虛擬電廠的電力物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)電力系統(tǒng)規(guī)劃、運(yùn)行與控制線性/非線性系統(tǒng)工程領(lǐng)域

研究方向復(fù)雜（大規(guī)模、

隨機(jī)性、

混雜性、

分布式、

網(wǎng)絡(luò)化）

電力&能源系統(tǒng)建模、

分析、

優(yōu)化與控制數(shù)學(xué)優(yōu)化概率論/數(shù)理

分析/代數(shù)

微分方程

圖論/拓?fù)淙后w智能數(shù)

學(xué)經(jīng)濟(jì)管理優(yōu)化/控制信息/通信前瞻引領(lǐng)

，

基礎(chǔ)突破

，

學(xué)科交叉

，

廣泛合作電磁學(xué)/熱力學(xué)/傳熱學(xué)/流體力學(xué)物理學(xué)博弈論/經(jīng)濟(jì)學(xué)/金融學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)綜合能源系統(tǒng)與能源物聯(lián)網(wǎng)新能源發(fā)電與智能電網(wǎng)技術(shù)電力經(jīng)濟(jì)與電力市場(chǎng)統(tǒng)計(jì)/隨機(jī)過(guò)程進(jìn)化論/應(yīng)用基礎(chǔ)基礎(chǔ)理論網(wǎng)絡(luò)理論生物學(xué)主要內(nèi)容

分層集群新型電力系統(tǒng)

虛擬電廠的電力物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

虛擬電廠的通信與安全挑戰(zhàn)

前景展望主要內(nèi)容

分層集群新型電力系統(tǒng)

虛擬電廠的電力物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

虛擬電廠的通信與安全挑戰(zhàn)

前景展望2020年9月

，

習(xí)近平主席在七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)一般性辯論上宣布

，

中國(guó)將提高國(guó)家自主貢獻(xiàn)力度

，

“二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值

，

努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”。2021年3月

，

中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第九次會(huì)議提出

，

“實(shí)施可再生能源替代行動(dòng)

，深化電力體制改革

，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)”。2022年4月

，

中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第十一次會(huì)議提出

“發(fā)展分布式智能電網(wǎng)

，建設(shè)一批新型綠色低碳能源基地”。2022年10月

，

習(xí)近平總書記在黨的二十大報(bào)告提出

“深入推進(jìn)能源革命

，加強(qiáng)煤炭清潔高效利用

，加大油氣資源勘探開(kāi)發(fā)和增儲(chǔ)上產(chǎn)力度

，加快規(guī)劃建設(shè)新型能源體系”。2020年9月2021年3月2022年4月2022年10月

戰(zhàn)略支持

《規(guī)劃》在“新型數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)”方面提出5項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)

，包括全面部署5G、千兆光纖網(wǎng)絡(luò)、

IPv6、移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)等新一代通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施

，統(tǒng)籌優(yōu)化數(shù)據(jù)中心布局

，構(gòu)建綠色智能、互通共享的數(shù)據(jù)與算力設(shè)施

，積極發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和車聯(lián)網(wǎng)等融合基礎(chǔ)設(shè)施，加快構(gòu)建并形成以技術(shù)創(chuàng)新為驅(qū)動(dòng)、以新一代通信網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)、以數(shù)據(jù)和算力設(shè)施為核心、以融合基礎(chǔ)設(shè)施為突破的新型數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施體系。

推進(jìn)移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)全面發(fā)展。推動(dòng)存量2G/3G物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)向

NB-IoT/4G（含

LTE-Cat1

，即速率類別

1的4G

網(wǎng)絡(luò)）/5G網(wǎng)絡(luò)遷移

，構(gòu)建低中高速移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)協(xié)同發(fā)展綜合生態(tài)體系。按需完善

NB-IoT

網(wǎng)絡(luò)部署

，在交通路網(wǎng)、城市管網(wǎng)、工業(yè)園區(qū)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范區(qū)等有需求場(chǎng)景提

升深度覆蓋水平。支持4G（含

LTE-Cat1）發(fā)展

，滿足中等速率物聯(lián)需求和話音需求。加快

5G海量機(jī)器類通信（

mMTC）應(yīng)用場(chǎng)景網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

，滿足高速率、低時(shí)延聯(lián)網(wǎng)需求。

構(gòu)建互通共享的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施。鼓勵(lì)構(gòu)建行業(yè)級(jí)、城市級(jí)大數(shù)據(jù)平臺(tái)

，匯聚政務(wù)、行業(yè)和城市管理等數(shù)據(jù)資源

，強(qiáng)化數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、加工處理、智能分析等能力。推動(dòng)建設(shè)公共數(shù)據(jù)共享交換平臺(tái)、大數(shù)據(jù)交易中心等設(shè)施

，促進(jìn)數(shù)據(jù)開(kāi)放共享和流通交易。

構(gòu)建多層次的算力設(shè)施體系。加快算力設(shè)施智能化升級(jí)

，推進(jìn)多元異構(gòu)的智能云計(jì)算平臺(tái)建設(shè)

，增強(qiáng)算力設(shè)施高速處理海量異構(gòu)數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)

深度加工能力。深入推進(jìn)云網(wǎng)協(xié)同

，促進(jìn)云間互聯(lián)互通

，實(shí)現(xiàn)計(jì)算資源與網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)化匹配、有效協(xié)同

，推動(dòng)計(jì)算資源集約部署和異構(gòu)云能

力協(xié)同共享

，提高計(jì)算資源利用率。

協(xié)同推進(jìn)社會(huì)生活新型基礎(chǔ)設(shè)施部署。支持基礎(chǔ)電信企業(yè)利用物聯(lián)網(wǎng)、

網(wǎng)絡(luò)切片等技術(shù)與電網(wǎng)企業(yè)合作建設(shè)智能電力物聯(lián)網(wǎng)。

《規(guī)劃》圍繞建設(shè)新型數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施、拓展數(shù)字化發(fā)展空間、構(gòu)建新型行業(yè)管理體系、加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全保障體系和能力建設(shè)、跨地域跨行業(yè)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)方面提出了26項(xiàng)發(fā)展重點(diǎn)和21個(gè)工程。

到2025年

，信息通信行業(yè)整體規(guī)模進(jìn)一步壯大

，發(fā)展質(zhì)量顯著提升

，基本建成高速泛在、集成互聯(lián)、智能綠色、安全可靠的新型數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施

，創(chuàng)新能力大幅提高

，新興業(yè)態(tài)蓬勃發(fā)展

，賦能經(jīng)濟(jì)社會(huì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)的能力全面提升。1、《規(guī)劃》

內(nèi)容3、《規(guī)劃》支持電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展（節(jié)選）2、《規(guī)劃》總體目標(biāo)

2021年11月

，

工業(yè)和信息化部印發(fā)《

“十四五”信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃》

戰(zhàn)略支持日本分布式項(xiàng)目以冷熱電聯(lián)供和太陽(yáng)能光伏發(fā)電為主

，分布

式發(fā)電總裝機(jī)容量約3600萬(wàn)kW

，

占全國(guó)總量的13.4%。丹麥在

Bornholm示范工程中面向居民商業(yè)用戶實(shí)施的實(shí)時(shí)電力市場(chǎng)

，

配電網(wǎng)向各分布式電源聚合商下發(fā)實(shí)時(shí)價(jià)格。美國(guó)PJM允許負(fù)荷削減服務(wù)商(curtailment

serviceprovider

，

CSP)參與其容量市場(chǎng)。目標(biāo)

：我國(guó)將提高國(guó)家自主貢獻(xiàn)力度

，

力爭(zhēng)二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值

，

努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。舉措：

實(shí)施可再生能源替代行動(dòng)

，

改革電力體制

，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。二十大精神

：加快規(guī)劃建設(shè)新型能源體系

，確保能源安全。千鄉(xiāng)萬(wàn)村馭風(fēng)計(jì)劃“雙碳”

目標(biāo)千家萬(wàn)戶沐光行動(dòng)定義國(guó)際能源署（International

EnergyAgency

，

IEA）

將接入配電網(wǎng)或位于負(fù)荷中心附近的天然氣分布式能源、

分布式可再生能源

，

以及分布式儲(chǔ)能、

需求側(cè)響應(yīng)和能效技術(shù)等均納入分布式能源（

DER）

的范疇。國(guó)際應(yīng)用國(guó)內(nèi)環(huán)境分布式能源與可再生能源網(wǎng)側(cè)交直流、

多直流間耦合更

加緊密源側(cè)低短路比特征突出

，荷側(cè)

動(dòng)態(tài)特性越來(lái)越復(fù)雜

，安全穩(wěn)

定支撐能力不斷被削弱新能源功率不確定性導(dǎo)致電網(wǎng)功率缺額出現(xiàn)的次數(shù)或幅度均會(huì)增加新型電力系統(tǒng)下系統(tǒng)穩(wěn)定控制的結(jié)構(gòu)性困境日趨明顯

，迫切需要新型系統(tǒng)拓?fù)涞膮f(xié)同控制參與電網(wǎng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)

，提升大電網(wǎng)運(yùn)行安全水平研究

分層集群的新型電力系統(tǒng)

重點(diǎn)運(yùn)行與控制《中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)》

2023年第2期

pp.581

~594分層集群新型電力系統(tǒng)研究背景電力系統(tǒng)受擾后的穩(wěn)定特性由傳統(tǒng)機(jī)電模式主導(dǎo)向機(jī)電-電磁多模式耦合交互影響演化集群端對(duì)端交易、

調(diào)頻輔助服務(wù)、

虛擬電廠交易等增加了交流系統(tǒng)有功-無(wú)功間的耦合程度

，擾動(dòng)下動(dòng)態(tài)響應(yīng)更加復(fù)雜電源側(cè)、

電網(wǎng)側(cè)與負(fù)荷側(cè)分布式資源協(xié)同控制受端電網(wǎng)潛在有功功率缺額擾動(dòng)的擾動(dòng)量增大多層級(jí)電力網(wǎng)絡(luò)、

互聯(lián)集群的結(jié)構(gòu)新能源并網(wǎng)給電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定帶來(lái)影響能量控制市場(chǎng)電力與能源的商品交易及價(jià)值共創(chuàng)基于ICE技術(shù)對(duì)能源生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)和利用進(jìn)行調(diào)控能源的生產(chǎn)、

儲(chǔ)運(yùn)和利用一般都要基于電網(wǎng)、

熱網(wǎng)、氣網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行隨著新型電力系統(tǒng)、

綜合能源、

電力電子和數(shù)字化等技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用

，新型能源體系將呈現(xiàn)出

“能量—信息—價(jià)值”三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的形態(tài)。分層集群新型電力系統(tǒng)三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)價(jià)值共創(chuàng)信息調(diào)控物理實(shí)現(xiàn)大電網(wǎng)能源資源大范圍優(yōu)化配置樞紐平臺(tái)的主體作用不變

，但對(duì)其優(yōu)化配置的靈活、

高效能力要求將極大提高輸電網(wǎng)與配用電網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系由主從依附轉(zhuǎn)變?yōu)橄嗷ブ沃鲃?dòng)配電網(wǎng)以分布式電源和用戶為主體的分布式電網(wǎng)廣泛存在

，形成具有供需平衡能力的電力交換網(wǎng)絡(luò)

，

電力用戶實(shí)現(xiàn)靈活互動(dòng)用電側(cè)建立以電力為樞紐的電/冷/熱/氣/儲(chǔ)等綜合能源耦合網(wǎng)絡(luò)

，實(shí)現(xiàn)終端能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化管理與靈活互濟(jì)分層集群新型電力系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)最終實(shí)現(xiàn)：消納新能源電力以新能源為主體?

系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)與動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)能力在線監(jiān)測(cè)?高動(dòng)態(tài)、高維度、多智能主體、分布式控制問(wèn)題?電力物聯(lián)網(wǎng)使能負(fù)荷側(cè)參與能量交易的建模與控制?需求側(cè)靈活資源、儲(chǔ)能和可再生能源發(fā)電參與能量交換的個(gè)體與集群的優(yōu)化控制研究?能量資源內(nèi)部多主體的相互協(xié)調(diào)?信息物理系統(tǒng)的融合與隱私安全?集群的形成與組成成分?大電網(wǎng)、主動(dòng)配電網(wǎng)與微電網(wǎng)之間的層級(jí)區(qū)分?形成帶有激勵(lì)機(jī)制的輔助服務(wù)市場(chǎng)

，充分調(diào)動(dòng)分布式能源參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)的積極性?建立多層級(jí)集群電力市場(chǎng)機(jī)制的可行性研究理論基礎(chǔ)

協(xié)同控制理論

微分博弈理論

信息和通信前沿理論

連續(xù)時(shí)間商品模型電力理論

電力市場(chǎng)設(shè)計(jì)學(xué)

分層集群新型電力系統(tǒng)研究問(wèn)題?

分布式可再生能源系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力評(píng)估?集群電動(dòng)汽車的建模與控制?

虛擬電廠交易機(jī)制?

分布式儲(chǔ)能的交易機(jī)制?

柔性負(fù)荷參與集群能量調(diào)節(jié)的建模與控制高動(dòng)態(tài)、高維度、多智能主體、分充分調(diào)動(dòng)各調(diào)節(jié)資源進(jìn)行合理、

自主、協(xié)同、智能地參與系統(tǒng)控制配套的定價(jià)和市場(chǎng)機(jī)制足夠合理才能保證各調(diào)頻資源踴躍充分參與系統(tǒng)控制?掌握各種可再生能源與負(fù)荷的并網(wǎng)特性及調(diào)節(jié)能力，作為多類型資源參與系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行研究的基礎(chǔ)新能源電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析與評(píng)估研究可再生能源

系統(tǒng)多資源協(xié)同

控制的基礎(chǔ)調(diào)頻和慣性輔助

服務(wù)市場(chǎng)機(jī)制研

究電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)與

負(fù)荷側(cè)多資源協(xié)同

控制能量網(wǎng)絡(luò)（電力系統(tǒng)）信息網(wǎng)絡(luò)（通信與控制）布式建模/分析/優(yōu)化/控制問(wèn)題價(jià)值網(wǎng)絡(luò)主要內(nèi)容

分層集群新型電力系統(tǒng)

虛擬電廠的電力物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

虛擬電廠的通信與安全挑戰(zhàn)

前景展望

“

物聯(lián)網(wǎng)+

”

電力

（自動(dòng)化科學(xué)視角

）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

（LP

WAN

、

5

G等）在電力行業(yè)的應(yīng)用

，

作為傳統(tǒng)電力信息化

、

自動(dòng)化的延伸

，

其主要作用是獲取尚未覆蓋的邊緣數(shù)據(jù)

，

并應(yīng)用于電力系統(tǒng)規(guī)劃

、

運(yùn)行與控制。 “

電

力+

”

物

聯(lián)

網(wǎng)

（數(shù)

據(jù)

科

學(xué)

視

角

）通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)獲取電力用戶用電數(shù)據(jù)

，

通過(guò)數(shù)據(jù)科學(xué)方法可以處理用電數(shù)據(jù)中所包含的大量有價(jià)值的社會(huì)經(jīng)濟(jì)信息

，

并為各行各業(yè)提供決策支撐。

“

電網(wǎng)即物聯(lián)網(wǎng)

”

（通信科學(xué)視角

）即基于電力線通信

（PLC）的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

，

利用電力線作為通信介質(zhì)(如寬帶電力線載波HPLC)

，

網(wǎng)隨電通

，

可傳輸其他非電氣量數(shù)據(jù)(如水

、

電

、

氣

、

熱四表合一集抄)。

電力物聯(lián)網(wǎng)的三重含義\

負(fù)荷

新型電力系統(tǒng)源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)互動(dòng)虛擬電廠是新型電力系統(tǒng)不可或缺的重要組成部分新型電力系統(tǒng)中

，新能源隨機(jī)性、

間歇性和波動(dòng)性特性引起供需平衡困難

，頻率穩(wěn)定問(wèn)題突出，僅依靠傳統(tǒng)電廠的調(diào)節(jié)能力難以應(yīng)對(duì)

，迫切需要喚醒需求側(cè)沉睡的資源。隨機(jī)性間歇性波動(dòng)性

虛擬電廠賦能新型電力系統(tǒng)建設(shè)實(shí)測(cè)值量

1

連續(xù)7天低于20%

調(diào)控中心出力/p.u.

出力/p.u.出力/MW廣東某光伏電站（6萬(wàn)千瓦）

典型日出力曲線10:1511:3012:3013:4515:1516:1517:0018:4520:1521:3022:0023:45

1小時(shí)/20%裝機(jī)容廣東某風(fēng)電場(chǎng)短期預(yù)測(cè)與實(shí)測(cè)曲線對(duì)比200150100500廣東某海上風(fēng)電低出力持續(xù)超7天0:151:302:153:455:156:157:158:45傳統(tǒng)電廠虛擬電廠虛擬電廠10912

113314515716918

11932052

1722924

1253265277信息流能量流13253749617385974:20:0011:25:0018:30:001:35:008:40:0015:45:0022:50:006:20:0013:25:0020:30:0010:15:0017:20:000:25:007:30:0014:35:0021:40:000:00:007:05:0014:10:0021:15:005:55:0013:00:0020:05:004:45:0011:50:0018:55:002:00:009:05:0016:10:0023:15:0010:40:0017:45:00預(yù)測(cè)值3:35:003:10:001“能量-信息-價(jià)值”三流“分離-匯聚”虛擬電廠是一種通過(guò)先進(jìn)信息通信技術(shù)和軟硬件系統(tǒng)

，

實(shí)現(xiàn)分布式發(fā)電、

儲(chǔ)能系統(tǒng)、

可控負(fù)荷、

電動(dòng)汽車等分布式能源資源的聚合和協(xié)同優(yōu)化

，

以作為一個(gè)具有“源-荷”雙重身份的特殊電廠參與電力市場(chǎng)交易和電網(wǎng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)“能量-信息-價(jià)值”三流

“分離-匯聚”。能量流

信息流價(jià)值流

虛擬電廠賦能新型電力系統(tǒng)建設(shè)價(jià)值實(shí)現(xiàn)：

能源共享、

泛在智能、

綠色低碳規(guī)模化靈活資源虛擬電廠分布式調(diào)控策略和運(yùn)行控制技術(shù)分布式可信交易平臺(tái)基于區(qū)塊鏈的安全、分散、可信的交易技術(shù)承載通信控制系統(tǒng)

大規(guī)模終端訪問(wèn)認(rèn)證

海量終端友好交互技術(shù)

多層級(jí)聚合管理體系多時(shí)空、多能量尺度電力互聯(lián)互通分布式電源、

儲(chǔ)能及可調(diào)負(fù)荷等靈活資源具有容量小、

種類多、

參數(shù)各異、

點(diǎn)多面廣等特點(diǎn)

，虛擬電廠需要依靠安全、

強(qiáng)大的通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)靈活資源多層級(jí)聚合管理、

端對(duì)端的可信能源交易和

“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”協(xié)同調(diào)控運(yùn)行。

虛擬電廠賦能新型電力系統(tǒng)建設(shè)源

網(wǎng)分布式協(xié)同調(diào)控運(yùn)行荷儲(chǔ)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)虛擬電廠調(diào)控管理系統(tǒng)調(diào)度中心自適應(yīng)控制集群智能+協(xié)同控制橫縱結(jié)合確定性時(shí)延+數(shù)據(jù)安全能量網(wǎng)絡(luò)電網(wǎng)分布式光伏儲(chǔ)能電動(dòng)汽車中央空調(diào)交易中心

虛擬電廠的三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)交易策略i

l

市場(chǎng)激勵(lì)信息網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)感知實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)+信息融合調(diào)頻市場(chǎng)能量市場(chǎng)狀態(tài)量測(cè)控制指令備用市場(chǎng)信息視角通信視角控制視角分布式風(fēng)電居民用戶價(jià)值網(wǎng)絡(luò)工業(yè)用戶商業(yè)用戶…調(diào)度中心信息流交易流區(qū)塊鏈全節(jié)點(diǎn)無(wú)線公網(wǎng)5G局域網(wǎng)同色智能交互終端動(dòng)態(tài)聚合為同色的虛擬電廠

數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)

有線專網(wǎng)/互聯(lián)

制指令

交易

需求

區(qū)塊鏈

申報(bào)

發(fā)布網(wǎng)控輕節(jié)點(diǎn)云側(cè)調(diào)度系統(tǒng)控制指令虛擬電廠調(diào)控管理系統(tǒng)虛擬電廠2

…

虛擬電廠n執(zhí)行反饋交易出清聚合商運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)1邊側(cè)P2P

聚合商…

…

運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)m電力交易中心市場(chǎng)交易系統(tǒng)智能交互終端2智能交互終端k智能交互終端2智能交互終端1有線局域網(wǎng)智能交互終端1智能交互終端k智能交互終端k智能交互終端2智能交互終端1

虛擬電廠的信息網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建互聯(lián)網(wǎng)/

互聯(lián)網(wǎng)/

互聯(lián)網(wǎng)/加密模塊時(shí)延測(cè)量控制模塊無(wú)線公網(wǎng)

無(wú)線公網(wǎng)虛擬電廠1信息網(wǎng)絡(luò)端側(cè)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)終

終

終端

端

端智

智

智能

能

能虛擬電廠VPP15G虛擬電廠生產(chǎn)單元（快速調(diào)頻+調(diào)峰）

縱向通信方式包括：

5G

，光纖專網(wǎng)

，虛擬專網(wǎng)

，

互聯(lián)網(wǎng)

橫向通信方式包括

：有線/無(wú)線局域網(wǎng)

，

5G

，光纖專網(wǎng)

，虛擬專網(wǎng)

，

互聯(lián)網(wǎng)以及異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互通

虛擬電廠的信息網(wǎng)絡(luò)（通信視角）“云-邊-端”架構(gòu)廣域網(wǎng)局域網(wǎng)終端

CAN

485

有線局域網(wǎng)/5G端

VPPn VPP3區(qū)塊鏈區(qū)塊鏈區(qū)塊鏈邊

虛擬電廠生產(chǎn)單元(調(diào)峰)

虛擬電廠生產(chǎn)單元（調(diào)-峰）VPP2

信息采集流

橫向控制流

云虛擬專網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)圖例：交易流智能網(wǎng)關(guān)智能網(wǎng)關(guān)終端終端終端終端MEC縱向控制流無(wú)線局域網(wǎng)有線局域網(wǎng)有線專網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)

終端

終端

終端

海量異構(gòu)終端的通信連接是虛擬電廠協(xié)調(diào)控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

，本質(zhì)上即為電力物聯(lián)網(wǎng)

，形成復(fù)雜異構(gòu)通信網(wǎng)絡(luò)。

虛擬電廠是實(shí)現(xiàn)電力物聯(lián)網(wǎng)泛在感知

，解決用戶側(cè)

“最后一公里”通信問(wèn)題的突破口之一。

智能交互終端的通信接入方式應(yīng)因地制宜

，根據(jù)通信性能與通信距離需求合理選擇通信技術(shù)

，進(jìn)一步推進(jìn)虛擬電廠通信網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋。

有線網(wǎng)絡(luò)端到端時(shí)延較小

，且技術(shù)成熟

，但部署比較困難。

4G、

窄帶物聯(lián)網(wǎng)（

LPWAN）

等無(wú)線網(wǎng)絡(luò)時(shí)延及確定性保障不足

，難以承載虛擬電廠的快速控制類業(yè)務(wù)。

5G技術(shù)提供了高速、

低延遲的通信網(wǎng)絡(luò)

，

可以支持虛擬電

廠中各種設(shè)備之間的實(shí)時(shí)通信和數(shù)據(jù)傳輸

，是虛擬電廠物聯(lián)網(wǎng)通信的良好解決方案。MEC

終端

有線局域網(wǎng)/5G分布式資源（調(diào)峰、調(diào)頻、備用）

虛擬電廠的信息網(wǎng)絡(luò)（通信視角）終端通信接入智能網(wǎng)關(guān)終端

終端

終端

485CAN虛擬電廠是信息網(wǎng)絡(luò)與能量網(wǎng)絡(luò)高度結(jié)合的大規(guī)模、

復(fù)雜的高維的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。

隨著傳感技術(shù)的不斷發(fā)展

，智能交互終端需要采集的數(shù)據(jù)變得更加多元化、

小型化、

數(shù)據(jù)數(shù)量更為龐大。

但鑒于虛擬電廠系統(tǒng)的高維特性

，通常很難有足夠的傳感器節(jié)點(diǎn)

，使得系統(tǒng)完全可觀測(cè)。

在經(jīng)典的分布式感知問(wèn)題中

，一組分散的傳感器節(jié)點(diǎn)觀測(cè)環(huán)境的狀態(tài)信息

，傳感器將自身觀測(cè)結(jié)果的部分信息傳輸至融合中心

，

由融合中心對(duì)環(huán)境的狀態(tài)進(jìn)行估計(jì)。?

中心式算法安全性不夠?

系統(tǒng)魯棒性不夠?

節(jié)點(diǎn)通信能力不足?

電力供應(yīng)不足?

保密性更強(qiáng)?

魯棒性更強(qiáng)?

節(jié)點(diǎn)可以隨時(shí)進(jìn)出網(wǎng)絡(luò)?

均勻分配計(jì)算和通信負(fù)擔(dān)集中式信號(hào)處理分布式信號(hào)處理

虛擬電廠的信息網(wǎng)絡(luò)（信息視角）虛擬電廠的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)多樣

，且靈活資源運(yùn)行狀態(tài)多變

，對(duì)數(shù)據(jù)處理和計(jì)算能力要求較高。

分布式狀態(tài)估計(jì)(DSE)可以避免繁雜的海量數(shù)據(jù)集中式處理

，

提高數(shù)據(jù)并發(fā)處理效率

，

如聯(lián)邦學(xué)習(xí)等分布式學(xué)習(xí)框架

，

可以在兼顧各方數(shù)據(jù)隱私（數(shù)據(jù)

“可算不可見(jiàn)”

）

的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)虛擬電廠內(nèi)部資源的分層分區(qū)動(dòng)態(tài)優(yōu)化聚合和集群響應(yīng)能力量化分析。

虛擬電廠的信息網(wǎng)絡(luò)（信息視角）化調(diào)度用戶資源聚合修正可調(diào)能力用戶資

聚合商間源聚合

分布式交易廠內(nèi)日內(nèi)調(diào)度廠內(nèi)實(shí)

時(shí)校正N資源

日前計(jì)劃數(shù)據(jù)采集用戶間分布式交易執(zhí)行數(shù)據(jù)采集

偏差考核資源聚合用戶報(bào)價(jià)數(shù)據(jù)采集接收日前計(jì)劃

虛擬電廠的信息網(wǎng)絡(luò)（控制視角）日前1天/次

，生成次日24h計(jì)劃

，96個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)日內(nèi)15min/次

，生成4h計(jì)劃，

16個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)實(shí)時(shí)5min/次

，生成15min計(jì)劃

，3個(gè)數(shù)據(jù)N交易？Y實(shí)正廠校多時(shí)點(diǎn)虛擬電廠分區(qū)聚合虛擬電廠分區(qū)聚合虛擬電廠日內(nèi)優(yōu)日內(nèi)計(jì)劃日前優(yōu)化調(diào)度廠內(nèi)日前調(diào)度修正可調(diào)能力前計(jì)劃

資源

日?qǐng)?bào)價(jià)整合行方式發(fā)生重大變化？虛擬電廠實(shí)時(shí)計(jì)劃虛擬電廠日前計(jì)劃端邊云虛擬電廠

日是否電網(wǎng)運(yùn)資源實(shí)時(shí)交易結(jié)果內(nèi)計(jì)劃計(jì)劃Y

n人博弈LQDG模型

提出基于反饋納什均衡解的控制方法

，協(xié)同多智能主體

，既減少?zèng)_突反調(diào)又具有說(shuō)服力。

采用集群智能等方法研究海量靈活資源多層級(jí)動(dòng)態(tài)聚合互動(dòng)的虛擬電廠多智能主體協(xié)同控制技術(shù)

，

實(shí)現(xiàn)虛擬電廠在多應(yīng)用場(chǎng)景、

復(fù)雜耦合、

響應(yīng)行為不確定條件下的快速響應(yīng)與實(shí)時(shí)控制。相比傳統(tǒng)控制

，本方法

頻率恢復(fù)時(shí)間更快頻率波動(dòng)曲線—無(wú)控制—傳統(tǒng)方法—本方法快速電壓波動(dòng)根節(jié)點(diǎn)電壓曲線

虛擬電廠的信息網(wǎng)絡(luò)（控制視角）集群智能協(xié)同控制應(yīng)用示范場(chǎng)景基于黎卡提方程的納什均衡解法多主體協(xié)同主要內(nèi)容

分層集群新型電力系統(tǒng)

虛擬電廠的電力物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

虛擬電廠的通信與安全挑戰(zhàn)

前景展望5GC從2c的"盡力而為n到2B的"確定精準(zhǔn)

高可靠性

測(cè)量：

根據(jù)編排后的通道

，進(jìn)行測(cè)量

，根據(jù)測(cè)量結(jié)果

，確定鏈路是否需要再優(yōu)化

保障

：根據(jù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的測(cè)量結(jié)果（歷史測(cè)量數(shù)據(jù)）

，編排網(wǎng)絡(luò)

，形成信息通道 虛擬電廠的通信與安全挑戰(zhàn)（通信時(shí)延）確定時(shí)延場(chǎng)景增強(qiáng)資源預(yù)留CPEONU園區(qū)確定性通信網(wǎng)絡(luò)方案虛擬電廠電力通信網(wǎng)絡(luò)確定性的兩個(gè)關(guān)鍵：20ms99.999%10Gb

psOLTONU低時(shí)延高可靠上行大帶寬智能監(jiān)控點(diǎn)多面廣電力控制大連接極低丟包云專網(wǎng)園區(qū)CPE基本邏輯：

從虛擬電廠業(yè)務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景出發(fā)

，差異化滿足業(yè)務(wù)承載需求；

將通信通道的時(shí)延不確定轉(zhuǎn)化為確定。保障過(guò)程：

先明確目標(biāo)

，充分保障；

再識(shí)別場(chǎng)景

，精準(zhǔn)保障。 虛擬電廠的通信與安全挑戰(zhàn)（通信時(shí)延）確定性通信網(wǎng)絡(luò)方案4)識(shí)別場(chǎng)景

，精準(zhǔn)調(diào)度1)專網(wǎng)切片

，定義業(yè)務(wù)

，設(shè)定目標(biāo)3)精準(zhǔn)度量

，閉環(huán)優(yōu)化2)識(shí)別業(yè)務(wù)，

匹配目標(biāo)資源調(diào)度業(yè)務(wù)場(chǎng)景目標(biāo)結(jié)果數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流識(shí)別業(yè)務(wù)流拆分時(shí)延跨域精準(zhǔn)分解實(shí)現(xiàn)過(guò)程資源調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)挑戰(zhàn)應(yīng)答認(rèn)證應(yīng)用場(chǎng)景：

虛擬電廠設(shè)備接入。保障過(guò)程：

通過(guò)基于國(guó)秘算法和設(shè)備身份認(rèn)證的安全接入技術(shù)

，

防止虛擬電廠終端被惡意操控或冒用。授權(quán)

ID分發(fā)中心——

認(rèn)證中心 虛擬