探究智能微電網(wǎng)在建筑電氣系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘 要：我國(guó)正在建設(shè)節(jié)約性社會(huì)，在這樣的大背景下，結(jié)合智能微電在電氣設(shè)計(jì)和使用方面的相關(guān)作用，應(yīng)該針對(duì)電氣工程的需要和現(xiàn)狀進(jìn)行科學(xué)合理的電氣設(shè)計(jì)。本文就建筑電氣設(shè)計(jì)中智能微電相關(guān)問(wèn)題，并詳細(xì)闡述了電氣設(shè)計(jì)的一些相關(guān)內(nèi)容，并提出了相關(guān)的改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：建筑電氣設(shè)計(jì)；智能微電；措施

建筑的發(fā)展直接帶動(dòng)了電氣設(shè)備的發(fā)展和進(jìn)步，而科技的運(yùn)用也為電氣設(shè)備的應(yīng)用帶來(lái)了機(jī)遇。隨著電氣設(shè)計(jì)越來(lái)越精品化，新產(chǎn)品和新技術(shù)也不斷涌現(xiàn)，也促進(jìn)了電氣設(shè)計(jì)和施工持續(xù)發(fā)展和日漸成熟。并且現(xiàn)代建筑電氣設(shè)計(jì)直接關(guān)系到建筑物使用過(guò)程中的用電安全和用電需求。我們可從調(diào)研分析中發(fā)現(xiàn)，建筑電氣設(shè)計(jì)中存在前瞻性不足、設(shè)備的使用不合理等引起建筑電氣設(shè)計(jì)出現(xiàn)了一些問(wèn)題，影響到設(shè)計(jì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。因此，必須規(guī)范設(shè)計(jì)內(nèi)容及原則，而作為電氣設(shè)備設(shè)計(jì)人員在操作時(shí)，應(yīng)該嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)則要求，還要嚴(yán)格從相關(guān)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)出發(fā)，進(jìn)行合理科學(xué)有效的電氣設(shè)計(jì)，從而滿足建筑物設(shè)計(jì)功能的要求。

1. MAS在微電網(wǎng)中的發(fā)展優(yōu)勢(shì)

隨著對(duì)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(duì)單個(gè)A-gent的研究仍然是一個(gè)重要的基礎(chǔ)性研究?jī)?nèi)容。MAS是由多個(gè)代理（Agent）組成的系統(tǒng)，它是為了解決單個(gè)代理不能解決的復(fù)雜問(wèn)題，由多個(gè)代理協(xié)調(diào)合作形成問(wèn)題的求解網(wǎng)絡(luò)。在該網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)代理能夠預(yù)測(cè)其他代理的作用，也能影響其他代理的動(dòng)作。因此，在多代理系統(tǒng)中要研究一個(gè)代理對(duì)另一個(gè)代理的建模方法。同時(shí)，為了能影響另一個(gè)代理，需要建立代理間的通信方法，即多個(gè)代理組成一個(gè)松散耦合又協(xié)作共事的系統(tǒng)，就是一個(gè)多代理系統(tǒng)。為了使代理間能夠合理、高效地進(jìn)行協(xié)作，代理間的通信和協(xié)調(diào)機(jī)制成為多代理系統(tǒng)的重點(diǎn)問(wèn)題。同時(shí)，值得強(qiáng)調(diào)的是，前面討論的代理的特性大多也是多代理系統(tǒng)所具有的特點(diǎn)，如交互性、社會(huì)性、協(xié)作性、適應(yīng)性和分布性等。此外，多代理系統(tǒng)還具有如下特點(diǎn)：數(shù)據(jù)分布性或分散性，計(jì)算過(guò)程異步、并發(fā)或并行，每個(gè)代理都具有不完全的信息和問(wèn)題求解能力，不存在全局控制。

2.智能微電網(wǎng)在建筑電氣中的作用

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(duì)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(duì)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(lái)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(wú)疑將成為未來(lái)電網(wǎng)發(fā)展的一大趨勢(shì)。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(lái)智能電網(wǎng)的重要組成部分。美國(guó)的CERTS最早提出了這一概念，接著在歐美很多國(guó)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(duì)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(duì)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(chǔ)能裝置、電力電子控制裝置相結(jié)合，對(duì)外網(wǎng)來(lái)說(shuō)，是一個(gè)單一、可控的元件，對(duì)用戶來(lái)說(shuō)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(jí)電網(wǎng)。根據(jù)各國(guó)的不同國(guó)情，微電網(wǎng)的發(fā)展具有不同的特點(diǎn)。其中美國(guó)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(lái)電網(wǎng)則以智能性、能量利用多元化，滿足電力市場(chǎng)的需求為主要特點(diǎn)。我國(guó)的微電網(wǎng)發(fā)展尚處在起步階段，但是其帶來(lái)的電網(wǎng)技術(shù)改革和經(jīng)濟(jì)效益是不容忽視的。

3.智能微電網(wǎng)在建筑電氣中的技術(shù)難點(diǎn)

3.1優(yōu)勢(shì)分析

在現(xiàn)代建筑電氣系統(tǒng)中，對(duì)電能質(zhì)量的要求越來(lái)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(shì)。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(chǔ)能裝置也能對(duì)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。微電網(wǎng)采用大量的先進(jìn)電力電子技術(shù)，對(duì)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(wú)功，因此對(duì)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(wú)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(duì)當(dāng)?shù)仉妷浩鸷芎玫闹巫饔?。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(wú)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。

3.2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(shì)，但是也存在以下技術(shù)難點(diǎn)：如何協(xié)調(diào)各底層元件Agent進(jìn)行控制。微電網(wǎng)Agent將對(duì)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。如何實(shí)現(xiàn)Agent的快速反應(yīng)性。Agent的特點(diǎn)之一就是對(duì)環(huán)境的快速反應(yīng)性，這使它在故障環(huán)境或者大擾動(dòng)情況下，能夠及時(shí)地作出響應(yīng)，以應(yīng)對(duì)環(huán)境的突變，避免問(wèn)題的進(jìn)一步惡化。

4.結(jié)束語(yǔ)

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(lái)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(jí)電網(wǎng)之間的控制。智能微電網(wǎng)作為一項(xiàng)新興的技術(shù)，具有很大的發(fā)展?jié)摿ΑＶ悄芪㈦娋W(wǎng)在建筑電氣的應(yīng)用有很多好處，是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)：

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