CN116245294A - 一种基于电力现货市场的虚拟电厂能源管理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于电力现货市场的虚拟电厂能源管理方法，该该管理方法基于虚拟电厂运营技术平台，包括：获取地区电力资源数据，所述地区电力资源数据包括发电端数据与接电端数据；比对所述发电端数据与接电端数据；当发电资源数据小于接电资源数据时，为了控制电力资源的合理调度，虚拟电厂运营技术平台主动参与电力资源的调度，参与调度的终端用户，下一阶段电力资源的基准价降低，且不参与调度的终端用户，则下一阶段电力资源的基准价维持不变，通过给与参与调度的终端用户一定条件的“返利”，可在电力资源紧张时，通过合理的调度，实现对电力资源的优化利用，以响应国家电网削峰填谷的要求。
Description
技术领域
本发明涉及虚拟电厂技术领域，具体是一种基于电力现货市场的虚拟电厂能源管理方法。
背景技术
随着“双碳”目标和新型电力系统提出，我国新能源发展更加迅猛。新能源随机性、间歇性和波动性，大规模和高比例接入将给传统电力系统平衡和电网安全带来巨大挑战。
传统电网受限于地域限制和经济运行要求，难以满足分布式新能源的接入，虚拟电厂在不改变电源并网方式的情况下，利用先进的计量、通信、协调控制等技术，聚合分布式电源、储能系统柜、可控负荷、电动汽车等各类分布式资源形成有机整体，通过综合管理，实现大量分布式能源的合理优化配置和利用。因此，针对上述提出一种基于电力现货市场的虚拟电厂能源管理方法。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，实现上述目的，本发明提出的一种基于电力现货市场的虚拟电厂能源管理方法。
一种基于电力现货市场的虚拟电厂能源管理方法，该管理方法基于虚拟电厂运营技术平台，包括：
S1：获取地区电力资源数据，所述地区电力资源数据包括发电端数据与接电端数据；
S2：比对所述发电端数据与接电端数据；
S3：基于电力资源数据比对结果，确定终端用户是否参与电力资源调度；
其中，接电端数据来源于生产用电、居民用电以及市政设施用电；所述电力资源以消耗度数为单位；
所述S3中，响应电力资源调度，则在下一阶段电力资源核算时，对消耗电力资源的基准价进行降低；不参与电力资源调度，则在下一阶段电力资源核算时，电力资源的基准价保持不变。
优选的，所述虚拟电厂运营技术平台，以电网为依托，利用互联网、物联网、大数据计算以及工业自动化控制技术构建；所述虚拟电厂运营技术平台包括虚拟电厂运营内网、交易网络以及终端用户；所述虚拟电厂运营内网接入虚拟电厂运营商；所述交易网络用于供终端用户发出调度需求和供虚拟电厂运营商接收响应；所述终端用户包括政府用户、企业用户、个人用户及合作用户；所述终端用户通过互联网进入交易网络。
优选的，所述S2中，发电端数据与接电端数据比对中，通过比对实际发电电力度数与各接电端用户请求接电的需求电力度数。
优选的，所述S3中，当电力资源的比对结果为发电端数据小于接电端数据，则虚拟电厂运营技术平台主动介入进行电力资源调度；若是发电端数据大于接电端数据、发电端数据与接电端数据持平，则虚拟电厂运营技术平台不主动参与电力资源调度。
优选的，所述虚拟电厂运营内网中还包括管理信息单元；所述管理信息单元用于接入虚拟电厂运营商进行电力资源的运维与调控，并通过建设存储资源池存储资源数据；所述管理信息单元中包括计算资源池，与存储资源池互联，用于电力资源数据的调度计算以及接电端数据、发电端数据的比对。
优选的，所述虚拟电厂内网用于电力资源的供需交易运维及调控，通过响应需求，控制电力资源的分配。
优选的，所述虚拟电厂运营内网中还包括功能建设模块；所述功能建设包括：接入管理；资源管理；跟踪评估；运行统计。
a1：接入管理：对新增虚拟电厂接入虚拟电厂能源管理技术平台的申请进行接入管理。
a2：资源管理：对接入的不同虚拟电厂资源进行分区分类展示，以及按照不同资源的响应时间特性进行分析；支持额定容量、可调能力、可调资源构成等参数信息以及类型、数量、容量、对应电压等级等资源台账信息的管理，具有曲线、表格、饼图等多类型接入资源展示功能。
a3：跟踪评估：针对接入虚拟电厂能源管理技术平台的各个虚拟电厂平台，定期开展系统的调节响应能力、数据接入检查、通信接口检查、网络传输要求等的系统日常跟踪评估，用以评估各个接入的虚拟电厂平台的自身性能。
a4：运行统计：支持对接入的各个虚拟电厂运行情况进行分析，并对所接入的虚拟电厂按发电量、故障率等指标进行排行对比分析，指导虚拟电厂运行。
优选的，所述功能建设模块还包括：报表管理；响应认定结果通知；数据报送调度。
a5：报表管理：根据省电力公司、能源局等对虚拟电厂管理和监管要求，可定期生成固定报表和对外统计报表，实现对接入虚拟电厂的固定报表和个性化定制报表的生成和导出。
a6：响应认定结果通知：虚拟电厂运行管理系统将从调度获取的响应认定结果下发至虚拟电厂主体。
a7：数据报送调度：虚拟电厂管理平台将接入的虚拟电厂和代建虚拟电厂的运行数据上报调度系统。
优选的，所述虚拟电厂运营内网中还包括聚合运营业务需求模块；所述聚合运营业务需求模块包括：运营用户报表管理、运营用户资源聚合、运营用户策略管理、运营用户辅助决策以及竞价申报信息管理。
优选的，所述虚拟电厂运营内网中还包括多租户管理业务需求模块；所述多租户管理业务需求模块包括：资源管理、权限管理以及租户监视。
本发明的有益之处在于：
1.本发明通过获取地区发电资源数据与接电资源数据，通过比对，当发电资源数据大于等于接电资源数据时，虚拟电厂运营技术平台不主动参与电力资源的调度，当发电资源数据小于接电资源数据时，为了控制电力资源的合理调度，虚拟电厂运营技术平台主动参与电力资源的调度，参与调度的终端用户，下一阶段电力资源的基准价降低，且不参与调度的终端用户，则下一阶段电力资源的基准价维持不变，通过给与参与调度的终端用户一定条件的“返利”，可在电力资源紧张时，通过合理的调度，实现对电力资源的优化利用，以响应国家电网削峰填谷的要求。
2.本发明通过结合电力供需实际情况，以电网为依托，利用互联网、物联网、大数据计算、工业自动化控制等技术，构建基于现货市场的虚拟电厂运营技术平台，负责接入所有虚拟电厂运营商，作为聚合商系统与调控机构数据交互的渠道，实现所有虚拟电厂系统的数据接入、系统测试、调控评估等功能，以实现电网灵活性资源的聚合和协调优化调度，以此响应能源局引导独立储能和用户可控负荷参与电力响应电网削峰填谷的要求；
3.本发明利用先进的计量、通信、协调控制等技术，聚合分布式电源、储能系统柜、可控负荷、电动汽车等各类分布式资源形成有机整体，通过综合管理，聚合分布式资源参与电力市场运行，从而促进新能源消纳，助力双碳目标的实现，实现大量分布式能源的合理优化配置和利用；
4.本发明通过可控负荷柔性控制，促进电网供需互动、源网荷储协同、提升电网设备利用率和安全运行水平；基于虚拟电厂能源管理技术的虚拟电厂运营建设，能推动和引导企业各方加大对新能源发电的投入，开发节能技术以及节能改造项目，加强能源管理建设，同时有利于加强与当地发改委、交通、环保、财政、科技等各相关部门紧密合作，充分发挥地方政府作用，推动建立部门互动、区域联动、上下齐动的长效工作机制，营造虚拟电厂项目的政策环境，提高全社会整体运行效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明一种实施例的管理方法流程图；
图2为本发明一种实施例的平台架构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图2所示，一种基于电力现货市场的虚拟电厂能源管理方法，该管理方法基于虚拟电厂运营技术平台，包括：
S1：获取地区电力资源数据，所述地区电力资源数据包括发电端数据与接电端数据；
S2：比对所述发电端数据与接电端数据；
S3：基于电力资源数据比对结果，确定终端用户是否参与电力资源调度；
其中，发电端数据来源于火力发电、水力发电以及风力发电以及太阳能发电；接电端数据来源于生产用电、居民用电以及市政设施用电；所述电力资源以消耗度数为单位；
所述S3中，响应电力资源调度，则在下一阶段电力资源核算时，对消耗电力资源的基准价进行降低；不参与电力资源调度，则在下一阶段电力资源核算时，电力资源的基准价保持不变。
作为本发明的一种实施方式，所述虚拟电厂运营技术平台，以电网为依托，利用互联网、物联网、大数据计算以及工业自动化控制技术构建；所述虚拟电厂运营技术平台包括虚拟电厂运营内网、交易网络以及终端用户；所述虚拟电厂运营内网接入虚拟电厂运营商；所述交易网络用于供终端用户发出调度需求和供虚拟电厂运营商接收响应；所述终端用户包括政府用户、企业用户、个人用户及合作用户；所述终端用户通过互联网进入交易网络；接入所有虚拟电厂运营商，作为聚合商系统与电力调控机构数据交互的渠道；所述虚拟电厂运营技术平台的构建包括：虚拟电厂能源管理技术功能建设、虚拟电厂聚合运营业务需求及虚拟电厂多租户管理业务需求。
具体的，例如在夏冬季，接电端数据来源中，生产用电、居民用电以及市政设施用电的优先级应当为：居民用电＞生产用电＞市政设施用电；若此时发电端数据小于接电端数据，则优先保证居民用电，其次生产用电，最后市政设施用电，其中生产用电、市政设施用电若是响应电力资源的调度，则下一阶段电力资源核算时，其上一阶段的电力资源的基准价降低，即所使用的电力资源成本降低，作为响应电力资源调度的“红利”；
若是在春秋季的夜晚，接电端数据来源中，生产用电、居民用电以及市政设施用电的优先级应当为：生产用电＞居民用电＞市政设施用电；此时调度电力资源给生产用电的终端，而响应电力调度的居民用电、市政设施用电，则在下一阶段电力资源核算时，其上一阶段的电力资源的基准价降低，即所使用的电力资源成本降低，作为响应电力资源调度的“红利”；
具体的，虚拟电厂运营技术平台涉及三个主要的技术：
协调控制技术:虚拟电厂的控制对象主要包括各种DG、储能系统、可控负荷以及电动汽车。
智能计量技术：智能计量技术是虚拟电厂的一个重要组成部分，是实现虚拟电厂对DG和可控负荷等监测和控制的重要基础。智能计量系统最基本的作用是自动测量和读取用户住宅内的电、气、热、水的消耗量或生产量，即自动抄表，以此为虚拟电厂提供电源和需求侧的实时信息。作为AMR的发展，自动计量管理和高级计量体系能够远程测量实时用户信息，合理管理数据，并将其发送给相关各方。对于用户而言，所有的计量数据都可通过用户室内网在电脑上显示。因此，用户能够直观地看到自己消费或生产的电能以及相应费用等信息，以此采取合理的调节措施。
信息通信技术:虚拟电厂采用双向通信技术，它不仅能够接收各个单元的当前状态信息，而且能够向控制目标发送控制信号。应用于虚拟电厂中的通信技术主要有基于互联网的技术，如基于互联网协议的服务、虚拟专用网络、电力线路载波技术和无线技术。在用户住宅内，WiFi、蓝牙、ZigBee等通信技术构成了室内通信网络。
作为本发明的一种实施方式，所述S2中，发电端数据与接电端数据比对中，通过比对实际发电电力度数与各接电端用户请求接电的需求电力度数。
作为本发明的一种实施方式，所述S3中，当电力资源的比对结果为发电端数据小于接电端数据，则虚拟电厂运营技术平台主动介入进行电力资源调度；若是发电端数据大于接电端数据、发电端数据与接电端数据持平，则虚拟电厂运营技术平台不主动参与电力资源调度。
作为本发明的一种实施方式，所述虚拟电厂运营内网中还包括管理信息单元；所述管理信息单元用于接入虚拟电厂运营商进行电力资源的运维与调控，并通过建设存储资源池存储资源数据；所述管理信息单元中包括计算资源池，与存储资源池互联，用于电力资源数据的调度计算以及接电端数据、发电端数据的比对。
作为本发明的一种实施方式，所述虚拟电厂内网用于电力资源的供需交易运维及调控，通过响应需求，控制电力资源的分配。
作为本发明的一种实施方式，所述虚拟电厂运营内网中还包括功能建设模块；所述功能建设包括：接入管理；资源管理；跟踪评估；运行统计；
a1：接入管理：对新增虚拟电厂接入虚拟电厂能源管理技术平台的申请进行接入管理。
a2：资源管理：对接入的不同虚拟电厂资源进行分区分类展示，以及按照不同资源的响应时间特性进行分析；支持额定容量、可调能力、可调资源构成等参数信息以及类型、数量、容量、对应电压等级等资源台账信息的管理，具有曲线、表格、饼图等多类型接入资源展示功能。
a3：跟踪评估：针对接入虚拟电厂能源管理技术平台的各个虚拟电厂平台，定期开展系统的调节响应能力、数据接入检查、通信接口检查、网络传输要求等的系统日常跟踪评估，用以评估各个接入的虚拟电厂平台的自身性能。
a4：运行统计：支持对接入的各个虚拟电厂运行情况进行分析，并对所接入的虚拟电厂按发电量、故障率等指标进行排行对比分析，指导虚拟电厂运行。
作为本发明的一种实施方式，所述功能建设模块还包括：报表管理；响应认定结果通知；数据报送调度；
a5：报表管理：根据省电力公司、能源局等对虚拟电厂管理和监管要求，可定期生成固定报表和对外统计报表，实现对接入虚拟电厂的固定报表和个性化定制报表的生成和导出。
a6：响应认定结果通知：虚拟电厂运行管理系统将从调度获取的响应认定结果下发至虚拟电厂主体。
a7：数据报送调度：虚拟电厂管理平台将接入的虚拟电厂和代建虚拟电厂的运行数据上报调度系统。
作为本发明的一种实施方式，所述虚拟电厂运营内网中还包括聚合运营业务需求模块；所述聚合运营业务需求模块包括：运营用户报表管理、运营用户资源聚合、运营用户策略管理、运营用户辅助决策以及竞价申报信息管理。
具体的，虚拟电厂聚合运营应用可支撑售电公司聚合其代理的具备可调节能力的市场化电力用户(包括电动汽车、储能、可控负荷、可中断工商业负荷等)，作为一个整体组建成虚拟电厂，以虚拟电厂运营商的身份参与电力市场和电网运行。
运营用户报表管理：虚拟电厂运营商所代理的电力用户在完成必要测控装置新装或改造后，可向虚拟电厂运营商提出注册申请，运营商负责对代理用户进行数据接入及注册审批，审批通过后，纳入虚拟电厂聚合运营应用进行统一管理。
运营用户资源聚合：对虚拟电厂运营商自身及所代理的零售用户档案数据进行管理。虚拟电厂档案数据包括虚拟电厂名称、编码、法人名称、联系人、联系方式、电力业务许可编号等基本信息及额定容量、最大技术出力、最小技术出力、爬坡率等属性信息。代理用户档案数据包括台区信息、设备信息、表计信息、终端信息、信道信息、测量点信息等。
运营用户策略管理：针对参加电能量市场、辅助服务市场、电网应急支撑、自治优化运行等不同运行场景，根据调控成本最低、影响用户数最少、用户影响程度最小等不同运行目标设置不同调控策略，实现交易出清曲线/调控指令的策略分解，并生成针对具体用户及设备资源的调节指令。
运营用户辅助决策：对历史交易出清信息、交易结算信息等进行复盘分析，并基于统调负荷预测、新能源预测、联络线计划等市场公开信息，提供交易辅助决策工具，辅助电力交易员在参加现货市场、辅助服务市场交易时生成交易量价申报曲线。
竞价申报信息管理：虚拟电厂能源管理技术平台统一进行现货量价申报并将申报信息上报至电网调度机构。
作为本发明的一种实施方式，所述虚拟电厂运营内网中还包括多租户管理业务需求模块；所述多租户管理业务需求模块包括：资源管理、权限管理以及租户监视。
具体的，虚拟电厂多租户管理支撑代建虚拟电厂系统使用虚拟电厂能源管理技术平台使用虚拟电厂聚合运营应用参与电力市场和电网运行。
资源管理：根据各代建虚拟电厂运营商即租户需要，分配并管理各租户软硬件资源，包括计算资源、存储资源、网络传输资源等，实现软硬件隔离，满足电力市场入市要求。
权限管理：建立多租户账号体系，根据各租户业务开展需要及个性化需求，分配并管理虚拟电厂聚合运营应用相关功能权限。
租户监视：对租用虚拟电厂聚合运营应用搭建的各租户系统运行情况进行实时监视，包括各租户硬件资源使用情况、软件功能使用情况、代理用户及测控终端运行情况等。
有益效果包括社会效益、管理效益以及经济效益；
1.社会效益
在社会效益方面，虚拟电厂能源管理技术的基本应用场景是电力市场，更多的是强调对外呈现的功能和效果，更新运营理念并产生社会效益。虚拟电厂最具吸引力的功能就在于能够聚合分布式资源参与电力市场运行，从而促进新能源消纳，助力双碳目标的实现，更好地践行“人民电业为人民”的企业宗旨。
2.管理效益
通过客户侧智慧用能优化控制，实现社会能效提升、促进新能源的消纳、助力综合能源产业发展；通过可控负荷柔性控制，促进电网供需互动、源网荷储协同、提升电网设备利用率和安全运行水平；基于虚拟电厂能源管理技术的虚拟电厂运营建设，能推动和引导企业各方加大对新能源发电的投入，开发节能技术以及节能改造项目，加强能源管理建设，为公司持续开拓虚拟电厂服务起到关键作用。同时有利于加强与当地发改委、交通、环保、财政、科技等各相关部门紧密合作，充分发挥地方政府作用，推动建立部门互动、区域联动、上下齐动的长效工作机制，营造虚拟电厂项目的政策环境，提高全社会整体运行效率。
3.经济效益
体现在推动发挥资源整合优势，做强、做优、做大综合能源服务业务，线上构建综合能源服务平台，线下以用电业务代办、设备托管、能效诊断为切入点，综合采用多种能源、技术、创新商业模式，为客户提供具有竞争力的定制化综合能源服务整体解决方案。基于虚拟电厂能源管理技术的虚拟电厂运营建设，其基本功能是基于用户需求、负荷预测和发电潜力预测，制定出最优发电计划，以与传统发电厂相同的方式将分布式能源加入电力市场。不同于传统发电厂的是，虚拟电厂无需对电网进行改造而能够聚合分布式电源对公网稳定输电，并提供快速响应的辅助服务，降低了其在市场中孤独运行的失衡风险，可以获得规模经济的效益。通过规模化效应，整合协同内部的源、荷、储资源，参与电力市场交易，包括现货交易、辅助服务交易及需求侧响应等，最终根据各自贡献在内部进行利益分配。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (10)
1.一种基于电力现货市场的虚拟电厂能源管理方法，其特征在于：该管理方法基于虚拟电厂运营技术平台，包括：
S1：获取地区电力资源数据，所述地区电力资源数据包括发电端数据与接电端数据；
S2：比对所述发电端数据与接电端数据；
S3：基于电力资源数据比对结果，确定终端用户是否参与电力资源调度；
其中，接电端数据来源于生产用电、居民用电以及市政设施用电；所述电力资源以消耗度数为单位；
所述S3中，响应电力资源调度，则在下一阶段电力资源核算时，对消耗电力资源的基准价进行降低；不参与电力资源调度，则在下一阶段电力资源核算时，电力资源的基准价保持不变。
2.根据权利要求1所述的一种基于电力现货市场的虚拟电厂能源管理方法，其特征在于：所述虚拟电厂运营技术平台，以电网为依托，利用互联网、物联网、大数据计算以及工业自动化控制技术构建；所述虚拟电厂运营技术平台包括虚拟电厂运营内网、交易网络以及终端用户；所述虚拟电厂运营内网接入虚拟电厂运营商；所述交易网络用于供终端用户发出调度需求和供虚拟电厂运营商接收响应；所述终端用户包括政府用户、企业用户、个人用户及合作用户；所述终端用户通过互联网进入交易网络。
3.根据权利要求2所述的一种基于电力现货市场的虚拟电厂能源管理方法，其特征在于：所述S2中，发电端数据与接电端数据比对中，通过比对实际发电电力度数与各接电端用户请求接电的需求电力度数。
4.根据权利要求3所述的一种基于电力现货市场的虚拟电厂能源管理方法，其特征在于：所述S3中，当电力资源的比对结果为发电端数据小于接电端数据，则虚拟电厂运营技术平台主动介入进行电力资源调度；若是发电端数据大于接电端数据、发电端数据与接电端数据持平，则虚拟电厂运营技术平台不主动参与电力资源调度。
5.根据权利要求4所述的一种基于电力现货市场的虚拟电厂能源管理方法，其特征在于：所述虚拟电厂运营内网中还包括管理信息单元；所述管理信息单元用于接入虚拟电厂运营商进行电力资源的运维与调控，并通过建设存储资源池存储资源数据；所述管理信息单元中包括计算资源池，与存储资源池互联，用于电力资源数据的调度计算以及接电端数据、发电端数据的比对。
6.根据权利要求5所述的一种基于电力现货市场的虚拟电厂能源管理方法，其特征在于：所述虚拟电厂内网用于电力资源的供需交易运维及调控，通过响应需求，控制电力资源的分配。
7.根据权利要求6所述的一种基于电力现货市场的虚拟电厂能源管理方法，其特征在于：所述虚拟电厂运营内网中还包括功能建设模块；所述功能建设包括：接入管理；资源管理；跟踪评估；运行统计。
8.根据权利要求7所述的一种基于电力现货市场的虚拟电厂能源管理方法，其特征在于：所述功能建设模块还包括：报表管理；响应认定结果通知；数据报送调度。
9.根据权利要求8所述的一种基于电力现货市场的虚拟电厂能源管理方法，其特征在于：所述虚拟电厂运营内网中还包括聚合运营业务需求模块；所述聚合运营业务需求模块包括：运营用户报表管理、运营用户资源聚合、运营用户策略管理、运营用户辅助决策以及竞价申报信息管理。
10.根据权利要求9所述的一种基于电力现货市场的虚拟电厂能源管理方法，其特征在于：所述虚拟电厂运营内网中还包括多租户管理业务需求模块；所述多租户管理业务需求模块包括：资源管理、权限管理以及租户监视。
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|---|---|---|---|---|
| CN117154747A (zh) * | 2023-10-30 | 2023-12-01 | 江苏益捷思信息科技有限公司 | 一种基于多租户技术的虚拟电厂需求响应系统及方法 |
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2022
- 2022-12-02 CN CN202211542346.5A patent/CN116245294A/zh active Pending
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| CN117154747B (zh) * | 2023-10-30 | 2023-12-26 | 江苏益捷思信息科技有限公司 | 一种基于多租户技术的虚拟电厂需求响应系统及方法 |
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