1997年，虛擬電廠的概念被提出。從2001年起，歐洲各國就開始開展以集成中小型分布式發(fā)電單元為主要目標(biāo)的虛擬電廠研究項目。2006年至今，北美和歐洲分別進行了以聚合可控負(fù)荷和聚合分布式電源為主的虛擬電廠實踐，澳大利亞也在2019年進行了以聚合用戶側(cè)儲能為主的虛擬電廠實踐。

我國的虛擬電廠發(fā)展歷程始于2016年，江蘇率先從需求側(cè)管理的層面進行嘗試，開展了全球單次規(guī)模*大的需求響應(yīng)，實現(xiàn)毫秒級的快速精準(zhǔn)穩(wěn)控切負(fù)荷。

2019年，國網(wǎng)冀北電力的虛擬電廠（以下簡稱“冀北虛擬電廠”）示范工程投運，參與華北（京津唐）調(diào)峰輔助服務(wù)市場。同年，上海建設(shè)了黃浦智能樓宇，參與需求側(cè)管理。今年，深圳也建成了虛擬電廠管理平臺。

目前我國江蘇、上海開展的虛擬電廠實踐處于應(yīng)用模式的第1階段——邀約型，主要服務(wù)于需求響應(yīng)，開展需求側(cè)管理。國網(wǎng)冀北電力正在探索第2階段——市場型虛擬電廠，旨在提升系統(tǒng)的靈活調(diào)節(jié)能力，實現(xiàn)連續(xù)閉環(huán)調(diào)控和市場運營，面向源荷儲各類可調(diào)節(jié)資源。第3階段的虛擬電廠有很強的自主性，因此被稱為自主型虛擬電廠，可以在成熟電力市場環(huán)境下長期商業(yè)運營。

1  介紹（WBGC-6800氣象色譜測試儀測試速度大大提高）

歡迎您成為WBGC-6800網(wǎng)絡(luò)型電力色譜儀的用戶！

1．1  電力氣相色譜儀的工作原理

WBGC-6800網(wǎng)絡(luò)型電力色譜儀是按照中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 17623-1998《絕緣油中溶解氣體組分含量的氣相色譜測定法》、中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 7252-2001《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則》中推薦的氣相色譜儀流程而設(shè)計制造的電力系統(tǒng)專用氣相色譜儀。

該機采用三檢測器流程，一次進樣，雙柱并聯(lián)，一次分流。在檢測靈敏度，色譜峰的分離度和定量準(zhǔn)確性方面都優(yōu)于國標(biāo)及行標(biāo)的要求。連接網(wǎng)絡(luò)型專用色譜工作站，成為電力行業(yè)充油電氣設(shè)備的制造企業(yè)——變壓器廠、互感器廠、高壓電瓷廠、套管廠等；及使用企業(yè)——發(fā)電廠、供電局等單位性能*為優(yōu)越，操作*為簡便、檢測*為靈敏的高效專用氣相色譜儀。

其工作原理簡圖如下圖所示：

1．2  特點（WBGC-6800氣象色譜測試儀測試速度大大提高）

眾所周知，傳統(tǒng)電力氣相色譜儀是以1臺色譜儀、1臺AD轉(zhuǎn)換器、1套計算機、1套打印機的方式工作的。這種工作方式使得色譜儀配備較多的用戶在使用和管理上非常不便，并且設(shè)備重復(fù)投資、浪費嚴(yán)重。在當(dāng)今技術(shù)高速發(fā)達的今天，計算機可以說是貶值*嚴(yán)重的商品之一。配備大量的計算機也給用戶在設(shè)備管理和數(shù)據(jù)管理上帶來諸多不便。同時這種傳統(tǒng)的使用模式往往要采用一個廠家的電力氣相色譜儀，又要采用另外一個廠家的工作站配合才能使用，使得系統(tǒng)整體的功能難以發(fā)揮、系統(tǒng)的性能也難以提高，對于用戶提出的功能增加就更無從談起了（比如數(shù)據(jù)的遠程傳輸、多臺儀器的監(jiān)控等）。

針對這一傳統(tǒng)電力氣相色譜儀的使用弊病，我公司利用其強大的技術(shù)開發(fā)實力，采用了全新的工業(yè)造型、電子線路，并將當(dāng)今的主流技術(shù)（IP技術(shù)）應(yīng)用于電力氣相色譜儀，開發(fā)出的新型電力氣相色譜儀。儀器徹底摒棄了停產(chǎn)芯片或拆機芯片以及即將淘汰的RS232通信串口，采用了*新的高集成度的工業(yè)級芯片、總線技術(shù)、以太網(wǎng)技術(shù)、微流量氣體控制技術(shù)以及數(shù)據(jù)處理技術(shù)、優(yōu)化了溫控程序和氣路控制，從根本上提高了儀器的可靠性和可維護性。

WBGC-6800系列網(wǎng)絡(luò)化電力氣相色譜儀由于采用了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)并內(nèi)置了譜圖數(shù)據(jù)處理技術(shù)，徹底打破了現(xiàn)有國產(chǎn)色譜儀的繁瑣笨重的工作模式。使得多臺色譜儀共用1套計算機完成數(shù)據(jù)分析、打印、存儲成為現(xiàn)實,并實現(xiàn)了儀器的遠距離監(jiān)控和色譜數(shù)據(jù)的遠距離傳輸，*大程度的降低了用戶的實驗室投資以及運行費用，方便了企業(yè)管理人員對產(chǎn)品質(zhì)量的實時跟蹤管理。下圖1.2為WBGC-6800網(wǎng)絡(luò)化色譜儀工作運行簡圖。

有如下功能和特點：（WBGC-6800氣象色譜測試儀測試速度大大提高）

★ 采用了技術(shù)先進的10/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)通信接口、并內(nèi)置IP協(xié)議棧、使儀器可以輕松的通過企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)遠距離的數(shù)據(jù)傳輸；方便了實驗室的架設(shè)、簡化了實驗室的配置、方便了分析數(shù)據(jù)的管理；

★ 儀器內(nèi)部設(shè)計3個獨立的連接進程，可以連接到本地處理（實驗室現(xiàn)場）、單位主管、以及上級主管，可以方便地使單位主管和上級主管實時監(jiān)控儀器的運行以及分析數(shù)據(jù)結(jié)果；

★ 儀器配備的網(wǎng)絡(luò)版工作站可以同時支持多臺色譜儀工作（253臺），實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理以及反控，簡化了文檔管理，并*大程度的降低了用戶的實驗室投資以及運行費用；

★ 儀器可以通過互聯(lián)網(wǎng)連接到生產(chǎn)廠家，實現(xiàn)遠程診斷、遠程程序更新等（需用戶許可）；

★ 儀器配備的5.7寸彩色液晶屏，操作滿足不同的用戶需求；

★ 系統(tǒng)具有中、英文2套操作系統(tǒng)，可自由切換；

★ 全新的微機溫度控制系統(tǒng)，控溫精度高，可靠性和抗干擾性能優(yōu)越；具有六路完全獨立的溫度控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)十六階程序升溫，使該設(shè)備能勝任更大范圍的樣品分析；具有柱箱自動后開門系統(tǒng)，使低溫控制精度得到提高，升/降溫速度更快；

★ 儀器設(shè)計定時自啟動程序，可以輕松的完成氣體樣品的在線分析（需配備在線自動進樣部件）；

★ 全微機控制鍵盤的操作系統(tǒng)，操作簡單、方便；并設(shè)計檢測器自動識別技術(shù)；具有故障診斷以及斷電數(shù)據(jù)保護的功能，可自動記憶設(shè)定參數(shù)；

★ 色譜機內(nèi)置低噪聲、高分辨率24位AD電路，并具有基線存儲、基線扣除的功能；

★ 儀器配備國內(nèi)主流“變壓器油氣體分析工作站”，功能強大、操作簡潔；

1．3  技術(shù)指標(biāo)（WBGC-6800氣象色譜測試儀測試速度大大提高）

WBGC-6800電力氣相色譜儀由進樣器、檢測器、色譜柱箱、鎳轉(zhuǎn)化爐、氣體流量控制系統(tǒng)、電路控制檢測系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)版專用工作站等組成。

1．3．1  儀器主要技術(shù)指標(biāo)

WBGC-6800網(wǎng)絡(luò)化電力氣相色譜儀外觀大氣、結(jié)構(gòu)合理的設(shè)計，同時加載了我公司自主研發(fā)的彩屏顯示技術(shù)、氣體電子流量控制技術(shù)。使其的自動化水平和整體性能得到了大幅提高。縮短了國產(chǎn)機型與進口機型的差距，加之本儀器獨特的網(wǎng)絡(luò)遠程傳輸及控制功能，使儀器在無人值守、分散監(jiān)測、集中控制成為現(xiàn)實。

主要技術(shù)指標(biāo)：

●操作顯示：5.7寸點陣漢化彩色液晶（可配備觸摸屏）

●溫控區(qū)域：6路

●溫控范圍：室溫以上8℃～450℃，增量： 1℃， 精度：±0.1℃

●程序升溫階數(shù)：16階

●程升速率：0.1～39℃/min（普通型）；0.1～80℃/min（高速型）

●氣體控制：機械閥控制方式、電子流量壓力控制方式任選

●外部事件：4路；輔助控制輸出4路

●進樣器種類：填充柱進樣、毛細管進樣、六通閥氣體進樣、自動頂空進樣任選

●檢測器數(shù)目：3個（*多）；

●啟動進樣：手動、自動任選

●通信接口：以太網(wǎng)：IEEE802.3

1．3．2  檢測器技術(shù)指標(biāo)

氫火焰離子化檢測器（FID）

●檢測限：Mt≤3×10-12g/s （正十六烷）；

●噪音：≤5×10-14A

●漂移：≤1×10-13A/30min

●線性范圍： ≥106

●*高使用溫度：≤450℃

熱導(dǎo)檢測器（TCD）

●靈敏度：S≥4000mV?ml/mg(正十六烷)（放大1、2、4、8倍任選）

●噪聲：≤10μV

●基線漂移：≤30μv/30min

1．4  主要配置說明（WBGC-6800氣象色譜測試儀測試速度大大提高）

1．4．1  色譜柱箱

WBGC-6800電力氣相色譜儀的柱箱容積大，可方便安裝填充柱或毛細管柱；內(nèi)置大功率加熱絲并具有后開門結(jié)構(gòu)，使升降溫速度大為提高；柱箱控溫保護采用雙重軟件（見鍵盤設(shè)定設(shè)置部分）及硬件保護（熔斷片，見附錄D中配件29），以保色譜柱的可靠；柱箱加熱絲隱藏在網(wǎng)板后面，以避免熱輻射引起彈性石英毛細管柱的峰形分裂；柱箱采用低噪聲電機及上等不銹鋼風(fēng)頁加速柱箱內(nèi)溫度平衡，儀器運行平穩(wěn)且機器震動小。

1．4．2  進樣器

WBGC-6800電力氣相色譜儀的進樣器安裝在柱箱頂部左前側(cè)，其結(jié)構(gòu)如圖1.7所示。由微機控制器設(shè)置并控制其溫度。進樣器的*上部是一個散熱帽，散熱帽的下部嵌裝有硅橡膠進樣墊。進樣器的載氣進口和氣路控制系統(tǒng)中的穩(wěn)流閥輸出口相連接。

注：1. WBGC-6800電力氣相色譜儀配備多個進樣器安裝，可以同時安裝多根填充色譜柱；

2. WBGC-6800電力氣相色譜儀的進樣器可以直接安裝外經(jīng)為Φ5mm的填充柱，通過安裝不同的襯管，還可以安裝外經(jīng)為Φ3、Φ4mm的填充柱；

3. WBGC-6800電力氣相色譜儀的進樣器亦可通過安裝毛細管分流襯管附件或毛細管不分流襯管附件，組成分流進樣器或不分流進樣器。這樣色譜儀的進樣器就可安裝各種不同口徑的不銹鋼、玻璃或柔性石英玻璃毛細管柱；

2019年年底，經(jīng)國家能源局批復(fù)，華北能源監(jiān)管局印發(fā)了《第三方獨立主體參與華北電力調(diào)峰輔助服務(wù)市場規(guī)則（試行）》，冀北虛擬電廠作為我國頭個以市場化方式運營的虛擬電廠示范工程投運。

冀北虛擬電廠是按照云、管、邊、端的技術(shù)架構(gòu)進行建設(shè)的。用戶側(cè)智能終端能進行建模、計量、通信和控制，邊緣智能網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)存儲、分析和計算。虛擬電廠通過用戶側(cè)智能終端和邊緣智能網(wǎng)關(guān)來實現(xiàn)高效采集和控制，并進行用戶資源的聚合。在通信網(wǎng)絡(luò)上，虛擬電廠采用的是4G、5G、光纖等原有的電力網(wǎng)絡(luò)、無線通信網(wǎng)絡(luò)。虛擬電廠的核心，也就是虛擬電廠的大腦，在虛擬電廠智能管控平臺。虛擬電廠智能管控平臺是基于物聯(lián)網(wǎng)云平臺進行構(gòu)建的，它的主要功能應(yīng)用包括聚合優(yōu)化調(diào)控、交易結(jié)算、運營綜合分析等。虛擬電廠智能管控平臺通過大數(shù)據(jù)和人工智能進行數(shù)據(jù)分析和挖掘，可以進行能源托管、能源資產(chǎn)組合、運營監(jiān)測與評估等服務(wù)。由于涉及海量資源，在冀北虛擬電廠的建設(shè)中，筑牢保障體系也是非常重要的一環(huán)，全方位的架構(gòu)策略為資源保障提供了保障。

國網(wǎng)冀北電力還研發(fā)了基于公有云和邊緣協(xié)同的虛擬電廠智能管控平臺，建立調(diào)度、交易、營銷與用戶側(cè)的數(shù)據(jù)交互接口，實現(xiàn)虛擬電廠持續(xù)在線響應(yīng)電網(wǎng)自動發(fā)電控制（AGC）調(diào)控指令。虛擬電廠智能管控平臺支持海量資源標(biāo)準(zhǔn)化接入、聚合優(yōu)化、協(xié)同調(diào)控、市場交易等，并為用戶側(cè)提供方便接入的手段，譬如通過手機軟件接入，從而實現(xiàn)能源資產(chǎn)托管和資源優(yōu)化控制。

智能管控平臺具有四個基礎(chǔ)支撐：海量接入、能力開放、方便可靠和生態(tài)合作。所謂海量接入，不僅是指海量資源（包括多種類型終端和應(yīng)用）的標(biāo)準(zhǔn)化接入，還包括智能管控平臺支持彈性擴展億級連接和百萬消息并發(fā)處理的能力。能力開放，指的是管控平臺具備豐富的應(yīng)用程序編程開放接口，能實現(xiàn)應(yīng)用高效集成和業(yè)務(wù)快速上線。方便可靠，指的是云化部署能為虛擬電廠提供可靠的可靠保障，對業(yè)務(wù)進行全方位監(jiān)測和防護。生態(tài)合作，指的是虛擬電廠智能管控平臺從應(yīng)用、平臺、網(wǎng)關(guān)、設(shè)備四個層次打造全方位的生態(tài)開放系統(tǒng)。目前智能管控平臺主要應(yīng)用于協(xié)同異步通信、精細化建模、人工智能調(diào)控決策和分布式微服務(wù)四個方面。

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