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關(guān)鍵詞 智能電網(wǎng);概念;特征;關(guān)鍵技術(shù);發(fā)展
中圖分類號:F426 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1671-7597(2014)17-0004-01
電網(wǎng)是關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)命脈的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和公用事業(yè)。隨著市場化改革推進(jìn),現(xiàn)代電網(wǎng)的發(fā)展已經(jīng)迎來機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存的關(guān)鍵期。人們開始提出一種新的現(xiàn)代化電網(wǎng),這種電網(wǎng)需要更加適應(yīng)多種能源類型的發(fā)電方式以及高度市場化的電力交易。這就是現(xiàn)在研究很熱的“智能電網(wǎng)”,智能電網(wǎng)將成為我國電力行業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路。
本文通過描述智能電網(wǎng)在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀,對其概念及特征進(jìn)行了具體說明,同時(shí)研究分析了智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù),并對我國智能電網(wǎng)未來的發(fā)展前景做出了展望。
1 智能電網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀
1.1 國外發(fā)展情況
美國的電力科學(xué)研究院于2001年開始研究智能電網(wǎng);2003年美國能源部“電網(wǎng)2030計(jì)劃”,致力于電網(wǎng)現(xiàn)代化建設(shè);2007年頒布《新能源法案》,美國電力企業(yè)積極展開試點(diǎn)研究。2009年奧巴馬提出了智能電網(wǎng)計(jì)劃重點(diǎn),通過對現(xiàn)行電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行升級換代,以提高能源的利用效率。
歐洲在2005年成立了“智能電網(wǎng)歐洲技術(shù)論壇”,并《歐洲未來電網(wǎng)的遠(yuǎn)景和策略》等報(bào)告,對智能電網(wǎng)建設(shè)和發(fā)展引起重視。歐洲的智能電網(wǎng)建設(shè)更加關(guān)注電網(wǎng)運(yùn)行、可再生能源的接入,以及對需求側(cè)的影響等研究。
日本高度重視電網(wǎng)的通信功能,東京電力公司的電網(wǎng)則被認(rèn)為是世界上唯一接近智能電網(wǎng)的系統(tǒng)。日本主要傾向于微型電網(wǎng)研究與智能電網(wǎng)的有機(jī)結(jié)合。
1.2 國內(nèi)發(fā)展情況
我國的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)是以特高壓建設(shè)為基礎(chǔ)的。2000年,我國開始進(jìn)行變電站綜合自動化方面的改造,2008年,國家電網(wǎng)公司在特高壓國際大會上,公布了分三個(gè)階段推動堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的建設(shè):第一階段規(guī)劃試點(diǎn)(2009年-2010年),重點(diǎn)開展智能電網(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃工作,進(jìn)行設(shè)備研制關(guān)鍵技術(shù)研發(fā),以及各環(huán)節(jié)試點(diǎn)工作;第二階段全面建設(shè)(2011年-2015年),加快建設(shè)特高壓電網(wǎng)和城鄉(xiāng)配電網(wǎng),裝備和關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)重大突破和廣泛應(yīng)用;第三階段引領(lǐng)提升(2016年-2020年),全面建成統(tǒng)一的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng),裝備和技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
2 智能電網(wǎng)的概念及特征
2.1 智能電網(wǎng)的概念
國家電網(wǎng)公司提出的智能電網(wǎng)概念最具代表性:堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)是以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)網(wǎng)架為基礎(chǔ),以通信信息平臺為支撐,具有信息化、自動化、互動化特征,包含電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度各個(gè)環(huán)節(jié),覆蓋所有電壓等級,實(shí)現(xiàn)“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流”的高度一體化融合的現(xiàn)代電網(wǎng)。
2.2 智能電網(wǎng)的基本特征
1)安全可靠。在電網(wǎng)自身發(fā)生故障或人為破壞時(shí)、在非正常自然氣候條件下電網(wǎng)仍能安全運(yùn)行;具有抵御計(jì)算機(jī)病毒入侵、保障信息安全的能力。
2)自治自愈。具有在線實(shí)時(shí)的安全分析和評估能力,強(qiáng)大的預(yù)警控制能力,系統(tǒng)自動故障診斷和自我恢復(fù)的能力。
3)優(yōu)化管理。采用高科技手段實(shí)現(xiàn)設(shè)備優(yōu)化管理,延長設(shè)備運(yùn)行壽命,提高資源的利用效率;降低投資成本和運(yùn)行維護(hù)成本。
4)經(jīng)濟(jì)高效。實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置,降低電網(wǎng)損耗,提高電力設(shè)備利用效率,使電網(wǎng)運(yùn)行更加經(jīng)濟(jì)和高效。
5)友好互動。鼓勵(lì)用戶參與電力系統(tǒng)的運(yùn)行和管理,實(shí)現(xiàn)與用戶的高效互動,滿足用戶多樣化的電力需求并提供增值服務(wù),實(shí)現(xiàn)需求側(cè)響應(yīng)功能。
3 智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)
3.1 堅(jiān)強(qiáng)靈活的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>
隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大、互聯(lián)大電網(wǎng)的形成,對主網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的規(guī)劃設(shè)計(jì)要求也相應(yīng)地提高了。系統(tǒng)在經(jīng)歷故障時(shí),需把故障影響局限在最小范圍內(nèi),并迅速恢復(fù)供電。只有靈活的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)才能應(yīng)對突發(fā)災(zāi)害性事件對電網(wǎng)安全的影響。
3.2 標(biāo)準(zhǔn)集成的通信系統(tǒng)
智能電網(wǎng)的通信系統(tǒng)將集成各種通信技術(shù),采用開放式的通信網(wǎng)架,具有高速、集成、兼容、雙向的特質(zhì),可以動態(tài)響應(yīng)實(shí)時(shí)信息與功率交互,使智能電網(wǎng)具有實(shí)時(shí)監(jiān)視和分析系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)的能力。
3.3 先進(jìn)的電網(wǎng)設(shè)備技術(shù)
電網(wǎng)一次設(shè)備主要包括電源和儲能技術(shù)、輸配電技術(shù)、電力電子技術(shù)、高效能源材料技術(shù)4大類。具體包括高壓、特高壓直流輸電和靈活交流輸電技術(shù)等,是智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的物理
基礎(chǔ)。
3.4 先進(jìn)的控制技術(shù)
先進(jìn)的控制方法用于智能電網(wǎng)中分析、診斷和預(yù)測系統(tǒng)狀態(tài),并確定和采取適當(dāng)?shù)拇胧┮韵?、減輕和防止供電中斷和電能質(zhì)量擾動。包括集中控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、分布控制系統(tǒng)的自適應(yīng)、事件啟動的快速仿真、故障隔離的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)等。
3.5 先進(jìn)的決策輔助系統(tǒng)
決策支持系統(tǒng)可識別和確定電網(wǎng)中的實(shí)時(shí)問題及發(fā)展趨勢,然后運(yùn)用知識庫和科學(xué)推理方法進(jìn)行分析,以提出解決問題和決策支持的方案??捎糜谛枨髠?cè)管理系統(tǒng)和用戶的需求響應(yīng)。
4 未來智能電網(wǎng)的發(fā)展前景
未來堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的建設(shè)有以下幾個(gè)重點(diǎn)發(fā)展方向。
1)提高電網(wǎng)輸送效率,保障供電安全可靠性,打造堅(jiān)強(qiáng)可靠電網(wǎng)。
2)提高資源利用效率,提高電網(wǎng)運(yùn)行輸送能力,打造經(jīng)濟(jì)高效電網(wǎng)。
3)合理配置我國能源結(jié)構(gòu),促進(jìn)可再生能源的發(fā)展與利用,打造綠色環(huán)保電網(wǎng)。
4)促進(jìn)電網(wǎng)與用戶交互運(yùn)行,打造靈活互動電網(wǎng)。
5)實(shí)現(xiàn)信息透明同享,打造開放友好電網(wǎng)。
5 結(jié)束語
智能電網(wǎng)是經(jīng)濟(jì)和技術(shù)在電力能源上發(fā)展的必然趨勢,也是現(xiàn)在世界能源領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。中國特色的智能電網(wǎng)建設(shè)是一項(xiàng)高度復(fù)雜的系統(tǒng)工程,開展智能電網(wǎng)的研究和應(yīng)用對我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重大意義。
參考文獻(xiàn)
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作者簡介
近日,受國家建設(shè)智能電網(wǎng)消息的影響,相關(guān)概念個(gè)股成為市場關(guān)注的熱點(diǎn)。一些個(gè)股漲幅遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過大盤,成為市場的“新寵”。然而在經(jīng)歷一輪上漲后,一些個(gè)股開始出現(xiàn)了回調(diào)。在冷靜之余,市場開始關(guān)注這次智能電網(wǎng)的投資規(guī)模會有多大,哪些公司會從中受益最多,智能電網(wǎng)相關(guān)概念股后期走勢又將如何?
表現(xiàn)搶眼
5月21日,國家電網(wǎng)公司總經(jīng)理劉振亞在“2009年特高壓輸電技術(shù)國際會議”上表示,國家電網(wǎng)公司將建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。
受此消息影響,5月22日,在大盤拉出陰線的情況下,智能電網(wǎng)概念股卻逆市翻紅,如思源電氣(002028.Sz)當(dāng)天收盤21.45元,漲幅達(dá)4.89%,長城開發(fā)(000021.SZ)漲幅為4.08%,其他相關(guān)股票的漲幅也都居當(dāng)日股票漲幅榜前列,成為當(dāng)天A股市場一個(gè)新的興奮點(diǎn)。
隨后的一個(gè)交易日里,智能電網(wǎng)相關(guān)概念股繼續(xù)受到市場資金的追捧。5月25日,盡管大盤震蕩,但榮信股份(002123.SZ)、泰豪科技(600590.SH)和東源電器(002074.SZ)等相關(guān)個(gè)股都以漲停價(jià)報(bào)收。
5月26日,智能電網(wǎng)概念依然強(qiáng)勢不減,受益于智能電網(wǎng)建設(shè)的電力設(shè)備板塊繼續(xù)逞強(qiáng),板塊指數(shù)漲幅一度超過6%,創(chuàng)出反彈新高。相關(guān)個(gè)股一度全部飄紅,東方電子(000682.SZ)、思達(dá)高科(000676.sZ)、三變科技(002112.SZ)、許繼電器(000400.SZ)、科陸電子(002121.SZ)等個(gè)股攜手漲停,繼續(xù)其耀眼的表現(xiàn)。
經(jīng)過幾天的大幅上漲,一些股票的價(jià)格開始回調(diào)。6月1日至3日,前期連拉5根太陽線的國電南瑞(600406,SH),連續(xù)拉出了3根小陰線;思源電器在經(jīng)過前期的漲幅后,股價(jià)也出現(xiàn)了小幅回調(diào)。
蛋糕有多大?
在經(jīng)過市場的一輪炒作后,投資者開始追尋什么是智能電網(wǎng),我國智能電網(wǎng)的投資究竟會有多大。
所謂智能電網(wǎng),即在發(fā)電、輸電、配電、用電等環(huán)節(jié)應(yīng)用大量的新技術(shù),最終實(shí)現(xiàn)電用的優(yōu)化配置以及節(jié)能減排。目前,美國、日本等國家都推出了類似的計(jì)劃。
智能電網(wǎng)與新能源汽車一樣,已被賦予國家競爭級的戰(zhàn)略地位。我國也注意到智能電網(wǎng)的重要性,并把其提到戰(zhàn)略的高度上來。
2009年5月18日,在中國智能互動電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略研討會上,中國科學(xué)院首席能源問題專家武建東的《中國智能互動電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略報(bào)告》中初步估算,從今年起,我國需要更新百萬個(gè)以上變電站,需要將3000萬塊5000萬塊電表更改為智能電表。根據(jù)政策開放程度,電網(wǎng)還可以開放電視盒通訊等業(yè)務(wù),這將是一個(gè)比3c業(yè)務(wù)更宏大的產(chǎn)業(yè)空間,更能拉動內(nèi)需。他還表示,如果今年就啟動國家互動電網(wǎng)改造,每年有可能拉動GDP--個(gè)百分店左右。
5月21日,中國國家電網(wǎng)公司在北京首次向社會公布了“智能電網(wǎng)”的發(fā)展計(jì)劃,并初步披露了建設(shè)時(shí)間表。
按照規(guī)劃,國家電網(wǎng)公司的智能電網(wǎng)建設(shè)將分3階段:在2010年之前完成規(guī)劃與試點(diǎn)工作;在2010年到2015年大面積推開;計(jì)劃到2020年,全面建成統(tǒng)一的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。
規(guī)劃的出臺,挑動了市場的神經(jīng),專家紛紛猜測智能電網(wǎng)的投入規(guī)模有多大,而市場各方人士給的答案也各不相同。
申銀萬國認(rèn)為,中國智能電網(wǎng)將在部分地區(qū)試點(diǎn),然后在全國范圍內(nèi)逐步推廣,最終到2020年建設(shè)完成,預(yù)計(jì)2020年智能電網(wǎng)總投資將不低于2000億元。
而有專家估計(jì)到2020年,國家需要在特高壓電網(wǎng)建設(shè)投入超過6000億元。
財(cái)富證券分析師王璇表示,預(yù)計(jì)到2020年,智能電網(wǎng)投資總額將達(dá)1萬億元。
安信證券電力設(shè)備行業(yè)分析師黃守宏的預(yù)計(jì)更為大膽,他認(rèn)為在這3個(gè)階段總投資將超過4萬億元,其中第一階段5500億元,第二階段27i億元,第三階段1.7萬億元。
對于這個(gè)數(shù)字,國家電網(wǎng)公司及相關(guān)專家都表示無法得到確切的證實(shí)。不過,相關(guān)人士都表示,智能電網(wǎng)的啟動,對相關(guān)的行業(yè)制造商而言,無疑是一個(gè)巨大的機(jī)遇,可以大幅提高相關(guān)公司的業(yè)績。
此外,有關(guān)部門已經(jīng)將智能電網(wǎng)納入新能源板塊。這意味著與智能電網(wǎng)相關(guān)的上市公司將分享新能源行業(yè)的優(yōu)惠政策,提高其投資價(jià)值。后市有爭議
由于前期漲幅過大,智能電網(wǎng)概念股今后一段時(shí)間內(nèi)的走勢已經(jīng)成為廣議的話題,爭論的焦點(diǎn)是關(guān)于智能電網(wǎng)的發(fā)展細(xì)則會在什么時(shí)候出臺。
財(cái)富證券分析師王璇在接受記者采訪時(shí)表示,由于前期漲幅很高,在7月前,相關(guān)個(gè)股將會出現(xiàn)短期的調(diào)整,但國電南瑞等公司能夠從智能電網(wǎng)中真正獲得收益,所以跌幅不會很大。他估計(jì)相關(guān)部門將會在7月份智能電網(wǎng)建設(shè)的具體細(xì)則,在此背景下,相關(guān)股票將還會有一輪上漲行情。
相對于王璇的樂觀態(tài)度,中投證券電氣設(shè)備行業(yè)分析師熊琳則顯得謹(jǐn)慎很多。她表示,說7月份會出臺智能電網(wǎng)建設(shè)具體細(xì)則的消息,都是一些媒體從相關(guān)人士或機(jī)構(gòu)那里得到的,權(quán)威部門并沒有這種說法,所以還存在很大的不確定性。如果7月份這個(gè)細(xì)則不能出臺,則目前漲幅過高的相關(guān)智能電網(wǎng)概念股將面臨著很大的回調(diào)壓力。
東莞證券分析師陳鵬在接受記者采訪時(shí)也表達(dá)了相同的擔(dān)心。他認(rèn)為,雖然前期相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)表示將會大力發(fā)展智能電網(wǎng),但近期管理層口風(fēng)開始轉(zhuǎn)緊,出現(xiàn)“將擇機(jī)出臺規(guī)則”的提法,所以7月份相關(guān)細(xì)則能不能出臺還不好說,投資者對此應(yīng)抱有相應(yīng)的準(zhǔn)備。
而相關(guān)部門領(lǐng)導(dǎo)向媒體的表述,似乎在印證著陳鵬的擔(dān)憂。國家發(fā)改委副主任、國家能源局局長張國寶日前表示,“能源局正在對智能電網(wǎng)的問題進(jìn)行研究,我們認(rèn)為,智能電網(wǎng)應(yīng)該是清潔、高效、分布式的電網(wǎng),但也有不同的意見。對于智能電網(wǎng)的規(guī)劃,應(yīng)該說還在研究中,尚無統(tǒng)一規(guī)劃?!?/p>
本刊特約分析師表示,從上述領(lǐng)導(dǎo)的發(fā)言中可以看出,7月份出臺智能電網(wǎng)規(guī)劃的可能性較小,但也不排除出臺的可能。無論如何,從目前的情況來看,智能電網(wǎng)已經(jīng)成為中國電網(wǎng)的發(fā)展方向是不會改變的。
關(guān)注兩公司
在智能電網(wǎng)的建設(shè)中,哪些行業(yè)會從中受益,哪些上市公司從中分到的蛋糕最大?
東莞證券行業(yè)分析師俞春燕表示,智能電網(wǎng)范疇包括可再生能源發(fā)電、特高壓、超導(dǎo)、智能電表、電網(wǎng)調(diào)度等。我國的智能電網(wǎng)將主要以特高壓電網(wǎng)為主干電網(wǎng),國家電網(wǎng)公司計(jì)劃在今明兩年投資830億元建設(shè)特高壓。
智能電網(wǎng)的建設(shè)也將拉動二次設(shè)備需求。申銀萬國研究報(bào)告認(rèn)為,二次設(shè)備主要包括電站自動化、變電站自動化、電網(wǎng)調(diào)度自動化和配電自動化等4類產(chǎn)品。
安信證券分析師黃守宏指出,在我國智能電網(wǎng)建設(shè)過程中,高級調(diào)度自動化系統(tǒng)、柔性輸電。數(shù)字化開關(guān)、數(shù)字化互感器、配網(wǎng)自動化、用電管理采集系統(tǒng)市場將會有巨大的增長空間。
而在上市公司中,真正能夠從智能電網(wǎng)建設(shè)中受益的有幾家?本刊綜合各券商的研究報(bào)告,發(fā)現(xiàn)券商重點(diǎn)關(guān)注表中出現(xiàn)頻率最多的是兩家公司。
智能電網(wǎng)建設(shè)是電網(wǎng)未來發(fā)展的主要方向,能夠確保人們?nèi)粘I钪杏盟璧碾娔苜|(zhì)量,電力工程技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用,更是提高了電網(wǎng)運(yùn)行的安全和可靠性。智能電網(wǎng)應(yīng)用電力工程技術(shù)的形式具有多種,例如:在電力能源轉(zhuǎn)換、電源、輸電、發(fā)電過程中的有效應(yīng)用。因此,為有效提高智能電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性,確保人們能夠獲得高質(zhì)量電能,本文針對智能電網(wǎng)特點(diǎn)進(jìn)行評價(jià),并對智能電網(wǎng)中電力工程技術(shù)進(jìn)行研究,試圖為之提供行之有效的可行性建議。
關(guān)鍵詞:
智能電網(wǎng);特點(diǎn);電力技術(shù);運(yùn)用
引言
當(dāng)前全球一體化進(jìn)程不斷加快,隨之而來的能源問題層出不窮,全球人口的急劇增長更是加重了能源問題。研究得知,我國地域遼闊,能源豐富,但是人均資源占有量卻比較低,電能作為人們生活中必不可少的能源,在人們生活中發(fā)揮著重要作用,因此,需要供應(yīng)足夠的電能,智能電網(wǎng)建設(shè)就實(shí)現(xiàn)了這一要求,尤其是電力工程技術(shù)的使用更是加快了智能電網(wǎng)的建設(shè)速度,提高了智能電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性,保證了高質(zhì)量電能的供應(yīng)。
1.智能電網(wǎng)概念及特點(diǎn)的評價(jià)分析
1.1概念
智能電網(wǎng)概念是2006年始于美國IBM公司提出的“智能電網(wǎng)”解決方案。目前,已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。智能電網(wǎng)本質(zhì)是一種電力體系,特別之處是該體系的組成是多個(gè)配電和輸電系統(tǒng),智能電網(wǎng)架構(gòu)示意圖,如圖-1所示。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,智能電網(wǎng)的建設(shè)能夠很好地適應(yīng)電力市場的發(fā)展需求,不僅提高了電力工程的建設(shè)質(zhì)量,還實(shí)現(xiàn)了在節(jié)能環(huán)保的同時(shí)提供可靠的電能,智能電網(wǎng)建設(shè)是電網(wǎng)建設(shè)未來的主要方向。智能電網(wǎng)的快速發(fā)展,還得益于電力工程技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用,例如:電力能源轉(zhuǎn)換方面的應(yīng)用、電源部分的應(yīng)用、輸電過程中的應(yīng)用、發(fā)電過程中的應(yīng)用等。
1.2特點(diǎn)
智能電網(wǎng)的特點(diǎn)是節(jié)約、智能和耐久性。節(jié)約可以有效解決我國能源緊張問題;智能特點(diǎn)可以提高電網(wǎng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性;耐久性則可以使得電網(wǎng)能夠有效應(yīng)對各種氣候環(huán)境。
2.電力工程技術(shù)在智能電網(wǎng)的應(yīng)用研究
2.1在電力能源轉(zhuǎn)換的應(yīng)用形式
調(diào)查得知,我國電力能源緊缺,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,我國電力行業(yè)開始嘗試使用低碳新能源,在智能電網(wǎng)建設(shè)過程中,電力企業(yè)擔(dān)負(fù)著全面轉(zhuǎn)換能源的重任,只有確保智能電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行,才能夠有效實(shí)現(xiàn)電能的遠(yuǎn)距離傳輸。從能源角度來講,電力企業(yè)在智能電網(wǎng)建設(shè)過程中要有效利用新能源,踐行低碳、環(huán)保理念,目前,智能電網(wǎng)建設(shè)主要使用兩種能源:分布式能源和可再生能源??稍偕茉词鞘走x能源,智能電網(wǎng)建設(shè)過程中要有效利用電力工程技術(shù),將可再生能源作為核心能源使用,比如:對太陽能、風(fēng)能等可再生能源,促使電力工程技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)電力能源轉(zhuǎn)換方面發(fā)揮重要作用。
2.2在電源部分的應(yīng)用形式
從電源角度來講,電力工程技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)方面發(fā)揮著重要作用。電力企業(yè)輸電形式有交流和直流兩種,交流電源又可分為變頻和恒頻兩種形式。智能電網(wǎng)建設(shè)過程中變頻和恒頻電流都可使用,這可以大大提高智能電網(wǎng)運(yùn)行的安全可靠性,也能夠?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)下一環(huán)節(jié)的安全運(yùn)行墊定基礎(chǔ)。
2.3在輸電過程中的應(yīng)用形式
智能電網(wǎng)建設(shè)應(yīng)用電力工程技術(shù),必須要保持良好的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行環(huán)境,才能夠確保電力工程技術(shù)發(fā)揮應(yīng)有的作用,有效發(fā)揮電力工程技術(shù)的功能和作用。在輸電過程中應(yīng)用電力工程技術(shù),主要有兩種形式:無功補(bǔ)償技術(shù)和諧波抑制技術(shù),這兩項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用較為廣泛。電力企業(yè)智能電網(wǎng)建設(shè)輸電過程中應(yīng)用這兩種技術(shù),可以有效減少了輸電過程中的電能損耗,提高了供電質(zhì)量。其中無功補(bǔ)償技術(shù)更是在低壓輸配電線路中廣泛應(yīng)用,尤其是在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域具有重要影響。
2.4在智能電網(wǎng)發(fā)電過程中的應(yīng)用形式
電力工程技術(shù)應(yīng)用于智能電網(wǎng)的發(fā)電過程中,主要是借 助于電力電子元器件全面控制電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)。比如:使用節(jié)能裝置降低發(fā)電過程中的能源消耗,,從而有效提高智能電網(wǎng)發(fā)電效率,減少電網(wǎng)運(yùn)行成本,降低電費(fèi),最終提高電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
3.總結(jié)
綜上所述,電力工程技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)方面發(fā)揮著重要作用,不僅能夠提高電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性,還能夠?yàn)槿藗兲峁└哔|(zhì)量電能。智能電網(wǎng)中應(yīng)用的電力工程技術(shù)具有多樣性、多元性,目的都是為了確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,電力工程技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)方面應(yīng)用力度會越來越大,智能電網(wǎng)建設(shè)會向著更好的方向發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】智能配電網(wǎng);配電自動化;快速仿真與模擬
1、前言
近年來,智能電網(wǎng)已成為電力界的熱門話題,被認(rèn)為是改變未來電力系統(tǒng)面貌的電網(wǎng)發(fā)展模式。智能電網(wǎng)包括智能輸電網(wǎng)和智能配電網(wǎng)(smartdistribution grid,SDG)2方面的內(nèi)容,其中,SDG具有新技術(shù)內(nèi)容多、與傳統(tǒng)電網(wǎng)區(qū)別大的特點(diǎn),對于實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)建設(shè)的整體目標(biāo)有著舉足輕重的作用。國內(nèi)外已有不少文獻(xiàn)介紹智能電網(wǎng)的基本概念及其技術(shù)內(nèi)容,而專門針對SDG的研究則相對較少。SDG與業(yè)界熟悉的配電自動化(DA)技術(shù)有著密切的聯(lián)系,理清SDG與DA的關(guān)系對于了解、認(rèn)識SDG十分有幫助。而按照智能電網(wǎng)的要求,充實(shí)提高DA技術(shù),對于推動DA技術(shù)的發(fā)展、建設(shè)SDG具有十分重要的意義。
2、SDG的基本概念
2.1 SDG的定義。根據(jù)智能電網(wǎng)的含義,可將SDG 定義為:一個(gè)集成了傳統(tǒng)和前沿配電工程技術(shù)、高級傳感和測控技術(shù)、現(xiàn)代計(jì)算機(jī)與通信技術(shù)的配電系統(tǒng),更加安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、高效,支持分布式電源的大量接入,并為用戶提供擇時(shí)用電等與配電網(wǎng)互動的服務(wù)。
SDG的主要技術(shù)內(nèi)容有如下:(1)配電數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控(SCADA)技術(shù);(2)變電站自動化(SA);(3)饋線自動化(FA)與自動恢復(fù)供電技術(shù)。
3、SDG與DA的關(guān)系
3.1 DA技術(shù)
DA指利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、通信與信息技術(shù),將配電網(wǎng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、設(shè)備、用戶以及地理圖形等信息集成,構(gòu)成完整的自動化系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控及管理的自動化、信息化。其作用主要是提高供電質(zhì)量、用戶服務(wù)質(zhì)量和配電網(wǎng)管理效率。
DA的主要技術(shù)內(nèi)容有:
①配電網(wǎng)運(yùn)行自動化(distribution operationautomation,DOA),包括配電SCADA、SA、FA共3個(gè)方面的內(nèi)容。
②配電管理自動化功能,包括設(shè)備管理、檢修管理、停電管理、規(guī)劃設(shè)計(jì)管理等功能。
③用戶自動化,包括自動抄表與客戶信息管理2部分內(nèi)容。
在中國,高壓配電網(wǎng)的運(yùn)行監(jiān)控一般由地區(qū)調(diào)度自動化系統(tǒng)完成,中壓配電網(wǎng)的運(yùn)行監(jiān)控與FA由DOA系統(tǒng)(又稱配電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)或配電網(wǎng)自動化系統(tǒng))完成。SA系統(tǒng)在完成變電站的保護(hù)監(jiān)控功能的同時(shí),向地區(qū)調(diào)度自動化系統(tǒng)、DOA系統(tǒng)提供變電站實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)。配電管理自動化功能由配電地理信息系統(tǒng)(GIS)完成。用戶自動化系統(tǒng)包括AMR系統(tǒng)、CIS、客戶呼叫管理系統(tǒng)。由以上DA系統(tǒng)集成形成的系統(tǒng)稱為配電網(wǎng)綜合自動化系統(tǒng)或配電管理系統(tǒng)(DMS)。
4、高級配電自動化技術(shù)
4.1 配電自動化基本概念。智能配電網(wǎng)概念下的DA,稱為高級配電自動化(ADA),是實(shí)現(xiàn)接有分布式電源的配電網(wǎng)系統(tǒng)的全面控制與自動化,是傳統(tǒng)DA的繼承和發(fā)展。
4.2 高級配電自動化的主要功能。(1)配電SCADA:在ADA系統(tǒng)中,要求配電SCADA采集的數(shù)據(jù)更為全面、完整。配電SCADA 具備完善的控制策略和有效的控制手段,實(shí)現(xiàn)對DER和DFACTS的功率雙向流動和穩(wěn)定運(yùn)行進(jìn)行管理;(2)饋線自動化FA:具備完整的自愈控制策略,并在口通信網(wǎng)絡(luò)和配電網(wǎng)廣域測控技術(shù)的基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)其功能;(3)ADA系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)電壓無功補(bǔ)償設(shè)備的優(yōu)化調(diào)節(jié)和控制,實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量的優(yōu)化管理。
5、高級配電自動化支撐技術(shù)
5.1 配電網(wǎng)廣域測控技術(shù)。配電網(wǎng)廣域測控技術(shù)是ADOA子系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的重要支撐技術(shù)之一。配電網(wǎng)廣域測控技術(shù)基于光纖IP通信網(wǎng)絡(luò)和SCADA系統(tǒng),完成現(xiàn)場終端或DER中的數(shù)據(jù)采集、傳輸及管理。
5.2 配電網(wǎng)體系架構(gòu)及信息集成總線技術(shù)。在ADA中,ADOA 和ADMA 兩個(gè)子系統(tǒng)功能集成,具有較強(qiáng)的松耦合性和靈活性。信息集成總線技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)ADA系統(tǒng)內(nèi)部及ADA與其它自動化信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享與信息交互。而ⅢC61968和IEC61970標(biāo)準(zhǔn)為各種數(shù)據(jù)共享與信息交互提供統(tǒng)一的接口、標(biāo)準(zhǔn)及數(shù)據(jù)模型。構(gòu)建供電企業(yè)信息集成“軟總線”,解決了“信息化孤島”問題。
5.3 配電網(wǎng)快速仿真與模擬技術(shù)。配電網(wǎng)快速仿真與模擬技術(shù)提供實(shí)時(shí)計(jì)算工具,分析預(yù)測配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)變化趨勢,可對配電網(wǎng)操作進(jìn)行仿真并進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估,并向運(yùn)行人員推薦調(diào)度決策方案。它是實(shí)現(xiàn)ADA的重要支撐技術(shù),是保證ADA安全可靠、高效優(yōu)化運(yùn)行的重要技術(shù)手段。
6、高級配電自動化應(yīng)用設(shè)計(jì)
ADA應(yīng)用體系設(shè)計(jì)。基于配電終端站點(diǎn)的分布式控制和DER的優(yōu)化調(diào)度與控制,融入智能多技術(shù)、廣域測控技術(shù)、DFSM技術(shù)和SOA架構(gòu)來進(jìn)行設(shè)計(jì)分層分布式的ADA應(yīng)用體系。體系架構(gòu)劃分為信息集成層、ADA系統(tǒng)高級應(yīng)用層、數(shù)據(jù)處理層和廣域測控層四層結(jié)構(gòu)。信息集成層主要是采用信息集成總線技術(shù)實(shí)現(xiàn)ADA系統(tǒng)與其它自動化信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享和信息交互,解決“自動化孤島”。ADA系統(tǒng)高級應(yīng)用層綜合利用經(jīng)過處理的廣域測控信息,通過廣域控制、穩(wěn)態(tài)與動態(tài)分析、快速仿真與模擬、故障處理、狀態(tài)估計(jì)與控制、停電管理等高級應(yīng)用智能模塊實(shí)現(xiàn)ADA的各項(xiàng)高級應(yīng)用功能。數(shù)據(jù)處理層主要是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理及應(yīng)用功能,實(shí)現(xiàn)對各種歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的處理及應(yīng)用。廣域測控層則通過廣域測控模塊形成廣域測控協(xié)調(diào),實(shí)現(xiàn)各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集和控制指令的下發(fā)。
基于智能多和廣域測控技術(shù)的ADA應(yīng)用體系能夠解決配電網(wǎng)中各個(gè)子系統(tǒng)之間的自治與協(xié)調(diào)問題,并且適用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜配電網(wǎng)的自愈控制。當(dāng)然,只有在實(shí)踐中不斷研究完善高級應(yīng)用功能的開發(fā)的體系,并且需要基于DF8003D現(xiàn)有系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上進(jìn)一步進(jìn)行二次開發(fā),才能滿足實(shí)際運(yùn)行要求。
7、結(jié)束語
由于歷史原因,中國配電網(wǎng)投資相對不足,這是目前制約電力系統(tǒng)供電質(zhì)量與運(yùn)行效率提高的薄弱環(huán)節(jié),亟待進(jìn)一步加強(qiáng)、提高。而國家大力推動可再生能源發(fā)電以及電動車發(fā)展的政策更是給配電網(wǎng)提出了新挑戰(zhàn)。智能電網(wǎng)的提出為解決這些問題創(chuàng)造了條件,給配電技術(shù)的發(fā)展指明了方向。積極研發(fā)并推廣應(yīng)用SDG技術(shù),對于建設(shè)現(xiàn)代配電網(wǎng),更好地滿足中國經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展對電力系統(tǒng)的要求,具有十分重要的意義。
參考文獻(xiàn)
[1]余貽鑫.面向21世紀(jì)的智能配電網(wǎng).南方電網(wǎng)技術(shù),2006,2(6):14-16.
【關(guān)鍵詞】:智能電網(wǎng);微電網(wǎng);多技術(shù);清潔分布式能源;建筑電氣
中圖分類號:V242.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
0引言
隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展,智能電網(wǎng)(Smart Power Grids)被提上日程,目前已成為世界各國在電力行業(yè)重點(diǎn)研究發(fā)展的方向。智能電網(wǎng)具有堅(jiān)強(qiáng)、自愈、兼容、經(jīng)濟(jì)、集成、優(yōu)化等主要特征。智能電網(wǎng)的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效和環(huán)境友好,電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)這些目標(biāo),就可以稱其為智能電網(wǎng)。智能電網(wǎng)可分為智能輸電網(wǎng)和智能配電網(wǎng),其中智能配電網(wǎng)的組成包含了智能微電網(wǎng)。微電網(wǎng)是由分布式電源、儲能裝置、負(fù)荷與各種監(jiān)控裝置組成的微型電網(wǎng),可以靈活地實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)和孤島運(yùn)行,是智能電網(wǎng)的重要組成部分。1分布式電源的概念及特點(diǎn)
不管是近年來在世界范圍內(nèi)發(fā)生的幾次大停電事故,還是在我國的冰災(zāi)和震災(zāi)期間出現(xiàn)的大面積停電事故,都為目前的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及其發(fā)展敲響了警鐘。這種規(guī)模不斷擴(kuò)大的大電網(wǎng)使受端電網(wǎng)對外來電網(wǎng)的依賴程度增加,大電網(wǎng)在可靠性和靈活性等方面存在的缺陷也日益顯現(xiàn)。不僅如此,在目前能源發(fā)展面臨著容量和環(huán)保受限的巨大壓力下,分布式發(fā)電無疑是一個(gè)很好的解決手段,從而受到電力和能源界的普遍關(guān)注和重視。
分布式發(fā)電(DG)是指規(guī)模不大(幾十kW到幾十MW)且靠近負(fù)荷的電源高效、經(jīng)濟(jì)、可靠地發(fā)電。分布式發(fā)電技術(shù)包括太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、燃料電池發(fā)電、微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電等技術(shù)。近年來,歐美DG技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用都在不斷增大,DG技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用已經(jīng)成為美國和歐盟國家未來電力和能源的重點(diǎn)發(fā)展計(jì)劃。同時(shí),日本、韓國以及亞洲其他一些地區(qū)也把DG作為滿足電能與熱能需求的最重要來源之一。在我國,已將“分布式供能技術(shù)”列入2006―2020年中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要。因此,電力建設(shè)也應(yīng)積極適應(yīng)國家的整體發(fā)展目標(biāo),發(fā)展分布式電源技術(shù)。
分布式電源大都采用風(fēng)電、太陽能等高效的新能源,節(jié)能和環(huán)保性能好,解決了能源緊缺和環(huán)保問題。分布式電源在電網(wǎng)中的大規(guī)模發(fā)展,使電網(wǎng)的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性都大大提高。
2微電網(wǎng)的概念和優(yōu)勢
盡管分布式電源可靠性好、靈活性高、經(jīng)濟(jì)性高、節(jié)能環(huán)保,但是研究表明它對大電網(wǎng)的規(guī)劃、運(yùn)行控制和潮流等具有重要的影響,是對傳統(tǒng)電網(wǎng)的運(yùn)行、計(jì)算、規(guī)劃的一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。正是由于分布式發(fā)電的這些不足,近年來提出了微電網(wǎng)的概念。微電網(wǎng)作為大電網(wǎng)的一個(gè)主要支撐和后備,無疑將成為未來電網(wǎng)發(fā)展的一大趨勢。而且隨著智能電網(wǎng)概念的提出,微電網(wǎng)作為一種可以進(jìn)行智能化控制的單元,也將是未來智能電網(wǎng)的重要組成部分。美國的CERTS最早提出了這一概念,接著在歐美很多國家都開始廣泛地研究微電網(wǎng)。
根據(jù)CERTS的定義,微電網(wǎng)是一種由負(fù)荷和微型電源共同組成的系統(tǒng),它可同時(shí)提供電能和熱量。微電網(wǎng)內(nèi)部的電源由電力電子器件負(fù)責(zé)主要的能量轉(zhuǎn)換,并提供必需的控制。微電網(wǎng)相對外部大電網(wǎng)是一個(gè)單一的可控元件,并可同時(shí)滿足用戶對電網(wǎng)質(zhì)量和安全的要求。
微電網(wǎng)將發(fā)電機(jī)機(jī)、負(fù)荷、儲能裝置、電力電子控制裝置相結(jié)合,對外網(wǎng)來說,是一個(gè)單一、可控的元件,對用戶來說又是一個(gè)靈活、可調(diào)節(jié)的電源。微電網(wǎng)具有自主運(yùn)行和并網(wǎng)運(yùn)行兩種運(yùn)行方式,能夠靈活地實(shí)現(xiàn)孤立運(yùn)行和并網(wǎng)。外網(wǎng)故障時(shí),孤立運(yùn)行可以保證微電網(wǎng)內(nèi)的負(fù)荷不斷電,不受外網(wǎng)的影響;并網(wǎng)時(shí)可以支撐上級電網(wǎng)。
根據(jù)各國的不同國情,微電網(wǎng)的發(fā)展具有不同的特點(diǎn)。其中美國電網(wǎng)以提高重要負(fù)荷的供電可靠性、滿足用戶定制的多種電能質(zhì)量需求、降低成本、實(shí)現(xiàn)智能化為發(fā)展重點(diǎn);日本的微電網(wǎng)發(fā)展目標(biāo)主要定位于能源供給多樣化,減少污染,滿足用戶的個(gè)性化電力需求;歐洲規(guī)劃的未來電網(wǎng)則以智能性、能量利用多元化,滿足電力市場的需求為主要特點(diǎn)。我國的微電網(wǎng)發(fā)展尚處在起步階段,但是其帶來的電網(wǎng)技術(shù)改革和經(jīng)濟(jì)效益是不容忽視的。
3MAS概念及其在微電網(wǎng)中的優(yōu)勢
Agent是MAS的基本單元,傳統(tǒng)人工智能技術(shù)只是著重對這種單元的研究,如單個(gè)專家系統(tǒng)的知識表示、推理機(jī)制等。隨著對MAS研究的深入,MAS賦予所擁有的各個(gè)智能體不同的結(jié)構(gòu)、信息內(nèi)容和推理、規(guī)劃能力,因此對單個(gè)A-gent的研究仍然是一個(gè)重要的基礎(chǔ)性研究內(nèi)容。MAS是由多個(gè)(Agent)組成的系統(tǒng),它是為了解決單個(gè)不能解決的復(fù)雜問題,由多個(gè)協(xié)調(diào)合作形成問題的求解網(wǎng)絡(luò)。在該網(wǎng)絡(luò)中,每個(gè)能夠預(yù)測其他的作用,也能影響其他的動作。因此,在多系統(tǒng)中要研究一個(gè)對另一個(gè)的建模方法。同時(shí),為了能影響另一個(gè),需要建立間的通信方法,即多個(gè)組成一個(gè)松散耦合又協(xié)作共事的系統(tǒng),就是一個(gè)多系統(tǒng)。為了使間能夠合理、高效地進(jìn)行協(xié)作,間的通信和協(xié)調(diào)機(jī)制成為多系統(tǒng)的重點(diǎn)問題。同時(shí),值得強(qiáng)調(diào)的是,前面討論的的特性大多也是多系統(tǒng)所具有的特點(diǎn),如交互性、社會性、協(xié)作性、適應(yīng)性和分布性等。此外,多系統(tǒng)還具有如下特點(diǎn):數(shù)據(jù)分布性或分散性,計(jì)算過程異步、并發(fā)或并行,每個(gè)都具有不完全的信息和問題求解能力,不存在全局控制。
4智能微電網(wǎng)應(yīng)用于建筑電氣的優(yōu)勢及技術(shù)難點(diǎn)
4. 1智能微電網(wǎng)應(yīng)用于建筑電氣的優(yōu)勢
在現(xiàn)代建筑電氣系統(tǒng)中,對電能質(zhì)量的要求越來越高。由于微電網(wǎng)可以作為一個(gè)可定制的電源,以滿足用戶多樣化的需求,因此它在建筑電氣中的應(yīng)用將具有獨(dú)特的優(yōu)勢。
(1)增強(qiáng)供電可靠性。微電網(wǎng)能夠快速地跟蹤負(fù)荷的變化,并及時(shí)作出反應(yīng)。儲能裝置也
能對發(fā)電設(shè)備的突然故障迅速作出反應(yīng),彌補(bǔ)供電有功的缺失。
(2)支持當(dāng)?shù)仉妷?。微電網(wǎng)采用大量的先進(jìn)電力電子技術(shù),對于由全控器件絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)組成的換流器可以有效地控制有功和無功,因此對于每一個(gè)分布式電源(如PV),都可以當(dāng)作一個(gè)獨(dú)立的無功補(bǔ)償設(shè)備,發(fā)揮靜止同步補(bǔ)償器(STATCOM)的作用。這可對當(dāng)?shù)仉妷浩鸷芎玫闹巫饔谩?/p>
(3)提高電能質(zhì)量。新型的電力電子器件及脈寬調(diào)制(PWM)技術(shù),不僅可以補(bǔ)償無功,更
可以發(fā)揮有源濾波器的作用,減少諧波污染,向用戶提供更高質(zhì)量的電能。
4. 2技術(shù)難點(diǎn)
結(jié)合MAS的控制,將智能微電網(wǎng)應(yīng)用到建筑電氣中有其獨(dú)有的優(yōu)勢,但是也存在以下技術(shù)難點(diǎn):
(1)如何協(xié)調(diào)各底層元件Agent進(jìn)行控制。微電網(wǎng)Agent將對底層元件Agent進(jìn)行協(xié)調(diào),合理地進(jìn)行協(xié)調(diào)控制策略就顯得尤為重要,既要保證微電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定的同時(shí),也要考慮經(jīng)濟(jì)效益最大化。
(2)如何實(shí)現(xiàn)Agent的快速反應(yīng)性。Agent的特點(diǎn)之一就是對環(huán)境的快速反應(yīng)性,這使它在故障環(huán)境或者大擾動情況下,能夠及時(shí)地作出響應(yīng),以應(yīng)對環(huán)境的突變,避免問題的進(jìn)一步惡化。
5結(jié)語
微電網(wǎng)是目前研究的熱點(diǎn),它不僅可以有效地管理分布式電源,更是將來智能電網(wǎng)的重要組成部分之一。將智能微電網(wǎng)用于建筑電氣中,具有增加供電可靠性、改善電能質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)。MAS分布式控制的特點(diǎn)能夠更加有效地管理微電網(wǎng)各負(fù)荷和電源,協(xié)調(diào)微電網(wǎng)與上級電網(wǎng)之間的控制。