Optimal scheduling of household appliances for smart home energy management considering demand response

As an important part of demand-side management, residential demand response (DR) can not only reduce consumer’s electricity costs, but also improve the stability of power system operation. In this regard, this paper proposes an optimal scheduling model of household appliances for smart home energy management considering DR. The model includes electricity cost, incentive and inconvenience of consumers under time-of-use (TOU) electricity price. Further, this paper discusses the influence of inconvenience weighting factor on total costs. At the same time, the influence of incentive on optimization results is also analyzed. The simulation results show the effectiveness of the proposed model, which can reduce 34.71% of consumer’s total costs. It also illustrates that the total costs will be raised with the increase in inconvenience weighting factor. Thus, consumers will choose whether to participate in DR programs according to their preferences. Moreover, the result demonstrates that incentives are conducive to shifting load and reducing the consumer’s total energy costs. The presented study provides new insight for the applications of residential DR.     

水资源需求层次理论和初步实践

水资源需求预测对于经济社会发展规划和供水规划与管理至关重要,不合理的预测可能会误导水利规划和供水工程建设规模;从用水户的角度出发去揭示其不同层次的真实需水,可提高需水预测结果的合理性.通过对水资源需求内涵和影响因子的详细分析,引入马斯洛需求层次理论初步建立了基本、发展、和谐层次的水资源需求层次理论,并从生活、生产、生态三方面分别探讨不同层次的真实需水.以普洱市为例进行了不同层次的需水预测实践,2020年50%、75%、90%和95%的来水频率,发展层次下的河道外总需水预测量较相关规划成果分别偏小28.2%、22.6%、22.6%和18.1%,基本层次下的预测成果偏小更多,和谐层次下的预测成果也偏小1.8%~13.8%;75%来水频率,发展层次下需水量与"人均综合用水量法"预测结果基本相当,整体偏小0.8%~1.7%.预测结果表明不同频率、不同层次下的预测成果比常规预测结果整体上偏小,弥补了常规预测总是偏大的不足.     

全球铍资源分布及供需格局

铍矿石是中国的紧缺金属矿产之一,已在多领域有广泛应用,但其组分复杂,铍含量差别较大,且常与其他金属矿物伴生,给分析测试带来诸多挑战,制约了铍矿产的勘查开发。电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）目前用于分析铍矿石仅针对单一类型样品,且存在基体干扰、分解不完全等不足,需建立适用于多种类型的铍矿石样品、仪器分析溶液基体干扰小的多元素同时测定方法。本文选用绿柱石、香花石、日光榴石样品,比较了电热板、高压密闭、微波消解、不同种类消解酸和提取酸等8种酸消解条件对铍矿石的分解效果,优化了称样量、加酸量、消解时间和仪器测定参数,建立了ICP-OES测定铍矿石中铝铍钙铁钾钠镁锂锰9种主次量元素的分析方法。结果表明,电热板消解的混合酸为硝酸-盐酸-氢氟酸-高氯酸最佳,提取酸为盐酸优于硝酸或王水,高压密闭法不能完全消解绿柱石Al、Ca、Mg元素,微波法对绿柱石Mg元素消解效果较差。通过优化现有方法的混合酸消解条件和仪器测定条件,建立的方法对精矿样品也能准确测定,仪器测定溶液的基体简单。本方法Be元素检出限0.0001%,低于铍矿石边界品位,其他元素检出限均优于现有的标准方法,主量元素精密度（RSD）均＜5%,经标准物质验证,准确度满足铍矿石测定需要。该方法适用于不同类型和不同含量铍矿石样品的多元素同时分析。

     

世界铼资源供需现状及展望

铼在地壳中的丰度低且分散,多伴生于钨钼矿中,现有方法常采用碱熔富集,流程长且繁琐,亟需开发一种简便快捷的检测方法。本文建立了逆王水微波消解钨钼矿石样品,8-羟基喹啉沉淀分离钨钼元素,与电感耦合等离子体质谱联用的检测方法。结果表明：0.0500g样品,2.80mL逆王水即可实现铼元素的全部溶出,0.20mL有机沉淀剂8-羟基喹啉（3%）在乙酸-乙酸铵缓冲体系（pH 4.5）中可选择性沉淀钼、钨元素,有效消除基体元素钼、钨（沉淀率>95%）对Re定量干扰,同时不引入新干扰元素。相比现有分离富集前处理流程更加简便快捷,前处理时间缩短为现有方法的1/4;该方法对Re的检出限为6.9ng/g,采用国家一级标准物质钼矿石（GBW07238）、钼矿石（GBW07285）、铼钼矿石（GBW07373）和钨锡铋矿石（GBW07369）对方法的准确度进行了验证,测定值与推荐值吻合,相对误差为0.71%～6.07%,RSD＜5%。本方法建立的“消解-分离富集”处理流程所需时间从常规的8～12h缩短至2h左右,在准确定量矿石样品中Re的同时简化了样品前处理流程,快速的样品处理及低廉的测试成本有助于关键稀有金属矿产的开发利用。

     

流域水资源供需系统演化特征识别

水资源的有限性和稀缺性必然导致水资源供需系统中资源、社会经济和生态环境目标相互制约、相互冲突。在系统识别水资源供需系统协同特征基础上,根据协同学支配原理,分别在水资源供需系统资源、社会经济和生态环境子系统中设置了序参量,并运用有序度、协调度等概念,构建了一种基于协同学原理的流域水资源供需系统演化特征识别模型,并将此模型运用于东江流域,揭示了该流域不同发展时期水资源供需系统的协同异化特征演化规律。结果表明,剧烈人类活动影响下,2000年左右东江流域水资源供、需关系发生明显转变,水资源供需系统逐渐向无序、混乱状态演进。     

2018年锂资源供需及未来趋势

正随着全球气候逐渐变暖,对于碳排放的要求也越来越高,因此实现碳的零排放是当务之急。众所周知,目前锂电是实现零排放的最佳能源,因此对于锂资源的开发也是全球人类所面临的主要问题之一。     

全球锂资源供需前景与对策建议

随着信息技术和新能源汽车等新兴产业的兴起,金属锂的地位和作用与日俱增。通过分析全球锂资源及其分布、供需现状及锂电发展对未来锂的供需影响,认为全球锂市场在中短期内将由供过于求向供需趋紧转变;长远来看,全球锂资源量大,且随着进入社会领域的锂产品规模扩大,锂的二次资源回收循环利用也将增加,理论上可以满足人类本世纪需求。锂的生产集中度过高、国内盐湖提锂工艺有待改进、锂电安全性问题等是制约中国锂业可持续发展的重要因素。因此,提出要将锂作为中国的新能源关键矿产,适时建立并启动锂的战略储备,加强高Mg/Li值盐湖卤水提锂工艺的科技公关,加强高性能锂电技术研发等对策建议。     

我国铌矿资源供需形势分析

电子探针显微分析仪非常适合寻找铌、稀土等关键金属元素的赋存矿物以及分析其在矿物中的赋存形式。东昆仑大格勒地区首次发现了以铌为主的稀有和稀土矿化碳酸岩——碱性岩杂岩体,现有的工作仅局限于地表岩石组合及矿产特征调查。角闪石岩作为杂岩体的主体岩性,有不同程度的铌、稀土矿化显示,但是角闪石岩中铌、稀土元素赋存状态尚不明确。本文在光学显微镜岩相学研究的基础上,利用电子探针技术,对角闪石岩进行分析,主要对铌矿物和稀土矿物的类型、嵌布关系及化学成分等进行研究。应用偏光显微镜分析结果表明角闪石岩主要由角闪石、辉石、金云母/黑云母、磷灰石等矿物组成,并含有少量易解石。电子探针研究表明：①角闪石岩中铌元素主要赋存于铌易解石和含铌钛铁矿中,稀土元素主要赋存于褐帘石和铌易解石中,且均是富集轻稀土元素;②铌易解石中Nb₂O₅含量达42.98%～51.96%,La₂O₃平均含量为4.63%,Ce₂O₃平均含量为12.16%,矿物颗粒直径15～90μm不等,包含于角闪石晶体或角闪石与金云母晶间,局部与角闪石相互交生,与褐帘石、磷灰石连生;③含铌钛铁矿中Nb₂O₅平均含量为2.01%;④褐帘石中Ce₂O₃平均含量为10.73%,La₂O₃平均含量为9.89%,矿物颗粒直径10～40μm不等,主要分布于磷灰石边缘港湾、裂隙中,与磷灰石连生,并有相互交生的特点;⑤铌易解石、褐帘石等矿石矿物均赋存于含磷灰石金云母角闪石岩中。上述研究结合全岩化学分析,本文认为岩石中的铌矿物和稀土矿物主要由后期热液交代作用形成,空间上越靠近全岩矿化碳酸岩、橄榄岩的角闪石岩受后期热液交代作用更强,含矿性更好。

     

通钢集团铁矿资源供需形势与找矿设想

通钢集团是吉林省最大的钢铁联合企业,是国务院振兴东北老工业基地重点支持的钢铁企业之一。通钢集团现已具备年产700万t钢的综合生产规模,2009年将形成年产1 000万t钢的综合生产能力,届时将需要成品铁矿资源为1 500万t左右。目前通钢集团的原料自给率为30%左右,现有的铁矿资源不能满足通钢集团的可持续发展的需要。本文根据通钢现有矿山的现状,论述了通钢集团铁矿资源供需形势。同时提出了下一步在吉林省内找矿勘查工作的设想。     

Sustainable development and the exploitation of mineral and energy resources: a review

Natural resources, e.g., metals, industrial minerals, water, and soil, are the essential basis for our economy and well-being. We have to know where these raw materials come from and how they are mined. Sustainable development requires the maintenance, rational use and enhancement of natural resources, as well as a balanced consideration of ecology, economy and social justice. Four general rules concerning the implementation of sustainable development for renewable and non-renewable resources are discussed. Examples of the consumption of selected materials from historical times to the present day are presented, as well as of regional distribution, usage (in contrast to consumption), lifetimes of resources, the supply-and-demand cycle, recycling and substitution in modern times. To fulfill the requirement of sustainable development, the efficiency with which resources are utilized has to be improved. The learning process, often driven by financial rewards, leads from one technology to a better one, thus increasing the efficiency of the use of a resource or commodity. Examples of learning curves are discussed. Industrial countries have to transfer their advanced technologies to developing countries in order to avoid undesirable development in the mining industry and use of natural resources in those regions. The use of the best available technology by the mining industry, taking into account economic considerations, and the necessity to establish environmental guidelines are essential if environmental impact of the production of non-renewable resources is to be minimized. Far more critical than the production of non-renewable resources under the aspect of sustainable development and the capacity of the pollutant sinks of the Earth is the element of natural attenuation with regard to the resources soil and water.     

吉林省煤炭资源供需形势及对策

煤炭工业可持续发展必须有煤炭资源作为基础和支撑。近年来我省煤炭资源开发强度大,尚未利用资源中可供建井的资源、储量严重不足,受我省煤炭资源聚煤规律、赋存总量、地质条件和主要预测区勘查程度低等条件的限制,资源勘查形势严峻。通过对吉林省煤炭资源开发情况、煤炭供需形势及预测和存在的突出问题进行分析、研究,提出建议和对策以加大、加快地质勘查力度,保证煤炭资源的接续和供给。     

江苏高邮地埋管热响应试验及浅层地热能资源评价

为研究江苏高邮浅层地热能资源储量,选取2个典型区块开展现场热响应试验,以线热源理论为建模基础,结合地埋管进出水温度试验数据,建立了典型区块内地埋管热传导模型,采用体积法对研究区浅层地热能资源作出定量评价。数据分析表明：在G001孔处,初始地层温度为17.69 ℃,导热系数为1.389 W/(m·K),钻孔内传热热阻为0.111 K/W,热扩散系数为0.921×10-6 m2/s,热容量为1.508×106J/K,单位延米换热量为104.98 W/m;在G002孔处,初始地层温度为18.58 ℃,导热系数为2.340 W/(m·K),钻孔内传热热阻为0.110 K/W,热扩散系数为0.229×10-6m2/s,热容量为10.200×106J/K,单位延米换热量为163.34 W/m。综上试验参数计算结果可知,区内每年可开发浅层地热能储量至少为6.47×1013kJ。试验设计合理,所得参数真实可靠,可为高邮浅层地埋管地源热泵工程后续设计工作提供基础数据与技术支撑。     

立足国内保障国家铁矿资源需求的可行性分析

中国铁矿成矿地质条件有利,铁矿床类型齐全,以沉积变质型、岩浆型铁矿成矿潜力最大,但品位较低;矽卡岩型和火山岩型铁矿规模较小,但富矿较多;沉积型铁矿多为难选冶的铁矿,风化淋滤型铁矿的成矿潜力很小。全国已查明的铁矿资源储量丰富,多属易选铁矿石类型,多分布于东部铁矿生产基地及其附近,如果铁矿石50%立足国内供应,则基础储量可以保障供应超过10年,还有大量资源量可以转化为基础储量,延长保障年限。中国还有大量铁矿点、矿化点有待进一步评价,有大量磁异常有待查证,已知铁矿区的深边部近年来找矿不断取得突破,西部地区铁矿进一步找矿的潜力巨大,具有立足国内长期保障铁矿资源供应的潜力。     

立足国内保障国家铁矿资源需求的可行性分析

中国铁矿成矿地质条件有利,铁矿床类型齐全,以沉积变质型、岩浆型铁矿成矿潜力最大,但品位较低;矽卡岩型和火山岩型铁矿规模较小,但富矿较多;沉积型铁矿多为难选冶的铁矿,风化淋滤型铁矿的成矿潜力很小。全国已查明的铁矿资源储量丰富,多属易选铁矿石类型,多分布于东部铁矿生产基地及其附近,如果铁矿石50%立足国内供应,则基础储量可以保障供应超过10年,还有大量资源量可以转化为基础储量,延长保障年限。中国还有大量铁矿点、矿化点有待进一步评价,有大量磁异常有待查证,已知铁矿区的深边部近年来找矿不断取得突破,西部地区铁矿进一步找矿的潜力巨大,具有立足国内长期保障铁矿资源供应的潜力。     

我国硅藻土矿产资源特征及供需形势分析

硅藻土是一种重要的非金属矿产资源,由于特殊的物理、化学性质,其应用非常广泛且空间巨大.我国华北、东北、西南、中南及华东地区均有分布,其中吉林白山临江—长白地区是我国最大的优质硅藻土资源蕴藏地.本文在搜集整理了国内及国外硅藻土矿资源情况、供需情况等基础数据,通过综合研究,阐述了全球硅藻土矿资源概况,介绍了我国硅藻土矿资源...     

全球和我国铀资源供需形势分析

电力需求的不断增长和环境问题的日益突出,使我国必须加大力度发展更为高效和清洁的核电能源.本文在系统收集全球和我国铀资源、产量和需求数据的基础上,分析了全球和我国铀资源供需形势,并对未来国际铀价进行了初步预测.结合我国核电发展趋势,预测了未来我国核电对天然铀的需求情况.正常发展情景下,2030年当年核电对天然铀的需求量为18800 t,2030年前投入运营的核电机组全寿期天然铀需求量为108.6万吨.按70%的资源回收率,需要的铀资源量为155.1万吨.我国探明的铀资源量和铀产量远远不能满足核电发展的需求,绝大部分资源要依赖国外.针对我国铀资源供需失衡的问题,就如何保障铀资源安全提出了相关建议.