“双碳”背景下，分布式新能源发展迅速，我国分布式光伏发电累计并网装机容量已突破2.5亿千瓦，占光伏发电总装机的41.8%。但分布式新能源发电出力具有不稳定性，可依托虚拟电厂通过先进的自动响应控制技术，深入挖掘各类聚合资源时空响应特性，充分释放源荷储异质资源的调节潜力，很大程度提升分布式新能源电量消纳能力。
为应对新能源规模化开发带来的电力电量时空供需协同问题，电网运行方式正由传统的源随荷动向源网荷储互动转变。虚拟电厂聚合多元资源参与电网调峰调频等辅助服务，可提升系统灵活调节能力，减轻电力平衡压力，推动打造气候弹性强、可靠韧性强、调节柔性强、保障能力强的新型电力系统。
在能源大数据建设的背景下，虚拟电厂调控运营过程中采集和产生的运行数据，可用于支撑系统内外数字化服务场景扩充和服务水平提升。推动虚拟电厂运营数据与碳排放、金融、交通、气象等领域业务的深度融合，可培育全社会在节能减碳运行、可靠信贷、道路交通优化、恶劣天气应对等方面的数字化全流程响应能力。
第1章 装置特点与参数（WBFA-5000轻便型互感器测试仪体积小，重量轻，简便实用）
在传统基于调压器、升压器、升流器的互感器伏安特性变比极性综合测试仪基础上，广泛听取用户意见、经过大量的市场调研、深入进行理论研究之后研发的新一代革新型CT、PT测试仪器。装置采用高性能DSP和FPGA、先进的制造工艺，保证了产品性能稳定可靠、功能完备、自动化程度高、测试效率高、在国内处于先进水平，是电力行业用于互感器的专业测试仪器。
1.1 主要技术特点
功能全方位，既满足各类CT（如：保护类、计量类、TP类）的励磁特性（即伏安特性）、变比、极性、二次绕组电阻、二次负荷、比差以及角差等测试要求，又可用于各类PT电磁单元的励磁特性、变比、极性、二次绕组电阻、比差等测试。
现场检定电流互感器无需标准电流互感器、升流器、负载箱、调压控制箱以及大电流导线，使用极为简单的测试接线和操作实现电流互感器的检定，极大的降低了工作强度和提高了工作效率，方便现场开展互感器现场检定工作。
可精准测量变比差与角差，比差极大允许误差±0.05%，角差极大允许误差±2min，能够进行0.2S级电流互感器的测量，变比测量范围为1~40000。
基于先进的变频法测试CT/PT伏安特性曲线和10%误差曲线,输出极大仅180V的交流电压和12Arms(36A峰值)的交流电流，却能应对拐点高达60KV的CT测试。
自动给出拐点电压/电流、10%(5%)误差曲线、准确限值系数（ALF）、仪表保安系数（FS）、二次时间常数(Ts)、剩磁系数(Kr)、饱和及不饱和电感等CT、PT参数。
测试满足GB1208（IEC60044-1）、GB16847(IEC60044-6) 、GB1207等各类互感器标准，并依照互感器类型和级别自动选择何种标准进行测试。
测试简单方便，一键完成CT直阻、励磁、变比和极性测试，而且除了负荷测试外，CT其他各项测试都是采用同一种接线方式。
全中文动态图形界面，无需参考说明书即可完成接线、设置参数：动态显示参数设置，根据当前所选的试验项目自动显示其相关参数；动态显示帮助接线图，根据当前所选试验项目，显示对应的接线图。
5.7寸图形透反式LCD，阳光下清晰可视。
采用旋转光电鼠标操作，操作简单，快捷方便，极易掌握。
面板自带打印机，可自动打印生成的试验报告。
测试结果可用U盘导出，程序可用U盘升级，方便快捷。
装置可存储1000组测试数据，掉电不丢失。
配有后台分析软件，方便测试报告的保存、转换、分析，可以用于试验数据的对比、判断与评估。
易于携带，装置重量<9Kg。
1.2 面板说明
装置面板结构如右图接线端子从左向右：
红黑S1、S2端子：试验电源输出
红黑S1、S2端子：输出电压回测
红黑P1、P2端子：感应电压测量端子
液晶显示屏：中文显示界面
微型打印机：打印测试数据、曲线
旋转鼠标：输入数值和操作命令
1.3 主要技术参数
|
WBFA-5000
|
|
测试用途
|
CT， PT
|
|
输出
|
0~180Vrms，12Arms，36A（峰值）
|
|
电压测量精度
|
±0.1%
|
|
CT变比
测量
|
范围
|
1~40000
|
|
精度
|
±0.05%
|
|
PT变比
测量
|
范围
|
1~40000
|
|
精度
|
±0.05%
|
|
相位测量
|
精度
|
±2min
|
|
分辨率
|
0.5min
|
|
二次绕组电阻测量
|
范围
|
0~300Ω
|
|
精度
|
0.2%±2mΩ
|
|
交流负载测量
|
范围
|
0~1000VA
|
|
精度
|
0.2%±0.02VA
|
|
输入电源电压
|
AC220V±10%，50Hz
|
|
工作环境
|
温度：-10οC~50οC， 湿度：≤90%
|
|
尺寸、重量
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尺寸365 mm×290 mm×153mm 重量<10kg
|
第2章 用户接口和操作方试（WBFA-5000轻便型互感器测试仪体积小，重量轻，简便实用）
2.1 电流互感器试验
在参数界面，用 旋转鼠标切换光标到类型栏，选择互感器类型为CT。
2.1.1 试验接线
试验接线步骤如下：
第1步：根据表2.1描述的CT试验项目说明，依照图2.1或图2.2进行接线（对于各种结构的CT，可参考附录D描述的实际接线方式）。
表2.1 CT试验项目说明
|
电阻
|
励磁
|
变比
|
负荷
|
说明
|
接线图
|
|
√
|
|
|
|
测量CT的二次绕组电阻
|
图2.1，但一次侧可以不接
|
|
√
|
√
|
|
|
测量CT的二次绕组电阻、励磁特性
|
图2.1，但一次侧可以不接
|
|
√
|
|
√
|
|
测量CT的二次绕组电阻，检查CT变比和极性
|
图2.1，
|
|
√
|
√
|
√
|
|
测量CT的二次绕组电阻、励磁特性，检查CT变比和极性
|
图2.1
|
|
|
|
|
√
|
测量CT的二次负荷
|
图2.2，
|
图2.1 CT直阻、励磁、变比试验接线方式 图2.2 CT二次负荷试验接线方式
第2步：同一CT其他绕组开路，CT的一次侧一端要接地，设备也要接地。
第3步：接通电源，准备参数设置。
2.1.2 参数设置
试验参数设置界面如图2.3。
参数设置步骤如下：
用 旋转鼠标 切换光标，选择要进行的试验项目，当光标停留在某个试验项目时，屏幕显示与该试验项目相关的参数设置；当光标离开试验项目时，屏幕显示所选试验项目所对应的接线图。
可设置的参数如下：
（1）编号：输入本次试验的编号，便于打印、保存的管理与查找。
（2）额定二次电流
：电流���感器二次侧的额定电流，一般为1A和5A。
（3）级别：被测绕组的级别，对于CT，有P、TPY、计量、PR、PX、TPS、TPX、TPZ等8个选项。
（4）当前温度：测试时绕组温度，一般可输入测试时的气温。
（5）额定频率：可选值为：50Hz或60Hz。
（6）极大测试电流：一般可设为额定二次电流值，对于TPY级CT，一般可设为2倍的额定二次电流值。对于P级CT，假设其为5P40，额定二次电流为1A，那么极大测试电流应设5%*40*1A=2A；假设其为10P15，额定二次电流为5A，那么极大测试电流应设10%*15*5A=7.5A。
如果用户希望看到以下结果，需要准确设置基本参数（建议用户设置）。
（1）匝比误差、比值差和相位差
（2）准确计算的极限电动势及其对应的复合误差
（3）实测的准确限值系数、仪表保安系数和对称短路电流倍数
（4）实测的暂态面积系数、峰瞬误差、二次时间常数对于不同级别的CT，参数的设置也不同，见表2.2。
表2.2 CT参数描述
|
参数
|
描述
|
P
|
TPY
|
计量
|
PR
|
PX
|
TPS
|
TPX
|
TPZ
|
|
额定一次电流
|
用于计算准确的实际电流比
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
|
额定负荷，
功率因数
|
铭牌上的额定负荷，功率因数为0.8或1
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
|
额定准确限值系数 
|
铭牌上的规定，默认：10。用于计算极限电动势及其对应的复合误差
|
√
|
|
|
|
|
|
|
|
|
额定对称短路电流系数 
|
铭牌上的规定，默认：10。用于计算极限电动势及其对应的峰瞬误差
|
|
√
|
|
|
|
√
|
√
|
√
|
|
一次时间常数
|
默认：100ms
|
|
√
|
|
|
|
|
√
|
√
|
|
二次时间常数
|
默认：3000ms
|
|
√
|
|
|
|
|
|
√
|
|
工作循环
|
C-t1-O或C-t1-O-tfr-C-t2-O，默认：C-t1-O循环
|
|
√
|
|
|
|
|
√
|
|
|
t1
|
第1次电流通过时间，默认：100ms
|
|
√
|
|
|
|
|
√
|
|
|
tal1
|
一次通流保持准确限值的时间，默认：40ms
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
tfr
|
第1次打开和重合闸的延时，默认：500ms。选择C-t1-O-tfr-C-t2-O循环才显示
|
|
√
|
|
|
|
|
√
|
|
|
t2
|
第2次电流通过时间，默认：100ms。选择C-t1-O-tfr-C-t2-O循环才显示
|
|
√
|
|
√
|
|
|
√
|
|
|
tal2
|
二次通流保持准确限值的时间，默认：40ms
选择C-t1-O-tfr-C-t2-O循环才显示
|
|
√
|
|
|
|
|
√
|
|
|
额定仪表保安系数
|
铭牌上的规定，默认值：10。
用于计算极限电动势及其对应的复合误差
|
|
|
√
|
|
|
|
|
|
|
额定计算系数
|
|
|
|
|
|
√
|
|
|
|
|
额定拐点电势Ek
|
|
|
|
|
|
√
|
|
|
|
|
Ek对应的Ie
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|
|
|
|
|
√
|
|
|
|
|
面积系数
|
|
|
|
|
|
|
√
|
|
|
|
额定Ual
|
额定等效二次极限电压
|
|
|
|
|
|
√
|
|
|
|
Ual对应的Ial
|
|
|
|
|
|
|
√
|
|
|
第五步： 选择右边的开始按钮进行试验。
2.1.3 试验结果
试验结果页，界面分别如图2.4。
对于不同级别的CT和所选的试验项目，试验结果也不同，见表2.3。
表2.3 CT试验结果描述
|
试验结果
|
描述
|
P
|
TPY
|
计量
|
PR
|
PX
|
TPS
|
TPX
|
TPZ
|
|
负荷
|
实测负荷
|
单位：VA，CT二次侧实测负荷
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
|
功率因数
|
实测负荷的功率因数
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
|
阻抗
|
单位：Ω，CT二次侧实测阻抗
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
|
电阻
|
电阻（25℃）
|
单位：Ω，当前温度下CT二次绕组电阻
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
|
电阻（75℃）
|
 ，单位：Ω，折算到75℃下的电阻值
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
|
励磁
|
拐点电压和拐点电流
|
单位：分别为V和A，根据标准定义，拐点电压增加10%时，拐点电流增加50%。
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
|
不饱和电感
|
单位：H，励磁曲线线性段的平均电感
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
|
剩磁系数
|
剩磁通与饱和磁通的比值
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
|
二次时间常数
|
单位：s,CT二次接额定负荷时的时间常数
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
|
极限电动势
|
单位：V，根据CT铭牌和75℃电阻计算的极限电动势
|
√
|
√
|
√
|
√
|
|
|
√
|
√
|
|
复合误差
|
极限电动势 或额定拐点电势Ek下的复合误差
|
√
|
|
√
|
√
|
√
|
|
|
|
|
峰瞬误差
|
极限电动势 下的峰瞬误差
|
|
√
|
|
|
|
|
√
|
√
|
|
准确限值系数
|
实测的准确限值系数
|
√
|
|
|
√
|
|
|
|
|
|
仪表保安系数
|
实测的仪表保安系数
|
|
|
√
|
|
|
|
|
|
|
对称短路电流倍数Kssc
|
实测的对称短路电流倍数
|
|
√
|
|
|
|
√
|
√
|
√
|
|
暂态面积系数
|
实际的暂态面积系数
|
|
√
|
|
|
|
|
√
|
√
|
|
计算系数Kx
|
实测的计算系数
|
|
|
|
|
√
|
|
|
|
|
额定拐点电势Ek
|
|
|
|
|
|
√
|
|
|
|
|
Ek对应的Ie
|
额定拐点电势对应的实测励磁电流
|
|
|
|
|
√
|
|
|
|
|
额定Ual
|
额定等效二次极限电压
|
|
|
|
|
|
√
|
|
|
|
Ual对应的Ial
|
额定等效二次极限电压对应的实测励磁电流
|
|
|
|
|
|
√
|
|
|
|
误差曲线
|
5%（10%）误差曲线
|
√
|
√
|
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
|
变比
|
变比
|
额定负荷下的实际电流比
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
|
匝数比
|
被测试的二次绕组与一次绕组的实际匝比
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
|
比值差
|
额定负荷下的电流误差
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
|
相位差
|
额定负荷下的相位差
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
|
极性
|
CT一次和二次的极性关系，有同极性/－（减极性）和反极性/ （加极性）两种
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
|
匝比误差
|
实测匝数比与额定匝比的相对误差
|
|
|
|
|
√
|
√
|
|
|
|
标准误差
|
额定负荷、下限负荷下，国标检验电流点的电流误差、相位误差表
|
|
|
√
|
|
|
|
|
|
2.2 电压互感器试验
在参数界面，用 旋转鼠标切换光标到类型栏，选择互感器类型为PT。
2.2.1 试验接线
试验接线步骤如下：
第1步：根据表2.4描述的PT试验项目说明，依照图2.7或图2.8进行接线。
表2.4 PT试验项目说明
|
电阻
|
励磁
|
变比
|
说明
|
接线图
|
|
√
|
|
|
测量PT的二次绕组电阻
|
图2.7，一次侧必须断开
|
|
√
|
√
|
|
测量PT的二次绕组电阻、励磁特性
|
图2.7，一次侧必须断开，且一次侧高压尾必须接地
|
|
|
|
√
|
检查PT变比和极性
|
图2.8
|
第2步：同一PT其他绕组开路。
第3步：接通电源，准备参数设置。
2.2.2 参数设置
PT的试验参数设置界面如图2.5。
参数设置步骤如下：
用 旋转鼠标 切换光标，选择要进行的试验项目，当光标停留在某个试验项目时，屏幕显示与该试验项目相关的参数设置；当光标离开试验项目时，屏幕显示所选试验项目所对应的接线图。
可设置的参数如下：
（1）编号：输入试验试验编号。
（2）额定二次电压
：电压互感器二次侧的额定电压。
（3）级别：被测绕组的级别，有P、计量等2个选项。
（4）当前温度：测试时绕组温度，一般可输入当时的气温。
（5）额定频率：可选值为：50Hz或60Hz。
（6）极大测试电压：试验时设备输出的极大工频等效电压。
（7）极大测试电流：试验时设备输出的极大交流电流。
第四步： 选择右边的开始按钮进行试验。
2.2.3 试验结果
试验结果页，如图2.6。
对于不同级别的PT和所选的试验项目，试验结果也不同，见表2.5。
表2.5 PT试验结果描述
|
试验结果
|
描述
|
P
|
计量
|
|
电阻
|
电阻（25℃）
|
单位：Ω，当前温度下的电阻
|
√
|
√
|
|
电阻（75℃）
|
单位：Ω，参考温度下的电阻值，温度可修改
|
√
|
√
|
|
励磁
|
拐点电压和拐点电流
|
单位：分别为V和A，根据标准定义，拐点电压增加10%时，拐点电流增加50%。
|
√
|
√
|
|
变比
|
变比
|
额定负荷或实际负荷下的实际电流比
|
√
|
√
|
|
匝数比
|
被测试的二次绕组与一次绕组的实际匝比
|
√
|
√
|
|
比值差
|
额定负荷或实际负荷下的电流误差
|
√
|
√
|
|
相位差
|
额定负荷或实际负荷下的相位差
|
√
|
√
|
|
极性
|
PT一次和二次的极性关系，有同极性/－（减极性）和反极性/ （加极性）两种
|
√
|
√
|
2.3自检页
自测界面如图2.8。在万用表帮助下，自测功能可用于检查设备是否损坏，测量电路是否正常。
2.3.1 参数设置
自测测试所需的参数如下表：
表2.6 自检测试参数
|
参数
|
描述
|
|
测试电流
|
需要装置输出的电流，有效值范围：1mA~5A
|
|
测试电压
|
需要装置输出的电压，有效值范围：1V~100V
|
|
测试频率
|
需要装置输出电压或电流的频率，范围：0~50Hz
|
测试电流或测试电压设置后，设置测试频率，装置将输出对应频率的电压或电流，并显示检测到的实际电压或电流。在选择电压后，如果负载太小，导致实际电流有效值大于5A，则显示过载信息。在选择电流后，如果负载太大，导致实际测试电压有效值大于100V，则也会显示过载信息。
2.3.2 接线方法
选择电压测试时，将S1短接另一个S1，S2短接另一个S2。用万用表电压档测量S1和S2之间的电压，若与实际电压相符，说明设备能够输出电压且电压测量环节正常。
电流测试时，将电源输出的S1、S2端子短接。电压回测的S1、S2不接。可在输出的S1和S2之间串入万用表电流档，若万用表测量的电流与实际电流相符，说明设备能够正常输出电流且电流测量环节正常。
2.4功能按钮
2.4.1 参数页功能按钮
(1)．系统工具
系统工具界面，如图2.11。在该界面中可以进行时间校对、系统升级等操作。其中：调试用于出厂调试，升级用于软件界面的升级。
(2)．帮助
（3）打印
用户可以打印当前测试结果，此报告可做为现场试验的原始记录。
2.4.2 结果页功能按钮
(1)、励磁曲线
在图2.4或图2.6的测量结果页面，选择励磁结果，将出现励磁曲线界面，如图2.13：
(2)、励磁数据
在图2.13的励磁曲线页面，选择励磁数据将显示励磁数据界面，如图2.14：
在上图中可以显示三种形式的励磁数据：
实测：仪器升压过程中实际捕捉的电压、电流序列；
取整：对实测的励磁数据按电流取整后的结果显示，10mA以下按1mA递增、10mA~100mA以上按5mA递增、100mA以上按0.1A递增，取整的结果便于数据记录、比对；
指定：可以显示任意指定电流点的励磁数据；
(3)、5%、10%误差曲线
只有保护级的互感器（包括暂态保护级）才有5%、10%的误差曲线与误差数据；在CT设置中选定为P/PR/PX/TPx的互感器，在试验结果图2.4界面中，选择误差结果将显示5%误差曲线，如图2.15：
在图2.15中，还可以选择显示10%的误差曲线。保护互感器的10%误差曲线是10%误差数据的图形化显示，其含义是相同的，其含义为互感器复合误差不大于10%时，其二次负荷与过流倍数的关系曲线。5%的误差曲线是互感器复合误差不大于5%时，其二次负荷与过流倍数的关系曲线。
(4)、5%、10%误差数据
在图2.15中，选择误差数据将显示5%、10%的误差数据，如图2.16所示：
(5)、比差、角差表
只有测量级的互感器才有比差、角差结果表；在CT设置中选绕组级别为“计量”的互感器，且测试项目选择了“误差”项目的才会有比差、角差表。在图2.4 CT测试结果界面中，选择误差结果，将出现比差、角差表，如图2.17：
上图中显示了互感器分别在额定负荷与下限负荷下的比差、角差表，额定负荷是在CT设置页面中，下限负荷规定为25%的额定负荷.
在着力培育新质生产力、促进能源产业转型升级的时代背景下，电网中的电源构成、电网形态、负荷特性持续发生深刻变革，虚拟电厂技术的发展也面临着新挑战。
资源种类持续丰富，调节特性复杂多变。随着电网形态深刻变革和深化配电网发展需求，用户侧新型储能、新能源汽车充电设施、分布式新能源等灵活资源更新发展。然而这些单一资源调控颗粒度较小，一些资源存在双向潮流特性，运行特性受环境和设备影响度高，目前对动态不同资源的协同互济响应研究不足。
交易机制尚未健全，赢利能力仍需提升。现阶段我国电力交易机制尚处于建设初期。随着电力辅助服务、碳交易、绿证交易等业务和品类增加，需建立多样化资源市场准入、出清、结算标准，研究设计适宜的交易品种和交易规则；同时健全多时间尺度和多层次电力市场，更新新型电力系统商业模式和交易机制，依托市场规则实现虚拟电厂的管理和良性运营。
集群调控研究不足，区域互济有待激发。单个虚拟电厂主体在参与电网运行过程中，存在业务种类受限、响应精度不足、易受偏差考核等问题。若能将多个虚拟电厂主体灵活聚合，作为集群整体接受电网调度指令、参与电力市场运营业务，将能更充分地发挥集群中各虚拟电厂资源的时空特性差异，形成密切的互补关系。虚拟电厂主体能实现更精准的指令响应和更丰厚的收益获取，电力系统能实现海量分散资源跨区域协同互济，提升电网可靠稳定运行能力。
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