编者按：经济社会发展绿色化、低碳化是实现高质量发展的关键环节。2023年政府工作报告提出，要“统筹能源安全稳定供应和绿色低碳发展，科学有序推进碳达峰碳中和”。“双碳”目标路上，湖南展现了怎样的探索与实践？即日起，红网时刻推出《湖南“碳”路观察》专题报道，层层解析湖南节能降碳的经验做法。

白关智慧能源站是湖南省首个多站合一智慧能源站，位于湖南株洲市芦淞区白关镇，在千亿大道和通用路的交汇口。

(资料图片仅供参考)

红网时刻新闻见习记者 谭苏昕 株洲报道

随着我国经济快速发展，城乡供电负荷与日俱增。一方面，保障能源安全可及是能源行业高质量发展的首要任务；另一方面，实现碳达峰碳中和，是我国贯彻新发展理念、构建新发展格局、推动高质量发展的内在要求。

长期以来，“缺煤、无油、乏气”是对湖南能源结构基本格局的高度概括。湖南地处国家电网能源网输送末端，能源保供压力大，能源转型和高质量发展的任务复杂而艰巨。

多方压力下，湖南如何寻找新的发展路径突出重围，找到破局之解？

以株洲成家（白关）220kV智慧能源站（以下简称“白关智慧能源站”）为代表，湖南走出了一条智慧能源站低碳发展之路，交出了一份具有首创意义的“湖南答卷”，助力湖南能源转型和高质量发展。

白关智慧能源站落实国家“双碳”战略，成为加快构建新型电力系统、推动能源清洁低碳转型的重大科技示范工程，也是创新开展资源节约、环境友好、清洁低碳、“多站融合”建设的探索与实践。

在国网变电站内首次应用全站直流照明系统，提高照明系统能效及智能化水平。

打造一个站点 引领一个产业——

首创“五站合一”协调互补的智慧能源站

白关智慧能源站为国家电网公司2019年设计竞赛项目，在与国内70多家设计同行同台竞技中，中国能源建设集团湖南省电力设计院有限公司（以下简称“中能建湖南院”）“别出心裁”，成功中标白关智慧能源站的整体设计，并总承包其中的核心创新部分——多站融合。

面对激烈竞争，凭何脱颖而出？中能建湖南院创新构建“1＋N”模式，以变电站为核心，构建数据中心、储能、充电桩、分布式光伏、交直流微网五站合一。

这个创意重点聚焦于“融”，具体说来就是在传统变电站的基础上，将变电站、数据中心站、储能站、充电站、光伏站、5G通信基站融合建设，构建一体化运营平台，集“建设、设备、控制、信息、业务”五大功能为一体。

创新之路并非一帆风顺，在设计初期，中能建湖南院面临的第一个困难就是如何优化总面台设计。

一直以来，传统变电站的建设存在土地面积使用率过低、输电损耗过大、无法实现区域电力负荷的集中调度和控制等问题，导致无法满足新型电力系统的发展需求。

“不同于常规变电站，多站融合的智慧能源站涵盖了众多元素。”中能建湖南院项目负责人刘胜利告诉记者，其设计的复杂程度高，并且储能的安全问题也是设计理念的重中之重。

“利用天然地势高差、电子安防等措施，对本站变电区域、储能区域与数据中心、充电桩之间进行合理有效的物理分隔。”刘胜利表示，通过另辟蹊径，我们将“奇思妙想”真正落地，不仅解决了安全问题，还能避免非电力生产人员进入智慧能源站内部生产区域，也能减少土建施工量，降低建设成本，可谓一举多得。

利用地势高差、电子安防等措施对全站变电区域、储能区域与数据中心、充电桩之间进行合理有效的物理分隔。

首创“两交一直”微网群——

“一张网架”将源、网、荷、储“一网打尽”

“如何提升多站融合能源站微电网的可靠性，是我们当时设计过程中的一大难题”，中能建湖南院电气专业负责人徐婷婷介绍，设计团队在面对难题的情况下，首创提出“两交一直微网群”概念，提供源、网、荷、储一体化解决方案。

一般来说，直流负荷约为230kW左右，若光照情况较好时，直流负荷无法全额消纳光伏电量。徐婷婷进一步介绍，“如今，我们通过交直流混联，可利用交流380V系统消纳剩余光伏容量，减少从主网下电量，实现清洁能源就地全消纳，且间接削峰。”

值得一提的是，经过中国电力科学研究院的仿真计算，得出微电网的可靠性提高到了99.9999%。并且交直流微电网为光伏等清洁能源提供了友好无歧视的接入服务，还实现了电动汽车与电网的友好互动。

“一般电动车60度电，需要3个小时充满，在我们这里最快半小时充满。”中能建湖南院孔林告诉记者，充电站车棚采用太阳能板，装机容量50kW，远高于常规充电桩20kW。

“两交一直”微网群，由两个交流子微网、一个直流子微网混联形成。微网群实现能源站交直流负荷全覆盖，打破变电站传统供电模式，以“一张网架”解决能源站源、荷、网、储全方位问题，既能在物理上融合多站，也在系统上完成了深度融合。

同时，中能建湖南院充分利用地形特点开展一体化设计，实现全站功能融合与分区布置。通过将变电站、数据中心站、充电站、分布式光伏等进行一体化设计、一体化施工、一体化调试，令项目建设的土地资源得到大幅节约，施工效率得到显著提升，建设成本明显下降。

建筑外立面按照“智慧、现代、科技、灵动”设计理念，运用交直流波形来表达工程特性，融入湖南蓝天白云、山水洲城的独特景色，打造成城市景观。

发“绿”电 供万家——

“绿上加绿”打造近零碳建筑

从外观来看，倘若不知“底细”，很难想象这样一栋极具艺术感的蓝白交错式建筑是一座智慧能源站。

绿树成荫，绿草如茵，白关智慧能源站被簇拥在一片绿意之中，与其绿色低碳的发展理念相得益彰。这座智慧能源站采用直流照明，数据中心楼应用全直流供电，光伏电源即发即用，就近消纳，减少能源转换环节，提升能源利用效率，提高智能化水平。

同时，全站户外运用“零电费、无布线”照明设备，灯具均自带小型光伏发电组件和超级电容，经运行实测，可在无外部电源情况下满足户外照明全部需求，实现能源消耗“自给自足”。全站屋顶及储能箱均设置了光伏板，总装机330kW。大概每年可产生31万度电，减少碳排放260吨，10年左右收回投资。

此外，通过开展模块化建设，全面提升全站建设效率效益。白关智慧能源站按照近零能耗建筑设计目标，构建屋顶光伏+智慧直流照明+新型建筑材料+科学暖通设计，基本实现非极端天气情况下建筑近零能耗。

近年来，中能建湖南院抢抓“双碳”战略机遇，以服务各地城市绿色低碳发展为核心，向智慧能源综合运营转型发展。

白关智慧能源站按照发挥“多站融合”一体化功效的总体思路，充分发掘变电站自身优势，结合社会对能源的需求，拓展并融合建设数据中心站、交直流微网、充电站、光伏站、5G通信基站，构建“能源流、数据流、业务流”三流合一、一体化运营的综合能源产业枢纽。

“双碳”目标下，中能建湖南院加速推进智慧能源站从数字化向智慧化转型，从单一向综合转型，通过创新融合生态，实现电力服务向区域全方位综合能源服务的变革，打造出具有破局意义的白关智慧能源站。

中能建湖南院项目负责人刘胜利表示，“我们将充分发挥能源转型的技术实力，以创新驱动智慧能源产业高质量发展，从全链条、全生态构建能源创新生态体系，助力湖南打造一流智慧能源站。”