变电站+储能站+电力数据中心三站合一综合能源解决方案.docx
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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饪，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、鲤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。
江北储能电站项忖正积极探索“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III3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180,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LI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、3G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2.2〜3.0,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
1000
300
2010年20U年2012年2015年20W2017年
我国数据中心耗电量分析
IDC现状
电网规划
能源运营现状
仅考虑PUE
轻运营
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岀IDC能源应用的现状，为有的放矢，结合以上儿个痛点，站在时间维度上提出综合能源解决方案的L1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
端的可鼎以及管理端的智慧，实现能源的全过程LI标管控。
!
实现能源的II全过程目标管控III
⑥高效
口标I低碳
高效IT系统H高效制;令系统H高效供配电系统W高效辅助系统
□标I可靠
口标I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L1标提出不同空间尺度层级的综合能源解决方案。
能源规划
电网规划
方案
综合能源布局
1
功能布局
优化配置
能源分析
系
能源布局
一次能源
天然气
风能
太阳能
常规能源
能源供应
分析
能源分析
供电
供冷
供热
确定
利用
方案
区域
分析
项目
最大电力负荷预测
最大冷负荷预测
虚拟电
厂负荷
集中热水供应需求预测
用电用能优化需求预测
需求预测
优化配置
数据感知
能源预测
需求分析
设备协同
策略优化
优化运行
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物理层
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2多能互补
⑥软展拟I
I
◎
仿真鯉
运彳蛊济性
及效果分析
多能统一调控■协同互补,提高综合能效
A
数据中心综合能源供能应用
冷电数据中心眼
10
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H前的峰谷电价，投资回收期8年。
11
自用IDC、电力电
力逖维益控中心
柯运善IDC
llOkV变电站、充涣电
及储廃一休化设施
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规划HOkY变电詁
电负荷9786
电负荷
19537
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滾负/
15899.
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电负W
6887
综合能源应用
12
园区智能化
J智能监控展示中心
■
移动定
I
◎
数^智能分析
语音交扌充
信息期设瞬统
多媒体邂钢
信息导引发布裁
统一指挥論
公共广播希
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实现多种负荷能源高效.经济运行
荷
＞智能绿色
13
园区全年电量供应情况（万kWh）
25000
区全年冷量供应情况（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
14
园区日负荷曲线
60000
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T-实旋前f—实施后
建设亮点
0
9
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土地资源集约
综合能效捉升
供电可靠性高
经济效益增强
商业模式创新
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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
3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
15
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
16
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，山时间维度的建设LJ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1
>
■二总体•规划■■绿色先行__>__
X功能布局多能互补
__>__鸟智慧运营
凹步步为赢
2统一设汁，实现层级融合，设计闭环
17
3总包建设模式，实现重点整合
18
专业能源与电网规划
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H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讣运维各环节的跟进，合理的成本标准的规范（生产制造设计运维等）。
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项目需称
建设规模
应用场最
实施时间
江苏镇江电网侧储能项H
101MW/202MWh
电网侧
2018
飞达集团储能项忖
20MW/160MWh
用户侧
2018
湖南长沙电池储能电站•期示范工程
60MW/120MWK
电网侧
2018-2019
河南电网lOOMWtfe.池储能示范工程
100.8MW/100.8MWh
电网侧
2019
湖南长沙电池储能电站—期示范工程
60MW/120MWh
电网侧
正在实施
中能秤急能源储能示范项H
60MW/240MWh/180MW/720MWh
电网侧/电源侧
正在实施
福建晋江lOOMWh级储能电站试点乐范项H
30MW/100MWh
电网侧
正在实施
5多站融合是未来趋势
未来，“多站融合”是对变电站、充换电（储能）站和数据中心站三站合一的延伸和扩充。
“多站”除了传统三站以外，还包括5G通信基站、北斗地基增强站、分布式新能源发电站、环境监测站等在内的信息通信和能源环境相关基础设施及系统平台；“融合”即通过“多站”的建设，业务上实现能源、信息通信、政务等领域的融合，服务主体上实现电网企业、通信运营商、政府相关委办局等的协同。
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升级会员 