变电站+储能站+电力数据中心三站合一综合能源解决方案

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一一无锡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2.2〜3.(),仅有少量PUE达到L7的数据中心，PUE水平远高于世界平均水平。9000800070006000500040002015年2016年2017年2015年2016年2017年我国数据中心耗电量分析IDC现状43,24%2432%18,92%12.559世界平均Put■电网规划能源运营现状从能源的供给、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I低碳目标I高效目标I可靠目标|智慧

深度匚「泛在1深度匚「泛在1控制智能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。总体规划能源规划电网规划方案综合能源布局1功能布局能源布局能源分析电力负荷.・大冷负药预圈最大电力负荷颈测需求预测优化配置优化运行力荷

热负储)电荷拟负虚厂集中热水供应需求预测用电用能优4匕荒求预焉运彳海济性

及效果分析2多能互补智慧感知泛在物联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。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

区智能化智能监控展示中心移动定位系统智能监控展示中心移动定位系统语音交换系统信息基础设施系统语音交换系统信息基础设施系统多媒体视频会议公共广播系统信息导引发布系统智能化集成系统智能照明系统安防预警数字视濒监控及智

能分析区全年电量供应情况（万kWh）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

园区日负荷曲线口口&口口&G口口qM口RET口口由I口口苣T00-S口04OogiOFTS&TS百00-mS苴。悟0常0D&031司0T"实施前T-实施后建设亮点储能系统替代数据中心UPS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。

依托电网优势，实现三赢・比价值最大化・综合能效最优化•投资更加优化•电网更加安全可靠•电网更加智能・电网负荷更加均衡•依托电网优势，实现三赢・比价值最大化・综合能效最优化•投资更加优化•电网更加安全可靠•电网更加智能・电网负荷更加均衡•向综合宵耨服务商深度转呈■更优患的转合能源价格•更可靠的电力保瞳・更高品质的电能质量・消要更绿色的能源■一站式综合能源服务IDCIDC大电网电能.分布式.能源1充电装置储能

装置电网结语和展望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以能源为主线,系下实现全过程、全方位的能源解决方案拼图。2统一设计，实现层级融合，设计闭环

3总包建设模式，实现重点整合4“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，自用口&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）。

项目名称建设规模应用场景实施时间江苏镇江电网侧佛能项目101MW/202MWh电网侧201E飞达集团储能项目20MW/1WMWH用户侧2018湖南长沙电池储能必站■期示范工程EOMW/12clMWh电网侧2O1S-2O19:“南电网M0MW电池储能不范工程100.8MW/100.£MWh电网恻2019湖南长沙电池储能电站一期示范二引60WW/120MWh电网AU出在正在中能智慧能,源储能示范项M60MW/240MWh/180MW/720MWh电网侧/电源侧正在实施也建皆江ldOMWh级储能电站试点示范师目30MW/100MWh电网侧正在实施5多站融合是未来趋势未来