神东矿区创建“零碳矿山”路径研究与实践

“双碳”目标的提出为能源产业不断探索推进绿色低碳转型奠定了基础、指明了方向。从大型煤炭企业落实我国“双碳”目标的必要性出发,介绍了煤炭企业建设“零碳矿山”的重要意义和内涵,以国能神东煤炭集团有限责任公司(以下简称“神东煤炭集团”)为例,分析了神东煤炭集团建设“零碳矿山”的目标,并从基于“减+替+汇”的能碳路径、创新多能互补耦合发展方式、智能碳管理机制创新、“零碳矿井”“零碳矿区”试点实践4个方面,详细阐述了神东煤炭集团探索“减碳”生产、“低碳”供应、智能碳管理、“零碳矿井”示范的实施路径和具体经验。     

生态产品价值实现的系统边界及路径研究

实现生态产品价值是我国生态文明建设的重要内容,也是我国自然资源政策制定与管理实践的迫切需求。本文根据生态产品价值实现需求界定了生态产品的概念内涵,构建了生态产品价值的系统边界。在边界内从生态系统、生态产品价值构成、生态产品核算、权衡等方面论述了生态产品价值实现的基础。本文还利用生命周期规律构建了生态产品价值实现路径系统,包括生态系统、生态产品、核算、权衡、生产、交易、消费等单元过程。在对生态系统及生态产品进行实践分析基础上,总结了生产、交易、消费三个关键环节的可选路径。生态产品价值实现路径选择的实质是界定不同交易方式,并将各生产阶段产出的生态产品转化为消费阶段的消费品。生产阶段的核心是生产要素的输入者和输入方式,消费阶段重点是支付者,而支付者与生态产品的消费类型相关。参考路径开展不同生态系统和生态产品价值实现全流程分析与总结,对于创新生态产品价值实现具有重要的指导意义。     

“互联网+绿色制造”方法研究

介绍了现行绿色制造运作模式及存在的问题,提出了互联网+绿色制造的解决方法,描述了该种绿色制造方法的结构组成,分析了该种制造方法的运作流程,解决现行绿色制造面临的可执行性差、成本高、回收困难等问题,为绿色制造升级提供参考。     

“互联网+机电设备”电子档案共享技术的研究

针对吉煤集团与下属矿业集团、各矿业集团之间、各矿井与地方矿业集团之间的信息存在独立化的问题,应用互联网+机电设备电子档案共享技术,即整合各地方矿业集团及矿井的机电设备台账,建立一个共享平台,融合煤矿企业、设备生产厂家、集团企业、设计院等综合力量,将大型机电设备档案电子化,将设备运行的状态数字化,从设备的选型、调配、采购、生产、使用、维护等方面建立一个终身的电子档案,实现信息的综合利用、快速获取、智能预警和综合分析等功能,提高机电设备的安全性能和使用效率,从而提高煤矿生产效率和安全系数,避免安全生产重大事故的发生。     

“双碳”目标下统筹能源安全与低碳转型的我国能源系统演化趋势与路径研究

研究未来我国能源系统如何演化,探索“双碳”目标的实现路径具有重要意义。以宏观社会经济和重点用能行业发展分析为基础,以国家关于经济和能源等中长期规划为关键边界条件,综合考虑“安全、经济、环境”的能源发展需求,面向“双碳”目标,创新性地提出了中国能源系统预测优化模型(CESFOM),回答了能源绿色低碳转型若干重大问题,对我国中长期能源消费情况、能源供给情况、“双碳”目标实现路径等重点内容开展了深入研究。结果发现：我国能源活动碳排放预计在2029年前后达峰,峰值为109亿t左右,到2060年降至22亿t左右,届时可通过碳捕集、利用与封存技术(CCUS)和林地碳汇共同作用实现能源活动碳中和;一次能源消费总量预计在2033-2035年达峰,相比碳排放达峰要晚4～6 a,峰值为52亿～54亿t标煤(电热当量法),较2020年有6亿～8亿t标煤增长空间,到2060年逐步降至32亿t标煤左右;煤炭消费量预计在2028年达峰,峰值为45亿t商品煤,2035年前始终保持在40亿t商品煤以上,仍然发挥着能源安全压舱石和稳定器作用,到2060年降至8亿～10亿t,主要用于发电、供热和化工。煤电装机和年利用小时...     

基于“互联网+”的安全生产与预警救援平台的研究

针对煤矿井下生产系统内的人、物、环境等因素,提出了基于"互联网+"的安全生产与预警救援体系的思想。基于分层设计理念,给出了包括感控层、网络通信层、数据集成层、平台层和应用层5层结构的安全生产与预警救援体系架构;在此基础上,以概率图模型、粗糙集理论为基础,阐述了预警模型的构建原理及方法。     

“互联网+”大煤沟煤矿能源管理平台研究与实践

能源管理是智慧矿山建设的重要组成部分。针对大煤沟煤矿生产过程中效率低、能耗高等问题,采用“互联网+”能源管理技术,打破传统物理层级式的能源管理模式。在原有自动化监控系统的基础上,对系统平台进行软、硬件升级改造,实现了新老系统的无缝对接,在现有监控功能的基础上增加数据分析,平衡预测和能源管理等功能及需求侧管理系统平台,建成一套完整的能源管理中心系统平台,提升了能源使用效率和能源管理的水平。     

“双碳”背景下露天矿智能化建设新模式的技术路径

随着智能化开采技术的不断发展,矿山开采模式需要不断革新,目前我国露天矿智能化建设存在不少问题亟待解决,传统的采矿设计和工艺已不能适应无人驾驶、新能源等智能装备的发展,“双碳”背景下对原有的生产模式和装备提出了新的挑战。通过回顾露天矿智能化建设的现状,重点围绕“双碳”背景下露天矿低碳智能开采转型升级问题,探索了一种低碳、连续、高效、安全的露天矿智能化建设新模式——CDEC采矿模式。该模式内涵包含4个方面,即清洁能源开发及碳封存与利用(Carbon)、露天矿开采设计的新理念(Design)、新能源智能装备定制化方案(Equipment)以及露天矿无人连续生产工艺(Continuous)。随后分别从构建多能互补的可再生能源系统、探索露天矿山低碳连续生产工艺、开发碳封存与生态碳汇技术体系3个方面探讨了该模式的技术路径。最终实现“可再生能源利用+新能源装备+碳封存与利用”的绿色能源供给利用方式,形成“移动缓冲装载机(可选)+无人驾驶+破碎系统+皮带运输或升降装置”的无人连续生产工艺,为“双碳”背景下露天矿智能化建设提供指导。     

基于物联网的广域电力安全监督系统研究

现代电力系统接近稳定运行,分布式电源广泛增长,电网通过铺设更新的输电线路等,最终导致了电网运行和控制的复杂性。缺乏监测和适当的控制可能导致称为停电的网络灾难性故障。在智能电网中利用物联网技术是加快电网系统信息化的重要途径,有利于电网基础设施的有效管理。防灾和减少输电线路是物联网最重要的应用领域之一。先进的物联网传感和通信技术可以有效地避免或减少自然灾害对输电线路的损害,提高输电线路的可靠性,减少经济损失。针对智能电网建设和发展的特点,扩展了物联网在输电线路在线监控系统中的应用,并结合广域测量系统,构建了一套基于物联网技术广域电力安全监督系统,具有较高的抗干扰和系统敏感性。     

物联网技术下应急能源保障体系优化

近年来,突发事件出现频繁,边境形势日渐严峻,所处环境日趋复杂,所承担的能源保障任务越加繁重,这就对联勤保障队伍的应急保障能力提出了诸多要求。在以往所构建的保障体系中,因受到科技、理念因素的限制,导致其效率、管理等方面都有着诸多问题,很难满足现阶段的应急保障要求。为了能够更好地配合战斗力生成发展,加强对应急能源保障体系的优化成为了研究热点。研究旨在基于物联网技术条件下,构建起一个专业化、综合化和系统化的应急能源保障体系。     

能源大数据中心建设标准框架体系研究

能源大数据中心的建设是国家“新基建”的重点范围,是响应国家“碳中和、碳达峰”发展目标的重要措施,而能源大数据标准体系是能源大数据中心建设的重要保障,可以规范、指导各地能源大数据中心的建设。在全面调研能源行业和大数据产业发展趋势,结合大数据领域前沿技术,分析国内外能源大数据服务产业相关标准的发展现状、发展趋势和实际需求的基础上,创新性提出能源行业大数据中心数据标准体系框架,覆盖基础标准、数据标准、技术标准、管理标准和安全标准等内容,定义了通用的基础术语,明确了数据标准内容的分类、构成以及相互之间的关系,对于推动能源大数据中心的建设具有重要意义。     

基于物联网的电网节能环保调度在线监测系统研究

近年来,空气污染源产生、电网负荷的增加导致能源的浪费及污染物的排放情况,引起人们的重视。研究电网节能环保调度监测系统具有重要的现实意义。研究了高斯烟羽扩算模型、气体湍流扩散模型、加权平均融合方法,对监测环境中的气体源加权质对污染源定位,分析了物联网在系统中的融合技术、物联网传感技术,对电网节能环保调度在线监测系统进行设计并现场验证。实验结果表明,系统能够较好地满足空气污染源定位的需求。     

新能源电力系统复合储能多目标优化研究

针对当前新能源电力系统复合储能单元的性能不能满足电力系统的发展要求问题,设计基于机会约束规划的新能源电力系统复合储能多目标优化方法。分析光伏发电单元与风力发电单元结构特征,构建了复合能源容量数学模型;分析了当前新能源电力系统运行要求,确定了复合储能优化目标函数;使用机会约束规划技术,完成了目标函数的求解过程。至此,基于机会约束规划的新能源电力系统复合储能多目标优化方法设计完成。构建算例实验环节,实验结果表明:机会约束优化方法可同时完成多个目标的优化过程,进一步提升复合储能单元使用效果。     

能源互联网背景下的置信容量评估研究综述与展望

置信容量定义为等可靠性前提下可再生能源系统可以替代的常规机组的容量,置信容量是衡量供能系统对系统供能充裕性贡献的重要指标。随着我国能源互联网的发展,电—气综合能源系统的规模逐步扩大,考虑能源互联网背景下的置信容量将成为未来配电网规划中电力平衡的重要指标。综述了能源互联网背景下的置信容量的定义和主要计算方法,展望了未来有待进一步研究的方向。     

光伏能源高效利用研究

光伏发电大规模并网给电网的稳定运行带来巨大挑战,光伏发电系统功率输出具有非线性、间接波动性和不确定性等特点,在未来光伏发电一体化程度极高的电力系统中,不仅要在不出现电力短缺的情况下保持供需平衡,还要尽可能多地利用光伏能源,光伏功率预测和储能装置在电力系统运行中的应用就是必不可少的一环.提出了一种基于光伏功率预测来确定和...     

清洁可再生能源节能潜力评估方法研究

为选择节能潜力大的清洁可再生能源替代化石能源,提出清洁可再生能源节能潜力评估方法。构建最大化清洁可再生能源发电量、最小化发电成本目标函数,设置新能源机组出力等约束条件,构建新能源出力时序运行模拟模型,采用粒子群算法求取模型最优解,得到新能源连续供电运行状态,根据机组最优功率分配和发电量,计算新能源发电量占比、发电功率占比、化石燃料耗率降低量,并将其作为节能潜力评估指标,判断新能源节能潜力大小。仿真实验结果表明,应用该方法后的水电机组新能源发电量占比、发电功率占比、化石燃料耗率降低量最高,节能潜力最大,电力系统应增加水电机组装机数量。     

基于MultiGen Creator/Vega煤矿巷道最短路径算法研究与实现

基于MultiGen Creator/Vega软件,通过部件建模法快速生成巷道网络,通过纹理映射对巷道模型进行优化处理,提高巷道模型的真实感,采用LOD技术获取最佳的视觉效果,用Access数据库存储巷道部件的拓扑信息和空间信息,实现模型的快速空间查询与检索。重点阐述了一种以狄克斯特拉算法和Floyd算法为基础优化改进的、适合于虚拟三维巷道间的路径快速检索算法,该算法不但克服了狄克斯特拉算法中结点检索冗余问题,又引入Floyd算法中的矩阵思想,对无向密集的三维巷道的路径检索非常有效,并以VC++6.0为开发平台,基于MFC技术开发实现矿井最优路径模拟。