��������� ����� ��������� ��������� ��������� �� �� �� �� 新型电力系统发展趋势及挑战 01 - 2 - - 3 - 新一代低压电力线宽带载波通信助力新型电力系统 技术白皮书 新型电力系统的显著特征是新能源在电源结构中占据主导地位。2024 年《加快构建新型电力系统行动方案 （2024-2027 年）》（发改能源〔2024〕1128 据互通失败率超 15%。 四是低压侧计量、调度控制系统复杂度与可靠性矛盾突出，分布式光伏“四可”（可观、可测、可控、可调）及 未来可溯源、可聚合、可交易等新业态都要求在技术层面实现“感知 - 本地通信 - 网关 - 远程通信 - 控制主站”全链 条协同，多节点故障率叠加（如通信延迟＞ 500ms）可能引发连锁停电风险。 五是分布式光伏经济性与投资回报压力，低压台区数字化升级单台区成本约 12 总之，新型电力系统在低压侧的转型需突破技术、经济与政策的多重约束，需要通过统一设备标准、优化协同控制、 创新市场机制，提升分布式光伏消纳能力与电网韧性，为“双碳”目标提供底层支撑。电力系统需加速推进以计量系统 为基础的低压侧智能化应用经验推广，推动低压侧从被动承接到主动调控的范式变革，其重点之一是推进新一代载波变 革和产品升级换代，全面提升低压侧通信水平。 1. 新型电力系统发展趋势及挑战 低压台区通

测误差及其随机波动特征，以需量防守为约束，基 于模型预测控制技术，对储能充放功率进行实时追 踪控制。 根据具体负荷情况，各储能柜配置在相应变压 器输出侧，通过联络线和云端能量管理系统，实现 区域协同。在每台变压器输出侧安装低压线路智能 监控终端，根据典型工作日负荷曲线情况，由动态 能量控制器来进行日前优化调度和日中实时滚动控 制的储能柜的充放电工作策略，实现平滑负荷和用 户最优用电效益。 3.2 蓄热系统建设 行在线调度控制。 3.4 低压柔直多台区用能互济建设 为实现各个台区之间的功率互济，优化用能水 平，在选择分布式电源配置与负荷特性具有互补特 性的临近台区，建设如图 5 所示的低压柔性直流配 电系统进行台区低压侧互联。 主要建设方案如下：在各台区低压侧分别建 设部署低压柔性直流配电换流阀，各个换流阀之间 通过直流母线互联，从而形成台区之间的低压柔性 互联。就地部署能源控制器，将各台区负荷数据、 互联。就地部署能源控制器，将各台区负荷数据、 分布式电源的运行数据以及低压柔性直流用电系 统的运行监控数据通过 HPLC 方式在能源控制器进 行汇总，控制器根据各台区负荷水平、光伏出力、 生产控制大区 信息内网 信息外网 调度控制系统 云端有序充电 (内网) 云端有序充电 (外网) 订单处理 请求 充电 计划 充电桩 运行状态 配变 运行状态 设点 指令 订单 计划 运行状态 申请 反馈 充电

行诊断 分析，动态优化操作条件，降低塔顶压力和回流比，通过对重整预加氢脱异戊烷 塔 C103、柴油加氢汽提塔 C201、加氢处理汽提塔 C201 及加氢处理分馏塔 C202 进行降压操作，节约低压蒸汽 4.1t/h；对装置换热器的传热效率和结垢系数进行 跟踪测算分析，及时对传热效率下降比较大的换热器进行清洗，其中航煤加氢装 置进料换热器 E101 清洗后，换后温度提高了 15℃。 二是 三个蒸汽管网的平衡情况，开展好管网与各装置用汽点的优化工作。为降低中压 蒸汽消耗，首先将中压蒸汽管网压力由 3.5MPa 提高至 3.72MPa，在此基础上又 将低压蒸汽管网压力由 1.0MPa 降压至 0.68MPa，其后组织将低低压蒸汽管网压 力由设计值的 0.45MPa 降压至 0.30MPa。通过渐进优化三级蒸汽管网压力，全厂 7 台蒸汽轮机（驱动气体压缩机）效率平均提高 2 个单位，节约用汽约 0MPa 饱和蒸汽、发生 0.5MPa 饱和蒸汽、与柴油加氢原料换热、与系统二 级冷除盐水换热，实现热量合理匹配、高效回用；实施全厂低温余热回收及利用 项目，回收凝结水系统余热，通过增加板式换热器，将低压凝结水高温位热量传 递给除氧器进水，有效降低除氧器耗汽约 5～7t/h，换热后进入新增低温热制冷 机组制冷，替代原有蒸汽制冷机组，通过增加 ORC 发电机组回收中压凝结水的 高温位余热等。通过

监控 配 电 系 统 电 能 质 量 ABB Ability ZEE600智慧微电网管理系统 市政电网 光伏系统 储能系统 ABB Ability EAM能效与资产健康管理平台 • 中低压配电方案 • 电机回路控制方案 • 光储直柔配电系统 • RCR无功补偿方案 • SmartPQS综合治理装置 • SmartPQF有源动态滤波器 • AVC动态电压调节器 eEMS Studio能源管理系统 te 2.0终端能效管理系统 面板开关方案 零碳智慧园区电气应用方案 数字时代城市发展的绿色引擎 7 — 电力保障 中低压开关设备 在当下飞速发展的工业时代，园区作为产业聚集的关键区域，其稳定的 电力供应是保障各类企业高效运转的基石。 ABB可为园区提供完善的中低压配电开关设备解决方案，传承一贯领先的 设计理念和质量标准，融合前沿数字化技术，通过对开关柜状态参数全 面感知并结合ABB多年积 CPX一体式开关 UMC100.3电动机 保护单元 配电子式脱扣器的 Tmax XT SPM 低压配电设备 低压终端配电 零碳智慧园区电气应用方案 数字时代城市发展的绿色引擎 9 — 电力保障 中低压配电系统 在零碳智慧园区中，分布式光伏、储能电站等绿色能源设施产生的电 力，需通过中低压配电网络进行汇集与调配，交直流混合供电、多能互 补的新型架构，能够适配光伏直驱、储能双向充放电等复杂场景需求，

变为多种电源接入的交、直流微电网，分布式能源流 向是双向可逆，这要求能源管理系统进行统一管理， 实现多能互补调度，调节微电网，实现新能源的就近 消纳。 b. 配电网的保护和控制。配电网的中压和低压 保护设备各级间需要进行联动，实现多层级选择性保 护配合，快速识别定位故障及快速自愈。传统电网采 用保护方式为逐级整定，延时跳闸，这很难在含有 交、直流微网的复杂电网中实现快速故障定位和 自愈。 多电源出力策略，柔性调整光、储、充、用，优化用 电成本，提高电源使用效率。 b. 配网安全运行模块。在配网上实现安全可靠 供电，快速识别定位故障，采用 IEC 61850 的技术 实现中压和低压保护装置的联动配合以及微网保护设 备间的配合。IEC 61850 GOOSE 技术可以实现保护 装置水平通信，通信延时小于 3 ms，利用这个技术， 上、下游的保护装置可以快速交换过流启动信号。比 以上，同时减少设备维 护成本 20 %，减少 20 %非计划停机，减少 20 %计划 检修时间。 3 智慧能源管理在智慧工业园区应用示例 北京 ABB 低压电器有限公司是 ABB 全球低压 产品制造基地之一，占地达 1. 84 万 m2。ABB 低压 电器有限公司光伏发电及系统集成项目是 ABB 电 气积极践行“零排放”愿景的典型示范，于 2020 年 7 月启动，2021 年 3 月完成项目验收，在现有电力

提升效率、降低成本，支撑软件定义业务。构建三层OS（云侧OS、边 侧OS、鸿蒙OS），超越“七国八制”，支撑业务数字化带着历史走向未来开放的、可演进的数字化；通信建设以目标通 信网架构为牵引，以主网智强、中压融合、低压透明、天地一体为指导原则。 云侧OS 边侧OS 鸿蒙OS 开发使能 数据使能 应用使能 AI使能 集成使能 云底座 安全可信 智慧运营 数据协同 应用协同 和挑战，更要着眼于未来五年、十年后的需求。规划通信目标 网，需重点考虑业务场景和通信技术，既要从场景看技术，也 要从技术看场景，在结合中相互促进。 新型电力系统下，通信目标网呈现四大特征：主网智强、 中压融合、低压透明、全面覆盖（如图）。主网智强需要考虑 包括以“东数西算”为代表的“光跑电不跑”，以边缘计算为 代表的“电跑光不跑”，以及结合时空特性解决新能源消纳和 削峰填谷等需求。并且，在过往的台风应急中发现，10kV通 体系性思考支撑400V低压透明的通信需求。 ETSI于2023年底重磅发布了《F5G Advanced代际标 准》，电力行业也在沿着F5G Advanced技术路线规划电力通 信目标网，目前已取得了规模部署。可以看到，在主网通信方 面，国网开展fgOTN试点和商用，莫桑比克EDM商用 fgOTN；在配网中压回传方面，山西等电力公司部署以硬隔离 PON为代表技术的光纤网；在低压通信方面，陕西等电力公司

撑多业务实时接入；农村等广覆盖区域，可以通过运营商公 网或无线专网来实现通信回传。 ·三是双模电力载波通信，以解决电力到用户最末端的通信难 题。双模电力载波通信可以实现99.9%的通信可靠性，分钟 级采集和秒级控制，支撑低压透明化，实现低压“可观+可 测+可调+可控+可追溯”。 ·四是基于云的企业统一数字平台，可以成为智能企业的操作 系统。通过构建企业级的统一数据底座、统一AI模型工厂、 统 一 物 联 平 台 等 ， 用。同时，让懂电力的行家成为懂数字化的专家，帮助业主构 建可持续发展的体系性的数字能力，这也是电力数字化军团的 价值导向。 在“数字底座+开放生态”基础上，国网陕西电力已经实 现了“变-箱-户”低压拓扑识别，在盲测场景准确度达 100%，日冻结采集成功率99.98%，异常事件1秒上报，停电 信息3分钟内通知到户；实现15分钟台区线损计算和分析、 0.4KV分布式光伏群管群控，实现居民小区有序充电等。作业 | 电力数字化军团资深行业解决方案经理 钱进进 电网机遇与挑战并存: 配电网是电网连接用户的“最后一公里”，直接影响电 力供应的质量和可靠性。随着新型电力系统建设的不断深入，中低压配网面 临更多来自开放、互动业务场景如中低压配网系统运行、生产技术、市场营 销等的挑战；同时，配电网存在故障多、站点多、巡检难等问题。 配 构建面向未来的 配电数字化通信底座 构建 万物互联的 智能世界 [ 华为说 ]

通过简化标准合规，更容易对系统及其组件进行认证，从而满足本地和国际法规的要求。 24 | 智能电网的主要标准 国际电工委员会（IEC）制定了涵盖智能电网关键方面（从选型到潮流管理）的标准。 IEC 60364 : 低压电气装置的选型标准。 IEC 60909 : 短路电流计算的全球参考标准。它有助于确定保护装置的选型并保障设备安全 。 利用软件 确保满足标准要求 2. 在多源电网领域，遵守国际 这些文件对于向第三方审核机构证明合规性至关重要 。 选型软件纳入了如下关键标准 用于短路电流计算 IEC 电压额定值 功率大于 1000V 的交流电气装置 考虑非绝热加热影响的热允许短路电流计算 三相交流电网中的短路电流 低压电气装置 26 第五部分 智能电网的硬件选型 27 设备选型标准 1. 在多源智能电网中，硬件选型是确保系统性能、寿命和灵活性的决定性因素。设备必须满足国际标 准的要求，同时提供适应现代电网复杂需求的特定功能。 这可确保供电持续，并保护敏感设备。 纳入制造商配合表的软件能够模拟保护装置的响应时间，保障实现最佳配合。 例如，它们会验证上下级继电器是否按所需顺序动作，以确保完全的选择性，即便在不同电压等级 （中压和低压）之间也是如此。 优势：这些模拟可降低未受影响区段出现过载的风险，优化设备性能，并确保更高的安全性。 它们还能保证设计可靠，符合规范要求，即便对于最复杂的网络也是如此 。 30 31 第六部分

外，企业系统内 部中压元件、低压元件及低压变频器品牌众多，三分之二的配电室运行超过10年，部分区域老旧设备占 比大，运行风险极大。部分元件已经停产，运维难度大。由于品牌不一，运维人员很难对现有设备做系 统检修或维护，需要专业的指导与运维建议。 对此，施耐德电气在该项目中提供中压断路器HVX EcoFit改造方案和低压断路器转接套件EcoFit改 造方案、低压变频器EcoFit适配改造方案 管理体系搭 建，并提供相应的硬件基础设施，形成完整的解决方案。基于EcoStruxure架构与平台，施耐德电气为 舜宇光学提供了一整套具备电力监控、资产管理、电能质量管理、能效管理等功能，以集中低压一体 化、软硬件一体化、运管维一体化三个一体化能力为核心的数字配电解决方案。 协助改造后，舜宇光学相关工厂基本实现100%数字化监控与记录、测温巡检人力成本减少25%。 目前，施耐德电气正在为 状态监测及数据采集和上传，以及对各个负载运行数据的本地化统一收集和管理分析，使系统状态高度 可视化，并可实时报警提示、定位，提高运维质量和效率及能效，避免重大事故发生。 最终，施耐德电气通过中低压一体化解决方案，助力虹桥站完成配电系统智能化改造，高度确保运 营安全，并树立了智慧车站典范。值得一提的是，这一系列工程是在不影响正常运营的情况下，快速高 质量完成的智能化改造，这也为未来更多的车站改造提供了模板。