編者按：經(jīng)濟社會發(fā)展綠色化、低碳化是實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。2023年政府工作報告提出，要“統(tǒng)籌能源安全穩(wěn)定供應(yīng)和綠色低碳發(fā)展，科學有序推進碳達峰碳中和”?！半p碳”目標路上，湖南展現(xiàn)了怎樣的探索與實踐？即日起，紅網(wǎng)時刻推出《湖南“碳”路觀察》專題報道，層層解析湖南節(jié)能降碳的經(jīng)驗做法。

白關(guān)智慧能源站是湖南省首個多站合一智慧能源站，位于湖南株洲市蘆淞區(qū)白關(guān)鎮(zhèn)，在千億大道和通用路的交匯口。

紅網(wǎng)時刻新聞見習記者 譚蘇昕 株洲報道

隨著我國經(jīng)濟快速發(fā)展，城鄉(xiāng)供電負荷與日俱增。一方面，保障能源安全可及是能源行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的首要任務(wù)；另一方面，實現(xiàn)碳達峰碳中和，是我國貫徹新發(fā)展理念、構(gòu)建新發(fā)展格局、推動高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在要求。

長期以來，“缺煤、無油、乏氣”是對湖南能源結(jié)構(gòu)基本格局的高度概括。湖南地處國家電網(wǎng)能源網(wǎng)輸送末端，能源保供壓力大，能源轉(zhuǎn)型和高質(zhì)量發(fā)展的任務(wù)復雜而艱巨。

多方壓力下，湖南如何尋找新的發(fā)展路徑突出重圍，找到破局之解？

以株洲成家（白關(guān)）220kV智慧能源站（以下簡稱“白關(guān)智慧能源站”）為代表，湖南走出了一條智慧能源站低碳發(fā)展之路，交出了一份具有首創(chuàng)意義的“湖南答卷”，助力湖南能源轉(zhuǎn)型和高質(zhì)量發(fā)展。

白關(guān)智慧能源站落實國家“雙碳”戰(zhàn)略，成為加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)、推動能源清潔低碳轉(zhuǎn)型的重大科技示范工程，也是創(chuàng)新開展資源節(jié)約、環(huán)境友好、清潔低碳、“多站融合”建設(shè)的探索與實踐。

　　在國網(wǎng)變電站內(nèi)首次應(yīng)用全站直流照明系統(tǒng)，提高照明系統(tǒng)能效及智能化水平。

打造一個站點 引領(lǐng)一個產(chǎn)業(yè)——

首創(chuàng)“五站合一”協(xié)調(diào)互補的智慧能源站

白關(guān)智慧能源站為國家電網(wǎng)公司2019年設(shè)計競賽項目，在與國內(nèi)70多家設(shè)計同行同臺競技中，中國能源建設(shè)集團湖南省電力設(shè)計院有限公司（以下簡稱“中能建湖南院”）“別出心裁”，成功中標白關(guān)智慧能源站的整體設(shè)計，并總承包其中的核心創(chuàng)新部分——多站融合。

面對激烈競爭，憑何脫穎而出？中能建湖南院創(chuàng)新構(gòu)建“1＋N”模式，以變電站為核心，構(gòu)建數(shù)據(jù)中心、儲能、充電樁、分布式光伏、交直流微網(wǎng)五站合一。

這個創(chuàng)意重點聚焦于“融”，具體說來就是在傳統(tǒng)變電站的基礎(chǔ)上，將變電站、數(shù)據(jù)中心站、儲能站、充電站、光伏站、5G通信基站融合建設(shè)，構(gòu)建一體化運營平臺，集“建設(shè)、設(shè)備、控制、信息、業(yè)務(wù)”五大功能為一體。

創(chuàng)新之路并非一帆風順，在設(shè)計初期，中能建湖南院面臨的第一個困難就是如何優(yōu)化總面臺設(shè)計。

一直以來，傳統(tǒng)變電站的建設(shè)存在土地面積使用率過低、輸電損耗過大、無法實現(xiàn)區(qū)域電力負荷的集中調(diào)度和控制等問題，導致無法滿足新型電力系統(tǒng)的發(fā)展需求。

“不同于常規(guī)變電站，多站融合的智慧能源站涵蓋了眾多元素?！敝心芙ê显喉椖控撠熑藙倮嬖V記者，其設(shè)計的復雜程度高，并且儲能的安全問題也是設(shè)計理念的重中之重。

“利用天然地勢高差、電子安防等措施，對本站變電區(qū)域、儲能區(qū)域與數(shù)據(jù)中心、充電樁之間進行合理有效的物理分隔。”劉勝利表示，通過另辟蹊徑，我們將“奇思妙想”真正落地，不僅解決了安全問題，還能避免非電力生產(chǎn)人員進入智慧能源站內(nèi)部生產(chǎn)區(qū)域，也能減少土建施工量，降低建設(shè)成本，可謂一舉多得。

利用地勢高差、電子安防等措施對全站變電區(qū)域、儲能區(qū)域與數(shù)據(jù)中心、充電樁之間進行合理有效的物理分隔。

首創(chuàng)“兩交一直”微網(wǎng)群——

“一張網(wǎng)架”將源、網(wǎng)、荷、儲“一網(wǎng)打盡”

“如何提升多站融合能源站微電網(wǎng)的可靠性，是我們當時設(shè)計過程中的一大難題”，中能建湖南院電氣專業(yè)負責人徐婷婷介紹，設(shè)計團隊在面對難題的情況下，首創(chuàng)提出“兩交一直微網(wǎng)群”概念，提供源、網(wǎng)、荷、儲一體化解決方案。

一般來說，直流負荷約為230kW左右，若光照情況較好時，直流負荷無法全額消納光伏電量。徐婷婷進一步介紹，“如今，我們通過交直流混聯(lián)，可利用交流380V系統(tǒng)消納剩余光伏容量，減少從主網(wǎng)下電量，實現(xiàn)清潔能源就地全消納，且間接削峰。”

值得一提的是，經(jīng)過中國電力科學研究院的仿真計算，得出微電網(wǎng)的可靠性提高到了99.9999%。并且交直流微電網(wǎng)為光伏等清潔能源提供了友好無歧視的接入服務(wù)，還實現(xiàn)了電動汽車與電網(wǎng)的友好互動。

“一般電動車60度電，需要3個小時充滿，在我們這里最快半小時充滿。”中能建湖南院孔林告訴記者，充電站車棚采用太陽能板，裝機容量50kW，遠高于常規(guī)充電樁20kW。

“兩交一直”微網(wǎng)群，由兩個交流子微網(wǎng)、一個直流子微網(wǎng)混聯(lián)形成。微網(wǎng)群實現(xiàn)能源站交直流負荷全覆蓋，打破變電站傳統(tǒng)供電模式，以“一張網(wǎng)架”解決能源站源、荷、網(wǎng)、儲全方位問題，既能在物理上融合多站，也在系統(tǒng)上完成了深度融合。

同時，中能建湖南院充分利用地形特點開展一體化設(shè)計，實現(xiàn)全站功能融合與分區(qū)布置。通過將變電站、數(shù)據(jù)中心站、充電站、分布式光伏等進行一體化設(shè)計、一體化施工、一體化調(diào)試，令項目建設(shè)的土地資源得到大幅節(jié)約，施工效率得到顯著提升，建設(shè)成本明顯下降。

建筑外立面按照“智慧、現(xiàn)代、科技、靈動”設(shè)計理念，運用交直流波形來表達工程特性，融入湖南藍天白云、山水洲城的獨特景色，打造成城市景觀。

發(fā)“綠”電 供萬家——

“綠上加綠”打造近零碳建筑

從外觀來看，倘若不知“底細”，很難想象這樣一棟極具藝術(shù)感的藍白交錯式建筑是一座智慧能源站。

綠樹成蔭，綠草如茵，白關(guān)智慧能源站被簇擁在一片綠意之中，與其綠色低碳的發(fā)展理念相得益彰。這座智慧能源站采用直流照明，數(shù)據(jù)中心樓應(yīng)用全直流供電，光伏電源即發(fā)即用，就近消納，減少能源轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，提升能源利用效率，提高智能化水平。

同時，全站戶外運用“零電費、無布線”照明設(shè)備，燈具均自帶小型光伏發(fā)電組件和超級電容，經(jīng)運行實測，可在無外部電源情況下滿足戶外照明全部需求，實現(xiàn)能源消耗“自給自足”。全站屋頂及儲能箱均設(shè)置了光伏板，總裝機330kW。大概每年可產(chǎn)生31萬度電，減少碳排放260噸，10年左右收回投資。

此外，通過開展模塊化建設(shè)，全面提升全站建設(shè)效率效益。白關(guān)智慧能源站按照近零能耗建筑設(shè)計目標，構(gòu)建屋頂光伏+智慧直流照明+新型建筑材料+科學暖通設(shè)計，基本實現(xiàn)非極端天氣情況下建筑近零能耗。

近年來，中能建湖南院搶抓“雙碳”戰(zhàn)略機遇，以服務(wù)各地城市綠色低碳發(fā)展為核心，向智慧能源綜合運營轉(zhuǎn)型發(fā)展。

白關(guān)智慧能源站按照發(fā)揮“多站融合”一體化功效的總體思路，充分發(fā)掘變電站自身優(yōu)勢，結(jié)合社會對能源的需求，拓展并融合建設(shè)數(shù)據(jù)中心站、交直流微網(wǎng)、充電站、光伏站、5G通信基站，構(gòu)建“能源流、數(shù)據(jù)流、業(yè)務(wù)流”三流合一、一體化運營的綜合能源產(chǎn)業(yè)樞紐。

“雙碳”目標下，中能建湖南院加速推進智慧能源站從數(shù)字化向智慧化轉(zhuǎn)型，從單一向綜合轉(zhuǎn)型，通過創(chuàng)新融合生態(tài)，實現(xiàn)電力服務(wù)向區(qū)域全方位綜合能源服務(wù)的變革，打造出具有破局意義的白關(guān)智慧能源站。

中能建湖南院項目負責人劉勝利表示，“我們將充分發(fā)揮能源轉(zhuǎn)型的技術(shù)實力，以創(chuàng)新驅(qū)動智慧能源產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，從全鏈條、全生態(tài)構(gòu)建能源創(chuàng)新生態(tài)體系，助力湖南打造一流智慧能源站。”

來源：紅網(wǎng)

作者：譚蘇昕

編輯：宋芳

本文為湖南頻道原創(chuàng)文章，轉(zhuǎn)載請附上原文出處鏈接和本聲明。

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（譚蘇昕）