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

打造高韧性、高灵活性配电网，助力构建新型电力系统 能源发展趋势能源体系加速向清洁、低碳、安全、高效转型 能源加速转型 全球气候变化 新型电力系统为抓手 能源消费产生的二氧化碳占总排放量的88%，随着国家”双碳”战略的确立，能源体系加速向清洁、低碳、安全、高效转型。 全球人口的增长和城镇化的发展，带来了气候变暖、资源紧张等诸多问题，人类的行动有可能决定未来的气候走向。 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。 电网发展趋势 支持新型电力系统构建的电网特征 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 解决之道 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。 打造高韧性配电网络 •云边融合能源调控解决方案•微电网源网荷储精准调控解决方案•智慧终端能效管理解决方案 •预测性维护解决方案•多级主动防御解决方案•安全可靠的变配电设备方案 •绿色设计•绿色运营•绿色联盟 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。 行业创新方案功能索引 推进可持续发展 打造高韧性配电网络 支撑高灵活性配电网络 14云边融合能源调控解决方案16微电网精准调控解决方案20智慧终端能效管理解决方案 50全生命周期低碳解决方案 23多级主动防御解决方案 23智能分布式FA故障自知自愈解决方案24基于5G的智能分布式FA故障自知自愈解决方案25弧光保护解决方案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 51绿色设计56绿色运营58绿色联盟 28预测性维护解决方案28资产健康管理解决方案 33安全可靠的变配电设备 支撑高灵活性配电网络 1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。高灵活性配电网络从3个维度提高配电网可调节性： 面向电网的需求侧响应能力 云边融合能源调控解决方案 面向用户的能源优化运行能力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 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。另一方面，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。 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干预,以无感柔性取代强制断电 ABB ABILITY 智慧能源管理系统 +AI调控流程 + + 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 •当触发需求侧响应时，边缘侧能源调控系统进行日前负荷预测，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，系统根据既定策略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。 微电网精准调控解决方案 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 ABB微电网精准调控解决方案 ABB ABILITY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。 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 •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 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： 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 精准调控 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 多元机理模型 组网架构灵活 基于AI的核心算法 控制冗余 •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冗余架构 •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 •人工智能赋能负荷及发电预测•优选策略推演，日前、日内以及实时调控策略•运行拓扑实时刷新，修正控制策略•全过程多设备协调，一体化调控•柔性调节，相当大程度降低影响•全息多场景策略预置，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冗余部署，提高可靠性 通讯冗余 策略冗余 •调控实际反馈与模型预期比对，发现偏差时，可快速切换冗余策略 •支持多种通讯冗余技术，如PRP、HSR 强大的平台基础特性 — 大型专业数据库 广泛连接的基础 毫秒级控制 •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 •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 •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 智慧终端能效管理解决方案 末端配电系统智能互联能源管理平台，末端能耗资产全掌握 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。 Insite pro M系统由SCU控制单元、DM I/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， 末端系统可做独立运行或连接到电网管理系统。 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，以数字化技术构建全面安全防御体系： 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> 安全可靠的变配电设备 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IEC61850/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。 分布式快速自治处理，提高供电安全可靠性 高安全可靠性冗余光纤通信 适用任何网络架构，面向未来应用 •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 •GOOSE点对点通信，3ms通信时延•高安全可靠性冗余HSR通信网络•经济设备自环网络，无需交换机 •判断配电网是运行在单端电源系统还是多端电源系统 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、快复电的供电目标，解决配电网点多面广，光纤通信运维成本高等难题，ABB提出了基于5G的智能分布式FA故障自治自愈解决方案，联合知名设备商，率先实现5G CPE间二层通讯，完成基于GOOSE功能验证，并联合通信运营商进行通道优化，丢包率和单通道时延大幅下降，确保与有线通讯方案对比，功能实现无差别。 通道安全可靠 造价低维护简单 低延时高可靠 技术亮点 通过工程优化，可以把CPE的通道延迟优化到20ms延时，并且针对IEC61850/-GOOSE通讯做专门的优化 充分利用5G基础设施，在不用敷设光纤通道的情况下，仅增加CPE就可以提供高可靠性的解决方案 专用网络切片基础，专享频谱，专享带宽，专网转发，从5G基本原理上保证通道安全和可靠 针对电力通讯的特点，在工程中使用诸如链路保活机制、GRE隧道组网等先进技术 多级主动防御解决方案弧光保护解决方案 ABB弧光保护方案涵盖中低压不同电压等级、4ms至80ms等多种治理方案。其具有弧光主动防护、极速保护、保护范围宽、安装便捷和不受外部因素干扰等特色优势，助力提高电网的可靠性和持续性。 UFES主动型快速灭弧系统 低压电弧防护治理 中压电弧防护治理 Relion®系列保护继电器内置的弧光保护方案 UFES主动型快速灭弧系统 TVOC-2主动防电弧保护方案 > 1ms内探测到电弧故障> 50~80ms内检测并熄灭电弧> 感光范围可达3米> 每套可连接多达30个光探头> 可直接接入ABB ABILITY云平台 > 4ms内快速熄灭故障电弧>覆盖中低压系统，最大可支持到40.5kV/100kA系统>能显著降低电力系统发生电弧事故时产生的高温及电动力对设备的破坏和影响>极大地减少设备停电时间和维修成本 > 60~80ms内检测并熄灭电弧>减少柜间接线，节约空间>快速安装和测试，减少施工时间>基于IEC61850通讯规约，快速响应 多级主动防御解决方案 小电流接地故障解决方案-多频导纳接地保护 10~35kV配网一般采用中性点不接地方式或经消弧线圈接地方式，因此接地故障残流小，故障选线较困难。ABB开创性地应用了矢量累加（CPS）原理，将故障特征信号“放大”，从而提高故障判断的准确率。多频导纳算法植入ABB智能终端保护REF615中，同时具备电压/频率保护，可选的电能质量监测、故障测距、分布式能源互联保护，以及断路器状态监视等功能。 技术应用 多频导纳技术可与多种智能馈线自动化方案融合，实现单相接地故障的准确监测、隔离和恢复功能: 多级主动防御解决方案智慧配电站集中式保护解决方案 -SSC600 传统的分散式保护方案，面临着运维成本高、灵活性差等挑战，ABB站域集中控制保护装置SSC600，采用集中式保护控制理念，采用IEC61850协议，通过以太网连接各开关设备上的采集单元，实现整个变电站的监测、控制、保护、远传功能的一体化。具有如下优势: 强大的连接能力 - 一台设备即可支持高达30个间隔的控制保护；- 同时，支持IEC104的调度远传功能。 丰富的保护功能 - 支持灵活的母线保护；- 支持弧光保护和接地定位功能；- 支持间隔后备保护功能。 快捷的维护管理 - 支持WHMI的SCADA管理；- 支撑整站的故障录波和事件记录分析。 预测性维护解决方案 资产健康管理解决方案 — 深化资产全寿命周期管理，高效运营 ABB资产健康管理解决方案，依托丰富的行业经验，根据设备的老化机理，合理布置传感器，通过工业物联网、大数据、智能算法等数字化手段，将运维人员从日常繁重的工作中解放出来，实现对配电设备健康状况的全面智能管理，提升运维效率，实现智慧运维。 预测性维护解决方案 资产健康管理解决方案 — 智能物联的变配电设备 基于热、机、电、环境老化机理，在变配电设备上合理布置长寿命的传感器，既实现了设备的物联、精准感知，又减少了因布置传感器带来的