数字化助力新能源设计运营分析报告

1、Internal2022 施耐德电气数字化助力新能源设计运营2022年9月Internal10Xmore connected devicesthan people by 2025Source: United Nations, IHS82%of untapped energy efficiencypotential in buildingsSource: World Energy Outlook 2012MoreMoreMoreSource: IEA WEO 2014适应新能源时代的新型电力系统2Xfaster growth of electricitydemand compared toen集

2、e中rg式y发d电emand b输y电2040配电电力零售能源消费者(多an形d式m集中o发re电than 5输0电% in industry)更复杂的配电MoreDECENTRALIZED70%of new capacity additionswill be renewable formsb电y力2零0售4及0运营Prosumer能源产销一体化Source: BNEF传EL统EC能T源RIC系统单向能DI量GIT流IZEvDs.新能源多D能EC融A合RB，O产NIZ销ED互补Internal2022 施耐德电气| 第3页新型电力系统会对安全性提出更多挑战间歇性、随机性影响电网供电可靠性 如何

3、增加灵活性以避免停电和电网崩溃挑战1：供电可靠性和连续性新能源发电的间歇性挑战2：电能质量及合规性大量电力电子设备（如逆变器等）接入电力电子设备引起谐波、三相不平衡 高渗透率下频率和电压难控制余电上网如何满足电网合规性Internal2022 施耐德电气| 第4页新能源/微电网规划设计Internal2022 施耐德电气| 第5页ETAP新能源电力系统仿真分析高品质设计，优化投资成本，保障系统安全可靠性光伏板/光伏阵列：厂商数据库/P-V和I-V 曲线交、直流系统分析逆变器模型和运行方式模拟基于位置和时间的太阳辐照度计算风力发电机：支持传统异步电机，变转差异步电机，双反 馈异步电机，直驱风力发

4、电机不同规模的风电场稳态和暂态仿真分析电池储能模型与蓄电池容量估计：锂电池，铅酸电池建模，电池参数估计计算一个工作周期内蓄电池放电时的电池容 量，电压，电流和输出功率，验证蓄电池性 能可靠性分析：评估系统可靠性，指导系统设计和运行工作系统/负载点/母线可靠性指标EENS和ECOST灵敏度分析保护定值校验和上下级配合：计算和校核保护定值和延时，实现上下级保 护的准确、可靠和选择性，保证能有效的切 断故障回路，避免由于误跳闸、越级跳闸电缆载流量分析：设计和优化电缆选型，在保证系统安全和可 靠性的情况下，最大限度的使用电缆的载流 量，降低成本Internal2022 施耐德电气| 第6页蓄电池容量估

5、计和放电校验锂电池，铅酸电池建模，电池参数估计电池充电、放电控制模式多个电池荷电状态（Soc）类型基于电压或发电量的BMS控制系统支持交直流混合潮流或时序潮流仿真计算一个工作周期内蓄电池放电时的电池容量， 电压，电流和输出功率验证蓄电池性能Internal2022 施耐德电气| 第7页配网潮流分析与时序潮流大规模不平衡系统的多核计算 ， 1000万的元件GIS建模及可视化结果交直流统一求解支持分布式能源、储能的配电网系统包括系统不平衡、负载和电压越限报警新能源接入的潮流分析用于未来规划的负荷增长研究Internal2022 施耐德电气| 第8页配电网短路故障分析配网短路分析ETAP采用最新的I

6、EC60909-2016 / GB15544 标准能够标准 化选择满足要求的最佳型号设备，避免过高估算设备容量， 从而节约设备成本。符合最新 IEC /GB / ANSI / IEEE 标准支持单相配电板、UPS、变频器等设备的计算三相对称及不对称短路（ L-G，L-L，L-L-G）计算图形化显示结果和报警信息平衡和不平衡系统的IEC和ANSI短路计算选定节点的同时故障分析包括三相和单相故障分析考虑故障前的系统负载情况Internal2022 施耐德电气| 第9页保护设备配合、动作序列与动作评估经核电体系认证的的设备库灵活可调的设备设置TCC曲线展示高中低压保护设备和设备损坏 曲线详细的设备设

7、置报告高效完成整个系统的上下级选择性配合分析，避免故障越级跳，提高供电可靠性插入故障，查看保护跳闸顺序是否满足要求对过流保护和配合区域自动评估自动显示TCC曲线和设备损坏曲线自动选择最坏情况下的故障位置评估结果图标显示和自动更新分析结果报告Internal2022 施耐德电气| 第10页谐波分析评估新能源接入系统的电能质量，保证新能源接入的合规可靠谐波潮流分析三相不平衡计算基于风速及光照强度变化预测，模拟接入点的电压波动电压暂降仿真滤波器设计和容量估计自带滤波器模型单调谐、高通和带通滤波器用户自定义频率范围识别谐振条件Internal2022 施耐德电气| 第11页微网解决方案Internal

8、微网定义：集 源网荷储控 为一体的小型能源系统充电场蓄热/冷生物质发电电池储能分布式风机集中式热电厂集中光伏抽水蓄能源网储荷控分布式光伏, 柴发机组, 风力发电机, CHP, 市电电缆、母线直流网络、交流网络暖通空调 HVAC, 充电桩, 工业负荷, 楼宇负荷电池储能, UPS, 相变蓄冷/蓄热, 燃料电池, 氢储能微网控制器, 能量管理系统楼宇负荷屋顶光伏Internal微网方案助力满足双碳目标下安全高效运营新需求经济性安全性|安全用能需求供电可靠性：连续可靠供电不影响业务连续性供电灵活性：主动应对电网停电风险、自动并离 网切换、智能甩负荷（保障关键业务）电能质量：消除谐波和三相不平衡、保持

9、电压和 频率稳定、保证余电上网合规性避免电网罚款低碳化|去中心化SE应对方案经济用能需求节费降碳：提升绿色能源自消纳比率峰谷分时电价：更加智慧的削峰填谷需量电费罚款：管理最大需量避免越限价值增值（远期）：自动需求响应实现价值增值双碳目标智能化EMA微网能源顾问ETAPGrid微网控制器/EMO需求趋势2022 施耐德电气| 第13页Internal2022 施耐德电气| 第14页微网在不同运行环境下有不同的功能需求电费管理需量管理自消纳比例提高远程监控 & 预测输出管理&电网合规需求侧响应&调频并网型电网转换可孤岛型 离网模式预备离网型负载共享负荷分配甩负荷黑启动本地 HMI/SCADAEMA

10、EMO or ETAP离网预备InternalETAP Grid 微电网控制器：系统架构光伏阵列发电机组电化学储能 PCS/ BMS系统AC 市电网络Power SCADA（ETAP 实时系统）边缘 控制互联互通 的设备逆变器风力发电机进线断路器ETAP Grid 微电网控制器数据传输数据传输指令下达进线断路器AC负载SVG STATCOMInternalETAP设计标准、V&V认证逻辑反馈 & 验证对测试案例进行验证在电力系统，验证控制器的日志报告设计 & 标准设计控制系统包含ETAP数字孪生系统 包括一次、二次和主控制器基准控制器逻辑和性能设置部署 & 验证一次点击即可将模拟器设置传输到硬

11、件 循环使用ETAP软件运行测试对照基准 验证控制器的响应ETAPDigital Twin通讯 协议通讯 协议Contingency Test CasesETAP模拟器SIL控制器硬件控制器 元件控制器硬件InternalETAP Grid 微电网控制器：核心功能自动化管理并离网操作在微电网内部将最大化可再生能源 渗透率提到最大以出力和负荷的平衡策略来确保电压 和频率稳定当孤岛运行时全局管理保护装置的整定值微网运行 方式切换确保孤岛微网 的稳定性当出力不能平衡负荷的时候切除非优先级负荷监视各种电气参量以及DER的其他关键指标本地监视并网操作出力分配管理负荷分配甩负荷保护&接地管理倒送电管理频率

12、调节按照并网协议以及电力公司的信号来管理电量 的并网送出电网辅助服务控制发电机/储能来辅助调频，保障电能质量，避免电网罚款SCADA系统ETAP Grid 微电网控制器InternalETAP Grid 核心模块储能平衡BESS 控制可配置的控制分级控制基于网页的 客户端和应用程序分级控制模型驱动控制AI 驱动 CMMS储能负荷控制逻辑功率限制选点处理分布式 电源稳定支持无功和PF控制网络Internal2022 施耐德电气| 第19页ETAP Grid 客户价值灵活性提高系统弹性和灵活性灵活扩展和适应功能的任何电厂拓扑出力负荷分配，快速响应系统变化合规性提高电能质量和合规性电能质量和性能合规

13、的持续监控按照电网规范要求进行控制操作可靠性加强供电可靠性精密调整和控制，避免试错减少扰动影响，避免计划外停电一致性从设计到控制的一致性经仿真和验证的控制逻辑部署从设计软件到控制硬件的闭环Internal全生命周期：软硬兼施，完整能力满足全生命周期需求Co20n2f2id施en耐t德ia电l P气ro| f第 S20c 页hneider Electric | Page 20定制化：根据用户 需求定制系统方案CAPEXOPEX：全生命周期的一站式服务多种DER，软硬 一体 的集成能力智能算法：优化能源 成本和消纳水平深耕技术，经验 丰富的专家精益设计：提供DER容量设 计，经济性和系统评估运营维

14、护规划设计应用、分析 和服务EcoStruxure Microgrid Advisor 微网能源顾问边缘控制EcoStruxure PO 电力监控系统T300智能控制终端微网控制器电网实时 监控系统EcoStruxure PME 电能管理专家EcoStruxure BO 楼宇监控系统SE 能力互联互通 的产品照明控制楼宇控制能源并网柜中低压配电设备不间断电源电能治理Link150 网关DER控制柜智能表计DesignETAP 仿真分析软件Microgrid Design Tool微网规划工具Internal解决方案ETAP Real-Time 与 Grid 控制器用于印度班加罗尔亚马逊仓库电气系 统监测、控制和管理等。数据采集、监测与管理控制模型驱动的微网解决方案支持全方位的交流和直流分析基于需求的并网和离网控制与管理使用安全算法对BESS、光伏、柴发系统进行监测和控制P, Q 和 V 控制模式趋势分析（历史和实时）、报告、报警、事件SOE（关键信号