环境的影响等问题进行了深入分析,阐述了产生这些问题的根源,并强调指出城市电网规划应该完全纳入城市建设的总体规划中,同时针对城市电网规划建设中存在的问题,得出了具体的解决办法。     

计及配电网经济性与可靠性的电池储能系统优化配置

经济性和可靠性是储能系统优化配置过程中必须考虑的2项指标,但往往不能同时达到最优。为协调二者之间的矛盾,建立了同时考虑经济性和可靠性的多目标电池储能系统优化配置模型。首先针对目前含储能元件系统,可靠性评估方法复杂、计算速度慢的现状,提出了一种含储能系统及分布式电源（distribution generation,DG）的配电网可靠性简化计算方法,量化储能配置后对配电网可靠性提高所做的贡献,得到持续供电时间增量及持续供电电量增量2个指标。然后,以配电系统的年净收益最大、配电系统故障时储能系统持续供电时间与供电电量最大为目标,建立了电池储能系统多目标优化配置模型,并采用改进的强度帕累托算法求解该多目标优化模型的帕累托前沿。最后对IEEE-33节点配电系统进行仿真计算,验证了所建模型的可行性及有效性。     

城市电动汽车快充站网络建设管理探讨

分析当前城市电动汽车充电设施存在的主要问题,介绍基于流程的城市快充站网络建设管理理念和过程,提出城市电动汽车快充站网络建设管理改进方向,为城市电动汽车充电设施建设提供参考。     

面向谐波和电压综合治理的电压检测型APF与SVG协同配置

为解决电力电子化配电网中谐波和电压偏差污染分散化、全网化导致传统点对点治理模式无法满足需求的问题,提出一种电压检测型有源滤波器(VDAPF)与静止无功发生器(SVG)协同优化配置策略.采用分区思想,提出基于社团理论,同时考虑谐波和电压偏差指标的综合分区方法;依据不同的灵敏度指标,选取各区域主导节点,为VDAPF和SVG提供候选接入节点;考虑功能和成本差异,建立以系统总投资费用最小和电能质量水平最优为目标的VDAPF和SVG优化配置模型,协同优化设备的选址和定容;采用规格化平面约束法求解得到多目标优化问题均匀分布的Pareto最优解集,并选出两个目标都较优的折中最优解作为最终优化配置方案.以IEEE 33节点系统进行算例分析,仿真结果验证了所提方案的合理性与有效性.     

风光氢耦合发电系统的容量优化配置及日前优化调度

为了在已投产的风光耦合发电站中实现制氢、储氢及燃料电池的最佳容量配比以及系统内部跟踪日前发电计划的优化调度,采用快速非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）实现了对容量配比多目标优化问题的求解,构建了考虑运氢量的风光氢发电系统内部跟踪日前发电计划的优化调度算法。首先,建立了各子系统的等效数学模型,提出了结合系统收益和全寿命周期年均值成本的经济性指标,以系统弃风弃光率、功率缺额率和经济性为目标得出制氢、燃料电池功率和储氢容量;其次,利用优化后的容量作为日前优化调度的约束条件,采用加权系数法建立了以日累计跟踪计划误差最小和储氢压力波动最小的单目标数学优化模型,利用Yalmip求解器对模型进行了求解;最后在Matlab中对所建立的模型进行了仿真和验证,得到了系统的最优容量配比,实现了系统内部跟踪日前发电计划的优化调度。