—低碳园区ABB电气方案之实践戴天鹰ABB电气设计院渠道技术专家ABBElectrification—外购电力和热力园区温室气体•因园区生产经营产生的所有其它排放•物业运营员工通勤上下游产品(购买设备、办公室装修、办公耗材等)生产经营产生•管理数字化•节能降耗•能源管理•多能互补•再生-冷热源•园区物理边界或控制的资产内直接向大气排放的温室气体•燃煤锅炉，园区拥有的燃油车辆•高比例-再生能源•交通电动化•因使用外部电力和热力导致的间接排放电网的火电•燃油或天然气为能源的热力园区碳排种类定义措施—碳汇绿化和碳交易交通电动化—零碳园区解决路径数字化管理数字化绿色建筑节能降耗再生能源高比例使用—高比例使用再生能源-ABB光储直柔解决方案2022年4月1日GB55015《建筑节能与可再生能源利用通用规范》：新建建筑应安装太阳能，光伏组件设计使用寿命应高于25年建筑光伏一体化通过光伏建筑一体化(BIPV)的方式增加新能源接入，屋顶、墙体均能发电，从而提升建筑自身清洁能源生产能力。建筑表面占地约1万平米，1MW装机容量，累计节省1万吨标准煤，减排2.7万吨二氧化碳。空气源热泵使不能直接利用的热能(冷能)再生为可直接利用的热能(冷能)，得到了只消耗少量电能，而获得2~6倍于输入功率的节能回报，这是空气源热泵工作原理决定的。—高比例使用再生能源新能源发展综合调度地能或地表浅层地热资源的温度，是很好的热泵热源和空调冷源，这种温度特性使得地源热泵比传统空调系统运行效率要高40%。ABBCylon控制引擎太阳能利用空气源热泵October27,2022Slide5地源热泵ABBCylon控制引擎—园区新能源解决方案概览交流低压柜LV/变压器/MV中压柜光伏组件光伏逆变器(PCS)DCACAC电网光伏安装面积与发电量估算–经纬度，海拔，时区–安装角–组件类型和安装类型–月度气象数据风速，湿度，气压，大气浑浊因子等等光伏发电并网要求：–0.5MWp<总安装容量≤30MWp:宜采用10kV~35kV电压等级；–接入10kV电压等级，公共连接点的最大等效电源出力小于6MW—分布式光伏发电方案组串式光伏发电站(公建)参考标准/规范：光伏发电站设计规范(GB50797-2012)光伏电站接入电网技术规定(Q/GDW617-2011)平屋顶(预计装机量637kW)坡屋顶(预计装机量839kW)……DCDC预装式变电站October27,2022Slide7…………ACeHouse预装式变电站：2.8m12.192m2.896m—分布式光伏配电方案eHouse预装式变电站(光伏装机容量2~4MW)eHouse中压柜变压器低压柜变压器：≤4000kVA,10.5/0.54(0.8)kV中压开关柜(推荐):12kV，UniGearZS1/UniSec低压开关柜(推荐)：MNS/MDmax系列光伏装机容量：2~4MWOctober27,2022Slide8DC逆变器平面布置图系统架构图系统单线图设备配置光伏组件串AC—储能方案智慧储能小屋适用于500kW/1000kWh储能使用场景1.频率调节2.平滑输出3.削峰4.热备用5.负载均衡6.电能质量非步入式CloudIoT智慧储能小屋HMI-本地显示辅助设施-火灾消防系统-空调系统PCS-500kW-充放电算法电池簇-1,000kWh-BMS低压柜(集成辅助配电和UPS)电网接入变电站或开闭所本地能源管理系统EMS上级管理系统-SCADA新能源接入ACSWG-保护计量DC汇流柜-BMSOctober27,2022Slide9一体化空调系统用电负荷-远程管理充电桩汇流柜消防柜EMS机柜电池簇PCS—负载曲线—实时及预测值—能源管理系统EMS智慧储能算法_优化SoC，提高充放电性能机器学习算法根据历史大数据进行进一步优化综合考虑以上各项因素，初步预估充放电策略，包括最佳充放电时间以及充电电能量结合电池实时状态和实际运行工况，指定SoC充放策略光伏发电曲线—实时及预测值储能系统实时状态最大功率限制October21,2022Slide8—建筑直流配电方案直流系统的选择1.直流电压等级2.接地型式选择3.保护配置综合考虑弹性配电、峰谷电价、光伏发电、负载及储能优势–预测未来数十分钟，日，月维度的耗能量–结合时段特性(日，周，月，季节)预测–结合日程特性(节假日，运检计划，限电计划)–结合天气特性–结合负荷类型(生产用电，生活用电，建筑用电，充电桩，储能)–配合开关和综保，考虑极端事件和事故–确认并优化各特性间的耦合关系数据类型训练频率预测精度调控精度价值–整合高密度(最小5s)并减小信息丢失光伏发电5s15mins1s楼宇负载5s15mins1s–结合长期数据和静态模型提升机器学习算法的准确度–经济/低碳/安全多种目标模式满足不同场景需求生产负载1min30mins优化建议充电桩1min15mins1s储能系统5s15mins1s—源-网-荷-储柔性调节优化ABBAbilityTM智慧能源管理系统目标值最优化AI算法分时电价及需求侧响应命令提高能源消纳光储波动调节预测和调楼宇负载度充电桩预测和调度生产负载预测新能源发电预测储能充放电调度ZEE600—数字化管理-ABB智慧能源管理系统及智慧运维遥测遥信告警开关遥控网络拓扑图用户管理一键顺控—ABB智慧能源管理系统架构数据接入应用模块智慧能源平台源网荷储协同优化ABBAbilityTM智慧能源管理系统储能调控楼宇调控发电预测负荷预测VAVPTAC空气控制器处理机交流充直流充电桩电桩水泵混合空气控制传感器中、低压开关柜及断路器红外遮阳传感器控制照明DALI控制箱网关October27,2022Slide14中压微机继保装置照明控制楼宇控制系统低压配电箱电化学储能照度传感器传动和表计边缘控制器气压表水表天气数据生产数据能源优化配电监控光伏发电新风机组定时器能源计量光伏储能配电设备暖通空调MES充电电表UPS能源可视化：–提供基于WEB技术的能源管理应用，内置专业能源分析工具，包括散点图，面积图，阶梯折线图，堆叠柱状图，桑吉图，帕累托图等；–能源情况一目了然，及时发现异常用能情况；–可对能源优化结果进行跟踪分析；–内置能源报告功能，可根据用户自定义格式，定期自动生成能源系统运行报告，助力用户高效管理。—智慧能源管理系统能耗分析和报告应用October27,2022Slide15•轻载/空载识别；•低功率因数告警；从而及时发现处于高能耗工况的设备。变压器损耗损耗是配电网中的主要部分，通过对负荷率计算与统计，结合变压器经济运行算法，为园区提供经济的配电网运行方式。—智慧能源管理系统能耗分析和报告应用针对风机、泵类设备，通过系统实时分析电力数据，实现：风机、泵类负载变压器经济运行实时状态、运维建议信息互通、网络安全备件工具，资源管理移动派遣计划：工单管理基于设备运维建议，结合实际运营策略，实现从被动预防到主动预测的智慧转变断路器变压器中压柜低压柜UPS变频器电机在线数据采集(智能设备)+离线数据ABBAbilitym资产健康中心—智慧运维减少日常维护的碳排和事故碳排健康评估设备状态良好运维建议基于设备健康状态告知运维建议全方位的电气设备健康管理可移动的电气运维管家虚拟设备—虚拟指导91第二层：评估诊断第三层：运维建议第一层：数据采集October27,2022Slide17结合生产、运营计划资质权限、KPI管理Gateway网关运营人员设备资源系统数字化低压开关柜及智慧三箱ABB数据云平台IEC61850ModbusRTUEQMeterInsiteproMRelion智能保护测控装置(IEC61850)智能监测装置电子式电流传感器断路器机械特性监测模块电子式电压传感器温升监测模块(母线、断路器及电缆搭接点)电动操作机监测模块(手车/地刀)—低碳环保设备数字化开关柜量化状态健康评估运行管理能源策略电气参数、能耗数据、设备开关状态、设备温升数据、触头磨损数据……数字化中压开关柜October27,2022Slide18eEMSStudio能源管理系统TruONE健康管理中心ABB云端资产TVOC-2IM300能效分析EkipE-HubTmaxXT运营策略能耗总览实时监控EkipUPEmax2Emax2TmaxREF615RS485—建筑的节能降耗➢全数字化智能解决方案，将太阳能、暖通、新风、空调系统互联互通，打造“零能耗、恒温、恒湿”的住宅居住环境。➢通过性能模拟优化和参数化设计方法，来适应不同环境和气候条件。➢ABBi-busKNXPEONIA系列集节能降耗、智能便捷为一体，可对建筑的室内温度、湿度进行自动调节，并设置夏季/冬季两种工况模式，自动切换。➢自动控制功能可大量减少管理与维护人员的工作量，降低管理费用，提高工作效率及管理水平。➢整个系统可配置高达50,000多台总线设备(包括驱动器及传感器)，满足您的所需—建筑能源优化模块楼宇内部自调优气象站照明度(3个指向),光线昏暗,下雨,室外温度,风速,日期/时间亮度传感器依据外部明暗度结合百叶窗控制和光控制提供持续的照明ABBClimaECO暖通空调解决方案最高可节能30%达成所有目标语音控制、手机APP控制支持各类操控方式灯光控制驱动器满足各类灯光控制需求移动感应检测器结合光控可节能40%能源管理驱动器控制与计量单项负荷控制与可视与门禁系统无缝对接智能控制面板多样设计3.3.4水泵、风机以及电热设备应采取节能自动控制措施。3.3.8建筑的走廊、楼梯间、门厅、电梯厅及停车库照明应能够根据照明需求进行节能控制;大型公共建筑的公用照明区域应采取分区、分组及调节照度的节能控制措施。3.3.9有天然采光的场所，其照明应根据采光状况和建筑使用条件采取分区、分组、按照度或按时段调节的节能控制措施。3.3.11建筑景观照明应设置平时、一般节日及重大节日多种控制模式。智能化的投资回报率—暖通空调与照明节能能耗动态监测，负荷精准预测在普通的商业建筑中，仅暖通和照明耗能就约占到整体建筑能耗的50％。通过引入智能的自动化系统，可以降低30％到50％的能耗成本。-30/-50%降低能耗成本50%暖通和照明智能自动化强制标准3–灯光、窗帘控制更加自动化、更舒适–无缝集成，维护工作更智能、更快捷、成本更低–降低运维人力和时间成本，从而最大限度地提高服务连续性、管理和投资成本。–可通过报警实时了解现场状态。实际节能时间比例：办公室22%，公共区域36.4%某公司办公楼总照明功率100kW，功率1200kWh/天，25.2万kWh/年以楼层平均省电30%计算，每年省电7.6万kWh减少CO2排放：59吨/年—通空调与照明节能智慧照明系统案例智慧照明系统October27,2022Slide22—厦门工业中心零碳园区ABB低碳园区实践案例——厦门工业中心零碳园区智慧能源升级项目采用能源硬件设施及多策略精准柔性调控策略的一体化解决方案实现：管理数字化再生能源绿色建筑支撑园区100%绿色能源供应ABB厦门HUB工业中心提高能源运行管理效率30%节省能源成本高达~10%ABB厦门工业中心是ABB全球最大、最先进的制造基地之一，占地面积达42.5万平方米低碳技术路线–光伏+储能+平台化管理+智慧能源柔性调节系统。–设计采用单晶硅光伏组件，在ABB工业园区自有资产建设20MW分布式光伏发电项目，项目采用总体规划，分期建设，其中一期规模12.3MW光伏系统。–按照“自发自用、余电上网”的原则进行设计，并网方式采用10kV高压并网。业务模式–合同能源管理模式ABBAbilityTM智慧能源管理系统—厦门HUB智慧园区升级项目项目背景及规划原则October27,2022Slide25楼宇自动化充电设施配电网光伏储能~=~=中压工厂2500KVAAC10kV/0.4kV400VAC2500KVAAC10kV/0.4kV储能0.8Mwh/400kw再生能源—厦门HUB智慧园区升级项目====低压工厂1250KVAAC10kV/0.4kV高比例使用10kV光储充直流微电网EcoFlex光储充交流微电网EcoFlexOctober27,2022Slide26部署方案~~~~====~=~=~~======50kWDC750V/DC240V储能0.4Mwh/200kw1250KVAAC10kV/0.4kV2500KVAAC10kV/0.4kVSolar300kW组串式逆变器~=光伏6MW光伏6MW500kWAC0.4kV/DC750V组串式逆变器±375VDC110kV110kV400VAC增补增补变流器变流器空调空调照明照明400VAC—厦门工业中心零碳园区智慧能源升级项目光伏负荷分析1,0008006004002000-200-40010.90.80.70.60.50.40.30.20.10谷电费平电费峰电费功率光伏综合October27,2022Slide27负荷响应虚拟平台下发节能或温度调节指令：▪公共区的末端照明和空调自动调节到节能模式,公共区照明会关闭部分回路，降低到基础照度；就地风机盘管会响应平台温度设定指令自动升高(夏季)或降低设定温度(冬季)1度，达到节约耗电量6%-7%的指标。▪前端空调机组自动调节进回水温差设定，空调机组缩减1/10工作，就立即降低了该空调负荷的10%，在不牺牲用户舒适性的前提下实现了柔性控制。厦门工业中心零碳园区智慧能源升级项目柔性调控建筑节能降耗源荷绿色建筑可调负载节能降耗~10%电梯其他楼宇系统锅炉ABB智慧能源管理系统照明机房、数据中心、重要生产负荷等不可调暖通空调充电桩窗帘——碳汇绿化和碳交易交通电动化—零碳园区解决路径数字化管理数字化绿色建筑节能降耗再生能源高比例使用