自2020年底湖南啟動(dòng)緊急有序用電至今，不時(shí)有局部地區(qū)拉閘限電，原因大同小異——吃力的供給難以滿足旺盛的需求。近幾年，紓困煤電企業(yè)、釋放煤炭產(chǎn)能、解扣“煤電頂牛”多管齊下，合力治好了困擾行業(yè)近三年的“頑疾”。

不同的是，虛擬電廠成了今年鏡頭前“對(duì)癥藥”的主角。虛擬電廠并不是一個(gè)物理意義上的電廠，它不燒煤，沒有廠房，而是通過軟件系統(tǒng)和信息通信等搭建起一套能源管理系統(tǒng)，用來整合分散、可調(diào)的分布式能源。國內(nèi)第1家虛擬電廠管理中心落地、第1個(gè)省級(jí)虛擬電廠實(shí)施方案印發(fā)、虛擬電廠可作為獨(dú)立市場(chǎng)主體參與現(xiàn)貨市場(chǎng)交易……近年來，虛擬電廠在我國獲得實(shí)質(zhì)進(jìn)展。國際方面已有成功實(shí)踐，亮點(diǎn)在于美國科技巨頭特斯拉重磅入局，與美國加州*大的電網(wǎng)公司共同成立了虛擬電廠。

科技和限電兩大現(xiàn)象級(jí)IP撞出了火花，投資者們爭相涌入，希望在新能源資本賽道中壓中風(fēng)口分一杯羹。Wind數(shù)據(jù)顯示，自年內(nèi)4月份低點(diǎn)以來，“虛擬電廠”指數(shù)累計(jì)漲幅高達(dá)84.21%，跑贏同期滬深300指數(shù)76.02個(gè)百分點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了成分股的全方位上漲。一時(shí)間，“虛擬電廠拯救電荒”“虛擬電廠是電網(wǎng)的‘定海神針’”“虛擬電廠下一個(gè)‘千億黃金賽道’”等聲音異常活躍。

事實(shí)上，虛擬電廠業(yè)務(wù)在我國尚未形成規(guī)模，多數(shù)企業(yè)相關(guān)業(yè)務(wù)尚未落地，電力行業(yè)諸多從業(yè)人士不免驚訝，十幾年前就出現(xiàn)的概念緣何突然名聲鵲起？就連嗅覺敏銳的電力行業(yè)證券分析師也多數(shù)懵圈，一邊驚嘆資本強(qiáng)大的“鈔能力”，一邊臨時(shí)補(bǔ)課追趕落了下風(fēng)的步伐。虛實(shí)之間，虛擬電廠的意外走紅像一面多棱鏡，一面照出了資本市場(chǎng)的狂熱，一面照出了能源轉(zhuǎn)型的艱巨和復(fù)雜。

第1章 裝置特點(diǎn)與技術(shù)參數(shù)（LY808C微機(jī)繼保校驗(yàn)儀測(cè)量工作量小）

第1節(jié)  主要特點(diǎn)

1．滿足現(xiàn)場(chǎng)所有試驗(yàn)要求。本儀器具有標(biāo)準(zhǔn)的六相電壓，六相電流輸出，既可對(duì)傳統(tǒng)的各種繼電器及保護(hù)裝置進(jìn)行試驗(yàn)，也可對(duì)現(xiàn)代各種微機(jī)保護(hù)進(jìn)行各種試驗(yàn)，特別是對(duì)變壓器差功保護(hù)和備自投裝置，試驗(yàn)更加方便和上乘。

2．各種技術(shù)指標(biāo)完全達(dá)到電力部頒發(fā)的DL/T624-1997《繼電保護(hù)微機(jī)型試驗(yàn)裝置技術(shù)條件》的標(biāo)準(zhǔn)。

3．經(jīng)典的Windows XP操作界面，人機(jī)界面友好，操作簡便快捷；高性能的嵌入式工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和10.4寸分辨率為800×600的LED真彩顯示屏，可以提供豐富直觀的信息，包括設(shè)備當(dāng)前的工作狀態(tài)及各種幫助信息等。

4．本機(jī)Windows XP系統(tǒng)自帶恢復(fù)功能，避免因非法關(guān)機(jī)或誤操作等引起的系統(tǒng)崩潰。

5．配備有超薄型工業(yè)鍵盤和光電鼠標(biāo)，可以象操作普通PC機(jī)一樣通過鍵盤或鼠標(biāo)完成各種操作。

6．主控板采用DSP+FPGA結(jié)構(gòu)，16位DAC輸出，對(duì)基波可產(chǎn)生每周2000點(diǎn)的高密度正弦波，大大改善了波形的質(zhì)量，提高了測(cè)試儀的精度。

7．功放采用高保真線性功放，既保證了小電流的精度，又保證了大電流的穩(wěn)定。

8．采用USB接口直接和PC機(jī)通訊，無須任何轉(zhuǎn)接線，方便使用。

9．可連接筆記本電腦（選配）運(yùn)行。筆記本電腦與工控機(jī)使用同一套軟件，無須重新學(xué)習(xí)操作方法。

10.具備GPS同步試驗(yàn)功能。裝置可內(nèi)置GPS同步卡（選配）通過RS232口與PC機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)測(cè)試儀異地進(jìn)行同步對(duì)調(diào)試驗(yàn)。

11.配有獨(dú)立專用直流輔助電壓源輸出，輸出電壓分別為110V（1A），125V（0.6A）。以提供給需要直流工作電源的繼電器或保護(hù)裝置使用。

12.具有軟件自較準(zhǔn)功能，避免了要打開機(jī)箱通過調(diào)整電位器來校準(zhǔn)精度，從而大大提高了精度的穩(wěn)定性。

第2節(jié)  技術(shù)參數(shù)（LY808C微機(jī)繼保校驗(yàn)儀測(cè)量工作量小）

1.1交流電流源（6*30A）

2．直流電流源

3．交流電壓源

4．直流電壓源（LY808C微機(jī)繼保校驗(yàn)儀測(cè)量工作量小）

5．開關(guān)量端子

6．其他

第2章  裝置硬件結(jié)構(gòu)（LY808C微機(jī)繼保校驗(yàn)儀測(cè)量工作量小）

第1節(jié) 裝置硬件組成（LY808C微機(jī)繼保校驗(yàn)儀測(cè)量工作量小）

1.內(nèi)置高性能工業(yè)控制計(jì)算機(jī)

本裝置采用高性能工控機(jī)作為控制計(jì)算機(jī)，配有自還原CF卡，10.4″800×600分辨率LED真彩顯示器。本機(jī)帶高性能專用工業(yè)鍵盤和鼠標(biāo)，無須另接外設(shè)就可直接使用，軟件在Windows XP操作系統(tǒng)下運(yùn)行，操作簡便。裝置面板配有兩個(gè)USB接口，可方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)存取、數(shù)據(jù)通信和軟件升級(jí)等。（多功能接口可升級(jí)）

2.DSP數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)

采用6000系列DSP控制器作為核心，FPGA可編程邏輯器件輸出波形，由于采用的是DDS硬件輸出波形的技術(shù)，使波形頻率和相位精度相當(dāng)高，同時(shí)，該系統(tǒng)與工控機(jī)通訊直接采用USB2.0接口，使得數(shù)據(jù)通訊穩(wěn)定可靠。

3.D/A和A/D轉(zhuǎn)換

采用高精度D/A轉(zhuǎn)換器，同時(shí)采用有源低通濾波器，使輸出波形平滑，幅頻特性優(yōu)良。同時(shí)控制系統(tǒng)還保留了12路12位A/D轉(zhuǎn)換電路，可實(shí)時(shí)采集12路模擬量的輸出波形并通過軟件在屏幕上顯示實(shí)際輸出的波形，幅值和相位。

4.高精度線性電壓，電流功率放大器

電流、電壓采用高性能線性放大器直接耦合輸出方式，使電流，電壓源可直接輸出交流和直流波形，并可通過軟件計(jì)算輸出各種如方波、各次諧波疊加的組合波形，故障暫態(tài)波形等，可以較好地模擬各種短路故障時(shí)的電流，電壓特征。功放電路采用進(jìn)口大功率高保真模塊式功率器件做功率輸出級(jí)，結(jié)合精心合理設(shè)計(jì)的散熱結(jié)構(gòu)，具有足夠大的功率冗余和熱容量，功放電路具有完備的過熱、過流、過壓及短路保護(hù)，電流回路允許開路，不會(huì)損壞裝置。面板有電流開路指示燈，以方便用戶檢查接線正確與否。同時(shí)面板還有電壓過載或短路指示燈，當(dāng)電壓回路（在有輸出情況下）發(fā)生短路時(shí)，該指示燈發(fā)亮并啟動(dòng)蜂鳴器報(bào)警。大電流限時(shí)采用獨(dú)特的硬件，限時(shí)電路，克服了傳統(tǒng)的軟件限時(shí)的缺點(diǎn)，使大電流使用更方便更可靠。

5.開關(guān)量輸入、開關(guān)量輸出

裝置共有開關(guān)量輸入端子8對(duì)，開關(guān)量輸出端子4對(duì)。開入量、開出量都由光電隔離器和24V直流繼電器組成，其工作電源為獨(dú)立的24V工作電源，所以在COM端與開入量之間有24V的直流電壓。以下是幾種常見的開入量的接線示意圖：

帶電位的空接點(diǎn)：

電位翻轉(zhuǎn)：

空接點(diǎn)：

6.專用獨(dú)立的直流電源輸出

裝置配有兩路110V直流電源電壓輸出，頭尾相接組成+110V、0V、-110V三個(gè)端子輸出，只能作保護(hù)裝置的工作電源，不能作直流操作電源使用。+110V、-110V兩端子可輸出125V直流電壓。

第2節(jié) 裝置面板說明

1.LED工作指示：LED閃爍表示等待工作，LED常亮表示正在工作。

2.通訊接口：通信為外接筆記本電腦接口，可通過外接筆記本電腦來控制儀器。網(wǎng)口通訊為選配接口。

3.USB接口：通用接口，可接鼠標(biāo)、鍵盤、U盤等USB2.0設(shè)備。

4.開關(guān)量輸入：用來采集保護(hù)裝置輸出開關(guān)量信號(hào)，測(cè)量時(shí)間或控制信號(hào)。

5.開關(guān)量輸出：用來控制其他設(shè)備，無源節(jié)點(diǎn)，容量AC125V/1A。

6.裝置輔助電源：可輸出直流±110V電源，電流輸出2A，可以給保護(hù)裝置供電。

7. 第1組與第2組電流輸出端子：IA、IB、IC，Ia、Ib、Ic，IN為公共端。LED亮表示電流源開路指示。

8. 第1組與第2組電壓輸出端子：UA、UB、UC、,Ua、Ub、Uc、UN為公共端。LED亮表示電壓源短路指示。

9. 觸摸板：類似于筆記本電腦觸摸板，可全方位觸摸控制。左右鍵：左鍵為確認(rèn)鍵，右鍵可查看文件屬性。

10. 鍵盤：用來輸入定值數(shù)據(jù)。

11. 顯示屏：顯示為10.4寸LED液晶屏。

在電力無法大規(guī)模儲(chǔ)存的前提下，要想做到用多少發(fā)多少，即便邁入信息化時(shí)代，依然是無法完成的任務(wù)。

2021年2月，美國得州遭遇數(shù)十年來*冷天氣，電力需求超預(yù)期增長；另一方面，寒潮導(dǎo)致天然氣供給短缺，加上風(fēng)機(jī)受凍無法發(fā)電，得州電力供給三分之一缺位。今年我國西南地區(qū)堪稱“夏天版”的美國得州，四川、云南等水電大省，水電裝機(jī)比重超過75%，煤電裝機(jī)比重不足15%。極端高溫干旱、汛期來水偏枯，水電頂不上出力且煤電裝機(jī)不足，電源結(jié)構(gòu)性問題導(dǎo)致上述地區(qū)電力供應(yīng)趨緊。

國內(nèi)外能源轉(zhuǎn)型從根源上面臨“魚和熊掌不可兼得”的兩難抉擇：風(fēng)與光低碳但“看天吃飯”，瞬息間千變?nèi)f化難以控制；煤油氣化石能源可控可靠但高碳高能耗，基礎(chǔ)保障不可或缺又要逐步退出歷史舞臺(tái)。在破與立的不斷檢驗(yàn)之下，科技成為人類對(duì)抗不確定性的有效憑證。

傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中，集中式大電源，發(fā)輸配用單向電力傳輸。在新型電力系統(tǒng)中，電網(wǎng)的潮流流向無論在時(shí)間上還是空間上，都打破了傳統(tǒng)輸配電邏輯。新型電力系統(tǒng)中，顆粒度之細(xì)、地區(qū)跨度之大、分布數(shù)量之多從來沒有有過的，依靠人工難以準(zhǔn)確把控錯(cuò)綜復(fù)雜的運(yùn)行局面，虛擬電廠有了用武之地。

具體而言，虛擬電廠既可作為“正電廠”向系統(tǒng)供電，又可作為“負(fù)電廠”加大消納；既可快速響應(yīng)指令保障系統(tǒng)穩(wěn)定，也可如同真實(shí)的電廠一樣參與各類電力市場(chǎng)獲得經(jīng)濟(jì)收益。簡而言之，虛擬電廠不生產(chǎn)電，只是電的搬運(yùn)工。

目前虛擬電廠在發(fā)達(dá)國家已有成熟實(shí)踐。以歐洲為例，2005~2009年，來自歐盟8個(gè)國家的20個(gè)研究機(jī)構(gòu)和組織合作實(shí)施和開展了FENIX項(xiàng)目，旨在將大量的分布式電源聚合成虛擬電廠。此后，虛擬電廠項(xiàng)目不斷升級(jí)，用以聚合管理需求側(cè)資源和分布式能源。美國則通過虛擬電廠降低用電負(fù)荷來保證電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性，特斯拉虛擬電廠智能平臺(tái)Autobidder是典例。

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