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1、白皮书确保电网规范合规性的数字化路径助力公用事业企业在变幻莫测的 可再生能源时代守护电网安全波动性可再生能源 份额不断增长不可预测的 新消费模式传统电站 纷纷关停产消者加剧了发电 计划的复杂性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

2、“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。引言3确保电网规范合规性的数字化路径发电分散化大多数发达国家的电网以集中发电模式为主，即在化石燃料电站和核电站大规模发电，再通过高压输电线网分配至千家万户。传统集中发电模式供电稳定可靠，需求明确。这点至关重要，因

3、为只有供需平衡，才能避免频率波动，维持电网稳定。然而，形势正在变化。为实现2015年巴黎协定的目标，国际社会正致力于推进能源系统脱碳并遏制全球温度升高不超过1.5C。这导致了燃煤电站和核电站正在逐步被淘汰，转而采用风能和太阳能等可再生能源。此外，随着越来越多的需求不稳定的电力消费者（如电动汽车）接入电网，电力需求变得日趋分散且不可 预测。这种转变对电网运营商和供电安全影响深远。可再生能源破坏了这种稳定的供电模式，加剧了电网控制的复杂性。如果没有电网级储能系统作为备份，天气条件和能源可用性的波动使得可再生能源本质上是间歇性的。随着人类迫切地希望最大限度利用可再生能源，电网中在任何时候都存在强烈的

4、电力波动。作为应对，输电系统运营商(TSO)正在强化其电网标准，以图在变幻莫测的可再生能源时代保障电网安全。无论新老公用事业企业、集成商和发电企业都有义务证明其满足这些新的电网标准要求，否则可能不允许并网或吊销营业许可。挑战4确保电网规范合规性的数字化路径放松管制为鼓励充分竞争并提高整体供电质量，世界各地的监管机构纷纷出台措施，放松对电力系统的市场管制。在这种情况下，独立的电力生产商可单独建设电站和并网，从而改变了发电和配电分家的传统模式。一方面，这要求电力企业必须全局看待整个电网，包括整体的供需状况。但另一方面，供电越多，利润越高，导致这些新兴的独立发电商片面追求利润最大化。这种矛盾迫使电网

5、运营商制定规则，以避免市场混乱。如今，公用事业企业、集成商和发电企业必须提供基于“数字孪生”技术的详细、高保真的电力系统仿真 报告。更严厉的电网标准澳大利亚、美国、东南亚和欧洲的电力系统运营商正在实施更严厉的电网标准。所有利益相关方公用事业企业、集成商和发电企业都必须遵守。这些标准旨在通过规定各类电站并网时必须考虑的主要准则来确保电网的稳定和安全运行。比如在欧洲，新的ENTSO-E（欧洲输电系统网络运营商标准）现要求所有欧洲国家制定新电网标准。德国先行一步，已发布新的指导方针和法规，并更新了VDE-AR-N 4110、VDE-AR-N 4120和VDE-AR-N 4130标准。意大利电网公司T

6、erna也在大幅修改其现行法规，最近发布了新电网标准及相关附录(Allegato 18)。5确保电网规范合规性的数字化路径频率快速变化(RoCoF)事件传统发电过程中，转动惯量由电站和工业设施内的大型同步发电机和电机所含的能量提供，因为这些设备的旋转频率与电网相同。损失大部分电量后（比如机组强制停机），所导致的系统频率下降会因整体转动惯量存在而暂时延迟，这就像一个减震器，减缓了变化率。至关重要的是，这为增加电力储备赢得了时间，以便在发生RoCoF事件之后重新建立电力系统平衡，同时维持在可接受频率偏差范围内，消除了减负荷的需求，只需断开消费者连接，即可维持正确的电网频率。因此，接入非同步连接的发