虛擬電廠的討論熱潮起源于2022年的夏季。在經歷了2021年9月國內局部的電力短缺之后,2022年夏季的高溫一次次刷新氣象記錄,同時也大幅度拉高了各地的降溫負荷,引發工業限電模式。
2022年進入夏季之后,山東、黑龍江、吉林、遼寧、廣東、江蘇、浙江、安徽、河南、福建、寧夏、青海、上海、四川、云南等地先后發布了不同程度的限電通知。其中四川、云南等水電大省的限電尤為引人關注。這些原本在夏季豐水期無須擔心用電問題、甚至可以大幅度外送電量的省份實施限電,不僅嚴重影響了本地的工業生產、社會生活,也對東部受電端省份產生了影響。
“有序用電"、“需求側響應"這些詞匯在這兩年開始頻繁出現于新聞報道和社交媒體之中。盡管在用詞上有所不同,但這些手段與實際上的拉閘限電并無不同。由于電網對負荷管理能力缺乏細節手段,除部分大用戶可以實現精細的負荷管理外,中小微型負荷管理只能采取“一刀切"的開關。
一、主要特點(SHHZBC3340變壓器直流電阻儀易于維護,使用簡單)
一次將高、低壓電流電位測試線全部接到變壓器上,測試過程中不用再倒測試線;
對于星型接法的繞組測試,儀器可以采取三相同時測試的方式測試A0、B0、C0相的電阻,節省測試時間;
三相五柱低壓內部角接的變壓器低壓測試時,儀器內部采用自動助磁的方法,比直接用大電流測試速度快;
顯示、打印變壓器的高中低壓繞組的全部測試數據,并自動計算出三相不平衡度,還可以打印折算到額定溫度下的阻值;
三相測試時先測試A0的數據,再三相同時測試,解決了三相同時測試中性點引出線電阻不能測試的問題,測試數據更接近單相測試值;
具有完善的反電勢保護功能;
儀器內部可以長久存儲測試數據200條(可擴展),還可以使用優盤存儲數據方便用戶導入電腦處理;
儀器具有適用溫度寬,精度高,防震,抗干擾,攜帶方便等特點。
二、主要技術指標及使用條件(SHHZBC3340變壓器直流電阻儀易于維護,使用簡單)
1、技術指標
1)測試電流:
三相測試:20A+20A、10A+10A、5A+5A、1A+1A
分相測試:40A、20A、10A、5A、1A、0.2A
2)測試范圍: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)準確度: ±(讀數×0.2%+2字)
5)外型尺寸:430mm×320mm×230mm
6)重量: 12kg
2、使用條件
1)環境溫度: -10℃ ~ 50℃ 環境濕度: ≤ 85%RH
2)工作電源: AC220V ± 10% 電源頻率: (50±1)Hz
三、面板功能介紹(SHHZBC3340變壓器直流電阻儀易于維護,使用簡單)
面板示意圖(圖一)
液 晶 屏:顯示實時時鐘,操作菜單、測試數據以及簡易操作說明
按鍵:采用“↑"、“↓"、“←"、“→"、“確認"、“返回"六鍵控制儀器所有功能操作(另:配有“復位"鍵,即在任何時候任何界面,可按此鍵使儀器恢復到開機上電狀態)
基本功能:“←"、“→"鍵移動光標(測試過程中可修改分接位),“↑"、“↓"鍵修改數值,“確認"鍵執行所選操作,“返回"鍵回到上一頁。
電源開關: AC220V電源開關
接地端子:
接線端子(高壓):接被測變壓器的高壓側或中壓側
接線端子(低壓):接被測變壓器的低壓
打印機:打印測試數據
USB:優盤接口
RS232:廠家升級用
四、儀器接線(SHHZBC3340變壓器直流電阻儀易于維護,使用簡單)
1、用電源線把儀器與外部AC 220 電源連接,用接地線將接地端子與大地連接。
2、兩繞組變壓器測試時依次將高壓測試線(較長的)的四個測試鉗(黃綠紅黑)分別接到高壓側的A、B、C、O套管上,如果只有A、B、C三個套管,可以將黑色測試鉗懸空;測試線另一端與儀器的接線端子對應連接。將低壓測試線(較短的)的三個測試鉗(黃綠紅)分別接到低壓側的a、b、c、套管上,測試線另一端與儀器的接線端子對應連接。
注:整個測試過程不用倒線。
3、三繞組變壓器可以將高低壓繞組測試完后,將高壓測試線(較長的)的四個測試鉗倒接到中壓側測試即可。
4、單相變壓器使用將高壓測試線(較長的)中黃色和綠色的測試鉗接到單相變壓器的高壓側,低壓測試線(較短的)中黃色和綠色的測試鉗接到單相變壓器的低壓側,測試線另一端與儀器的接線端子對應連接。
5、儀器配套的測試線已經將電流、電壓線設計到同一鉗口上,接線簡單方便。
五、使用說明(SHHZBC3340變壓器直流電阻儀易于維護,使用簡單)
1、儀器開機顯示畫面(如圖二)
系統初始化完畢后,儀器自動進入主菜單界面
2、主菜單(如圖三)
在此界面下,“←"、“→"、“↑"、“↓"均可移動光標,棕色變大菜單為選中狀態,按“確認"鍵進入所選菜單。
3、直阻測試菜單(如圖四)
3.1參數設置界面
用 “←"、“→"移動光標(光標可循環移動,以便用戶快速選擇),“↑"、“↓"鍵修改參數,按“確認"鍵保存當前參數并進入下一界面,按“返回"鍵將返回上一界面。
3.2、三相變壓器測試
如在圖四中“變壓器相數"設置為3,儀器將進行三相變壓器的測量。
測量高壓或中壓繞組時儀器將顯示圖五界面,測量低壓繞組時將顯示圖六界面,供用戶選擇測試方案。
3.2.1測試方案選擇
兩界面中,用 “↑"“↓"“←"、“→"移動光標(光標可循環移動,以便用戶快速選擇),棕色底色菜單為選中狀態,按“確認"鍵進入測量界面,如按返回鍵將返回上一界面。
兩界面中,用 “↑"“↓"“←"、“→"移動光標(光標可循環移動,以便用戶快速選擇),棕色底色菜單為選中狀態,按“確認"鍵進入測量界面,如按返回鍵將返回上一界面。
3.2.2 測試過程
1) 高、中壓單相測試
如在圖五中選擇“單相測試……",儀器將進入圖七界面
用 “←"、“→"移動光標(光標可循環移動,以便用戶快速選擇),“↑"、“↓"鍵修改參數(分接位與測試電流為可修改項),按“確認"鍵即可開始測試儀器將進入圖八~圖十界面,如按返回鍵將返回上一界面。
充電完成后,界面底部提示進入第二狀態“2、測試中",第二狀態后將進入第三狀態“3、實時測量"如圖十
“←"、“→"鍵可修改分接位置,用“↑"、“↓"移動光標(光標可循環移動,以便用戶快速選擇),按確認鍵執行所選操作。等測試數據穩定后,按“打印"則屏幕顯示的測量值及先前設置的參數將一同打印,如按保存,屏幕將彈出保存窗口提示選擇存儲器(如圖十一)
用“↑"、“↓"移動光標,按確認鍵保存,保存任務完成后儀器自動回到測試界面,也可不保存,按返回鍵即可回到測試界面。
如果是有載調壓繞組,可以調到下一分接位,屏幕數據自動跟蹤測試,“←"、“→"改變屏幕的分接位置,測試數據穩定后,按“保存"數據就可以保存到設置的分接位置了。如果對屏幕顯示數據有疑問,可以按“重復測",儀器將重新測試電流電壓信號,計算阻值。一組數據測試完畢后,按“停止測試",屏幕提示“正在放電",并顯示放電電流。放電結束后,屏幕重新回到圖七開始測試界面,可以更改測試電流或分接位置(測量低壓繞組時也可修改測試相)繼續測試或返回上一界面選擇其它項目進行測試。
2)高、中壓三相測試
如在圖五中選擇“三相測試……",儀器將進入圖十二界面
用 “←"、“→"移動光標(光標可循環移動,以便用戶快速選擇),“↑"、“↓"鍵修改參數(分接位與測試電流為可修改項),按“確認"鍵即可開始測試,如按返回鍵將返回上一界面。
三相測試過程,儀器將先對AO相加電,測量出AO相電阻值,屏幕顯示如圖十三
儀器自動判斷阻值穩定后(也可手動判斷,點擊“繼續下一步"即可放電,放電完成后切換到三相充電),開始放電,放電完成后自動切換到三相充電電流,待電流穩定后自動計算三相阻值(帶中性點)如(圖十四~圖十五)。
充電完成后,界面底部提示進入第二狀態“2、測試中",第二狀態完成后將進入實時測量狀態如圖十五
“←"、“→"鍵可修改分接位置,用“↑"、“↓"移動光標(光標可循環移動,以便用戶快速選擇),按確認鍵執行所選操作。等測試數據穩定后,按“打印"則屏幕顯示的測量值及先前設置的參數將一同打印,如按保存,屏幕將彈出保存窗口提示選擇存儲器(請參照單相測試保存方法)。
如果是有載調壓繞組,可以調到下一分接位,屏幕數據自動跟蹤測試,“←"、“→"改變屏幕的分接位置,測試數據穩定后,按“保存"將數據保存到顯示分接位置的值。調整有載分接開關,調到下一個分接,儀器跟蹤測試阻值并顯示出來。也可以按“重復測"重新采集電壓電流信號,進行計算。按“←"、“→"鍵調整儀器顯示的分接位置,等數據穩定后,按“保存"將數據保存到顯示分接位置的值。一直測完所有分接,然后選擇“停止測試"按鈕,按“確認"鍵開始放電,等放電結束,儀器回到圖十二測試界面,可以更改測試電流繼續測試或返回上一界面選擇其它項目進行測試。
3)低壓繞組測試
如在圖六中選擇“四點法測試"儀器將進入圖十六界面
用 “←"、“→"移動光標(光標可循環移動,以便用戶快速選擇),“↑"、“↓"鍵修改參數(分接位、測試電流與測試相為可修改項),按“確認"鍵即可開始測試,如按返回鍵將返回上一界面。
低壓繞組具體測試、打印和保存過程請參照高、中壓單相測試過程。
3.3 單相變壓器測試
按單相變壓器接線方法接好線后,在測試參數設置界面(圖四)中將“變壓器相數"設置為1,儀器將進行單相變壓器的測量,進入圖十七界面。
用 “←"、“→"移動光標(光標可循環移動,以便用戶快速選擇),“↑"、“↓"鍵修改參數(分接位與測試電流為可修改項),按“確認"鍵即可開始測試,如按返回鍵將返回上一界面。
具體測試、打印和保存過程請參照高、中壓單相測試過程。
4、溫升試驗菜單
如用戶選擇溫升試驗菜單,請參照第3項中直阻測試過程,則圖四~圖十七左下角任務欄將顯示“溫升試驗"字樣,并且儀器測出阻值后將每隔30秒鐘自動打印一次當前數據。
5、數據存取菜單
在主菜單界面選擇數據存取進入數據存取界面,如圖十八
用“↑"、“↓"移動光標(光標可循環移動,以便用戶快速選擇),確認鍵執行所選操作,用“←"、“→"可改變折算溫度值(折算值根據溫度值改變),然后按“打印"或“轉存"按鈕可打印或轉存至U盤當前記錄并自動按當前設定折算溫度算出折算值。
特別說明:
本儀器在進入數據存取界面時,自動讀取存儲器中新一條記錄,用戶可以按“上一條"按鈕查詢過去記錄,打印時將彈出窗口供用戶選擇單條打印或多條打印,單條打印即打印當前顯示記錄,多條打印即從當前記錄開始向前打印n條記錄,通過“←"、“→"可設定打印起始記錄號,結束記錄號即為當前顯示記錄號。
6、高壓消磁菜單
在主菜單界面選擇高壓消磁進入高壓消磁界面,如圖十九
用 “←"、“→"移動光標(光標可循環移動,以便用戶快速選擇),“↑"、“↓"鍵修改參數(消磁相為可修改項),按“確認"鍵即可開始消磁(圖二十、圖二十一),如按返回鍵將返回上一界面。
當消磁進度達到100%后,界面提示“消磁完成"并伴有蜂鳴器鳴叫,告知用戶消磁過程已完成,可進行下一項任務。
用 “←"、“→"移動光標(光標可循環移動,以便用戶快速選擇),“↑"、“↓"鍵可修改數值,按確認鍵設定時鐘,按返回鍵時鐘保持原來值,并返回主菜單。
通過數字化手段將海量的分散負荷聚合成一個整體,依據電力供需、電價波動等因素的變化不斷調整虛擬電廠內負荷的高低,就可以實現對電網調度、安全穩定的快速響應。
雖然看起來虛擬電廠對負荷側需求響應的提升并不大,但在數字化技術的加持下,虛擬電廠對負荷側的管理可以基本實現自動化和快速響應,而且基于大數據技術,虛擬電廠可以最大限度地挖掘用戶的負荷調節潛力。這些都是當下的技術和人力無法提供的優勢。
如果說高溫限電讓虛擬電廠從一個“全新的概念"走向臺前為人關注,那么其數字化技術對于新能源發展的潛在推動,則是其“爆火"的真正內核動力。
2022年,全國風電、光伏發電新增裝機達到1.25億千瓦。而可再生能源的總裝機量也突破12億千瓦,達到12.13億千瓦,第1次超越了火電裝機,占全國發電總裝機的47.3%。可再生能源發電量也達到2.7萬億千瓦時,占全社會用電量的31.6%。
可再生裝機越來越多、發電量越來越大,靈活性資源的短缺就會愈發嚴重,這無疑給電網的安全穩定運營帶來了極大的壓力。但隨著技術的進步,“虛擬電廠可以對分散的可再生能源發電實現很大程度的管理,促進新能源的消納。"
目前,盡管煤電靈活性改造、氣電、化學儲能、抽蓄等能夠為電網提供靈活性調節能力,但相比之下,虛擬電廠有其更加特別的優勢。
首先就是靈活性。理論上來說,虛擬電廠可以整合絕大部分的用電、發電單元,而且可以將這些可調節資源自由組合。這意味著其容量可大可小,而且相應電網需求的速度更快,幾乎可以做到無縫銜接。這種絕對*的靈活性對于以新能源為主體的新型電力系統來說,是至關重要的。
其次就是經濟性。東吳證券曾發布研究報告稱,根據國家電網的測算,通過火電廠實現電力系統削峰填谷,滿足5%的峰值負荷需要投資4000億,相比之下,通過虛擬電廠僅需投資500-600億元,虛擬電廠的成本僅為火電廠的1/8-1/7。
實際上,虛擬電廠的建設更多地是依托現有的可調節資源硬件,投入在軟件方面。而其他的可調節資源建設都首先需要固定資產投入,然后對電網改造升級,需要硬件+軟件的兩步投入。
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