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智能電網研究與應用叢書虛擬電廠:能源互聯網的終極組態 版權信息
- ISBN：9787030585691
- 條形碼：9787030585691 ; 978-7-03-058569-1
- 裝幀：簡裝本
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
智能電網研究與應用叢書虛擬電廠:能源互聯網的終極組態 本書特色
《虛擬電廠——能源互聯網的**組態》首先論述虛擬電廠的起源、基本概念與組成成員，其次對虛擬電廠構建和運行中的關鍵技術、通信技術需求及調度框架進行總結和分析；然后從技術角度對虛擬電廠多時空尺度優化策略以及內部成員的精確控制進行詳細的分析和建模，并從經濟角度分析論述虛擬電廠參與電力能量和輔助服務市場的競價策略、調度優化、成本分攤機制及典型的商業模式；*后分析虛擬電廠對我國能源戰略的影響及其未來發展趨勢。
智能電網研究與應用叢書虛擬電廠:能源互聯網的終極組態 內容簡介
本書首先論述虛擬電廠的起源、基本概念與組成成員，其次對虛擬電廠構建和運行中的關鍵技術、通信技術需求及調度框架進行總結和分析；然后從技術角度對虛擬電廠多時空尺度優化策略以及內部成員的準確控制進行詳細的分析和建模，并從經濟角度分析論述虛擬電廠參與電力能量和輔助服務市場的競價策略、調度優化、成本分攤機制及典型的商業模式；很后分析虛擬電廠對我國能源戰略的影響及其未來發展趨勢。
智能電網研究與應用叢書虛擬電廠:能源互聯網的終極組態 目錄
《智能電網研究與應用叢書》序
前言
第1章虛擬電廠的起源、原動力與建設目標 1
1.1 虛擬電廠的發展歷程 1
1.2虛擬電廠的應用現狀 3
1.2.1 國外虛擬電廠應用 4
1.2.2 國內虛擬電廠應用 5
1.3 能源互聯網背景下虛擬電廠發展原動力 7
1.3.1環境驅動力 7
1.3.2經濟驅動力 8
1.3.3 技術驅動力 8
1.3.4政策驅動力 9
1.4虛擬電廠建設目標 11
1.5小結 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虛擬電廠與微電網的區別 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問的配合 31
2.4虛擬電廠的控制結構 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 35
參考文獻 36
第3章虛擬電廠運行的關鍵技術 37
3.1 數據存儲和大數據分析 37
3.1.1 數據清洗和數據存儲技術 37
3 .1.2數據挖掘技術 39
3 .1.3大數據分析在虛擬電廠中的應用 40
3.2態勢感知技術 45
3.2.1態勢覺察45
3.2.2態勢理解47
3.2.3態勢預測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展 52
3.4 區域鏈技術 53
3.4.1 醫域鏈技術原理 53
3.4.2 區域鏈基礎模型 54
3 .4.3 區域鏈應用場景 55
3.4.4 區域鏈存在的問題57
3.5 多代理技術 58
3.5.1 智能體基本理論 58
3.5.2 多智能體系統理論60
3.5.3 MAS實現和關鍵技術 62
3.5.4 多代理技術典型應用場景 64
3.6物聯網技術 67
3 .6.1 物聯網基本概念 67
3.6.2物聯網架構 67
3.6.3物聯網信息感知 67
3.6.4物聯網信息交互 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 73
參考文獻 73
第4章虛擬電廠所依存的電力網絡通信需求 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通信體系結構 80
4.1.4通信系統的設計 82
4.2通信網絡 84
4.2.1 通信網絡概述 84
4.2.2寬帶IP網絡技術 84
4.2.3 4G通信網 86
4.3通信設施與系統 88
4.3.1 電力線載波 88
4.3.2 電力線寬帶 89
4.3.3無線傳感器網絡 92
4.4 高級量測系統 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數據建棋和網絡協議 99
4.5.1 IEC 61850數據建模 99
4.5.2 IEC 62325標準 101
4.5.3 IPv6網絡層協議 106
4.5.4 TCP／IP 108
4.5.5 IEC 61970 CIM/CIS標準 109
4.6小結 115
參考文獻 115
第5章虛擬電廠的調控中心調度框架 116
5.1 新能源發電及負荷預測 116
5.1.1 新能源發電預測 116
5 .1.2負荷精細預測 117
5.1.3 多時問尺度預測系統設計120
5.1.3 多時問尺度預測系統設計 120
5.2考慮多需求側資源的調度框架 124
5.2.1 功率自平衡調節措施 124
5.2.2計及儲能的調度框架 125
5.2.3 計及需求響應的調度框架 127
5.2.4考慮電動汽車充電行為的調度框架 129
5.3 可視化技術在智能調度中的應用 133
5.3.1 可視化智能調度系統的設計 133
5.3.2可視化智能調度系統技術路線 138
5.3.3系統各功能模塊設計 139
5.3.4可視化智能調度系統的實現 144
5.4云計算在智能調度中的應用 147
5.4.1 云計算及Hadoop技術 147
5.4.2智能調度云體系結構 149
5.4.3 智能調度云數據中心體系結構 150
5.4.4智能調度云數據中心任務調度策略 151
5.5 多代理系統在調度協調中的應用 152
5.5.1 系統總體結構 152
5.5.2賣時數據庫的應用 154
5.5.3 電網智能調度數據庫的特點 154
5.5.4實時數據庫的體系結構 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
5.6三維協調的新一代EMS 161
5.6.1 新一代EMS發展方向 161
5.6.2 三維協調的EMS 162
5.7小結 164
參考文獻 165
第6章 多維時空尺度的優化技術 168
6.1基于可再生能源預測的控制策略優化技術 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調控制策略 171
6.1.3基于可再生能源預測的多時間尺度優化技術 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化策略 175
6.3 日前計劃調度 179
6.3.1 目標函數 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基于一致性協議的實時能量分配 194
6.5 閉環能量控制 196
6.5.1 模型預測控制技術 196
6.5.2基于MPC技術的閉環能量管理策略 199
6.6小結 201
參考文獻 201
第7章虛擬電廠內部成員的精確控制 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聯絡線功率一致性調控 217
7.3.4算例分析 219
7.4分布式協同控制穩定器設計 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 分布式協同控制設計 228
7.4.4算例分析 230
7.5小結 234
參考文獻 234
虛擬電廠
第8章互動機制、交易策略與結算一一演化博弈 236
8.1 博弈論與市場規則的算法 236
8.1 博弈論概述 236
8 .1.2市場規則 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基于多代理系統的虛擬電廠市場競價結構 259
8.3.4 不同市場模式下虛擬電廠市場競價結構 260
8.4虛擬電廠與內部成員的互動博弈 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虛擬電廠內部結算機制 270
8.6.1聯盟博弈理論 271
8.6.2 Shapley值方法的改進 272
8.6.3 評分機制 273
8.6.4 內部成員對結算機制的滿意度 274
8.7小結 274
參考文獻 275
第9章交易平臺與商業模式 277
9.1 能源市場交易平臺 277
9.1.1 數據資源層 278
9.1.2任務協調層 280
9.1.3 分析決策層 283
9.2能源需求側管理平臺 285
9.2.1 感知與通信層 286
9.2.2數據與算法庫 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商業模式與案例分析 297
9.4.1 虛擬電廠商業模式 297
9.4.2案例分析 301
9.5小結 304
參考文獻 305
第10章從無序到有序——虛擬電廠未來的發展趨勢 307
10.1 虛擬電廠對能源生產和消費模式的影響 307
10.1虛擬電廠發展對能源生產的影響 307
10.1.2虛擬電廠對消費模式的影響 310
10.2對我國能源戰略的影響 312
10.2.1 我國新能源產業發展戰略 3 12
10.2.2對能源戰略的影響 3 14
10.3監管問題及監管活動 315
10.3.1我國能源監管架構 315
10.3.2虛擬電廠發展過程需要監管的問題 317
10.4虛擬電廠茌未來的發展趨勢 318
10.4.1虛擬電廠研究熱點 318
10.4.2虛擬電廠的未來發展趨勢 319
前言
第1章虛擬電廠的起源、原動力與建設目標 1
1.1 虛擬電廠的發展歷程 1
1.2虛擬電廠的應用現狀 3
1.2.1 國外虛擬電廠應用 4
1.2.2 國內虛擬電廠應用 5
1.3 能源互聯網背景下虛擬電廠發展原動力 7
1.3.1環境驅動力 7
1.3.2經濟驅動力 8
1.3.3 技術驅動力 8
1.3.4政策驅動力 9
1.4虛擬電廠建設目標 11
1.5小結 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虛擬電廠與微電網的區別 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問的配合 31
2.4虛擬電廠的控制結構 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 35
參考文獻 36
第3章虛擬電廠運行的關鍵技術 37
3.1 數據存儲和大數據分析 37
3.1.1 數據清洗和數據存儲技術 37
3 .1.2數據挖掘技術 39
3 .1.3大數據分析在虛擬電廠中的應用 40
3.2態勢感知技術 45
3.2.1態勢覺察45
3.2.2態勢理解47
3.2.3態勢預測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展 52
3.4 區域鏈技術 53
3.4.1 醫域鏈技術原理 53
3.4.2 區域鏈基礎模型 54
3 .4.3 區域鏈應用場景 55
3.4.4 區域鏈存在的問題57
3.5 多代理技術 58
3.5.1 智能體基本理論 58
3.5.2 多智能體系統理論60
3.5.3 MAS實現和關鍵技術 62
3.5.4 多代理技術典型應用場景 64
3.6物聯網技術 67
3 .6.1 物聯網基本概念 67
3.6.2物聯網架構 67
3.6.3物聯網信息感知 67
3.6.4物聯網信息交互 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 73
參考文獻 73
第4章虛擬電廠所依存的電力網絡通信需求 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通信體系結構 80
4.1.4通信系統的設計 82
4.2通信網絡 84
4.2.1 通信網絡概述 84
4.2.2寬帶IP網絡技術 84
4.2.3 4G通信網 86
4.3通信設施與系統 88
4.3.1 電力線載波 88
4.3.2 電力線寬帶 89
4.3.3無線傳感器網絡 92
4.4 高級量測系統 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數據建棋和網絡協議 99
4.5.1 IEC 61850數據建模 99
4.5.2 IEC 62325標準 101
4.5.3 IPv6網絡層協議 106
4.5.4 TCP／IP 108
4.5.5 IEC 61970 CIM/CIS標準 109
4.6小結 115
參考文獻 115
第5章虛擬電廠的調控中心調度框架 116
5.1 新能源發電及負荷預測 116
5.1.1 新能源發電預測 116
5 .1.2負荷精細預測 117
5.1.3 多時問尺度預測系統設計120
5.1.3 多時問尺度預測系統設計 120
5.2考慮多需求側資源的調度框架 124
5.2.1 功率自平衡調節措施 124
5.2.2計及儲能的調度框架 125
5.2.3 計及需求響應的調度框架 127
5.2.4考慮電動汽車充電行為的調度框架 129
5.3 可視化技術在智能調度中的應用 133
5.3.1 可視化智能調度系統的設計 133
5.3.2可視化智能調度系統技術路線 138
5.3.3系統各功能模塊設計 139
5.3.4可視化智能調度系統的實現 144
5.4云計算在智能調度中的應用 147
5.4.1 云計算及Hadoop技術 147
5.4.2智能調度云體系結構 149
5.4.3 智能調度云數據中心體系結構 150
5.4.4智能調度云數據中心任務調度策略 151
5.5 多代理系統在調度協調中的應用 152
5.5.1 系統總體結構 152
5.5.2賣時數據庫的應用 154
5.5.3 電網智能調度數據庫的特點 154
5.5.4實時數據庫的體系結構 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
5.6三維協調的新一代EMS 161
5.6.1 新一代EMS發展方向 161
5.6.2 三維協調的EMS 162
5.7小結 164
參考文獻 165
第6章 多維時空尺度的優化技術 168
6.1基于可再生能源預測的控制策略優化技術 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調控制策略 171
6.1.3基于可再生能源預測的多時間尺度優化技術 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化策略 175
6.3 日前計劃調度 179
6.3.1 目標函數 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基于一致性協議的實時能量分配 194
6.5 閉環能量控制 196
6.5.1 模型預測控制技術 196
6.5.2基于MPC技術的閉環能量管理策略 199
6.6小結 201
參考文獻 201
第7章虛擬電廠內部成員的精確控制 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聯絡線功率一致性調控 217
7.3.4算例分析 219
7.4分布式協同控制穩定器設計 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 分布式協同控制設計 228
7.4.4算例分析 230
7.5小結 234
參考文獻 234
虛擬電廠
第8章互動機制、交易策略與結算一一演化博弈 236
8.1 博弈論與市場規則的算法 236
8.1 博弈論概述 236
8 .1.2市場規則 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基于多代理系統的虛擬電廠市場競價結構 259
8.3.4 不同市場模式下虛擬電廠市場競價結構 260
8.4虛擬電廠與內部成員的互動博弈 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虛擬電廠內部結算機制 270
8.6.1聯盟博弈理論 271
8.6.2 Shapley值方法的改進 272
8.6.3 評分機制 273
8.6.4 內部成員對結算機制的滿意度 274
8.7小結 274
參考文獻 275
第9章交易平臺與商業模式 277
9.1 能源市場交易平臺 277
9.1.1 數據資源層 278
9.1.2任務協調層 280
9.1.3 分析決策層 283
9.2能源需求側管理平臺 285
9.2.1 感知與通信層 286
9.2.2數據與算法庫 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商業模式與案例分析 297
9.4.1 虛擬電廠商業模式 297
9.4.2案例分析 301
9.5小結 304
參考文獻 305
第10章從無序到有序——虛擬電廠未來的發展趨勢 307
10.1 虛擬電廠對能源生產和消費模式的影響 307
10.1虛擬電廠發展對能源生產的影響 307
10.1.2虛擬電廠對消費模式的影響 310
10.2對我國能源戰略的影響 312
10.2.1 我國新能源產業發展戰略 3 12
10.2.2對能源戰略的影響 3 14
10.3監管問題及監管活動 315
10.3.1我國能源監管架構 315
10.3.2虛擬電廠發展過程需要監管的問題 317
10.4虛擬電廠茌未來的發展趨勢 318
10.4.1虛擬電廠研究熱點 318
10.4.2虛擬電廠的未來發展趨勢 319
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智能電網研究與應用叢書虛擬電廠:能源互聯網的終極組態 作者簡介
艾芊，上海交通大學電氣系教授，博士生導師，IEEE高級會員，電力系統及自動化研究所所長，教研室主任。《電力系統保護與控制》、《電力自動化設備》、《分布式能源》、《低壓電器》等雜志編委。主要研究方向包括可再生能源發電、微電網（群）運行和控制、人工智能與大數據應用等，擁有“基于多代理技術的微電網協調控制系統”等發明專利及軟件著作十余項。發表論文300余篇，出版著作六部。
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