T-CERS 0132-2025 虚拟电厂终端技术规范

T/CERS0132—2025虚拟电厂终端技术规范前言本标准按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准结构和编写规则》的规定起草。本标准由中国能源研究会提出，中国能源研究会归口。本标准起草单位：国网电力科学研究院有限公司、南瑞集团有限公司、清华大学电机工程与应用电子技术系、北京电力交易中心有限公司、浙江正泰新能源开发有限公司、华为技术有限公司、许继集团有限公司。本标准起草人：王继业、李建林、张东霞、赵江河、刘建明、陈勇、周孝信、黄越辉、杨健、李鹏。本标准为首次发布。1范围本文件规定了虚拟电厂终端（以下简称“终端”）的术语定义、技术架构、功能要求、性能要求、接口要求、安装调试、运行维护及安全要求。本文件适用于虚拟电厂中参与聚合调控的各类终端设备，包括分布式电源终端、储能终端、可控负荷终端、电动汽车充换电终端及虚拟电厂边缘聚合终端，涵盖终端的设计、生产、检验、安装、运行和维护等环节，不适用于虚拟电厂主站系统及纯数据采集类无调控功能的终端。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是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。GB/T19582.1-2022基于Modbus协议的工业自动化网络规范第1部分：ModbusRTU协议GB/T20840.1-2018互感器第1部分：通用技术要求GB/T2423.1-2008电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A：低温GB/T2423.2-2008电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验B：高温GB/T30976.1-2014智能电网调度技术支持系统第1部分：总体技术要求GB/T33602-2017智能配电网终端设备技术条件DL/T645-2007多功能电能表通信协议DL/T814-2013配电自动化系统技术规范DL/T1400-2015电力系统同步相量测量装置技术规范Q/GDW1373-2013电力用户用电信息采集系统功能规范3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1虚拟电厂（VirtualPowerPlant,VPP）通过先进的通信技术、控制技术和聚合技术，将分布式电源、储能装置、可控负荷、电动汽车等分布式能源资源进行聚合协调控制，形成的具备电能调节、调度响应、市场参与能力的虚拟发电/负荷资源集合体，可实现与大电网的协同运行。3.2虚拟电厂终端（VirtualPowerPlantTerminal,VPPT）安装在虚拟电厂各类分布式能源资源侧或边缘聚合节点，具备数据采集、状态监测、指令接收、执行控制、通信交互等功能，是虚拟电厂主站与分布式能源资源之间的核心交互单元。3.3边缘聚合终端（EdgeAggregationTerminal,EAT）部署在虚拟电厂分布式资源集群边缘，负责对区域内多个终端设备的数据进行汇总、预处理、本地决策及协同控制，并与虚拟电厂主站进行数据交互和指令传达的终端设备。3.4可控负荷终端（ControllableLoadTerminal,CLT）用于接入空调、水泵、风机、电采暖等可控负荷设备，实现负荷状态监测、负荷调节指令接收与执行、负荷数据上传的终端设备。3.5储能终端（EnergyStorageTerminal,EST）接入储能电池、储能变流器（PCS）等储能设备，具备储能状态监测、充放电控制、电量计量、故障告警等功能的终端设备。3.6分布式电源终端（DistributedGenerationTerminal,DGT）接入光伏、风电、小型燃气轮机等分布式电源，实现电源出力监测、发电控制、并网状态反馈等功能的终端设备。3.7响应时间（ResponseTime）终端从接收到虚拟电厂主站或边缘聚合终端的控制指令开始，到完成对应控制动作并反馈执行结果的总时间，包括指令接收、解析、执行及反馈等环节。3.8数据采集周期（DataAcquisitionCycle）终端对所接入的分布式能源资源、负荷、储能等设备的运行参数进行采集的固定时间间隔，分为常规采集周期和应急采集周期。4总体技术要求4.1技术架构虚拟电厂终端采用“分层架构、模块化设计”，分为感知层、控制层、通信层和安全层，各层独立运行且协同联动，具体架构要求如下：a)感知层：负责采集分布式能源资源、负荷、储能等设备的运行参数（电压、电流、功率、电量、状态等），具备数据预处理能力，确保采集数据的准确性和完整性；b)控制层：接收虚拟电厂主站或边缘聚合终端的控制指令，解析指令并驱动执行机构完成调节动作，同时反馈执行结果，具备本地决策和应急控制能力；c)通信层：负责终端与主站、终端与边缘聚合终端、终端与接入设备之间的通信，支持多种通信协议，确保通信的实时性、可靠性和稳定性；d)安全层：具备身份认证、数据加密、访问控制、异常监测等安全功能，防范数据篡改、指令伪造、非法入侵等安全风险，保障终端运行安全。4.2设计原则终端设计应遵循以下原则：a)兼容性：支持多种类型分布式能源资源、负荷、储能设备的接入，兼容主流通信协议，可与不同厂家的虚拟电厂主站、边缘聚合终端对接；b)实时性：满足虚拟电厂调度响应要求，数据采集、指令传输、控制执行的响应时间符合本标准规定；c)可靠性：具备抗干扰、抗恶劣环境能力，平均无故障运行时间满足要求，出现故障时可快速告警并自动恢复（必要时支持手动干预）；d)可扩展性：支持终端功能升级、接入设备扩容，预留接口和扩展模块，适应虚拟电厂发展需求；e)经济性：在满足技术要求的前提下，优化设计，降低终端的生产成本、安装成本和运行维护成本；f)合规性：符合国家及行业相关标准、规范，满足电力系统安全运行、环保、节能等要求。4.3工作环境要求终端应能在以下环境条件下正常工作：a)环境温度：-40℃～+70℃（户外型）、0℃～+55℃（户内型）；b)相对湿度：≤95%（无凝露）；c)海拔高度：≤2500m（超过2500m时需特殊说明）；d)抗干扰能力：能承受GB/T14598.10规定的电磁干扰，具备防雷、防浪涌能力；e)工作气压：86kPa～106kPa。5功能要求5.1通用功能所有类型的虚拟电厂终端均应具备以下通用功能：数据采集功能：采集接入设备的运行参数，包括但不限于电压、电流、功率、电量、频率、功率因数、设备状态（运行、停止、故障）等，采集数据应真实、准确、完整；指令交互功能：接收虚拟电厂主站或边缘聚合终端的控制指令（如调节指令、启停指令、参数设置指令等），解析指令并执行，同时反馈执行结果和设备当前状态；状态监测功能：实时监测终端自身及接入设备的运行状态，发现异常（如设备故障、数据异常、通信异常）时，及时发出告警信号并上传告警信息；数据存储功能：存储采集的历史数据、控制指令、执行记录、告警信息等，存储容量和存储期限满足本标准规定；本地操作功能：具备本地显示、参数设置、手动控制、故障复位等操作功能，支持本地调试和维护；自检功能：终端上电后自动进行自检，检查自身硬件、软件及通信模块的运行状态，自检异常时发出告警；时钟同步功能：支持与虚拟电厂主站或卫星时钟同步，时钟误差满足要求，确保数据采集和指令执行的时间一致性。5.2专项功能5.2.1分布式电源终端专项功能a)出力调节功能：根据主站或边缘聚合终端的指令，调节分布式电源的出力大小，支持有功功率、无功功率的独立调节；b)并网控制功能：实现分布式电源的并网、离网状态切换控制，切换过程平稳，无冲击电流；c)发电预测功能：具备短期（24小时内）发电出力预测能力，预测误差满足要求，预测结果上传至主站或边缘聚合终端；d)故障穿越功能：支持分布式电源在电网电压、频率异常时的故障穿越，故障消除后自动恢复正常运行。5.2.2储能终端专项功能a)充放电控制功能：根据主站或边缘聚合终端的指令，控制储能设备的充电、放电状态及充放电功率，支持恒流、恒压、恒功率充放电模式；b)SOC管理功能：实时监测储能电池的剩余电量（SOC），根据SOC状态自动调整充放电策略，防止过充、过放，延长电池使用寿命；c)储能状态评估功能：监测储能电池的温度、电压、电流等参数，评估电池健康状态（SOH），及时发现电池异常并告警；d)应急供电功能：当电网发生故障时，可根据指令切换为应急供电模式，为重要负荷提供临时供电。5.2.3可控负荷终端专项功能a)负荷调节功能：根据主站或边缘聚合终端的指令，调节可控负荷的运行功率、运行时间，支持负荷的分级调节和批量控制；b)负荷响应功能：响应主站的需求响应指令，快速调整负荷状态，满足电网调峰、填谷需求；c)负荷优先级管理功能：支持对不同类型的可控负荷设置优先级，当指令冲突时，按照优先级顺序执行控制动作；d)本地保电功能：当电网电压、频率异常或通信中断时，自动切断非重要负荷，保障重要负荷的正常供电。5.2.4电动汽车充换电终端专项功能a)充换电控制功能：根据主站或边缘聚合终端的指令，控制充换电设备的启停、充电功率、充电时长，支持有序充电、错峰充电；b)电量计量功能：准确计量电动汽车的充电量、放电量（双向充放电场景），计量精度满足要求；c)车辆状态交互功能：与电动汽车进行通信，获取车辆电池状态、充电需求等信息，上传至主站或边缘聚合终端；d)安全防护功能：具备过流、过压、过温、漏电等保护功能，发生异常时自动切断充换电回路。5.2.5边缘聚合终端专项功能a)数据聚合功能：汇总区域内所有终端设备的采集数据，进行数据预处理（过滤、校准、汇总），减少数据传输量；b)本地决策功能：根据主站指令和区域内设备运行状态，制定本地协同控制策略，实现区域内设备的自主协调运行，降低对主站的依赖；c)指令转发功能：将主站的控制指令转发至区域内对应的终端设备，同时将终端设备的执行结果汇总后反馈至主站；d)冗余备份功能：当与主站通信中断时，可独立运行，维持区域内设备的正常调控，通信恢复后同步数据和控制指令。6性能要求6.1数据采集性能a)采集精度：电压、电流采集精度不低于0.5级，功率、电量采集精度不低于1.0级，温度采集精度不低于±1℃；b)采集周期：常规采集周期可配置，范围为1s～60s，默认采集周期为10s；应急采集周期不大于1s；c)数据更新率：采集数据更新率不低于99.9%，确保数据的实时性。6.2控制性能a)响应时间：终端接收控制指令后的响应时间不大于500ms（常规控制）、不大于200ms（应急控制）；b)控制精度：有功功率调节精度不低于±5%，无功功率调节精度不低于±10%，负荷调节精度不低于±5%；c)执行可靠性：控制指令执行成功率不低于99.5%，执行失败时及时发出告警并反馈主站。6.3通信性能a)通信速率：有线通信速率不低于100Mbps，无线通信速率不低于1Mbps；b)通信延迟：终端与主站、边缘聚合终端之间的通信延迟不大于100ms（有线）、不大于500ms（无线）；c)通信可靠性：通信中断率不大于0.1%，单次通信中断时间不超过5s，中断后可自动恢复通信；d)协议兼容性：支持ModbusRTU、DL/T645、IEC61850等主流通信协议，可根据需求扩展其他协议。6.4存储性能a)存储容量：至少支持存储1年的历史采集数据、控制指令、告警信息，存储容量不小于16GB；b)存储可靠性：采用非易失性存储介质，断电后数据可保存不低于10年，数据误码率不大于10⁻⁹；c)数据导出：支持USB、以太网等方式导出存储数据，导出格式兼容CSV、Excel等常用格式。6.5可靠性要求a)平均无故障运行时间（MTBF）：户外型终端不低于50000h，户内型终端不低于80000h；b)平均修复时间（MTTR）：不大于2h；c)抗干扰性能：符合GB/T14598.10-2016的规定，能承受静电放电、电快速瞬变脉冲群、浪涌等电磁干扰；d)电源适应性：支持AC220V±20%、DC12V/24V±10%供电，具备备用电源接口，备用电源供电时间不低于4h（断电后）。7接口要求7.1硬件接口7.1.1采集接口终端应具备以下采集接口，接口数量可根据实际需求配置：a)模拟量输入接口：支持4-20mA、0-10V模拟量输入，用于采集电压、电流、温度等模拟量参数，接口精度不低于0.5级；b)开关量输入/输出接口：开关量输入接口支持干接点、湿接点输入，开关量输出接口支持继电器输出（容量不小于5A/250VAC），用于采集设备状态和控制设备启停；c)脉冲量输入接口：支持脉冲量输入，用于采集电能表脉冲信号，脉冲常数可配置。7.1.2通信接口终端应具备以下通信接口，至少包含1种有线通信接口和1种无线通信接口：a)有线通信接口：以太网接口（RJ45）、RS485接口、RS232接口，以太网接口支持TCP/IP协议；b)无线通信接口：支持4G/5G、LoRa、WiFi、蓝牙等无线通信方式，可根据应用场景选择配置；c)备用接口：预留1-2个扩展接口，用于后续功能扩展和设备升级。7.1.3电源接口终端电源接口应符合以下要求：a)输入电压：AC220V±20%或DC12V/24V±10%，支持宽电压输入；b)电源接口类型：采用防误插设计，具备过流、过压、反接保护功能；c)备用电源接口：支持外接蓄电池，接口电压与备用电源匹配，具备充电管理功能。7.2软件接口软件接口应符合以下要求：a)接口协议：支持ModbusRTU、DL/T645、IEC61850等主流通信协议，协议实现符合相关标准规定；b)数据交互格式：采用JSON或XML格式进行数据交互，数据格式规范、统一，便于解析和处理；c)接口开放性：预留标准化接口，支持与第三方系统（如电力交易系统、能源管理系统）对接，便于数据共享和功能扩展。8安装与调试要求8.1安装要求a)安装位置：终端应安装在通风、干燥、无遮挡、无强电磁干扰的位置，户外型终端应安装在防雨、防尘、防晒的箱体中，安装高度便于操作和维护（一般为1.5m～2.0m）；b)安装固定：终端应固定牢固，避免振动，安装支架应具备足够的强度和稳定性，户外安装应考虑防风、防雷、防腐蚀；c)接线要求：接线应规范、牢固，接线端子应标识清晰，电源线、信号线应分开布置，避免干扰，接线完毕后应进行绝缘测试，绝缘电阻不小于1MΩ；d)接地要求：终端应可靠接地，接地电阻不大于4Ω，接地引线应采用铜芯导线，线径不小于2.5mm²。8.2调试要求终端安装完毕后，应进行以下调试工作，调试合格后方可投入运行：硬件调试：检查终端硬件连接是否正确，电源供电是否正常，接口是否完好，自检功能是否正常；软件调试：检查终端软件版本是否符合要求，通信协议是否正常，数据采集、指令交互、控制执行等功能是否正常；性能调试：测试终端的数据采集精度、响应时间、通信延迟等性能指标，确保符合本标准规定；联调测试：与虚拟电厂主站、边缘聚合终端、接入设备进行联调，测试数据交互、指令传达、协同控制等功能是否正常；调试记录：调试过程中应做好记录，包括调试项目、调试结果、异常情况及处理措施，调试记录应存档备查。9运行与维护要求9.1运行要求a)终端投入运行前，应完成参数配置（如采集周期、通信参数、控制阈值等），参数配置应符合虚拟电厂运行要求；b)运行过程中，应实时监测终端的运行状态，包括电源状态、通信状态、数据采集状态、控制执行状态等，发现异常及时处理；c)终端应定期进行时钟同步，确保时钟误差不大于1s/d；d)运行过程中，不得随意更改终端参数、拆卸终端设备，如需更改参数或拆卸设备，应提前报备并做好记录。9.2维护要求终端维护应遵循“定期维护、及时检修”的原则，具体要求如下：日常维护：每日检查终端的运行状态，清理终端表面及周围的灰尘、杂物，检查接线是否牢固，有无松动、脱落现象；定期维护：每月对终端进行一次全面检查，包括硬件状态、软件运行状态、通信状态、数据存储状态等，测试终端功能是否正常；每季度对终端进行一次校准，确保采集精度和控制精度符合要求；每年对终端进行一次全面检修，更换老化部件，检查备用电源性能；故障维护：终端发生故障时，应及时停机检修，排查故障原因，采取相应的处理措施，故障排除后，应进行调试，确认正常后方可重新投入运行；故障处理过程应做好记录，包括故障现象、故障原因、处理措施、处理结果等；软件升级：终端软件应定期升级，升级前应备份原有数据和配置，升级后应测试终端功能是否正常，确保升级过程安全、可靠；维护记录：所有维护工作均应做好记录，维护记录应完整、规范，存档备查，保存期限不低于5年。10安全要求10.1硬件安全a)终端硬件应具备防拆卸、防篡改功能，拆卸终端时应发出告警信号并上传主站；b)电源模块应具备过流、过压、短路、反接保护功能，防止电源故障损坏终端设备；c)接口应具备防浪涌、防静电功能，避免外部干扰损坏接口电路；d)户外型终端应具备防水、防尘、防腐蚀、防雷功能，符合GB/T4208-2017中IP65及以上防护等级要求。10.2软件安全a)终端软件应具备身份认证功能，只有授权用户才能进行参数设置、手动控制、软件升级等操作，身份认证采用密码、密钥等方式；b)数据传输过程中应进行加密处理，采用AES-128及以上加密算法，防止数据被篡改、窃取；c)终端应具备访问控制功能，对不同用户分配不同的操作权限，限制未授权用户的操作；d)终端软件应具备异常监测功能，监测到非法入侵、数据篡改、指令伪造等异常情况时，及时发出告警并上传主站，同时采取应急措施（如切断通信、停止执行指令）；e)终端应定期进行病毒查杀，避免恶意软件入侵，确保软件运行安全。10.3数据安全a)采集数据、控制指令、告警信息等敏感数据应进行加密存储，防止数据泄露；b)数据应定期备份，备份数据应存储在安全的位置，防止数据丢失；c)数据删除应采用不可逆删除方式，防止数据被恢复；d)终端应具备数据溯源功能，每一条数据都应对应明确的采集时间、采集设备、操作人员等信息，便于追溯和审计。附录A（资料性附录）虚拟电厂终端技术参数推荐值表A.1不同类型终端核心技术参数推荐值终端类型响应时间采集精度MTBF通信方式防护等级分布式电源终端常规≤500ms，应急≤200ms电压、电流≥0.5级，功率、电量≥1.0级≥50000h（户外）以太网、RS485、4G/5GIP65储能终端常规≤500