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/IP 108
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