微网储能侧DC-DC变换器的强化学习自抗扰控制策略

1

作者 马幼捷 刘熠铭 +3 位作者 周雪松 王博 陶珑 问虎龙 《太阳能学报》 北大核心 2025年第3期63-72,共10页

直流微电网电压稳定性研究是新型电力系统面临的关键问题。针对微电网系统中直流母线电压波动大和抗干扰能力弱等缺陷,该文提出一种由Q-learning算法赋能的DC-DC变换器自抗扰控制策略。通过引入线性扩张状态观测器,实现对模型内部摄动... 直流微电网电压稳定性研究是新型电力系统面临的关键问题。针对微电网系统中直流母线电压波动大和抗干扰能力弱等缺陷,该文提出一种由Q-learning算法赋能的DC-DC变换器自抗扰控制策略。通过引入线性扩张状态观测器,实现对模型内部摄动与外部扰动量的精确估计与补偿,利用Q-learning算法实现控制策略参数自适应优化,从而更高效地维持输出电压稳定。基于理论分析,推导范数意义下的Q-learning算法收敛性,并运用Lyapunov理论判据证明线性自抗扰的稳定性。最后,通过仿真对比该文提出的控制策略、线性自抗扰控制与双闭环PI控制在不同工况下的结果,充分验证该策略在提升DC-DC变换器抗扰能力和鲁棒水平的高效性与优越性。 展开更多

关键词 微电网 DC-DC变换器 自抗扰控制 Q-learning算法 Lyapunov判据

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基于DQN算法的直流微电网负载接口变换器自抗扰控制策略

2

作者 周雪松 韩静 +3 位作者 马幼捷 陶珑 问虎龙 赵明 《电力系统保护与控制》 北大核心 2025年第1期95-103,共9页

在直流微电网中,为了保证直流母线与负载之间能量流动的稳定性,解决在能量流动中不确定因素产生的扰动问题。在建立DC-DC变换器数学模型的基础上,设计了一种基于深度强化学习的DC-DC变换器自抗扰控制策略。利用线性扩张观测器对总扰动... 在直流微电网中,为了保证直流母线与负载之间能量流动的稳定性,解决在能量流动中不确定因素产生的扰动问题。在建立DC-DC变换器数学模型的基础上,设计了一种基于深度强化学习的DC-DC变换器自抗扰控制策略。利用线性扩张观测器对总扰动的估计补偿和线性误差反馈控制特性对自抗扰控制器结构进行简化设计,并结合深度强化学习对其控制器参数进行在线优化。根据不同工况下的负载侧电压波形,分析了DC-DC变换器在该控制策略、线性自抗扰控制与比例积分控制下的稳定性、抗扰性和鲁棒性,验证了该控制策略的正确性和有效性。最后,在参数摄动下进行了蒙特卡洛实验,仿真结果表明该控制策略具有较好的鲁棒性。 展开更多

关键词 直流微电网 深度强化学习 DQN算法 DC-DC变换器 线性自抗扰控制

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模型信息联合校正型自抗扰控制策略 被引量：3

3

作者 马幼捷 袁业沧 +3 位作者 周雪松 徐晓宁 丰美丽 问虎龙 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期389-398,共10页

为解决微电网受到不确定扰动时,会对直-直变换器输出的电能质量产生严重影响的问题,该文提出一种模型信息联合校正型自抗扰控制技术(ADRC-MIR)。在该控制策略中,首先借助串联超前校正的思想,以比例微分校正环节对线性扩张状态观测器的... 为解决微电网受到不确定扰动时,会对直-直变换器输出的电能质量产生严重影响的问题,该文提出一种模型信息联合校正型自抗扰控制技术(ADRC-MIR)。在该控制策略中,首先借助串联超前校正的思想,以比例微分校正环节对线性扩张状态观测器的扰动观测传递函数进行修正,使其可实现对总和扰动更精确的跟踪;然后,根据状态空间平均法从被控系统中提取部分模型信息,将其写入修正后的线性扩张状态观测器的系数矩阵并最终构建出ADRC-MIR;随后基于理论推导,给出改进控制器的参数整定公式及其物理意义,并从噪声抑制、扰动抑制及其频域特性等方面指出改进后的控制器可提升控制品质的原因。最后通过对比不同工况下的数值仿真验证所提控制策略的可行性与正确性。 展开更多

关键词 微电网 自抗扰控制 频域分析 比例微分校正 状态空间平均法 模型信息

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基于D-分割法的直流变换器遗传自抗扰控制器设计

4

作者 周雪松 王鑫 +3 位作者 马幼捷 王博 赵明 问虎龙 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期378-385,共8页

针对光伏发电系统中DC-DC变换器由于负载和工作环境条件变化等扰动引起的输出波动问题,提出一种基于D-分割法的直流变换器遗传自抗扰控制器(ADRC)设计方法。该方法适用于设计光伏发电领域中的双向DC-DC变换器,采用D-分割法获得满足闭环... 针对光伏发电系统中DC-DC变换器由于负载和工作环境条件变化等扰动引起的输出波动问题,提出一种基于D-分割法的直流变换器遗传自抗扰控制器(ADRC)设计方法。该方法适用于设计光伏发电领域中的双向DC-DC变换器,采用D-分割法获得满足闭环系统鲁棒稳定的ADRC控制器参数范围;利用具有全局寻优能力的遗传算法,按综合性能指标在该范围内进行参数寻优。实验结果表明,所提基于D-分割法的直流变换器遗传自抗扰控制器设计方法能有效抑制微网母线侧的电压波动和负载突变,提高控制器的鲁棒性,增强光伏发电系统的动态响应性能和抗干扰能力。 展开更多

关键词 光伏发电 DC-DC变换器 遗传算法 自抗扰控制 D-分割法

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基于多阶反馈重构的微电网端口变换器自抗扰策略

5

作者 周雪松 景亚楠 +3 位作者 马幼捷 王鑫 陶珑 问虎龙 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2024年第20期1-11,共11页

直流微电网低压负载侧电能稳定供应是新型电力系统中新能源有效消纳的重要保障。针对微电网供能枢纽变换器受扰情况下输出不稳定的问题,提出了一种观测器状态变量重构补偿的改进型自抗扰策略。首先,通过剖析自抗扰框架下无法避免的结构... 直流微电网低压负载侧电能稳定供应是新型电力系统中新能源有效消纳的重要保障。针对微电网供能枢纽变换器受扰情况下输出不稳定的问题,提出了一种观测器状态变量重构补偿的改进型自抗扰策略。首先,通过剖析自抗扰框架下无法避免的结构问题,推导出观测误差精准范式,并对扰动观测变量进行重构补偿,实现对总扰动的快速跟踪和消除。然后,进一步对改进策略在稳定性能、跟踪性能、抗扰性能、鲁棒性能4个维度进行理论分析,验证了该策略的正确性与有效性。最后,利用数字仿真和物理实验模拟实际工况进行对比分析,验证了该策略在微电网系统多种内外不确定扰动下均具有较好的动态性能。 展开更多

关键词 直流微电网 端口变换器 自抗扰控制 扩张状态观测器 观测量补偿

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梯度式变步长MPPT算法在光伏系统中的应用 被引量：97

6

作者 陈亚爱 周京华 +1 位作者 李津 周玲玲 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第19期3156-3161,共6页

针对光伏系统最大功率点跟踪技术的研究和应用现状,提出一种梯度式变步长扰动观察法。该方法基于梯度寻优思想,在扰动过程中按照P-U特性曲线的斜率可自动改变扰动步长,进而提高系统寻优效率。但由于扰动观察法自身存在缺陷,在外部条件... 针对光伏系统最大功率点跟踪技术的研究和应用现状,提出一种梯度式变步长扰动观察法。该方法基于梯度寻优思想,在扰动过程中按照P-U特性曲线的斜率可自动改变扰动步长,进而提高系统寻优效率。但由于扰动观察法自身存在缺陷,在外部条件出现剧烈变化时,可能存在误判问题并最终导致故障。为解决该问题,在梯度式变步长扰动观察法基础上引入功率预测算法。基于该扰动观察法的控制策略,利用Matlab/Simulink对光伏系统的静、动态特性进行仿真,验证该方法的可行性。并在10 kW样机上进行实验研究,结果表明该方法具有很好的动、稳态性能,能有效地消除误判,实现最大功率点跟踪。 展开更多

关键词 最大功率点跟踪 变步长 扰动观察法 误判

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风力发电系统的低电压穿越技术综述 被引量：10

7

作者 陈亚爱 刘劲东 +1 位作者 周京华 周玲玲 《电气传动》 北大核心 2013年第11期3-10,16,共9页

随着风电并网容量的比重不断增加,给电力系统的安全稳定带来一系列问题。尤其是当电网电压跌落时风力发电机组的低电压穿越能力的问题,已成为风电并网技术中的研究热点。结合风电机组的暂态过程,在对当前国内外研究成果进行分析和归纳... 随着风电并网容量的比重不断增加,给电力系统的安全稳定带来一系列问题。尤其是当电网电压跌落时风力发电机组的低电压穿越能力的问题,已成为风电并网技术中的研究热点。结合风电机组的暂态过程,在对当前国内外研究成果进行分析和归纳基础上,总结了实现低电压穿越的不同技术原理和特点,为风力发电系统的低电压穿越技术的研究与应用提供参考。 展开更多

关键词 风电并网 电网电压跌落 低电压穿越

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基于模糊神经网络的储能侧双向DC-DC变换器自抗扰控制策略 被引量：7

8

作者 马幼捷 杨清 +3 位作者 周雪松 陶珑 王鸿斌 赵家欣 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期488-495,共8页

在直流微网中,为确保储能装置与母线间能量流动的平滑稳定,解决由于工况的不确定性而导致控制效果恶化的问题,在建立双向DC-DC变换器小信号数学模型的基础上,设计一种基于模糊神经网络的双向DC-DC变换器自抗扰控制策略,利用线性扩张状... 在直流微网中,为确保储能装置与母线间能量流动的平滑稳定,解决由于工况的不确定性而导致控制效果恶化的问题,在建立双向DC-DC变换器小信号数学模型的基础上,设计一种基于模糊神经网络的双向DC-DC变换器自抗扰控制策略,利用线性扩张状态观测器实现对总扰动的估计补偿,结合模糊神经网络实现控制器参数的在线优化。通过分析对比不同工况中该文所提出的控制策略、线性自抗扰控制与比例积分控制下的直流母线侧电压波形,证明了所提自抗扰控制策略的正确性与有效性。最后,通过参数摄动下的蒙特卡洛实验验证,该控制方法具有较好的鲁棒性。 展开更多

关键词 微网 储能 DC-DC变换器 模糊神经网络 线性自抗扰控制

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直流微网变增益专家自抗扰控制 被引量：2

9

作者 周雪松 王馨悦 +3 位作者 马幼捷 徐晓宁 丰美丽 问虎龙 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2023年第18期70-80,共11页

直流微网在分布式发电的有效利用中发挥重大作用。为解决直流微网中存在的实时扰动影响双向DC-DC变换器控制效果从而恶化电能质量的问题,提出了一种变增益专家自抗扰稳压控制。首先,在状态观测器理论下设计专家系统,将其与扩张状态观测... 直流微网在分布式发电的有效利用中发挥重大作用。为解决直流微网中存在的实时扰动影响双向DC-DC变换器控制效果从而恶化电能质量的问题,提出了一种变增益专家自抗扰稳压控制。首先,在状态观测器理论下设计专家系统,将其与扩张状态观测器有机结合,并且引入动态调节因子实现观测器增益的在线优化。其次,利用系统在抗扰过程中的观测绝对误差与控制强度需求制定专家规则与变增益自抗扰控制策略,给出动态调节因子取值范围。并且在观测跟踪性能、抗扰频域特性、噪声抑制、时变增益对系统抗扰性的影响等方面进行了理论分析,表明所提出的控制策略能够有效提升系统性能。最后,经过仿真和实验验证,使用变增益专家自抗扰控制在多种工况下的性能均优于传统双闭环PI与LADRC控制。 展开更多

关键词 双向DC-DC变换器 自抗扰控制 观测器增益 专家系统 抗扰性

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光伏并网发电系统的低电压穿越技术 被引量：2

10

作者 陈亚爱 刘劲东 +1 位作者 周京华 张新强 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1095-1098,共4页

为了稳定高渗透率下光伏电站的电网,国家制定了严格的光伏电站并网规定以确保电力系统的安全。在分析并网规则中低电压穿越要求的基础上,结合大功率光伏电站的并网结构,讨论了目前基于控制算法和增加硬件等方法的光伏电站低电压穿越技术... 为了稳定高渗透率下光伏电站的电网,国家制定了严格的光伏电站并网规定以确保电力系统的安全。在分析并网规则中低电压穿越要求的基础上,结合大功率光伏电站的并网结构,讨论了目前基于控制算法和增加硬件等方法的光伏电站低电压穿越技术,为光伏电站低电压穿越技术的研究和工程实施提供参考。 展开更多

关键词 光伏电站 并网结构 低电压穿越

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基于DDPG算法的微网负载端接口变换器自抗扰控制 被引量：1

11

作者 周雪松 张心茹 +3 位作者 赵浛宇 王博 赵明 问虎龙 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2023年第21期66-75,共10页

直流微电网是新能源综合利用的重要形式,但其中的分布式接口往往存在着强随机性扰动,这给直流变换器的稳压控制带来了诸多问题。为了尽可能地抑制控制器参数固定时这种不确定性特征引起的不利影响,提出了一种利用深度确定性策略梯度(dee... 直流微电网是新能源综合利用的重要形式,但其中的分布式接口往往存在着强随机性扰动,这给直流变换器的稳压控制带来了诸多问题。为了尽可能地抑制控制器参数固定时这种不确定性特征引起的不利影响,提出了一种利用深度确定性策略梯度(deep deterministic policy gradient,DDPG)算法整定线性自抗扰控制器参数的方法。依靠引入了智能算法的自抗扰微电网控制系统,实现了控制器参数的自适应调整,从而实现了微电网接口变换器的稳定运行。通过仿真对比了各类典型工况下,DDPG-LADRC与传统线性自抗扰控制器(linear active disturbance rejection control,LADRC)、双闭环比例-积分控制器的性能差异,验证了所提控制策略的有效性。而参数摄动下的鲁棒性分析结果结合多项指标下的系统整体性分析,充分体现了控制器参数的智能化调整所带来的多工况自适应性增益的优越性,具备较强的工程价值。 展开更多

关键词 微电网 DC-DC变换器 线性自抗扰控制 深度强化学习 DDPG算法 抗扰性

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风力发电变桨距控制器测试系统的设计 被引量：4

12

作者 赵龙 陈林 +1 位作者 侯立军 宋宇黎 《电测与仪表》 北大核心 2011年第12期58-61,78,共5页

在风力发电中,变桨距控制器用于实现桨距角调节和功率控制。在变桨距控制器现场运行之前,要对其性能进行测试。本文采用倍福PLC模拟主控制器,PLC与变桨距控制器之间采用CANopen总线通讯,设计了变桨距控制器的测试系统,介绍了测试系统的... 在风力发电中,变桨距控制器用于实现桨距角调节和功率控制。在变桨距控制器现场运行之前,要对其性能进行测试。本文采用倍福PLC模拟主控制器,PLC与变桨距控制器之间采用CANopen总线通讯,设计了变桨距控制器的测试系统,介绍了测试系统的功能和软件流程,给出了测试结果。 展开更多

关键词 风力发电 变桨距控制器 倍福PLC CANOPEN总线

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分数槽集中绕组双转子感应电机电磁耦合特性的分析 被引量：14

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作者 许祥威 骆皓 +2 位作者 侍正坤 赵家欣 倪喜军 《微电机》 北大核心 2019年第9期34-40,共7页

由于传统双馈感应发电机的功率因数随极对数增加而显著降低,无法实现直驱,提出一种分数槽集中绕组双转子电机,定转子采用分数槽集中绕组,利用定子磁动势极对数频谱中的一对主导分量进行双转子交流励磁,提高电磁功率,显著提升了电机转矩... 由于传统双馈感应发电机的功率因数随极对数增加而显著降低,无法实现直驱,提出一种分数槽集中绕组双转子电机,定转子采用分数槽集中绕组,利用定子磁动势极对数频谱中的一对主导分量进行双转子交流励磁,提高电磁功率,显著提升了电机转矩密度。介绍分数槽集中绕组双转子感应电机的基本结构及工作原理,依据分数槽集中绕组理论分析了它的电磁耦合特性,并推导了电感参数的一般表达式,利用解析法计算电感参数,分析了高次谐波对电感参数的影响。最后,通过对比有限元分析与理论分析的电感参数结果,理论分析与仿真结果基本吻合。 展开更多

关键词 分数槽集中绕组 互感 双绕组励磁 电磁耦合 绕组函数

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基于多频对极磁场耦合的直驱型双馈电机电磁耦合特性分析 被引量：14

14

作者 骆皓 许祥威 +2 位作者 侍正坤 赵家欣 刘海涛 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期159-165,共7页

常规双馈电机难以通过增加极对数实现直驱。分析分数槽集中绕组的磁场极对数频谱,利用极对数主导分量实现电磁耦合,提出一种基于多频对极磁场耦合的直驱型双馈电机传动方案。针对分数槽集中绕组电机绕组系数在不同极槽比条件下缺乏通用... 常规双馈电机难以通过增加极对数实现直驱。分析分数槽集中绕组的磁场极对数频谱,利用极对数主导分量实现电磁耦合,提出一种基于多频对极磁场耦合的直驱型双馈电机传动方案。针对分数槽集中绕组电机绕组系数在不同极槽比条件下缺乏通用数学解析方法的问题,通过激励磁动势合成,推导3类极槽比的绕组系数一般表达式;对定转子匝数和绕组函数进行傅里叶级数变换,推导各次谐波磁场对应的电感、磁链和感应电压表达式,分析谐波磁场对电机参数的影响;提出一种以特定极对数互感值为指标判据的双转子电机极槽设计方法。通过数学解析和有限元计算结果对比,验证了所提出的多频对极磁场耦合理论和直驱型双馈电机传动原理的正确性。 展开更多

关键词 分数槽集中绕组 谐波磁动势 多频对极磁场耦合 谐波绕组系数

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微网储能逆变器并联下的零序环流控制 被引量：4

15

作者 侯立军 庞仁杰 +2 位作者 刘馨芳 蔚飞 王姜骅 《电气传动》 北大核心 2017年第3期32-36,共5页

结合微网的实际特征,采用一种改进的主从控制策略,在传统的PQ/Vf模式切换基础上,增加电流内环前馈值、给内环积分器和相位角赋初值;并采用了共DC直流母线主单元并联逆变器的方法,来提高控制器的可靠性并扩容。且设计了有效的环流控制器... 结合微网的实际特征,采用一种改进的主从控制策略,在传统的PQ/Vf模式切换基础上,增加电流内环前馈值、给内环积分器和相位角赋初值;并采用了共DC直流母线主单元并联逆变器的方法,来提高控制器的可靠性并扩容。且设计了有效的环流控制器,通过调节三相桥臂占空比的零轴分量来实现系统环流抑制。最后,在Matlab/Simlink的环境下,验证了所提方法的有效性,不仅实现了微网并网和孤岛状态之间的无扰动切换,也有效地抑制了并联模块所带来的环流问题。 展开更多

关键词 微网 改进的主从控制策略 并联逆变器 零序电流

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基于BP神经网络的双模型光伏发电量预测 被引量：6

16

作者 刘如慧 姜军 +3 位作者 王剑峰 周玲玲 问虎龙 仇志鑫 《天津理工大学学报》 2020年第1期25-30,共6页

光伏系统的发电量受到太阳辐照强度、温度、湿度和压强等多种天气变量的影响,变化复杂,具有间歇性和波动性.传统预测模型中需要以天气预报数据作为输入,但其与实际的天气变量存在一定偏差,这给预测结果带来了不可避免的误差.为了进一步... 光伏系统的发电量受到太阳辐照强度、温度、湿度和压强等多种天气变量的影响,变化复杂,具有间歇性和波动性.传统预测模型中需要以天气预报数据作为输入,但其与实际的天气变量存在一定偏差,这给预测结果带来了不可避免的误差.为了进一步提高预测精度,本文提出了天气变量预测数据到天气变量实际数据和天气变量实际数据到光伏系统发电量的双模型预测系统,并对训练好的模型进行了测试和分析,预测结果表明,此模型能够达到较高的预测精度,具有一定的可行性和有效性. 展开更多

关键词 光伏发电 天气变量 双模型 预测精度 神经网络

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加快自主创新产业化步伐 打造一流风电产业

17

《天津科技》 2011年第2期18-19,共2页

天津瑞能电气有限公司是一家年轻的、充满活力和激情的高新技术企业。公司成立于2008年,坐落于天津市西青经济开发区,经过短短3年的创业、发展,目前该公司是国内规模最大、技术能力最强、面向世界风能提供兆瓦级电控系统整体解决方案的... 天津瑞能电气有限公司是一家年轻的、充满活力和激情的高新技术企业。公司成立于2008年,坐落于天津市西青经济开发区,经过短短3年的创业、发展,目前该公司是国内规模最大、技术能力最强、面向世界风能提供兆瓦级电控系统整体解决方案的供应商。公司的主要产品包括：兆瓦级风电机组主控系统、电动变桨系统、风电变频器及风电场监控系统等。1加快科技成果转化。 展开更多

关键词 风电产业 自主创新 产业化 整体解决方案 高新技术企业 科技成果转化 电控系统 经济开发区

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低压成套开关设备的检测和质量关注要点浅析

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作者 张鑫 张杰 +2 位作者 杜然珑 费强 谢恩利 《中国科技期刊数据库 工业A》 2021年第1期200-200,202,共2页

文献从两种低压开关设备的特点出发,结合笔者自身多年工作经验,主要详细论述了低压开关设备的风险检测与监控问题及质量问题的关键点,所得文献希望能够为检测提供思路,并对行业的发展起到一定的促进作用。

关键词 低压成套开关设备 检测 质量

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电力工程中电气自动化技术的应用 被引量：3

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作者 刘宝清 《山东工业技术》 2019年第10期197-197,共1页

城市的不断进步发展,人们生活水平不断提高,社会对电力能源的需求逐渐增多。只有全面创新技术,完善电力工程电气自动化,全方位提高电能质量,才能够推进社会生产发展进程。因此,文中通过对电气自动化技术的介绍,分析了电力工程中电气自... 城市的不断进步发展,人们生活水平不断提高,社会对电力能源的需求逐渐增多。只有全面创新技术,完善电力工程电气自动化,全方位提高电能质量,才能够推进社会生产发展进程。因此,文中通过对电气自动化技术的介绍,分析了电力工程中电气自动化技术的具体应用。 展开更多

关键词 电力工程 电气自动化技术 应用

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微电网系统源网荷储协同控制技术及产业化应用

20

作者 无 胡长斌 +8 位作者 周京华 范辉 罗珊娜 宋晓通 马瑞 朴政国 刘欣博 景柳铭 马建立 《中国科技成果》 2023年第14期60-61,共2页

在绿色低碳成为全球趋势的背景下,中国先后推出了一系列分布式微电网产业推广政策,对全面贯彻新发展理念、注入绿色新动能具有重要意义.

关键词 产业化应用 新动能 全球趋势 新发展理念 绿色低碳 产业推广 协同控制技术 源网荷

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