虚拟电厂通信的量子密钥分发：一种可保证稳定性的轻量级密钥感知调度器

虚拟电厂（VPP）正成为未来电网的基石，聚合分布式光伏、风力、储能以及灵活负荷，以参与市场并实现实时平衡。随着运营迁移至分钟级乃至秒级反馈，通信安全正从合规要求转向运营约束：延迟、可靠性与保密性共同决定调度、保护与结算信号是否准时抵达。传统PKI和密钥轮换方案在跨域高频消息传输中难以胜任，并面临长期量子威胁。量子密钥分发（QKD）提供信息论密钥新鲜度，但其密钥产量稀缺且随机，常不与不规则的VPP流量相吻合。本文提出一种将量子密钥视为一级调度资源的密钥感知优先级与配额框架。该设计融合(i)基于预测的长期配额与短期令牌、(ii)密钥感知缺口轮转调度、(iii)可抢占的紧急密钥储备、(iv)通过加密模式切换与受控降采样实现优雅降级，以应对非关键流量。基于漂移-plus-惩罚分析，我们在平均供需平衡下建立强稳定性，给出后端延迟与积压的可量化界限，提供可解释的操作保证。我们构建了一个基于IEEE 33-和123-bus VPP系统的可复现测试平台，评估正常、降级及故障场景下的性能，采用行业一致的消息类别与TTL。相较于FIFO、固定优先级及静态配额基准，本方案在关键消息尾延迟和被动超时方面持续表现优异，提高每比特密钥效用，增强在密钥稀缺及场景切换期间的功率跟踪可靠性。