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　　从虚拟电厂的概念出发，对虚拟电厂采用的通信技术和通信需求进行分析。提出虚拟电厂基于云边端协同的两级通信网络架构。对支撑虚拟电厂资源灵活互动的通信技术进行探讨和展望，为虚拟电厂通信网络的建设提供解决方案。

　　随着能源系统清洁低碳化发展，虚拟电厂（virtual power plant，VPP）逐渐成为电力系统中规模化分布式灵活资源聚合调控的有效途径，而区块链技术的研究热潮也为虚拟电厂多利益主体环境下的可信交易提供了新思路。

　　虚拟电厂业务具有短期业务数量大、业务并发率高、业务跨区域广和负载波动大的特点。表1总结虚拟电厂各业务对通信时延、带宽、可靠性及安全的需求。

　　虚拟电厂通信网络架构是以现有的电力通信网络资源为基础，融合原有的需求响应、负荷管理等业务系统，高频采集台区数据、分布式电源和电动汽车充电站监控等多来源、多种类的数据。虚拟电厂通信网络形态多样，属于多主体异构融合的通信网络，为保证安全、实时传输，虚拟电厂通信网络需要合理分层、分区，与现有通信网络既共享又区分，实现质量更高的供电服务。如图1所示，虚拟电厂通信网络架构分为两级架构，即本地通信层和远程通信层。

　　本地多通信技术互补。虚拟电厂本地侧接入负荷种类繁多，同时与大电网互动时实时的信息交互带来了海量终端接入和通信盲区等一系列问题。图2描述了虚拟电厂本地通信技术互补的应用模式，负荷、分布式能源、储能等多种业务终端通过多通信技术互为备份的即插即用通信单元进行本地数据传输。

　　远程5G虚拟专网。虚拟电厂在参与电网的互动运行中，使得分布式电源控制、需求响应等控制类业务逐渐向中低压配电网延伸。5G网络的低时延、高可靠特性使得5G与虚拟电厂业务的结合越来越紧密。图3描述了基于电信运营商现有5G公共网络，采用PRB静态预留、灵活以太网（Flexible Ethernet, FlexE）技术和关键核心网元自建或租用等方式，构建涵盖终端、接入网、承载网、核心网、安全接入区等各环节的电力5G虚拟专网。

　　时延控制。虚拟电厂内部分布式资源受环境和地理位置的影响，网络传输条件和通信传输技术都会成为虚拟电厂时敏业务通信时延保障的瓶颈。需要设计云边端协同的分布式通信网络架构，研究网络时延带内遥测技术，设计基于虚拟电厂实时业务流量的全局优化调度算法，实现多时间尺度调控业务的按需弹性保障。

　　安全可靠接入。虚拟电厂业务的安全接入与可靠性要求强相关，往往呈现双高现象。在安全性方面，虚拟电厂面临着网络边界外延，数据融合共享等问题。需要利用态势感知、动态防御等一系列防御技术，分级分域保障虚拟电厂网络安全。结合TSN 网络中IEEE 的帧复制和帧消除机制（FRER），以及无线、双协议数据单元（PDU）会话、双用户设备（UE）等冗余传输机制。实现多链路并行高可靠的冗余传输，支撑虚拟电厂业务数据在分级通信网络架构下可靠传输。

　　性能与效率兼顾。虚拟电厂终端接入设备多、服务对象广、信息量大、业务周期峰值明显，需占用大量通信资源，云网基础设施面临着为多种业务提供精准服务与保障的挑战，应统筹通信网络性能与网络利用率。需要基于工业无源光网络、物理资源预留的无线硬切片、灵活以太网等技术手段实现虚拟电厂端到端专用异构网络；消除目前面向企业用户（ToB）专网牺牲网络效率保障业务体验而出现“过保障”的弊端。需进行个体化的业务精准策略定制，以最恰当的资源保障业务体验，实现业务性能和网络资源利用率的双优。

　　虚拟电厂分层互动模式与区块链可信交易技术的未来研究方向主要可分为四类，即虚拟电厂分层互动型市场机制与基于主侧链技术的可信交易架构，基于主链的资源聚合层分布式共识机制与人工智能交易技术，基于侧链的分布式资源层自适应定价与智能合约化表征技术，主侧链分布式可信交易子系统研发。

　　虚拟电厂分层互动模式与区块链可信交易技术的研究与实现将为创新区块链技术融合发展方式提供新思路，有利于确保开放型市场环境下异构资源主体的交易可信性，既可作为我国电力市场的前瞻性应用成果，也可以倒逼配电侧电力市场全面深化改革。考虑到我国目前能源市场机制尚不成熟，虚拟电厂建设应遵循有条件省市先行先试、应用场景循序渐进的原则，利用工程样板归纳总结出具有可复制性、可扩展性的虚拟电厂商业模式。

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