变电站+储能站+电力数据中心三站合一综合能源解决方案

1、 变电站+储能站+电力数据中心三站合一综合能源解决方案今年以来，“泛在电力物联网”、“三站合一”和“多站融合”成为电力行业的讨论热点，相关技术和应用研究逐步深入。南方能源建设编辑部近日采访了期刊主办单位中国能建广东院的电网专家张军和周钰，整理了广东院提出的“数据中心综合能源解决方案及“变电站、储能站和电力数据中心三站合一模式”。国内进展国网的“三站合一”，明确将原变电站改造为变电站、充换电站（储能站）和数据中心站三站合一：既能支撑企业运营电网运行、客户服务等对内业务未来的巨量数据井喷，也能支撑向大数据运营、能源金融、资源商业化运营、虚拟电厂等对外业务拓展。2018年2月11日南方电网广州供电局

2、提出常规变电站如何向综合能源站转型升级。2019年1月21日国家电网有限公司关于新时代改革“再出发”加快建设世界一流能源互联网企业的意见-国家电网提出要探索利用变电站资源建充换电储能站和数据中心站的新模式。2019年3月6日，南京江北储能电站正式开工建设。江北储能电站项目正积极探索“五站合一”运营方式，将“储能站+变电站”升级为“储能站+变电站+充电站+屋顶光伏+数据中心”组成的五站合一模式，实现能源流、业务流、数据流融合互动。此外，国网江苏电力计划2019年底前在苏州建成由3个储能电站组成的电网侧“储能群”。2019年4月15日，上海浦东35kV殷家浜变电站“多站融合”示范工程正式开工，将在

3、传统变电站的基础上，融合数据中心和储能站的功能，形成能源流、业务流、数据流“三流合一”的泛在电力物联网典型应用场景。2019年6月18日，国网甘肃省电力公司与中国电信股份有限公司甘肃分公司签署IDC机房资源合作意向书，标志着多站融合项目从方案阶段转入建设实施阶段。2019年8月13日，山西省太原市220kV迎西变电站多站融合示范工程竣工。迎西变电站增设数据中心和充电站，构建能源流、业务流、数据流“三流合一”的泛在电力物联网典型应用场景。2019年9月5日，江苏首个多站融合综合站点无锡220kV红旗变电站投入运行，该站集合了变电站、充电站、数据中心站、5G基站和北斗基站的功能。IDC现状和目标北

4、上广深等一线城市IDC占总量的50%，IDC选址具有天然优势，未来仍是需求热点：互联网公司、政府、金融机构等主要客户集中在北上广深等一线城市；北上广深等城市是互联网骨干节点；数据中心技术人才集中在北上广深。一线城市IDC机房属于稀缺资源，未来3-5年仍然呈供不应求状态。一线城市引导IDC产业规范发展；北京地区禁止新建、扩建IDC；上海、深圳对数据中心PUE值（数据中心能耗）发布了较为严格的限制措施。调研国内典型数据中心的PUE37座表明：PUE仅为2.23.0，仅有少量PUE达到1.7的数据中心，PUE水平远高于世界平均水平。世界数据中心耗电量分析OOOO10908040300r2010年20

5、11年2012年2015年201&?2017年我国数据中心耗电量分析IDC现状申国【00市场规樱H沆，左轴）审炀增选（盂泊抽E18.92%4124%1351%2432%751.68169数据中心数电网规划IDC需求HISJir供电i现状jLJ能源运营现状重设计从能源的供给、配置、使用及管理的全过程四个阶段提出IDC能源应用的现状，为有的放矢，结合以上几个痛点，站在时间维度上提出综合能源解决方案的目标，从能源的供给、配置、使用及管理上提出供给端低碳、配置端高效，使用端的可靠以及管理端的智慧，实现能源的全过程目标管控。目标|低碳能源接入可再生能源就地消纳/能源的清洁优:可再生能源接门端的可靠以及管

6、理端的智慧，实现能源的全过程目标管控。目标|低碳能源接入可再生能源就地消纳/能源的清洁优:可再生能源接门自存系统余热回收利用目标|高效分布式光伏侖效照阴T雌电池管可分布式光伏侖效照阴T雌电池管可智能环境控制目标|可靠目标|智慧数据中心综合能源解决方案针对不同时间维度的技术目标提出不同空间尺度层级的综合能源解决方案。总体规划L区域能源配置结构优化能源规划总体规划绿色先行地域自然冷源综合利用供需匹配优化数据中心综合能源解决方案针对不同时间维度的技术目标提出不同空间尺度层级的综合能源解决方案。总体规划L区域能源配置结构优化能源规划总体规划绿色先行地域自然冷源综合利用供需匹配优化电网规划技术经济综合优

7、化能源规划苹舉南方轴中补腾码贵安七虽数据中心华対七垦湖敦据中心F；吧再空Z5*十二畐士康绿色瞇道轉中心电网规划方案功能布局功能布局多能互补1功能布局能源布局r1布局J天然耗风能太阳能常规能源一次能源能源分析电力负荷空调负特热力负荷虚拟电厂企荷晶大电力员荷陋測最尢幽荷铀测集中谢水供应需求预测用电用能优化需求抄测需求预测优化配置1-祖力娄电阳龍空调爲电fgi%我冲柑祐卜丄十辱I衣阳筈虑水材雷陪系统优化运行运彳亍经济性及效果分析物理匿冋用圧感知及谒控元件城市风电:I生物质能厂至廉多能气储能卫魁亟2多能互补智慧感知參!tL智慧感知參!tL征嚣人一交删戕运iftRl务OO=-士f_】o可祠t査梅运茸决隼

8、泛在物联1DC项目分析和“三站合一”模式探讨依托城市变电站为中心，一体化建设储能站、充换电站、数据中心，集能源服务、能源管控、能源消纳于一体的典型三站合一综合体。在与电网合作的案例中，我们分析了三站合一的建设需求：建设电池储能站，5MWX2h，通过10kV系统接入IDC配电系统，峰谷套利，按该地区的目前的峰谷电价，投资回收期8年。闭IDG屯力屯力豳施申心llOkV变电竝充唤琨应嶠能r化设施IMWWW辛卑丫神劭运titDC综合能源应用三星绿色，综合能源应用、智慧能源枢纽-数据中心综合体光伏僱面/3膜光伏）三联供/燃料电池等UPJ用户侧储能系统水蓄;令等园区综合能源管珅系统综合能源怵验中诲智慧路灯

9、充电设施等园区智能化智能化集成系统智能照明系统数字视濒监控及智能分析智能绿色:园区全年电量供应情况（万kWh）25000区全年冷量供应情况（万kWh）25000通过实施综合能源应用使得园区日负荷下降20%，数据中心一次能源利用率可达73%，减少碳排放71810吨综合能源应用园区日负荷曲线00离cxm吕當吕打I吕営实施前实施后园区日负荷曲线00离cxm吕當吕打I吕営实施前实施后建设亮点窃瑕I占鼻帑冠闲配逛节点枇通咅埔茂tq/i盖理是辰师怙审近吐.窃瑕I占鼻帑冠闲配逛节点枇通咅埔茂tq/i盖理是辰师怙审近吐.住宿尊亶离:三姑.却含的加.列程t耳屮罠电，M鲨配电刚S?探苣一耶姐览廠冋ab做用蠹皮弓茅

10、轴遛.耗，初雷厲；配酉结練他協星扶貫.報I：蓦订质电违，电阿利号岸鳧的曲蚌科.也侨!j由申；jccesa-jffit织楸囱w第關可莘烷离品冕屯剂瞒.?EM.囲莊理站昔黒.弋穴否电；mi少卜天活可捋.节绚X用粘心中国能建广东院正在探索锂电储能系统替代数据中心UPS方案：1、增加数据中心用电可靠性（备用大于15min）；2、可根据机柜上架情况调节备电配置,最大化利用资源；3、锂电电池生命周期更长，运营成本小；（锂电10年，铅酸5年）；4、冗余电量正常时参与峰谷套利,紧急时作备用,用电灵活；5、全寿命周期内成本减少70%。但是，这种方式需要特殊结构的PCS或者和静态开关相配合，需要在后续的实施过程中

11、进行广泛的调研及充分的论证。电网与IDC的关系的再定义更多商业运营模式可供拓展：合同能源管理；碳交易市场。IDC社会土地价値最大化综台能效晟优化大电网电能分布式能源81SI更优患的综合能源愉格更可靠的电力保障車高品质的电能质虽消费題绿色的能源詁式合能源服务电网电网.投密重加忧化电网更加安全可门*电网更加智能*电网负荷虫加均斷*向综合胃寵服务甄祷度转型依托电网优势,实现三赢结语和展望1技术引领以能源为主线，由时间维度的建设目标及空间尺度的技术路线组成的坐标体系下实现全过程、全方位的能源解决方案拼图。能源技术引领三站合一建设方案率先落地l：总体，规划综色先行.W功能布局g梦能互补鸟智蕭运营凹步步为

12、贏1泛在物联(高效.0可窕智慧2统一设计，实现层级融合，设计闭环换划设计阶段工艺设计阶段报规报建阶段3换划设计阶段工艺设计阶段报规报建阶段3总包建设模式，实现重点整合前期规划咨询土建设计阶段专业能源与电网规划IDC项目总包整合重点金过程项目管理a.N工程kifilTJ4“三站合一”中电网侧储能应用的良性有序发展广东省在新能源消纳、削峰填谷、系统调频、电网稳定控制方面对于储能均有突出应用需求。南方能监局2018年南方区域电化学储能电站并网运行管理及辅助服务实施细则（试行）：充电调峰服务的储能电站，对充电电量按照0.05万元/MWh进行补偿。南方电网2019年电网公司关于促进电化学储能发展的指导意

13、见：期待储能在电源侧、电网侧、用户侧、微电网等应用领域均发挥作用。中国能建广东院正在积极探索“变电站、储能站、数据中心站”三站合一方案的项目可行性与投资回报率。目前，广东院与电网合作的三站合一案例中，包含对外运营的数据中心，自用IDC、电力电力巡维监控中心，以及充电及储能一体化设备，如果仅考虑削峰填谷应用，储能的回收期预计八年左右。“三站合一”中电网侧储能应用的良性有序发展需要市场需求，政策的支持，技术的支撑包括生产制造规划设计运维各环节的跟进，合理的成本标准的规范（生产制造设计运维等）。项口名称建设爆模应用场杲实施吋间江苏镇江电网侧储能项n101MW/202MWh电网侧201B飞达集团储能项打20MW7160MWH用户僞201S湖南长沙电池储能屯站-期示范工捏60WW/120MWh电网侧2O1S-2O19诃南电M100MWI-2池储能于范工程lOO.SMW/lOO.BMWh电网侧2019湖南长沙电辿储能电站一期示范二稈601W/120IVIWh电网侧旧在实施中能智惹能源储能示范项60MW/240MWh/180MW/7：0MWh电网鼻电源侧F在实施福建”江lOOMWh级储能