虛擬電廠：能源互聯(lián)網(wǎng)的終極組態(tài)

目錄
《智能電網(wǎng)研究與應用叢書》序
前言
第1章虛擬電廠的起源、原動力與建設目標 1
1.1 虛擬電廠的發(fā)展歷程 1
1.2虛擬電廠的應用現(xiàn)狀 3
1.2.1 國外虛擬電廠應用 4
1.2.2 國內(nèi)虛擬電廠應用 5
1.3 能源互聯(lián)網(wǎng)背景下虛擬電廠發(fā)展原動力 7
1.3.1環(huán)境驅(qū)動力 7
1.3.2經(jīng)濟驅(qū)動力 8
1.3.3 技術驅(qū)動力 8
1.3.4政策驅(qū)動力 9
1.4虛擬電廠建設目標 11
1.5小結(jié) 12
參考文獻 12
第2章虛擬電廠中的成員、特征與訴求 15
2.1虛擬電廠概述 15
2.1.1 定義 15
2.1.2虛擬電廠的外特性 16
2.1.3虛擬電廠的運行流程 16
2.1.4虛擬電廠與微電網(wǎng)的區(qū)別 18
2.1.5相關示范項目 18
2.2虛擬電廠的構成與分類 20
2.2.1虛擬電廠的構成 20
2.2.2虛擬電廠的分類 20
2.2.3虛擬電廠內(nèi)部資源特性 22
2.2.4虛擬電廠肉部資源不確定性 24
2.3虛擬電廠的功能特征 27
2.3.1 商業(yè)型虛擬電廠 27
2.3.2 技術型虛擬電廠 28
2.3.3 兩類虛擬電廠問的配合 30
2.3.4虛擬電廠與外部電網(wǎng)問的配合 31
2.4虛擬電廠的控制結(jié)構 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虛擬電廠的投資模式 33
2.5.1 分布式能源投資相關市場主體概述 33
2.5.2虛擬電廠投資主體34
2.6小結(jié) 35
參考文獻 36
第3章虛擬電廠運行的關鍵技術 37
3.1 數(shù)據(jù)存儲和大數(shù)據(jù)分析 37
3.1.1 數(shù)據(jù)清洗和數(shù)據(jù)存儲技術 37
3 .1.2數(shù)據(jù)挖掘技術 39
3 .1.3大數(shù)據(jù)分析在虛擬電廠中的應用 40
3.2態(tài)勢感知技術 45
3.2.1態(tài)勢覺察45
3.2.2態(tài)勢理解47
3.2.3態(tài)勢預測48
3.3 云計算技術 49
3.3.1 云計算定義和關鍵技術 49
3.3.2云平臺介紹 51
3.3.3云計算特征比較和發(fā)展 52
3.4 區(qū)域鏈技術 53
3.4.1 醫(yī)域鏈技術原理 53
3.4.2 區(qū)域鏈基礎模型 54
3 .4.3 區(qū)域鏈應用場景 55
3.4.4 區(qū)域鏈存在的問題57
3.5 多代理技術 58
3.5.1 智能體基本理論 58
3.5.2 多智能體系統(tǒng)理論60
3.5.3 MAS實現(xiàn)和關鍵技術 62
3.5.4 多代理技術典型應用場景 64
3.6物聯(lián)網(wǎng)技術 67
3 .6.1 物聯(lián)網(wǎng)基本概念 67
3.6.2物聯(lián)網(wǎng)架構 67
3.6.3物聯(lián)網(wǎng)信息感知 67
3.6.4物聯(lián)網(wǎng)信息交互 69
3.7智能交互終端技術 70
3.7.1 智能交互用電技術架構 70
3.7.2 智能交互終端功能72
3.8小結(jié) 73
參考文獻 73
第4章虛擬電廠所依存的電力網(wǎng)絡通信需求 77
4.1信息和通信技術 77
4.1.1通信的特點和要求77
4.1.2虛擬電廠通信的設計原則 79
4.1.3通信體系結(jié)構 80
4.1.4通信系統(tǒng)的設計 82
4.2通信網(wǎng)絡 84
4.2.1 通信網(wǎng)絡概述 84
4.2.2寬帶IP網(wǎng)絡技術 84
4.2.3 4G通信網(wǎng) 86
4.3通信設施與系統(tǒng) 88
4.3.1 電力線載波 88
4.3.2 電力線寬帶 89
4.3.3無線傳感器網(wǎng)絡 92
4.4 高級量測系統(tǒng) 94
4.4.1 AMI的基本概念 94
4.4.2 AMI的組成部分 94
4.4.3 AMI和虛擬電廠 98
4.5數(shù)據(jù)建棋和網(wǎng)絡協(xié)議 99
4.5.1 IEC 61850數(shù)據(jù)建模 99
4.5.2 IEC 62325標準 101
4.5.3 IPv6網(wǎng)絡層協(xié)議 106
4.5.4 TCP／IP 108
4.5.5 IEC 61970 CIM/CIS標準 109
4.6小結(jié) 115
參考文獻 115
第5章虛擬電廠的調(diào)控中心調(diào)度框架 116
5.1 新能源發(fā)電及負荷預測 116
5.1.1 新能源發(fā)電預測 116
5 .1.2負荷精細預測 117
5.1.3 多時問尺度預測系統(tǒng)設計120
5.1.3 多時問尺度預測系統(tǒng)設計 120
5.2考慮多需求側(cè)資源的調(diào)度框架 124
5.2.1 功率自平衡調(diào)節(jié)措施 124
5.2.2計及儲能的調(diào)度框架 125
5.2.3 計及需求響應的調(diào)度框架 127
5.2.4考慮電動汽車充電行為的調(diào)度框架 129
5.3 可視化技術在智能調(diào)度中的應用 133
5.3.1 可視化智能調(diào)度系統(tǒng)的設計 133
5.3.2可視化智能調(diào)度系統(tǒng)技術路線 138
5.3.3系統(tǒng)各功能模塊設計 139
5.3.4可視化智能調(diào)度系統(tǒng)的實現(xiàn) 144
5.4云計算在智能調(diào)度中的應用 147
5.4.1 云計算及Hadoop技術 147
5.4.2智能調(diào)度云體系結(jié)構 149
5.4.3 智能調(diào)度云數(shù)據(jù)中心體系結(jié)構 150
5.4.4智能調(diào)度云數(shù)據(jù)中心任務調(diào)度策略 151
5.5 多代理系統(tǒng)在調(diào)度協(xié)調(diào)中的應用 152
5.5.1 系統(tǒng)總體結(jié)構 152
5.5.2賣時數(shù)據(jù)庫的應用 154
5.5.3 電網(wǎng)智能調(diào)度數(shù)據(jù)庫的特點 154
5.5.4實時數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構 155
5.5.5知識庫的建模 158
5.5.6智能體個體的建模 159
5.5.7智能體問的通信交互 160
5.6三維協(xié)調(diào)的新一代EMS 161
5.6.1 新一代EMS發(fā)展方向 161
5.6.2 三維協(xié)調(diào)的EMS 162
5.7小結(jié) 164
參考文獻 165
第6章 多維時空尺度的優(yōu)化技術 168
6.1基于可再生能源預測的控制策略優(yōu)化技術 168
6.1.1 可再生能源預測技術 168
6.1.2基于可再生能源預測的分布式多層協(xié)調(diào)控制策略 171
6.1.3基于可再生能源預測的多時間尺度優(yōu)化技術 171
6.2基于多代理的分布式多層交叉能量控制架構 173
6.2.1 基于多代理系統(tǒng)的分布式多層能量控制架構 173
6.2.2基于多代理的分布式分層能量優(yōu)化策略 175
6.3 日前計劃調(diào)度 179
6.3.1 目標函數(shù) 179
6.3.2約束條件 181
6.3.3求解方法 184
6.4實時能量分配 191
6.4.1 -致性問題 191
6.4.2 -致性算法 1 92
6.4.3基于一致性協(xié)議的實時能量分配 194
6.5 閉環(huán)能量控制 196
6.5.1 模型預測控制技術 196
6.5.2基于MPC技術的閉環(huán)能量管理策略 199
6.6小結(jié) 201
參考文獻 201
第7章虛擬電廠內(nèi)部成員的精確控制 204
7.1 虛擬電廠元件控制方法 204
7.1.1虛擬電廠主從控制 204
7.1.2虛擬電廠即插即用對等控制 205
7.1.3虛擬電廠分層控制 206
7.2運行控制系統(tǒng)的架構模型 206
7.2.1虛擬電廠集中控制架構 207
7.2.2虛擬電廠分布協(xié)詞控制架構 209
7.3基于一致性的分層分布式控制 214
7.3.1 離散一致性算法 214
7.3.2有功功率精確跟蹤 215
7.3.3聯(lián)絡線功率一致性調(diào)控 217
7.3.4算例分析 219
7.4分布式協(xié)同控制穩(wěn)定器設計 224
7.4.1基于下垂特性的分布式控制問題 224
7.4.2分布式控制建模 225
7.4.3 分布式協(xié)同控制設計 228
7.4.4算例分析 230
7.5小結(jié) 234
參考文獻 234
虛擬電廠
第8章互動機制、交易策略與結(jié)算一一演化博弈 236
8.1 博弈論與市場規(guī)則的算法 236
8.1 博弈論概述 236
8 .1.2市場規(guī)則 239
8.2需求響應型虛擬電廠參與輔助服務市場 243
8.2.1 輔助服務類型分析 243
8.2.2 需求響應型虛擬電廠的特點 245
8.2.3 需求響應型虛擬電廠提供輔助服務 250
8.3虛擬電廠參與電力能量市場 257
8.3.1 虛擬電廠參與市場競價 257
8.3.2虛擬電廠市場競價中不確定因素的處理 257
8.3.3基于多代理系統(tǒng)的虛擬電廠市場競價結(jié)構 259
8.3.4 不同市場模式下虛擬電廠市場競價結(jié)構 260
8.4虛擬電廠與內(nèi)部成員的互動博弈 261
8.4.1虛擬電廠競標的框架設計 261
8.4.2虛擬電廠電量競標博弈下層子模型（電量競標） 262
8.4.3 虛擬電廠電價競標博弈上層子模型（電價競標） 264
8.4.4 雙層博弈模型求解 266
8.5不同虛擬電廠之間的互動博弈 266
8.5.1 博弈柜架的建立 267
8.5.2虛擬電廠下層優(yōu)化模型 268
8.5.3 多虛擬電廠上層博弈交易模型 268
8.6虛擬電廠內(nèi)部結(jié)算機制 270
8.6.1聯(lián)盟博弈理論 271
8.6.2 Shapley值方法的改進 272
8.6.3 評分機制 273
8.6.4 內(nèi)部成員對結(jié)算機制的滿意度 274
8.7小結(jié) 274
參考文獻 275
第9章交易平臺與商業(yè)模式 277
9.1 能源市場交易平臺 277
9.1.1 數(shù)據(jù)資源層 278
9.1.2任務協(xié)調(diào)層 280
9.1.3 分析決策層 283
9.2能源需求側(cè)管理平臺 285
9.2.1 感知與通信層 286
9.2.2數(shù)據(jù)與算法庫 287
9.2.3用戶服務層 288
9.3 能源云技術 290
9.3.1 多微機集群模式 290
9.3.2 組件技術 292
9.3.3 多智能代理技術 293
9.3.4三維可視化人機界面 296
9.4商業(yè)模式與案例分析 297
9.4.1 虛擬電廠商業(yè)模式 297
9.4.2案例分析 301
9.5小結(jié) 304
參考文獻 305
第10章從無序到有序——虛擬電廠未來的發(fā)展趨勢 307
10.1 虛擬電廠對能源生產(chǎn)和消費模式的影響 307
10.1虛擬電廠發(fā)展對能源生產(chǎn)的影響 307
10.1.2虛擬電廠對消費模式的影響 310
10.2對我國能源戰(zhàn)略的影響 312
10.2.1 我國新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略 3 12
10.2.2對能源戰(zhàn)略的影響 3 14
10.3監(jiān)管問題及監(jiān)管活動 315
10.3.1我國能源監(jiān)管架構 315
10.3.2虛擬電廠發(fā)展過程需要監(jiān)管的問題 317
10.4虛擬電廠茌未來的發(fā)展趨勢 318
10.4.1虛擬電廠研究熱點 318
10.4.2虛擬電廠的未來發(fā)展趨勢 319