今年以來，“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)”、“三站合一”和“多站融合”成為電力行業(yè)的討論熱點(diǎn)，相關(guān)技術(shù)和應(yīng)用研究逐步深入?！赌戏侥茉唇ㄔO(shè)》編輯部近日采訪了期刊主辦單位中國能建廣東院的電網(wǎng)專家 張軍和周鈺，整理了廣東院提出的“數(shù)據(jù)中心綜合能源解決方案及“變電站、儲(chǔ)能站和電力數(shù)據(jù)中心三站合一模式”。
國內(nèi)進(jìn)展
國網(wǎng)的“三站合一”，明確將原變電站改造為變電站、充換電站(儲(chǔ)能站)和數(shù)據(jù)中心站三站合一：既能支撐企業(yè)運(yùn)營電網(wǎng)運(yùn)行、客戶服務(wù)等對內(nèi)業(yè)務(wù)未來的巨量數(shù)據(jù)井噴，也能支撐向大數(shù)據(jù)運(yùn)營、能源金融、資源商業(yè)化運(yùn)營、虛擬電廠等對外業(yè)務(wù)拓展。
2018年2月11日南方電網(wǎng)廣州供電局提出《常規(guī)變電站如何向綜合能源站轉(zhuǎn)型升級(jí)》。
2019年1月21日《國家電網(wǎng)有限公司關(guān)于新時(shí)代改革“再出發(fā)”加快建設(shè)世界一流能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的意見》-國家電網(wǎng)提出要探索利用變電站資源建充換電儲(chǔ)能站和數(shù)據(jù)中心站的新模式。
2019年3月6日，南京江北儲(chǔ)能電站正式開工建設(shè)。江北儲(chǔ)能電站項(xiàng)目正積極探索“五站合一”運(yùn)營方式，將“儲(chǔ)能站+變電站”升級(jí)為“儲(chǔ)能站+變電站+充電站+屋頂光伏+數(shù)據(jù)中心”組成的五站合一模式，實(shí)現(xiàn)能源流、業(yè)務(wù)流、數(shù)據(jù)流融合互動(dòng)。此外，國網(wǎng)江蘇電力計(jì)劃2019年底前在蘇州建成由3個(gè)儲(chǔ)能電站組成的電網(wǎng)側(cè)“儲(chǔ)能群”。
2019年4月15日，上海浦東35kV殷家浜變電站“多站融合”示范工程正式開工，將在傳統(tǒng)變電站的基礎(chǔ)上，融合數(shù)據(jù)中心和儲(chǔ)能站的功能，形成能源流、業(yè)務(wù)流、數(shù)據(jù)流“三流合一”的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用場景。
2019年6月18日，國網(wǎng)甘肅省電力公司與中國電信股份有限公司甘肅分公司簽署IDC機(jī)房資源合作意向書，標(biāo)志著多站融合項(xiàng)目從方案階段轉(zhuǎn)入建設(shè)實(shí)施階段。
2019年8月13日，山西省太原市220kV迎西變電站多站融合示范工程竣工。迎西變電站增設(shè)數(shù)據(jù)中心和充電站，構(gòu)建能源流、業(yè)務(wù)流、數(shù)據(jù)流“三流合一”的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用場景。
2019年9月5日，江蘇首個(gè)多站融合綜合站點(diǎn)——無錫220kV紅旗變電站投入運(yùn)行，該站集合了變電站、充電站、數(shù)據(jù)中心站、5G基站和北斗基站的功能。
IDC現(xiàn)狀和目標(biāo)
北上廣深等一線城市IDC占總量的50%，IDC選址具有天然優(yōu)勢，未來仍是需求熱點(diǎn)：互聯(lián)網(wǎng)公司、政府、金融機(jī)構(gòu)等主要客戶集中在北上廣深等一線城市；北上廣深等城市是互聯(lián)網(wǎng)骨干節(jié)點(diǎn)；數(shù)據(jù)中心技術(shù)人才集中在北上廣深。
一線城市IDC機(jī)房屬于稀缺資源，未來3-5年仍然呈供不應(yīng)求狀態(tài)。一線城市引導(dǎo)IDC產(chǎn)業(yè)規(guī)范發(fā)展；北京地區(qū)禁止新建、擴(kuò)建IDC；上海、深圳對數(shù)據(jù)中心PUE值（數(shù)據(jù)中心能耗）發(fā)布了較為嚴(yán)格的限制措施。
調(diào)研國內(nèi)典型數(shù)據(jù)中心的PUE37座表明：PUE僅為2.2~3.0，僅有少量PUE達(dá)到1.7的數(shù)據(jù)中心，PUE水平遠(yuǎn)高于世界平均水平。
從能源的供給、配置、使用及管理的全過程四個(gè)階段提出IDC能源應(yīng)用的現(xiàn)狀，為有的放矢，結(jié)合以上幾個(gè)痛點(diǎn)，站在時(shí)間維度上提出綜合能源解決方案的目標(biāo)，從能源的供給、配置、使用及管理上提出供給端低碳、配置端高效，使用端的可靠以及管理端的智慧，實(shí)現(xiàn)能源的全過程目標(biāo)管控。
數(shù)據(jù)中心綜合能源解決方案
針對不同時(shí)間維度的技術(shù)目標(biāo)提出不同空間尺度層級(jí)的綜合能源解決方案。
功能布局
lDC項(xiàng)目分析和“三站合一”模式探討
依托城市變電站為中心，一體化建設(shè)儲(chǔ)能站、充換電站、數(shù)據(jù)中心，集能源服務(wù)、能源管控、能源消納于一體的典型三站合一綜合體。在與電網(wǎng)合作的案例中，我們分析了 三站合一的建設(shè)需求：建設(shè)電池儲(chǔ)能站，5MW×2h，通過10kV系統(tǒng)接入IDC 配電系統(tǒng)，峰谷套利，按該地區(qū)的目前的峰谷電價(jià)，投資回收期8年。
綜合能源應(yīng)用
三星綠色，綜合能源應(yīng)用、智慧能源樞紐-數(shù)據(jù)中心綜合體
通過實(shí)施綜合能源應(yīng)用使得園區(qū)日負(fù)荷下降20%，數(shù)據(jù)中心一次能源利用率可達(dá)73%，減少碳排放71810噸
綜合能源應(yīng)用
建設(shè)亮點(diǎn)
儲(chǔ)能系統(tǒng)替代數(shù)據(jù)中心UPS
中國能建廣東院正在探索鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)替代數(shù)據(jù)中心UPS方案：1、增加數(shù)據(jù)中心用電可靠性（備用大于15min）；2、可根據(jù)機(jī)柜上架情況調(diào)節(jié)備電配置，最大化利用資源；3、鋰電電池生命周期更長，運(yùn)營成本?。唬ㄤ囯?0年，鉛酸5年）；4、冗余電量正常時(shí)參與峰谷套利，緊急時(shí)作備用，用電靈活；5、全壽命周期內(nèi)成本減少70%。但是，這種方式需要特殊結(jié)構(gòu)的PCS或者和靜態(tài)開關(guān)相配合，需要在后續(xù)的實(shí)施過程中進(jìn)行廣泛的調(diào)研及充分的論證。
電網(wǎng)與IDC的關(guān)系的再定義
更多商業(yè)運(yùn)營模式可供拓展：合同能源管理；碳交易市場。
結(jié)語和展望
1、技術(shù)引領(lǐng)
以能源為主線，由時(shí)間維度的建設(shè)目標(biāo)及空間尺度的技術(shù)路線組成的坐標(biāo)體系下實(shí)現(xiàn)全過程、全方位的能源解決方案拼圖。
2、統(tǒng)一設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)層級(jí)融合，設(shè)計(jì)閉環(huán)
3、總包建設(shè)模式，實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)整合
4、“三站合一”中電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能應(yīng)用的良性有序發(fā)展
廣東省在新能源消納、削峰填谷、系統(tǒng)調(diào)頻、電網(wǎng)穩(wěn)定控制方面對于儲(chǔ)能均有突出應(yīng)用需求。南方能監(jiān)局 2018年《南方區(qū)域電化學(xué)儲(chǔ)能電站并網(wǎng)運(yùn)行管理及輔助服務(wù)實(shí)施細(xì)則(試行)》：充電調(diào)峰服務(wù)的儲(chǔ)能電站，對充電電量按照0.05萬元/MWh進(jìn)行補(bǔ)償。南方電網(wǎng)2019年《電網(wǎng)公司關(guān)于促進(jìn)電化學(xué)儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見》：期待儲(chǔ)能在電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)、微電網(wǎng)等應(yīng)用領(lǐng)域均發(fā)揮作用。中國能建廣東院正在積極探索“變電站、儲(chǔ)能站、數(shù)據(jù)中心站”三站合一方案的項(xiàng)目可行性與投資回報(bào)率。目前，廣東院與電網(wǎng)合作的三站合一案例中，包含對外運(yùn)營的數(shù)據(jù)中心，自用IDC、電力電力巡維監(jiān)控中心，以及充電及儲(chǔ)能一體化設(shè)備，如果僅考慮削峰填谷應(yīng)用，儲(chǔ)能的回收期預(yù)計(jì)八年左右。“三站合一”中電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能應(yīng)用的良性有序發(fā)展需要市場需求，政策的支持，技術(shù)的支撐包括生產(chǎn)制造規(guī)劃設(shè)計(jì)運(yùn)維各環(huán)節(jié)的跟進(jìn)，合理的成本 標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范（生產(chǎn)制造設(shè)計(jì)運(yùn)維等）。
5、多站融合是未來趨勢
未來，“多站融合”是對變電站、充換電(儲(chǔ)能)站和數(shù)據(jù)中心站三站合一的延伸和擴(kuò)充?！岸嗾尽背藗鹘y(tǒng)三站以外，還包括5G通信基站、北斗地基增強(qiáng)站、分布式新能源發(fā)電站、環(huán)境監(jiān)測站等在內(nèi)的信息通信和能源環(huán)境相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施及系統(tǒng)平臺(tái)；“融合”即通過“多站”的建設(shè)，業(yè)務(wù)上實(shí)現(xiàn)能源、信息通信、政務(wù)等領(lǐng)域的融合，服務(wù)主體上實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)企業(yè)、通信運(yùn)營商、政府相關(guān)委辦局等的協(xié)同。
