中国电力部门中长期低碳发展路径研究

电力部门是中国CO_2排放的主要贡献部门之一,电力部门的低碳转型对中国实施长期低碳发展战略具有至关重要的作用。本文构建了包含电力模块的自下而上的能源系统模型PECE-2017,根据社会经济驱动因子确定终端部门电力需求,并引入电力负荷曲线确定电力供给,设置了未来电力发展的基准和低碳两个情景,从供需结构、技术需求、成本和投资等多个角度,分析电力部门自身的低碳转型及其对中国实现中长期低碳发展的重要作用和贡献。研究表明:第一,未来中国电力需求仍将不断增长,且在终端能耗中的占比不断上升。低碳情景下,2050年电力需求达到114 869亿kW·h,比2013年上升125%,电气化率增加到34%;电力需求结构中,工业和建筑比重下降,交通部门比重上升。第二,电源结构逐步低碳化。煤电逐步淘汰;风电和太阳能装机容量大幅上升,2050年装机占比均超过30%;2030年以后,部署和推广CCS技术,到2050年装机容量达到4.9亿kW。第三,低碳情景下,电力部门在2020年碳排放达峰后,进一步加速脱碳。到2050年,电力部门的排放量可控制在4亿t以内,相对基准情景减少排放61.5亿t,占总减排的贡献率达到45%,为中国的低碳转型做出重要贡献。第四,支撑电力部门低碳转型的投资需求GDP占比在合理区间内。2030—2050年,电力部门投资需求占GDP的比重为0.77%;电力部门内部投资结构呈现明显的低碳化趋势,绝大部分投资将用于非化石能源电力。     

基于指标规范值的室内空气客观评价的概率神经网络模型

为了建立简单、普适、通用的概率神经网络的室内空气评价模型,在适当设定室内空气各项指标的参照值及指标值的规范变换式基础上,使室内空气同级标准不同指标的规范值差异尽可能小,从而用规范值表示的各指标都可用同一个规范指标"等效"替代。因此,概率神经网络隐层各类模式的基函数中心矢量的各指标分量值与同级标准所有15项指标规范值的均值等同。将基于指标规范值的概率神经网络模型用于室内空气的评价实例进行检验,验证了该模型的普适性、通用性和简便性。     

Temporal and spatial evolution characteristics of sunshine duration over Qinghai-Tibet Plateau from 1961 to 2020北大核心CSCD

Based on observation data of daily sunshine duration from 1961 to 2020 at 175 meteorological observation stations over Qinghai-Tibet Plateau and its surrounding areas, spatial transformation analysis, climate trend analysis and M-K mutation test were used to analyze the temporal and spatial variation characteristics of the seasonal and annual sunshine duration in the region in the last 60 years. The results show that (1) annual average sunshine duration was 2 323 h, the maximum was 3 487 h in Gaer, Tibet, and the minimum was 771 h in Ya'an, Sichuan. The high-value areas were mostly located in western Tibet, northern Qinghai, western Gansu, and Xinjiang, and the low-value areas were mostly located in Nyingchi in Tibet, the mountainous area on the western edge of the Sichuan Basin, and northwestern Yunnan. The highest sunshine duration was recorded in winter (631 h), and the lowest was recorded in autumn (555 h) among the four seasons. (2) The average decrease in annual sunshine duration was 10.27 h/10 a. The largest rates of decrease were mainly in Gannan of Gansu and Ganzi of Sichuan, with the largest rate of decrease of 130 h/10 a. The areas with large rates of increase were mainly in Hotan area of Xinjiang, Liangshan of Sichuan and Lhasa of Tibet, with the largest increase of 61 h/10 a. Among the four seasons, spring exhibited an upward trend, and the remainder exhibited a downward trend. (3) Before 2017, the annual sunshine duration increased but declined after 2017. Spring sunshine duration had the largest number of mutation years, and the earliest mutation time was 1963. Winter had the fewest number of mutation years and the latest mutation time occurred in 2015. In summary, the annual and seasonal sunshine duration of Qinghai-Tibet Plateau vary greatly in space, but with the general characteristics of more sunshine in the northwest and less in the southeast, and sunshine hours were mainly decreasing, with 2017 as a mutation point of annual sunshine duration. Most areas of Qinghai-Tibet Plateau have great potential for photosynthetic production and are suitable for the development of light-loving plants and high-density planting. Shade-loving or shade-tolerant plants, including tea, are suitable for development in remote mountainous areas with low sunshine values in the western part of the basin, including Ya’an, Sichuan, and other areas, such as Medog, Tibet. © 2022 Science Press. All rights reserved.     

深圳市新一代暴雨强度公式的研制

首先构造了深圳市新一代暴雨强度公式研制的路线图，重点是利用深圳市气象局1954-2003年50年间的暴雨记录，用指数分布和P-Ⅲ分布进行分布曲线拟合和选优，得到了理论上的雨强-历时-重现期三联表，在此基础上再分别采用最优法、二分搜索法和广义逆法等3种方法求解分公式和总公式参数，根据误差最小的原则确定最优方法。结果表明：由指数分布拟合分布曲线，经过上述步骤求解得到的公式参数，误差最小，符合相关国标要求。     

基于指标规范变换的广义环境系统评价的普适指数公式

为了建立适用于广义环境系统评价的普适指数公式，针对传统的环境评价指数公式不具有普适、规范和通用的局限，提出适用于广义环境系统任意指标的参照值和规范变换式的设计原则和方法；该变换要求变换后的任意指标的各分级标准规范值都能被限定在各自的较小区间内，从而用规范值表示的任意指标皆"等效"于同一个规范指标；再分别用不同限定区间内生成的随机数模拟任意指标的不同分级标准的规范值，不同区间内生成的所有随机数组成不同分级标准的全部训练（学习）样本，借助免疫进化算法优化不同评价指数公式中的参数，得到适用于广义环境系统评价的9个（广义）普适指数公式，并论证了公式的可靠性.分别将9个普适指数公式用于北京市朝阳区19个监测井的9项指标的地下水水质的综合评价，以及用于郑州、西安、上海三市2000年可持续发展评价.结果表明：9个普适指数公式用于同一监测井水质的评价结果几乎完全相同，也与传统评价方法的评价结果基本一致；用于郑州、西安、上海三市可持续发展评价的结果分别是3级、3级、2级，比传统评价法更符合实际情况.9个普适指数公式使广义环境系统的评价变得简洁、规范、统一和通用；基于指标规范变换的评价指数公式的建模思想和方法对建立广义环境系统的普适智能评价模型有借鉴作用.     

基于规范变换的空气质量指数公式的广义普适性

为了建立形式简洁、计算简便和普适的室内、外空气质量评价的指数公式,基于室内空气质量标准(GB/T 18883—2002),适当设置室内空气各指标"参照值"及指标值的规范变换式,并对各指标的标准值进行规范变换,使室内空气15项指标的各级标准规范值的变化范围与室外空气7项指标的同级标准规范值的变化范围一致。因此,基于规范对称性原理,用免疫进化猴王遗传算法优化得出的适用于7项指标规范值的室外空气质量评价的6个普适指数公式也同样适用于15项指标规范值的室内空气质量评价。以邯郸居民区和广州公共场所2个室内空气质量评价为实例,对6个指数公式的实用性进行了检验。结果表明,6个指数公式的评价结果是彼此和谐和一致的,也与传统的指数公式法的评价结果相符合。6个指数公式是目前室内、外空气质量评价中最简化、规范、普适和统一的方法。     

深圳城市热岛研究

作为我国发展速度最快、城市化程度最高的地区之一，深圳已明显发现城市热岛效应。选取深圳气象局设立的19个自动气象站2004年全年非降水日逐日各时刻正点的温度数据进行了分析，并比较了它们的区域差异。结果显示，深圳的城市热岛呈现出明显的多中心现象，全年热岛强度平均值高达2.6℃。对热岛强度值日变化的分析发现，13-18点是全天热岛强度最大的时段，与一天中的温度最高时段相符。对各季热岛强度日变化的分析发现，春夏季在午后至傍晚时段热岛强度较大，秋冬季在中午至午后时段热岛强度较大。深圳在少雨的冬半年热岛发展较稳定，变化规律性也比较明显，说明降水、有风等天气要素对热岛发展有很大的影响。     

地理特征、人口分布及用电负荷对深圳城市热岛效应的影响分析

利用自动站气温资料计算了深圳市的城市热岛强度,并分析了海陆分布、人口密度、道路占地面积百分比及用电负荷等因素对深圳城市热岛效应的影响.结果表明,海陆分布是决定深圳城市热岛强度空间分布格局的主要因子,深圳东西两侧海洋的气候调节作用使得热岛强度相对较低,而中部地区南临香港陆地,海洋调节作用较弱,使得这部分地区成为深圳城市热岛的中心.人口密度和道路占地面积百分比对深圳城市热岛强度空间分布格局均有影响,它们与城市热岛强度之间的相关性显著（p〈0.01）,但道路占地百分比最密集的地区,城市热岛强度值却并不高,这可能与该区域较大的年平均风速有关.对2011年和2010年的数据进行对比分析,发现电力负荷对深圳城市热岛强度有着非常明显的影响,2011年深圳年平均城市热岛强度的增加,极有可能是由于2011年冬季更冷夏季更热导致用电负荷增加而造成的.     

基于指标规范值的生态环境质量评价的引力指数公式

为了建立简单适用的生态环境质量评价模型,受自然界中普遍存在万有引力现象的启发,提出生态环境系统样本之间也存在类似万有引力的聚类相互作用力的思想。在适当设定生态环境指标的参照值和规范变换式的基础上,只要使规范变换后不同指标的同级标准规范值能在一定范围内变化,即彼此差异不大,则可建立对生态环境各指标均普适、通用类似万有引力定律的聚类相互作用的引力指数公式。引力指数公式被用于多实例的评价结果与未确知测度评价模型和模糊物元分析法的评价结果一致,并与生态环境质量的实际情况相符合,表明引力指数公式对于生态环境质量评价具有实用性。