Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для использования в других целях, см энергетическая система (значения) .

Физические компоненты общей энергетической системы, поставляющей топливо и электричество (но не централизованное теплоснабжение ) конечным пользователям.

Энергетическая система представляет собой систему , прежде всего , предназначена для подачи энергии-услуг для конечных пользователей . [1] : 941 С структурной точки зрения Пятый оценочный отчет МГЭИК определяет энергетическую систему как «все компоненты, связанные с производством, преобразованием, доставкой и использованием энергии». [2] : 1261 Область экономики энергетики включает энергетические рынки и рассматривает энергетическую систему как технические и экономические системы, которые удовлетворяют потребительский спрос на энергию в виде тепла , топлива иэлектричество . [1] : 941

Первые два определения учитывают меры со стороны спроса, включая дневное освещение , модернизированную изоляцию зданий и пассивное проектирование зданий с использованием солнечной энергии , а также социально-экономические факторы, такие как аспекты управления спросом на энергию и даже работу на дому , а третье - нет. Третий также не учитывает неформальную экономику традиционной биомассы, которая имеет большое значение во многих развивающихся странах . [3]

Таким образом, анализ энергетических систем охватывает инженерные и экономические дисциплины . [4] : 1 Слияние идей из обеих областей для создания связного описания, особенно в том, что касается макроэкономической динамики, является сложной задачей. [5] [6]

Концепция энергетической системы развивается по мере того, как вводятся в действие новые правила, технологии и практики - например, торговля выбросами , развитие интеллектуальных сетей и более широкое использование управления спросом на энергию , соответственно.

Лечение [ править ]

См. Также: Энергетика и моделирование энергетики.

Со структурной точки зрения энергетическая система похожа на любую общую систему и состоит из набора взаимодействующих компонентов, расположенных в окружающей среде. [7] Эти компоненты основаны на идеях инженерии и экономики . С точки зрения процесса, энергетическая система «состоит из интегрированного набора технических и экономических видов деятельности, действующих в сложных социальных рамках». [4] : 423 Идентификация компонентов и поведения энергетической системы зависит от обстоятельств, цели анализа и исследуемых вопросов. Таким образом, концепция энергетической системы является абстракцией.которая обычно предшествует компьютерному исследованию, например, построению и использованию подходящей энергетической модели . [8]

С инженерной точки зрения, энергетическая система может быть представлена ​​в виде потоковой сети : вершины соответствуют инженерным компонентам, таким как электростанции и трубопроводы, а края - интерфейсам между этими компонентами. Этот подход позволяет объединять коллекции похожих или смежных компонентов и обрабатывать их как единое целое для упрощения модели. После такого описания могут применяться алгоритмы потоковой сети, такие как поток с минимальной стоимостью . [9] Сами компоненты можно рассматривать как самостоятельные простые динамические системы . [1]

И наоборот, относительно чистое экономическое моделирование может использовать секторальный подход с ограниченными инженерными деталями. Категории секторов и подсекторов, публикуемые Международным энергетическим агентством , часто используются в качестве основы для этого анализа. В исследовании жилищного энергетического сектора Великобритании, проведенном в 2009 году, использование высокотехнологичной модели Маркала противопоставляется нескольким отраслевым моделям жилищного фонда Великобритании. [10]

Международная энергетическая статистика обычно разбивается по операторам связи, секторам, подсекторам и странам. [11] Энергоносители (также известные как энергетические продукты) далее классифицируются как первичная энергия и вторичная (или промежуточная) энергия, а иногда и конечная энергия (или конечное использование). Публикуемые наборы данных по энергетике обычно корректируются таким образом, чтобы они были внутренне согласованными, что означает, что все запасы и потоки энергии должны быть сбалансированы . МЭА регулярно публикует энергетическую статистику и энергетические балансы с разным уровнем детализации и стоимости, а также предлагает среднесрочные прогнозы на основе этих данных. [12] [13] Понятие энергоносителя, используемое вэкономика энергетики отличается и отличается от определения энергии, используемого в физике.

Энергетические системы могут варьироваться от местных, муниципальных, национальных и региональных до глобальных, в зависимости от исследуемых вопросов. Исследователи могут включать или не включать меры со стороны спроса в свое определение энергетической системы. Межправительственная группа экспертов по изменению климата ( МГЭИК ) делает это, например, но рассматривает эти меры в отдельных главах, посвященных транспорту, зданиям, промышленности и сельскому хозяйству. [а] [2] : 1261 [14] : 516

Решения о потреблении домашних хозяйств и инвестициях также могут быть включены в сферу энергетической системы. Подобные соображения встречаются нечасто, поскольку поведение потребителей трудно охарактеризовать, но существует тенденция включать в модели человеческий фактор. Принятие решений домохозяйством может быть представлено с использованием методов ограниченной рациональности и агентного поведения . [15] Американская ассоциация содействия развитию науки (AAAS) конкретно выступает за то , «больше внимания должно быть уделено включению поведенческих соображений , кроме доходов и цена - приводом поведения в экономические модели [энергетической системы]». [16] : 6

Энергетические услуги [ править ]

См. Также: Энергосбережение и эффективное использование энергии.

Концепция энергосервиса является центральной, особенно при определении цели энергетической системы:

Важно понимать, что использование энергии не самоцель, но всегда направлено на удовлетворение человеческих потребностей и желаний. Энергетические услуги - это цели, для которых энергетическая система предоставляет средства. [1] : 941

Энергетические услуги можно определить как удобства, которые либо предоставляются за счет потребления энергии, либо могут быть предоставлены таким образом. [17] : 2 Более подробно:

Спрос должен, по возможности, определяться с точки зрения предоставления энергоуслуг, характеризуемых соответствующей интенсивностью [b] - например, температурой воздуха в случае обогрева помещения или уровнями люкс для освещения . Такой подход обеспечивает гораздо больший набор потенциальных ответов на вопрос о поставках, включая использование энергетически-пассивных методов - например, модифицированную изоляцию и дневное освещение . [18] : 156

Рассмотрение энергетических услуг на душу населения и того, как такие услуги способствуют благосостоянию людей и индивидуальному качеству жизни, имеет первостепенное значение при обсуждении устойчивой энергетики . Люди, живущие в бедных регионах с низким уровнем потребления энергоуслуг, явно выиграют от более высокого уровня потребления, но это обычно не относится к тем, у кого высокий уровень потребления. [19]

Понятие энергоуслуг привело к появлению энергосервисных компаний (ЭСКО), которые заключают контракты на предоставление энергетических услуг клиенту на длительный период. Затем ESCo может выбрать лучший способ сделать это, включая вложения в тепловые характеристики и оборудование HVAC в рассматриваемых зданиях. [20]

ISO 13600, 13601, 13602 по системам технической энергии [ править ]

ISO  13600 , ISO 13601 и ISO 13602 образуют набор международных стандартов, охватывающих технические энергетические системы (TES). [21] [22] [23] [24] Хотя эти документы были отозваны до 2016 года, они содержат полезные определения и основу для формализации таких систем. Стандарты описывают энергетическую систему, разбитую на секторы спроса и предложения, связанные потоком продаваемых энергетических товаров (или энергетического оборудования). Каждый сектор имеет набор входов и выходов, некоторые преднамеренные и некоторые вредные побочные продукты. Секторы могут быть далее разделены на подсекторы, каждый из которых выполняет определенную цель. Сектор спроса в конечном итоге присутствует для предоставления потребителям услуг, основанных на энергетическом программном обеспечении (см. Энергетические услуги ).

См. Также [ править ]

  • Контрольный объем - концепция из механики и термодинамики
  • Электроэнергетическая система - сеть электрических компонентов, используемых для выработки, передачи и использования электроэнергии.
  • Энергоноситель - также известный как энергетический продукт, энергетический вектор, энергетический товар и энергетическое ПО.
  • Развитие энергетики - стремление обеспечить общество достаточным количеством энергии в условиях снижения социального и экологического воздействия.
  • Экономика энергетики - область экономики, которая занимается вопросами предложения и спроса на энергию.
  • Энергетическое моделирование - процесс построения компьютерных моделей энергетических систем.
  • Энергетика - предложение в энергетическом секторе
  • Математическая модель - представление системы с использованием математики и часто решаемой с помощью компьютеров.
  • Объектно-ориентированное программирование - парадигма компьютерного программирования, подходящая для представления энергетических систем в виде сетей.
  • Наука о сетях - изучение сложных сетей
  • Базы данных открытых энергетических систем - проекты баз данных, которые собирают, очищают и повторно публикуют наборы данных, связанных с энергетикой
  • Модели открытых энергетических систем - обзор моделей энергетических систем, которые также являются открытыми.
  • Диаграмма Сэнки - используется для отображения потоков энергии через систему.
  • Система - общее лечение

Заметки [ править ]

  1. ^ Глава МГЭИК по сельскому хозяйству называется: Сельское, лесное и другое землепользование (AFOLU).
  2. ^ Термин « интенсивность» относится к количеству, которое не зависит от размера компонента. Увидеть интенсивные и обширные свойства .

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d Groscurth, Helmuth-M; Брукнер, Томас; Кюммель, Райнер (сентябрь 1995 г.). «Моделирование систем энергоснабжения» (PDF) . Энергия . 20 (9): 941–958. DOI : 10.1016 / 0360-5442 (95) 00067-Q . ISSN 0360-5442 . Проверено 14 октября +2016 .  
  2. ^ а б Оллвуд, Джулиан М; Бозетти, Валентина; Дубаш, Навроз К; Гомес-Эчеверри, Луис; фон Стехов, Кристоф (2014). «Приложение I: Глоссарий, сокращения и химические символы» (PDF) . В МГЭИК (ред.). Изменение климата 2014: смягчение последствий изменения климата. Вклад Рабочей группы III в Пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата . Кембридж, Соединенное Королевство и Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: Издательство Кембриджского университета . С. 1249–1279. ISBN  978-1-107-65481-5. Проверено 12 октября +2016 .
  3. ^ ван Руйвен, Бас; Урбан, Фрауке; Бендерс, Рене MJ; Молл, Анри С; ван дер Слуис, Йерун П.; де Вриз, Берт; ван Вуурен, Детлеф П. (декабрь 2008 г.). «Моделирование энергии и развития: оценка моделей и концепций» (PDF) . Мировое развитие . 36 (12): 2801–2821. DOI : 10.1016 / j.worlddev.2008.01.011 . hdl : 1874/32954 . ISSN 0305-750X . Проверено 25 октября +2016 .  
  4. ^ а б Хоффман, Кеннет С; Вуд, Дэвид О. (1 ноября 1976 г.). «Моделирование и прогнозирование энергосистем» (PDF) . Годовой обзор энергетики . 1 (1): 423–453. DOI : 10.1146 / annurev.eg.01.110176.002231 . hdl : 1721,1 / 27512 . ISSN 0362-1626 . Проверено 7 октября +2016 .  
  5. ^ Берингер, Кристоф; Резерфорд, Томас Ф (март 2008 г.). «Объединение снизу вверх и сверху вниз» (PDF) . Экономика энергетики . 30 (2): 574–596. CiteSeerX 10.1.1.184.8384 . DOI : 10.1016 / j.eneco.2007.03.004 . ISSN 0140-9883 . Проверено 21 октября +2016 .   
  6. ^ Хербст, Андреа; Торо, Фелипе; Рейтце, Феликс; Йохем, Эберхард (2012). «Введение в моделирование энергетических систем» (PDF) . Швейцарский журнал экономики и статистики . 148 (2): 111–135. DOI : 10.1007 / BF03399363 . S2CID 13683816 . Проверено 4 ноября +2016 .  
  7. ^ «Определение системы » . Мерриам-Вебстер . Спрингфилд, Массачусетс, США . Проверено 9 октября +2016 .
  8. ^ Anandarajah, Gabrial; Страчан, Нил; Экинс, Пол; Каннан, Рамачандран; Хьюз, Ник (март 2009 г.). Пути к низкоуглеродной экономике: Моделирование энергетических систем - Отчет об исследовании UKERC Energy 2050 1 - UKERC / RR / ESM / 2009/001 . Великобритания: Центр энергетических исследований Великобритании (UKERC) . Проверено 22 октября +2016 .
  9. ^ Quelhas, Ана; Гил, Эстебан; МакКэлли, Джеймс Д; Райан, Сара М. (май 2007 г.). «Многопериодная обобщенная модель сетевого потока интегрированной энергетической системы США: Часть I - Описание модели» . IEEE Transactions on Power Systems . 22 (2): 829–836. DOI : 10.1109 / TPWRS.2007.894844 . ISSN 0885-8950 . S2CID 719700 . Проверено 22 октября +2016 .  
  10. ^ Каннан, Рамачандран; Страчан, Нил (апрель 2009 г.). «Моделирование жилищного энергетического сектора Великобритании при долгосрочных сценариях декарбонизации: сравнение энергетических систем и подходов к отраслевому моделированию». Прикладная энергия . 86 (4): 416–428. DOI : 10.1016 / j.apenergy.2008.08.005 . ISSN 0306-2619 . 
  11. ^ Международные рекомендации по статистике энергетики (IRES) - ST / ESA / STAT / SER.M / 93 (PDF) . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США: Статистический отдел Департамента по экономическим и социальным вопросам Организации Объединенных Наций. 2016. ISBN.  978-92-1-056520-2. Проверено 17 декабря +2016 . Аннотируется как окончательная отредактированная версия перед набором. Также охватывает учет выбросов парниковых газов, связанных с энергетикой.
  12. ^ Основные статистические данные мировой энергетики (PDF) . Париж, Франция: Международное энергетическое агентство (МЭА). 2016 . Проверено 15 декабря 2016 .
  13. ^ Перспективы развития мировой энергетики 2016 - Резюме (PDF) . Париж, Франция: ОЭСР / МЭА. 2016 . Проверено 30 ноября +2016 .
  14. ^ Брукнер, Томас; Башмаков Игорь Алексеевич; Мулугетта, Якоб; и другие. (2014). «Глава 7: Энергетические системы» (PDF) . В МГЭИК (ред.). Изменение климата 2014: смягчение последствий изменения климата. Вклад Рабочей группы III в Пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата . Кембридж, Соединенное Королевство и Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: Издательство Кембриджского университета . С. 511–597. ISBN  978-1-107-65481-5. Проверено 12 октября +2016 .
  15. ^ Виттманн, Тобиас; Брукнер, Томас (28–30 июня 2009 г.). Агентное моделирование городских систем энергоснабжения, сталкивающихся с ограничениями по защите климата (PDF) . Пятый симпозиум по городским исследованиям 2009 г .: Города и изменение климата: реагирование на неотложную повестку дня . Марсель, Франция: Всемирный банк . Проверено 11 ноября +2016 .
  16. ^ Помимо технологий: усиление энергетической политики с помощью социальных наук (PDF) . Кембридж, Массачусетс, США: Американская академия искусств и наук (AAAS). 2011. Архивировано из оригинального (PDF) 29 августа 2017 года . Проверено 25 октября +2016 .
  17. ^ Моррисон, Робби; Виттманн, Тобиас; Хайсе, Ян; Брукнер, Томас (20–22 июня 2005 г.). «Политическое моделирование энергетической системы с помощью xeona » (PDF) . В Норвежском университете науки и технологий (NTNU) (ред.). Труды ECOS 2005: формирование наших будущих энергетических систем: 18-я Международная конференция по эффективности, стоимости, оптимизации, моделированию и влиянию энергетических систем на окружающую среду . ECOS 2005. 2 . Тронхейм, Норвегия: Tapir Academic Press. С. 659–668. ISBN  82-519-2041-8. Проверено 14 октября +2016 .
  18. ^ Брукнер, Томас; Моррисон, Робби; Хэндли, Крис; Паттерсон, Мюррей (июль 2003 г.). «Моделирование систем энергоснабжения с высоким разрешением с использованием deeco : обзор и применение для разработки политики» (PDF) . Анналы исследований операций . 121 (1–4): 151–180. DOI : 10,1023 / A: 1023359303704 . S2CID 14877200 . Проверено 14 октября +2016 .  
  19. ^ Хаас, Рейнхард; Накиченович, Небойша; Аянович, Амела; Фабер, Томас; Кранцль, Лукас; Мюллер, Андреас; Реш, Густав (ноябрь 2008 г.). «На пути к устойчивости энергетических систем: учебник по применению концепции энергетических услуг для определения необходимых тенденций и политики» (PDF) . Переход к устойчивым энергетическим системам . 36 (11): 4012–4021. DOI : 10.1016 / j.enpol.2008.06.028 . ISSN 0301-4215 . Архивировано из оригинального (PDF) 5 июля 2017 года . Проверено 22 октября +2016 .  
  20. ^ Duplessis, Бруно; Адно, Жером; Дюпон, Максим; Ракапе, Франсуа (июнь 2012 г.). «Эмпирическая типология энергетических услуг на основе хорошо развитого рынка: Франция». Энергетическая политика . 45 : 268–276. DOI : 10.1016 / j.enpol.2012.02.031 . ISSN 0301-4215 . 
  21. ^ Технические энергетические системы: основные концепции - ISO 13600: 1997 - Первое издание . Женева, Швейцария: Международная организация по стандартизации. 15 ноября 1997 г. Статус снят.
  22. ^ Технические энергетические системы: основные концепции - ISO 13600: 1997 - Техническое исправление 1 . Женева, Швейцария: Международная организация по стандартизации. 1 мая 1998 г. Статус снят.
  23. ^ Технические энергетические системы:: структура для анализа: секторы спроса и предложения энергетического оборудования - ISO 13601: 1998 . Женева, Швейцария: Международная организация по стандартизации. 11 июня 1998 г. Статус снят.
  24. ^ Технические энергетические системы: методы анализа: часть 1: общие - ISO 13602-1: 2002 . Женева, Швейцария: Международная организация по стандартизации. 1 ноября 2002 г. Статус снят.

Внешние ссылки [ править ]