虚拟电厂的讨论热潮起源于2022年的夏季。在经历了2021年9月国内局部的电力短缺之后,2022年夏季的高温一次次刷新气象记录,同时也大幅度拉高了各地的降温负荷,引发工业限电模式。
2022年进入夏季之后,山东、黑龙江、吉林、辽宁、广东、江苏、浙江、安徽、河南、福建、宁夏、青海、上海、四川、云南等地先后发布了不同程度的限电通知。其中四川、云南等水电大省的限电尤为引人关注。这些原本在夏季丰水期无须担心用电问题、甚至可以大幅度外送电量的省份实施限电,不仅严重影响了本地的工业生产、社会生活,也对东部受电端省份产生了影响。
“有序用电"、“需求侧响应"这些词汇在这两年开始频繁出现于新闻报道和社交媒体之中。尽管在用词上有所不同,但这些手段与实际上的拉闸限电并无不同。由于电网对负荷管理能力缺乏细节手段,除部分大用户可以实现精细的负荷管理外,中小微型负荷管理只能采取“一刀切"的开关。
一、主要特点(SHHZBC3340变压器直流电阻仪易于维护,使用简单)
一次将高、低压电流电位测试线全部接到变压器上,测试过程中不用再倒测试线;
对于星型接法的绕组测试,仪器可以采取三相同时测试的方式测试A0、B0、C0相的电阻,节省测试时间;
三相五柱低压内部角接的变压器低压测试时,仪器内部采用自动助磁的方法,比直接用大电流测试速度快;
显示、打印变压器的高中低压绕组的全部测试数据,并自动计算出三相不平衡度,还可以打印折算到额定温度下的阻值;
三相测试时先测试A0的数据,再三相同时测试,解决了三相同时测试中性点引出线电阻不能测试的问题,测试数据更接近单相测试值;
具有完善的反电势保护功能;
仪器内部可以长久存储测试数据200条(可扩展),还可以使用优盘存储数据方便用户导入电脑处理;
仪器具有适用温度宽,精度高,防震,抗干扰,携带方便等特点。
二、主要技术指标及使用条件(SHHZBC3340变压器直流电阻仪易于维护,使用简单)
1、技术指标
1)测试电流:
三相测试:20A+20A、10A+10A、5A+5A、1A+1A
分相测试:40A、20A、10A、5A、1A、0.2A
2)测试范围:40A: 100.0uΩ ~ 0.5Ω 20A: 500.0uΩ ~ 1Ω
10A: 1mΩ ~ 2Ω 5A : 10mΩ ~ 4Ω
1A: 100mΩ ~ 20Ω 0.2A: 1Ω ~ 100Ω
20A+20A 200uΩ ~ 0.3Ω 10A+10A 500uΩ~0.6Ω
5A+5A 10mΩ ~ 1.5Ω 1A+1A 100mΩ ~7Ω
3)分辨率:0.1uΩ
4)准确度: ±(读数×0.2%+2字)
5)外型尺寸:430mm×320mm×230mm
6)重量: 12kg
2、使用条件
1)环境温度: -10℃ ~ 50℃ 环境湿度: ≤ 85%RH
2)工作电源: AC220V ± 10% 电源频率: (50±1)Hz
三、面板功能介绍(SHHZBC3340变压器直流电阻仪易于维护,使用简单)
面板示意图(图一)
液 晶 屏:显示实时时钟,操作菜单、测试数据以及简易操作说明
按键:采用“↑"、“↓"、“←"、“→"、“确认"、“返回"六键控制仪器所有功能操作(另:配有“复位"键,即在任何时候任何界面,可按此键使仪器恢复到开机上电状态)
基本功能:“←"、“→"键移动光标(测试过程中可修改分接位),“↑"、“↓"键修改数值,“确认"键执行所选操作,“返回"键回到上一页。
电源开关: AC220V电源开关
接地端子:
接线端子(高压):接被测变压器的高压侧或中压侧
接线端子(低压):接被测变压器的低压
打印机:打印测试数据
USB:优盘接口
RS232:厂家升级用
四、仪器接线(SHHZBC3340变压器直流电阻仪易于维护,使用简单)
1、用电源线把仪器与外部AC 220 电源连接,用接地线将接地端子与大地连接。
2、两绕组变压器测试时依次将高压测试线(较长的)的四个测试钳(黄绿红黑)分别接到高压侧的A、B、C、O套管上,如果只有A、B、C三个套管,可以将黑色测试钳悬空;测试线另一端与仪器的接线端子对应连接。将低压测试线(较短的)的三个测试钳(黄绿红)分别接到低压侧的a、b、c、套管上,测试线另一端与仪器的接线端子对应连接。
注:整个测试过程不用倒线。
3、三绕组变压器可以将高低压绕组测试完后,将高压测试线(较长的)的四个测试钳倒接到中压侧测试即可。
4、单相变压器使用将高压测试线(较长的)中黄色和绿色的测试钳接到单相变压器的高压侧,低压测试线(较短的)中黄色和绿色的测试钳接到单相变压器的低压侧,测试线另一端与仪器的接线端子对应连接。
5、仪器配套的测试线已经将电流、电压线设计到同一钳口上,接线简单方便。
五、使用说明(SHHZBC3340变压器直流电阻仪易于维护,使用简单)
1、仪器开机显示画面(如图二)
系统初始化完毕后,仪器自动进入主菜单界面
2、主菜单(如图三)
在此界面下,“←"、“→"、“↑"、“↓"均可移动光标,棕色变大菜单为选中状态,按“确认"键进入所选菜单。
3、直阻测试菜单(如图四)
3.1参数设置界面
用 “←"、“→"移动光标(光标可循环移动,以便用户快速选择),“↑"、“↓"键修改参数,按“确认"键保存当前参数并进入下一界面,按“返回"键将返回上一界面。
3.2、三相变压器测试
如在图四中“变压器相数"设置为3,仪器将进行三相变压器的测量。
测量高压或中压绕组时仪器将显示图五界面,测量低压绕组时将显示图六界面,供用户选择测试方案。
3.2.1测试方案选择
两界面中,用 “↑"“↓"“←"、“→"移动光标(光标可循环移动,以便用户快速选择),棕色底色菜单为选中状态,按“确认"键进入测量界面,如按返回键将返回上一界面。
两界面中,用 “↑"“↓"“←"、“→"移动光标(光标可循环移动,以便用户快速选择),棕色底色菜单为选中状态,按“确认"键进入测量界面,如按返回键将返回上一界面。
3.2.2 测试过程
1) 高、中压单相测试
如在图五中选择“单相测试……",仪器将进入图七界面
用 “←"、“→"移动光标(光标可循环移动,以便用户快速选择),“↑"、“↓"键修改参数(分接位与测试电流为可修改项),按“确认"键即可开始测试仪器将进入图八~图十界面,如按返回键将返回上一界面。
充电完成后,界面底部提示进入第二状态“2、测试中",第二状态后将进入第三状态“3、实时测量"如图十
“←"、“→"键可修改分接位置,用“↑"、“↓"移动光标(光标可循环移动,以便用户快速选择),按确认键执行所选操作。等测试数据稳定后,按“打印"则屏幕显示的测量值及先前设置的参数将一同打印,如按保存,屏幕将弹出保存窗口提示选择存储器(如图十一)
用“↑"、“↓"移动光标,按确认键保存,保存任务完成后仪器自动回到测试界面,也可不保存,按返回键即可回到测试界面。
如果是有载调压绕组,可以调到下一分接位,屏幕数据自动跟踪测试,“←"、“→"改变屏幕的分接位置,测试数据稳定后,按“保存"数据就可以保存到设置的分接位置了。如果对屏幕显示数据有疑问,可以按“重复测",仪器将重新测试电流电压信号,计算阻值。一组数据测试完毕后,按“停止测试",屏幕提示“正在放电",并显示放电电流。放电结束后,屏幕重新回到图七开始测试界面,可以更改测试电流或分接位置(测量低压绕组时也可修改测试相)继续测试或返回上一界面选择其它项目进行测试。
2)高、中压三相测试
如在图五中选择“三相测试……",仪器将进入图十二界面
用 “←"、“→"移动光标(光标可循环移动,以便用户快速选择),“↑"、“↓"键修改参数(分接位与测试电流为可修改项),按“确认"键即可开始测试,如按返回键将返回上一界面。
三相测试过程,仪器将先对AO相加电,测量出AO相电阻值,屏幕显示如图十三
仪器自动判断阻值稳定后(也可手动判断,点击“继续下一步"即可放电,放电完成后切换到三相充电),开始放电,放电完成后自动切换到三相充电电流,待电流稳定后自动计算三相阻值(带中性点)如(图十四~图十五)。
充电完成后,界面底部提示进入第二状态“2、测试中",第二状态完成后将进入实时测量状态如图十五
“←"、“→"键可修改分接位置,用“↑"、“↓"移动光标(光标可循环移动,以便用户快速选择),按确认键执行所选操作。等测试数据稳定后,按“打印"则屏幕显示的测量值及先前设置的参数将一同打印,如按保存,屏幕将弹出保存窗口提示选择存储器(请参照单相测试保存方法)。
如果是有载调压绕组,可以调到下一分接位,屏幕数据自动跟踪测试,“←"、“→"改变屏幕的分接位置,测试数据稳定后,按“保存"将数据保存到显示分接位置的值。调整有载分接开关,调到下一个分接,仪器跟踪测试阻值并显示出来。也可以按“重复测"重新采集电压电流信号,进行计算。按“←"、“→"键调整仪器显示的分接位置,等数据稳定后,按“保存"将数据保存到显示分接位置的值。一直测完所有分接,然后选择“停止测试"按钮,按“确认"键开始放电,等放电结束,仪器回到图十二测试界面,可以更改测试电流继续测试或返回上一界面选择其它项目进行测试。
3)低压绕组测试
如在图六中选择“四点法测试"仪器将进入图十六界面
用 “←"、“→"移动光标(光标可循环移动,以便用户快速选择),“↑"、“↓"键修改参数(分接位、测试电流与测试相为可修改项),按“确认"键即可开始测试,如按返回键将返回上一界面。
低压绕组具体测试、打印和保存过程请参照高、中压单相测试过程。
3.3 单相变压器测试
按单相变压器接线方法接好线后,在测试参数设置界面(图四)中将“变压器相数"设置为1,仪器将进行单相变压器的测量,进入图十七界面。
用 “←"、“→"移动光标(光标可循环移动,以便用户快速选择),“↑"、“↓"键修改参数(分接位与测试电流为可修改项),按“确认"键即可开始测试,如按返回键将返回上一界面。
具体测试、打印和保存过程请参照高、中压单相测试过程。
4、温升试验菜单
如用户选择温升试验菜单,请参照第3项中直阻测试过程,则图四~图十七左下角任务栏将显示“温升试验"字样,并且仪器测出阻值后将每隔30秒钟自动打印一次当前数据。
5、数据存取菜单
在主菜单界面选择数据存取进入数据存取界面,如图十八
用“↑"、“↓"移动光标(光标可循环移动,以便用户快速选择),确认键执行所选操作,用“←"、“→"可改变折算温度值(折算值根据温度值改变),然后按“打印"或“转存"按钮可打印或转存至U盘当前记录并自动按当前设定折算温度算出折算值。
特别说明:
本仪器在进入数据存取界面时,自动读取存储器中新一条记录,用户可以按“上一条"按钮查询过去记录,打印时将弹出窗口供用户选择单条打印或多条打印,单条打印即打印当前显示记录,多条打印即从当前记录开始向前打印n条记录,通过“←"、“→"可设定打印起始记录号,结束记录号即为当前显示记录号。
6、高压消磁菜单
在主菜单界面选择高压消磁进入高压消磁界面,如图十九
用 “←"、“→"移动光标(光标可循环移动,以便用户快速选择),“↑"、“↓"键修改参数(消磁相为可修改项),按“确认"键即可开始消磁(图二十、图二十一),如按返回键将返回上一界面。
当消磁进度达到100%后,界面提示“消磁完成"并伴有蜂鸣器鸣叫,告知用户消磁过程已完成,可进行下一项任务。
用 “←"、“→"移动光标(光标可循环移动,以便用户快速选择),“↑"、“↓"键可修改数值,按确认键设定时钟,按返回键时钟保持原来值,并返回主菜单。
通过数字化手段将海量的分散负荷聚合成一个整体,依据电力供需、电价波动等因素的变化不断调整虚拟电厂内负荷的高低,就可以实现对电网调度、安全稳定的快速响应。
虽然看起来虚拟电厂对负荷侧需求响应的提升并不大,但在数字化技术的加持下,虚拟电厂对负荷侧的管理可以基本实现自动化和快速响应,而且基于大数据技术,虚拟电厂可以最大限度地挖掘用户的负荷调节潜力。这些都是当下的技术和人力无法提供的优势。
如果说高温限电让虚拟电厂从一个“全新的概念"走向台前为人关注,那么其数字化技术对于新能源发展的潜在推动,则是其“爆火"的真正内核动力。
2022年,全国风电、光伏发电新增装机达到1.25亿千瓦。而可再生能源的总装机量也突破12亿千瓦,达到12.13亿千瓦,第1次超越了火电装机,占全国发电总装机的47.3%。可再生能源发电量也达到2.7万亿千瓦时,占全社会用电量的31.6%。
可再生装机越来越多、发电量越来越大,灵活性资源的短缺就会愈发严重,这无疑给电网的安全稳定运营带来了极大的压力。但随着技术的进步,“虚拟电厂可以对分散的可再生能源发电实现很大程度的管理,促进新能源的消纳。"
目前,尽管煤电灵活性改造、气电、化学储能、抽蓄等能够为电网提供灵活性调节能力,但相比之下,虚拟电厂有其更加特别的优势。
首先就是灵活性。理论上来说,虚拟电厂可以整合绝大部分的用电、发电单元,而且可以将这些可调节资源自由组合。这意味着其容量可大可小,而且相应电网需求的速度更快,几乎可以做到无缝衔接。这种绝对*的灵活性对于以新能源为主体的新型电力系统来说,是至关重要的。
其次就是经济性。东吴证券曾发布研究报告称,根据国家电网的测算,通过火电厂实现电力系统削峰填谷,满足5%的峰值负荷需要投资4000亿,相比之下,通过虚拟电厂仅需投资500-600亿元,虚拟电厂的成本仅为火电厂的1/8-1/7。
实际上,虚拟电厂的建设更多地是依托现有的可调节资源硬件,投入在软件方面。而其他的可调节资源建设都首先需要固定资产投入,然后对电网改造升级,需要硬件+软件的两步投入。
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