電網(wǎng)靈活性與韌性提升工程項目可行性研究報告
電網(wǎng)靈活性與韌性提升工程項目
可行性研究報告
本項目致力于增強電網(wǎng)的靈活調(diào)度與快速恢復(fù)能力，核心在于通過智能化改造與創(chuàng)新技術(shù)的深度應(yīng)用，構(gòu)建一個高度適應(yīng)性和自我修復(fù)能力的電網(wǎng)系統(tǒng)。旨在大幅提升電網(wǎng)韌性，有效應(yīng)對極端天氣與突發(fā)事件，確保在各種情境下供電的穩(wěn)定性和可靠性，為社會經(jīng)濟的平穩(wěn)運行提供堅實保障。
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一、項目名稱
電網(wǎng)靈活性與韌性提升工程項目
二、項目建設(shè)性質(zhì)、建設(shè)期限及地點
建設(shè)性質(zhì)：新建
建設(shè)期限：xxx
建設(shè)地點：xxx
三、項目建設(shè)內(nèi)容及規(guī)模
項目占地面積50畝，總建筑面積2萬平方米，主要建設(shè)內(nèi)容包括：智能化電網(wǎng)調(diào)度中心、快速響應(yīng)恢復(fù)系統(tǒng)以及創(chuàng)新技術(shù)研發(fā)平臺。通過集成先進的信息技術(shù)與自動化設(shè)備，專注于提升電網(wǎng)靈活調(diào)度與快速恢復(fù)能力，旨在大幅增強電網(wǎng)韌性，確保供電穩(wěn)定可靠，滿足現(xiàn)代社會對電力供應(yīng)的高標(biāo)準(zhǔn)要求。
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四、項目背景
背景一：隨著能源需求增長及極端天氣頻發(fā)，提升電網(wǎng)靈活調(diào)度與快速恢復(fù)能力成為迫切需求
在全球經(jīng)濟持續(xù)增長的背景下，能源需求呈現(xiàn)出穩(wěn)步上升的態(tài)勢。隨著城市化進程的加速和工業(yè)化水平的不斷提升，電力作為現(xiàn)代社會的命脈，其需求量急劇增加。尤其是在新興經(jīng)濟體和發(fā)展中國家，工業(yè)擴張、居民生活電氣化水平的提高，使得電網(wǎng)面臨著前所未有的供電壓力。與此同時，近年來極端天氣事件頻發(fā)，如極端高溫、暴風(fēng)雪、洪水等自然災(zāi)害，對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。這些災(zāi)害不僅可能導(dǎo)致大范圍的停電，還可能引發(fā)連鎖反應(yīng)，影響關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的正常運轉(zhuǎn)，造成巨大的經(jīng)濟損失和社會影響。因此，提升電網(wǎng)的靈活調(diào)度能力，使其能夠根據(jù)不同區(qū)域的能源需求進行快速調(diào)整，以及在災(zāi)害發(fā)生后迅速恢復(fù)供電，成為當(dāng)前電網(wǎng)建設(shè)的重要方向。這要求電網(wǎng)不僅要具備高效傳輸和分配電能的能力，還要擁有智能化的監(jiān)測、預(yù)警和應(yīng)急響應(yīng)機制，以應(yīng)對日益復(fù)雜的能源需求和自然災(zāi)害挑戰(zhàn)。
背景二：智能化技術(shù)的快速發(fā)展為電網(wǎng)的智能化改造與創(chuàng)新提供了強大的技術(shù)支持
隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，尤其是大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等智能化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，為電網(wǎng)的智能化改造和創(chuàng)新提供了前所未有的機遇。大數(shù)據(jù)技術(shù)使得電網(wǎng)能夠?qū)崟r收集、存儲和分析海量的運行數(shù)據(jù)，為精準(zhǔn)預(yù)測能源需求、優(yōu)化資源配置提供了可能。云計算平臺則提供了強大的數(shù)據(jù)處理和存儲能力，支持電網(wǎng)實現(xiàn)跨區(qū)域、跨層級的協(xié)同管理和調(diào)度。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過傳感器、智能電表等設(shè)備，實現(xiàn)了電網(wǎng)設(shè)備間的互聯(lián)互通，為實時監(jiān)測電網(wǎng)狀態(tài)、快速定位故障點提供了技術(shù)支持。而人工智能算法的應(yīng)用，更是極大提升了電網(wǎng)的自動化和智能化水平，如通過機器學(xué)習(xí)預(yù)測負荷變化、優(yōu)化調(diào)度策略，以及利用深度學(xué)習(xí)技術(shù)提升故障識別和恢復(fù)效率等。這些智能化技術(shù)的融合應(yīng)用，為構(gòu)建靈活、智能、韌性的現(xiàn)代電網(wǎng)奠定了堅實的基礎(chǔ)。
背景三：確保供電穩(wěn)定可靠，增強電網(wǎng)韌性，是保障經(jīng)濟社會平穩(wěn)運行的重要基礎(chǔ)
電力供應(yīng)的穩(wěn)定性和可靠性直接關(guān)系到經(jīng)濟社會的平穩(wěn)運行和人民生活的正常秩序。在現(xiàn)代社會，無論是工業(yè)生產(chǎn)、商業(yè)活動，還是居民日常生活，都離不開電力的支持。一旦電網(wǎng)發(fā)生故障，導(dǎo)致大面積停電，不僅會影響企業(yè)的正常生產(chǎn)，造成經(jīng)濟損失，還可能影響醫(yī)院、交通、通信等關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的運行，嚴(yán)重時甚至威脅到公共安全。特別是在突發(fā)事件或緊急情況下，如自然災(zāi)害、公共衛(wèi)生事件等，穩(wěn)定的電力供應(yīng)更是保障救援行動、維持社會秩序的關(guān)鍵。因此，增強電網(wǎng)的韌性，即提高其在面對各種內(nèi)外干擾時的抵抗、適應(yīng)和恢復(fù)能力，對于保障經(jīng)濟社會平穩(wěn)運行具有重要意義。這要求電網(wǎng)不僅要具備高效的能源傳輸和分配能力，還要擁有完善的應(yīng)急管理體系，能夠在最短時間內(nèi)恢復(fù)供電，減少停電帶來的負面影響。同時，通過智能化改造和創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用，不斷提升電網(wǎng)的自我修復(fù)和自主學(xué)習(xí)能力，以適應(yīng)未來更加復(fù)雜多變的能源需求和挑戰(zhàn)。
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五、項目必要性
必要性一：項目建設(shè)是提升電網(wǎng)靈活調(diào)度能力，應(yīng)對突發(fā)電力需求變化，確保供電穩(wěn)定性的需要
在現(xiàn)代社會，電力需求的波動日益頻繁且復(fù)雜，從極端天氣事件導(dǎo)致的臨時性用電激增，到經(jīng)濟活動的周期性變化引發(fā)的長期需求調(diào)整，都對電網(wǎng)的靈活調(diào)度提出了更高要求。本項目通過引入先進的能源管理系統(tǒng)（EMS）和智能調(diào)度平臺，能夠?qū)崟r監(jiān)測和分析電網(wǎng)運行狀態(tài)，精準(zhǔn)預(yù)測電力需求趨勢，并根據(jù)需求變化迅速調(diào)整發(fā)電資源和輸電網(wǎng)絡(luò)的配置。這不僅能夠有效平衡供需矛盾，減少因調(diào)度不及時導(dǎo)致的停電風(fēng)險，還能在緊急情況下迅速啟動備用電源或調(diào)整負荷分配，確保關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施和居民生活的連續(xù)供電。此外，通過集成大數(shù)據(jù)分析和人工智能算法，系統(tǒng)能夠自動識別并優(yōu)化調(diào)度策略，進一步提升調(diào)度效率和響應(yīng)速度，從而確保供電的高度穩(wěn)定性。
必要性二：項目建設(shè)是加快電網(wǎng)智能化改造，通過技術(shù)創(chuàng)新實現(xiàn)快速故障定位與恢復(fù)，增強電網(wǎng)韌性的需要
電網(wǎng)的韌性直接關(guān)系到其在面對自然災(zāi)害、設(shè)備故障等突發(fā)事件時的恢復(fù)能力和持續(xù)供電水平。本項目致力于通過智能化改造，部署高級量測系統(tǒng)（AMI）、分布式智能傳感器網(wǎng)絡(luò)和自動化控制系統(tǒng)，實現(xiàn)電網(wǎng)狀態(tài)的全面感知和實時監(jiān)控。一旦發(fā)生故障，這些系統(tǒng)能夠迅速定位故障點，自動隔離故障區(qū)域，同時啟動預(yù)案，通過重新配置電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)，快速恢復(fù)非故障區(qū)域的供電。結(jié)合機器學(xué)習(xí)算法對故障數(shù)據(jù)的深度分析，可以預(yù)測潛在故障點，提前采取預(yù)防措施，進一步減少停電事件。此外，通過集成儲能系統(tǒng)和微電網(wǎng)技術(shù)，項目能夠增強局部電網(wǎng)的自給自足能力，即便在主網(wǎng)受損時也能維持關(guān)鍵負荷供電，顯著提升電網(wǎng)的整體韌性。
必要性三：項目建設(shè)是優(yōu)化資源配置，提高電網(wǎng)運行效率，保障大規(guī)?？稍偕茉唇尤肱c消納的需要
隨著可再生能源的快速發(fā)展，如何高效整合并消納這些間歇性能源成為電網(wǎng)面臨的一大挑戰(zhàn)。本項目通過構(gòu)建智能調(diào)度平臺和集成可再生能源預(yù)測模型，能夠精確預(yù)測風(fēng)光等可再生能源的發(fā)電潛力，并據(jù)此優(yōu)化傳統(tǒng)能源與可再生能源的發(fā)電計劃，實現(xiàn)資源的優(yōu)化配置。同時，引入需求響應(yīng)機制和儲能技術(shù)，平衡供需波動，提高電網(wǎng)對可再生能源的吸納能力。此外，項目還將推動建設(shè)特高壓輸電網(wǎng)絡(luò)和智能微電網(wǎng)，擴大可再生能源的輸送范圍和本地消納能力，促進能源結(jié)構(gòu)的綠色轉(zhuǎn)型，提高電網(wǎng)運行的整體效率和環(huán)境友好性。
必要性四：項目建設(shè)是適應(yīng)城市化進程，滿足高密度區(qū)域電力需求增長，確保供電可靠性與安全性的需要
隨著城市化進程的加速，高密度人口和經(jīng)濟活動集中區(qū)域?qū)﹄娏Φ男枨蠹眲≡黾樱瑢╇娍煽啃院桶踩蕴岢隽烁咭?。本項目通過建設(shè)智能配電網(wǎng)，采用自動化開關(guān)站、智能電表和高級計量基礎(chǔ)設(shè)施（AMI），實現(xiàn)對電力需求的精細化管理。這不僅能夠精確匹配供需，減少損耗，還能在發(fā)生故障時迅速隔離故障點，縮小停電范圍，快速恢復(fù)供電。同時，項目將加強對關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施和重要用戶的電力保障，通過建設(shè)應(yīng)急電源系統(tǒng)和備用線路，確保在極端情況下仍能維持關(guān)鍵服務(wù)的連續(xù)運行，從而保障城市生活的正常秩序和公共安全。
必要性五：項目建設(shè)是推動電力行業(yè)轉(zhuǎn)型升級，引領(lǐng)未來智能電網(wǎng)發(fā)展趨勢，提升國家能源戰(zhàn)略安全水平的需要
面對全球能源轉(zhuǎn)型的大趨勢，智能電網(wǎng)被視為未來能源體系的核心組成部分。本項目通過一系列技術(shù)創(chuàng)新和智能化改造，不僅提升了電網(wǎng)自身的運行效率和韌性，更為電力行業(yè)向低碳、高效、智能化轉(zhuǎn)型提供了示范。項目實施的先進技術(shù)和管理理念，將促進產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)的協(xié)同創(chuàng)新，推動整個電力行業(yè)的技術(shù)升級和產(chǎn)業(yè)升級。更重要的是，通過構(gòu)建更加靈活、智能、可靠的電網(wǎng)體系，項目有助于提升國家能源戰(zhàn)略的自主性和安全性，減少對外部能源的依賴，增強能源供應(yīng)的穩(wěn)定性和可持續(xù)性，為國家的經(jīng)濟社會發(fā)展提供堅實的能源保障。
綜上所述，本項目專注于增強電網(wǎng)靈活調(diào)度與快速恢復(fù)能力，通過智能化改造與創(chuàng)新技術(shù)，對提升電網(wǎng)韌性、確保供電穩(wěn)定可靠具有深遠意義。它不僅能夠有效應(yīng)對電力需求的突發(fā)變化，加快電網(wǎng)智能化進程，實現(xiàn)故障的快速定位與恢復(fù)，還能優(yōu)化資源配置，促進可再生能源的大規(guī)模接入與消納，適應(yīng)城市化進程中的電力需求增長。更重要的是，項目實施將推動電力行業(yè)向更加綠色、智能、高效的方向轉(zhuǎn)型，引領(lǐng)未來智能電網(wǎng)的發(fā)展潮流，為國家能源戰(zhàn)略的自主可控和安全可靠奠定堅實基礎(chǔ)。因此，本項目的建設(shè)不僅是當(dāng)前電網(wǎng)發(fā)展的迫切需求，更是面向未來、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的關(guān)鍵舉措。
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六、項目需求分析
需求分析及擴寫
一、項目背景與目標(biāo)概述
在當(dāng)今社會，電力作為現(xiàn)代文明的基石，其穩(wěn)定供應(yīng)直接關(guān)系到國家經(jīng)濟發(fā)展、民眾生活福祉及社會穩(wěn)定。隨著氣候變化加劇，極端天氣事件頻發(fā)，以及能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型加速，電網(wǎng)系統(tǒng)面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)電網(wǎng)在應(yīng)對大規(guī)模可再生能源接入、負荷波動、自然災(zāi)害等方面存在局限性，因此，提升電網(wǎng)的靈活調(diào)度與快速恢復(fù)能力成為迫切需求。本項目正是在此背景下應(yīng)運而生，旨在通過智能化改造與創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用，打造一個具備高度適應(yīng)性和自我修復(fù)能力的電網(wǎng)系統(tǒng)，以確保供電的穩(wěn)定性和可靠性，為社會經(jīng)濟平穩(wěn)運行提供堅實支撐。
具體而言，項目目標(biāo)可細化為以下幾點： - **增強靈活調(diào)度能力**：實現(xiàn)電網(wǎng)資源的優(yōu)化配置，快速響應(yīng)負荷變化，特別是在可再生能源發(fā)電比例不斷提高的情況下，有效平衡供需。 - **提升快速恢復(fù)能力**：在遭遇自然災(zāi)害或設(shè)備故障時，能夠迅速定位問題、隔離故障區(qū)域并恢復(fù)供電，最小化停電時間和影響范圍。 - **構(gòu)建韌性電網(wǎng)**：通過智能化手段增強電網(wǎng)對外部干擾的抵御能力和自我恢復(fù)能力，確保在各種極端條件下仍能維持基本供電服務(wù)。 - **保障社會經(jīng)濟平穩(wěn)運行**：確保關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施、醫(yī)療、交通等領(lǐng)域的電力供應(yīng)，減少因停電造成的經(jīng)濟損失和社會影響。
二、智能化改造與創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用
1. 智能化改造
智能化改造是本項目實現(xiàn)目標(biāo)的關(guān)鍵路徑之一，主要包括以下幾個方面： - **高級量測系統(tǒng)（AMI）部署**：通過安裝智能電表和傳感器，實時采集電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)，為精準(zhǔn)調(diào)度和故障預(yù)測提供基礎(chǔ)。 - **物聯(lián)網(wǎng)（IoT）集成**：利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)連接電網(wǎng)中的各類設(shè)備，實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)的遠程監(jiān)控和智能管理，提高運維效率。 - **大數(shù)據(jù)分析與人工智能**：運用大數(shù)據(jù)技術(shù)對海量數(shù)據(jù)進行深度挖掘，結(jié)合人工智能算法預(yù)測電網(wǎng)運行狀態(tài)，優(yōu)化調(diào)度策略，提前預(yù)警潛在故障。 - **云計算平臺**：構(gòu)建云數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效存儲、處理和共享，支持跨地域、跨層級的電網(wǎng)協(xié)同管理和決策支持。
2. 創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用
創(chuàng)新技術(shù)是提升電網(wǎng)靈活性和韌性的重要驅(qū)動力： - **微電網(wǎng)與分布式能源管理**：發(fā)展微電網(wǎng)技術(shù)，促進分布式可再生能源的就地消納和靈活調(diào)度，增強局部電網(wǎng)的自給自足能力和故障隔離能力。 - **儲能系統(tǒng)集成**：大規(guī)模部署電池儲能系統(tǒng)，作為電網(wǎng)的“緩沖池”，平抑可再生能源出力波動，提供應(yīng)急備用電源。 - **柔性直流輸電技術(shù)**：采用柔性直流輸電技術(shù)，提高電網(wǎng)的輸電效率和靈活性，支持可再生能源的遠距離、大規(guī)模輸送。 - **自適應(yīng)保護與控制系統(tǒng)**：開發(fā)基于實時數(shù)據(jù)分析的自適應(yīng)保護算法，實現(xiàn)故障的快速精準(zhǔn)識別與隔離，以及系統(tǒng)的快速重構(gòu)。
三、構(gòu)建高度適應(yīng)性與自我修復(fù)能力的電網(wǎng)系統(tǒng)
1. 高度適應(yīng)性
高度適應(yīng)性意味著電網(wǎng)能夠靈活應(yīng)對各種內(nèi)外部變化，包括但不限于： - **可再生能源的波動性**：通過智能調(diào)度算法，實時調(diào)整常規(guī)電源出力，配合儲能系統(tǒng)，平衡供需，確保電網(wǎng)穩(wěn)定運行。 - **負荷需求的多樣性**：利用需求響應(yīng)機制，引導(dǎo)用戶調(diào)整用電行為，減輕高峰時段壓力，提高電網(wǎng)負荷率。 - **政策法規(guī)與市場機制的變化**：建立靈活的電網(wǎng)規(guī)劃和運營模式，快速適應(yīng)國家能源政策、碳交易市場等外部環(huán)境的變化。
2. 自我修復(fù)能力
自我修復(fù)能力是電網(wǎng)韌性的核心體現(xiàn)，主要通過以下方式實現(xiàn)： - **智能故障定位與隔離**：結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和大數(shù)據(jù)分析，快速識別故障點，自動或人工輔助下實現(xiàn)故障區(qū)域的隔離，減少停電范圍。 - **快速恢復(fù)策略**：預(yù)先制定多種恢復(fù)方案，利用微電網(wǎng)、移動發(fā)電車等資源，快速恢復(fù)重要用戶和區(qū)域的供電。 - **自愈網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)**：在故障隔離后，自動或手動觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)策略，重新分配電力流，恢復(fù)電網(wǎng)的整體運行能力。
四、大幅提升電網(wǎng)韌性，有效應(yīng)對極端天氣與突發(fā)事件
1. 提升電網(wǎng)韌性
電網(wǎng)韌性的提升需要從多個維度入手： - **物理韌性**：加強電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，如提高線路、變電站的抗風(fēng)、抗洪能力，減少自然災(zāi)害的直接影響。 - **信息韌性**：建立多重備份的信息通信系統(tǒng)，確保在極端情況下，控制指令和數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪B續(xù)性。 - **組織韌性**：加強應(yīng)急管理體系建設(shè)，定期組織演練，提升應(yīng)急響應(yīng)速度和協(xié)同作戰(zhàn)能力。
2. 應(yīng)對極端天氣與突發(fā)事件
針對極端天氣和突發(fā)事件，項目將采取以下措施： - **預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)**：整合氣象、地質(zhì)等多源信息，建立綜合預(yù)警模型，提前發(fā)出預(yù)警信號，為應(yīng)急準(zhǔn)備贏得時間。 - **應(yīng)急資源儲備**：建立應(yīng)急物資和搶修隊伍的儲備機制，確保在緊急情況下能夠迅速調(diào)動資源，開展搶修工作。 - **社會協(xié)同與公眾參與**：加強與地方政府、社區(qū)、企業(yè)的協(xié)同，提升公眾對電網(wǎng)安全的認識和參與度，形成全社會共同維護電網(wǎng)安全的良好氛圍。
五、確保供電穩(wěn)定性與可靠性，保障社會經(jīng)濟平穩(wěn)運行
1. 供電穩(wěn)定性與可靠性
供電穩(wěn)定性與可靠性是衡量電網(wǎng)性能的關(guān)鍵指標(biāo)，本項目將通過以下方式確保： - **持續(xù)優(yōu)化調(diào)度策略**：結(jié)合實時數(shù)據(jù)，不斷優(yōu)化調(diào)度模型，實現(xiàn)電力供需的動態(tài)平衡。 - **加強設(shè)備維護與管理**：利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)設(shè)備的遠程監(jiān)測和預(yù)防性維護，減少因設(shè)備故障導(dǎo)致的停電。 - **提升客戶服務(wù)質(zhì)量**：建立快速響應(yīng)機制，及時處理用戶報修和投訴，提升用戶滿意度。
2. 保障社會經(jīng)濟平穩(wěn)運行
電網(wǎng)的穩(wěn)定運行是社會經(jīng)濟平穩(wěn)運行的基石，本項目將重點保障以下幾類關(guān)鍵用戶的供電： - **關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施**：如交通樞紐、通信基站、供水供氣設(shè)施等，確保其基本運行不受影響。 - **醫(yī)療衛(wèi)生系統(tǒng)**：保障醫(yī)院、急救中心等醫(yī)療機構(gòu)的電力供應(yīng)，維護公共衛(wèi)生安全。 - **工業(yè)生產(chǎn)**：特別是連續(xù)性生產(chǎn)企業(yè)和重要產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，減少停電對其生產(chǎn)的影響。 - **居民生活**：確保居民基本生活用電，特別是在極端天氣或緊急情況下，優(yōu)先保障居民照明、取暖等基本需求。
綜上所述，本項目通過智能化改造與創(chuàng)新技術(shù)的深度應(yīng)用，致力于構(gòu)建一個高度適應(yīng)性和自我修復(fù)能力的電網(wǎng)系統(tǒng)，不僅能夠有效提升電網(wǎng)的靈活調(diào)度與快速恢復(fù)能力，還能大幅增強電網(wǎng)韌性，有效應(yīng)對極端天氣與突發(fā)事件，確保供電的穩(wěn)定性和可靠性，為社會經(jīng)濟的平穩(wěn)運行提供堅實保障。這一系列舉措的實施，不僅是對當(dāng)前電網(wǎng)挑戰(zhàn)的積極回應(yīng)，更是對未來能源轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的深遠布局。
七、盈利模式分析
項目收益來源有：智能化改造服務(wù)收入、創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用銷售收入、電網(wǎng)調(diào)度優(yōu)化咨詢服務(wù)收入、穩(wěn)定性保障合同收入、電力銷售增值收入、政府補貼及獎勵收入等。
