1微型電網(wǎng)

微型電網(wǎng)MG是為了發(fā)揮分布式電站的優(yōu)勢(shì)，避免分布式發(fā)電并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)的沖擊和負(fù)面影響而提出的一種新能源分布式發(fā)電的組織方式和結(jié)構(gòu)。在負(fù)荷中心建立MG模式的終端電網(wǎng)，將本地能源和負(fù)荷結(jié)合起來(lái)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制和運(yùn)行，成為大電網(wǎng)的有力補(bǔ)充和有效支撐。

1.1微型電網(wǎng)背景

在受端電網(wǎng)和負(fù)荷中心建設(shè)一定容量的分布式發(fā)電廠(Distributedgeneration,DG)，以減少大功率、長(zhǎng)距離的輸送，減少輸配電損耗，支撐本地電網(wǎng)，增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性。這些分布式發(fā)電廠可利用多種一次能源，特別是生物質(zhì)能、風(fēng)能、太陽(yáng)能等進(jìn)行發(fā)電。隨著技術(shù)進(jìn)步，這些分布式發(fā)電站的儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展出多種新型環(huán)保的設(shè)備，除了新型蓄電池，還有飛輪儲(chǔ)能、超級(jí)電容器、超導(dǎo)儲(chǔ)能等。

面對(duì)越來(lái)越多的分布式發(fā)電要求就近并網(wǎng)的壓力，一方面為了減少小電力生產(chǎn)者并網(wǎng)后對(duì)電網(wǎng)的沖擊；另一方面，在電網(wǎng)故障時(shí)，分布式發(fā)電必須退出運(yùn)行，限制了分布式發(fā)電的利用。在2002年，美國(guó)CERTS(可靠性技術(shù)解決方案協(xié)會(huì))提出了能更好發(fā)揮分布式電站的潛能的一種特殊的電網(wǎng)——微型電網(wǎng)MG的概念。MG綜合的多種技術(shù)措施中，重要的關(guān)鍵技術(shù)是儲(chǔ)能技術(shù)。MG通過(guò)儲(chǔ)能裝置，儲(chǔ)存分布式電源的多余能源，以彌補(bǔ)分布式發(fā)電系統(tǒng)的功率缺額。

1.2微型電網(wǎng)相關(guān)概念

目前，國(guó)際上對(duì)MG尚未形成統(tǒng)一的定義，各種表述不全相同。美國(guó)CERTS的定義是，MG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；MG內(nèi)部的電源主要由電力電子器件負(fù)責(zé)能量的轉(zhuǎn)換和控制；它相對(duì)于外部電網(wǎng)表現(xiàn)為單一的受控單元，滿足用戶對(duì)電能質(zhì)量和供電安全的要求。

MG的基本特點(diǎn)有：

(1)由可再生能源、分布式能源為一次能源發(fā)電，儲(chǔ)能設(shè)備、電力電子控制設(shè)備是MG必不可少的組成部分；

(2)MG可接入外部大電網(wǎng)，相對(duì)外部大電網(wǎng)MG表現(xiàn)為相對(duì)獨(dú)立的受控單元；

(3)MG的容量一般很小，電壓等級(jí)為低壓和中壓等級(jí)；

(4)MG接近用戶，是一個(gè)分散的即插即用的系統(tǒng)，為本地提供電能和熱能；

(5)MG可滿足用戶對(duì)電能質(zhì)量和供電安全的要求；

(6)MG能與外部電網(wǎng)進(jìn)行能量交換；

(7)MG與公共電網(wǎng)單點(diǎn)連接，即可并網(wǎng)運(yùn)行，又可獨(dú)立運(yùn)行。

MG結(jié)構(gòu)有多種形式。但是，MG的基本單元通常應(yīng)包括：微能源、儲(chǔ)能裝置、管理系統(tǒng)和負(fù)荷。其中，微能源通常是基于電力電子的，保證MG作為相對(duì)獨(dú)立的單元運(yùn)行的靈活性和可靠性。

2智能微網(wǎng)系統(tǒng)抽象及分析

系統(tǒng)抽象是進(jìn)行系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，是在某種計(jì)算模式的方法論指導(dǎo)下，理解目標(biāo)問(wèn)題與復(fù)雜性。常用的一種方法是建立系統(tǒng)的層次模型。在計(jì)算機(jī)科學(xué)和系統(tǒng)科學(xué)界已認(rèn)可“智能系統(tǒng)應(yīng)該是分層的”這一思想。

2.1面向組織的抽象框架

開(kāi)放復(fù)雜智能系統(tǒng)問(wèn)題表現(xiàn)出明顯的社會(huì)性，特別是人作為問(wèn)題求解的主導(dǎo)因素與系統(tǒng)的關(guān)鍵構(gòu)件之一，需要充分考慮并建立有效的抽象框架，形成開(kāi)放復(fù)雜智能系統(tǒng)的抽象機(jī)制。開(kāi)放復(fù)雜智能系統(tǒng)抽象的原則是按照綜合集成的思想，將自上而下和自下而上的方法結(jié)合起來(lái)，獲得問(wèn)題的全面認(rèn)識(shí)。

在系統(tǒng)抽象方法論的指導(dǎo)下，形成基于多智能體設(shè)計(jì)系統(tǒng)的成員劃分步驟、成員類型清單、成員實(shí)體清單、成員關(guān)系清單。

在研究開(kāi)放復(fù)雜智能體系統(tǒng)過(guò)程中，定義了ORGANISED框架。ORGANISED框架定義了開(kāi)放復(fù)雜智能體系統(tǒng)中的基本組織成員與關(guān)系：組織、組織規(guī)則、目標(biāo)、角色、法則、交互、組織結(jié)構(gòu)、環(huán)境以及系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)等。

2.2智能微網(wǎng)系統(tǒng)框架

1.早期系統(tǒng)需求分析

智能微網(wǎng)（smartMG）是一個(gè)主動(dòng)配電網(wǎng)絡(luò)，它對(duì)周圍的配電網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)是一個(gè)可自我控制的獨(dú)立個(gè)體。智能微網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)建的基本策略或目標(biāo)有：

(1)只有單一的公共連接點(diǎn)與主電網(wǎng)連接。對(duì)公共電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，微網(wǎng)與其它的“用戶”類似；

(2)它遵循電網(wǎng)規(guī)則運(yùn)行；

(3)可作為可控負(fù)荷；

(4)可獨(dú)立運(yùn)行；

(5)提供優(yōu)良的電能質(zhì)量和其它服務(wù)，如電壓支撐等。

根據(jù)以上分析，整理出系統(tǒng)的成員名單

2.晚期需求分析

晚期需求分析定義所要設(shè)計(jì)的軟件系統(tǒng)的模型構(gòu)件、運(yùn)行環(huán)境，以及相關(guān)的功能與品質(zhì)要求。晚期需求分析按照ORGANIZSED抽象框架確定系統(tǒng)構(gòu)成成員，包括角色模型、組織交互模型、環(huán)境模型、組織目標(biāo)模型、組織規(guī)則模型、組織結(jié)構(gòu)模型、規(guī)范模型、組織動(dòng)力學(xué)模型等，并針對(duì)上述模型與早期分析所得進(jìn)行情景分析、連鎖狀態(tài)分析、服務(wù)品質(zhì)分析等。

(a)成員模型

成員(Actor)可以從成員類型(Type)、角色(Role)、特征(Property)、屬性(Attribute)等維度描述。

每個(gè)成員與一定的角色相關(guān)聯(lián)。角色從以下方面加以描述：載體成員、屬性(Attribute)、協(xié)議(Protocol)、許可(Permission)、職責(zé)(Responsibility)、活動(dòng)(Activities)、積極事物(Liveness)、消極事物(Safety)等

3結(jié)論

本文在介紹和分析微型電網(wǎng)的基礎(chǔ)上，對(duì)微型電網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了研究。文中引入了開(kāi)放式智能體系統(tǒng)的概念，對(duì)智能微網(wǎng)進(jìn)行抽象建模研究。為MG設(shè)備的開(kāi)發(fā)和系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立提供了基礎(chǔ)。

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