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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虚拟电厂内部资源不确定性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间的配合30

2.3.4虚拟电厂与外部电网间的配合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区域链技术原理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

3.5.3MAS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

4.4.1AMI的基本概念94

4.4.2AMI的组成部分94

4.4.3AMI和虚拟电厂98

4.5数据建模和网络协议99

4.5.1IEC 61850数据建模99

4.5.2IEC 62325标准101

4.5.3IPv6网络层协议106

4.5.4TCP/IP108

4.5.5IEC 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多时间尺度预测系统设计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实时数据库的应用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智能体间的通信交互160

5.6三维协调的新一代EMS161

5.6.1新一代EMS发展方向161

5.6.2三维协调的EMS162

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

6.4.1一致性问题191

6.4.2一致性算法192

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虚拟电厂分布协调控制架构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

第8章 互动机制、交易策略与结算——演化博弈236

8.1博弈论与市场规则的算法236

8.1.1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博弈框架的建立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

8.6.2Shapley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

10.1.1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312

10.2.2对能源战略的影响314

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虚拟电厂在未来的发展趋势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