T-CERS 0131-2025 虚拟电厂调控运行技术支持系统技术要求

T/CERS0131—2025虚拟电厂调控运行技术支持系统技术要求前言本标准按照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调控运行技术支持系统（以下简称“调控系统”）的术语定义、技术架构、功能要求、性能要求、接口要求、部署调试、运行维护及安全要求。本文件适用于虚拟电厂调控运行技术支持系统的设计、开发、生产、检验、部署、运行和维护，涵盖集中式、分布式虚拟电厂的调控运行支持场景，包括面向电网调度的调控系统、面向聚合商的运营调控系统，不适用于虚拟电厂终端设备及纯数据监测类无调控功能的辅助系统。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/T22239-2019信息安全技术网络安全等级保护基本要求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DL/T2238-2021虚拟电厂技术导则Q/GDW1373-2013电力用户用电信息采集系统功能规范Q/GDW1870-2012智能电网调度技术支持系统技术规范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虚拟电厂调控运行技术支持系统（VirtualPowerPlantDispatchingandOperationTechnicalSupportSystem,VPP-DOTSS）部署在虚拟电厂主站侧，具备分布式能源资源聚合、状态监测、调度决策、控制指令下发、运行优化、数据管理及协同交互等功能，为虚拟电厂安全、高效、经济运行提供技术支撑的核心软件与硬件集成系统。3.3聚合调控（AggregationandDispatching）调控系统对虚拟电厂内各类分布式能源资源（分布式电源、储能、可控负荷等）进行分类聚合、状态评估，根据电网调度要求和运行目标，制定协同控制策略并下发执行的过程。3.4调度决策（DispatchingDecision）调控系统基于实时运行数据、预测数据、电网调度指令及市场信息，通过算法模型分析计算，生成最优调控方案、控制指令及运行计划的过程。3.5协同交互（CollaborativeInteraction）调控系统与电网调度系统、虚拟电厂终端、边缘聚合终端、电力交易系统、能源管理系统等进行数据交互、指令传达及信息共享的过程。3.6运行优化（OperationOptimization）调控系统根据虚拟电厂运行目标（如调峰填谷、节能降耗、收益最大化），结合资源特性和运行约束，对分布式能源资源的运行状态进行动态优化调整的过程。3.7响应延迟（ResponseDelay）调控系统从接收电网调度指令、终端上传数据开始，到完成数据处理、生成控制指令并下发至对应终端的总时间，包括数据接收、解析、计算、指令生成及下发等环节。3.8数据汇聚周期（DataAggregationCycle）调控系统对虚拟电厂内所有终端设备上传的运行数据进行汇总、采集的固定时间间隔，分为常规汇聚周期和应急汇聚周期。4总体技术要求4.1技术架构虚拟电厂调控运行技术支持系统采用“分层架构、模块化设计、分布式部署”模式，分为数据采集层、数据处理层、核心调控层、应用服务层和安全防护层，各层独立运行且协同联动，确保系统的灵活性、可扩展性和可靠性，具体架构要求如下：a)数据采集层：负责接收虚拟电厂终端、边缘聚合终端上传的各类运行数据，以及电网调度系统、电力交易系统下发的指令和信息，支持多种通信协议，确保数据采集的全面性和实时性；b)数据处理层：对采集到的各类数据进行清洗、校准、转换、汇总及存储，建立标准化数据模型，为核心调控层提供高质量的数据支撑，具备数据溯源和异常检测能力；c)核心调控层：系统的核心模块，负责聚合管理、调度决策、运行优化、控制指令生成及下发，具备本地决策和应急调控能力，可根据运行场景动态调整调控策略；d)应用服务层：提供人机交互、报表生成、状态监测、告警通知、数据分析等应用服务，支持用户操作和系统运维，适配不同用户的使用需求；e)安全防护层：覆盖系统全层级，具备身份认证、数据加密、访问控制、异常监测、入侵防御等安全功能，防范数据篡改、指令伪造、非法入侵等安全风险，保障系统安全稳定运行。4.2设计原则调控系统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的接入和聚合，兼容主流通信协议，可与不同厂家的虚拟电厂终端、边缘聚合终端、电网调度系统、电力交易系统对接；b)实时性：满足虚拟电厂调度响应和协同控制要求，数据采集、处理、调度决策及指令下发的响应延迟符合本标准规定；c)可靠性：具备高可用性和抗干扰能力，平均无故障运行时间满足要求，出现故障时可快速告警、自动切换冗余模块，确保系统不中断运行；d)可扩展性：支持系统功能升级、接入资源扩容，预留标准化接口和扩展模块，适应虚拟电厂规模扩大和技术发展需求；e)经济性：在满足技术要求的前提下，优化系统架构和设计，降低系统的开发成本、部署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、节能及网络安全等级保护要求；g)易用性：具备简洁、直观的人机交互界面，操作流程规范，支持用户快速上手，便于系统运维和操作管理。4.3运行环境要求调控系统的硬件设备和软件平台应能在以下环境条件下正常工作：a)环境温度：服务器机房温度18℃～25℃，相对湿度40%～60%（无凝露）；b)海拔高度：机房海拔高度≤1000m（超过1000m时需特殊配置散热设备）；c)抗干扰能力：系统硬件能承受GB/T14598.10规定的电磁干扰，具备防雷、防浪涌能力，机房具备防静电措施；d)供电要求：采用双路冗余供电，输入电压AC220V±10%，频率50Hz±1Hz，备用电源（UPS）供电时间不低于1小时，确保断电后系统正常备份和切换；e)网络环境：支持千兆及以上以太网接入，网络延迟不大于50ms，网络丢包率不大于0.01%，具备网络冗余备份能力。5功能要求5.1通用功能所有类型的虚拟电厂调控运行技术支持系统均应具备以下通用功能：数据采集与汇聚功能：采集虚拟电厂终端、边缘聚合终端上传的分布式电源、储能、可控负荷等设备的运行参数（电压、电流、功率、电量、SOC、设备状态等），以及电网调度指令、市场信息等，汇聚后进行标准化处理，确保数据真实、准确、完整；指令交互功能：接收电网调度系统下发的调度指令，生成并下发控制指令至虚拟电厂终端、边缘聚合终端，同时接收执行反馈结果，形成指令闭环管理；状态监测功能：实时监测虚拟电厂内各类资源的运行状态、系统自身硬件及软件的运行状态，发现异常（如设备故障、数据异常、通信异常、系统故障）时，及时发出告警信号并记录告警信息；数据存储与管理功能：存储采集的历史数据、控制指令、执行记录、告警信息、调度方案等，支持数据查询、统计、导出，存储容量和存储期限满足本标准规定；人机交互功能：具备本地和远程操作界面，支持参数设置、调度方案编辑、手动控制、故障复位等操作，支持多用户分级管理，适配不同权限用户的操作需求；自检与冗余备份功能：系统上电后自动进行自检，检查硬件、软件及通信模块的运行状态，自检异常时发出告警；具备数据冗余备份和系统冗余切换功能，防止数据丢失和系统中断；时钟同步功能：支持与卫星时钟、电网调度系统时钟同步，时钟误差不大于1s/d，确保数据采集、指令执行和调度决策的时间一致性；报表生成功能：支持自动生成运行报表、告警报表、统计报表等，报表格式规范，可自定义报表内容和导出格式，满足运维和监管需求。5.2专项功能5.2.1聚合管理功能a)资源分类聚合：支持对分布式电源、储能、可控负荷、电动汽车充换电等资源进行分类、分组聚合，建立资源档案，记录资源参数、接入方式及运行特性；b)资源状态评估：实时评估各类聚合资源的可用容量、调节能力、运行状态，生成资源评估报告，为调度决策提供支撑；c)聚合容量计算：根据各类资源的运行状态和调节能力，实时计算虚拟电厂的总聚合容量、可调节容量，动态更新聚合资源清单；d)资源接入与退出管理：支持新资源接入注册、参数配置和老资源退出注销，对接入资源进行权限管理，确保资源接入的规范性和安全性。5.2.2调度决策功能a)调度指令接收与解析：接收电网调度系统下发的调峰、填谷、备用、调频等调度指令，解析指令参数和要求，生成指令执行方案；b)调度方案生成：基于聚合资源状态、电网调度要求、运行约束及优化目标，通过算法模型生成最优调度方案，明确各资源的调节任务和控制参数；c)应急调度功能：电网发生故障或出现紧急情况时，自动启动应急调度模式，快速调整聚合资源运行状态，响应电网应急需求，保障虚拟电厂和电网安全；d)调度方案仿真与验证：支持调度方案的仿真模拟，验证方案的可行性和有效性，避免调度指令执行过程中出现异常。5.2.3运行优化功能a)出力优化：根据分布式电源的发电特性、储能的充放电状态及负荷需求，优化分布式电源出力和储能充放电策略，提高能源利用效率；b)负荷优化：对可控负荷进行分级管理，根据电网调度要求和负荷特性，优化负荷运行时间和运行功率，实现削峰填谷，降低运行成本；c)收益优化：结合电力市场价格、辅助服务收益等信息，优化虚拟电厂运行策略，最大化虚拟电厂运营收益；d)动态优化调整：实时监测运行数据，根据资源状态、电网需求及市场信息的变化，动态调整优化策略，确保优化目标的实现。5.2.4协同交互功能a)与电网调度系统协同：支持与省级、市级电网调度系统的数据交互和指令传达，上报虚拟电厂聚合容量、运行状态，接收调度指令并反馈执行结果；b)与终端设备协同：与虚拟电厂终端、边缘聚合终端进行实时通信，下发控制指令，接收设备运行数据和执行反馈，实现对终端设备的远程控制；c)与电力交易系统协同：对接电力交易系统，获取市场价格、交易信息，上报虚拟电厂交易能力，支持交易申报和结算数据统计；d)与第三方系统协同：预留标准化接口，支持与能源管理系统、用户侧用电系统等第三方系统对接，实现数据共享和功能协同。5.2.5告警与故障处理功能a)告警分类管理：对设备故障、数据异常、通信异常、系统故障等告警进行分类分级管理，明确告警优先级和处理流程；b)告警通知功能：通过声音、灯光、短信、系统消息等多种方式发出告警通知，确保运维人员及时知晓告警信息；c)故障定位与分析：具备故障定位功能，快速定位故障点（如终端故障、通信故障、系统模块故障），并分析故障原因，提供故障处理建议；d)故障闭环处理：记录故障处理过程、处理措施和处理结果，实现故障告警、处理、反馈的闭环管理，便于追溯和统计。6性能要求6.1数据处理性能a)数据汇聚精度：电压、电流数据汇聚精度不低于0.5级，功率、电量数据汇聚精度不低于1.0级，SOC数据汇聚精度不低于±2%；b)汇聚周期：常规数据汇聚周期可配置，范围为1s～60s，默认汇聚周期为10s；应急数据汇聚周期不大于1s；c)数据处理能力：支持同时接入不少于1000个终端设备，每秒可处理不少于1000条数据，数据处理延迟不大于50ms；d)数据更新率：汇聚数据更新率不低于99.9%，确保数据的实时性和完整性。6.2调度控制性能a)响应延迟：常规调度指令的响应延迟不大于500ms，应急调度指令的响应延迟不大于200ms；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)指令执行可靠性：控制指令下发成功率不低于99.8%，执行失败时及时发出告警并重新下发指令，确保调度任务的完成；d)调度决策速度：常规调度方案生成时间不大于10s，应急调度方案生成时间不大于1s。6.3通信性能a)通信速率：与电网调度系统、终端设备的有线通信速率不低于1000Mbps，无线通信速率不低于10Mbps；b)通信延迟：与电网调度系统的通信延迟不大于50ms，与终端设备、边缘聚合终端的通信延迟不大于100ms（有线）、不大于500ms（无线）；c)通信可靠性：通信中断率不大于0.01%，单次通信中断时间不超过3s，中断后可自动恢复通信，恢复时间不大于10s；d)协议兼容性：支持ModbusRTU、DL/T645、IEC61850、TCP/IP等主流通信协议，可根据需求扩展其他协议，协议实现符合相关标准规定。6.4存储性能a)存储容量：至少支持存储3年的历史运行数据、控制指令、执行记录、告警信息等，存储容量不小于1000GB；b)存储可靠性：采用冗余存储架构，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)数据查询与导出：支持按时间、资源类型、数据类型等条件快速查询数据，查询响应时间不大于1s；支持USB、以太网等方式导出数据，导出格式兼容CSV、Excel、PDF等常用格式；d)数据归档：支持数据自动归档功能，对超过存储期限的历史数据进行归档处理，归档数据可随时调取。6.5可靠性要求a)平均无故障运行时间（MTBF）：不低于80000h；b)平均修复时间（MTTR）：不大于1h；c)系统可用性：系统年可用率不低于99.9%，每年中断运行时间不超过8.76h；d)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，确保系统正常运行；e)冗余备份性能：关键硬件（服务器、交换机、电源）和软件模块具备冗余备份功能，故障时可自动切换，切换时间不大于30s，不影响系统正常运行。7接口要求7.1硬件接口7.1.1通信接口调控系统应具备以下通信接口，接口数量可根据实际需求配置，支持接口扩展：a)有线通信接口：千兆以太网接口（RJ45）、光纤接口，支持TCP/IP协议，用于与电网调度系统、边缘聚合终端、服务器及第三方系统对接；b)无线通信接口：支持4G/5G、LoRa等无线通信方式，用于与远程终端设备对接，具备无线信号增强功能；c)辅助接口：USB接口、RS232接口，用于本地调试、数据导入导出及设备维护。7.1.2电源接口调控系统电源接口应符合以下要求：a)输入电压：AC220V±10%，频率50Hz±1Hz，支持双路冗余供电输入；b)电源接口类型：采用防误插设计，具备过流、过压、短路、反接保护功能；c)备用电源接口：支持外接UPS备用电源，接口电压与备用电源匹配，具备充电管理和电源切换功能。7.2软件接口软件接口应符合以下要求，具备开放性和兼容性，支持与各类系统对接：a)接口协议：支持IEC61850、ModbusRTU、DL/T645等主流电力通信协议，以及HTTP、HTTPS、MQTT等通用网络协议，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，明确数据字段定义和编码规则，便于解析和处理；c)接口开放性：预留标准化API接口，支持与电网调度系统、电力交易系统、能源管理系统等第三方系统对接，便于数据共享和功能扩展；d)接口安全性：软件接口具备身份认证、数据加密功能，防止非法接入和数据泄露，确保接口通信安全。8部署与调试要求8.1部署要求a)部署环境：系统应部署在符合本标准4.3条要求的机房内，机房具备良好的通风、散热、防尘、防雷、防静电措施，确保系统硬件设备正常运行；b)硬件部署：服务器、交换机、路由器等硬件设备应固定牢固，接线规范、牢固，标识清晰，电源线、信号线应分开布置，避免干扰；硬件设备之间的连接应符合相关规范，确保通信顺畅；c)软件部署：软件系统应安装在符合要求的服务器上，安装过程应规范，配置参数应正确，确保软件模块正常运行；支持软件模块化部署，可根据需求灵活配置模块；d)网络部署：系统网络应采用冗余架构，确保网络可靠性；划分网络分区，实现不同功能区域的隔离，提高网络安全性；配置防火墙、入侵检测等网络安全设备，防范网络攻击；e)数据迁移：若存在历史数据，部署过程中应进行数据迁移，确保历史数据的完整性和准确性，迁移后应进行数据验证。8.2调试要求系统部署完毕后，应进行以下调试工作，调试合格后方可投入运行：硬件调试：检查硬件设备连接是否正确，电源供电是否正常，接口是否完好，设备运行状态是否正常；测试硬件冗余切换功能，确保故障时可正常切换；软件调试：检查软件版本是否符合要求，软件模块是否正常启动，各功能模块（数据采集、调度决策、指令下发等）是否正常运行；测试软件冗余备份功能，确保数据和系统的安全性；性能调试：测试系统的数据处理能力、响应延迟、通信性能、存储性能等指标，确保符合本标准规定；联调测试：与电网调度系统、虚拟电厂终端、边缘聚合终端、电力交易系统等进行联调，测试数据交互、指令传达、协同控制等功能是否正常；安全调试：测试系统的安全防护功能（身份认证、数据加密、访问控制等），防范非法接入和数据篡改，确保系统安全；调试记录：调试过程中应做好记录，包括调试项目、调试标准、调试结果、异常情况及处理措施，调试记录应完整、规范，存档备查。9运行与维护要求9.1运行要求a)系统投入运行前，应完成参数配置（如汇聚周期、响应阈值、调度策略、用户权限等），参数配置应符合虚拟电厂运行要求和电网调度规范；b)运行过程中，应实时监测系统的运行状态，包括硬件设备状态、软件运行状态、通信状态、数据处理状态等，发现异常及时处理；c)系统应定期进行时钟同步，确保时钟误差不大于1s/d；定期进行数据备份，备份数据应存储在安全的位置，防止数据丢失；d)运行过程中，不得随意更改系统参数、拆卸硬件设备或停止软件模块，如需更改参数、拆卸设备或停止模块，应提前报备并做好记录，操作完毕后进行测试，确保系统正常运行；e)运维人员应定期查看系统告警信息，及时处理各类告警，确保系统不中断运行；f)系统运行过程中，应记录运行日志，包括系统启动、停止、参数更改、告警处理、指令执行等信息，运行日志应完整、规范，存档备查。9.2维护要求系统维护应遵循“定期维护、及时检修、预防为主”的原则，具体要求如下：日常维护：每日检查系统硬件设备的运行状态，清理设备表面及周围的灰尘、杂物；检查系统软件运行状态，查看告警信息和运行日志，及时处理异常；检查网络连接状态，确保通信顺畅；定期维护：每月对系统进行一次全面检查，包括硬件设备状态、软件运行状态、数据存储状态、网络状态等，测试系统功能是否正常；每季度对系统性能进行一次测试和校准，确保性能指标符合本标准规定；每年对系统进行一次全面检修，更换老化部件，升级硬件设备和软件版本，检查冗余备份功能；故障维护：系统发生故障时，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，确认系统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，便于追溯和统计；软件升级：系统软件应定期升级，升级前应备份原有数据和配置，升级后应测试系统功能和性能，确保升级过程安全、可靠；升级记录应做好存档；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，包括维护日期、维护内容、维护结果、维护人员等信息，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)系统硬件设备应具备防拆卸、防篡改功能，拆卸设备时应发出告警信号并记录，防止非法拆卸和篡改；b)服务器、交换机等核心硬件设备应具备密码保护功能，防止非法访问和操作；c)电源模块应具备过流、过压、短路、反接保护功能，防止电源故障损坏硬件设备；d)通信接口应具备防浪涌、防静电功能，避免外部干扰损坏接口电路；机房应具备防雷、防静电措施，防止雷击和静电损坏设备。10.2软件安全a)系统软件应具备身份认证功能，采用密码、密钥等认证方式，只有授权用户才能登录系统并进行操作，不同用户分配不同的操作权限，实现分级管理；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)系统应具备访问控制功能，限制未授权用户的操作，防止非法访问系统资源；d)系统软件应具备异常监测和入侵防御功能，监测到非法入侵、数据篡改、指令伪造等异常情况时，及时发出告警并采取应急措施（如切断通信、终止操作），防止系统被攻击；e)系统应定期进行病毒查杀和漏洞扫描，及时修复软件漏洞，更新病毒库，避免恶意软件入侵，确保软件运行安全；f)软件操作应具备日志记录功能，记录所有用户的操作行为，便于追溯和审计。10.3数据安全a)采集数据、控制指令、告警信息、调度方案等敏感数据应进行加密存储，采用加密存储介质，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，采用加密备份方式，防止数据丢失和泄露；备份数据应定期进行恢复测试，确保备份有效；c)数据删除应采用不可逆删除方式，防止数据被恢复；过期数据应按规定进行归档或销毁，销毁过程应规范，确保数据无法恢复；d)系统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、