能源系统工程.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《能源系统工程.ppt》由用户(hyngb9260)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 能源 系统工程
- 资源描述:
-
1、q 系统由多个元素有机结合成的能够执行特定功能,达到特定目的一个整体。q 系统大致可以分成三类:自然系统、人工系统、自然手统和人工系统的复合系统。q 自然系统是由自然界中本身就存在的物体(如星球、江河、生物等)构成,并且按照其本来的客观规律运动和演变。人工系统则是由人类创造或者改造的物体、设施、工程等组成,如供热系统输电系统等。随着人类活动领域的扩大和人类科学技术的发展,许多自然系统被局部改造为人工系统,从而成为复合系统 第五章第五章 能源系统工程能源系统工程第一节第一节 概述概述基本概念基本概念q 系统工程就是从整体的观点出发来分析各类系统的内部关系及其发展规律。q 系统工程的理论基础有两大
2、类:一是反映各种系统内在规律的专业理论;二是反映组织管理客观规律的科学理论,主要是运筹学、信息学、控制论,系统论和计算机科学等。第五章第五章 能源系统工程能源系统工程第一节第一节 概述概述基本概念基本概念q 能源系统工程的研究对象是能源系统。能源系统包括能源勘探、开发、生产、加工、转换、运输、分配、储备、使用及环境保护等各个环节。q 能源系统就是典型的复合系统,它不但涉及各种自然的能源资源(比如煤、石油、风力、太阳能、潮汐等)。还包括了大量的人类活动(如能源的开采、加工、输运、转换和利用等)以及这些活动对自然环境的影响。第五章第五章 能源系统工程能源系统工程第一节第一节 概述概述基本概念基本概
3、念q 由于能源系统所包含的能源工业部门资本密集度高,在国民经济投资中能源系统的投资占到很大比重。同时,由于重大能源项目的建设周期长,服役期长,能源系统又是一个大时间常数的惯性系统。这些就使得能源系统的改造和发展非常困难,任何关于能源的决策都会给整个国民经济系统带来重大和长远的影响,这就要求人们首先对能源系统进行战略性的长期动态分析。第五章第五章 能源系统工程能源系统工程第一节第一节 概述概述基本概念基本概念q 能源系统工程可以对世界、国家、地区、企业等能源系统进行预测、分析、规划、管理、评价等,具体说来,可以解决以下各种问题。q 能源需求预测 采用能源系统工程中的不同方法,按照历史统计数据、人
4、口发展趋势、国民经济发展速度,生活水平提高程度,可以对全世界、世界上某一个地区、国家、省市作出一定期间内的需求预测,预测的时间可以是今后几年、十几年、几十年等。第五章第五章 能源系统工程能源系统工程第一节第一节 概述概述能源系统工程的任务能源系统工程的任务q 能源供应预测 能源供应预测就是在现有的资源条件和现有的能源技术条件下,预计在一定时间内可以供应的各种能源总量及其年增长率。q 能源发展规划 为解决能源与国家的经济发展这个问题,运用能源系统工程的方法做好能源规划工作,对可能采取的能源开发总方针和可能实现的总目标作分析,同时对各种能源工业的建设规模、投资分配、发展速度作出明确的规定,研究和制
5、定一个国家或地区的能源发展规划,常需要建立一个相关的国家或地区的能源模型以作为研究基础。第五章第五章 能源系统工程能源系统工程第一节第一节 概述概述能源系统工程的任务能源系统工程的任务q 能源的合理分配和使用 长期以来我国在能源规划、计划、分配和统计中,往往忽视农村能源。能源的规划、计划、分配和统计中主要研究的也是商品能源,这种重城市、轻农村;重工业、轻农业;重生产,轻生活的能源分配方式造成了能源分配的严重不合理和能源的浪费。运用系统工程的方法,就可以找出较好的解决方案,从根本上解决上述问题。第五章第五章 能源系统工程能源系统工程第一节第一节 概述概述能源系统工程的任务能源系统工程的任务q 能
6、流分析 能流分析是通过能流图分析能源进入系统扣除各个环节损耗后,各能源流的方向、大小以及分布情况,并在此基础上进行满足某一特定目标的优化处理。q 能源、经济和环境的大系统分析 能源系统工程将能源、经济、环境作为一个整体来进行分析研究,既研究能源对经济发展的制约作用以及能源对环境的负面影响,又同时研究在可持续发展的总目标下,使能源工程更好地为经济的持续发展服务,使能源对环境的污染得到及时治理,从而协调能源、经济、环境三者之间的关系。第五章第五章 能源系统工程能源系统工程第一节第一节 概述概述能源系统工程的任务能源系统工程的任务 能量平衡法 q热平衡 能量平衡中最重要的是热平衡,因为热是能量利用中
7、的主要形式。但热平衡只是能量平衡的初步阶段,随着管理水平和技术水平的提高,将逐步过渡到包括动力,照明等在内的全部能量平衡。同时,还将从单纯的数量平衡逐步发展到既考虑质量又考虑数量平衡。第五章第五章 能源系统工程能源系统工程第二节第二节 能源系统的基本方法能源系统的基本方法能量分析方法能量分析方法q 企业热平衡的内容和方法 企业热平衡是以车间或企业为对象,研究其能量的收支、有效热和损失热间的平衡关系,运用系统综合方法,用统计、计算、测量和分析等手段,通过能耗、设备热效率、能源利用率和余热回收等指标来分析企业耗能状况和用能水平,从而 企业热平衡有两种:统计计算法和测算结合法找出能源利用中的问题和浪
8、费的根源。第五章第五章 能源系统工程能源系统工程第二节第二节 能源系统的基本方法能源系统的基本方法能量分析方法能量分析方法 净能量分析法 净能量是指一个能源系统(能源转换系统或设备)在它整个服务年限内提供消费的能量(即其输出能量)与建造、运行该系统所需直接和间接消费的能量的差额。净能量分析就是分析个能量转换系统的净能量额,从而可以计算该系统的净能量产额,以及回收所投入能量的年限。第五章第五章 能源系统工程能源系统工程第二节第二节 能源系统的基本方法能源系统的基本方法能量分析方法能量分析方法 的分析q 能量平衡和净能量分析都是能量分析中只研究能量中的量的问题,而没有深入到能量中的质的问题。特别是
9、热能,如果不从能量的质的方面来分析问题,就会得出错误的结论。q 例如把lkg,0的冰和1kg,100的水混合,就得到2kg,10的水。这好象意味着1kg,0的冰和1kg,100的水的混合液与2kg,l0的水有等量的能量。如果就此得出结论:“100水和冰的混合液与10的水具有相同的能量价值”,那就是违反常识的结论。第五章第五章 能源系统工程能源系统工程第二节第二节 能源系统的基本方法能源系统的基本方法能量分析方法能量分析方法q 因为在制冰和烧开水时必须消耗能量,而10左右的水是比较容易取得的。因此,从正常的概念来理解,这两种物质的能量价值应当是不相等的。q 如果要比较这两种物质的能量价值,是否可
10、比较它们的制造成本,或者比较它们在制造时必须从外界投入的能量耗费更显得合理呢?的确是这样,从工程科学的观点来看,最易理解的定量比较方法是根据热能所产生的“最大功”来评比。热力学第二定律指出,热转换为功的能力有一定限制,其中有一部分是不可能转变的。由此,可把“作功能力”定义。第五章第五章 能源系统工程能源系统工程第二节第二节 能源系统的基本方法能源系统的基本方法能量分析方法能量分析方法q 可按不同情况用不同算式计算。机械能和电能 全部是。热力系 热力系的作功能力受到环境参数(T0,P0环境温度和压力)限制。热力系统从初始状态可逆地变到与环境相平衡的状态所能完成的功,即为热力系的“作功能力”,或。
11、燃料的化学 常规燃料化学ei的工程近似计算方法如下:第五章第五章 能源系统工程能源系统工程第二节第二节 能源系统的基本方法能源系统的基本方法能量分析方法能量分析方法iieQq 概述 投人产出分折中的投入,是指生产过程中投入的劳动对象,劳动资料和活劳动的数量,产出是指产品的分配使用方向及其数量。投人产出分析首先将各部门的投人和产出编制成一张棋盘式的投入产出表,然后利用这一模型以及炬阵运算和计算机算法来综合的分析和考察国民经济各部门在产品的生产和消耗之间的综合平衡。投入产出分析方法也能够对未来进行预测,还能够对经济结构、经济效益、经济政策和商品价格等问题进行综合分析。第五章第五章 能源系统工程能源
12、系统工程第二节第二节 能源系统的基本方法能源系统的基本方法能量投入与产出分析能量投入与产出分析q 投入产出表 概念 列昂杰夫解释说:“一个表扼要地概括一个经济系统中所有部门各种投入的来源和所有各类产出的去向,这个表就叫做投入产出表。”投人产出表的形式有很多,可以分成以下几类:按照不同的目的可以分成投入产出报告表、投入产出计划表;第五章第五章 能源系统工程能源系统工程第二节第二节 能源系统的基本方法能源系统的基本方法能量投入与产出分析能量投入与产出分析 按照表中数据的计量单位,可以分成实物形态投入产出表、价值形态投入产出表;按照表中所反映的经济内容,可以分成产品投入产出表、劳动投入产出表、固定资
13、产投入产出表、能源投入产出表等。消耗系数 根据投入产出表的平衡关系建立的数学模型称为投入产出模型,依据平衡关系表的横行和纵行,可以分别建立行模型和列模型。在产出方程组中,是以流量的形式表示各个部门之间的投入产出关系的,可这样定义直接消耗系数;第j部门生产单位产品所直接消耗第i部门的产品的数量,这个系数反映厂了国民经济各个部门之间的生产技术联系。第五章第五章 能源系统工程能源系统工程第二节第二节 能源系统的基本方法能源系统的基本方法能量投入与产出分析能量投入与产出分析 在实际生产中,各个部门之间的消耗关系足相当复杂的、除了直接消耗各部门的产品外,还要通过中间需求消耗某些产品这种消耗叫做间接消耗。
14、例如,在炼钢的过程中消耗了电力这是钢对电力的直接消耗,但是由了炼钢的过程中还消耗了生铁、煤、耐火材料等在这些物质的生产过程中也消耗了电力,由于这些物质是用于炼钢的所以它们对电力的消耗可以看作是炼钢对电力的间接消耗,我们称之为第一次间接消耗。第五章第五章 能源系统工程能源系统工程第二节第二节 能源系统的基本方法能源系统的基本方法能量投入与产出分析能量投入与产出分析 依此类推,在炼生铁的过程中消耗了铁矿石、焦炭、冶金设备等,在煤的生产过程中消耗了坑木、钢材、机械设备等,在铁矿石等物质的生产过程中也消耗了电力,这是炼钢对电力的第二次间接消耗。这个过程可以无限制地进行下去从而可以得到无数次的间接消耗。
15、因此,只有直接消耗不足以反映部门之间的完全联系,只有将直接消耗和间接联系在一起考虑,才能充分地反映部门之间的联系我们将直接消耗和间接消耗的总和称为完全消耗。第五章第五章 能源系统工程能源系统工程第二节第二节 能源系统的基本方法能源系统的基本方法能量投入与产出分析能量投入与产出分析q 投入产出法的应用 投入产出分析在经济结构的调整、国民经济计划的编制、经济政策评价、经济发展预测等方面有着广泛的应用。投入产出分析可以用于经济结构的分析,还可以用于经济效益分析和价格分析。投入产出分析在计划工作中有着很大的作用,它可以用来计算各部门的计划产值。计算计划期内各部门的劳动报酬、社会纯收入和固定资产折旧,用
16、来修订计划,与数学规划结合编制最佳计划等。第五章第五章 能源系统工程能源系统工程第二节第二节 能源系统的基本方法能源系统的基本方法能量投入与产出分析能量投入与产出分析q 能源系统投入产出表 投入产出表中,如果把能源部门扩大,以适府研究能源系统和国民经济其他部门联系的需要,就叫做能源系统投入产出表。这种表可以以一个国家或地区为对象来编制。第五章第五章 能源系统工程能源系统工程第二节第二节 能源系统的基本方法能源系统的基本方法能量投入与产出分析能量投入与产出分析 基本概念q全局最优化是能源系统工程的主要特点之一,这些最优化问题通常采用数学规划的方法来求解。所谓数学规划方法,就是指研究多变量函数在变
17、量受多种约束条件限制下最优化问题求解的运筹方法。q线性规划是其中最简单的、最基本的一种,其特点是各待选变量在各自约束条件和日标函数中均具有线性关系,即约束条件和目标函数均为线性等式或线性不等式。第五章第五章 能源系统工程能源系统工程第二节第二节 能源系统的基本方法能源系统的基本方法线性规划方法线性规划方法q 线性规划解决的是企业如何合理利用现有资源,以发挥最大效益的问题,具体有两大类:一类是确定了一项任务,研究怎样精订细算使用最少的人力、财力和物力去完成它;另一类是已有一定量的人力、财力和物力。研究怎样合理安排,使之最大限度地发挥作用,完成尽可能多的任务。q 主要有以下几个方面的问题:生产计划
18、与组织问题运输与布局问题配料与下料问题第五章第五章 能源系统工程能源系统工程第二节第二节 能源系统的基本方法能源系统的基本方法线性规划方法线性规划方法 建立线性规划的数学模型 q确定决策变量q确定目标函数q确定约束条件q线性规划问题的描述 线性规划问题的解法q图解法q单纯形法第五章第五章 能源系统工程能源系统工程第二节第二节 能源系统的基本方法能源系统的基本方法线性规划方法线性规划方法 层次分析法的基本原理 用层次分析治进行系统分析,首先要把问题层次化,根据问题的性质和要达到的目标,将问题分解成为不同的组成因素,并根据因素间相互关联影响和隶属关系将它们按照不同的层次聚集组合,形成一个多层次的分
展开阅读全文