新能源技術研究大全11篇

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篇（1）

向綠色能源經濟的轉型需要更大的動力和對經濟結構的徹底轉變。盡管在一些領域有了進展，現(xiàn)有的政策和戰(zhàn)略仍然不足以解決綠色能源經濟面臨的世界性問題。這些問題說明人類社會產生了過多無用的綠色能源政策和低碳科技，但同時也加強了我們對綠色能源經濟轉變相關政策的效果、用途、復雜性的理解。

總的來說，我們需要更強的領導力、更積極的政治環(huán)境、縝密的評估、有效的多層管理、國內國外合作、經濟與能源系統(tǒng)整合等來應對向綠色能源經濟轉型遇到的眾多難題。本文研究的目的是總結綠色能源技術的最新進展，為國家綠色能源經濟和可持續(xù)發(fā)展轉型提供最新的技術支持。

2納米技術在能量儲存方面的應用

能量儲存無疑是21世紀最大的挑戰(zhàn)之一。為了應對現(xiàn)代社會的需要和日益突出的生態(tài)問題，對于新型的、低廉的、環(huán)保的能量轉換和儲存設備需求緊迫，促使了這個領域研究發(fā)展迅速。這些設備的性能與其本身使用材料的性質密切相關。而近幾年，納米結構的材料因其非同尋常的機械、電學、光學性質而備受矚目。認識到納米材料在能量轉換和儲存中的優(yōu)缺點，以及如何控制它們的性質和合成同樣至關重要。鋰離子電池是當今材料電化學的一大成功。然而，依靠現(xiàn)有的電極和電解質材料，電池的性能已經達到極限。為了突破這個極限，其中一條可行的思路就是運用納米材料。

使用納米級的傳統(tǒng)陰極材料有很多缺點，但是陰極依然有進步的空間。一種有關硅納米柱的方法已經在陰極材料中運用；另一種由五氧化二釩或者LiMn2O4形成的微纖維納米結構也有上述硅材料的優(yōu)點：兼顧體積改變并允許高的反應速度。再者，二級納米陽極材料與二級納米陰極材料的研究工作也在同時進行。傳統(tǒng)觀念認為，為了使可充電鋰離子電池中可以快速而可逆地充上電，必須在電極上使用嵌入化合物，并且嵌入過程必須是單相的。但是現(xiàn)在出現(xiàn)了很多反例：即使反應中有相轉變，鋰離子的嵌入反應仍然很快。除此之外，LiFePO4的例子也表明了納米電極材料的優(yōu)勢。納米結構擴展了陰極材料的范圍。

鋰離子電池的進步也同樣依賴于電解質的發(fā)展。固體聚合物電解質是目前最有前景的材料，因為它們生產過程簡單、形狀和大小可控、能量密度高，并且可以實現(xiàn)電池全固態(tài)。然而其在室溫下很低的離子電導性依然是技術的瓶頸。晶化的聚合物電解質以前被認為是絕緣體，但是最近的研究表明有些復合物有顯著增加的導電性。現(xiàn)有材料的電導性還不足以達到實際應用的水平，但是這些材料為進一步的提高開拓了新思路。

總的來說，把材料從正常大小變?yōu)榧{米級會顯著改變它們的性質，自然也就會改變它們作為能量儲存和轉換設備材料的性能。有時唯一的影響就是簡單改變粒子大小而產生；而對于具有特殊結構的納米材料，情況可能更為復雜。由粒子更小引起的空間限制和表面積改變會影響材料的很多性質，這使我們更迫切地需要發(fā)展新的理論或者改進現(xiàn)有體相材料的理論。這是材料化學和表面科學的交叉學科，這兩個學科對于研究納米材料都很重要。

3高效太陽能電池的商業(yè)化前景

利用太陽能來生產電能是解決世界能源問題最好的辦法之一。然而，為了與傳統(tǒng)能源競爭，太陽能電池本身必須足夠可靠和價格相對低廉。有幾種類型的太陽能電池被廣泛研究，包括晶圓、薄膜、有機太陽能電池，并在太陽能電池的可靠性、成本效益方面取得了巨大成功。成本效益可以理解為更少的材料和更高的轉化效率。

圖12014年光伏產業(yè)各材料占比情況

在光伏產業(yè)中，薄膜電池公司發(fā)展迅速；2001～2009年，100家公司進入了此領域，能量產值從14MW上升到2141MW。在長期發(fā)展中，如果薄膜光伏技術的效率和可靠性夠高，它被預測會超過晶體硅技術。然而與之相對的情況是，投資者擔心晶體硅的發(fā)展會壓制薄膜技術（如圖1所示）。薄膜技術在2009年開始衰落，因為它比晶體硅更貴，效率和可靠性更低。在其市場占額減小的情況下，一個不爭的事實是：目前薄膜技術沒有成功替代晶體硅，但是它在炎熱的陽光地帶仍然有很大的優(yōu)勢。具有更好溫度系數(shù)和合適轉化效率的薄膜電池在一些極端環(huán)境下確實好于晶體硅電池。

4生物能和廢物處理系統(tǒng)

由于全球性的污染和人為活動，水在某些地區(qū)非常稀缺。對清潔水源的需求和人們對環(huán)境的重視導致了循環(huán)水的使用量增加。因此，混合廢水處理系統(tǒng)等先進有效的處理技術在近些年得到了廣泛關注。由于對全球的環(huán)境和能源問題的持續(xù)關注，可持續(xù)和環(huán)保的新型廢水處理技術都得到了發(fā)展。因此，很多機構的工作重心都放在了研究高效節(jié)能的混合處理系統(tǒng)上。某些先進的混合技術，例如微生物燃料電池，甚至可以從廢水中生產能量。

一個混合能源系統(tǒng)通常有兩個或兩個以上的能量源一起使用來節(jié)省燃料和提高系統(tǒng)效率。而在混合廢水處理系統(tǒng)中，大多數(shù)可以被概括為兩種或兩種以上單元的組合：生物處理單元、化學處理單元、物理處理單元。選擇何種混合系統(tǒng)取決于廢水中的成分。生物處理經常用于清除有機物、氮化物和磷化物；物理處理通常用于除去懸浮物一類的物質；化學處理一般處理金屬離子。大多數(shù)廢水含有多種物質，因此需要用混合系統(tǒng)來徹底的凈化。

（1）物理-生物混合系統(tǒng)可以在含有懸浮物、油污、有機和無機雜質的廢水中運用。最常見的例子包括膜生物反應器（MBR）：一種結合生物降解法和膜過濾法的反應器。這種反應器可以降低化學需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、氨氮含量（NH3-N）。MBR的優(yōu)勢有：可以處理有機物含量大的廢水，提高凈水效率，延長固體停留時間使硝化反應更完全。

（2）物理-化學混合系統(tǒng)用于富含懸浮物、油污、渾濁、有害離子的污水中。常見的物理-化學混合系統(tǒng)包括：

1）化學凝聚和沉降——用藥品來使廢水中的微小顆粒凝聚為大顆粒，然后用物理方法除去。

2）吸附——大比表面積的活性炭可以吸附很多物質。例如，吸附-絮凝-溶氣氣浮混合法可以除去水中大部分的油污。

3）臭氧化——種常見的用臭氧來殺菌和氧化有機物的方法。例如，將臭氧化-吸附混合系統(tǒng)加入自養(yǎng)除氮步驟中可以顯著提高除氮效率。

4）混合除鹽法——它將可逆電滲析（RED）和可逆滲透法（RO）結合在一起。在除鹽過程中，RED利用鹽濃度梯度發(fā)電，兩者的結合可以大大減少能量消耗。

（3）化學-生物系統(tǒng)通常用于除去氮、磷、難處理的毒性有機物等。帶有氧化功能的混合系統(tǒng)可以在短時間內降低廢水毒性，并且增加其生物可降解性。而微生物燃料電池可以把有機廢物轉化為電能，在處理系統(tǒng)中使用它可以增加凈水效率并降低處理成本。

（4）當廢水中的污染物種類很多時，就要用到物理-化學-生物混合系統(tǒng)。例如，薄膜-絮凝-吸附-生物反應器（MCABR）可以有效除去有機物。其中有四種機理：膜過濾、微生物降解、聚氯化鋁沉降、活性炭吸附。

5結語

總的來說，綠色能源技術已經得到長足發(fā)展，但仍有很大提高空間。固氧燃料電池是一種較成熟的能源轉換技術，其轉換效率比熱機高并且污染小。出于對成本和運行環(huán)境的考慮，某些情況下的固氧燃料電池需要相對低的運行溫度。在不懈的研究工作下，某些電池的運行溫度已經可以達到600℃以下，而且通過改進加工工藝和研究新的電解質材料可以進一步降低運行溫度，從而達到400℃～500℃的更低溫。未來幾年內，低溫固氧燃料電池及其材料仍會備受矚目，并且其商業(yè)化的趨勢會更顯著。

除了能量轉換，研究低廉環(huán)保的能量儲存裝置也是綠色能源的一大重點。鋰離子電池是一大成功，然而為了突破現(xiàn)有性能的瓶頸，人們開始關注納米材料。納米材料具有非同尋常的性質，它在某些情況下被證明可以提高電池性能，而且擴展了可用材料的范圍。然而人們對納米反應動力學機理的了解還是很少，這個領域仍然有很多工作要做。為了實現(xiàn)更大的發(fā)展，我們需要發(fā)展新的材料和反應理論。

從長遠來看，解決能源危機的最好方案之一是使用太陽能。對于薄膜太陽能電池，其中的CIGS和碲化鎘電池都已經達到了很好的轉化效率，然而相關元素低產量仍然限制了大規(guī)模商業(yè)化。有關新型薄膜光伏電池的研究也在進行中。盡管薄膜太陽能電池可能在市場配額上可能無法超過晶體硅電池，但是在特殊環(huán)境下薄膜太陽能電池有著無與倫比的優(yōu)勢。

篇（2）

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）28-0047-02

1 FTU終端設備概述

隨著智能電網(wǎng)建設的有序推進，配電自動化作為智能配電網(wǎng)建設的關鍵環(huán)節(jié)已在國內大規(guī)模開展建設工作，配電自動化終端設備FTU的應用也日趨廣泛。提高配電自動化終端設備運行可靠性，從而實現(xiàn)提高配電網(wǎng)供電可靠性和改善供電質量，已納入國家電網(wǎng)公司智能配電網(wǎng)建設的整體規(guī)劃設計考慮范圍。在國網(wǎng)公司頒布的企業(yè)標準《配電自動化終端/子站功能規(guī)范》（Q/GDW514-2010）中明確提出配電自動化終端設備供電電源可采用新型能源作為供電電源。

在配電自動化系統(tǒng)的應用與實踐中，目前戶外線路上FTU終端設備的工作電源接入方式單一，主要依靠外接線路電壓互感器作為FTU終端設備供電電源。外接電壓互感器方式存在后期維護難度高，維護時線路需停電等問題。并且存在如果線路長時間停電檢修，此時FTU終端蓄電池組需要充電而無電可充的運行風險。隨著太陽能發(fā)電技術和風力發(fā)電技術的進步，光電及風電的轉換效率已大幅提高，新能源供電技術也從原來的低級應用向高級應用方向發(fā)展，在電力系統(tǒng)中的應用也越來越廣泛。新能源供電技術應用于FTU終端設備供電電源，將實現(xiàn)FTU終端設備供電電源多樣化，有效提高FTU終端設備供電穩(wěn)定性，滿足配網(wǎng)自動化系統(tǒng)可靠運行的要求，同時將有利于探索解決偏遠地區(qū)配電自動化建設中戶外配電終端設備工作電源供電問題。

2 風光互補發(fā)電系統(tǒng)簡述

風光互補發(fā)電系統(tǒng)主要由風力發(fā)電機組、太陽能光伏組件、逆變器等部分組成，是集風能、太陽能等多種能源發(fā)電技術及系統(tǒng)智能控制技術為一體的復合可再生能源發(fā)電系統(tǒng)。

（1）風力發(fā)電部分是利用風力機將風能轉換為機械能，通過風力發(fā)電機將機械能轉換為電能，經過逆變器對負載供電。

（2）光伏發(fā)電部分利用太陽能電池板的光伏效應將光能轉換為電能，通過逆變器將直流電轉換為交流電對負載進行供電。

（3）逆變系統(tǒng)由幾臺逆變器組成，把直流電變成標準的220V交流電，保證交流電負載設備的正常使用。同時還具有自動穩(wěn)壓功能，可改善風光互補發(fā)電系統(tǒng)的供電質量。

風光互補是風力發(fā)電機和太陽能電池方陣兩種發(fā)電設備共同發(fā)電。夜間和陰雨天無陽光時由風能發(fā)電，晴天由太陽能發(fā)電，在既有風又有太陽的情況下兩者同時發(fā)揮作用，實現(xiàn)了全天候的發(fā)電功能，比單用風機和太陽能更經濟、科學、實用。

風光互補發(fā)電比單獨風力發(fā)電或光伏發(fā)電有以下

優(yōu)點：

（1）利用風能、太陽能的互補性，可以獲得比較穩(wěn)定的輸出，系統(tǒng)有較高的穩(wěn)定性和可靠性。

（2）在保證同樣供電的情況下，可大大減少儲能蓄電池的容量。

（3）通過合理地設計與匹配，可以基本上由風光互補發(fā)電系統(tǒng)供電，很少或基本不用啟動備用電源如柴油機發(fā)電機組等，可獲得較好的社會效益和經濟效益。

風光互補發(fā)電系統(tǒng)可采用垂直軸風機作為風力發(fā)電主體組件，其具有如下優(yōu)點：

（1）安全放心渦輪垂直式外形設計。采用單渦輪垂直葉片設計，連接緊固，設計一體成形，無風輪飛車危險，極大地增加使用安全系數(shù)。外形異于一般的水平軸風力發(fā)電機，所以增加視覺吸引力及美化景觀的效果。而且由于沒有風輪范圍的限制，非常適合用于作為同桿架設的配電終端后備電源應用。

（2）外轉子發(fā)電效率高。采用盤式無鐵芯發(fā)電機，外轉子機芯，啟動扭力低，減少機械損失。新一代無噪音發(fā)電機置頂設計，有效減少發(fā)電機運作震動時，對桿造成的壓力，無共振危險，超靜音。

（3）360°全方位迎風（1.5m/s）超低風起動。垂直軸風力發(fā)電機，風葉設計不受風向影響，能適應風向及風速的頻繁變化，平穩(wěn)發(fā)電。專門針對低風速地區(qū)設計，360°全方位迎風，自然風（1.5m/s）即可啟動，風能利用率高。

3 風光互補發(fā)電系統(tǒng)應用于配電終端供電電源實踐

桐鄉(xiāng)市供電局結合當前正在進行的配電自動化建設，開展了配電自動化FTU（柱上開關運行監(jiān)測終端）終端供電新能源應用技術研究，積極探索FTU終端設備供電電源多樣化，提高配電終端設備安全運行水平。

依托20kV配網(wǎng)線路，選取該線路已裝設配電自動化終端FTU的4臺分段開關，采用同桿架設方式安裝了風光互補發(fā)電系統(tǒng)，風光互補發(fā)電系統(tǒng)由300W垂直軸風力發(fā)電機組、80W光伏發(fā)電組件及逆變器組成。下圖1是風光互補發(fā)電系統(tǒng)后備電源現(xiàn)場安裝實例圖。

圖1 風光互補發(fā)電系統(tǒng)后備電源現(xiàn)場安裝效果圖

如下圖2，是風光互補后備電源供電方式示意圖。風光互補發(fā)電系統(tǒng)發(fā)出的電能通過逆變器逆變?yōu)?20V交流電，接入FTU蓄電池充電模塊，該充電模塊支持雙路充電電源輸入。形成與原有的由外接式線路電壓互感器變換的220V交流充電回路構成雙回路充電模式。在線路運行正常時，風光互補發(fā)電系統(tǒng)與外接式線路電壓互感器同時為蓄電池充電模塊提供充電電源，當線路發(fā)生故障時，風光互補發(fā)電系統(tǒng)獨立為蓄電池提供充電電源，保障蓄電池穩(wěn)定持續(xù)輸出電能，為FTU配電終端及相關通信設備提供工作電源。

圖2 風光互補后備電源供電方式示意圖

根據(jù)現(xiàn)場運行證明，F(xiàn)TU配電終端及相關通信設備運行功率30W，配套蓄電池組件可在無外界充電電源供應下滿足持續(xù)正常工作9小時，在裝設了風光互補發(fā)電系統(tǒng)后，當線路發(fā)生故障及線路檢修情況下，蓄電池組件可得到風光互補發(fā)電系統(tǒng)輸出的電能持續(xù)充電，避免了蓄電池組件電能耗空，F(xiàn)TU配電終端及相關通信設備停止運行的風險，確實提高了配電自動化終端設備運行可靠性。

4 結語

綜上所述，隨著智能配電網(wǎng)建設的全面推進，特別是農村電網(wǎng)配電自動化建設的逐步開展，配電自動化終端設備的運行可靠性將越來越凸顯出其重要性。相比于傳統(tǒng)的單一依靠外接式電壓互感器作為配電自動化終端及其相關通信設備工作電源的建設模式，引入風光互補發(fā)電系統(tǒng)作為后備供電電源將實現(xiàn)供電電源的多樣化，有效提高配電自動化終端設備的運行可靠性。特別在風、光資源條件較好，同時地處偏遠地區(qū)的配電自動化建設中，風光互補發(fā)電系統(tǒng)將成為直接解決戶外配電終端設備工作電源供電問題的一種可嘗試應用的建設

模式。

參考文獻

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[3] 蔡朝月，夏立新.風光互補發(fā)電系統(tǒng)及其發(fā)展[J].機電信息，2009，（24）.

篇（3）

從經濟增長的未來道路來說必然要從以人類自我欲望為中心的古典經濟增長理論向以整體生態(tài)系統(tǒng)為中心的新經濟增長理論轉變。只有這樣的增長才是科學的增長理念，因為科學的增長從經濟哲學意義上說也是建立在生態(tài)科學技術創(chuàng)新、生態(tài)倫理學進步與經濟低碳增長模式的和諧與統(tǒng)一之上。

2能源利用循環(huán)系統(tǒng)與經濟可持續(xù)增長戰(zhàn)略能源作為經濟增長最重要的物質基礎，被喻為經濟增長的“血液”，其重要性不言而喻。從人類目前利用的能源分類來看，當前世界對能源的依賴主要還是石油和煤炭等不可再生能源。如果沒有新技術開發(fā)新能源和提高能源的利用技術，那么這對世界經濟可持續(xù)增長將是極大的挑戰(zhàn)。目前中國能源利用效率低下與經濟增長快速所表現(xiàn)的矛盾已經相當嚴峻。結構問題，還是結構所造成的后果更重要？為了分析這種后果，有學者以羅默的“增長阻力”作為分析框架利用中國的經驗數(shù)據(jù)分析能源對中國東部、中部、西部三個經濟區(qū)域的經濟增長阻力效應，結果發(fā)現(xiàn)能源稟賦對三個不同經濟區(qū)域的經濟增長阻力各不相同[4]，這種不同造成的后果主要有兩個：一是區(qū)域經濟增長的不平衡，而且這種差距將越來越大；二是由于這種阻力的存在影響能源的利用效率，不利于能源技術的創(chuàng)新與擴散，造成的后果將是能源資源的大量消耗和對生態(tài)系統(tǒng)的破壞。資源稟賦不同必然對宏觀經濟增長產生一種非行為性阻力，在考慮生態(tài)平衡與供需平衡的問題，從戰(zhàn)略的高度引導能源技術創(chuàng)新與經濟可持續(xù)增長的協(xié)同機制相當重要，這種協(xié)同機制可用相關的變量來衡量并得出相應的協(xié)同系數(shù)，作為能源戰(zhàn)略實施的績效評價，具體原理可參考圖1的區(qū)域能源戰(zhàn)略的協(xié)同機制作用路徑[5]。3能源技術創(chuàng)新與經濟理性增長的框架變量理論和實證的研究都是為了更好地應用到具體的社會實踐中。本研究從可持續(xù)發(fā)展的經濟理性增長視角提出能源消費、能源效率與經濟增長的系統(tǒng)框架，創(chuàng)新能源經濟增長的理念。構建的研究框架就是可持續(xù)發(fā)展概念模型，應用到能源技術創(chuàng)新中去就是能源經濟理性增長的方向。

本文的研究意義在于理清能源經濟增長系統(tǒng)框架內核心變量的作用機理，從而找尋相對應的制度設計與治理措施以利于能源經濟增長的理性化。所以說構建的框架對促進能源產業(yè)的更好升級、能源技術的創(chuàng)新、實現(xiàn)能源產業(yè)發(fā)展與經濟增長的良性循環(huán)、提高能源的利用效率、推動中國能源產業(yè)升級以至宏觀經濟的理性運行具有很好的現(xiàn)實意義。84研究表明當前中國能源結構矛盾根本在于資源稟賦、生產方式和消費模式之間的矛盾，具體表現(xiàn)在資源稟賦約束下能耗在能源生產中的比重不斷上升和經濟增長對油、氣的需求不斷上升。這種矛盾所造成的結果已在近年來煤炭過剩開采所激化安全事故、油價的不斷上升和全球氣候加劇變暖的趨勢中得到顯示。盡管這種趨勢造成的結果有待進一步的深化檢驗，但是科學界普遍認為這是一種非理性的增長方式。中國能源發(fā)展戰(zhàn)略唯一出路是調整供給結構，通過減小煤炭比重，加大油、氣比重，積極利用國際市場資源以達到實現(xiàn)能源供求平衡、最大限度地獲取國際比較利益、保證國家經濟安全的目標。但是能源替代效應實質并沒有減少溫室氣體的排放，還可能造成更大的生態(tài)系統(tǒng)破壞，因此這種能源的替代所形成的能源結構調整對經濟增長可能是有利的，但并不符合科學的經濟增長理念。這是否是最優(yōu)的實現(xiàn)的經濟增長路徑也值得討論。

中國能源生產利用結構長期以煤炭為主，能源產業(yè)固定資產投資指向受政府調控明顯，煤炭產業(yè)為主的生產結構沒有得到根本性改變[3]，如果能源結構得不到根本改變，那么路徑依賴一旦鎖定，產生的馬太效應將是加倍的后果。于是，我們要問，能源經濟可持續(xù)增長問題是否僅僅是能源產業(yè)能源經濟增長的理性化。所以說構建的框架對促進能源產業(yè)的更好升級、能源技術的創(chuàng)新、實現(xiàn)能源產業(yè)發(fā)展與經濟增長的良性循環(huán)、提高能源的利用效率、推動中國能源產業(yè)升級以至宏觀經濟的理性運行具有很好的現(xiàn)實意義。圖2研究框架與變量之間相互作用機理具體的概念框架與變量如圖2所示，框架內的核心變量地區(qū)生產總值、單位GDP能耗和單位GDP電耗構成一個循環(huán)的系統(tǒng)，電力消費量作為基礎變量影響地區(qū)生產總值和單位GDP電耗。為了使能源可持續(xù)增長系統(tǒng)能夠良好運行，這些核心的內生變量必須存在協(xié)整的關系，如果這個循環(huán)的系統(tǒng)之間重要變量偏離了協(xié)整，必須加以修正，使之良好運行。同時，也要研究變量間的具體機制，找到它們之間的微觀作用機理以利于系統(tǒng)的優(yōu)化。84研究表明當前中國能源結構矛盾根本在于資源稟賦、生產方式和消費模式之間的矛盾，具體表現(xiàn)在資源稟賦約束下能耗在能源生產中的比重不斷上升和經濟增長對油、氣的需求不斷上升。這種矛盾所造成的結果已在近年來煤炭過剩開采所激化安全事故、油價的不斷上升和全球氣候加劇變暖的趨勢中得到顯示。盡管這種趨勢造成的結果有待進一步的深化檢驗，但是科學界普遍認為這是一種非理性的增長方式。中國能源發(fā)展戰(zhàn)略唯一出路是調整供給結構，通過減小煤炭比重，加大油、氣比重，積極利用國際市場資源以達到實現(xiàn)能源供求平衡、最大限度地獲取國際比較利益、保證國家經濟安全的目標。但是能源替代效應實質并沒有減少溫室氣體的排放，還可能造成更大的生態(tài)系統(tǒng)破壞，因此這種能源的替代所形成的能源結構調整對經濟增長可能是有利的，但并不符合科學的經濟增長理念。

這是否是最優(yōu)的實現(xiàn)的經濟增長路徑也值得討論。中國能源生產利用結構長期以煤炭為主，能源產業(yè)固定資產投資指向受政府調控明顯，煤炭產業(yè)為主的生產結構沒有得到根本性改變[3]，如果能源結構得不到根本改變，那么路徑依賴一旦鎖定，產生的馬太效應將是加倍的后果。于是，我們要問，能源經濟可持續(xù)增長問題是否僅僅是能源產業(yè)能源經濟增長的理性化。所以說構建的框架對促進能源產業(yè)的更好升級、能源技術的創(chuàng)新、實現(xiàn)能源產業(yè)發(fā)展與經濟增長的良性循環(huán)、提高能源的利用效率、推動中國能源產業(yè)升級以至宏觀經濟的理性運行具有很好的現(xiàn)實意義。圖2研究框架與變量之間相互作用機理具體的概念框架與變量如圖2所示，框架內的核心變量地區(qū)生產總值、單位GDP能耗和單位GDP電耗構成一個循環(huán)的系統(tǒng)，電力消費量作為基礎變量影響地區(qū)生產總值和單位GDP電耗。為了使能源可持續(xù)增長系統(tǒng)能夠良好運行，這些核心的內生變量必須存在協(xié)整的關系，如果這個循環(huán)的系統(tǒng)之間重要變量偏離了協(xié)整，必須加以修正，使之良好運行。同時，也要研究變量間的具體機制，找到它們之間的微觀作用機理以利于系統(tǒng)的優(yōu)化。研究框架的主要目的有以下方面：一是找到能源消費、能源效率與經濟增長的微觀機理；二是檢驗它們在一定時期內相互之間是否存穩(wěn)定的均衡或協(xié)整關系；三是能源經濟增長的過程是不是符合能源產業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一般規(guī)律，變量之間是否形成優(yōu)化的能源經濟系統(tǒng)；四是通過理清這些變量之間的作用機理，從而實施符合能源產業(yè)可持續(xù)增長的制度設計與治理政策。

4能源技術創(chuàng)新的協(xié)同機制中國目前正處在重要經濟與政治體制轉型時期，一個重要的表現(xiàn)是不同區(qū)域經濟發(fā)展極不平衡，資源稟賦、制度條件、能源利用技術水平也是極大不同。總體來看，中國能源利用總效率并不高，也就是能源技術的水平有待進一步創(chuàng)新，如表1所示（數(shù)據(jù)來源于中國國家統(tǒng)計局，經整理得出）。鑒于中國的具體國情，從理論意義上來說借鑒某些能源資源稟賦較好同時經濟增長比較快的區(qū)域的經驗做法尤為重要，東部經濟增長較快和資源稟賦較好的區(qū)域是可以優(yōu)先作為經驗研究的對象，利用區(qū)域能源技術創(chuàng)新的擴散和涓滴效應，完善相應的技術信息流渠道，以利于借鑒和模仿，拓展能源技術創(chuàng)新與新經濟增長的研究領域，創(chuàng)新新經濟增長的理念，豐富能源經濟可持續(xù)增長理論，服務人類的整體財富的增長。生態(tài)經濟是時展的主流，技術創(chuàng)新是核心力量。同時必須立足具體國情，加強信息和技術交流，改善與其他國家政府和組織的合作關系，只有這樣才能更好地借鑒最新的科學技術，應用到能源利用的經濟可持續(xù)增長。研究表明生態(tài)經濟是必然趨勢[6～7]。生態(tài)經濟發(fā)展一方面受資源稟賦條件、經濟發(fā)展階段、產業(yè)結構、政治制度、民主觀念和科學技術水平等多因素制約和影響，另一方面生態(tài)經濟發(fā)展需參與全球范圍的國際合作和借鑒創(chuàng)新。中國能源消費水平高和能源效率水平低是兩個主要制約經濟理性增長的最大挑戰(zhàn)。如圖3所示[8]，能源經濟系統(tǒng)表現(xiàn)在能源經過非能源產業(yè)部門的轉化成為家庭消費，產生的污染治理和廢物回收和廢棄物回收部門都產生5結語綜合前面分析，理性經濟增長系統(tǒng)需要兼顧能源技術創(chuàng)新與能源消費結構及相互之間的協(xié)同效應。能源技術創(chuàng)新實質利于可持續(xù)增長系統(tǒng)，目的是提高能源利用效率，減少污染和溫室氣體的排放問題；能源消費是經濟增長的動力系統(tǒng)，表現(xiàn)為能源消費結構問題及其產生的經濟行為后果。

篇（4）

Abstract: High-rise building electrical system comprises the power supply and distribution system, lighting system, elevator system, elevator system, also includes HVAC system and solar energy, wind energy and other new energy power generation system. The HVAC system in cold cogeneration and " ice " new air conditioning and electrical energy-saving technology, as well as the solar energy and wind energy new energy saving technology for detailed analysis research.

Key words: building electrical air conditioning system; new energy; new technology

1.冰蓄冷空調電氣節(jié)能技術

冰蓄冷空調電氣節(jié)能技術原理，是在電力負荷較低的夜間，利用“低谷”區(qū)的電能資源采用制冷機進行制冷，將電能轉換為冷量，然后利用冰的潛熱特性，利用相應儲存容量將冷量儲存起來。而在電力負荷較高的白天電能需求高峰期，把冰中所儲存的冷量有機釋放出來，以滿足建筑物制冷空調系統(tǒng)或其它制冷生產工藝的需求，從而達到添補高峰電能供應不足、利用峰谷電價差節(jié)省電費、以及降低空調設備容量等目的。高層樓宇建筑中廣泛采用冰蓄冷空調系統(tǒng)，主要是利用水-冰-水轉換變成中伴隨著熱量遷移的功能特性，盡可能利用夜間電力負荷低谷區(qū)的廉價電能資源，讓制冷機在最優(yōu)工況條件下運轉制冰，將樓宇制冷空調系統(tǒng)所需全部或部分冷源以潛熱形式儲存于固態(tài)或結晶狀冰體中，這樣當空調系統(tǒng)出現(xiàn)過負荷工況時，冰就會自動吸收相應熱量融化，以低溫能量水提供空調系統(tǒng)運轉所需的冷源，從而實現(xiàn)將低谷電能資源向高峰電能資源轉換的目的，達到電能能源的充分利用，提高空調制冷設備的綜合利用率。在現(xiàn)代分時電價的廣泛實施過程中，有效將低谷廉價電能資源轉換到高峰時利用，將會取得非常顯著的節(jié)約電費的經濟效益。冰蓄冷空調電氣節(jié)能技術主要包括以下優(yōu)點：

（1）有利于電網(wǎng)峰谷電力負荷調節(jié)，減緩電廠和供配電設施的供電壓力；

（2）利用冰蓄能技術，在空調過負荷期間，將冷量水提供給制冷主機，從而減少了制冷主機容量，同時減少空調系統(tǒng)相應的配套系統(tǒng)增容費用，減少了空調系統(tǒng)綜合投資；

（3）將低谷期的電能資源有效儲存起來，利用電網(wǎng)峰谷荷電價差額，降低空調系統(tǒng)在高峰期的電能消耗，減少了高層樓宇建筑的空調運行費用；

（4）冷凍水溫度可以降到1-4℃，從而實現(xiàn)了高層樓宇大溫差、低溫送風空調系統(tǒng)的構造，同時節(jié)省了水、風輸送系統(tǒng)的綜合投資和系統(tǒng)能耗；

（5）冰蓄冷空調相對濕度較低，空調制冷品質得到有效提高，可有效防止常規(guī)中央空調綜合癥，增強空調系統(tǒng)的人性化服務水平；

（6）冰蓄冷空調系統(tǒng)為高層樓宇空調系統(tǒng)提供了一個應急冷源，從而提高了空調系統(tǒng)的運行可靠性；

（7）冰蓄冷空調冷量全年均按一對一配置，系統(tǒng)電能資源綜合利用率較高，節(jié)約空調系統(tǒng)綜合能耗經濟效益十分明顯。

冰蓄冷空調電氣節(jié)能技術是高層樓宇建筑削峰填谷、緩解供配電系統(tǒng)電能供應壓力和新增用電點矛盾的有效解決節(jié)能降耗解決途徑，在建筑電氣節(jié)能領域具有非常廣泛的應用前景，有效推動著建筑節(jié)能工作的順利開展。

2.冷熱電聯(lián)產電氣節(jié)能技術

冷、熱、電聯(lián)產(BCHP)技術是一種建立在能源梯級綜合利用理念的基礎上，集制冷、供熱(建筑物采暖與供熱水)、以及發(fā)電三個過程為一體的多聯(lián)產能量綜合分配利用高效系統(tǒng)，與遠程單獨送電工程相比，使能源資源利用效率得到了大大提高。據(jù)大量文獻資料和實際工作經驗可知，大型發(fā)電廠的能源綜合利用發(fā)電效率僅有30%～55%，扣除廠用電和電能輸送線損率，到達終端的能源利用效率大約只有35%～47%，而BCHP三聯(lián)產技術其能源綜合利用效率大約可達80%～90%，且由于三聯(lián)產工程耗能用戶通常較近，幾乎沒有任何電能輸送損耗。對于熱電聯(lián)供系統(tǒng)而言，如果向系統(tǒng)輸入100個單位的能量，則一般可以獲得30個單位的電能輸出，也就是發(fā)電效率為30%；但同時還可以收獲50單位的熱量資源，即獲得50%的熱量，這樣整個系統(tǒng)能量轉化率可以高達80%，總能量的損失率大約只有20%。對于常規(guī)獨立能量供應系統(tǒng)而言，如果需要30個單位的電能輸出，如果按照能量轉換效率為35%計算，則需要85個單位的能量輸入，總損失能量為55個單位；同理如果要獲得50個單位熱量，按照鍋爐能量轉換效率為90%計算，則需要大概56個單位的能量輸入，熱轉換損失能量約為6個單位。這樣同樣獲得30個單位電能和50個單位熱量，熱電聯(lián)產需要100個單位熱量，而獨立供應系統(tǒng)則需要141個熱量，比熱電聯(lián)產供應系統(tǒng)多消耗41個單位的能童，總的能源利用效率也只有57%，比起熱電產系統(tǒng)的80%要低23個百分點。冷熱電三聯(lián)產能源供應系統(tǒng)與大型熱電聯(lián)產能源供應系統(tǒng)相比，熱電聯(lián)產能源轉換效率也沒有冷熱電三聯(lián)產能源轉換率高，而且大型熱電聯(lián)產能源供應網(wǎng)絡還存在輸電線路和供熱管網(wǎng)等能量損失，而冷熱電三聯(lián)產供應系統(tǒng)由于能源采用能源就地使用原則，可以減大大減少電能輸配電系統(tǒng)和熱能供熱管網(wǎng)的投資及相應能源傳輸損耗，無論從減少綜合投資成本還是從節(jié)能環(huán)保等方面來講，冷熱電三聯(lián)產系統(tǒng)均是十分有利的。有關專家對冷熱電三聯(lián)產作了一些節(jié)能估算，如果我國從2000年起每年有4%的樓宇建筑的供電、供暖、以及供冷采用BCHP冷熱電三聯(lián)產供應系統(tǒng)，從2005年起有25%的新建樓宇建筑到2050年起有50%的新建建筑采用冷熱電三聯(lián)產系統(tǒng)進行能量供應的話，則到2020年我國二氧化碳的總排放量將減少19%，若將現(xiàn)有建筑實施冷熱電三聯(lián)產系統(tǒng)的比例從4%提高到8%的話，則我國到2020年二氧化碳的總排放量將減少30%，也就是說冷熱電三聯(lián)產系統(tǒng)不僅節(jié)能效果十分明顯，而且其在環(huán)境保護方面的應用效果也十分明顯。

對用于高層樓宇建筑物的BCHP冷熱電三聯(lián)產系統(tǒng)而言，由于冷暖空調系統(tǒng)的負荷變動較大，系統(tǒng)不可避免會有相當大比例的時間內運行在較低負荷工況區(qū)，因此在進行BCHP冷熱電三聯(lián)產系統(tǒng)設計或改造時，應采取一些必要的措施(例如增加蓄熱裝置或適當蒸汽回注等技術措施)，無論從系統(tǒng)節(jié)能還是經濟運行角度均十分必要。BCHP尤其適應于一幢樓宇或一個小區(qū)的集中冷熱電聯(lián)供，因此，對于高層樓宇建筑而言具有非常強大的節(jié)能經濟效益。上海中心大廈也采用了2.2MW的熱、電、冷三聯(lián)供系統(tǒng)，其詳細分析見第五章。

3.風能太陽能新能源電氣節(jié)能技術

在進行新能源電氣節(jié)能系統(tǒng)設計時，需要注意風能太陽能等新能源與建筑功能結構的一體化設計。

3.1太陽能電氣節(jié)能技術

太陽能熱水和采暖電氣節(jié)能技術目前在建筑中已經得到廣泛推廣使用，并獲得較大的節(jié)能效果。由于高層樓宇建筑中光熱利用對太陽能集熱器的安裝角度、采集面積、以及周圍的遮擋物等因素有十分嚴格要求，因此在進行太陽能熱水和采暖系統(tǒng)設計時，應考慮采用太陽能建筑一體化設計方案，實現(xiàn)太陽能集熱系統(tǒng)與建筑功能結構間完美結合。根據(jù)工程項目的實際情況，太陽能熱水和采暖系統(tǒng)的光熱采集裝置可以考慮安裝在建筑物坡屋面上，利用樓宇建筑屋頂面積可以解決整個樓宇一部分熱水供應需求。

3.2風力發(fā)電電氣節(jié)能技術

開發(fā)可再生綠色能源是建筑節(jié)能工作開展的重要組成部分，風能作為一種新型可再生能源，已稱為建筑電氣節(jié)能研究的一個重要課題。在建筑環(huán)境中利用風能不僅具有免于輸送的優(yōu)點，所產生的風力電能資源可以直接用于高層樓宇建筑本身，而且其具有節(jié)能環(huán)保等特性，有望成為一個城市的節(jié)能環(huán)保工作開展的標志性景觀，有效增強市民節(jié)能保護意識。

參考文獻：

篇（5）

引言

當前，在中國經濟整體邁入新常態(tài)和全面深化改革的大背景下，傳統(tǒng)工業(yè)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展遇到了前所未有的挑戰(zhàn)，無法再繼續(xù)走落后的粗放型發(fā)展道路。越來越多的企業(yè)認識到，節(jié)能減排雖然意味著短期的“陣痛”，但最終可以幫助工業(yè)企業(yè)實現(xiàn)健康、綠色的可持續(xù)發(fā)展，并面向未來。這就要求工業(yè)企業(yè)大力開展結構優(yōu)化和技術創(chuàng)新，加快推進工業(yè)化和信息化的技術升級和相互融合，加大節(jié)能技術改造、創(chuàng)新力度，在企業(yè)的能源生產、傳輸和使用等各環(huán)節(jié)開展實時的、在線的監(jiān)測和管理，重點關注能源平衡的優(yōu)化升級，從而實現(xiàn)全局性、系統(tǒng)性的節(jié)能降耗。能源計量信息系統(tǒng)的組網(wǎng)運行，一方面在確保生產流程穩(wěn)定進行的前提下，可以實現(xiàn)能源介質的在線監(jiān)控和調整優(yōu)化，并能夠實時監(jiān)控能源設備的運行狀況;另一方面，企業(yè)資源計劃系統(tǒng)ERP(EnterpriseResourcePlanning)可以從中獲取全方位的能源信息。工業(yè)企業(yè)應挖掘戰(zhàn)略拓展?jié)摿?，投身供給側改革的大局，著眼于可持續(xù)發(fā)展的高度，充分認識建設能源計量信息系統(tǒng)的必要性，努力實現(xiàn)能源集中管控［1］。

1能源計量信息系統(tǒng)

能源計量信息系統(tǒng)作為工業(yè)企業(yè)整體信息化的一個重要組成部分，向企業(yè)資源計劃系統(tǒng)ERP(EnterpriseResourcePlanning)提供管理所需的全方位能源信息;對生產過程所需能源流進行優(yōu)化調整合分配;對實時的能源消耗做到在線監(jiān)測，確保生產過程平穩(wěn)有序;對能源設備運行工況、狀態(tài)全面掌控，并做到統(tǒng)一管理、自動化調控。能源計量信息系統(tǒng)是凸顯工業(yè)企業(yè)節(jié)能能力和水平的重要標志。能源計量信息系統(tǒng)應能夠確保生產用能的穩(wěn)定供應;充分利用低價能源代替高價能源，降低企業(yè)成本;同時對能源集中管控與自動化操作、提高企業(yè)勞動生產率、以及發(fā)展清潔生產和實現(xiàn)循環(huán)經濟應起到關鍵性作用［2］。概括來說，能源計量信息系統(tǒng)作為一種全方位、一體化的計算機信息系統(tǒng)，對于企業(yè)的能源信息流能夠做到實時監(jiān)測、定量分析、集成管控、智能預測以及高效優(yōu)化。能源計量信息系統(tǒng)作為企業(yè)整體信息化和全面自動化的主要組成單元，為企業(yè)能源管理及節(jié)能降耗提供全面整體的解決方案。

2基于數(shù)據(jù)采集的能源計量信息系統(tǒng)

由于當前各工業(yè)企業(yè)所采用管理理念以及所在發(fā)展階段各不相同，能源計量信息系統(tǒng)所覆蓋的范疇、其架構方法也會有所不同，其所涉獵的技術范圍和產出的管控效益也有所差異。概括來說，其系統(tǒng)架構主要分為兩種:基于完全扁平化管理支撐的和基于不完全扁平化管理支撐的，以總體管理思路作為區(qū)分，后者相對較為靈活，更加能夠做到因地制宜、因廠而異?；诓煌耆馄交芾碇蔚哪茉从嬃啃畔⑾到y(tǒng)，其生產調度和總體管理仍延用分層管理模式，但對于能源管控實行集中管理，能夠實現(xiàn)數(shù)據(jù)收集與處理、分析與研判、調控與分配、平衡預測和綜合管理等功能的匯總和集成，其能源利用效率和相關指標領先于行業(yè)標準，提高了能源的綜合利用率，并且在二次能源的回收方面，也能夠達到較高水平，基本上實現(xiàn)了零排放?；跀?shù)據(jù)采集的能源計量信息系統(tǒng)作為不完全扁平化管理支撐系統(tǒng)的代表，其數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡覆蓋了工業(yè)企業(yè)的各個角落，所需的全部數(shù)據(jù)均通過數(shù)據(jù)采集模塊獲得，包括全部能源介質數(shù)據(jù)，輔以少量的生產過程數(shù)據(jù)。根據(jù)目前工業(yè)企業(yè)各子系統(tǒng)現(xiàn)狀，數(shù)據(jù)架構大致為三層:第一層是基礎數(shù)據(jù)采集層，第二層是匯聚數(shù)據(jù)處理層，第三層是集中監(jiān)控管理層，從而逐步形成集中的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)架構［3］。系統(tǒng)總體形成了較完備的數(shù)據(jù)采集、處理、統(tǒng)計分析等功能，基本能夠滿足兩化融合初期管理需要，其優(yōu)越的節(jié)能效率和穩(wěn)定的運行效能，成為工業(yè)企業(yè)新建能源計量信息系統(tǒng)的首選。下文的論述均圍繞著這一類型的能源計量信息系統(tǒng)展開。

3設計原則

按照先進的運行管理和能源管理的理念，提升企業(yè)能源管理模式，并在應用系統(tǒng)的規(guī)劃和設計中全面的落實，確保將設計思路與管理理念有機的組合起來，以達到為節(jié)能、減排和環(huán)保服務的目的，并實現(xiàn)能源計量信息系統(tǒng)的穩(wěn)定運行［4］?；跀?shù)據(jù)采集的能源計量信息系統(tǒng)的設計原則如下:(1)堅持企業(yè)需求為根本原則。企業(yè)為推動能源計量信息系統(tǒng)項目的建設，應加強引導，廣泛宣傳，將項目建設提高到盡可能高的優(yōu)先級，尤其是日常生產工作更要適當?shù)臑橹屄罚浞职l(fā)揮各技術管理部門、生產車間的主觀能動性。(2)堅持高起點原則。根據(jù)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，盡可能按照國內外同類系統(tǒng)的最高要求開展設計工作，推動能源優(yōu)化技術水平大幅提升。(3)堅持全面推進與分期實施相結合。方案的具體部署推進應根據(jù)企業(yè)存量資金狀況、面臨的國內外營銷環(huán)境以及日常生產運營情況，堅持全面推進、穩(wěn)妥布局，并分期、分階段組織實施，確保能源計量信息系統(tǒng)項目建設穩(wěn)步有序推進。(4)堅持新技術落地與企業(yè)改革和振興相結合。應與時俱進的根據(jù)國家產業(yè)戰(zhàn)略調整和相關振興規(guī)劃方案，靈活結合、有的放矢，推動供給側改革，加快能源計量信息系統(tǒng)項目建設，提高企業(yè)節(jié)能降耗水平和能力，促進企業(yè)業(yè)務轉型，助力相關產業(yè)振興。(5)堅持平臺化與標準化的系統(tǒng)建設原則。應采用工業(yè)信息化、工業(yè)控制和管理信息化領域的國際先進的標準化接口和平臺，推動企業(yè)信息化建設的快速發(fā)展。

4系統(tǒng)定位與總體框架

4．1系統(tǒng)定位

基于數(shù)據(jù)采集的能源計量信息系統(tǒng)通過能源介質和能源流，將全廠與能源介質相關的生產設備的過程控制系統(tǒng)PCS(ProcessControlSystem)、先進控制系統(tǒng)APC(AdvancedProcessControl)、制造執(zhí)行系統(tǒng)MES(ManufacturingExecutionSys-tem)、以及企業(yè)資源計劃系統(tǒng)ERP(EnterpriseRe-sourcePlanning)、辦公自動化系統(tǒng)OA(OfficeAu-tomation)等有機的整合在一起，由于要全面實現(xiàn)對能源生產的實時調度、數(shù)據(jù)分析、指標分析、流程管理等應用功能，并需要支持ERP系統(tǒng)的成本管理和業(yè)務流程管理，因此，能源計量信息系統(tǒng)在企業(yè)自動化與信息化系統(tǒng)體系中的定位是跨越PCS、APC、MES、ERP及OA系統(tǒng)，并與各個系統(tǒng)有機聯(lián)系的系統(tǒng)。

4．2總體框架

基于數(shù)據(jù)采集的能源計量信息系統(tǒng)總體框架的建立遵循“資源整合、信息互通、架構共享、業(yè)務協(xié)同”的原則。應用系統(tǒng)采取功能導向、分層架構的方式，通過數(shù)據(jù)采集層得到的能源信息經由網(wǎng)絡系統(tǒng)上傳、以及通過實時監(jiān)控系統(tǒng)平臺呈現(xiàn)的能源流在線狀態(tài)，實現(xiàn)了以能源信息流為主要關注源的系統(tǒng)資源、信息和服務的共享，實現(xiàn)了能源業(yè)務層與展現(xiàn)層的分離，確保系統(tǒng)具有良好的可維護性的開放性?？傮w框架中如圖1所示，包含6個層次:(1)基礎設施層:是能源計量信息系統(tǒng)的硬件基礎之一，包括能源管理中心、監(jiān)控大屏幕、能源網(wǎng)絡系統(tǒng)、能源管理中心服務器群、數(shù)據(jù)存儲集群、能源管理中心調度電話、能源管理中心視頻監(jiān)控等?；A設施層作為能源管理功能的實現(xiàn)基礎，其中服務器群的設計是架構工作的重中之重。能源管理中心的服務器群包含了專為實時調度系統(tǒng)配置的數(shù)據(jù)采集服務器、趨勢報警服務器、和歷史數(shù)據(jù)庫服務器，并為基礎能源管理功能配置了應用服務器、數(shù)據(jù)庫服務器、報表服務器、Web服務器等。同時應著重為固廢綜合利用系統(tǒng)和預測優(yōu)化等高級功能配置獨立的服務器。為了實現(xiàn)系統(tǒng)安全，還應設置域服務器、防病毒服務器和網(wǎng)管服務器等。(2)數(shù)據(jù)采集層:與基礎設施層共同構成能源計量信息系統(tǒng)的硬件基礎，數(shù)據(jù)采集層應依據(jù)企業(yè)的數(shù)據(jù)采集現(xiàn)狀開展設計工作，通過數(shù)據(jù)采集站和數(shù)據(jù)采集服務器實現(xiàn)能源計量數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)集成，其中包括與電力調度系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)接口、與能源計量網(wǎng)的數(shù)據(jù)接口及改造、自動化系統(tǒng)的接口改造以及與生產指揮系統(tǒng)和設備管理系統(tǒng)的接口。根據(jù)能源計量信息系統(tǒng)對能源數(shù)據(jù)的需求，能源計量數(shù)據(jù)采集主要有網(wǎng)關通訊(基于OPC協(xié)議)和直接I/O采集兩種方法，具體方法的選擇應結合企業(yè)自身現(xiàn)狀以及規(guī)劃設計情況［5］。網(wǎng)關通訊的方式可借助原有自動化網(wǎng)絡，通過升級改造實現(xiàn)功能需求，適應性廣，品牌兼容性好;直接I/O采集的方式需要新建多個I/O采集站，成本較高，但采集效率更高，且后期維護成本較低。由于歷史沿革，大多數(shù)企業(yè)現(xiàn)場的自動化環(huán)境紛繁冗雜、設備有新有舊。本著經濟、節(jié)約的原則，能源計量數(shù)據(jù)的采集方案在設計過程中，應盡量在原有系統(tǒng)的基礎上實施升級、改造，以減少新增設備所帶來的成本消耗。所以，采用網(wǎng)關通訊(利用原有設備)為主，輔之以直接I/O采集(全新購置設備)的方法無疑是最佳的解決方案。完成基礎數(shù)據(jù)采集層的架構之后，只需要一套成熟的架構于匯聚數(shù)據(jù)處理層的SCADA系統(tǒng)(Super-visoryControlAndDataAcquisition數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng))，與匯聚層下屬全部數(shù)據(jù)采集站進行通信及數(shù)據(jù)交換，從而打破了品牌和廠家的壁壘［6］。(3)數(shù)據(jù)中心層:數(shù)據(jù)中心層匯總了能源計量信息系統(tǒng)的所有實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、統(tǒng)計分析結果、能源標準、政策、法規(guī)等資源信息，同時也保存大量的能源報表。數(shù)據(jù)中心層也是與其他相關信息系統(tǒng)之間進行數(shù)據(jù)交換的必經之路。在數(shù)據(jù)中心層，包含了歷史數(shù)據(jù)庫、應用數(shù)據(jù)庫、資源信息庫和數(shù)據(jù)接口等組件。(4)支撐平臺層:支撐平臺層是一系列系統(tǒng)開發(fā)和運行平臺和中間件的統(tǒng)稱，他們是整個應用功能實現(xiàn)的基礎，由于這些平臺的支撐，才能實現(xiàn)組態(tài)化的開發(fā)，配置化的編程，以及所見即所得的繪制畫面等。在支撐平臺層，包括:實時監(jiān)控與調度平臺，歷史數(shù)據(jù)庫，績效管理平臺，工作流平臺，報表開發(fā)平臺，高級算法平臺等。(5)應用功能層:應用功能層包含實時監(jiān)控、基礎管理、報表等多個方面，在支撐平臺的基礎上，本項目將實現(xiàn)以下應用功能:能源實時監(jiān)視、遠程調度、應急預案、預測優(yōu)化、供需實績、平衡報表、綜合平衡、計劃管理、實績管理、績效指標、分析報告、質量管理、停機管理、設備臺賬、基礎數(shù)據(jù)、調度日志、運方單、停復役、標準管理、文檔查詢、物料定義、固廢計劃、以及固廢報告等。(6)信息層:能源計量信息系統(tǒng)的實時畫面、管理表單、平衡報告等將通過信息層進行，同時也是系統(tǒng)標準、政策、制度到等信息查詢的門戶。除此之外，貫穿六個層次的還有系統(tǒng)安全管理、系統(tǒng)配置及維護管理等功能，這些功能模塊是保證系統(tǒng)正常運行的關鍵。系統(tǒng)安全管理包括硬件系統(tǒng)的安全措施，以及通過域、防病毒服務器以及網(wǎng)管服務器等提供的軟件保護措施。系統(tǒng)配置和維護管理功能主要在系統(tǒng)單獨配置的工程師站上完成。同時，系統(tǒng)應嚴格遵守能源管理體系相關的標準、政策、法規(guī)等文件。能源管理制度建設以及業(yè)務流程梳理也是項目至關重要的部分。為了實現(xiàn)能源計量信息系統(tǒng)的長期可持續(xù)發(fā)展，也必須設計專門的技術支持計劃與培訓體系。

5結束語

當前，“節(jié)約資源和環(huán)境保護”已經成為我國的基本國策，加強能源資源節(jié)約和生態(tài)環(huán)境保護、增強可持續(xù)發(fā)展能力，是推進經濟結構調整的首要任務和突破口。工業(yè)企業(yè)想要推動供給側改革，走新型工業(yè)化道路，降低能源資源消耗、從而減少環(huán)境污染是重中之重。通過先進信息技術的應用，建設完備的、大型的基于數(shù)據(jù)采集的能源計量信息系統(tǒng)，可以實現(xiàn)工業(yè)企業(yè)能源信息流的高度整合及預測管理，從而大幅度減少能源和資源的消耗、改善環(huán)境，同時為進一步全面、多角度、實時、在線的計量和管控各種能源信息提供了現(xiàn)代化手段。這也是在我國資源、能源相對不足的現(xiàn)狀下推動工業(yè)現(xiàn)代化、信息化、國際化進程的必由之路。

參考文獻

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［4］胡燕．面向中小企業(yè)的能源管理系統(tǒng)設計［J］．自動化與信息工程，2012(4):38－40．

篇（6）

    從經濟增長的未來道路來說必然要從以人類自我欲望為中心的古典經濟增長理論向以整體生態(tài)系統(tǒng)為中心的新經濟增長理論轉變。只有這樣的增長才是科學的增長理念,因為科學的增長從經濟哲學意義上說也是建立在生態(tài)科學技術創(chuàng)新、生態(tài)倫理學進步與經濟低碳增長模式的和諧與統(tǒng)一之上。

    2能源利用循環(huán)系統(tǒng)與經濟可持續(xù)增長戰(zhàn)略能源作為經濟增長最重要的物質基礎,被喻為經濟增長的“血液”,其重要性不言而喻。從人類目前利用的能源分類來看,當前世界對能源的依賴主要還是石油和煤炭等不可再生能源。如果沒有新技術開發(fā)新能源和提高能源的利用技術,那么這對世界經濟可持續(xù)增長將是極大的挑戰(zhàn)。目前中國能源利用效率低下與經濟增長快速所表現(xiàn)的矛盾已經相當嚴峻。結構問題,還是結構所造成的后果更重要?為了分析這種后果,有學者以羅默的“增長阻力”作為分析框架利用中國的經驗數(shù)據(jù)分析能源對中國東部、中部、西部三個經濟區(qū)域的經濟增長阻力效應,結果發(fā)現(xiàn)能源稟賦對三個不同經濟區(qū)域的經濟增長阻力各不相同[4],這種不同造成的后果主要有兩個:一是區(qū)域經濟增長的不平衡,而且這種差距將越來越大;二是由于這種阻力的存在影響能源的利用效率,不利于能源技術的創(chuàng)新與擴散,造成的后果將是能源資源的大量消耗和對生態(tài)系統(tǒng)的破壞。資源稟賦不同必然對宏觀經濟增長產生一種非行為性阻力,在考慮生態(tài)平衡與供需平衡的問題,從戰(zhàn)略的高度引導能源技術創(chuàng)新與經濟可持續(xù)增長的協(xié)同機制相當重要,這種協(xié)同機制可用相關的變量來衡量并得出相應的協(xié)同系數(shù),作為能源戰(zhàn)略實施的績效評價,具體原理可參考圖1的區(qū)域能源戰(zhàn)略的協(xié)同機制作用路徑[5]。3能源技術創(chuàng)新與經濟理性增長的框架變量理論和實證的研究都是為了更好地應用到具體的社會實踐中。本研究從可持續(xù)發(fā)展的經濟理性增長視角提出能源消費、能源效率與經濟增長的系統(tǒng)框架,創(chuàng)新能源經濟增長的理念。構建的研究框架就是可持續(xù)發(fā)展概念模型,應用到能源技術創(chuàng)新中去就是能源經濟理性增長的方向。

    本文的研究意義在于理清能源經濟增長系統(tǒng)框架內核心變量的作用機理,從而找尋相對應的制度設計與治理措施以利于能源經濟增長的理性化。所以說構建的框架對促進能源產業(yè)的更好升級、能源技術的創(chuàng)新、實現(xiàn)能源產業(yè)發(fā)展與經濟增長的良性循環(huán)、提高能源的利用效率、推動中國能源產業(yè)升級以至宏觀經濟的理性運行具有很好的現(xiàn)實意義。84研究表明當前中國能源結構矛盾根本在于資源稟賦、生產方式和消費模式之間的矛盾,具體表現(xiàn)在資源稟賦約束下能耗在能源生產中的比重不斷上升和經濟增長對油、氣的需求不斷上升。這種矛盾所造成的結果已在近年來煤炭過剩開采所激化安全事故、油價的不斷上升和全球氣候加劇變暖的趨勢中得到顯示。盡管這種趨勢造成的結果有待進一步的深化檢驗,但是科學界普遍認為這是一種非理性的增長方式。中國能源發(fā)展戰(zhàn)略唯一出路是調整供給結構,通過減小煤炭比重,加大油、氣比重,積極利用國際市場資源以達到實現(xiàn)能源供求平衡、最大限度地獲取國際比較利益、保證國家經濟安全的目標。但是能源替代效應實質并沒有減少溫室氣體的排放,還可能造成更大的生態(tài)系統(tǒng)破壞,因此這種能源的替代所形成的能源結構調整對經濟增長可能是有利的,但并不符合科學的經濟增長理念。這是否是最優(yōu)的實現(xiàn)的經濟增長路徑也值得討論。

    中國能源生產利用結構長期以煤炭為主,能源產業(yè)固定資產投資指向受政府調控明顯,煤炭產業(yè)為主的生產結構沒有得到根本性改變[3],如果能源結構得不到根本改變,那么路徑依賴一旦鎖定,產生的馬太效應將是加倍的后果。于是,我們要問,能源經濟可持續(xù)增長問題是否僅僅是能源產業(yè)能源經濟增長的理性化。所以說構建的框架對促進能源產業(yè)的更好升級、能源技術的創(chuàng)新、實現(xiàn)能源產業(yè)發(fā)展與經濟增長的良性循環(huán)、提高能源的利用效率、推動中國能源產業(yè)升級以至宏觀經濟的理性運行具有很好的現(xiàn)實意義。圖2研究框架與變量之間相互作用機理具體的概念框架與變量如圖2所示,框架內的核心變量地區(qū)生產總值、單位GDP能耗和單位GDP電耗構成一個循環(huán)的系統(tǒng),電力消費量作為基礎變量影響地區(qū)生產總值和單位GDP電耗。為了使能源可持續(xù)增長系統(tǒng)能夠良好運行,這些核心的內生變量必須存在協(xié)整的關系,如果這個循環(huán)的系統(tǒng)之間重要變量偏離了協(xié)整,必須加以修正,使之良好運行。同時,也要研究變量間的具體機制,找到它們之間的微觀作用機理以利于系統(tǒng)的優(yōu)化。84研究表明當前中國能源結構矛盾根本在于資源稟賦、生產方式和消費模式之間的矛盾,具體表現(xiàn)在資源稟賦約束下能耗在能源生產中的比重不斷上升和經濟增長對油、氣的需求不斷上升。這種矛盾所造成的結果已在近年來煤炭過剩開采所激化安全事故、油價的不斷上升和全球氣候加劇變暖的趨勢中得到顯示。盡管這種趨勢造成的結果有待進一步的深化檢驗,但是科學界普遍認為這是一種非理性的增長方式。中國能源發(fā)展戰(zhàn)略唯一出路是調整供給結構,通過減小煤炭比重,加大油、氣比重,積極利用國際市場資源以達到實現(xiàn)能源供求平衡、最大限度地獲取國際比較利益、保證國家經濟安全的目標。但是能源替代效應實質并沒有減少溫室氣體的排放,還可能造成更大的生態(tài)系統(tǒng)破壞,因此這種能源的替代所形成的能源結構調整對經濟增長可能是有利的,但并不符合科學的經濟增長理念。

篇（7）

一、概述

隨著社會電子信息化程度的提高，企業(yè)的業(yè)務和管理朝著電子化和網(wǎng)絡化的方向快速發(fā)展，在這種背景下，通信運營商的IDC業(yè)務得到了迅速的發(fā)展。隨著電子信息及制造技術的飛速提升，數(shù)據(jù)中心機房的設備密集度大大提高，耗電巨大，發(fā)熱量更加集中，機房局部過熱現(xiàn)象增多，機房內單位面積空調冷負荷急劇增加，由此引來的主設備運行故障和能耗逐年上升，甚至成為了制約通信業(yè)務發(fā)展的一大瓶頸。同時，具有重要戰(zhàn)略地位及發(fā)展?jié)摿?shù)據(jù)中心作為通信行業(yè)高能耗的代表也成為了大家關注的焦點，國內外各大運營商及相關研究機構都陸續(xù)開展了一系列數(shù)據(jù)中心節(jié)能試點改造，取得了良好效果。

本文主要從電源（包括電力輸配系統(tǒng)、交直流不間斷電源等）和空調（包括制冷機房、空調末端系統(tǒng)等）兩大方面對數(shù)據(jù)中心能耗現(xiàn)狀及問題進行梳理，結合某運營商數(shù)據(jù)中心建設及改造案例，對數(shù)據(jù)中心機房提出系統(tǒng)的節(jié)能方案建議。

二、數(shù)據(jù)中心能耗現(xiàn)狀

國內某運營商的調研數(shù)據(jù)顯示：數(shù)據(jù)中心能耗呈逐年上升趨勢，2009年比2008年增長了約20%左右，到2010年底，數(shù)據(jù)中心占該運營商全國網(wǎng)絡運營總能耗的比例達到了13%（見圖1），特別是在一些IDC業(yè)務發(fā)展較好的大城市，該比例遠遠超出了全國平均水平，比如：上海市2010年數(shù)據(jù)中心能耗占比超過了25%，北京市則達到了50%以上。

圖2-1 某運營商2010年網(wǎng)絡運營能耗結構

從機樓的角度來看，數(shù)據(jù)中心能耗主要由三個部分構成：數(shù)據(jù)通信設備、空調（制冷機房、空調末端系統(tǒng)）及電源（電力輸配系統(tǒng)、交直流不間斷電源），其能耗占比情況見圖2。

圖2-2 數(shù)據(jù)中心能耗構成

(數(shù)據(jù)來源：勞倫斯伯克利國家實驗室)

上述數(shù)據(jù)顯示，數(shù)據(jù)通信設備的能耗占比最大。但某種程度上來說，主設備的節(jié)能環(huán)節(jié)是運營商無法真正掌握的。因此，運營商在盡量采購節(jié)能減排主產品的同時，需不斷加大力度，開展對數(shù)據(jù)中心空調及電源系統(tǒng)的節(jié)能建設及技術改造，以期實現(xiàn)節(jié)能降耗。

三、數(shù)據(jù)中心電源系統(tǒng)節(jié)能研究

一般來說，數(shù)據(jù)中心電源系統(tǒng)包括：外電引入、變壓器、發(fā)電機、電動機、交流不間斷電源系統(tǒng)、直流不間斷電源系統(tǒng)、照明系統(tǒng)及輸配電線路等。由于數(shù)據(jù)中心功率密度的提高，所消耗的電功率增加，在電力各環(huán)節(jié)能量損耗亦隨之增大，因此，電源系統(tǒng)各環(huán)節(jié)均需采取節(jié)能措施。

一）、外電引入、變壓器、發(fā)電機及電動機系統(tǒng)節(jié)能研究

數(shù)據(jù)中心外電、變壓器、發(fā)電機及電動機等環(huán)節(jié)的現(xiàn)狀、問題及節(jié)能建議見下表：

外電引入 變壓器及發(fā)電機 電動機

現(xiàn)狀及問題 目前數(shù)據(jù)中心所在機樓的外電引入多采用兩回路互為備用的10kV專線。相比更高電壓等級的外電引入，外電容量受到限制，線路損耗難以降低。 目前，不少機樓的變壓器實際使用負荷率較低，實際用電量與設計規(guī)劃用電量存在較大差距。 數(shù)據(jù)中心的電動機類負載主要是風機和水泵，且多為Y系列，其效能較新型YX2系列電動機低；電動機未采用變頻調速等節(jié)能措施。

技術發(fā)展趨勢及建議 發(fā)展趨勢：1.20kV電壓已列入國家標準電壓。2.已經具備全方位的成熟產品，包括20/0.38kV變壓器及相應電壓等級的電纜。3.相比10kV供電系統(tǒng)，20kV系統(tǒng)在相同導線截面條件下，增加了近一倍供電能力；相同供電容量的前提下，降低電網(wǎng)損耗達75%，并節(jié)省外線建設投資約40%。當前，國內外電氣行業(yè)在確定供電電壓等級均以節(jié)能為導向的趨勢，因此，如條件許可，建議采用20kV或更高等級的外電供電。 1.用電負荷合理分類及精細計算，應科學的考慮設備運行的需用系數(shù)和同時系數(shù)，合理配置變壓器及應急發(fā)電機組容量，降低設備的初期投資及運行損耗。2.應根據(jù)實際情況靈活配置變壓器，變壓器采用2N配置時，每臺變壓器負荷率不大于50%；變壓器采用N配置時，每臺變壓器負荷率不大于70%；變壓器應采用D，yn11接線方式。3.選用低損耗、節(jié)能環(huán)保、具有抗諧波能力及較高過載能力的變壓器產品；選用具有較高過載能力及較強帶非線性負載的能力的產品，選用具有一定抗諧波能力的發(fā)電機組。4.供電距離長及功率較大，有并機運行需求時，宜采用10kV高壓柴油發(fā)電機。5.通過加強諧波治理，提高變壓器及發(fā)電機的有效容量。 發(fā)展趨勢：1.660V電壓已列入國家標準電壓。2.10/0.66kV變壓器、660V電動機、660V電纜、母線及開關等相關產品的標準化生產。3.變頻控制技術發(fā)展成熟及廣泛應用。建議：1.采用高效率新一代的節(jié)能電機YX2系列；采取電動機變頻調速等節(jié)能措施。2.提高電動機供電電壓等級： （1）較大容量的電動機（如：耗電較大的水泵、空調冷水機組以及空調末端風柜），建議采用660V電壓供電。 （2）大容量的電動機,單臺大于550kW的電動機（含電制冷機組），應當采用10kV(6kV)電源供電；單臺大于350kW的電動機（含電制冷機組），宜采用10kV(6kV)電源供電。

某運營商案例 某運營商某省的IDC數(shù)據(jù)中心工程采用兩路20KV專線電源，正常供電時，兩段母線分段運行，兩路電源同時供電，運行效果良好。 某運營商某數(shù)據(jù)中心對部分較大容量的電動機（約30多臺空調主機、水泵等）采用660V供電，總功率達2500kW。

優(yōu)點如下：大量節(jié)省配電開關及配電導線的投資；線路損耗僅為380V電壓供電的33%，節(jié)能效果明顯。該數(shù)據(jù)中心對數(shù)臺大容量電動機（單臺達1000kW以上的冷水機組）采用10kV高壓供電。優(yōu)點如下：減少了低壓冷水機組所需的10/0.4kV變壓器以及大容量的低壓配電開關及控制設備；節(jié)省占地面積及一次性投資；減少年運行損耗，節(jié)能效果明顯。

表3-1數(shù)據(jù)中心外電引入、變壓器、發(fā)電機及電動機系統(tǒng)節(jié)能研究

二）、照明系統(tǒng)及輸配電線路節(jié)能研究

數(shù)據(jù)中心照明及輸配電線路環(huán)節(jié)的現(xiàn)狀、問題及節(jié)能建議見下表：

照明 輸配電線路

現(xiàn)狀及問題 多數(shù)數(shù)據(jù)中心長期開啟全部燈具，部分機房照度偏高；多采用T8熒光燈，效率不高；燈具開關缺乏智能控制。 目前多數(shù)在用的數(shù)據(jù)中心機樓的高低壓配電房及發(fā)電機房、電力電池室等遠離數(shù)據(jù)主設備及空調等負荷中心區(qū)域，輸配電線路長，線路損耗較大。

建議 1.推廣使用高效光源：優(yōu)選細管熒光燈和緊湊型熒光燈，積極推廣高壓鈉燈和金屬鹵化物燈。2.設置合理的照度，照度要求較高的場所采用混合照明。3.采取智能、合理的照明控制方案。 1.為減少投資并降低線路運行損耗：高低壓配電室、變壓器室、電力電池室等應采用貼近用電負荷的布局，以縮短輸配電線路的距離；發(fā)電機房、低壓配電房與電力電池室應盡量靠近，減少配電級數(shù)并縮短配電線路；樓層高的機房應分層安裝變壓器，面積大的機房應在中心位置設置變壓器，以減少輸配電線路長度。2.選用低損耗的新型輸配電母線及電纜。

表3-2 數(shù)據(jù)中心照明及輸配電線路節(jié)能研究

三）、交、直流不間斷電源系統(tǒng)節(jié)能研究

1. 傳統(tǒng)交流不間斷電源（塔式UPS）系統(tǒng)應用現(xiàn)狀

當前，數(shù)據(jù)中心主設備一般要求交流電源輸入，多采用傳統(tǒng)的交流UPS系統(tǒng)供電模式，即：UPS系統(tǒng)將交流市電整流逆變后，為數(shù)據(jù)主設備提供220/380V的交流不間斷電源。其應用現(xiàn)狀總結如下：

（1）傳統(tǒng)UPS系統(tǒng)多采用N+1配置，等級較高的數(shù)據(jù)中心機房采用2（N+1）配置。

（2）.部分在網(wǎng)的早期UPS主機采用6脈沖整流，近年來基本都采用12脈沖整流。

（3）為了限制UPS系統(tǒng)產生的諧波，部分UPS系統(tǒng)配置了有源濾波器。

（4）蓄電池后備時間大多按單機滿載30分鐘配置，有的數(shù)據(jù)中心配置達到了單機滿載1小時。

2. 傳統(tǒng)交流不間斷電源系統(tǒng)存在的問題

隨著數(shù)據(jù)中心高能耗問題的凸顯以及對設備運行可靠性要求的不斷提高，傳統(tǒng)交流UPS供電模式存在以下一些不足：

（1）采用了冗余并機技術，無論是N+1還是2（N+1）系統(tǒng)，在正常運行時，UPS主機的負載率均較低，再考慮到系統(tǒng)配置容量較實際偏大，使得系統(tǒng)的負載率更低，未在最佳效率點附近運行，系統(tǒng)損耗較大。

傳統(tǒng)UPS系統(tǒng)的負載率與效率的大致關系見下圖：

圖3-1 負載率與效率關系圖

經調查，很多大型數(shù)據(jù)中心機房的UPS系統(tǒng)單機負載率一般在10%至30%之間，大多數(shù)只有20%左右，在發(fā)展過程中的數(shù)據(jù)中心機房UPS單機負載率甚至更低，單機負載率10%不到的也占很大部分。

（2）目前仍有采用6脈沖整流的UPS在網(wǎng)運行，且沒有采取相應的諧波處理措施，導致系統(tǒng)額外附加功率損耗大。部分UPS系統(tǒng)雖然配置了諧波過濾器用于諧波治理，但治理后實際運行情況沒有進行相應跟蹤，治理效果無法保證。

（3）交流UPS系統(tǒng)的后備蓄電池需經過UPS逆變后才能供給負載，一旦UPS本身出故障，仍會造成負載停電。

3.數(shù)據(jù)中心不間斷電源系統(tǒng)發(fā)展趨勢

（1）模塊化交流不間斷電源系統(tǒng)

為解決傳統(tǒng)UPS系統(tǒng)由于負載率低導致的系統(tǒng)低效率及難以實現(xiàn)按需擴容等問題，“模塊化”的概念被引入了交流UPS設計生產領域，出現(xiàn)了模塊化交流UPS系統(tǒng)。一般來說，模塊化UPS系統(tǒng)由機架、UPS功率模塊、靜態(tài)開關模塊、顯示通信模塊以及電池組構成，系統(tǒng)組成模式與直流供電系統(tǒng)相似，可以方便實現(xiàn)N+X冗余，可根據(jù)實際負載量來配置合理的電源容量，其系統(tǒng)效率及供電可靠性相比傳統(tǒng)UPS系統(tǒng)都得到了提升。

（2）高壓直流不間斷電源系統(tǒng)

直流供電方式早已得到了長期的、大規(guī)模的使用及驗證，該方式將交流市電整流后與蓄電池并聯(lián)，直接為通信設備提供直流電源，大大提高了供電可靠性和工作效率，諧波小，可以很方便的實現(xiàn)按需擴容。傳統(tǒng)的直流供電系統(tǒng)的電壓等級一般為－48V，大功耗的數(shù)據(jù)中心設備若采用-48V的供電電壓，會使得配電線路的損耗大大增加，因此需要提高直流供電的電壓等級，于是出現(xiàn)了“高壓直流供電方式”。與傳統(tǒng)交流UPS系統(tǒng)比較，高壓直流供電系統(tǒng)的效率更高，系統(tǒng)損耗明顯降低。一般來說，直流電源模塊的效率一般都在93%以上，即使模塊使用率在40%，效率也可以達到92%，而UPS系統(tǒng)的實際滿載效率一般僅為85％以上，不超過90％。同時，高壓直流供電系統(tǒng)還大大提高了不間斷供電系統(tǒng)的可靠性。

4.建議

（1）優(yōu)先考慮在新建以及改造使用年限長、耗電量大、故障率高的傳統(tǒng)交流UPS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心采用高壓直流供電系統(tǒng)或模塊化UPS系統(tǒng)。

（2）加強諧波治理。

5.某運營商案例

2010年某運營商先后在5個省建設了約23套高壓直流系統(tǒng)，用以取代傳統(tǒng)的UPS供電系統(tǒng)，建設規(guī)模及平均節(jié)電率情況見下表：

省份 系統(tǒng)數(shù)量(套) 相比傳統(tǒng)UPS系統(tǒng)的平均節(jié)電率(%)

A 7 20%

B 2 15%

C 6 22%

D 4 12%（普通機房）

3 37%（數(shù)據(jù)中心）

E 1 29%

小結 23 22%

表3-3 某運營商高壓直流系統(tǒng)建設情況

四、數(shù)據(jù)中心空調系統(tǒng)節(jié)能研究

1.數(shù)據(jù)中心空調系統(tǒng)節(jié)能建議

數(shù)據(jù)中心空調系統(tǒng)能耗主要包括制冷機房能耗和空調末端系統(tǒng)能耗，通過對某運營商多個數(shù)據(jù)中心空調系統(tǒng)的調研及分析，節(jié)能建議如下表：

制冷系統(tǒng) 末端系統(tǒng)

建議 1.小型機樓或單個機房宜采用單元式風冷型恒溫恒濕專用空調；新建大型數(shù)據(jù)中心機樓建議采用集中式冷凍水型恒溫恒濕專用空調系統(tǒng)，其冷凍水供回水溫差宜盡量加大。2.冬季可利用水冷機組的室外冷卻塔作為冷源也可積極利用自然冷源。3.機房布局應合理，預留空調設備安裝空間，設備機柜的布置應考慮空調制冷能力，少量高熱密度服務器可以考慮加裝柜門冷卻等分體式精確送風空調降溫，高密度機架可采用液冷方式，避免出現(xiàn)局部過熱；高低密度設備宜分區(qū)布局、分區(qū)制冷。4.可考慮配套獨立的節(jié)能加濕裝置，減少專用空調加濕能耗。5.宜采用變頻或模塊化冷水機組，保證空調高效運行；可通過變頻技術提高冷凍泵冷卻泵效率。6.冷水機組電功率超過500kW時，宜采用10kV高壓制冷機組；冷凍泵冷卻泵電功率超過200kW時，宜采用10kV或660V電動機。 1.設備機房和電池電力室等輔助房間間隔開，主機房采用恒溫恒濕末端，輔助區(qū)域采用普通空調。2.機柜按照“背對背，面對面”排列，空調氣流方向與列走線架平行，保證通暢；優(yōu)化冷熱氣流路徑，減少混合。3.可考慮采用封閉冷通道，實現(xiàn)精確送風，同時提高機房內空調設定溫度，降低空調能耗。4.在有條件的情況下，使用有送、排風通道的機柜進行精確下送風，自然回風或冷通道設地板風口送風，管道回風的送風方式。5.架空地板高度應根據(jù)單機架功率大小進行合理規(guī)劃；架空地板下只準通風，嚴禁布放線纜；架空地板下樓面和接觸空調冷風的機房墻面建議采用不燃材料制造的隔熱保溫層，防止結露，減少冷量損失；新建架空地板下送風機房前期裝機容量較小時，可考慮地板下做臨時隔斷，控制送風空間，減少冷量浪費。6.有條件的老機房還可考慮進行下送風上回風或精確定點送風改造。7.應選擇高效風機及風柜，宜采用變頻裝置，降低能耗。

表4-1數(shù)據(jù)中心空調節(jié)能建議

2.某運營商空調系統(tǒng)節(jié)能案例

2010年該運營商組織了7個省，重點針對部分氣流組織不好、有局部過熱現(xiàn)象的數(shù)據(jù)中心進行了精確送風改造，節(jié)能情況如下表：

省份 平均節(jié)電率 投資回收期(月)

a 11% 31

b 15% 18

c 16% 30

d 20% 17

e 15% 24

f 11% 31

g 17% 39

平均值 15% 27

表4-2某運營商數(shù)據(jù)中心精確送風改造情況

除此之外，該運營商還先后在多個省份開展了數(shù)據(jù)中心空調系統(tǒng)綜合節(jié)能改造工程，取得良好效果，如：

（1）大型數(shù)據(jù)中心采用集中式冷凍水型恒溫恒濕專用空調,架空地板精確下送風,管道結合自然回風,氣流組織合理，提高空調系統(tǒng)整體能效比,節(jié)能效果顯著。

（2）合理設定機房溫濕度，分區(qū)精確供冷,提高效率，達到節(jié)能目的。

（3）部分專用空調取消加濕功能或配置獨立的加濕裝置，減少空調加濕能耗。

（4）采用自適應控制系統(tǒng),根據(jù)機房負荷變化,自動調整空調運行數(shù)量,實現(xiàn)節(jié)能。

（5）改造老數(shù)據(jù)中心機房上送風風口以達到節(jié)能效果。

五、結束語

數(shù)據(jù)中心的節(jié)能降耗涉及到多個方面，本文通過對國內某運營商數(shù)據(jù)中心的實例分析，從電力和空調兩方面提出了節(jié)能降耗建議，目標是為了更高效的利用能源，建設節(jié)能環(huán)保的綠色數(shù)據(jù)中心。

參考文獻

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GB 50052-2009《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》，2010-07-01施行

YD/T1051-2010《通信局(站)電源系統(tǒng)總技術要求》，2010-12-29

YDB037-2009《通信用240V直流供電系統(tǒng)技術要求》，2009-12-12

YD/T2165-2010《通信用模塊化不間斷電源》，2010-12-29

《中國電信節(jié)能技術與應用藍皮書》V1.1，2008-12

篇（8）

中圖分類號：G726 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）33-0130-02

智能變電站作為堅強智能電網(wǎng)的重要基礎和支撐，在智能電網(wǎng)建設中的作用舉足輕重。省內乃至全國在建設、已投運的智能化變電站不斷增加，從事智能變電站的運行、維護人員也將逐年增加。但是，智能變電站的運維人員普遍缺乏智能變電站的運行、維護及技術管理等方面的實際工作經驗，急需進行智能變電站相關的新技術、新技能培訓。

本文結合智能變電站現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，主要對當前智能變電站的技術特征進行分析，并將智能變電站與常規(guī)變電站進行比較，總結出它們兩者之間的異同點，從而得出智能變電站運維人員應加強培訓學習的內容和要求，為今后開展智能變電站運維人員新技術培訓以及相關培訓打下基礎。

一、智能變電站的主要技術特征

隨著計算機技術、通信網(wǎng)絡技術以及新型傳感器技術等的飛速發(fā)展，變電站自動化系統(tǒng)有了極大的發(fā)展，產生了大量的新技術、新應用，這也使變電站中應用系統(tǒng)日益眾多。這些新技術、新應用對變電站自動化的發(fā)展是一種促進，也是一種挑戰(zhàn)。因此，采用先進、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡化、信息共享標準化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監(jiān)測等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實時自動控制、智能調節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級功能的智能變電站成為不可阻擋的趨勢。

1.一次設備智能化

采用常規(guī)一次設備+智能單元方式實現(xiàn)一次設備的智能化，通過智能終端完成斷路器、隔離開關等設備的跳合閘回路、位置信號采集回路等。通過一次設備的狀態(tài)在線監(jiān)測，變人工巡視與定期檢修為自動檢測狀態(tài)檢修，提高變電站的可靠性，減少維護的工作量，提高效率。主要包括：主變壓器采用“主變本體+傳感器+智能組件”方式實現(xiàn)智能化合并單元：合并單元采用直流供電，提高電子式互感器的可靠性;智能終端接受保護裝置跳合閘命令、測控手合/手分命令及閘刀、接地閘刀GOOSE分合命令;輸入開關位置、閘刀及地刀位置、開關本體信號;跳合閘自保持功能等;實現(xiàn)了一次設備的數(shù)字接口功能;一次設備狀態(tài)實現(xiàn)在線監(jiān)測等功能。

2.二次設備數(shù)字化

電子式互感器、采集器實現(xiàn)二次設備的數(shù)字化，將二次設備的模擬量轉換為數(shù)字量。合并單元實現(xiàn)電子式互感器電流、電壓量的采集，并通過光纖或SV網(wǎng)傳輸將二次信號變?yōu)榛诰W(wǎng)絡傳輸?shù)臄?shù)字化信息。保護裝置保護動作后通過保護裝置內的GOOSE跳閘軟壓板出口，再通過GOOSE直跳口將光信號經光纖輸至智能終端，智能終端的A、B、C相跳閘接點閉合后通過A、B、C相保護跳閘壓板將電信號傳至智能終端內的A、B、C相跳閘保持繼電器并最終傳至開關操作機構箱實現(xiàn)跳閘。監(jiān)控后臺遙控操作發(fā)出的斷路器控制信號通過MMS網(wǎng)傳至保護測控一體裝置，以光信號通過GOOSE網(wǎng)傳輸至智能終端，再完成對斷路器的分合控制。保護跳閘示意如圖2所示。

全站所有信息交換均依托于GOOSE報文和MMS報文，GOOSE服務通過廣播方式傳送報文數(shù)據(jù)，實現(xiàn)IED裝置之間互相通信及信息共享;保護測控裝置不設置功能硬壓板，通過在裝置上設置軟壓板的方式以投退保護功能，為遠程維護和無人值班提供了條件。

3.網(wǎng)絡結構標準化

按照IEC61850及DL/T860中的系統(tǒng)結構，實現(xiàn)了信息建模與共享傳輸、通信網(wǎng)絡的標準化和設備間的互操作性。全站自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡結構分為站控層、間隔層和過程層，網(wǎng)絡系統(tǒng)構成分為站控層網(wǎng)絡和過程層網(wǎng)絡，分別設置GOOSE網(wǎng)和MMS網(wǎng)保護直接采樣（或網(wǎng)采），直接跳斷路器。

全景數(shù)據(jù)的統(tǒng)一信息平臺實現(xiàn)了全站設備的監(jiān)視、控制、告警及信息交互功能，完成數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制（SCADA）、操作閉鎖等相關功能。交直流一體化電源系統(tǒng)，站內直流、交流、逆變、UPS、通信等電源采用一體化監(jiān)控，通過全站MMS網(wǎng)絡統(tǒng)一上送到一體化信息平臺，實現(xiàn)了控制自動化、信息可視化、配置標準化。

4.高級應用功能

實現(xiàn)了一鍵式順序控制、故障信息分析決策與智能告警、與上級調度的源端維護、網(wǎng)絡報文記錄分析、智能輔助系統(tǒng)等高級應用功能。

二、智能變電站運維人員的新技術培訓

智能變電站中一次設備智能化，二次設備網(wǎng)絡化。設備之間連接介質由光纜替代了傳統(tǒng)的電纜，電磁信號被轉換成了數(shù)字信號，二次回路成為了“虛回路”。相對于傳統(tǒng)的綜合自動化變電站而言，其運行維護必然帶來一些改變。對運維人員而言，智能變電站和常規(guī)變電站存在較大區(qū)別，他們面臨著知識的更新與挑戰(zhàn)。為了使運維人員能更好地適應電網(wǎng)快速發(fā)展和智能變電站快速的要求，需要從理論知識和操作技能兩個方面加強培訓。

1.智能變電站的理論知識培訓

智能變電站和常規(guī)綜合自動化變電站存在差異，故需對運維人員進行相關理論知識培訓，主要內容包括：

（1）IEC61850、DL/T860標準及智能變電站繼電保護應用模型、設計方案、工程配置和實施的基本辦法。

（2）智能變電站的網(wǎng)絡系統(tǒng)結構、通訊機制、傳輸信號、對時方式、交換機接口對應表、GOOSE斷鏈告警二維表、網(wǎng)絡報文分析儀的使用方法。

（3）電子式互感器、合并單元技術規(guī)范、工作原理;合并單元傳輸規(guī)約、采集信息圖及二維表;電子式互感器、合并單元的巡視要點;交換機、網(wǎng)絡的的基本工作原理，巡視要點及異常處理方法;交換機故障情況下的處理方法和危險點控制。

（4）智能變電站繼電保護技術規(guī)范;智能變電站繼電保護工作原理、告警信息含義、軟壓板功能、運行操作說明、故障處理原則、巡視要點;上級職能部門制訂的繼電保護運行規(guī)程及運行管理規(guī)范。

（5）智能變電站繼電保護SCD文件、CID文件的解讀，裝置保護虛端子的配置情況及信息流，各繼電保護的跳閘邏輯及各類遙測、遙信信號的上送機制，智能變電站內各IED之間的信息流向。

（6）輸變電設備在線監(jiān)測裝置工作原理，輸變電設備在線監(jiān)測系統(tǒng)的使用方法、巡視要點、運行管理規(guī)范。

（7）監(jiān)控后臺常規(guī)操作、順序控制操作、保護整定值的調取打印、保護動作事件報告的調取打印、保護定值區(qū)的切換等操作的方法，順序控制操作的運行規(guī)定。

（8）各級部門關于智能變電站運行管理規(guī)范、設備運行維護導則、巡視技術規(guī)范、交接驗收規(guī)范的規(guī)章制度。

2.智能變電站的操作技能培訓

智能化變電站中對于新技術的應用和新安全問題的出現(xiàn)對運維人員的素質提出了更進一步的要求。運維人員不僅需要掌握智能化變電站的技術層面，還需要了解在智能化變電站工作存在的危險因素，采取的安全措施，必須遵守的安全規(guī)則等;運維人員必須掌握在新技術下如何做好運行巡視、規(guī)范倒閘操作，還必須掌握對智能化設備異常的分析和應急處理，掌握如何做好檢修設備的安全措施以及動態(tài)危險點的預防工作。因此，為了使運維人員能更快地適應工作的變化，他們除了具備傳統(tǒng)站的技術技能要求外，還必須進行相關操作技能培訓。我中心有110kV智能變電站，可以進行實際操作技能培訓，主要包括五部分內容：

（1）設備監(jiān)視。智能化變電站監(jiān)控系統(tǒng)在監(jiān)視對象、內容、重點和手段上都有明顯的區(qū)別，除了傳統(tǒng)站一次設備告警以及保護動作信號外，必須監(jiān)視保護裝置的遙測信息、通道信息、軟壓板狀態(tài);交換機信息、GOOSE跳閘鏈路信息、保護MMS通信信息;戶外柜的運行環(huán)境溫度、濕度以及變化信息;時鐘同步、對時系統(tǒng)工況;光電流電壓互感器的采樣信息等。

（2）設備巡視。智能變電站現(xiàn)場設備巡視工作重點與傳統(tǒng)變電站有了很大的區(qū)別，在智能站中全站運行信息均上送監(jiān)控后臺，異?；蛉毕萸闆r在監(jiān)控后臺實現(xiàn)實時報警，因此，監(jiān)控后臺巡視數(shù)據(jù)可以指導現(xiàn)場設備的巡查，例如：后臺報智能終端溫濕度越限，則現(xiàn)場必須重點檢查箱體內散熱、除濕是否正常工作。隨著智能變電站技術的不斷推進，輔助巡視手段也會不斷出現(xiàn)。

因此，根據(jù)智能變電站的技術特點，制訂適用于智能站運行巡視指導書，研究輔助巡視系統(tǒng)的巡視策略，以及如何開展智能化變電站運行分析等都是運行需要解決的課題及現(xiàn)場培訓的重點內容。

（3）倒閘操作。

1）智能化變電站程序化操作的應用：由于智能化變電所中的一、二次設備具備遙控操作的技術條件，通過在監(jiān)控后臺預先設定操作順序、操作對象、執(zhí)行條件和執(zhí)行成功校驗，由后臺自動實現(xiàn)一系列的批操作。程序化操作在給倒閘操作帶來便利和高效的同時，也給程序化操作票系統(tǒng)的維護帶來風險，典型操作票庫維護工作難度加劇，一旦設置錯誤極易造成誤操作。運維人員不僅需要掌握程序化操作票系統(tǒng)的使用，也需要掌握程序化操作票系統(tǒng)的維護，同時必須能處理程序化操作票異常情況下的處理方法。

2）保護壓板操作方式的改變。傳統(tǒng)變電站保護屏“硬壓板”操作被后臺監(jiān)控系統(tǒng)界面上的“軟壓板”操作所取代。如何有效執(zhí)行軟壓板的監(jiān)護操作也是運維人員遇到的課題之一。同時必須解決一旦在軟壓板五防遙控，必須在裝置上進行軟壓板操作時操作規(guī)范的問題。因此，軟壓板操作規(guī)范的培訓也是智能變電站與傳統(tǒng)站的區(qū)別之一。

（4）工作許可安全措施。智能變電站與傳統(tǒng)站相比，工作許可安全措施的變化主要體現(xiàn)在二次回路的工作上，運維人員操作軟壓板將保護改信號，并未在物理上實現(xiàn)保護裝置的二次隔離，保護的GOOSE光纖出口（相當于傳統(tǒng)的二次回路）仍與運行系統(tǒng)相連。在檢修保護上試驗時，仍有誤發(fā)出口報文的危險。

（5）二次設備異常處理。智能化變電站保護裝置、智能終端等微機設備出現(xiàn)異常，調度或主管部門往往希望運維人員進行初期處理，例如：采用重啟裝置的方法嘗試使設備恢復正常。同時，針對“大檢修”改革的方向，運維人員也必須學會分析處理簡單的缺陷異常等。

三、結論

智能變電站作為智能電網(wǎng)的物理基礎，將貫穿智能電網(wǎng)建設的整個過程。建設堅強智能電網(wǎng)，引領技術發(fā)展，制定標準規(guī)范，從而占領世界電網(wǎng)技術制高點。建設全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡化、信息共享標準化、高級應用互動化特征的智能變電站已成為建設統(tǒng)一堅強智能電網(wǎng)的重要組成部分。本文基于智能化變電站的主要技術特征，深入研究智能變電站的特點，分析與常規(guī)綜合自動化變電站的差異，如架構體系、通訊標準、高級應用等，并對智能變電站運維人員面臨的新知識、新技能的挑戰(zhàn)進行了研究，為今后開展智能變電站運維人員的相關培訓提供了必要的理論基礎。

篇（9）

1、導言

建筑產業(yè)是全球土地、環(huán)境資源的開發(fā)使用者，對于能源方面消耗也十分巨大。因此，房地產開發(fā)商們在建設房屋時，除了將房屋建造的宜人以外，也要思考關于可持續(xù)發(fā)展和利用的相關問題，因此新能源應運而生。所熟知的太陽能、風能、生物質能和地熱能都是可再生的新能源。對于這些新能源的研究、使用與開發(fā)，會從某種程度上減少對環(huán)境的破壞；另外，物美價廉、安全可靠又是一個重要的因素。若加強對新能源的利用，就會減少對煤、碳、石油的開采，穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)，更加強可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

2、綠色建筑與新能源

2.1綠色建筑

在《綠色建筑評價標準》中，有關綠色建筑的概念界定是這樣的：綠色建筑是指在建筑的整個壽命周期內，通過最大限度地從節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材等方面節(jié)約資源，從而達到保護環(huán)境、減少污染的目的，促進自然和諧共生，為人類提供一個健康、適用和高效的使用空間。也就是說，綠色建筑是一種最高效率地利用能源、最低限度地影響環(huán)境的建筑物，它為人類提供一個健康、舒適的工作、居住、活動的空間，具有全壽命期、綠色化、以人為本、因地制宜、整體設計等特點，實現(xiàn)了“以人為本”與“人―建筑―自然”三者的和諧統(tǒng)一，促進了我國經濟社會在21世紀的可持續(xù)發(fā)展。

2.2新能源

對比新能源和傳統(tǒng)能源可以發(fā)現(xiàn)，新能源具有豐富的來源，且新能源具有用不完的特征，同時在利用新能源的過程中也很少會產生環(huán)境污染問題，具有良好的生態(tài)性、清潔性。目前我國新能源主要分為傳統(tǒng)的生物質能、太陽能和可再生能源等、大中型水電三類。而一次能源（如核電站外的地熱能、風能、太陽能等）、大中型水電站、常規(guī)的化石能源是目前我國開發(fā)利用的主要的新能源。這些資源的優(yōu)勢在于干凈清潔、可再生、具有豐富的資源，將其作為替代性能源發(fā)展具有良好的發(fā)展前景、發(fā)展?jié)摿Α?/p>

3、新能源技術在綠色建筑中的應用

3.1地源熱泵節(jié)能技術

地源熱泵技術可以有效地控制室內溫度，并持續(xù)的減少建筑所需要的能源消耗。在應用到綠色節(jié)能技術的過程中，我們還需要根據(jù)地理進行建設和理性的選擇自然環(huán)境的特點，特別是在大溫差的地區(qū)，其中重要的是我們要保障施工的合理性。在使用地源熱泵的成果上，夏天時，它可以對建筑內部進行有效的吸收多余的熱量，在冬天時又會對室內產生大量的熱量，以最合理的方式穩(wěn)定的調整著溫度。在所有綠色的節(jié)能建筑中，墻地源熱泵技術就是一種非常有效的能夠應用到實際的節(jié)能技術，當前我國的技術與世界領先的水平還有著不小的差距，那么這就需要我們對綠色的節(jié)能技術加強研究和推廣，這樣才會更好地實現(xiàn)高效、綠色節(jié)能建筑的節(jié)能。

3.2太陽能技術

3.2.1太陽能建筑

現(xiàn)在傳統(tǒng)的太陽能建筑主要分為主動式和被動式。主動式太陽能建筑因為設計步驟太為復雜、地理原因產生的成本過高，因此不易建造，基本沒有出現(xiàn)在現(xiàn)實的住宅產業(yè)中。被動式的太陽能建筑由于整個過程中不主動使用能源，因而相對會比較簡約，容易設計和操作，也是現(xiàn)行住宅中使用的比較多的形式。被動式太陽能住宅主要使用欄桿等圍護結構來實現(xiàn)自我的放熱吸熱，不依靠任何外界的輔助手段，廣受人們的喜愛。如使房間朝向南邊，陽光直射過來；在房屋的頂部建造一個水池，也可以聚集熱量。

3.2.2太陽能發(fā)電與發(fā)熱

將太陽能轉化為電能，就是太陽能發(fā)電技術；將太陽能轉化為熱能，就是太陽能發(fā)熱技術。太陽能熱水器、太陽能供暖和利用太陽能發(fā)電都是常用的方式。現(xiàn)在許多住宅小區(qū)中，隨處可見有太陽能熱水器和太陽能電池板，其被廣泛的使用于樓道、路燈和草坪燈等多處照明設備。值得一提的是，太陽能熱水器已成為使用范圍最廣、技術最成熟的一個家用產品。用戶在頂樓上放置一個太陽能真空集熱管，收集太陽能將水進行加熱，然后連通管道到住戶，就可以坐在家中使用熱水，這項開發(fā)給業(yè)主帶來方便。如何將太陽能充分吸收和有效的進行采集，是建造房屋保溫工藝需要解決的兩大問題。我國北方廣泛采用的是被動式的太陽能建筑系統(tǒng)，設計者采用特殊的建筑部件，使建造出來房屋的屋頂、墻壁以及地面都帶有一定的保溫效果。防止外界的高溫進入室內，需要隔熱墻的防護。冬天的時候可以收集大量的太陽的熱能，從而使房間的溫度升高；夏天的時候能對熱量產生一個特定的通路，加快氣體的流動，從而使房間的溫度下降。另外，儲熱墻還有一個功能，防止外界的氣體進入，同時也阻止內部的氣體散發(fā)，通俗來講，即里面的東西出不去，外面的東西進不來。利用太陽能還能制冷，主要有兩種方式：一需要用到機械裝置，太陽能讓機械裝置開始工作，機械裝置自行制冷；二需要吸收式制冷機，太陽能讓吸收式制冷劑工作，然后制冷機制冷。

3.3可再生能源利用

所謂的使用可再生能源像現(xiàn)在常見的太陽能與風能等，我們就可以利用可再生能源，這樣就可以減少日常所需補充建筑物的能源消耗、能源消費的問題。目前，太陽能、風能是大多數(shù)使用較為熟練應用的節(jié)能技術。利用常見的太陽能，大部分是通過對建筑物的外墻安置太陽能電池板產生的可利用的太陽能光電、在其他建筑物中經常會用到的就是電力和熱水，這些節(jié)能方式大部分是使用風能的設施，在我們常見的風力發(fā)電技術中一般會使用簡單明了的建筑設計，從而減少了建筑物、工作內部線路節(jié)能建筑。

結論

總之，新能源在建筑的應用可有效減低環(huán)境污染，緩解能源危機，提供居民生活條件，促進經濟社會的可持續(xù)發(fā)展。綠色建筑作為一種建筑發(fā)展方向，立足于人與自然的和諧，充分融合自然環(huán)境、科學技術與經濟社會的發(fā)展關系，必定成為未來建筑的發(fā)展走向，被越來越多的人所接受和青睞。

【參考文獻】：

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黨的十提出了大力實施創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略的重要任務，強調科技創(chuàng)新是提高社會生產力和綜合國力的戰(zhàn)略支撐，必須擺在國家發(fā)展全局的核心位置。天津作為環(huán)渤海地區(qū)經濟中心，提出建設創(chuàng)新型城市，大力鼓勵高新技術企業(yè)自主創(chuàng)新，將提高原創(chuàng)能力作為企業(yè)的安身立命之本，生存發(fā)展之道。原創(chuàng)性高新技術企業(yè)是集高智力性、高創(chuàng)新性、高效益性、高成長性以及高群聚性為一體的科技密集型企業(yè)，其創(chuàng)新能力的高低，創(chuàng)新效果的好壞直接影響到城市發(fā)展的驅動力和企業(yè)的增長質量，是天津實現(xiàn)創(chuàng)新驅動，內生增長科學發(fā)展戰(zhàn)略的關鍵。

一、天津原創(chuàng)性高新技術企業(yè)創(chuàng)新能力現(xiàn)狀分析

近三年來，天津原創(chuàng)新高新技術企業(yè)創(chuàng)新能力進一步提高。擁有全市50%以上科技資源的大中型工業(yè)企業(yè)，其創(chuàng)新活動中具有舉足輕重的地位?？梢詮囊韵挛鍌€方面分析天津原創(chuàng)性高科技企業(yè)創(chuàng)新能力。

一是高科技人才投入狀況。人才是原創(chuàng)性高科技企業(yè)發(fā)展的第一資源，是提升企業(yè)原創(chuàng)能力、促進內生增長的源動力。2011年，天津從事科技活動的人員共有11萬人，其中碩博人數(shù)為2萬人，高端人才和從事高科技活動的專業(yè)人才為天津原創(chuàng)性高新技術企業(yè)開展創(chuàng)新活動提高了重要保障。

二是研發(fā)費用投入狀況。2010年，天津研發(fā)經費支出占GDP的2.37%，相對較低。企業(yè)研發(fā)費用支出占營業(yè)收入的比重為1.13。高新技術企業(yè)研發(fā)內容支出為27億元。為進入全國前10名，與其他直轄市相比，排名為第四。

三是創(chuàng)新活動開展狀況。2010年，天津高新技術企業(yè)研發(fā)機構數(shù)為140萬個，較上年有小幅增長；研發(fā)項目數(shù)為2718萬個。研發(fā)機構內部開展活動經費支出近20億。可見，天津原創(chuàng)性高新技術企業(yè)通過內部研發(fā)提升原創(chuàng)能力。

四是高新技術產品產出狀況。2010年天津高新技術企業(yè)總產值和增加值都呈現(xiàn)高速增長，分別比上年增長21.65%和475.9%。增加值從上年-106.58億元轉增為400.63億元。在高技術引領下，天津市2010年完成工業(yè)總產值17107.19億元，比上年增長 27.82%。規(guī)模以上工業(yè)完成工業(yè)增加值3686億元，增長 28.26%。天津市工業(yè)在結構調整過程中，逐漸形成了以高新技術產業(yè)為引領、優(yōu)勢產業(yè)為支撐的格局。

五是高新技術成果產出狀況。2010年，天津高新技術企業(yè)新產品產值約891億元，新產品銷售收入約883億元，出口收入約541億元。均較上年有大幅增長。

二、影響天津原創(chuàng)性高新技術企業(yè)創(chuàng)新能力的主要因素

（一）高端創(chuàng)新要素聚集度不高，創(chuàng)新驅動力度不夠

創(chuàng)新要素創(chuàng)新活動得以開展的必不可少的因素，主要有四個：創(chuàng)新者、創(chuàng)新機會、創(chuàng)新環(huán)境和創(chuàng)新資源（包括人才、物力和財力資源），天津實施創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略，促進內生增長，必須集聚全國乃至世界范圍內的高端創(chuàng)新要素。但調查中我們發(fā)現(xiàn)高端創(chuàng)新要素在天津的集聚度還不高，創(chuàng)新驅動力度不夠。比如，作為創(chuàng)新主體——創(chuàng)新者的人數(shù)不多：知名、領軍業(yè)界的企業(yè)家、科技人才落戶天津為數(shù)不多，創(chuàng)新環(huán)境有待完善。

（二）天津高新技術產業(yè)結構不合理

從數(shù)量上看，截至2012年9月30日，全市科技型中小企業(yè)累計達到3.36萬家，占全市企業(yè)總數(shù)的16%，科技“小巨人”企業(yè)達到1744家，占科技型中小企業(yè)的5%，距離形成科技小巨人頂天立地，中小型高新技術企業(yè)鋪天蓋地的格局還有一定的距離。從所有制結構上看，盡管近年來內外資比例有所改善，但截至2012年，外資企業(yè)為14367個，其中高新技術企業(yè)中80%為外資企業(yè)。天津本土自主創(chuàng)建的品牌高新技術企業(yè)的數(shù)量就更少了。這與北京、上海、山東、廣東等省市本土高新技術企業(yè)相比不占優(yōu)勢。缺乏本土的高新技術企業(yè)，過分依賴外來的品牌企業(yè)，必然會使天津高新技術企業(yè)發(fā)展的不確定因素增多。而培育本土高新技術企業(yè)才是促進天津內生發(fā)展的根本。比如，受中日國際關系的影響，與汽車相關的高新技術企業(yè)中下游企業(yè)因日系車銷量的減少而備受打擊。從產業(yè)結構來看，電子信息和光電一體化合計比重為75%，新能源和節(jié)能材料雖然發(fā)展很快，但比重剛過10%，為11%。其他的產業(yè)如航空航天、生物技術與醫(yī)藥和環(huán)境保護的比重均未超過10%。

（三）原創(chuàng)性研發(fā)投入不足，資源配置效率不高

研發(fā)投入是衡量一個企業(yè)的創(chuàng)新投入的重要指標之一。目前，研發(fā)投入不足成為天津高新技術企業(yè)發(fā)展的瓶頸。主要表現(xiàn)在以下四個方面：

一是研發(fā)經費投入不足。企業(yè)研發(fā)經費支出與主營業(yè)務收入的比值是衡量企業(yè)技術創(chuàng)新和研發(fā)投入強度的一個重要指標。天津將此指標定為3%，為認定高新技術企業(yè)的標準。與發(fā)達國家高技術企業(yè)10%～16%的R&D投入強度相比，有待進一步提高。

二是研發(fā)活動單一?；A研究投入是高新技術企業(yè)具有技術優(yōu)勢、擁有技術原創(chuàng)的保障。2010年，天津市高新技術企業(yè)研發(fā)活動中，基礎研究、應用研究、試驗發(fā)展經費4%：16%：80%的比例結構顯示天津高新技術企業(yè)研發(fā)活動類型單一，原創(chuàng)能力有待提升。

三是政府資金引導不足，投入力度不大，政府政策支持不足。調查中我們發(fā)現(xiàn)，高新技術企業(yè)研發(fā)費用的資金來源主要有自有資金、政府投入、金融風險機構投入。近三年政府投入資金僅占研發(fā)支出的20%左右。政府資金能夠透過政策傾斜對某類企業(yè)或行業(yè)的發(fā)展起到一定的指導性作用，而過低的政府投資規(guī)模將很難對企業(yè)創(chuàng)新能力的發(fā)展起到有效的引導作用。

四是金融機構支持力度不夠，中小型高新技術企業(yè)融資難。由于原創(chuàng)性高新技術企業(yè)具有高原創(chuàng)性、高智力性、高風險性、高投入性、高競爭性等特點，在外部，高新技術企業(yè)整體的資信狀況不高，金融機構往往不愿意為高新技術企業(yè)提供貸款。

（四）高端原創(chuàng)性人才建設不足，技術貢獻率有待提高

高新技術企業(yè)進行原創(chuàng)性研發(fā)，關鍵靠原創(chuàng)性研發(fā)人員的努力。2010年，天津高新技術企業(yè)中從事R&D的人員有9035人，比2009年增長11%，R&D機構的數(shù)量為140個，比上期增長18%；R&D內部經費支出27億，比上期增長38%。盡管高新技術企業(yè)的R&D人員逐年增加，平均到每個高新技術企業(yè)，高新技術企業(yè)的高端原創(chuàng)性人才仍是捉襟見肘。2010年，高技術企業(yè)增長占經濟增長份額及R&D活動人員占就業(yè)人員比重在全國排位分別為第11位和第23位。從技術貢獻率來看，R&D經費支出與增加值比例在全國排名第24位。說明天津高新技術企業(yè)原始創(chuàng)新少，以技術引進為主，且高新技術產品的附加值低。

（五）企業(yè)原創(chuàng)性能力不高，缺乏原創(chuàng)性自主品牌

原創(chuàng)性研發(fā)能力主要通過研發(fā)資源的投入來實現(xiàn)，具體體現(xiàn)為研發(fā)活動取得的科技成果的數(shù)量和質量以及技術水平的高低。以專利量為例，專利特別是發(fā)明專利對于區(qū)域創(chuàng)新能力乃至經濟發(fā)展的支撐作用日益顯現(xiàn)，并且成為創(chuàng)新能力的重要標志。2012年區(qū)域創(chuàng)新能力排名中，天津未進入前六名。

打造自主品牌、提升品牌價值是原創(chuàng)性高新技術企業(yè)綜合形象的生動體現(xiàn)。2011年，天津有全市專國家馳名商標達到76件，天津著名商標為721個。但落實到高新技術企業(yè)，量就更少了。況且天津擁有的高新技術品牌企業(yè)大部分為外來品牌，如三星、格蘭仕、突破電氣等。

三、提升天津原創(chuàng)性高新技術企業(yè)創(chuàng)新能力的對策

（一）提高公眾創(chuàng)新能力的建設，優(yōu)化創(chuàng)新環(huán)境

良好的創(chuàng)新環(huán)境是吸引創(chuàng)新要素聚集的首要條件。因此需要政府從宏觀層面引導、支持、幫助為原創(chuàng)性高新技術企業(yè)創(chuàng)造良好外部環(huán)境，營造全民創(chuàng)新、終身創(chuàng)新的文化氛圍。一是積極營造創(chuàng)新性文化氛圍。應在全社會培育創(chuàng)新意識、倡導創(chuàng)新精神，形成人人想創(chuàng)新，時時有創(chuàng)新，處處能創(chuàng)新的創(chuàng)新文化氛圍，為提升企業(yè)創(chuàng)新營造良好的文化環(huán)境。二是積極推行創(chuàng)新性終身教育。原創(chuàng)性高新技術企業(yè)的發(fā)展需要一批精通高新技術的專業(yè)人才，這些人才要具有創(chuàng)新素質。要注重培養(yǎng)學習者的綜合素質和創(chuàng)新能力，能夠不斷的接受新知識和掌握運用新知識。三是積極開展創(chuàng)新性培訓。比如由高校成立創(chuàng)新培訓中心，為創(chuàng)新人才提供繼續(xù)教育的平臺。從制度建立一個規(guī)范的具有強制性的創(chuàng)新人才后續(xù)學習的相關規(guī)定，以保障創(chuàng)新人才接受繼續(xù)教育，以保持持續(xù)的創(chuàng)新動力。

（二）調整產業(yè)結構，發(fā)展優(yōu)勢特色原創(chuàng)性高新技術企業(yè)

積極發(fā)展具有天津優(yōu)勢特色的綠色能源企業(yè)、生物技術與現(xiàn)代醫(yī)藥企業(yè)、新材料創(chuàng)新集群、光機電一體化創(chuàng)新集群、民航科技企業(yè)。培育天津本土企業(yè)，加大企業(yè)自身研發(fā)投入力度，減少對外資的依賴。

（三）加大原創(chuàng)性研發(fā)投入力度，提高資源配置效率

原創(chuàng)性高新技術企業(yè)的研發(fā)費用的投入僅依靠政府投入是遠遠不夠的。因此，需要構建多元化的研發(fā)投入體系，加大原創(chuàng)性研發(fā)投入力度。首先，政府應加大對原創(chuàng)性高新技術企業(yè)技術創(chuàng)新的引導性投入；其次鼓勵民間高科技融資機構的成立，運用社會化資本，提供融資渠道。最后，原創(chuàng)性高新技術企業(yè)可以通過內部融資獲得創(chuàng)新資金的增加，這樣既減少了企業(yè)融資的成本，又降低了企業(yè)即將面臨的風險，而且還可以增加高新技術企業(yè)技術創(chuàng)新的創(chuàng)新資金。

（四）實施高端人才戰(zhàn)略，提高技術貢獻率

人才是原創(chuàng)性高新技術企業(yè)創(chuàng)新技術的載體，在創(chuàng)新活動中發(fā)揮著引導者的作用，是提高科技貢獻率的關鍵。企業(yè)應當建立人才激勵機制，吸引高端人才、留住高端人才。建議由政府引導、企業(yè)主導，實施尖端人才的市場化運作和柔性流動。由政府牽線搭橋建立高端人才庫，一方面企業(yè)可以根據(jù)才人庫聘請專家做顧問，另一方面也可以與專家建立合作協(xié)議。

鼓勵專家將自己的科研項目與企業(yè)科技創(chuàng)新需求相融，根據(jù)市場變化及時將科研成果應用到生產中去。這樣做，既可有效化解中小企業(yè)限于資金等問題難以得到所需人才的難題，又可解決專家研究難以進入企業(yè)生產一線的問題，也可以提高企業(yè)的技術貢獻率。

（五）集聚高端創(chuàng)新要素，支持原創(chuàng)性自主品牌創(chuàng)建

充分發(fā)揮政府引導和市場調節(jié)作用，推動國際高端創(chuàng)新要素向企業(yè)聚集，吸引國際研發(fā)中心，不斷拓展合作領域和空間，提升產學研合作層次和水平，力爭通過合作與交流引進更多的科技產業(yè)大項目。品牌是企業(yè)發(fā)展的長青石，是創(chuàng)新能力的生動體現(xiàn)，因此支持原創(chuàng)新自主品牌，首先是由企業(yè)建立品牌創(chuàng)新平臺，政府引導支持，市場中檢驗與反饋，然后企業(yè)再次利用創(chuàng)新要素不斷改進，激活企業(yè)內部創(chuàng)新要素，聚集高端創(chuàng)新要素，打造原創(chuàng)性自主品牌，以提高其創(chuàng)新能力。

參考文獻

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關鍵詞：能聯(lián)網(wǎng)；新能源；能耗統(tǒng)計；能耗監(jiān)測；管理平臺

中圖分類號：TP277 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）28-0021-03

1 能聯(lián)網(wǎng)概述

能聯(lián)網(wǎng)即與互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)并列的第三網(wǎng)絡，是實現(xiàn)全社會（政府、企業(yè)、公眾）能源智能化管理的多功能平臺?；诨ヂ?lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)基礎之上建立起來的能聯(lián)網(wǎng)，是基于市場變化而研發(fā)的具有行業(yè)顛覆性的節(jié)能新產品，起點遠遠高于互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)。能聯(lián)網(wǎng)是通過計算機互聯(lián)網(wǎng)，利用RTU、工業(yè)控制網(wǎng)絡、無線數(shù)據(jù)通信等技術，構造一個覆蓋全社會的能源監(jiān)測與管理信息化系統(tǒng)，是一種全新的跨時代的節(jié)能技術。能聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構分為監(jiān)測系統(tǒng)平臺、業(yè)務應用層、數(shù)據(jù)服務層和數(shù)據(jù)層四部分。主要應用于以下幾個層面：

1.1 政府節(jié)能主管部門

通過該平臺可實時查看轄市中各企業(yè)的能耗情況，基于能耗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，對能耗情況進行預測預警，對用能單位的能耗使用情況提出針對性的指導意見；同時，基于對全省、行業(yè)、市域所屬監(jiān)測單位能源數(shù)據(jù)的匯總分析和歷史比較等宏觀分析，為政府節(jié)能監(jiān)管部門提供決策依據(jù)，增強政府節(jié)能監(jiān)管的決策能力。

1.2 用能單位

用能單位可以通過本平臺查看本單位的能耗情況，并可基于歷史能耗數(shù)據(jù)進行能耗統(tǒng)計分析，全方位多角度地分析本單位的能源使用情況和能源利用效率；接受政府節(jié)能監(jiān)管和具體指導，明確用能單位能耗和能效兩個方面在橫向比較中的位置，確定能源管理的重點和節(jié)能降耗的關鍵環(huán)節(jié)，為用能單位提供具體服務。根據(jù)用能單位能源結構、產品結構、工藝結構、工序流程全方位地定制用能體系。從用能單位整體能源流向到單個產品（或服務）的能源消費構成分析，從抓基礎計量入手，完善計量手段和計量數(shù)據(jù)填報制度，全面衡量用能單位能源管理水平，為節(jié)能改造項目節(jié)能分析以及評估節(jié)能改造項目效益分析提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

1.3 社會公眾

一般社會公眾通過門戶網(wǎng)站查看節(jié)能方面的知識、定期的能耗數(shù)據(jù)等；另外基于平臺豐富的數(shù)據(jù)，為充分實現(xiàn)數(shù)據(jù)的價值，可以為能源研究機構和節(jié)能服務專業(yè)公司服務，促進整個社會能源研究和節(jié)能產業(yè)的發(fā)展。

2 能聯(lián)網(wǎng)平臺系統(tǒng)功能

能聯(lián)網(wǎng)平臺功能包括能耗數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)、能耗預測預警子系統(tǒng)、能效對標管理子系統(tǒng)、節(jié)能潛力分析子系統(tǒng)、節(jié)能考核監(jiān)管子系統(tǒng)、用能單位服務子系統(tǒng)，如圖1所示。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術的應用發(fā)展，主要功能為：

（1）基礎信息管理包括行業(yè)信息管理、用能單位基本信息管理。

（2）對能耗監(jiān)測與用能數(shù)據(jù)分析進行動態(tài)比較，了解行業(yè)或區(qū)域新能源利用狀況。

（3）節(jié)能考核監(jiān)管包括：總量目標和單耗目標信息管理；行業(yè)、區(qū)域用能總量目標完成情況分析考核；用能單位單耗節(jié)能目標完成情況分析考核；行業(yè)、區(qū)域單耗節(jié)能目標完成情況分析

考核。

（4）對標管理包括：能效標準管理；用能單位單耗分析和對標管理，掌握用能單位能源利用水平；行業(yè)對標完成情況分析管理。

根據(jù)各用能單位對標情況，分析行業(yè)能效水平狀況，掌握具有相同對標項的重點用能單位在行業(yè)中所處水平。

（5）節(jié)能潛力分析：對用能單位節(jié)能潛力分析，根據(jù)用能單位實際單耗和行業(yè)先進單耗水平（或者指定的行業(yè)能效標桿）差異，結合用能單位相關經濟數(shù)據(jù)，分析用能單位節(jié)能潛力。另外對行業(yè)、區(qū)域節(jié)能潛力分析，根據(jù)用能單位節(jié)能潛力匯總分析行業(yè)、區(qū)域節(jié)能潛力，并分析和找出重點節(jié)能行業(yè)、區(qū)域和用能單位。

（6）能耗預測預警包括：能耗總量預警值和單耗預警值管理：管理用能單位、行業(yè)、區(qū)域能耗總量階段性預警值和階段性單耗預警值。用能單位用能總量預測預警：根據(jù)用能單位月度綜合能耗趨勢分析預測用能總量，并且與預警值比較判斷用能總量節(jié)能目標實現(xiàn)情況。行業(yè)、區(qū)域用能總量預測預警：根據(jù)行業(yè)和區(qū)域用能總量趨勢分析預測行業(yè)和區(qū)域用能總量，并且與行業(yè)、區(qū)域預警值比較判斷用能總量節(jié)能目標實現(xiàn)情況。用能單位單耗指標預測預警：根據(jù)用能單位月度單耗趨勢分析預測單耗，并且與預警值比較判斷單耗節(jié)能目標實現(xiàn)情況。行業(yè)單耗指標預測預警：根據(jù)各用能單位單耗指標預測預警情況，預測預警行業(yè)單耗指標變化情況。用能單位服務子系統(tǒng)：完成重點用能單位全能源能耗數(shù)據(jù)的在線填報，重點包括平臺能效分析和對比管理需要考察的主要產品、核心工序或服務信息及其能耗數(shù)據(jù)；將用能單位監(jiān)測數(shù)據(jù)、填報數(shù)據(jù)及其相關指標分析結果反饋給用能單位，將行業(yè)對標及節(jié)能潛力分析結果及時反饋給用能單位，將用能單位節(jié)能目標完成情況及其預測預警分析結果反饋給用能單位。

3 能聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)平臺技術方案研究

本系統(tǒng)采用B/S結構（Browser/Server）即瀏覽器/服務器結構、C/S結構軟件（即客戶機/服務器模式），分為客戶機和服務器兩層?？蛻魴C具有一定的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)存儲能力，通過把應用軟件的計算和數(shù)據(jù)合理地分配在客戶機和服務器兩端，有效地降低網(wǎng)絡通信量和服務器運算量。XML技術：系統(tǒng)平臺的數(shù)據(jù)來自不同的能源管理業(yè)務系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，都有各自不同的復雜格式，因此平臺建設中不可避免地需要共享其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)或者向其他系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)，另外，系統(tǒng)平臺作為城市節(jié)能管理的重要支撐平臺是面向各級主管部門提供決策的支持系統(tǒng)，有些展現(xiàn)功能需要使用XML技術結合web 開發(fā)技術。

數(shù)據(jù)采集方案：本項目通過多種不同的方式實現(xiàn)對能源信息的采集，即手工填報、數(shù)據(jù)接入采集、在線監(jiān)測（有線或無線）采集?，F(xiàn)場數(shù)據(jù)采集方式包括基于互聯(lián)網(wǎng)的傳輸方式、基于短距無線的傳輸方式、基于GPRS無線網(wǎng)絡的傳輸方式。本項目中的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)傳輸方案徹底解決了因傳統(tǒng)的人工發(fā)送報表數(shù)據(jù)或發(fā)送郵件等方式而導致的數(shù)據(jù)滯后、數(shù)據(jù)量小、時效性差、工作量大、數(shù)據(jù)可靠性差等問題，促進對用能單位的能耗水耗基礎數(shù)據(jù)的客觀分析和節(jié)能工作的深入開展。