《空压机系统可调节负荷监控与接口》-征求意见稿

1T/JSERA28—2023空压机系统可调节负荷监控与接口规范本标准规定了空压机系统的可调资源发掘与能力预测评估的基本原则和步骤、控制要求、接口要求、信息安全等方面的内容。本标准适用于可作为工商业用户参与电力需求响应、辅助服务等业务的可调节负荷的各类空压机系统，适用于提升空压机作为可调节负荷资源接入负荷聚合商平台的规范性。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB150-2011《钢制压力容器》GB/T10892《固定的空气压缩机安全规则和操作规程》GB/T13306标牌GB/T19905-2005《锅炉和压力容器技术规范》GB/T22240-2008信息安全技术信息系统安全等级保护定级指南GB/T31464电网运行准则GB/T32127需求响应效果监测与综合效益评价导则DL/T1867-2018电力需求响应信息交换规范DL/T2473.3-2022可调节负荷并网运行与控制技术规范3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1可调节负荷adjustableload电力系统中具备技术条件并能参与电网调度的负荷资源和设备，可以是满足准入条件的设备、大用户、也可以是聚合后的主体。通过第三方独立主体（虚拟电厂）聚合平台或者大用户模式接入负荷调控系统，具备按照电网调度指令或既定控制策略参与调节的能力。3.2虚拟电厂virtualpowerplant作为一种特殊的电厂，其是一种通过先进信息通信技术和软件系统，实现分布式电源、储能系统、可控负荷、电动汽车等多种分布式能源资源的聚合和协调优化控制，可以参与电力市场和电网运行的电源协调管理系统。3.3第三方独立主体（虚拟电厂）聚合平台thirdpartyindependententity(virtualpowerplant)aggregationplatform由社会第三方主体开展的将各类分散的分布式电源和用电负荷进行有效聚合的资源运营平台，可形成虚拟等效的对外功率调节服务，提供与传统电厂性能相匹配的电网运行支撑能力。3.4需求响应demandresponse2T/JSERA28—2023全称为电力需求响应，是当电力批发市场价格升高或系统可靠性受威胁时，电力用户接收到供电方发出的诱导性减少负荷的直接补偿通知或者电力价格上升信号后，主动改变其习惯用电模式，达到减少或者推移某时段的用电负荷而响应电力供应，使得电网供需平衡，且能抑制电价上升的短期行为。3.5辅助服务ancillaryservices是指为维护电力系统的安全稳定运行，保证电能质量，除正常电能生产、输送、使用外，由发电企业、电网企业和储能设施、参与市场化交易的电力用户以及聚合商、虚拟电厂等第三方提供的服务。包括：一次调频、自动发电控制（AGC）、调峰、无功调节、备用、黑启动服务等。3.6调峰peakshaving调峰是指通过电力系统调度，实现对虚拟电厂内各发电机组、风电场、光伏发电站和储能电站有功出力的按需分配，来维持系统功率满足负荷不断变化的控制过程。3.7调频frequencyregulation调频分为一次调频与二次调频：一次调频是指由发电机组调速系统的频率特性所固有的能力，随频率变化而自动进行频率调整；二次调频是指当电力系统负荷或发电出力发生较大变化时，一次调频不能恢复频率至规定范围时采用的调频方式。3.8大用户largeusers用电荷达到一定规模且超过一定门槛的用电客户，包括但不限于各类生产加工企业、钢铁冶炼厂等用电大户。3.9数据采集与监视supervisorycontrolanddataacquisition可实现对各类可调节负荷终端设备进行数据采集、处理、状态监视以及异常监视告警的功能应用。3.10负荷调控系统loaddispatchingandcontrolsystem基于调控机构调度控制系统平台部署，承担与聚合商平台间交互监视、控制和电力市场等相关数据的功能模块和系统级应用，是调度自动化系统功能的重要组成。3.11自动功率控制automaticpowercontrol;APC采用信息通信和自动控制技术，通过调度侧向发电厂、大工业负荷或聚合商平台接入的可调节负荷下达实时调节指令，实现对电网调控范围内发电机、可调节负荷等源网荷储各环节调节资源有功的目标计算分配和自动跟踪调节，达到满足电网实时平衡及频率调节等要求，维持系统频率和联络线交换功率在计划偏差范围内的闭环控制过程，是传统的自动发电控制（AGC）功能进一步深化拓展。3.12空压机aircompressor空压机是将原动机(通常是电动机)的机械能转换成气体压力能的装置，是压缩空气的气压发生装置。3.13负荷聚合商loadresourceaggregator将某一区域中各类可调节负荷实时运行信息汇集，进行统一管控和运营的单位或者部门。聚合方式可以是单一聚合，如容量较大的大工业负荷；也可以多体聚合，如数量众多的分布式小负荷。聚合商可以是社会上各类第三方运营商，也可以是承担负荷聚合职责的地县级调控机构或电网营销部门等。4总体原则4.1空压机负荷资源接入工作应遵循安全可靠、用户自愿和因地制宜的总体要求。4.2满足调节性能的空压机系统负荷资源，聚合容量应超过所接入调控机构设定的门槛。4.3空压机系统可调节负荷设备在一个时间内应只能通过一个聚合商和调控机构并只能参与一类业务。3T/JSERA28—20234.4空压机系统可调节设备接入系统平台及接收电网调度的控制过程中应确保人身、电网和可调控设备安全，满足GB/T31464电网运行准则的要求。4.5空压机可调控设备在接入系统平台和接收电网调度的控制过程中应满足国家和电力行业网络安全防护和信息安全的相关要求。4.6空压机可调控设备本身的参数以及容量应满足可调节负荷资源所接入的相应调控机构的业务技术要求。4.7空压机负荷参加需要求响应或辅助服务，应保证正常的工艺气供应。4.8参与虚拟电厂的空压机系统储气罐的容积大小直接影响到空气压力的稳定性和气体供应的连续性，应需要根据需求响应调节容量和时间、气体用量、储气罐的使用频率和生产线的需求等多种因素确定合适的容积大小。储气罐的技术要求如下：1)储气罐的设计压力应根据压缩空气用途及空压机的排气量、出气压力和波动系数等参数进行合理确定，一般不低于空压机额定排气压力。2)储气罐应采用无缝钢管或钢板加工制成，表面采用喷砂除锈处理，并涂以防腐漆。3)储气罐应具有良好的密封性能，采用螺纹、法兰等连接方式，连接处应进行严密密封。4)储气罐应安装压力表、安全阀、排水阀等安全保护装置，并配备压力传感器和自动控制系统，实现对储气罐压力的监测和控制。5)储气罐应保持干燥，定期进行排水操作，避免罐内积水，影响使用寿命。6)储气罐应定期检测，包括压力测试、外观检查、防腐漆维护等，确保储气罐的正常使用和安全性能。5资源发掘与能力预测5.1资源发掘基本原则5.1.1所选择的各种类型的空压机系统，其设计、制造、安装及使用应符合GB150-2011《钢制压力容器》、GB/T19905-2005《锅炉和压力容器技术规范》等相关标准的要求。5.1.2空压机应按规定装设压力、温度等安全运行参数的指示仪表，或者具备安装相关仪表的条件。5.1.3空压机装有分时电表或者智能电表，或者具备装有此类电表的条件。5.1.4在规定的压力、温度和其他规定的工作条件下,设计和制造的空压机应可靠.并且操作和维护方便.人身伤害的危险最小。5.1.5每台空压机应在明显而平坦的部位固定上铭牌，铭牌尺寸与技术要求应符合GB/T13306中的规定，铭牌上标示的内容应符合压缩机产品标准的要求。5.1.6空压机所有者自愿接入第三方独立主体（虚拟电厂等）聚合平台。5.1.7空压机参与可中断负荷应自动计算可中断负荷能力和可持续时间，并自动申报至VPP平台，将对用户生产的影响降低到最低。主要包括指令模块、可中断时间监测模块、可中断负荷负荷持续时间申报模块、可中断负荷能力申报计算模块、电负荷处理与转发模块构成。1)指令模块，获取来自VPP的可中断负荷指令，停运空压机和设定停运的生产线，闭锁储气罐压力和用气流量，用于可中断负荷持续时间申报自动计算。实时监控可中断负荷执行过程中的储气罐压力，当接近安全压力时，发送启动指令自动启动空压机，以保障生产用气需要；当储气罐压力高于设定值时，发送停运指令自动停运空压机。2)可中断负荷持续时间申报模块，自动闭锁当前用气流量（F）减去拟停运生产线的流量(σ=1FkSk）得到中断负荷后的生产用气流量，自动闭锁当前的储气罐压力，结合储气罐体积、安全压力（L=P2）、大气压力等定值，计算可中断负荷持续总时间并申报至VPP1第k条生产线停运0第k条生产线运行平台。Fk为第1第k条生产线停运0第k条生产线运行3)可中断负荷能力申报计算模块，自动根据空压机功率、拟停运的生产线情况，计算可中断负荷能力（L）申报至VPP平台：L=LM+σ=1LkSk，Lk为第k条生产线的用电负荷。4)可中断时间监测模块，根据储气罐压力和体积、安全压力（L=P2）、大气压力、用气流量实时计算可中断负荷持续时间，并实时报送VPP平台。4T/JSERA28—20235)电负荷处理与实时转发模块，将用户关口表的负荷测量值经过校准处理后实时送至VPP进行电负荷监测。5.25.2资源能力预测评估基本原则1)空压机的用电量能达到负荷聚合商的要求。2)空压机用户的用能习惯应得到负荷聚合商的重视。3)空压机响应调控的速度能达到负荷聚合商参与不同类型电网调度的要求，比如需求响应和辅助服务。5.3资源能力预测评估基本内容1)空压机负荷接入能力评估内容包括基础模型信息及实时运行数据，基础模型信息应包括组织机构信息、人员信息、设备信息、控制信息；实时运行数据应包括装置测量的负荷电压（单位：kV或V)、电流（单位：A)、功率（单位：MW）、可上调功率（单位：MW）、可下调功率（单位：MW）、爬坡速率（单位：MW/min）、下调速率（单位：MW/min)、调节可持续时间（min）、调节季节与时段等。2)负荷聚合商应根据用户的空压机负载特性和电力市场需求设计需求响应方案，尽量降低对用户舒适度的影响。6仪控要求6.1纳入电力系统预防控制的空压机可调负荷应具备响应实时调度的能力，纳入电力系统稳定控制的空压机可调节负荷应具备快速切除负荷或快速调节负荷功率的能力。6.2纳入电力系统稳定控制的空压机可调节负荷应具备相应的暂态频率、电压耐受能力，保证电网发生故障后可调节负荷性能满足电网安全稳定控制要求。6.3纳入电力系统稳定控制的空压机可调节负荷应保证动作容量和保持持续响应，除非收到中止信号或手动恢复。6.4空压机可调节负荷参加电网调峰辅助服务的控制要求如下：1)空压机可调节负荷的可调节量不小于10%额定容量。2)空压机可调节负荷每分钟爬坡速率和下调速率应不低于额定容量1%。3)接入电网的空压机可调节负荷参与电网调峰时长不小于1小时。4)空压机可调节负荷参与电网调峰的月可用率不应低于的98%。5)在计划执行过程中，空压机可调节负荷应及时、准确上送负荷实时功率，数据周期不应超过15分钟。6)空压机可调节负荷参与电网调峰实际执行出力与下达计划偏差不应大于30%，大于30%视为该时刻未执行。7)空压机可调节负荷实际最大功率应能达到申报的可调出力上限，实际最小功率应能达到申报的可调出力下限。6.5空压机应能够正常工作，并具备自动控制功能：1)具有操作面板开关，空压机可以正常启停，参与需求响应直控或辅助服务的空压机，应具备远程控制接口。2)所有仪表的功能应清楚地标明。远控空压机运行时,机房中应有显示空压机实际运行情况的仪表。6.6空压机边缘监控终端要求如下：5T/JSERA28—20231)边缘监控终端支持完成终端设备的数据采集和解析计算任务，支持部署相关采集设备的数据解析工具和相关算法模型，智能分析并计算生成设备状态诊断及测量结果，遵循云平台的系统通信规约上送。具体功能要求不仅限于以下内容：支持基本的数学运算、逻辑运算、自定义测点、组合复杂控制、联动告警逻辑等功能；具备云边协同能力，可节省云平台数据处理压力；可根据云平台业务需要本地编程，实现不同的业务的算法。3)边缘监控终端支持以太网、无线等通信方式与云平台或调度平台进行通信，实现故障信息上报和线路设备信息的实时上送。支持断点续传，且通信中断恢复或掉电重启后，应能实现遥信信息自动续传并确保数据完整；4)边缘监控终端智能网关支持远程对网关进行配置、维护、通信诊断调试，包括参数设定、工况显示、远方重启、系统诊断，并具备自测试、自诊断、自恢复功能，发现网关的内存、时钟、I/O口等工作异常，应记录网关异常情况并上报；5)边缘监控终端支持远程升级网关的配置和程序；6)边缘监控终端应具有数据存储功能，存储空间及存储周期应满足云平台的数据存储需要；7)边缘监控终端装置重新上电或复位后，应具有自动恢复功能，保持原有的各项设置值，若网关装置掉电，网关装置不能丢失数据，若装置死机，具备重启功能；8)边缘监控终端具备良好的电磁兼容性能，应出具型式检验报告。6.7空压机用户参加需求响应，宜安装将数据直接上传云端的电力仪表，用于分布零散区域的电能等数据采集，具备电力参数、电量、需量、电能质量等数据的采集功能。设备集成远程通讯功能，可通过4G等全网通网络向云端实时传送采集数据。主要技术要求如下：1)一般技术条件工作电源：AC95-260VAC/DC；额定输入电压57.7V/100V-220V/380VAC；接线方式满足三相三线制测量和三相四线制测量；开关量输入点不少于2个，无源点接入；开关量输出不少于2个；湿度范围5%-95%。2)通讯功能上行通讯应采用4G全网通，下行通信采用RS485接口。多功能电力仪表与云平台之间采用TCP连接，云平台作为连接的服务端，多功能电力仪表作为连接的客户端，主动向云平台发起连接。电力仪表应支持发送自定义注册包的功能。多功能电力仪表与云平台之间的TCP连接建立成功之后，需要向云平台发送注册包。网络发生中断后，设备应自动重新发起连接。3)通讯规约支持Modbus、MQTT等协议4)测量参数范围可测量三相电流，相电压，线电压，有功功率，无功功率，视在功率，总功率因数，有功电能，无功电能，需量，总谐波含量，2-31次谐波，电压不平衡度，电流不平衡度等。5)精度要求电压精度0.5级，电流精度0.5级，有功功率1.0级，无功