《负荷类虚拟电厂功率调节能力测试技术规范》

T/CPSS(L)2023—008

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

本文件由中国电源学会提出并归口。

本文件起草单位：国网山西省电力公司电力科学研究院、北京兆瓦云数据科技有限公司、国网福建

省电力有限公司电力科学研究院、浙江大学、中国电力科学研究院有限公司、云南电网有限责任公司电

力科学研究院、思源清能电气电子有限公司、南方电网科学研究院有限责任公司、国网安徽省电力有限

公司电力科学研究院、南京国臣直流配电科技有限公司、北京电力自动化设备有限公司、东芝三菱电机

工业系统（中国）有限公司、海南电网有限责任公司电力科学研究院、国网重庆市电力公司电力科学研

究院、上海电气输配电集团。

本文件主要起草人：张敏、王腾鑫、刘沅昆、吴丹岳、向鑫、胡蓓、奚鑫泽、蒋顺平、白浩、吕凯、

严建海、陈杰、孙艳棚、吴强、董光德、陈国栋。

本文件为首次发布。

II

T/CPSS(L)2023—008

负荷类虚拟电厂功率调节能力测试技术规范

1范围

本文件规定了负荷类虚拟电厂功率调节能力测试中调节容量、调节速率、调节精度与响应时间的测

试方法。

本文件适用于负荷类虚拟电厂参与电能量市场及调峰辅助服务市场功率调节能力方面的测试。

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。

GB20840.2互感器第2部分：电流互感器的补充技术要求

GB20840.3互感器第3部分：电磁式电压互感器的补充技术要求

3术语和定义

以下术语和定义适用于本文件。

3.1

负荷类虚拟电厂loadclassvirtualpowerplant

虚拟电厂运营商聚合其绑定的具备负荷调节能力的市场化电力用户（包括电动汽车、可调节负荷、

可中断负荷等），作为一个整体（呈现为负荷状态）组建成虚拟电厂对外提供负荷侧灵活响应调节服务。

3.2

基线负荷customerbaselineload

需求响应事件期间，假设用户不参与需求响应的情况下，经计算得出的用户用电负荷。

3.3

电能量市场electricenergymarket

电力市场中针对有功电能量进行交易的市场。

3.4

辅助服务市场ancillaryservicemarket

电力市场中针对保证系统安全稳定运行所需的辅助服务进行交易的市场。

注：辅助服务包括为电力系统突发故障而提供的有功备用服务、为保持系统频率稳定而提供的调频服务、为维持系

统各节点电压而提供的无功支持和电压控制服务以及在大停电后的黑启动服务等。

3.5

调峰辅助服务市场demandresponseservicemarket

为了满足电力系统调峰辅助服务需求而建立的市场。

3.6

目标功率Targetpower

电能量市场中约定的虚拟电厂在给定时间内应提供的功率。

3.7

目标容量Targetadjustmentcapacity

调峰辅助服务市场中约定的虚拟电厂在给定时间内可调节的容量。

1

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4负荷类虚拟电厂功率调节能力测试指标

4.1调节容量

参与电能量市场时，调节容量是指满足用户给定时间段正常生产需求的最小负荷平均值与最大负

荷平均值的差值。

参与调峰辅助服务市场时，调节容量是指给定时间段的实际功率与其对应时间段基线负荷的差值。

4.2调节持续时间

调节持续时间是指连续不间断满足调节容量要求所持续的时间。

4.3调节速率

调节速率是指单位时间内完成的调节容量，可分为向上调节速率和向下调节速率。

4.4调节精度

参与电能量市场时，调节精度指给定时间段（调节过程进入稳态后）实际功率与目标功率偏差的绝

对值与目标功率的比值。

参与调峰辅助服务市场时，调节精度指给定时间段实际调节容量与目标调节容量偏差的绝对值与

目标调节容量的比值。

4.5响应时间

从电网调度机构下达的指令执行时刻开始，至虚拟电厂实际功率输出值开始变化，且变化幅度超过

负荷稳态偏差允许范围并在趋势上不再返向的时刻之间的时间差。

5测试设备总体要求

5.1精度要求

电压/电流传感器、温湿度计和数据采集装置的精度等级应满足表1的要求，测试仪器、仪表应满足

以下要求：

a)电压传感器符合GB20840.3的规定；

b)电流传感器符合GB20840.2的规定；

c)电压电流传感器响应时间不应大于100μs，带宽不小于20kHz；

d)数据采集装置的采样频率不小于10kHz，电能质量测量时不小于20kHz；频率测量精度不小

于0.005Hz。

表1测试仪器仪表准确度要求

名称准确度等级

电压传感器0.2级

电流传感器0.2级

温度计±0.5℃

湿度计±3%

数据采集装置0.2级

5.2监测功能要求

测试设备应具备电压有效值、电流有效值、频率、有功功率、无功功率、视在功率、基波电压、基

波电流、基波功率、基波功率因数等测量功能。

5.3显示功能要求

测试设备应具备本地显示功能，正面面板应具备运行状态显示灯，可显示测试设备运行状态、数据

通信状态等。

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5.4时钟与同步要求

测试采集设备应具备以下功能：

a)配置硬件时钟电路，设备失去电源时，硬件时钟应能正常工作；

b)配置与外部标准授时源的授时数据接口，具备与外部授时源匹配的时间格式；

c)对时绝对精度：±1ms，时钟守时精度±1s/24h。

5.5记录与存储要求

测试设备应保存至少7天的时间间隔为1min的测试数据。

6负荷类虚拟电厂功率调节能力测试方法

6.1调节容量测试方法

6.1.1电能量市场功率调节容量测试方法

6.1.1.1确定被测试虚拟电厂在测试时间段内的目标功率上限Ptarg,max和下限Ptarg,min。

6.1.1.2第一天按照目标上限Ptarg,max运行，记录测试时间段内实际功率曲线Pact,max(k)。

6.1.1.3第二天按照目标下限Ptarg,min运行，记录测试时间段内实际功率曲线Pact,min(k)。

6.1.1.4按照公式（1）计算调节容量。

(1)

Pkcap()=Pact,,max()k−Pactmin()k···························································

式中：

Pcap（k）——虚拟电厂k时刻的调节容量；

Pact,max（k）——虚拟电厂按最大出力运行时所测得的k时刻实际功率；

Pact,min（k）——虚拟电厂按最小出力运行时所测得的k时刻实际功率。

6.1.2调峰辅助服务市场功率调节容量测试方法

6.1.2.1收集被测虚拟电厂测试日前N个自然日的历史负荷数据，按照公式（2）计算k时刻的基线

负荷Pbase(k)。

kN=

∑=Pkd()

Pk()=k1··································································(2)

baseN

式中：

Pbase(k)——测试日给定时刻k的基线负荷值；

Pd(k)——测试日前满足条件的N天中，第d天给定时刻k的用电负荷值。

6.1.2.2负荷类虚拟电厂需分别按照削峰/填谷两个方向完成一次调节，记录给定时间段内实际功率

曲线Pact。

6.1.2.3按照公式（3）计算调节容量。

(3)

Pcap(k)=|Pkact()−Pbase()|k·····························································

式中：

Pcap(k)——测试日给定时刻的调节容量；

Pbase(k)——测试日给定时刻的基线负荷值；

Pact(k)——测试日给定时刻的实际响应功率。

6.2调节速率测试方法

6.2.1.1确定被测试负荷类虚拟电厂在向上调节速率测试时间段内的2个稳态目标功率值，较小功率

P1,targ与较大功率P2,targ。

3

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6.2.1.2确定被测试负荷类虚拟电厂在向下调节速率测试时间段内的2个稳态目标功率值，较大功率

P3,targ与较小功率P4,targ。

6.2.1.3被测试虚拟电厂按照从P1,targ到P2,targ方向完成一次向上的调节，记录被测试虚拟电厂指令执

行时刻，记为t1；记录被测试虚拟电厂的功率首次达并维持在目标功率的±10%以内的时刻，记为t2。

6.2.1.4按照公式（4）计算向上调节时间tup。

(4)

tup=tt21−············································································

6.2.1.5被测试虚拟电厂按照从P3,targ到P4,targ方向完成一次向下的调节，记录被测试虚拟电厂指令执

行时刻，记为t3；记录被测试虚拟电厂的功率首次达并维持在目标功率的±10%以内的时刻，记为t4。

6.2.1.6按照公式（5）计算向下调节时间tdown。

(5)

tdown=tt43−··········································································

6.2.1.7按照公式（6）和公式（7）计算向上/向下调节速率。

−=(6)

Vtup(PP2,targ1,targ)/up····································································

式中：

Vup——向上调节速率。

(7)

Vdown(P3,targ−=4,targ)/tPdown································································

式中：

Vdown——向下调节速率。

6.3调节精度测试方法

6.3.1电能量市场调节精度测试方法

6.3.1.1被测试虚拟电厂在具备调节能力时间段内申报3-10段量价曲线。

6.3.1.2选择典型价格日对被测试虚拟电厂的量价曲线进行模拟出清，形成目标功率Ptarg(k)。

6.3.1.3被测试虚拟电厂按照目标功率运行，记录实际功率Pact(k)。

6.3.1.4按照公式（8）计算调节精度。

ε=−×(8)

0|(Pktarg()Pkact())/Pktarg()|100%·····················································

式中：

ε0——给定目标功率的调节精度。

6.3.2调峰辅助服务市场调节精度测试方法

6.3.2.1确定被测试虚拟电厂在具备调节能力时间段内的目标调节容量Pcap,targ。

6.3.2.2负荷类虚拟电厂按照目标调节容量运行，且持续时间不低于半小时。

6.3.2.3记录负荷类虚拟电厂的实际调节容量Pcap(k)。

6.3.2.4按照公式（9）和公式（10）计算调节精度。

kN=

Pk()

∑k=1cap(9)

Pcap,av=····································································

N

式中：

Pcap,av——按给定目标调节容量运行时段内采样的各实际调节容量值的平均值；

Pcap(k)——k时刻采样的实际调节容量。

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ε=−×(10)

1|(PPPcap,targcap,av)/|cap,targ100%······················································

式中：

ε1——给定目标调节容量的调节精度。

6.4响应时间测试方法

6.4.1在负荷类虚拟电厂在向上调节速率测试期间，记录被测试虚拟电厂指令执行时刻，记为t1及实

际功率P1,act。

6.4.2设定目标调节功率P2,targ与实际功率P1,act偏差的10%为调节死区，记录实际功率跳出调节死区

的时刻t5。

6.4.3t5与t1的差值为向上调节的响应时间。

6.4.4在负荷类虚拟电厂在向下调节速率测试期间，记录被测试虚拟电厂收到控制信号的时刻，记为

t3及实际功率P3,act。

6.4.5设定目标调节功率P4,targ与实际功率P3,act偏差的10%为调节死区，记录实际功率跳出调节死区

的时刻t6。

6.4.6t6与t3的差值为向下调节的响应时间。

5

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A

A

附录A

（资料性）

虚拟电厂响应曲线示例

虚拟电厂响应曲线图见图A1。

P/W

P2,targ,H

P2,targ

P2,targ,L

Ptar(t)

Pact(t)

P1,targ

P1,act