ABB：电气碳中和白皮书2.0-电网行业解决方案

电网行业解决方案能源消费产生的二氧化碳占总排放量的88%,42.5%,构建以新能源为主体的新型电力系电力行业占总排放量%电力行业占总排放量%二氧化碳占总排放量%电网发展趋势支持新型电力系统构建的电网特征服务社会智能服务社会智能运行用能需求配电网发展趋势特征9方案架构应用服应用服务层边边缘层弱弱圆工商业居民设备设备层行业创新方案功能索引支撑高灵活性配电网络支撑高灵活性配电网络推进可持续发展打造高韧性配电网络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51绿色设计56绿色运营58绿色联盟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可控可控可测可调可观可测可调可观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。供电局负荷聚合商负荷聚合商智慧能源管理系统智慧能源管理系统智慧能源管理系统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·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7ABBABILITY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。7供电局需求侧响应平台电网连接(并网/离网)生产管理系统需求侧电网连接(并网/离网)生产管理系统气象系统智慧能源管理系统光伏储能充电桩配电系统楼宇自动化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·提高清洁能源利用率，减少碳排放·提升光伏投资经济效益通过全过程全场景调配调优，提升新能源就地·提高清洁能源利用率，减少碳排放·提升光伏投资经济效益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：·实现供需动态平衡用用电储能调节系统建模智慧能源管理系统储能调节机理模型&核心算法机理模型&核心算法个PLC的系统工作·边缘控制器内置能源控制算法库，快速进行就分支监测标准附件和其它产品打造高韧性配电网络多级主动防御方案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维护方案安全可靠的预测性维护方案安全可靠的变配电设备线路故障保护线路故障保护快速恢复供电①①①③分支线过流保护③分支线过流保护防止越级跳闸②母线故障保护快速切除故障●开关站间光纤通信开关站内通信电缆母线故障保护快速切除故障●开关站间光纤通信开关站内通信电缆基于5G的智能分布式FA故障自治自愈解决方案针对电力通讯的特点，在工程中使用诸如链路保活充分利用5G基础设施，在不用敷设光纤通道的情况下，仅增加CPE就可以提专用网络切片基础，专享频谱，专享带宽，专网转GOOSEGOOSEGOOSEGOOSE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。40.5kV/100kA系统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”,从而提用户1用户3(注：内置3相电流互感器/1支零序电流互感器)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。IEC104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。资产健康管理解决方案—深化资产全寿命周期管理，高效运营维泛在感知，智慧物联机理模型，诊断算法健康评分，专家建议远程支持，移动执行虚拟现实，资源共享预测性维护解决方案资产健康管理解决方案一智能物联的变配电设备环境温湿度监测·开关设备所处环境的温度·开关设备所处环境的湿度机械特性监测·非介入式霍尔传感器实时监测线圈/电机·非接触式角位移传感器实时监测断路器机构图像识别·针对底盘、地刀、三工位开关等操作过程的图像采集·观察窗、摄像头与设备一体化设计并通过试验验证主回路温度监测·关键发热点实时温度监测·一体化设计生产+整机验证，满足绝缘及动热稳定要求气室气压监测·机械表头+环境温度补偿+报警节点+气压信号一体设计·与设备一体进行检漏试验，保证气密性局部放电监测·超高频或电容耦合的方式进行局放监测，成熟可靠·监测传感器与一次主回路隔离，不影响柜内电场分布环境老化机械老化热老化热老化电老化机机理模型+工业大数据+数十年的故障处理经验,有效算法更实用更全面mm初级诊断过压欠压-基于大量试验数据及数十年经验-获得成熟的电寿命计算数学模型-基于负载电流监测数据-计算额定及短路电流的剩余寿命-基于大量试验数据及数十年经验-获得成熟的电寿命计算数学模型-基于负载电流监测数据-计算额定及短路电流的剩余寿命长期泄漏诊断-温度拟合+热通量+数据=漏气率-模糊算法预测气体欠压时间-对快速泄露诊断，在欠压前报警绝对阈值诊断-根据ABB设计标准，设定允许的欠压及过压告警和预警阈值电网行业解决方案根据计算，报警具体风险点集成自动评估系统，形成事件提醒运维建议：1.请检查二相负荷电流差异是否超过10%,如超过10%请平衡负荷电流，若无法进行负荷平2.若负荷平衡后，仍显示预警，请到现场排查故障，检查开关柜通风和周围环境温度，开关柜风机(如有时)应投入，听听设备是否有异响如放电声音，是否有异味，如有条件使用超声波设备进行放电检测触。3.现场排查仍未发现异常，等待停电计划，停机时检查断路器触指变形及表面颜色(正常颜色：银白色/浅棕色；需要关注：深棕色；需要联系ABB服务人员；深褐色/黑色)、触指弹簧异常拉伸、检查断路器主回路电阻(直流100A测试，主回路电阻值不超过出上一次检测值的20%)。4.请联系ABB服务人员Tel:1328888at-完善的产品系列：灵活的解决方案：高度安全性和可靠性：数字化解决方案：安全可靠的变配电设备持续技术创新，性能全面升级优化后的主回路电场优化后的主回路电场强度大幅度下降极大地优化开关柜内的电场分布，实现极低的局部放电水平优化的温升控制减少发热面和电流路径优化的温升控制减少发热面和电流路径增强机械强度，实现更大的柜面元件可用面积完整的机械联锁和创新的五防联锁智能监控系统主动保护人身及设备的安全合合满足国网标准：数字化解决方案：合合安全可靠的变配电设备持续技术创新，性能全面升级1.1倍温升设计优化的设计，优质的选材满足国网温升要求纯空气绝缘设计满足绝缘净距要求，更高的绝缘裕度，无需增加任何复合绝缘措施灵活方便的安装运维空间充裕的低压室安装空间；电缆搭接高度≥700mm,便于柜后维护合合安全可靠的变配电设备持续技术创新，性能全面升级控制和通讯接口监测单元智能触臂电气特性传感器机械特性传感器脱扣模块操动机构储能电机传感器、监测单元深度融合就地诊断、全面评估断路器健康状态不影响原有控制回路，直接替换使用功能模块化结构设计脱口模块在长期通电异常工况下安全运行模块更换时间缩短至2分钟，减少运维时间原装进口PT固封极柱5倍抗冲击性能、拉伸弯曲强度高运行环境温度可低至-25℃-12kV-24kV:PrimeGearZX0;40.5kV:ZX2AirPlus数字化解决方案：满足小型化和零表压下环保气体柜的绝缘能力减少回路电阻，使得发热可以减少20%,降低生命周期的能耗，助力绿色低碳全面感知，互联互通，端到端数字化解决方案云平台数字化解决方案：42安全可靠的变配电设备持续技术创新，性能全面升级创新的电场设计创新的电场设计满足小型化和零表压下环保气体柜的绝缘能力全方位的防凝露解决方案全方位的防凝露解决方案满足恶劣环境适应，保障设备安全运行智能监测与诊断智能监测与诊断全面感知，互联互通，端到端数字化解决方案①4配电自动化和控制①4配电自动化和控制88②电流传感器③电压传感器④位置指示和电机控制智能监测和诊断①环境温湿度传感器②电缆套管温度传感器③气箱压力传感器4二次回路电气特性传感器⑤操作机构机械特性传感器⑥局部放电传感器⑦三工位开关视频监测③ABBABILITY资产健康管理平台安全可靠的变配电设备持续技术创新，性能全面升级低压开关柜-MNS·防电弧设计和完全型式试验，更好地保障操作人员安全·有效预防温升、过电压和抗震，保证设备的持续运行·减少因机械故障引起的燃弧风险，缩短维护和停机的时间抽屉的一、二次元件安装完全隔离，进一步提高防磁骨架，减少涡流，降低温升；抗故障电弧的性能，保证操作人员的人身安全螺栓上红色防松胶，有效保护螺纹·柜内温度控制系统，提供前瞻性维护，减少计划外停机时间·可灵活配置的智能控制模块，第一时间提供故障根本原因分析，缩短维护时间馈电抽屉电机抽屉母排无线温度测量合合低压开关柜-NeoGear·主母排、分支母排、插件合为一体，大大减少柜体部件优越性能的电子脱扣器：持续技术创新，性能全面升级创新的操作机构高储能增加短路分段能力；运动学改进以减少应力创新的极构造创新的极构造减少功率损耗，电流分布更均匀；新的灭弧板结构提高电寿命电网行业解决方案安全可靠的变配电设备持续技术创新，性能全面升级可视化顺序控制结合开关设备配置的电动操作与柜内视频监控功能，可以实现开关设备的可视化一键顺控，从而提高操作控制的自动化水平及安全性。手车控制控制柜号控制柜名控制柜描述：控制柜号控制柜名控制柜描述：互感器车间-开关设备可移动部位中间过程全程监视-到位状态辅助触点和图像识别双重确认控制权限手车状态合问连锁：分闸连锁：控制权限手车状态合问连锁：分闸连锁：-远程操作或观测保障人员安全下行速度：139.9KB/s选择/执行-机器视觉算法自动识别判断刀闸位置和角度选择/执行晶操作时间晶操作时间工作位曲高效曲-—键完成多个设备的顺序操作电网行业解决方案ABB可持续发展战略—2030自身运营碳中和绿色运营绿色运营绿色设计绿色设计联盟联盟▲▲▲▲绿色联盟联盟联盟绿色设计联盟基于生命周期管理的绿色设计低能耗、低碳排的产品，减少能源资源消耗生命周期绿色管理理念服务能源资源消耗最低化能源资源消耗最低化可再生率最大化方案生态环境影响最小化>积极推动环保气体取代SF₆气体>持续推进ABB产品和解决方案实现可循环>推动执行零垃圾填埋>中低压开关柜、VD4真空断路器获得中国环境标志(Ⅱ)型认证>其在全生命周期内碳足迹通过了第三方的核查基于生命周期管理的绿色设计全系列、全场景环保气体应用，降低对生态环境影响ABB新一代中压环保气体绝缘开关柜，在传承传统GIS开关柜所有优点的同时，利用创新技术，全系列采用GWP值小于1的环保气体，安全可靠地助力城市配电实现全场景环保。覆盖12kV~40.5kV,用于一次配电和二次配电采用干燥空气或加强型空气为绝缘气体，其全球变暖潜能值为0在全生命周期内，对人员的安全没有影响，特别适合地下及封闭环境应用变电站室内和室外不需要SF₆气体环境监测，节约投资加强型空气干燥空气干燥空气加强型空气干燥空气干燥空气氧气氮气干燥空气电网行业解决方案基于生命周期管理的绿色设计高比例可回收材料，支撑循环经济可持续发展-固封式VD4真空断路器的可回收率达100%-大部分的开关设备的可回收率97%以上绝缘油回收合计单独，以新原料方式再利用注：所有的数据都来源于CCV3回路单元节约资源