隨著能源數字化轉型浪潮來襲，能源再電氣化和智慧化已成為全球能源轉型的重要趨勢。在“雙碳"目標及新能源產業蓬勃發展的背景下，虛擬電廠迎來重大發展機遇。
“我們更需要一個可以進入競爭性電力市場的領導。不論是智慧能源系統開發商，還是綜合能源服務商，都可以開發虛擬電廠，作為市場主體參與電力市場交易。"國網能源研究院有限公司副院長蔣莉萍表示，隨著市場逐步成熟和優勝劣汰，大型的專業化虛擬電廠運營商將會成為主流模式。
“虛擬電廠發展的第一個階段是由政府推動，通過補貼刺激市場發展。規模達到一定程度以后，市場效應明顯了，就可以由市場驅動建立市場型的虛擬電廠發展模式。"馮利民表示，目前，我國已有虛擬電廠示范項目集中在中東部地區，多為合約型需求側響應模式。隨著虛擬電廠發展提速，尋求適應我國電力市場需求的商業模式刻不容緩。
一、概述（YDQC交直流兩用變壓器量身打造，品種齊全）
是在同類產品高壓試驗變壓器的基礎上，按試驗變壓器國家標準ZBK41006—89要求，經改進后生產的一種新型產品，本系列產品具有體積小、重量輕、結構緊湊、功能齊全、使用方便等特點。實用于電力、工礦、科研等部門，對各種高壓電氣設備、電氣元件、絕緣材料進行工頻耐壓試驗和直流泄漏試驗，是高壓試驗中不可少的儀器。
二、結構（YDQC交直流兩用變壓器量身打造，品種齊全）
鐵芯為單框式。線圈采用同芯圓筒多層塔式結構，初級低壓繞組繞在鐵芯上，次級高壓繞組繞在低壓繞組外側，這種同軸布置減少了繞組間的藕合損耗。高壓硅堆用特殊工藝封裝在套管內，產品的外殼制成與器芯配合較佳的八角形結構，整體外型美觀大方。其內外部結構見圖1。
1-均壓球；2-硅堆短路桿；3-高壓套管；4-油閥；5-殼體；6、7-調整電壓輸入a、x端子；8、9-儀表測量E、F端子；10-高壓尾X端子；11-變壓器外殼接地端；12-高壓輸出A端子；13-高壓整流硅堆；14-內部均壓環；15-變壓器鐵芯；16-初級低壓繞組；17-測量儀表繞組；18-二次級高壓繞組；19-變壓器油。
三、工作原理（YDQC交直流兩用變壓器量身打造，品種齊全）
為單相變壓器，聯結組標號II。單臺高壓試驗變壓器的工作過程，用交流220V（10KVA以上為380V）電壓接入電源控制箱（臺），經電源控制箱（臺）內自藕調壓器（50KVA以上調壓器外附）調節0~200V（10KVA以上0~400V）電壓至試驗變壓器的初級繞組，根據電磁感應原理，在試驗變壓器高壓繞組可獲得試驗所需的高電壓。其工作原理圖見圖2所示。
1、單臺工作原理示意圖
圖2 ：單臺工作原理示意圖
在試驗變壓器中：a、x為低壓輸入端；A、X 為高壓輸出端；E、F為儀表測量端。
2、單臺交直流兩用型高壓試驗變壓器工作原理見圖3。圖中所示：高壓套管內裝有高壓硅堆，串接在高壓回路中作高壓整流，以獲得直流高電壓。當用一短路桿將高壓硅堆短接時，可獲得交流高電壓，其狀態為交流輸出；反之在抽出短路桿時，其狀態為直流輸出。
3、三臺高壓試驗變壓器串激獲得更高電壓原理見圖4，串激高壓試驗變壓器有很大的*性，因為整個試驗裝置由多個單臺串激式試驗變壓器組成，單臺試驗變壓器有著體積小、重量輕、便于運輸的特點，它既可以串接成高出幾倍的單臺試驗變壓器輸出電壓組合使用，又可以分開單獨使用。整套試驗裝置投資小、經濟實惠。圖3所示：在三臺串激式試驗變壓器串激使用中，單臺試驗變壓器B1、B2、B3的輸出電壓都是U，第1、二級的試驗變壓器內部都有一個激磁繞組，分別為A1、C1 和A2、C2。當控制電壓加在第1級試驗變壓器B1的初級繞組a1、x1上，激磁繞組A1、C1給予試驗變壓器B2初級繞組供電，第2級試驗變壓器B2的激磁繞組A2、C2給試驗變壓器B3的初級繞組供電。由于第1級試驗變壓器B1的高壓尾及殼體接地，第2、三級的試驗變壓器B2和B3對地有絕緣支架的隔離，這樣試驗變壓器B1、B2、B3對地輸出電壓分別為1U、2U、3U。
圖3：三臺高壓試驗變壓器串激工作原理示意圖
B1、B2、B3- 串激式高壓變壓器；1U、2U、3U-各級對地電壓；
PV- 高壓示值表（KV）； ZJ1、ZJ2-絕緣支架。
四、使用方法及注意事項（YDQC交直流兩用變壓器量身打造，品種齊全）
1.做工頻耐壓試驗使用接線方法見圖5。做工頻耐壓試驗前，先根據試驗變壓器的額定容量選擇好限流電阻，(水電阻)的阻值，再根據被試品需加的高壓電壓值調整好放電球隙的球間距，為了提高對被試品施加電壓的測量精度，應在高壓側接入FRC阻容分壓器來測量電壓。
圖4：工頻耐壓試驗使用接線原理示意圖
R1、R2- 限流電阻； Qx- 放電球隙； Zx- 被試品；
FRC- 阻容分壓器； V- 分壓器高壓表。
按照圖4、結合圖2所進行的工頻耐壓試驗接好工作線路，試驗變壓器的高壓繞阻的X端（高壓尾）、儀表測量繞組的F端、試驗變壓器的外殼以及電源控制箱（臺）的外殼必須可靠接地。
用三臺試驗變壓器串激做工頻耐壓試驗時、第2、三級試驗變壓器的初級繞組X端，儀表測量繞組的F端，以及高壓繞組的X端（高壓尾）均接本級試驗變壓器的外殼，第2、三級試驗變壓器的主體必須放置在絕緣支架上。除第1級以外、第2、三級試驗變壓器的主體不要接地線。其接線方式見圖3所示。
接電源前，電源控制箱（臺）的調壓器必須調到零位。接通電源后，綠色指示燈亮，按一下啟動按鈕，紅色指示燈亮，表示試驗變壓器已接通控制電源，開始升壓。
從零位開始按順時針方向勻速旋轉調壓器手輪升壓。（升壓方式有：快速升壓法，即20S逐級升壓法，慢速升壓法，即60S逐級升壓法，極慢速升壓法供選用）電壓從零開始按選定的升壓速度升到您所需額定試驗電壓的75%后，再以每秒2%額定試驗電壓的速度升到您所需試驗電壓，并密切注意測量儀表的指示以及被試品的情況，被試品施加電壓的時間到后。應在數秒內勻速將調壓器返回，高壓降至1/3試驗電壓以下，按一下停止按鈕，高壓、低壓輸出停止，然后切斷電源線，試驗完畢。
工頻耐壓試驗操作過程注意事項
1、試驗人員應做好責任分工,設定好試驗現場的安全距離,仔細檢查好被試品及試驗變壓器的接地情況,并設有專人監護安全及觀察被試品狀態工作。
2、被試品主要部位應清理干凈，保持優良干燥，以免損壞被試品和帶來試驗數值的誤差。
3、對大型設備的試驗，一般都應先進行試驗變壓器的空升試驗，即不接試品時升壓至試驗電壓，以便校對好儀表的指示精度，調整好放電球隙的球間距。
4、做耐壓試驗時升壓速度不能過快，并防止突然加壓，例如調壓器不在零位的突然合閘，也不能突然斷電，一般應在調壓器降至零位時分閘。
5、在升壓或耐壓試驗過程中，如發現下列不正常情況，1 電壓、電流表指針擺動很大，2 被試品發出不正常響聲，3 發現絕緣有燒焦或冒煙現象，應立即降壓，切斷電源，停止試驗并查明原因。
6、使用本產品做高壓試驗時，除熟悉本說明書外，還必須嚴格執行國家有關標準和操作規程。
2、做直流耐壓和泄漏試驗使用接線方法見圖5。由于是交直流兩用高壓試驗變壓器，應把高壓硅堆短路桿從套管中抽出，使試驗變壓器為直流輸出狀態。做直流泄漏試驗前，先根據泄漏試驗中輸出端斷路電流不超過高壓硅堆的*大整流為宜，選擇好限流電阻（水電阻）的阻值，再根據被試品對直流高壓波形的要求選擇好高壓濾波電容的電容值。為了提高對被試品施加電壓的測量精度，應在高壓側接入FRC阻容分壓器來測量電壓。
圖 5：直流泄漏試驗使用接線原理示意圖
R- 限流電阻； C- 高壓濾波電容； Zx- 被試品； G- 硅堆短路桿；
FRC- 阻容分壓器；V- 分壓器高壓表；uA- 微安表；D- 高壓整流硅堆。
按照圖5、結合圖3所進行的直流泄漏試驗接好工作線路。試驗變壓器的高壓繞組的X端（高壓尾）、儀表測量繞組的F 端、試驗變壓器的外殼以及電源控制箱（臺）的外殼必須可靠接地。
接線原理圖
接線原理圖
接電源前、電源控制箱（臺）的調壓器必須調到零位。接通電源后，綠色指示燈亮，按一下啟動按鈕，紅色指示燈亮，表示試驗變壓器已接通控制電源，開始升壓。
從零位開始按順時針方向勻速旋轉調壓器手輪升壓。（升壓方式有：快速升壓法即20S逐級升壓法；慢速升壓法，即60S逐級升壓法；級慢速升壓法供選用）電壓從零開始按選定的升壓速度升到您所需額定試驗電壓或額定直流電流下的參考電壓。試驗中應嚴密注意直流高壓表、泄漏電流表指示以及被試品的情況。試驗完畢后，應訊速均勻將高壓降至零位，按一下停止按鈕，高壓、低壓輸出停止，然后切斷電源。此時應用直流高壓放電棒給被試品及試驗裝置本身充分放電。
直流泄漏試驗操作過程注意事項
（1）試驗人員應做好責任分工，設定好試驗現場的安全距離，仔細檢查好被試品及試驗變壓器的接地情況，并設有專人監護安全及觀察被試品狀態工作。
（2）被試品做試驗前，應拆除所有對外連線，并充分放電，主要部位應清理干凈，保持優良干燥，以免損壞被試品及帶來試驗數值的誤差。
（3）對于大容量試品（電容器、超長電纜等）試驗時應緩慢升壓，防止被試品的充電電流過大而燒壞微安表，必要時應分級加壓分別讀取各電壓下微安表的穩定讀數。
（4）試驗過程中，應嚴密監視被試品、微安表及試驗裝置等，一旦發生閃爍、擊穿等現象應立即降壓，切斷電源，并查明原因。
五、配套選購產品（YDQC交直流兩用變壓器量身打造，品種齊全）
下列產品僅供選擇，購買時需另行計價。
1.電源控制箱 容量:1KVA-5KVA、輸入電壓：220V
2.電源控制臺 容量:10KVA~300KVA輸入電壓：220V或380V
3.數字微安表：SWB-II
4.高壓濾波電容： 0.01MF、40 ~ 100KV
5.高壓直流放電棒： FBR— 70、140、210KV
6.放電球隙： Q—50、100、150、200、250、500
7.標準試油杯： 400ml
8.折疊式手推車： 150、300型
9.絕緣支架： 50、100、200、300、400KV
10.阻容分壓器： FRC —50、100、150、200KV
11.高壓硅堆： 2DL—150、300、450KV
12.水 電 阻： 50、100
“我國虛擬電廠的商業模式應以綜合智慧能源為切入點，通過與電網公司開展合作，發展虛擬電廠和儲能。"國家電投集團綜合智慧能源科技有限公司（國核電力規劃設計研究院有限公司）新疆分院副院長張軍偉表示，該商業模式為實現電網、用戶、售電公司和虛擬電廠運營方的多方共贏提供了可能。
“從國外的發展近況來看，合約型方式在現階段是比較適合我國虛擬電廠發展的商業模式。"上海交通大學電氣工程系教授艾芊指出，隨著虛擬電廠的技術推進及運行經驗的提升積累，其商業模式會更加靈活。
虛擬電廠很具有吸引力的功能在于能夠聚合多種類型的分布式資源參與電力市場運行。不論是采用何種商業模式，從收益情況來看，電網企業、售電公司、發電企業、聚合商等相關產業鏈上游公司，都會獲益。
“虛擬電廠的發展，應與所在國的電力市場建設相適應。"馮利民表示，明確市場準入的門檻、各方責權利等問題，是實現虛擬電廠商用的關鍵。目前，我國虛擬電廠仍以政策和補貼驅動為主，還應完善配套激勵政策。在探索虛擬電廠商用模式的同時，應健全管理機制，保障虛擬電廠有序發展。
“可以通過技術手段去提升虛擬電廠的靈活性與可調節能力。"日立能源（中國）有限公司咨詢顧問程濛表示，虛擬電廠的遠景是與用戶側一起打造共建共享共治的新型化能源生態系統。
隨著國家對清潔能源和新興技術的大力推動，虛擬電廠將成為能源互聯網中重要的能源聚合形式，工廠、企業用戶、居民，都可以參與到虛擬電廠的價值創造中。作為智慧能源的重要載體，剛剛起步的虛擬電廠正迎風口。有關部門在大力推進電力市場建設的同時，仍需加強能源監管，在市場機制建設、商業模式創新、核心技術研發以及吸引用戶廣泛參與等方面積極探索。
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