本书首先论述虚拟电厂的起源、基本概念与组成成员，其次对虚拟电厂构建和运行中的关键技术、通信技术需求及调度框架进行总结和分析；然后从技术角度对虚拟电厂多时空尺度优化策略以及内部成员的精确控制进行详细的分析和建模，并从经济角度分析论述虚拟电厂参与电力能量和辅助服务市场的竞价策略、调度优化、成本分摊机制及典型的商业模式；最后分析虚拟电厂对我国能源战略的影响及其未来发展趋势。
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目录
《智能电网研究与应用丛书》序
前言
第1章虚拟电厂的起源、原动力与建设目标 1
1.1 虚拟电厂的发展历程 1
1.2虚拟电厂的应用现状 3
1.2.1 国外虚拟电厂应用 4
1.2.2 国内虚拟电厂应用 5
1.3 能源互联网背景下虚拟电厂发展原动力 7
1.3.1环境驱动力 7
1.3.2经济驱动力 8
1.3.3 技术驱动力 8
1.3.4政策驱动力 9
1.4虚拟电厂建设目标 11
1.5小结 12
参考文献 12
第2章虚拟电厂中的成员、特征与诉求 15
2.1虚拟电厂概述 15
2.1.1 定义 15
2.1.2虚拟电厂的外特性 16
2.1.3虚拟电厂的运行流程 16
2.1.4虚拟电厂与微电网的区别 18
2.1.5相关示范项目 18
2.2虚拟电厂的构成与分类 20
2.2.1虚拟电厂的构成 20
2.2.2虚拟电厂的分类 20
2.2.3虚拟电厂内部资源特性 22
2.2.4虚拟电厂肉部资源不确定性 24
2.3虚拟电厂的功能特征 27
2.3.1 商业型虚拟电厂 27
2.3.2 技术型虚拟电厂 28
2.3.3 两类虚拟电厂问的配合 30
2.3.4虚拟电厂与外部电网问的配合 31
2.4虚拟电厂的控制结构 31
2.4.1 集中控制方式 31
2.4.2分散控制方式 32
2.4.3完全分散控制方式32
2.5虚拟电厂的投资模式 33
2.5.1 分布式能源投资相关市场主体概述 33
2.5.2虚拟电厂投资主体34
2.6小结 35
参考文献 36
第3章虚拟电厂运行的关键技术 37
3.1 数据存储和大数据分析 37
3.1.1 数据清洗和数据存储技术 37
3 .1.2数据挖掘技术 39
3 .1.3大数据分析在虚拟电厂中的应用 40
3.2态势感知技术 45
3.2.1态势觉察45
3.2.2态势理解47
3.2.3态势预测48
3.3 云计算技术 49
3.3.1 云计算定义和关键技术 49
3.3.2云平台介绍 51
3.3.3云计算特征比较和发展 52
3.4 区域链技术 53
3.4.1 医域链技术原理 53
3.4.2 区域链基础模型 54
3 .4.3 区域链应用场景 55
3.4.4 区域链存在的问题57
3.5 多代理技术 58
3.5.1 智能体基本理论 58
3.5.2 多智能体系统理论60
3.5.3 MAS实现和关键技术 62
3.5.4 多代理技术典型应用场景 64
3.6物联网技术 67
3 .6.1 物联网基本概念 67
3.6.2物联网架构 67
3.6.3物联网信息感知 67
3.6.4物联网信息交互 69
3.7智能交互终端技术 70
3.7.1 智能交互用电技术架构 70
3.7.2 智能交互终端功能72
3.8小结 73
参考文献 73
第4章虚拟电厂所依存的电力网络通信需求 77
4.1信息和通信技术 77
4.1.1通信的特点和要求77
4.1.2虚拟电厂通信的设计原则 79
4.1.3通信体系结构 80
4.1.4通信系统的设计 82
4.2通信网络 84
4.2.1 通信网络概述 84
4.2.2宽带IP网络技术 84
4.2.3 4G通信网 86
4.3通信设施与系统 88
4.3.1 电力线载波 88
4.3.2 电力线宽带 89
4.3.3无线传感器网络 92
4.4 高级量测系统 94
4.4.1 AMI的基本概念 94
4.4.2 AMI的组成部分 94
4.4.3 AMI和虚拟电厂 98
4.5数据建棋和网络协议 99
4.5.1 IEC 61850数据建模 99
4.5.2 IEC 62325标准 101
4.5.3 IPv6网络层协议 106
4.5.4 TCP／IP 108
4.5.5 IEC 61970 CIM/CIS标准 109
4.6小结 115
参考文献 115
第5章虚拟电厂的调控中心调度框架 116
5.1 新能源发电及负荷预测 116
5.1.1 新能源发电预测 116
5 .1.2负荷精细预测 117
5.1.3 多时问尺度预测系统设计120
5.1.3 多时问尺度预测系统设计 120
5.2考虑多需求侧资源的调度框架 124
5.2.1 功率自平衡调节措施 124
5.2.2计及储能的调度框架 125
5.2.3 计及需求响应的调度框架 127
5.2.4考虑电动汽车充电行为的调度框架 129
5.3 可视化技术在智能调度中的应用 133
5.3.1 可视化智能调度系统的设计 133
5.3.2可视化智能调度系统技术路线 138
5.3.3系统各功能模块设计 139
5.3.4可视化智能调度系统的实现 144
5.4云计算在智能调度中的应用 147
5.4.1 云计算及Hadoop技术 147
5.4.2智能调度云体系结构 149
5.4.3 智能调度云数据中心体系结构 150
5.4.4智能调度云数据中心任务调度策略 151
5.5 多代理系统在调度协调中的应用 152
5.5.1 系统总体结构 152
5.5.2卖时数据库的应用 154
5.5.3 电网智能调度数据库的特点 154
5.5.4实时数据库的体系结构 155
5.5.5知识库的建模 158
5.5.6智能体个体的建模 159
5.5.7智能体问的通信交互 160
5.6三维协调的新一代EMS 161
5.6.1 新一代EMS发展方向 161
5.6.2 三维协调的EMS 162
5.7小结 164
参考文献 165
第6章 多维时空尺度的优化技术 168
6.1基于可再生能源预测的控制策略优化技术 168
6.1.1 可再生能源预测技术 168
6.1.2基于可再生能源预测的分布式多层协调控制策略 171
6.1.3基于可再生能源预测的多时间尺度优化技术 171
6.2基于多代理的分布式多层交叉能量控制架构 173
6.2.1 基于多代理系统的分布式多层能量控制架构 173
6.2.2基于多代理的分布式分层能量优化策略 175
6.3 日前计划调度 179
6.3.1 目标函数 179
6.3.2约束条件 181
6.3.3求解方法 184
6.4实时能量分配 191
6.4.1 -致性问题 191
6.4.2 -致性算法 1 92
6.4.3基于一致性协议的实时能量分配 194
6.5 闭环能量控制 196
6.5.1 模型预测控制技术 196
6.5.2基于MPC技术的闭环能量管理策略 199
6.6小结 201
参考文献 201
第7章虚拟电厂内部成员的精确控制 204
7.1 虚拟电厂元件控制方法 204
7.1.1虚拟电厂主从控制 204
7.1.2虚拟电厂即插即用对等控制 205
7.1.3虚拟电厂分层控制 206
7.2运行控制系统的架构模型 206
7.2.1虚拟电厂集中控制架构 207
7.2.2虚拟电厂分布协词控制架构 209
7.3基于一致性的分层分布式控制 214
7.3.1 离散一致性算法 214
7.3.2有功功率精确跟踪 215
7.3.3联络线功率一致性调控 217
7.3.4算例分析 219
7.4分布式协同控制稳定器设计 224
7.4.1基于下垂特性的分布式控制问题 224
7.4.2分布式控制建模 225
7.4.3 分布式协同控制设计 228
7.4.4算例分析 230
7.5小结 234
参考文献 234
虚拟电厂
第8章互动机制、交易策略与结算一一演化博弈 236
8.1 博弈论与市场规则的算法 236
8.1 博弈论概述 236
8 .1.2市场规则 239
8.2需求响应型虚拟电厂参与辅助服务市场 243
8.2.1 辅助服务类型分析 243
8.2.2 需求响应型虚拟电厂的特点 245
8.2.3 需求响应型虚拟电厂提供辅助服务 250
8.3虚拟电厂参与电力能量市场 257
8.3.1 虚拟电厂参与市场竞价 257
8.3.2虚拟电厂市场竞价中不确定因素的处理 257
8.3.3基于多代理系统的虚拟电厂市场竞价结构 259
8.3.4 不同市场模式下虚拟电厂市场竞价结构 260
8.4虚拟电厂与内部成员的互动博弈 261
8.4.1虚拟电厂竞标的框架设计 261
8.4.2虚拟电厂电量竞标博弈下层子模型（电量竞标） 262
8.4.3 虚拟电厂电价竞标博弈上层子模型（电价竞标） 264
8.4.4 双层博弈模型求解 266
8.5不同虚拟电厂之间的互动博弈 266
8.5.1 博弈柜架的建立 267
8.5.2虚拟电厂下层优化模型 268
8.5.3 多虚拟电厂上层博弈交易模型 268
8.6虚拟电厂内部结算机制 270
8.6.1联盟博弈理论 271
8.6.2 Shapley值方法的改进 272
8.6.3 评分机制 273
8.6.4 内部成员对结算机制的满意度 274
8.7小结 274
参考文献 275
第9章交易平台与商业模式 277
9.1 能源市场交易平台 277
9.1.1 数据资源层 278
9.1.2任务协调层 280
9.1.3 分析决策层 283
9.2能源需求侧管理平台 285
9.2.1 感知与通信层 286
9.2.2数据与算法库 287
9.2.3用户服务层 288
9.3 能源云技术 290
9.3.1 多微机集群模式 290
9.3.2 组件技术 292
9.3.3 多智能代理技术 293
9.3.4三维可视化人机界面 296
9.4商业模式与案例分析 297
9.4.1 虚拟电厂商业模式 297
9.4.2案例分析 301
9.5小结 304
参考文献 305
第10章从无序到有序——虚拟电厂未来的发展趋势 307
10.1 虚拟电厂对能源生产和消费模式的影响 307
10.1虚拟电厂发展对能源生产的影响 307
10.1.2虚拟电厂对消费模式的影响 310
10.2对我国能源战略的影响 312
10.2.1 我国新能源产业发展战略 3 12
10.2.2对能源战略的影响 3 14
10.3监管问题及监管活动 315
10.3.1我国能源监管架构 315
10.3.2虚拟电厂发展过程需要监管的问题 317
10.4虚拟电厂茌未来的发展趋势 318
10.4.1虚拟电厂研究热点 318
10.4.2虚拟电厂的未来发展趋势 319
10.5小结 320
参考文献 321
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