ABB

自一个世纪前开始大规模供电以来，从化石燃料向可再生能源的转变构成了电网最深刻的变革。风能、太阳能和水力等分布式和间歇性能源与电动汽车(EV)、储能系统和低净值独立能源建筑等新技术一起，正在占据能源板块中越来越多的份额。所有这些正在对电网的稳定性和可靠性造成冲击。作为应对，输电系统运营商(TSO)正在强化电网标准，明确所有参与者在发电资产并网时必须遵循的规则和义务。公用事业企业、集成商和发电企业必须提供基于“数字孪生”的详细、高保真的电力系统模拟报告，和通过现场测量或组件认证验证的控制系统数字仿真模型。这导致了发电厂主要部件和控制系统在调试和运行期间需要进行测试的次数越来越多。在本白皮书中，ABB大致介绍了电网运营商如何与有实力的技术供应商合作来应对这种新趋势，确保遵守日新月异的电网标准，管控电网行为变幻莫测的复杂性，并抢占先机部署新一代数字化智能电网解决方案来获得空前的连接性和可靠性。

在电力生产企业或者其他涉及使用电力的企业，当设备开展计划性检修或设备临时停电消缺时，需要断开设备的空气开关(也叫空气断路器，简称“空开”)隔离电源。在整个检修工作期间，空气开关需要长时间保持在“分闸”位置，确保检修设备不带电，以保证检修工作人员的绝对安全。目前，主要是通过在已断开的空气开关上悬挂“禁止合闸有人工作"安全标志牌(线式悬挂)警示，防止其他人员误操作合上空气开关对检修设备送电，导致检修工作人员发生触电安全事故。 通过现场调查统计，我公司设备电源空开较多，且厂家型号不同(包括ABB、施耐德、西门子等) ，仅机组配电柜内空开就有3000余个。因其空开本体上无稳固悬挂安全标志牌的固定点，导致安全标志牌悬挂后易掉落，容易发生人为误操作(图4)，且容易遮挡空开名称(图5)，给现场的安全生产带来极大隐患。

数字化转型与能源转型并举，随着可再生能源的接入需求日益增长，如何构建低碳安全高效的智能电网、实现数字化转型已然是配电行业的重中之重。配电设备的数字化.智能化，大大提升了工业系统的运行效率，并降低了能源的消耗，是助力“双碳”战略、实现能源强国建设目标的重要基础和支撑。

局部放电水平能够有效地反映电气设备的绝缘情况，能够在设备故障早期发现问题，从而避免故障的发生、发展；因此局部放电检测对于电力设备的安全运行具有重要意义。国际上很多著名公司和科研机构均在研制局放检测系统，如德国西门子公司、瑞士ABB公司、英国EA公司等。局部放电监测也是状态维修的需要。对电气设备进行局放检测，可以及时获取绝缘状况信息，通过对这些信息进行处理和分析，能够对设备的绝缘可靠性做出判断，对设备使用寿命做出评估，为设备运行检修提供依据。 目前，高压架空绝缘线路在电网中得到广泛引应用。然而高压线路在运行过程中，外部环境负责，各种外部应力都可能造成其绝缘劣化，从而产生局部放电并最终发展为整个绝缘失效。近年来，常采用EAtechnology的UltraMet仪器测量线路的超声信号对架空绝缘线进行放电监测和放电源定位，实践表明，该方法有一定效果，但对高频的局放信号采集能力不足，也未有研究对采集到的信号进行系统分析。 本项目设计一种采样频谱宽，抗干扰能力强的光纤电流传感器，实现对多种故障下的局放信号采集。运用信号分析技术对采集的数据分析，实现对故障的识别以利运维检修工作，提高工作效率。

开关

现场整体式绝缘考核相比分布式绝缘考核，对保障电网设备安全运行更加有效，且电压等级越高，整体绝缘考核更为必要。但是，以特高压GIL（公里级、容性）、电抗器（感性）为典型的大容量设备，现场整体绝缘试验仍为空白。主要存在三方面难题：①装备制造难。受试验空间限制，装备电-热-结构耦合关系复杂，温升、局放等指标控制与容量提升矛盾突出，制造困难。②过程实现难。GIL内部金属微粒运动随机性强，老练电压参数与微粒捕获率的定量关系难以建立；电抗器内部放电与外部复杂干扰严重混叠，人工识别易发生误判。③缺陷定位难。缺陷放电激发的信号传输-响应量化模型难以准确建立，无法实现精准定位。项目团队历时5年，产学研用协同攻关，首创现场试验用大容量补偿装置设计制造技术。发明了温度-结构耦合迭代的补偿电抗器轴、径向温升非线性控制技术，提出了多重约束、载荷解耦的补偿电容器集约型结构设计方法，研制了移动式绝缘试验装备，与德国等已有装备比，感性、容性补偿容量分别提升7.5倍、71.7%。创新了关键装备。提出GIL分级量化加压、电抗器局放自主识别技术。揭示了微粒跳跃高度与碰撞恢复系数、归一化电压呈指数关系的机理，提出了“敏感电压”分级量化老练方法，金属微粒捕获率提升18%；提出脉冲电流极性判断、时域波形特征聚类的放电源分离技术，电抗器试验放电源诊断准确率达90%。创新了试验方法。研发特高压GIL、电抗器内部放电源精准定位技术。发现了GIL放电声波传播“高峰/陡降效应”，提出了跨越高峰区域、逼近陡降区域的传感器布置方法，创建了放电源全域反演算法，实现公里级GIL放电米级定位。提出了基于多物理因子、双端差异化响应的电抗器绕组放电缺陷定位技术，精度达到线饼级。创新了处置手段。 项目获授权发明专利27项，多项关键技术被纳入1项国家标准、4项行业标准、1项企业标准，出版专著1部，发表论文41篇。中国电机工程学会组织、邱爱慈院士领衔的鉴定委员会认为：“技术成果居国际领先水平”。成果先后应用于特高压盱眙、淮南站及苏通GIL管廊，推广至国内10项特高压工程，核心技术还应用于ABB、东芝、天威保变等主流设备厂家，成功发现GIL绝缘子表面异物、电抗器出线放电等多起绝缘缺陷。实现了特高压大容量设备绝缘试验从分布式考核到整体式考核的技术跨越，有力保障了我国特高压电网运行安全。

在构建新型电力系统的背景下，电网和用户均面临诸多挑战。特别在城市场景下，如何解决大量不稳定分布式新能源接入后给电网调度、用能安全，设备运维及用户体验带来的挑战，如何兼顾绿色与低碳，节能与体验，经济回报与可及性，ABB在建设厦门工业中心“源网荷储”示范项目的探索和实践中，通过商业模式和技术创新，以边缘侧能源管理构建智慧微电网解决方案实现云边协同的新一代能源调度方案，通过5G通讯技术实现智能分布式自治自愈解决方案到物联感知主动预测智慧运维，层层保障电力系统的稳定性及可靠性，将助力电网打造高韧性配电网络和新型电力系统的建设。

采用IEEEP1894《电力系统暂态过电压测量与记录导则》方法获取的暂态过电压实测数据对电力系统故障分析、绝缘配合、雷电防御提供重要支撑，目前已在±800kV宾金特高压、锦苏特高压、向上特高压、南网±500kV昭通站、川藏联网、电力天路等国内重大工程及多个省级变电站应用，应用效果得到了国家电网、南方电网、大唐电力、ABB、西门子、国内高校及电力设备制造企业等10余家单位专家代表的一致认可和肯定。 本项目编制的IEEP1893《直流输电线路及接地极线路参数测试导则》已对锦苏、复奉宾金±800千伏及青藏联网格尔木-拉萨土400千伏等多条直流输电工程线路进行了参数测试技术方法已经很成熟，适用于直流输电线路和接地极的参数测量，为后续暂态过电压数值计算提供准确详实的数据资料，在国内以及国际上具有领先的技术水平。

智能配电

PowerCare无忧服务以专属客户经理和数字化平台为基础，通过 “人+算法+平台” 三位一体融合，为用户提供模块化、定制化的设备全生命周期管理和智慧运维服务解决方案。