近日,由中國能建中電工程湖南院承擔(dān)設(shè)計(jì)及多站融合總承包的國內(nèi)首座220千伏智慧能源站——株洲成家(白關(guān))智慧能源站,憑借其“五站合一”的創(chuàng)新再次引發(fā)媒體關(guān)注。
項(xiàng)目速覽
湖南株洲成家(白關(guān))智慧能源站于2022年8月31日建成投運(yùn),項(xiàng)目位于株洲市蘆淞區(qū)白關(guān)鎮(zhèn),是落實(shí)國家“雙碳”目標(biāo),助力構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重大科技示范工程。
智慧能源站秉承“環(huán)境友好、資源節(jié)約、清潔低碳、多站融合”設(shè)計(jì)理念,在傳統(tǒng)變電站的基礎(chǔ)上,將數(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“能源流、數(shù)據(jù)流、業(yè)務(wù)流”三流合一的一體化運(yùn)營平臺。
站內(nèi)變電站最大可提供96萬千伏安變電容量,為周邊工業(yè)園區(qū)提供強(qiáng)大的電力支撐;數(shù)據(jù)中心站采用全元素模塊機(jī)房,能容納10個IT微模塊,1900余臺服務(wù)器,可與社會共享強(qiáng)大算力和數(shù)據(jù)存儲服務(wù);光伏站裝機(jī)容量330千瓦,每年可生產(chǎn)31萬度清潔電能,減少二氧化碳排放260噸;充電站擁有14個快速充電樁,可提供0-160千瓦靈活寬幅充能,為社會電動汽車提供快速充電服務(wù)。
一體化設(shè)計(jì)、施工和調(diào)試
智慧能源站五大站點(diǎn)呈階梯型分布,錯落有致。以變電站為核心,能源站可為株洲航空產(chǎn)業(yè)城和服飾產(chǎn)業(yè)園區(qū)提供電力保障,緩解株洲河?xùn)|城區(qū)電網(wǎng)度夏供電壓力。儲能站有效調(diào)整變電站負(fù)荷曲線,為直流微網(wǎng)提供穩(wěn)定支撐,同時能為傳統(tǒng)二次設(shè)備、通信設(shè)備提供備用直流電源。
智慧能源站利用天然地勢高差、電子安防等措施,對變電區(qū)域、儲能區(qū)域、數(shù)據(jù)中心、充電樁之間合理物理分隔,一體化設(shè)計(jì)、一體化施工、一體化調(diào)試。相對同樣功能的傳統(tǒng)變電站,節(jié)約土地21%,施工效率提升30%,能耗降低52%。
電動汽車充滿電僅30分鐘
智慧能源站對社會開放,提供電動汽車充電、云計(jì)算、5G通訊等立體能源服務(wù)。充電站車棚采用太陽能板,裝機(jī)容量50千瓦,遠(yuǎn)高于常規(guī)充電樁20千瓦。一般電動汽車60度電,需要近2個小時充滿,在這里最快30分鐘充滿。
電動汽車充電站
項(xiàng)目首創(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(fù)荷約為230千瓦左右,若光照條件較好,直流負(fù)荷無法全額消納光伏電量。如今通過交直流混聯(lián),可利用交流380伏系統(tǒng)消納剩余光伏容量,減少從主網(wǎng)下電量,清潔能源可就地全消納,也實(shí)現(xiàn)了電動汽車與電網(wǎng)的友好互動。
“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(shí)現(xiàn)能源站交直流負(fù)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。
光伏即發(fā)即用
全站屋頂和儲能箱鋪上了一層光伏板。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。每個燈具的元件可直接從750伏母線取電,提高照明能效50%。同時,根據(jù)數(shù)據(jù)中心、變電站、戶外場地等不同應(yīng)用場景,只需一鍵操作,就可以實(shí)現(xiàn)分時段調(diào)光控制。
戶外燈具頗有特色,均自帶小型光伏發(fā)電組件和超級電容。能源站可在無外部電源的情況下,滿足戶外照明全部需求,實(shí)現(xiàn)能源消耗“自給自足”。
此外,能源站“綠上加綠”。按照近零能耗建筑,構(gòu)建屋頂光伏+智慧直流照明+新型建筑材料+科學(xué)暖通的設(shè)計(jì),基本實(shí)現(xiàn)非極端天氣情況下建筑近零能耗。
工程美學(xué)
株洲成家(白關(guān))智慧能源站的設(shè)計(jì)和建設(shè)從功能性與藝術(shù)性的結(jié)合出發(fā),建筑的整體規(guī)劃遵循多站融合的原則,在總體設(shè)計(jì)思路上遵循文化引領(lǐng),體現(xiàn)人文精神與當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境和諧共生。
智慧能源站設(shè)計(jì)理念獨(dú)特,建筑選材環(huán)保,細(xì)節(jié)構(gòu)造精致,通過“交直電流波形”的靈動運(yùn)用,詮釋了外塑優(yōu)雅造型、內(nèi)聚企業(yè)文化的美學(xué)理念。簡練優(yōu)雅的設(shè)計(jì)語言寫意了交直融合的精巧創(chuàng)意,剛?cè)岵?jì)的美學(xué)意蘊(yùn)體現(xiàn)了能源工程的獨(dú)特魅力,展示了智慧綠色和諧發(fā)展的“碳”路理念。
“交直流混聯(lián)微網(wǎng)”的文化理念
新型電力系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)清潔低碳,安全可控,靈活高效,智能友好,開放互動,智慧能源站的建筑設(shè)計(jì)通過新穎且恰當(dāng)?shù)慕ㄖZ言寓意了新型電力系統(tǒng)的基本特征和工程特性。
堅(jiān)持創(chuàng)新引領(lǐng)、聚焦賦智賦能的設(shè)計(jì)理念則進(jìn)一步推動了藝術(shù)擬態(tài)語言在智慧能源站中的創(chuàng)新運(yùn)用。建筑物的外立面設(shè)計(jì)通過解析混聯(lián)微網(wǎng)中的交直電流波形,用參數(shù)化形式進(jìn)行函數(shù)擬合,塑造了“現(xiàn)代、科技、靈動”的展新面貌,承托了新型電力系統(tǒng)建設(shè)在建筑設(shè)計(jì)語言上的抽象轉(zhuǎn)譯和豐富表達(dá)。
“設(shè)計(jì)與建造藝術(shù)融合”的美學(xué)典范
智慧能源站以設(shè)計(jì)與建造融合為重點(diǎn)目標(biāo),從構(gòu)造細(xì)節(jié)體現(xiàn)工程美學(xué)。
全站采用裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑,墻體采用鋁單板單元式幕墻系統(tǒng),屋面采用鋅鋁鎂金屬集成光伏系統(tǒng),裝配式安裝縮短了整體工時的40%,提升了建設(shè)功效。在散熱需求高的空間,通過格柵和鋁方通的立面組合,在保證散熱效能的同時,實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)美學(xué)理念與不同功能需求空間的統(tǒng)一。
在建筑立面上的設(shè)計(jì)布置上,利用長條形的縱向開窗,與有開窗采光需求的建筑功能空間相呼應(yīng)。全站還通過采用電纜溝、防火墻、圍墻、充電樁等高品質(zhì)預(yù)制件,GIS、開關(guān)柜、集裝箱儲能等集成化設(shè)備,實(shí)現(xiàn)了綠色低碳高質(zhì)量建造,構(gòu)造了設(shè)計(jì)與建造藝術(shù)融合的美學(xué)典范。
“智慧能源綠色發(fā)展”的共生內(nèi)涵
智慧能源站的設(shè)計(jì)目標(biāo)包括構(gòu)建一體化運(yùn)營的綜合能源樞紐,通過實(shí)現(xiàn)“五站合一”的方式構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng),探索能源共享新業(yè)態(tài)。
在配色上選擇現(xiàn)代簡約、純凈沉穩(wěn)的灰、白、藍(lán)三色,利用外掛于墻身的不同材質(zhì)鋁單板幕墻形成灰白主色調(diào)的梯度變化,通過玻璃幕墻勾勒出靈動的“交直電流波形”。建筑界面用簡練優(yōu)雅的設(shè)計(jì)語言生動呈現(xiàn)了自然與美的有機(jī)結(jié)合,在起伏變化之間與株洲白關(guān)鎮(zhèn)起伏的山巒地勢、藍(lán)天白云相得益彰,與湖湘山水洲城的風(fēng)景線交相融合,建構(gòu)了獨(dú)特的景觀及人文特質(zhì),展示了智慧能源綠色發(fā)展的文化內(nèi)涵。
原標(biāo)題:“五站合一”智慧能源站,來一探究竟!