近日，由中国能建中电工程湖南院承担设计及多站融合总承包的国内首座220千伏智慧能源站——株洲成家（白关）智慧能源站，凭借其“五站合一”的创新再次引发媒体关注。
项目速览
湖南株洲成家（白关）智慧能源站于2022年8月31日建成投运，项目位于株洲市芦淞区白关镇，是落实国家“双碳”目标，助力构建新型电力系统的重大科技示范工程。
智慧能源站秉承“环境友好、资源节约、清洁低碳、多站融合”设计理念，在传统变电站的基础上，将数据中心站、储能站、充电站、光伏站、5G通信基站融合建设，构建“能源流、数据流、业务流”三流合一的一体化运营平台。
站内变电站最大可提供96万千伏安变电容量，为周边工业园区提供强大的电力支撑；数据中心站采用全元素模块机房，能容纳10个IT微模块，1900余台服务器，可与社会共享强大算力和数据存储服务；光伏站装机容量330千瓦，每年可生产31万度清洁电能，减少二氧化碳排放260吨；充电站拥有14个快速充电桩，可提供0-160千瓦灵活宽幅充能，为社会电动汽车提供快速充电服务。
一体化设计、施工和调试
智慧能源站五大站点呈阶梯型分布，错落有致。以变电站为核心，能源站可为株洲航空产业城和服饰产业园区提供电力保障，缓解株洲河东城区电网度夏供电压力。储能站有效调整变电站负荷曲线，为直流微网提供稳定支撑，同时能为传统二次设备、通信设备提供备用直流电源。
智慧能源站利用天然地势高差、电子安防等措施，对变电区域、储能区域、数据中心、充电桩之间合理物理分隔，一体化设计、一体化施工、一体化调试。相对同样功能的传统变电站，节约土地21%，施工效率提升30%，能耗降低52%。
电动汽车充满电仅30分钟
智慧能源站对社会开放，提供电动汽车充电、云计算、5G通讯等立体能源服务。充电站车棚采用太阳能板，装机容量50千瓦，远高于常规充电桩20千瓦。一般电动汽车60度电，需要近2个小时充满，在这里最快30分钟充满。
电动汽车充电站
项目首创提出“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230千瓦左右，若光照条件较好，直流负荷无法全额消纳光伏电量。如今通过交直流混联，可利用交流380伏系统消纳剩余光伏容量，减少从主网下电量，清洁能源可就地全消纳，也实现了电动汽车与电网的友好互动。
“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。
光伏即发即用
全站屋顶和储能箱铺上了一层光伏板。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。每个灯具的元件可直接从750伏母线取电，提高照明能效50%。同时，根据数据中心、变电站、户外场地等不同应用场景，只需一键操作，就可以实现分时段调光控制。
户外灯具颇有特色，均自带小型光伏发电组件和超级电容。能源站可在无外部电源的情况下，满足户外照明全部需求，实现能源消耗“自给自足”。
此外，能源站“绿上加绿”。按照近零能耗建筑，构建屋顶光伏+智慧直流照明+新型建筑材料+科学暖通的设计，基本实现非极端天气情况下建筑近零能耗。
工程美学
株洲成家（白关）智慧能源站的设计和建设从功能性与艺术性的结合出发，建筑的整体规划遵循多站融合的原则，在总体设计思路上遵循文化引领，体现人文精神与当地自然环境和谐共生。
智慧能源站设计理念独特，建筑选材环保，细节构造精致，通过“交直电流波形”的灵动运用，诠释了外塑优雅造型、内聚企业文化的美学理念。简练优雅的设计语言写意了交直融合的精巧创意，刚柔并济的美学意蕴体现了能源工程的独特魅力，展示了智慧绿色和谐发展的“碳”路理念。
“交直流混联微网”的文化理念
新型电力系统强调清洁低碳，安全可控，灵活高效，智能友好，开放互动，智慧能源站的建筑设计通过新颖且恰当的建筑语言寓意了新型电力系统的基本特征和工程特性。
坚持创新引领、聚焦赋智赋能的设计理念则进一步推动了艺术拟态语言在智慧能源站中的创新运用。建筑物的外立面设计通过解析混联微网中的交直电流波形，用参数化形式进行函数拟合，塑造了“现代、科技、灵动”的展新面貌，承托了新型电力系统建设在建筑设计语言上的抽象转译和丰富表达。
“设计与建造艺术融合”的美学典范
智慧能源站以设计与建造融合为重点目标，从构造细节体现工程美学。
全站采用装配式钢结构建筑，墙体采用铝单板单元式幕墙系统，屋面采用锌铝镁金属集成光伏系统，装配式安装缩短了整体工时的40%，提升了建设功效。在散热需求高的空间，通过格栅和铝方通的立面组合，在保证散热效能的同时，实现建筑设计美学理念与不同功能需求空间的统一。
在建筑立面上的设计布置上，利用长条形的纵向开窗，与有开窗采光需求的建筑功能空间相呼应。全站还通过采用电缆沟、防火墙、围墙、充电桩等高品质预制件，GIS、开关柜、集装箱储能等集成化设备，实现了绿色低碳高质量建造，构造了设计与建造艺术融合的美学典范。
“智慧能源绿色发展”的共生内涵
智慧能源站的设计目标包括构建一体化运营的综合能源枢纽，通过实现“五站合一”的方式构建能源互联网，探索能源共享新业态。
在配色上选择现代简约、纯净沉稳的灰、白、蓝三色，利用外挂于墙身的不同材质铝单板幕墙形成灰白主色调的梯度变化，通过玻璃幕墙勾勒出灵动的“交直电流波形”。建筑界面用简练优雅的设计语言生动呈现了自然与美的有机结合，在起伏变化之间与株洲白关镇起伏的山峦地势、蓝天白云相得益彰，与湖湘山水洲城的风景线交相融合，建构了独特的景观及人文特质，展示了智慧能源绿色发展的文化内涵。
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