綠色節(jié)能試驗(yàn)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

目前，電力電子負(fù)載主要模擬常規(guī)負(fù)載的穩(wěn)態(tài)特性，用于被試電源的老化考核；卻不能模擬不平衡負(fù)載、非線性負(fù)載、動(dòng)態(tài)非線性負(fù)載時(shí)的暫態(tài)特性，用于對(duì)被試電源的完整性能測試。為此項(xiàng)目組從負(fù)載特性分析、模擬指令計(jì)算、電流跟蹤控制、并網(wǎng)饋能等方面進(jìn)行了深入研究。摒棄了通常采用的查表法，提出了利用數(shù)值計(jì)算方法獲得模擬電流指令的方法，研究了數(shù)值計(jì)算方法的收斂性、準(zhǔn)確性，從而構(gòu)造出基于常規(guī)數(shù)字控制器的實(shí)時(shí)數(shù)字仿真RTDS系統(tǒng)，既可獲得模擬電阻電感類負(fù)載、整流型負(fù)載時(shí)的端口電流指令，甚至還能準(zhǔn)確獲得模擬不同工況下電機(jī)端口特性時(shí)的電流指令。在此基礎(chǔ)上，分別在單相和三相電力電子負(fù)載系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)出相應(yīng)的電流控制策略。揭示了單相電力電子負(fù)載系統(tǒng)中直流母線電壓波動(dòng)的機(jī)理及傳統(tǒng)雙環(huán)控制下網(wǎng)側(cè)電流畸變的原因，分析了基于數(shù)字濾波器的對(duì)并網(wǎng)諧波電流抑制技術(shù)；提出了利用并網(wǎng)饋能變換器對(duì)被試電源諧波電流進(jìn)行補(bǔ)償?shù)南到y(tǒng)方案，研究了相應(yīng)的諧波檢測算法以及復(fù)合控制器設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上，提出了利用電子負(fù)載模擬電機(jī)的端口特性，用于各類電機(jī)供電電源功率考核及性能測試的新型電力電子負(fù)載，將半實(shí)物仿真技術(shù)與負(fù)載模擬技術(shù)緊密結(jié)合，構(gòu)造出以被試電源為實(shí)物的功率級(jí)硬件在回路仿真系統(tǒng)。 2100433B

目前，兩級(jí)變換的交流電子負(fù)載大多僅能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)線性負(fù)載特性的模擬和理想并網(wǎng)條件下能量高效回饋的基本要求，充其量僅能滿足被試電源老化篩選考核所要求的節(jié)能環(huán)保功能，而無法實(shí)現(xiàn)對(duì)被試電源動(dòng)態(tài)負(fù)載（包括非線性負(fù)載）特性的嚴(yán)格測試，其優(yōu)勢沒有完全發(fā)揮，應(yīng)用受到了極大的局限。本項(xiàng)目所提出的綠色節(jié)能試驗(yàn)系統(tǒng)，將力圖解決動(dòng)態(tài)負(fù)載特性模擬和非理想條件下并網(wǎng)控制的技術(shù)難題。針對(duì)要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題，本項(xiàng)目將摒棄傳統(tǒng)的兩級(jí)變換分開建模的缺陷，擬通過整體建模研究，揭示直流母線電壓波動(dòng)的本質(zhì)及其諧波成分與兩側(cè)交流電參數(shù)間的物理關(guān)系，解決動(dòng)態(tài)負(fù)載模擬時(shí)直流母線電壓大范圍波動(dòng)與瞬變能量動(dòng)態(tài)平衡的難題，同時(shí)減小輸出并網(wǎng)電流的間諧波。在此基礎(chǔ)上，解決非理想并網(wǎng)條件下瞬變能量快速回饋和有源諧波阻尼等技術(shù)糅合的難點(diǎn)，以提高綠色節(jié)能試驗(yàn)系統(tǒng)的并網(wǎng)穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)特性。本研究將為推進(jìn)綠色節(jié)能試驗(yàn)系統(tǒng)的實(shí)用化進(jìn)程提供理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

如何實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的高效節(jié)能，是目前互聯(lián)網(wǎng)研究中受到極大關(guān)注的前沿問題。本項(xiàng)目圍繞IP協(xié)議體系架構(gòu)，對(duì)綠色節(jié)能互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)理論模型及關(guān)鍵技術(shù)展開研究。主要工作包括：根據(jù)器件設(shè)備內(nèi)在能耗規(guī)律，提出基于遺傳算法的最小中值二乘法和模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的能耗建模方法，保證能耗模型的精度與靈敏度；為全面反映綠色節(jié)能互聯(lián)網(wǎng)綜合性能，在定義網(wǎng)絡(luò)能耗評(píng)價(jià)指標(biāo)參數(shù)的基礎(chǔ)上，提出基于多屬性決策的評(píng)價(jià)模型設(shè)計(jì)方法；為應(yīng)對(duì)IP協(xié)議收斂速度慢、節(jié)能操作滯后效應(yīng)明顯的問題，提出基于先應(yīng)思想以線下方式預(yù)置多張節(jié)能拓?fù)洌跃€上方式作拓?fù)淝袚Q和擁塞處理；挖掘節(jié)能技術(shù)內(nèi)涵，將其與網(wǎng)絡(luò)生存性技術(shù)結(jié)合，提出純IP方式下的節(jié)能無環(huán)替代路算法和MPLS方式下的TE-Tunnel保護(hù)資源綠色共享算法，使生存性技術(shù)兼顧節(jié)能要求；對(duì)上述研究成果進(jìn)行集成，構(gòu)建統(tǒng)一高效的綠色節(jié)能互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)。鑒于現(xiàn)有文獻(xiàn)中尚無相關(guān)研究思路，因此本項(xiàng)研究屬創(chuàng)新研究。

本項(xiàng)目主要針對(duì)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的能耗模型與節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)展開研究。主要包括IP網(wǎng)絡(luò)、IP over WDM光網(wǎng)絡(luò)以及云計(jì)算三類研究場景。本項(xiàng)目的研究內(nèi)容如下。首先，收集了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的能耗數(shù)據(jù)，包括路由器電端口、光端口、光電轉(zhuǎn)換模塊、光纖鏈路放大器等器件的能耗數(shù)據(jù)，提出了基于虛鏈路的能耗模型。該能耗模型能為后續(xù)的節(jié)能設(shè)計(jì)提供依據(jù)。第二，研究了綠色節(jié)能互聯(lián)網(wǎng)多目標(biāo)優(yōu)化問題。在節(jié)能網(wǎng)絡(luò)中存在多種相互矛盾的優(yōu)化目標(biāo)，例如業(yè)務(wù)量工程的負(fù)載平衡問題要求將業(yè)務(wù)流量均勻分散到網(wǎng)絡(luò)鏈路上，而節(jié)能設(shè)計(jì)則要求將業(yè)務(wù)流量集中于網(wǎng)絡(luò)中的部分節(jié)點(diǎn)和鏈路。本項(xiàng)目提出了基于博弈論框架的解決方案，采用納什議價(jià)的方法由博弈雙方宣布各自的威脅值，使全部優(yōu)化目標(biāo)性能達(dá)到同等比例的提升，保證了網(wǎng)絡(luò)能耗、負(fù)載均衡等多個(gè)優(yōu)化目標(biāo)的公平性。第三，研究了網(wǎng)絡(luò)節(jié)能與網(wǎng)絡(luò)生存性的關(guān)系。節(jié)能技術(shù)和生存性技術(shù)具有一定的相似性，都討論了部分網(wǎng)絡(luò)設(shè)備“失效”情況下的路由與資源分配問題。提出了雙鏈路失效場景下工作路徑和保護(hù)路徑共享關(guān)系判定的輔助圖，對(duì)于未承擔(dān)的業(yè)務(wù)的保護(hù)路徑采用休眠方式以節(jié)約網(wǎng)絡(luò)能耗。該方法能實(shí)現(xiàn)抗多鏈路失效網(wǎng)絡(luò)中的資源、能耗優(yōu)化。第四，研究了IP網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能設(shè)計(jì)問題。針對(duì)IP網(wǎng)絡(luò)場景中業(yè)務(wù)流量動(dòng)態(tài)變化的問題，提出了一種全新的基于多拓?fù)涞墓?jié)能算法。該算法首先根據(jù)歷史的業(yè)務(wù)量將每天劃分為多個(gè)時(shí)間片，然后在劃分好的各個(gè)時(shí)間片內(nèi)利用鄰域搜索作節(jié)能子拓?fù)湓O(shè)計(jì)。通過優(yōu)化鏈路權(quán)重向量使得流量集中在部分鏈路上，休眠沒有流量經(jīng)過的鏈路以實(shí)現(xiàn)節(jié)能。第五，研究了云計(jì)算環(huán)境中節(jié)能虛擬網(wǎng)絡(luò)映射問題，重點(diǎn)考慮數(shù)據(jù)中心的能耗情況，在滿足業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量要求下實(shí)現(xiàn)虛擬網(wǎng)絡(luò)映射的能耗優(yōu)化。本項(xiàng)目資助共發(fā)表期刊論文12篇，會(huì)議論文7篇，申請(qǐng)專利5項(xiàng)，其中SCI檢索期刊論文8篇，包括IEEE JSAC, Optics Express, Computer Networks, IEEE System Journal等高水平期刊，期刊等級(jí)為中科院JCR分區(qū)1區(qū)1篇，2區(qū)1篇，三區(qū)2篇，四區(qū)4篇。會(huì)議論文中，包括INFOCOM，GLOBECOM，ICCCN等高水平學(xué)術(shù)會(huì)議，會(huì)議等級(jí)為中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)CCF推薦A類會(huì)議1篇，C類會(huì)議2篇。共培養(yǎng)博士研究生1名，碩士研究生5名。 2100433B

1 緒論

1.1 國外農(nóng)村住宅建設(shè)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1.1 “生態(tài)村”理念

1.1.2 發(fā)達(dá)國家的農(nóng)村住宅建設(shè)

1.1.3 國外農(nóng)村住宅建設(shè)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.2 我國農(nóng)村住宅建設(shè)的發(fā)展現(xiàn)狀及相關(guān)問題

1.2.1 我國農(nóng)村住宅建設(shè)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.2.2 我國農(nóng)村住宅建設(shè)存在的問題

1.2.3 我國農(nóng)村住宅的建設(shè)策略

1.3 綠色節(jié)能農(nóng)村住宅

1.3.1 綠色建筑

1.3.2 綠色節(jié)能農(nóng)村住宅

1.4 本章小結(jié)

參考文獻(xiàn)

2 農(nóng)村住宅的建設(shè)形態(tài)與空間模式

2.1 農(nóng)村住宅綠色節(jié)能現(xiàn)狀及相關(guān)問題

2.1.1 農(nóng)村住宅規(guī)劃與綠色節(jié)能現(xiàn)狀及相關(guān)問題

2.1.2 農(nóng)村住宅建筑空間的綠色節(jié)能現(xiàn)狀及相關(guān)問題

2.1.3 農(nóng)村住宅工業(yè)化現(xiàn)狀及問題

2.2 農(nóng)村住宅綠色節(jié)能發(fā)展的影響因素及其發(fā)展趨勢

2.2.1 農(nóng)村住宅綠色節(jié)能發(fā)展的影響因素

2.2.2 農(nóng)村住宅的發(fā)展趨勢與綠色節(jié)能

2.3 農(nóng)村住宅建設(shè)綠色節(jié)能策略

2.3.1 規(guī)劃層面的綠色節(jié)能策略

2.3.2 農(nóng)宅建筑空間設(shè)計(jì)層面的農(nóng)宅綠色節(jié)能改良策略

2.3.3 計(jì)算機(jī)綠色模擬技術(shù)與農(nóng)宅設(shè)計(jì)結(jié)合策略

2.3.4 農(nóng)宅綠色節(jié)能建設(shè)策略——產(chǎn)業(yè)化及相關(guān)設(shè)計(jì)對(duì)策

2.4 本章小結(jié)

參考文獻(xiàn)

3 農(nóng)村鋼結(jié)構(gòu)住宅的設(shè)計(jì)與施工

3.1 鋼結(jié)構(gòu)住宅概述

3.2 農(nóng)村住宅鋼框架結(jié)構(gòu)體系

3.2.1 農(nóng)村住宅鋼框架結(jié)構(gòu)體系用材

3.2.2 農(nóng)村住宅鋼框架結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)

3.2.3 農(nóng)村住宅鋼框架結(jié)構(gòu)體系施工

3.3 農(nóng)村住宅冷彎型鋼結(jié)構(gòu)體系

3.3.1 冷彎型鋼結(jié)構(gòu)體系

3.3.2 冷彎型鋼結(jié)構(gòu)材料

3.3.3 冷彎型鋼結(jié)構(gòu)傳力路徑

3.3.4 冷彎型鋼結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)

3.3.5 冷彎型鋼結(jié)構(gòu)體系施工方法和措施

3.4 本章小結(jié)

參考文獻(xiàn)

4 農(nóng)村住宅的建筑節(jié)能與能源利用

4.1 概述

4.1.1 農(nóng)村住宅能耗現(xiàn)狀

4.1.2區(qū)域氣候特征

4.2 農(nóng)村住宅圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料的選擇與利用

4.2.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)概述

4.2.2 砌體墻

4.2.3 輕質(zhì)墻

4.2.4 屋頂

4.2.5 門窗

4.2.6 墻體保溫

4.2.7 常用圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料的技術(shù)參數(shù)

4.3 建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能及節(jié)能設(shè)計(jì)

4.3.1 建筑熱工設(shè)計(jì)要求

4.3.2 建筑熱工設(shè)計(jì)要點(diǎn)

4.3.3 農(nóng)村住宅建筑物理模型

4.3.4 農(nóng)村住宅圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工特性分析及節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)

4.3.5 建筑熱橋分析

4.4 農(nóng)村住宅生態(tài)能源的利用

4.4.1 生態(tài)能源的概念

4.4.2 農(nóng)村住宅生態(tài)能源利用的意義

4.4.3 農(nóng)村住宅生態(tài)能源的種類和利用現(xiàn)狀

4.4.4 農(nóng)村住宅生態(tài)能源的可利用方式

4.4.5 農(nóng)村住宅生態(tài)能源利用的綜合性建議和對(duì)策

4.5 本章小結(jié)

參考文獻(xiàn)

5 農(nóng)村住宅的水資源循環(huán)利用與廢棄物處理

5.1 農(nóng)村住宅水資源循環(huán)利用

5.1.1 概述

5.1.2 農(nóng)村污水常用的處理方法

5.1.3 人工濕地系統(tǒng)試驗(yàn)

5.1.4 人工濕地系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例

5.1.5 農(nóng)村住宅生活污水的循環(huán)利用

5.2 農(nóng)村住宅的廢棄物處理技術(shù)

5.2.1 農(nóng)村廢棄物處理的歷史

5.2.2 農(nóng)村住宅廢棄物概述

5.2.3 農(nóng)村住宅廢棄物處理技術(shù)

5.2.4 農(nóng)村住宅廢棄物處理對(duì)策

5.3 本章小結(jié)

參考文獻(xiàn)

6 農(nóng)村住宅的綠色節(jié)能綜合評(píng)價(jià)及漸進(jìn)性節(jié)能建設(shè)

6.1 農(nóng)村住宅的綠色節(jié)能綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)

6.1.1 農(nóng)村住宅綠色評(píng)價(jià)指標(biāo)確定

6.1.2 農(nóng)村住宅綠色評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

6.1.3 農(nóng)村住宅綠色評(píng)價(jià)指標(biāo)體系權(quán)重確定及應(yīng)用

6.2 農(nóng)村住宅綠色節(jié)能滿意度分析

6.2.1 滿意度評(píng)價(jià)問卷設(shè)計(jì)及調(diào)研

6.2.2 滿意度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

6.3 農(nóng)村住宅綠色節(jié)能綜合評(píng)價(jià)案例研究

6.3.1 農(nóng)村住宅綠色節(jié)能案例簡介

6.3.2 農(nóng)村住宅綠色節(jié)能實(shí)例評(píng)價(jià)及結(jié)果分析

6.4 農(nóng)村住宅綠色節(jié)能激勵(lì)模式及節(jié)能漸進(jìn)性研究

6.4.1 農(nóng)村住宅綠色節(jié)能激勵(lì)模式研究

6.4.2 農(nóng)村住宅綠色節(jié)能建設(shè)漸進(jìn)性研究

6.5 本章小結(jié)

參考文獻(xiàn) 2100433B