电气碳中和白皮书2.0-电网行业解决方案

电网行业解决方案 打造高韧性、高灵活性配电网，助力构建新型电力系统 ABB 01 发展趋势02 03 解决之道 04 创新方案 成功案例 发展趋势 01 电网行业筛决方案 能源发展趋势 能源体系加速向清洁、低碳、安全、高效转型 全球气候变化 全球人口的增长和城镇化的发展，带来了气候变暖、资源紧张等谱多问题，人类的行动有可能决定未来的气候走向。 能源加速转型 能源消费产生的二氧化碳占总排放量的88% 随着国家“双碳战路的确立，能源体系加速向 清洁、低碳、安全、高效转型。 新型电力系统为抓手 电力行业占能源行业二氧化碳排放总量的42.5%，构建以新能源为主体的新型电力系统是实现碳达峰、碳中和目标的基础。 88 二氧化碳占 %总排放量 42.5 电力行业占 % 总排放量 电网发展趋势 电网行业解决方案心 支持新型电力系统构建的电网特征 新型电力系统下电网发展的特点 电网是新型电力系统的纽带“和*桥梁” 绿色可持续 能源结构优化 多元用能需求 高效智能运行 开放服务社会 智慧数字 坚强安全 电网行业解洗方案心 配电网发展趋势 支撑新型电力系统构建，配电网向高灵活性、高韧性及低碳可持续方向发展 支持新型电力高灵活性高韧性低碳可持续系统的配电网 特征高灵活性配电网具备柔性高韧性配电网基于安全可低碳可持续配电网涵盖配调控特征，即源网荷储多靠性设备，具备故障自愈电网全生命周期，以创新维度双向调度能力，在清及预测性维护能力，实现材料、数字化技术和高效洁能源就地消纳的同时，99.9999%的供电可靠性。运营实现配电网的低碳可保障电力供需平衡。持续发展。 解决之道 02 解决之道 电网行业解决方案心 作为全球技术领导企业，依托深厚的行业经验及技术创新，ABB电网行业解决方案贯穿用户侧、配电网侧及电网高效运营的全领域，利用数字化技术和系统集成能力，帮助打造高韧性、高灵活性的配电网，推进配电网可持续运营，助力构建新型电力系统。 0支撑高灵活性配电网络打造高韧性配电网络推进可持续发展 ·云边融合能源调控解决方案，预测性维护解决方案·绿色设计 ，微电网源网荷储精准调控解决方案·多级主动防御解决方案，绿色运营 ，智慧终端能效管理解决方案，安全可靠的变配电设备方案·绿色联盟 电网行业解决方案 方案架构 以安全、绿色、智能化电气设备为基础，搭建核心边缘层控制装置及系统，可模块化、快速落地各项新型电力系统应用 应用服务层边缘层 设备层 配电自动化 变电自动化 集控站监控 调度自动化 生产控制区 电力交易 需求侧响应 网上电网 分布式光伏监控 信息管理区 互联网区 智慧能源服务 电力数据服务 碳排放监控 个 个 个 1 个 车联网 个个 一赛一一一 用户 工商业 创新方案 03 功能索引[ 11电网行业解决方案 行业创新方案 支撑高灵活性配电网络 打造高韧性 配电网络 推进可持续 发展 14云边融合能源调控解决方案23多级主动防御解决方案50全生命周期低碳解决方案 16微电网精准调控解决方案23 20智慧终端能效管理解决方案24 绿色设计 智能分布式FA故障自知自愈解决方案 基于5G的智能分布式FA故障自知自解决方案 56绿色运营 25弧光保护解决方案58绿色联盟 26小电流接地故障解决方案 27智慧配电站集中式保护解决方案 预测性维护解决方案 28 28资产健康管理解决方案 33安全可靠的变配电设备 美 支撑高灵活性配电网络 13电网行业解决方索 支撑高灵活性配电网络 配电网络从3个维度提高配电网 配电网作为用户参与电力系统的首个环节，在新型电力系统下，肩负着核心的能源调控责任 可调节性： 面向电网的需求侧响应能力 云边融合能源调控解决方案 1 面向用户的能源优化运行能力 3 唱 .- 1 - 首自 - - 赛 - : 1 C -- 可观 可测 可调 可控 2微电网精准调控解决方案 全链路的测量控制能力 智慧终端能效管理解决方案 14电网行业解决方案 云边融合能源调控解决方案 源荷互动，高效调控 随着分布式能源的发展，用户从单纯的电力消费者向产销者转变。另方面，新能源出力特性与负荷用能特性有天然的差异，如何在保障新能源大比例建设的基础上，实现能源安全稳定供应，对现有电力调度提出挑战。 ABB云边融合能源调控解决方案，构建以用户为主体的需求侧响应系统，以自主调控取代直接干预，以无感柔性取代强制断电，在电力市场 的支持下，可实现用户的主动参与。从而尽可能地挖掘负荷侧的弹性 空间，打造弹性配电网，支持新型电力系统建设。 供电局 需求侧响应平台 直控型负荷 负荷聚合商 ORO ABBABILITY 智慧能源管理系统 ABBABILITY 智慧能源管理系统 :8:8 光伏 储能充电设施 楼宇自动化 D 生产计划 配电网 商场 工厂 办公楼 创 校园 能源站 15电网行业解洗方累 云边融合能源调控解决方案 边缘侧能源调控：以自主调控取代直接于预，以无感柔性取代强制断电 ABBABILITY智慧能源管理系统 偏差修正 控制执行 需求侧响应目标 有感调控 V 低感调控 （无感调控） 器 优选策略生成算法 谷 发电及负荷预测 40 +AI调控流程+ 当触发需求侧响应时，边缘侧能源调控系统进行目前负荷 预测，计算需要调控的负荷空间； ，推论调控时间窗口内的设备用能功率情况，细化到每个调控单元，梳理可调控资源 ，基于设计的负荷优先级，结合AI学习算法，生成当天调控 策略，并模拟各调控策略对客户的影响，由客户进行确认 或者修改策略优先级； ，调控窗口内，系统根据既定策路自动调控各负荷的运行工况，并跟踪调控结果，若与预期曲线不符合，则进行偏差 修正，执行替补调控策略，确保功率限制完成。 +关键技术+ ·高并发、高可靠性控制能力 ·异构系统高效互联技术 ·日前与实时负荷预测技术 ，智能调控策略生成与优化算法 ·偏差自适应修正策略算法 @t @ 打造用户经济型及电网友好型微电网 16电网行业解决方案 微电网精准调控解决方案 ABB微电网精准调控解决方案 ABBABILITY智慧能源管理系统以机理模型为核心，工业大数据为补充，赋能新能源供给 和负荷需求预测，推演更优用能策略，依据不同场景实现多模式精准调控。打造用户 经济型及电网友好型微电网。 ，提高新能源就地消纳率 ，降低并网点功率波动 ·提高能源利用效率和管理效率 供电局 需求侧响应平台 SAP 生产管理系统 00 气象系统 需求侧响应 赛 电网连接 （并网/离网） ABBABILITY 智慧能源管理系统 一首自 光伏 充电柱 配电系统 楼宇自动化 17电网行业解决方案D 微电网精准调控解决方案 多策略柔性调控实现电网安全和供需动态平衡 核心思想 通过全过程全场景调配调优，提升新能源就地 消纳比例，达到如下目的： ·减少对电网冲击 ，减少上网损耗 ·实现供需动态平衡 ，提高清洁能源利用率，减少碳排放 ·提升光伏投资经济效益 负载预估 D 经济运行策略 电网稳定 用电网点功率电 优化前 优化后 系统建模 ABBABILITY 智慧能源管理系统 储能调节 放 品%办公用电 电 一 照明 新风 0 6 12 18 1 24 电网行业筛决方累心 微电网精准调控解决方案 强大的核心力量，支撑方案实现 核心力量 高效协同 稳定可靠 精准调控 19电网行业解决方案 微电网精准调控解决方案 强大的核心力量，支撑方案实现 稳定灵活的架构体系 机理模型&核心算法 组网架构灵活 ·B/S+C/S设计是灵活扩展的基础 ，敏捷开发环境 ，“多子站，多数据库分区"的方式实 现大型项目余架构 讯余 ，支持多种通讯穴余技术，如PRP、 HSR 控制穴余 多元机理模型 ，源网荷储全系子模块机理模型建立 ，丰富的负荷侧机理模型建立，包括 空调、照明、生产等 ，气象、生产管理、客流等辅助功能机理模型建立 基于AI的核心算法 ，人工智能赋能负荷及发电预测 ，优选策路推演，日前、日内以及实时调控策路 ，运行拓扑实时刷新，修正控制策路 ·全过程多设备协调，一体化调控 ，桑性调节，相当大程度降低影响 ，全息多场景策路预置，一键切换 ，用户权限管理，人工优先设计 ，边缘控制器及智慧能源管理系统可支持多种亢余部署，提高可靠性 策路穴余 ，调控实际反馈与模型预期比对，发现偏差时，可快速切换几余策略 强大的平台基础特性 广泛连接的基础 ·支持300种通讯协议直接接入，包括电气设备、充电桩，楼控，灯控，SAP和物联网等 ，协议转发打通与其他平台的连接 ，强大的网络扩展能力，支持HTML5，支持局域网、 互联网、云的发布方案 大型专业数据库 ·自有专业数据库是平台级软件的底层能力 ，大型数据库可以支持多种分析和数据并发的要求 百万点的运算能力支持 毫秒级控制 ，通过驱动的超链接方式保证效率和可靠性 ，驱动连接可以在系统中建立PLC的映射，适合多个PLC的系统工作 ，边缘控制器内置能源控制算法库，快速进行就 地调控 20电网行业解决方案 智慧终端能效管理解决方案 未端配电系统智能互联能源管理平台，未端能耗资产全掌握 ABB智慧终端能效管理解决方案可全面监测水、电、气、热等末端资产的能耗，多维分析，对终端设施进行智能化 的管理以降低能耗，并预测性维护末端资产。 InsiteproM系统由SCU控制单元、DMI/O模块和CMS电流传感器组成，智能组网按需搭积木"，减少一次性投资； 快速完成对现有设施的改造，未端系统可做独立运行或连接到电网管理系统。 TTU Modbus-RTU Modbus CMS-Bus 互联互通中心元件 SCU控制单元 1/0模块 Modbus-RTU CMS-Bus 电能表 表计和传感器 多功能表 分支监测 信号和辅助触头 电操 分励 其它附件、接触器、继电器 脉冲计数器 其它 标准附件和其它产品 助力高韧性配电网络 22电网行业解洗方案 打造高韧性配电网络 针对高韧性配电网要求的高供电可靠性要求，以数字化技术构建多级主动 全面安全防御体系：防御方案 提高故障处置能力 >多级主动防御方案 提高设备可靠性 >预测性维护方案预测性 安全可靠的 >安全可靠的变配电设备 维护方案变配电设备 线路故障保护 快速恢复供电 变电站母线1 变电站母线2 分支线过流保护 防止越级跳闸 母线故障保护 快速切除故障 负荷馈线 负荷馈线 负荷馈线 负荷馈线 开关范内通售电线 23电网行业解决方需 多级主动防御解决方案 智能分布式FA故障自治自愈解决方案 依托成熟的IEC6185O/GOOSE数字化电力通信技术，智能分布式馈线自动化（FA）与各个配电开关处的智能终端设备互相通信和配 合，结合配网拓扑动态进行实时分析，实现电力故障的自知自愈。 适用任何网络架构，面向未来应用 ，判断配电网是运行在单端电源系 统还是多端电源系统 分布式快速自治处理，提高供电安全可靠性 ，通过IEC61850/GOOSE和电流突变量技术，快 速判断故障位置 ，动作于跳闸，或进行后续自动化操作，隔离故障 并恢复送电，极速处理，自愈时间毫秒级 高安全可靠性穴余光纤通信 ：GOOSE点对点通信，3ms通信时延 ·高安全可靠性穴余HSR通信网络 ，经济设备自环网络，无需交换机 调试简单，工程标准化，维护简易 ，数字化测试，标准工程交付 切片1：电力/Ⅱ区信息 GOOSE GOOSE GOOSE GOOSE GOOSE 5GCPE 5GCPE 5GCPE 碗变2 5GCPE 5GCPE 5GCPE 开闭所1 箱变1 箱变3 箱变4 开闭所2 + 负荷馈线 堂负荷馈线 负荷馈线 负荷馈线 24电网行业解决方需 多级主动防御解决方案 基于5G的智能分布式FA故障自治自愈解决方案 为更好地满足城市高可靠、快复电的