虛擬發(fā)電廠完整版本

虛擬發(fā)電廠未來(lái)智能配電網(wǎng)的重要發(fā)展方向選題背景與意義

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，電力需求，能源需求都在持續(xù)增長(zhǎng)。環(huán)境，氣候問(wèn)題逐漸凸顯出來(lái)，各國(guó)電力系統(tǒng)也發(fā)生了一系列的問(wèn)題事故，如2003年的美加大停電、2005年的莫斯科大停電、2006年的倫敦大停電以及2008年我國(guó)南方因雪災(zāi)造成的許多市縣的電力事故等。加上能源的短缺，各國(guó)都已將節(jié)約能源，提高能源效率作為基本能源政策，并實(shí)施了一系列節(jié)能減排的措施。電力需求側(cè)管理（DemandSide

Management,DSM），已成為與煤炭、石油、天然氣和電力等同等重要的“第五能源”。美加大停電莫斯科大停電選題背景與意義虛擬發(fā)電廠（VirtualPowerPlant,簡(jiǎn)稱(chēng)VPP）是電力需求側(cè)管理的一個(gè)創(chuàng)新模式，可以在達(dá)到建設(shè)常規(guī)電廠和相應(yīng)輸配電系統(tǒng)的同時(shí)，提高電能使用效率和減少用戶電力消耗。虛擬發(fā)電廠是能量管理系統(tǒng)和控制的小型和超小型分散發(fā)電機(jī)組成的一個(gè)集合性電站。虛擬電廠的擁有者和操作者可以通過(guò)由電腦運(yùn)算的操作規(guī)劃來(lái)獲得技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)方面的益處。在風(fēng)力發(fā)電等分布式電源逐漸進(jìn)入家庭之后，虛擬發(fā)電廠技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)家庭或個(gè)體負(fù)載將多余電量反哺電網(wǎng)的可能，并且合理分配周期性分布式電源與可分派分布式電源的工作時(shí)間，有效協(xié)調(diào)地區(qū)電能需求和電力批發(fā)市場(chǎng)的電力需求。國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

在歐美，虛擬發(fā)電廠的提出成為了應(yīng)對(duì)各類(lèi)分布式電源控制問(wèn)題的解決方案，在一些地區(qū)大規(guī)模的虛擬發(fā)電廠作為實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目已經(jīng)開(kāi)始運(yùn)行。慕尼黑電力公司通過(guò)其中一座新建成的虛擬發(fā)電廠，同時(shí)運(yùn)營(yíng)了六臺(tái)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組、五個(gè)水電站和一座風(fēng)電場(chǎng)，其實(shí)際能效和經(jīng)濟(jì)效益均要高于單獨(dú)運(yùn)行這些電廠。另一座虛擬發(fā)電廠是為萊茵集團(tuán)的電力公司而建。在投運(yùn)初期，該虛擬發(fā)電廠的發(fā)電量達(dá)到2萬(wàn)千瓦，到2015年將可擴(kuò)容至20萬(wàn)千瓦。美國(guó)通過(guò)政府部門(mén)制定了虛擬政策及規(guī)則，以市場(chǎng)化運(yùn)作模式，用過(guò)基于市場(chǎng)的財(cái)政激勵(lì)政策，調(diào)動(dòng)各方參與虛擬電廠建設(shè)的積極性，實(shí)現(xiàn)能效的提高；日本也是一個(gè)極其需要虛擬電廠的國(guó)家。由于日本破壞性的地震和海嘯后，重建工作的時(shí)候面臨的很?chē)?yán)重的電力短缺局面。專(zhuān)家們相信，創(chuàng)建虛擬電廠比增加集中式發(fā)電廠更為快速有效的適應(yīng)不斷變化的能源需求。國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀在國(guó)內(nèi)，自2005年以來(lái)，江蘇、廣東、上海等省市地區(qū)開(kāi)展了虛擬電廠的試點(diǎn)工作，北京、河北等地也正積極探討虛擬電廠的建設(shè)，累積了一定的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)形成了一定的規(guī)模。但我國(guó)在虛擬電廠工作中仍處于探索和試營(yíng)階段，相關(guān)實(shí)施機(jī)制、技術(shù)措施、配套政策、組織模式等等均有待完善。開(kāi)展虛擬電廠及其應(yīng)用的研究，可以對(duì)政府、電網(wǎng)企業(yè)、電力用戶、能源公司以及包括金融機(jī)構(gòu)，節(jié)能認(rèn)證機(jī)構(gòu)等都產(chǎn)生積極的作用，所以促進(jìn)我國(guó)在虛擬電廠中的發(fā)展，對(duì)國(guó)家有著十分積極的意義虛擬發(fā)電廠的控制方式一直是研究中的重點(diǎn)與難點(diǎn)。首先，虛擬電廠的特殊結(jié)構(gòu)造成運(yùn)用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行最優(yōu)化計(jì)算上的困難。第二，由于虛擬發(fā)電廠必須提供一個(gè)分散機(jī)組在線控制的自動(dòng)化方式,例如補(bǔ)償不平衡電能，目前尚沒(méi)有操作者能實(shí)時(shí)檢查和改正結(jié)果。虛擬發(fā)電廠技術(shù)虛擬發(fā)電廠的概念虛擬發(fā)電廠的結(jié)構(gòu)虛擬發(fā)電廠的分類(lèi)虛擬發(fā)電廠的控制方式虛擬發(fā)電廠的通信結(jié)構(gòu)虛擬發(fā)電廠的運(yùn)行虛擬發(fā)電廠與微電網(wǎng)虛擬發(fā)電廠的概念虛擬發(fā)電廠技術(shù)（VPP，VirtualPowerPlant），是指通過(guò)虛擬控制中心將可控負(fù)荷、分布式電源（DER）和儲(chǔ)能系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，在電網(wǎng)中以特別電廠的身份參與運(yùn)行。虛擬電廠的每一部分均與控制中心相連，通過(guò)智能電網(wǎng)的雙向信息傳送，對(duì)機(jī)端潮流、受端負(fù)荷以及儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度，最終降低發(fā)電損耗，降低電網(wǎng)峰值負(fù)荷，減少溫室氣體排放，優(yōu)化資源利用，提高供電可靠性。（事實(shí)上，虛擬發(fā)電廠在現(xiàn)今而言依然處于一個(gè)理論與實(shí)驗(yàn)階段，在文字上并沒(méi)有對(duì)它有一個(gè)確定的定義。）虛擬電廠基本結(jié)構(gòu)虛擬發(fā)電廠的結(jié)構(gòu)一分布式電源二中央能源單元三可控負(fù)荷分布式電源1）公用分布式電源：這類(lèi)電源包含了風(fēng)力、水力等發(fā)電站，這些發(fā)電站本身就是以投放電力近于電網(wǎng)為目的而建造的，但是由于其發(fā)電量的變化和難以預(yù)測(cè)性而需要通過(guò)虛擬發(fā)電站來(lái)整合。2）家庭分布式電源：這是一類(lèi)小型的，為個(gè)人住宅、商業(yè)或工業(yè)分部服務(wù)的分布式電源。這些電源在自主負(fù)責(zé)的電力需求滿足之后，如果有盈余，可以將多余的電力反哺給電網(wǎng)；同時(shí)，若此類(lèi)電源無(wú)法滿足個(gè)體的用電需求時(shí)，電網(wǎng)也可以向個(gè)體提供能源。分布式電源隨著家庭分布式電源逐漸融入電網(wǎng)，這些分布式電源可以自行組合成為一個(gè)微電網(wǎng)。而這些微電網(wǎng)，都需要一個(gè)中央控制系統(tǒng)來(lái)協(xié)調(diào)其組成部分的運(yùn)作。使用虛擬發(fā)電廠的概念，每個(gè)微電網(wǎng)以及分布式電源可以作為一個(gè)整體運(yùn)行，并且在系統(tǒng)管理任務(wù)中可以正常調(diào)用。一些分布式電源具有周期性的特性，比如：風(fēng)能、沒(méi)有儲(chǔ)能設(shè)備的光伏發(fā)電系統(tǒng)；而另一些分布式電源，比如燃料電池和微型渦輪機(jī)，是可分派的，他們可以迅速、方便地改變運(yùn)作機(jī)能。因此，不論是公共分布式電源還是家庭分布式電源都可以分成周期性和可分派性?xún)煞N分類(lèi)。中央能源單元整個(gè)虛擬電廠由中央能源單元管理和控制。中央管理系統(tǒng)可以進(jìn)一步細(xì)分成更小的單元，一些學(xué)者將其稱(chēng)為本地管理系統(tǒng)，這些本地控制單元一方面與中央控制單元想聯(lián)系，同時(shí)和負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)和控制各自轄區(qū)范圍內(nèi)的負(fù)荷和發(fā)電機(jī)，本地控制單元也會(huì)參與中央控制單元的決策?？煽刎?fù)荷虛擬發(fā)電廠還應(yīng)該配備一些可控負(fù)荷，比如：儲(chǔ)能電池或者可分派發(fā)電機(jī)，以應(yīng)對(duì)分布式電源的隨機(jī)波動(dòng)。為了保證虛擬發(fā)電站一直帶著負(fù)荷進(jìn)行發(fā)電，虛擬電廠可以簽署一些傳統(tǒng)的電力銷(xiāo)售協(xié)議虛擬發(fā)電廠的分類(lèi)商業(yè)型虛擬電廠（CommercialVPP，CVPP）技術(shù)型虛擬電廠（TechnicalVPP，TVPP）商業(yè)型虛擬電廠商業(yè)型虛擬電廠CVPP旨在提供一種通用途徑，將VPP中的分布式電源（DER）接入到電力市場(chǎng)中，可以理解為VPP連接至電力市場(chǎng)的功能劃分協(xié)調(diào)模塊。對(duì)于在投資組合中的，這種方法降低了DER在市場(chǎng)上孤獨(dú)的運(yùn)作失衡的風(fēng)險(xiǎn)，通過(guò)聚合所取得的效益還能提供了多樣性的資源和提高能力。在市場(chǎng)的DER可以獲得規(guī)模經(jīng)濟(jì)的效益，而從電力市場(chǎng)的參與情報(bào)中又可以最大限度地提高收入的機(jī)會(huì)，而DER單獨(dú)運(yùn)作所面臨的風(fēng)險(xiǎn)，又可以被自我調(diào)節(jié)型的智能電網(wǎng)所承擔(dān)。為了達(dá)到這些目標(biāo)，CVPP的設(shè)計(jì)也應(yīng)根據(jù)電力市場(chǎng)規(guī)則，確保將VPP內(nèi)部的微型電力市場(chǎng)和外部電網(wǎng)進(jìn)行無(wú)縫連接。CVPP的主要功能

1.規(guī)劃應(yīng)用模擬所有有關(guān)能量和傳播流動(dòng)的費(fèi)用、收益和約束。根據(jù)設(shè)定的電力交易時(shí)段，如15、30min或1h的時(shí)間分辨率，考慮到1～7天的情況。2.負(fù)荷預(yù)測(cè)。提供多種類(lèi)型負(fù)荷的預(yù)測(cè)計(jì)算。其中所需的基本數(shù)據(jù)是在規(guī)劃功能中決定的時(shí)問(wèn)分辨率范圍內(nèi)的連續(xù)的歷史測(cè)量負(fù)荷值。負(fù)荷預(yù)測(cè)建立分段線性模型來(lái)模擬影響功能變化的行為。3.根據(jù)市場(chǎng)情報(bào)，優(yōu)化潛在收入的有價(jià)證券，制作合同中的電力交換和遠(yuǎn)期市場(chǎng)，控制經(jīng)營(yíng)成本，并提交DER進(jìn)度、經(jīng)營(yíng)成本等信息至系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商。4.編制交易計(jì)劃、確定市場(chǎng)價(jià)格、實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)市場(chǎng)交易。技術(shù)型虛擬電廠技術(shù)型虛擬電廠TVPP是技術(shù)角度的VPP。TVPP是由負(fù)荷和分布式電源共同組成的系統(tǒng)，它可同時(shí)提供電能和熱量；其內(nèi)部的電源主要由電力電子器件負(fù)責(zé)能量的轉(zhuǎn)換，并提供必需的控制。在其連接到傳輸系統(tǒng)的角度，可以被看成是一個(gè)帶有傳輸系統(tǒng)的發(fā)電廠，具有與相連電廠相同的參數(shù)。下表列出了表征VPP的主要參數(shù)。下圖總結(jié)了所需的輸入和輸出來(lái)表征TVPP的活動(dòng)，通過(guò)CVPP提供的輸入信息，TVPP改善DER對(duì)系統(tǒng)操作員的可觀性，同時(shí)提供實(shí)時(shí)或接近實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)管理功能以及預(yù)定配套服務(wù)。為加強(qiáng)在傳輸電一級(jí)的DER活動(dòng)管理，系統(tǒng)操作員通過(guò)虛擬電廠控制中心獲得DER的操作位置、運(yùn)行參數(shù)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和成本數(shù)據(jù)等限制信息，然后通過(guò)智能中心在線優(yōu)化協(xié)調(diào)DER，從而形成TVPP。TVPP的主要功能1.提供可視化操作界面，并允許對(duì)系統(tǒng)做出貢獻(xiàn)的DER活動(dòng)，同時(shí)增強(qiáng)DER的可控性，提供系統(tǒng)以最低的成本運(yùn)營(yíng)。2.整合所有DER的輸入，為每個(gè)DER建模（內(nèi)容包括可控負(fù)荷，電網(wǎng)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，以及變電站操作等）3.提供發(fā)電管理，監(jiān)督虛擬電廠所有的發(fā)電和存儲(chǔ)機(jī)組，根據(jù)每個(gè)機(jī)組各自的控制方式(獨(dú)立、人工、計(jì)劃或控制)和機(jī)組參數(shù)(最?。畲竽芰枯敵?、功率梯度、能量?jī)?nèi)容)，此功能通過(guò)命令界面計(jì)算和傳輸機(jī)組的實(shí)際狀態(tài)(起動(dòng)、在線、遙控、擾動(dòng))、機(jī)組的實(shí)際能量輸出、機(jī)組起動(dòng)／停止命令和機(jī)組能量設(shè)定點(diǎn)。而且，根據(jù)機(jī)組狀態(tài)變化監(jiān)督和發(fā)信號(hào)給命令響應(yīng)和設(shè)定點(diǎn)。如果有機(jī)組擾動(dòng)，發(fā)電管理功能會(huì)根據(jù)環(huán)境變化，同時(shí)考慮到所有的限制條件，自行起動(dòng)機(jī)組組合計(jì)算來(lái)強(qiáng)制重新計(jì)劃其他剩下的機(jī)組。技術(shù)型虛擬電廠4.在線優(yōu)化和協(xié)調(diào)DER。在線優(yōu)化和協(xié)調(diào)功能將整體的功率校正值分配給在控制方式中運(yùn)行的所有的單獨(dú)的發(fā)電機(jī)組、儲(chǔ)存機(jī)組和柔性負(fù)荷。分配算法的原則首先，必須考慮機(jī)組的實(shí)際限制(如最小、最大功率，儲(chǔ)存內(nèi)容，功率調(diào)整限制等)。其次，整體功率校正值必須盡可能快的達(dá)到。再次，最便宜的機(jī)組應(yīng)該首先用于控制操作中。根據(jù)TVPP的要求，一個(gè)稱(chēng)為DEMS的軟件包被研發(fā)并用于VPP的智能管理中心。在DEMS中，虛擬電廠的組成部分和機(jī)組以及它們的能量流動(dòng)拓?fù)溆媚Ｐ驮械囊恍╊?lèi)來(lái)表示，DEMS機(jī)組組合功能計(jì)算最優(yōu)化的調(diào)度計(jì)劃(包括機(jī)組組合)，用于所有的柔性單元。虛擬發(fā)電廠的控制方式（1）集中控制（2）分散控制（3）完全分散控制(4)控制方式總結(jié)集中控制方式在此控制方式下的虛擬電廠稱(chēng)為“集中控制的虛擬發(fā)電廠（CentralizedControlledVPP,CCVPP）”。這一結(jié)構(gòu)下的VPP，要求發(fā)電廠對(duì)涉及分布式運(yùn)行的每一個(gè)單位的信息可以完整的掌握，同時(shí)，其操作設(shè)置需要滿足當(dāng)?shù)仉娏ο到y(tǒng)的不同需求。這一類(lèi)型的VPP，在達(dá)到最佳的運(yùn)行模式時(shí)，會(huì)有很大的潛力。但是，往往由于具體的運(yùn)行實(shí)際的限制，具有有限的可擴(kuò)展性和兼容性。分散控制方式在此控制方式下的虛擬電廠稱(chēng)為“分散控制的虛擬發(fā)電站（DecentralizedControlledVPP,DCVPP）”。在分散控制中，VPP被分為多個(gè)層次。本地VPP控制著轄區(qū)內(nèi)有限的DER，再由本地VPP將信息反饋給上一級(jí)VPP，從而構(gòu)成一個(gè)整體的層次結(jié)構(gòu)。相對(duì)于上一種集中控制模式中的弱點(diǎn)，DCVPP利用模塊化的本地運(yùn)行模式和信息收集模式有效地改進(jìn)了這一缺陷。然后，運(yùn)行時(shí)的中央控制系統(tǒng)仍然需要位于整個(gè)分散控制的虛擬發(fā)電系統(tǒng)的最頂端，以確保系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和整體運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。完全分散控制方式在此控制方式下的虛擬電廠稱(chēng)為“完全分散控制的虛擬發(fā)電站（FullyDecentralizedControlledVPP,FDCVPP）”：這種運(yùn)行模式，可以認(rèn)為是分散式制的一種延伸。分散式控制模式中的中央控制系統(tǒng)由數(shù)據(jù)交換處理器代替，這些數(shù)據(jù)交換代理提供例如：市場(chǎng)價(jià)格、天氣預(yù)報(bào)以及數(shù)據(jù)記錄等有價(jià)值的信息。對(duì)于分散控制模式中的小單位來(lái)說(shuō)，由于FDCVPP模式下的即插即用能力（plugandplayability），在此模式下運(yùn)行，相比之前的兩種模式，會(huì)具有很好的可擴(kuò)展性和開(kāi)放性?？刂品绞娇偨Y(jié)基于以上三種模式的運(yùn)行特點(diǎn)，完全分散控制的VPP應(yīng)該是更適合于在市場(chǎng)中投入運(yùn)行的模式。一個(gè)由歐盟研究委員會(huì)規(guī)劃設(shè)計(jì)的未來(lái)電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模型中，就擬將一個(gè)完全分散控制的虛擬發(fā)電站視作是分布式發(fā)電成功邁向全面運(yùn)營(yíng)的基礎(chǔ)，在這個(gè)規(guī)劃中，電網(wǎng)中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都是激活的，反應(yīng)靈敏，對(duì)于周?chē)h(huán)境的變化敏感，并且可以智能調(diào)整價(jià)格。而本文提出的基于多代理系統(tǒng)控制下的VPP，可以滿足完全分散控制的特性和要求，筆者將在接下來(lái)的幾章中進(jìn)行詳細(xì)闡述。虛擬發(fā)電廠的通信結(jié)構(gòu)虛擬電廠需要介于分散電力機(jī)組和電力管理系統(tǒng)控制之間的雙向通信。處于現(xiàn)階段的虛擬發(fā)電廠，其主要的特點(diǎn)是其內(nèi)各發(fā)電單元與負(fù)荷均直接或間接得與能量管理中心（EMS）相連。因此，虛擬電廠的通信系統(tǒng)構(gòu)架十分重要，需要一個(gè)性能極佳的計(jì)算機(jī)處理中心提供最快的處理速度以及最小的延遲時(shí)間，并有足夠容量接納可能安裝的新裝置，為EMS系統(tǒng)提供各子系統(tǒng)實(shí)時(shí)、精確的數(shù)據(jù)信息流。然而，虛擬電廠內(nèi)過(guò)多的冗余信息會(huì)使EMS系統(tǒng)的處理速度大大降低，為保證系統(tǒng)正常工作，EMS所接收的數(shù)據(jù)應(yīng)按照特殊格式與特殊協(xié)議發(fā)送，一種可行的方案協(xié)議是IEC61850標(biāo)準(zhǔn)。在智能電網(wǎng)中所有信息的傳輸和交互都通過(guò)高可靠性高速光纖網(wǎng)實(shí)現(xiàn)。每一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控裝置和數(shù)據(jù)庫(kù)都是以太網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)，有固定的IP地址，所有的信息流都將在光纖網(wǎng)絡(luò)中流通。智能電網(wǎng)通信系統(tǒng)的光纖通訊虛擬發(fā)電廠的運(yùn)行虛擬發(fā)電廠在短期內(nèi)成本最低時(shí)調(diào)用它的各個(gè)機(jī)組工作。根據(jù)這個(gè)目的，虛擬發(fā)電廠需要解決一個(gè)最優(yōu)化程序，其目標(biāo)函數(shù)是每小時(shí)與電網(wǎng)交易的電力中熱、電收益之和以及熱電聯(lián)產(chǎn)燃料耗費(fèi)所構(gòu)成的投資收益比，約束函數(shù)是電力和熱能在虛擬發(fā)電廠的電源和負(fù)載之間的平衡。同時(shí)虛擬發(fā)電廠需要和配電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商協(xié)商其最優(yōu)化策略以維持配電網(wǎng)的安全，因?yàn)榕潆娋W(wǎng)運(yùn)營(yíng)商對(duì)配電網(wǎng)的安全負(fù)有責(zé)任。它需要操控網(wǎng)絡(luò)以達(dá)到每天母線的電壓偏差都可見(jiàn)并且避免任意一條線路的過(guò)載。事實(shí)上，如果虛擬發(fā)電廠的最優(yōu)化策略沒(méi)有得到配電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商的統(tǒng)一管理，也就是說(shuō)虛擬發(fā)電廠的操作者擅自使它的所有短期成本最小化，包括生產(chǎn)成本和與電網(wǎng)的交易成本，從而強(qiáng)行提供他們的熱能和電力，這將會(huì)導(dǎo)致配電網(wǎng)的電壓和電流超出允許范圍。虛擬發(fā)電廠的運(yùn)行虛擬發(fā)電廠在電力市場(chǎng)中的運(yùn)行建議了一種可行的框架。在這個(gè)計(jì)劃中，分布式發(fā)電機(jī)組向虛擬發(fā)電廠運(yùn)行者提供他們的能量銷(xiāo)售建議，由虛擬發(fā)電廠的運(yùn)行者在電力市場(chǎng)中進(jìn)行談判或者直接與用戶進(jìn)行溝通。在確定了公司的商業(yè)戰(zhàn)略后，虛擬發(fā)電廠在電力市場(chǎng)中進(jìn)行談判，然后由電力市場(chǎng)運(yùn)行者決定最后的商業(yè)交易。而市場(chǎng)的結(jié)果需要系統(tǒng)操作員進(jìn)行驗(yàn)證。當(dāng)技術(shù)上的約束被排除后，應(yīng)該向電力的生產(chǎn)者和用戶公示，并且允許他們與另一供應(yīng)商進(jìn)行比較和裁定。在這個(gè)框架中，虛擬發(fā)電廠在電力市場(chǎng)中角逐的同時(shí)，它的內(nèi)部也有一個(gè)由所有分布式電源組成的充分競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)。由于存在一些分布式電源特別是那些屬于普通居民和小型商業(yè)用戶的機(jī)組容量不大，并且其擁有者對(duì)電力交易知之甚少，因此可以推斷這個(gè)框架并沒(méi)有考慮在內(nèi)。另外，哪些市場(chǎng)考慮在內(nèi)以及這些市場(chǎng)的特點(diǎn)同樣沒(méi)有說(shuō)明。虛擬發(fā)電廠的運(yùn)行一臺(tái)虛擬發(fā)電廠至少需要以下一些設(shè)備：(1)電力管理系統(tǒng)：用于監(jiān)視，計(jì)劃和優(yōu)化分散電力機(jī)組的操作。(2)負(fù)荷預(yù)測(cè)系統(tǒng)：可以計(jì)算很短時(shí)間(1h)和短時(shí)間(至7天)的負(fù)荷預(yù)測(cè)。(3)可再生能源機(jī)組的發(fā)電預(yù)測(cè)：這個(gè)預(yù)測(cè)必須能夠根據(jù)天氣預(yù)報(bào)來(lái)預(yù)測(cè)風(fēng)力發(fā)電和光電發(fā)電。(4)電力數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)：用來(lái)收集和保存優(yōu)化和預(yù)測(cè)中所需的數(shù)據(jù)，如發(fā)電量和負(fù)荷的情況以及用戶需求的合約數(shù)據(jù)。(5)強(qiáng)大的前端平臺(tái)：用于有分散電力機(jī)組的電力管理系統(tǒng)內(nèi)的通信。虛擬發(fā)電廠與微電網(wǎng)

智能電網(wǎng)中還有一個(gè)概念是微電網(wǎng)。微電網(wǎng)是相對(duì)于傳統(tǒng)大電網(wǎng)而言的，它是一個(gè)由分布式電源、儲(chǔ)能裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置、相關(guān)負(fù)荷和監(jiān)控、保護(hù)裝置匯集而成的小型發(fā)配電系統(tǒng)，是一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理的自治系統(tǒng)，既可以與外部電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，也可以孤立運(yùn)行。虛擬發(fā)電廠與微電網(wǎng)虛擬發(fā)電廠和微電網(wǎng)的相似點(diǎn)是他們都是分布式電源、可控負(fù)載以及能量?jī)?chǔ)備的集合。但虛擬發(fā)電廠是一個(gè)更加寬泛的概念，它對(duì)各種不同的電源都感興趣，并且更加關(guān)注經(jīng)濟(jì)的效益，微電網(wǎng)則更加關(guān)注技術(shù)和整個(gè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的平衡。另外，從目的性來(lái)說(shuō)，微電網(wǎng)的概念是建立在連入網(wǎng)絡(luò)的大量微型發(fā)電機(jī)組上，它的目的在于減少對(duì)輸電和高壓配電設(shè)備的需求；而虛擬發(fā)電廠是一個(gè)將連入配電網(wǎng)不同節(jié)點(diǎn)、使用各種技術(shù)并且擁有豐富的操作模式和可實(shí)現(xiàn)性的分布式電源集合在一起的概念，其目的在于交易電能或者提供系統(tǒng)支持服務(wù)。微電網(wǎng)可以與大電網(wǎng)政策性地交換電能，就像一個(gè)良好的、理想化的居民所做的那樣，但是虛擬發(fā)電廠會(huì)直接在批發(fā)市場(chǎng)中交易他們的分布式電源。多代理系統(tǒng)多代理系統(tǒng)的基本概念多代理系統(tǒng)在虛擬電廠運(yùn)行中的優(yōu)點(diǎn)多代理系統(tǒng)在虛擬發(fā)電廠中的應(yīng)用研究多代理系統(tǒng)的基本概念

多代理系統(tǒng)(MAS，MultiAgentSystem)，由一些在邏輯上或物理上分離的許多代理組成的，這些分布的代理通過(guò)協(xié)作共同完成系統(tǒng)需要完成的一個(gè)共同的任務(wù)。主要是研究一組自治的、多個(gè)智能Agent之間行為的協(xié)調(diào)，其目的是將大的復(fù)雜系統(tǒng)劃分成小的、彼此相互通信及協(xié)調(diào)的、易于管理的系統(tǒng)。在此模式下，以往需要整個(gè)系統(tǒng)集中完成的任務(wù)，可以通過(guò)幾個(gè)子系統(tǒng)來(lái)完成。不同子系統(tǒng)之間既相對(duì)獨(dú)立又有相互聯(lián)系，相互之間只有信息的交流，通過(guò)協(xié)同合作的方式進(jìn)行工作。多代理的主要特點(diǎn)

自主性和主動(dòng)性每個(gè)代理都具有擁有部分解決問(wèn)題的能力，能根據(jù)自身的能力獨(dú)立解決問(wèn)題域中的子問(wèn)題。可以根據(jù)周?chē)那闆r來(lái)改變或調(diào)整該代理下的電網(wǎng)的運(yùn)行方式；

系統(tǒng)交互性和整體封閉性

代理之間可以通過(guò)信號(hào)的傳輸，來(lái)交流各個(gè)代理所管轄的元件的運(yùn)行情況；互相獨(dú)立又有信息交流每個(gè)代理只需要知道自身所控范圍內(nèi)的情況和其他代理的少量信息，從而提高處理速度各代理有不同的運(yùn)行方式

代理所要達(dá)到的目標(biāo)決定了這個(gè)代理所要進(jìn)行的運(yùn)行方式；

多代理系統(tǒng)在虛擬電廠運(yùn)行中的優(yōu)點(diǎn)

相對(duì)于傳統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制，MultiAgent有以下幾方面優(yōu)勢(shì)：

1.多代理技術(shù)的優(yōu)勢(shì)可以滿足電力系統(tǒng)分布化的趨勢(shì)，達(dá)到分布電源合理利用的目的

2.通過(guò)多代理系統(tǒng)的應(yīng)用達(dá)到對(duì)虛擬電廠和智能電網(wǎng)之間、虛擬電廠與虛擬電廠之間的協(xié)調(diào)控制。

3.通過(guò)多代理系統(tǒng)的應(yīng)用達(dá)到對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量的優(yōu)化。

4.通過(guò)多代理系統(tǒng)的應(yīng)用加強(qiáng)虛擬電廠對(duì)智能配電網(wǎng)的支撐能力從而改善電網(wǎng)的可靠性。5加強(qiáng)了電網(wǎng)的可擴(kuò)展性和開(kāi)放性多代理系統(tǒng)在虛擬發(fā)電廠中的應(yīng)用研究1.MAS的結(jié)構(gòu)分類(lèi)2.基于MAS的VPP的控制框架3.VPP研究模型4.仿真控制模式MAS的結(jié)構(gòu)分類(lèi)

Agent體系結(jié)構(gòu)是研究如何用軟件或硬件的方式實(shí)現(xiàn)Agent。MultiAgent系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)體系是指各Agent之間的通信和控制模式。

MAS的通訊機(jī)制通常采用兩種通信相結(jié)合的方式即聯(lián)邦系統(tǒng)通訊與廣播通訊相結(jié)合（直接的信息傳輸）和黑板系統(tǒng)（間接的信息傳輸）。多代理平臺(tái)一般采用對(duì)象/協(xié)調(diào)服務(wù)器/數(shù)據(jù)處理器結(jié)構(gòu)，由多個(gè)協(xié)調(diào)對(duì)象、一個(gè)協(xié)調(diào)服務(wù)器和一個(gè)數(shù)據(jù)處理器組成。數(shù)據(jù)處理器存儲(chǔ)每次協(xié)調(diào)的信息。協(xié)調(diào)服務(wù)器用于監(jiān)聽(tīng)客戶機(jī)的請(qǐng)求、目標(biāo)的尋址定位、向目標(biāo)發(fā)送消息、建立與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的連接。目前有較多開(kāi)源的多代理開(kāi)發(fā)平臺(tái)，包括Agletssoftwaredevelopmentkit，Voyager，Zeus，JADE，Tracy，SPRINGS和SkeletonAgent等。其中，Zeus與JADE是以IEEE的FIPA作為標(biāo)準(zhǔn)的，對(duì)于虛擬電廠以及微電網(wǎng)層面的多代理控制來(lái)說(shuō)，應(yīng)當(dāng)以這兩種為佳。MultiAgent系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)集中式分布式混合式集中式將系統(tǒng)分成多個(gè)組，每個(gè)組采取集中式管理，即每一組Agent提供一個(gè)具有全局知識(shí)的控制Agent，通過(guò)它來(lái)實(shí)現(xiàn)MultiAgent合作的局部控制，并由一個(gè)消息傳遞Agent來(lái)承擔(dān)消息傳遞任務(wù)。集中式能保持系統(tǒng)內(nèi)部信息一致性，系統(tǒng)的管理、控制和調(diào)度較為容易。缺點(diǎn)是：隨著各Agent復(fù)雜性和動(dòng)態(tài)性的增加，控制的瓶頸問(wèn)題也愈加突出，管理Agent的崩潰將導(dǎo)致區(qū)域或系統(tǒng)崩潰。分布式各

Agent組之間和組內(nèi)各Agent之間均為分布式結(jié)構(gòu)，各Agent組或Agent無(wú)主次之分，處于平等地位。Agent是否被激活以及激活后做什么動(dòng)作取決于系統(tǒng)狀況、周?chē)h(huán)境、自身狀況。此結(jié)構(gòu)中可以存在多個(gè)中介服務(wù)機(jī)構(gòu)，為Agent成員尋求協(xié)作伙伴時(shí)提供服務(wù)。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是：增加了靈活性、穩(wěn)定性，控制的瓶頸問(wèn)題也能得到緩解，但仍有不足之處：因每個(gè)Agent組或Agent的運(yùn)作受限于局部和不完整的信息（如局部目標(biāo)、局部規(guī)劃），很難實(shí)現(xiàn)全局一致的行為?；旌鲜揭话闶怯杉惺胶头植际絻深?lèi)結(jié)構(gòu)組成，它包含一個(gè)或多個(gè)管理服務(wù)機(jī)構(gòu)，這種機(jī)構(gòu)只對(duì)部分成員Agent并以某種方式進(jìn)行統(tǒng)一管理，參與解決Agent之間的任務(wù)劃分和分配、共享資源的分配和管理、沖突的協(xié)調(diào)等。其它成員之間是平等的，它們的所有行為由自身做出決策。此種結(jié)構(gòu)平衡了集中式和分布式兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)和不足，適應(yīng)分布式MAS復(fù)雜、開(kāi)放的特性，因此是目前MultiAgent系統(tǒng)普遍采用的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。智能配電自動(dòng)化系統(tǒng)多代理系統(tǒng)具體功能智能配電自動(dòng)化系統(tǒng)(intelligentdistributedautonomouspowersystem，IDAPS)的多代理系統(tǒng)由控制代理、分布式發(fā)電代理、用戶代理和數(shù)據(jù)庫(kù)代理組成1）控制代理負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電壓和頻率以及電網(wǎng)故障，當(dāng)上游發(fā)生停電時(shí)將所采集的信號(hào)送至主斷路器隔離分布式發(fā)電單元。2）分布式能源代理存儲(chǔ)相關(guān)分布式能源信息，包括分布式能源識(shí)別信息、種類(lèi)(太陽(yáng)能發(fā)電，微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電、燃料電池等)、功率以及分布式能源可用性等信息，并監(jiān)測(cè)其功率水平和連接/未連接狀態(tài)。3）用戶代理為用戶提供IDAPS系統(tǒng)的實(shí)時(shí)信息，監(jiān)測(cè)負(fù)荷用電量，控制預(yù)設(shè)定優(yōu)先級(jí)的負(fù)荷狀態(tài)。4）數(shù)據(jù)庫(kù)代理主要存儲(chǔ)系統(tǒng)信息以及以上3種代理之間的數(shù)據(jù)和信息，并為用戶提供數(shù)據(jù)接入口?；贛AS的VPP的控制框架各代理之間通過(guò)TCP/IP協(xié)議交換數(shù)據(jù)，并通知對(duì)方自身的服務(wù)器名稱(chēng)和IP地址；各代理發(fā)送功能數(shù)據(jù)給相關(guān)服務(wù)商后，用戶代理、分布式發(fā)電代理與相聯(lián)控制代理注冊(cè)，并由控制代理響應(yīng)完成多代理系統(tǒng)的初始化。VPP的智能控制中心指示分布式發(fā)電單元在聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行和孤島運(yùn)行2種模式之間切換時(shí)，這時(shí)蓄電池等儲(chǔ)能型的分布式發(fā)電自動(dòng)切換至電壓/頻率控制，用于維持電壓和頻率穩(wěn)定，并通過(guò)代理將狀態(tài)反饋給智能電網(wǎng)控制中心?？刂浦行囊部梢栽诼?lián)網(wǎng)運(yùn)行時(shí)將這類(lèi)分布式發(fā)電設(shè)定在電壓/頻率控制模式下，起到對(duì)上級(jí)電網(wǎng)的支撐作用。對(duì)于非儲(chǔ)能類(lèi)型的分布式發(fā)電采用定功率控制，用于輸出穩(wěn)定的期望功率，通過(guò)控制代理修改參考功率的定值就能實(shí)現(xiàn)對(duì)分布式發(fā)電單元能量的管理。VPP研究模型（利用IEEE9節(jié)點(diǎn)模型作為VPP的基本框架，分別加入了風(fēng)力發(fā)電機(jī)及VPP中廣泛使用的micro-CHPs等）仿真控制模式雖然風(fēng)況的變化是無(wú)法控制的，但只要在一定的風(fēng)速范圍內(nèi)，保證風(fēng)力機(jī)或者發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速在某一個(gè)值時(shí)，控制風(fēng)力機(jī)始終跟蹤其最大功率點(diǎn)，就能使發(fā)電系統(tǒng)保持最大功率跟蹤模式，同時(shí)將多余的電能傳輸給蓄電池。但為了保持蓄電池的安全穩(wěn)定運(yùn)行，在設(shè)計(jì)中必須保持蓄電池的電壓在一定的安全范圍內(nèi)，即蓄電池必須有電壓/電流極限的限制。因此，風(fēng)電Agent需要有三種狀態(tài)的運(yùn)行模式,如圖4-3所示。1.最大功率跟蹤模式－保持風(fēng)力發(fā)電的效率最大化。2.電壓/電流限制模式－保證蓄電池和風(fēng)力發(fā)電以及電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。3.開(kāi)斷模式－當(dāng)風(fēng)速低于一定值，或風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障或者啟停時(shí)，風(fēng)機(jī)Agent保持啟動(dòng)狀態(tài)（即風(fēng)機(jī)屬于空轉(zhuǎn)）或斷開(kāi)。風(fēng)力發(fā)電Agent的控制模式轉(zhuǎn)換原理虛擬發(fā)電廠在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用研究虛擬發(fā)電廠聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行虛擬發(fā)電廠在電力市場(chǎng)中的應(yīng)用發(fā)展虛擬發(fā)電廠所需的智能電網(wǎng)技術(shù)虛擬發(fā)電廠聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行基于MAS的VPP之間、VPP與上級(jí)電網(wǎng)的協(xié)調(diào)調(diào)度并網(wǎng)后VPP各Agent調(diào)整方案仿真結(jié)果及分析基于MAS的VPP之間、VPP與上級(jí)電網(wǎng)的協(xié)調(diào)調(diào)度在前一天的發(fā)電預(yù)測(cè)中，VPPAgent首先將本日發(fā)電情況匯總，并將第二日的發(fā)電預(yù)測(cè)報(bào)告給電網(wǎng)層Agent。電網(wǎng)層Agent主要負(fù)責(zé)能量的管理，當(dāng)它獲得所管轄的下層代理的所有信息以后，通過(guò)對(duì)市場(chǎng)及運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)安全性分析，通過(guò)多目標(biāo)優(yōu)化的思想對(duì)每個(gè)VPPAgent的出力進(jìn)行調(diào)整。這些目標(biāo)主要包括一些經(jīng)濟(jì)性的指標(biāo)，如網(wǎng)損、發(fā)電成本等；還有電能質(zhì)量方面的指標(biāo)以及均衡負(fù)載等。當(dāng)最高級(jí)Agent根據(jù)每個(gè)VPP的發(fā)電預(yù)測(cè)進(jìn)行微調(diào)以后，給VPP分配計(jì)劃出力定值，VPPAgent就可以通過(guò)對(duì)最底層Agent進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)。而不再需要主網(wǎng)對(duì)將每個(gè)微型電源進(jìn)行指令干預(yù)。VPPAgent在控制元件的同時(shí)還要與上層代理進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，主要內(nèi)容為該代理所在網(wǎng)絡(luò)的電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、最大功率裕度以及VPP的開(kāi)斷狀態(tài)等?；贛AS的VPP之間、VPP與上級(jí)電網(wǎng)的協(xié)調(diào)調(diào)度當(dāng)并網(wǎng)后發(fā)生故障時(shí)，可由相應(yīng)的Agent迅速定位故障點(diǎn)的位置，這將極大地提升電網(wǎng)故障的排除速度。當(dāng)故障點(diǎn)在VPP內(nèi)部時(shí)，該管轄范圍的DERAgent迅速做出響應(yīng)，如將故障是否切除、切除以后帶來(lái)的功率變化等信息傳遞給VPPAgent，由VPPAgent通過(guò)綜合各代理的信息給出新的控制目標(biāo)。當(dāng)故障點(diǎn)在VPP外部時(shí)，通過(guò)局域的智能配電網(wǎng)Agent與各高級(jí)Agent相互通訊以確定故障的嚴(yán)重程度。如果超出自身調(diào)節(jié)能力，相應(yīng)的VPPAgent可以選擇與主網(wǎng)斷開(kāi)，進(jìn)入孤島運(yùn)行，這樣可以同時(shí)保證主網(wǎng)和VPP的安全穩(wěn)定運(yùn)行。多代理系統(tǒng)控制下的VPP聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行圖并網(wǎng)后VPP各Agent調(diào)整方案當(dāng)VPP與上級(jí)電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)時(shí)，各Agent的控制模式又會(huì)有相應(yīng)的改變。調(diào)整方案如下：1）風(fēng)電Agent由于沒(méi)有能量極限的限制將一直保持最大點(diǎn)功率跟蹤模式。2）蓄電池Agent停止放電運(yùn)行；在發(fā)出電量高于計(jì)劃出力時(shí)，蓄電池Agent進(jìn)行充電運(yùn)行。3）VPPAgent將同時(shí)承擔(dān)與上級(jí)Agent、同級(jí)Agent、數(shù)據(jù)庫(kù)Agent之間的通訊協(xié)調(diào)工作，而不再僅僅承擔(dān)VPP內(nèi)部的調(diào)度工作。仿真結(jié)果圖仿真分析并網(wǎng)后MultiAgentSystem可以通過(guò)對(duì)VPP的靈活調(diào)度對(duì)上級(jí)電網(wǎng)進(jìn)行有效支撐。當(dāng)風(fēng)力發(fā)電過(guò)剩，為維持VPP出力，蓄電池可以進(jìn)行充電運(yùn)行；當(dāng)風(fēng)力發(fā)電不足時(shí)，需要電能補(bǔ)充時(shí)，micro-CHPs

可以通過(guò)提高電能輸出達(dá)到對(duì)上級(jí)電網(wǎng)支撐的效果。與VPP內(nèi)部協(xié)調(diào)調(diào)度時(shí)不同，在本算例中，采取Micro-CHP作為風(fēng)電補(bǔ)足的備用電源，因此在大部分時(shí)間都處于低輸出運(yùn)行模式。虛擬發(fā)電廠在電力市場(chǎng)中的應(yīng)用VPP在以下三個(gè)獨(dú)特的方面非常有作用：（1）電力市場(chǎng)：一個(gè)VPP可以自行通過(guò)簽訂合同或達(dá)成雙邊電力交換條件的方式和其他類(lèi)型的電力負(fù)荷進(jìn)行交易（2）內(nèi)部市場(chǎng)：VPP在電力系統(tǒng)中，不僅扮演市場(chǎng)經(jīng)營(yíng)商的角色，更是扮演了服務(wù)營(yíng)辦商的角色。VPP可以提供不同投標(biāo)情況、不同價(jià)格信號(hào)的市場(chǎng)方案，以滿足不同市場(chǎng)的需求。3）其他市場(chǎng)：一旦市場(chǎng)的參與者數(shù)量達(dá)到了一定的層面，VPP可能會(huì)與其他類(lèi)型的廠商在電力市場(chǎng)中的理想結(jié)構(gòu)圖VPP在外部電力市場(chǎng)的運(yùn)作模式虛擬發(fā)電廠進(jìn)入電力市場(chǎng)有兩種方式：一種是VPP以一個(gè)整體進(jìn)入地區(qū)代理電力市場(chǎng)，另一種選擇就是虛擬發(fā)電點(diǎn)也參與電力批發(fā)市場(chǎng)的運(yùn)作。對(duì)于只負(fù)責(zé)為本地負(fù)荷提供電力的虛擬發(fā)電廠而言，第一種方案更加可取，因?yàn)榈诙N方案中，虛擬發(fā)電廠需要為整個(gè)電力市場(chǎng)負(fù)責(zé)，這樣可能導(dǎo)致VPP疲于應(yīng)付市場(chǎng)上的電力需求而忽視了本地的電力需求。從市場(chǎng)管理結(jié)構(gòu)的理論來(lái)看，第一種方案也比第二種更簡(jiǎn)單。在應(yīng)用第二種方案時(shí)，控制者需要保證不產(chǎn)生不安全的電力分銷(xiāo)，這樣會(huì)使得控制系統(tǒng)更加復(fù)雜?；贛AS的VPP運(yùn)行算法虛擬發(fā)電廠的運(yùn)行算法主要分為以下四個(gè)部分：(1)DERAgent通過(guò)天氣預(yù)報(bào)和發(fā)電預(yù)測(cè)提交DER發(fā)電計(jì)劃表至數(shù)據(jù)庫(kù)Agent；(2)VPPAgent通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)Agent所提交的信息，綜合天氣預(yù)測(cè)，最優(yōu)化算法和合同協(xié)議等信息，做出將VPP發(fā)電預(yù)報(bào)時(shí)間計(jì)劃表，提交給上級(jí)電網(wǎng)Agent；(3)上級(jí)電網(wǎng)Agent提交信息至IDAPS（智能配電自動(dòng)化系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)IDAPS)中心，控制中心根據(jù)網(wǎng)絡(luò)條件啟動(dòng)審核程序，根據(jù)電能質(zhì)量、潮流分配、電網(wǎng)容量等綜合因素計(jì)算，向VPPAgent提交發(fā)電量需求和市場(chǎng)價(jià)格反饋；(4)VPPAgent向DERAgent發(fā)出任務(wù)指令，執(zhí)行配電。多代理系統(tǒng)控制下的VPP運(yùn)行算法VPP在內(nèi)部市場(chǎng)的運(yùn)作模式1)一般招標(biāo)方案（GeneralBiddingScenario）2)價(jià)格時(shí)變方案(PriceSignalControlScenario)3）一般招標(biāo)方案VS價(jià)格時(shí)變方案一般招標(biāo)方案選擇一般招標(biāo)方式的分布式電源如果其投標(biāo)價(jià)格被接受，他們將按照電力市場(chǎng)的普通價(jià)格來(lái)出售其電能。因此，能否盈利取決于其發(fā)電的成本。VPP會(huì)對(duì)每日所需電量進(jìn)行預(yù)測(cè)，在日常運(yùn)行期間，VPP僅負(fù)責(zé)與不同的合作者聯(lián)系、交換資料，整合包夾，分布式電源的工作就是根據(jù)VPP前一天對(duì)于運(yùn)行負(fù)荷的預(yù)測(cè)，優(yōu)化運(yùn)行時(shí)間表。在本文中，VPP的控制框架是基于多代理系統(tǒng)，因此在這樣的框架下，一般招標(biāo)方案流程如下表所設(shè)計(jì)：價(jià)格時(shí)變方案價(jià)格時(shí)變方案有幾個(gè)關(guān)鍵變量需要妥善處理，以確保完美無(wú)暇的工作：（1）參與者的數(shù)量（2）拍賣(mài)回合時(shí)間的控制（3）需求量（4）起始價(jià)以及價(jià)格變化保證本地一定的電能儲(chǔ)備以及與周邊地區(qū)的電能資源有良好、緊密的合作關(guān)系可以提高整個(gè)系統(tǒng)的魯棒性。此外，開(kāi)展一次短期緊急價(jià)格拍賣(mài)輪也是一種解決方式。一般招標(biāo)方案VS價(jià)格時(shí)變方案一般招標(biāo)方案是一個(gè)可以讓經(jīng)營(yíng)者自己報(bào)價(jià)的傳統(tǒng)市場(chǎng)，這要求每個(gè)DER運(yùn)營(yíng)商有很好的決策能力，因?yàn)檫^(guò)高的價(jià)格會(huì)使其喪失銷(xiāo)售機(jī)會(huì)。因此，每位業(yè)主會(huì)以其系統(tǒng)的邊際價(jià)格競(jìng)標(biāo)，以實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)最大化。然而，這種方案會(huì)使得有些運(yùn)營(yíng)商無(wú)法及時(shí)售出其多余的電能。在價(jià)格時(shí)變方案中，DER的運(yùn)營(yíng)商會(huì)對(duì)其可以接受的價(jià)格做出反饋。但是，由于運(yùn)營(yíng)商對(duì)于價(jià)格反饋的不確定性，拍賣(mài)也有可能會(huì)失敗。在這樣的情況下，需要研究各個(gè)分布式電源運(yùn)營(yíng)商對(duì)于不同價(jià)格的反饋，以提高系統(tǒng)的魯棒性。不過(guò)，在運(yùn)行VPP的早期階段，這種運(yùn)行方案可能更受分布式電源運(yùn)營(yíng)商的青睞，因?yàn)閮r(jià)格的決定權(quán)部分在他們手中。一般招標(biāo)方案VS價(jià)格時(shí)變方案從VPP運(yùn)營(yíng)商的角度來(lái)講，一般招標(biāo)方案是一個(gè)更可靠的競(jìng)價(jià)方式。一個(gè)運(yùn)營(yíng)一般招標(biāo)方案的VPP，其經(jīng)紀(jì)費(fèi)可以從每個(gè)運(yùn)行參與者處收取，從而將風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)移至每個(gè)分布式電源個(gè)體上。相對(duì)的，價(jià)格時(shí)變方案中，VPP拍賣(mài)價(jià)格完全基于每個(gè)分布式電源的自身容量和對(duì)價(jià)格的評(píng)估。由于不清楚運(yùn)營(yíng)商對(duì)價(jià)格的反饋情況，交易的風(fēng)險(xiǎn)將完全由VPP的運(yùn)營(yíng)商來(lái)承擔(dān)。VPP可以獨(dú)立運(yùn)行兩種方案中的一種，也可以選擇基于他們的優(yōu)點(diǎn)和弊端，分時(shí)運(yùn)行這兩種方案。運(yùn)行一般投標(biāo)方案的運(yùn)營(yíng)商會(huì)結(jié)合一天或一小時(shí)前的電力系統(tǒng)運(yùn)行情況以及實(shí)時(shí)的電力運(yùn)行情況，這些情況都會(huì)由一個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的VPP提供，它也可以為系統(tǒng)進(jìn)一步改進(jìn)內(nèi)部市場(chǎng)提供經(jīng)驗(yàn)。發(fā)展虛擬發(fā)電廠所需的智能電網(wǎng)技術(shù)數(shù)字化的量測(cè)體系先進(jìn)的監(jiān)控軟件和輔助決策體系負(fù)荷預(yù)測(cè)與發(fā)電預(yù)測(cè)技術(shù)高級(jí)配電運(yùn)行適應(yīng)新能源接入的輸變電系統(tǒng)無(wú)功電壓控制技術(shù)數(shù)字化的量測(cè)體系1）提供雙向計(jì)量，能支持具有分布式發(fā)電的用戶；2）提供斷電報(bào)警和供電恢復(fù)確認(rèn)信息處理；3）提供電能質(zhì)量的監(jiān)視；4）可以進(jìn)行遠(yuǎn)程編程設(shè)定和軟件升級(jí)；5）支持遠(yuǎn)程時(shí)間同步；6）能根據(jù)需求側(cè)響應(yīng)要求而限制負(fù)荷。先進(jìn)的監(jiān)控軟件和輔助決策體系智能電網(wǎng)中，隨著符合側(cè)管理數(shù)字化儀表的應(yīng)用，分布式的監(jiān)控系統(tǒng)不僅能夠采集、分析本地的數(shù)據(jù)，并且篩選出需要與上級(jí)或其他分布式系統(tǒng)通信的數(shù)據(jù)，分布式監(jiān)控系統(tǒng)還能夠根據(jù)計(jì)算的結(jié)果決定采取必要的本地控制措施，在智能電網(wǎng)中，VPP可以引入多代理系統(tǒng)，將信息發(fā)布至相應(yīng)等級(jí)的代理來(lái)處理，而集中式的監(jiān)控層主要負(fù)責(zé)統(tǒng)籌和協(xié)調(diào)各個(gè)代理之間的信息通訊和交流。在輔助決策層面，VPP需要強(qiáng)大的可視化界面和運(yùn)行決策支持平臺(tái)。負(fù)荷預(yù)測(cè)與發(fā)電預(yù)測(cè)技術(shù)

（1）負(fù)荷預(yù)測(cè)系統(tǒng)：可以計(jì)算很短時(shí)問(wèn)(1h)和短時(shí)間(至7天)的負(fù)荷預(yù)測(cè)。（2）可再生能源機(jī)組的發(fā)電預(yù)測(cè)：必須能夠根據(jù)天氣預(yù)報(bào)來(lái)預(yù)測(cè)風(fēng)力發(fā)電和光電發(fā)電。高級(jí)配電運(yùn)行高級(jí)配電運(yùn)行的技術(shù)組成包括：高級(jí)配電自動(dòng)化、高級(jí)保護(hù)與控制、配電快速仿真與模擬、新型電力電子裝置、DER運(yùn)行、AC／DC微電網(wǎng)運(yùn)行以及運(yùn)行管理系統(tǒng)等。ADO的主要功能是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的自愈功能，它為電網(wǎng)提供了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析系統(tǒng)目前狀態(tài)的功能，幫助虛擬發(fā)電站做出快速響應(yīng)和預(yù)測(cè)。高級(jí)配電自動(dòng)化（ADA）可幫助虛擬發(fā)電站實(shí)現(xiàn)自愈功能，適應(yīng)新能源接入的輸變電系統(tǒng)無(wú)功電壓控制技術(shù)對(duì)于大多數(shù)地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度而言，電網(wǎng)頻率控制一般不作為其主要職責(zé)，而電壓/無(wú)功控制(VQC)則作為其主要任務(wù)而倍受重視。電壓/無(wú)功控制（VQC）主要是采用有載調(diào)壓變壓器分接頭和并聯(lián)補(bǔ)償電容器組的投切來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)電壓合格和無(wú)功平衡的目的。VQC的控制策略是決定其控制性能的關(guān)鍵因素。智能AVC是適應(yīng)新能源接入的電力系統(tǒng)無(wú)功電壓控制技術(shù)的最新研究方向，是建設(shè)智能電網(wǎng)的重要內(nèi)容之一。為了適應(yīng)系能源的接入以及無(wú)功電壓控制智能化的要求，建設(shè)智能化AVC系統(tǒng)（SmartAVC）成為了當(dāng)前的最新研究方向。智能AVC的主要特點(diǎn)

（1）建立自主分層的AVC系統(tǒng)。建立電廠側(cè)、輸電側(cè)、配電側(cè)和用戶側(cè)的分層控制體系。各層有自己的控制目標(biāo)，同時(shí)相互協(xié)調(diào)。鑒于這種分層結(jié)構(gòu)與多智能體系統(tǒng)（MAS）的體系結(jié)構(gòu)十分相似，應(yīng)研究如何將多智能體技術(shù)應(yīng)用在智能AVC的分層控制領(lǐng)域。建立符合未來(lái)電網(wǎng)發(fā)展需要的智能AVC分層控制模型。（2）對(duì)電網(wǎng)的精細(xì)分析。由于電網(wǎng)本身的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式在不斷的變化，所以該智能AVC系統(tǒng)應(yīng)該能夠自動(dòng)感知電網(wǎng)發(fā)生的變化并做出相應(yīng)的調(diào)整。以便獲得當(dāng)前電網(wǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并選擇最優(yōu)的算法進(jìn)行對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行進(jìn)行精細(xì)分析。（3）智能控制。智能AVC應(yīng)該能夠綜合各種控制目標(biāo)，包括電壓安全、穩(wěn)定、電能質(zhì)量和電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)型，選擇恰當(dāng)?shù)目刂撇呗詫?shí)現(xiàn)最優(yōu)控制。還應(yīng)該深入研究如何協(xié)調(diào)控制好各種靈活交流輸電裝置。智能AVC的主要特點(diǎn)（4）用戶互動(dòng)。只有深入了解當(dāng)前電網(wǎng)的運(yùn)行情況以及用戶的需求才能采用正確的控制策略對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行進(jìn)行控制。故應(yīng)建立友好的用戶界面，實(shí)現(xiàn)用戶、電網(wǎng)、智能AVC三者之前的靈活互動(dòng)和協(xié)調(diào)。（5）電壓自愈。充分利用串聯(lián)補(bǔ)償器(TCSC)、靜止無(wú)功功率補(bǔ)償器(SVC)和其它靈活輸電裝置的快速響應(yīng)特性，