广州供电局科北变电站减碳和增汇同时发力 打造国内首座近零能耗500千伏变电站

近年来，南方电网公司坚持以数字化绿色化协同促进新型能源体系和新型电力系统建设，着力打造近零碳示范区，持续提升清洁能源消纳水平和能源综合利用效率，助力“双碳”目标实现。

 

2023年底，南方电网公司首批近零碳示范区通过验收。日前，首批典型案例汇编成册，系统总结了一批具有南网特色的零碳经验做法。南方电网报推出栏目—“两化协同”促“两型建设”·零碳之路，聚焦首批近零碳示范区建设亮点，介绍推广其零碳探索经验。

 

变电站是电力系统的重要组成部分，起到改变电压、控制和分配电能的作用。位于广州市黄埔区新龙镇的500千伏科北变电站于2023年3月正式投运，是全国首座实现“近零能耗”的500千伏变电站。

 

科北变电站在建设之初就将“近零能耗”理念贯彻其中，通过采用预制装配工艺、应用3D打印技术等措施，提高主体建筑的节能率。在运行阶段，科北变电站又通过建设分布式光伏电站、应用绿化碳汇技术进一步降低碳排放，为打造近零碳示范区积累实践经验。

 

近零能耗如何实现

 

在建设过程中，科北变电站采取多项措施实现主体建筑的“近零能耗”。

 

科北变电站的主体建筑采用了全钢结构、预制管桩基础和装配式外墙围护结构，应用了装配式防火墙、雨淋阀间、围墙等。预制装配式技术的特点是，部分建筑构件在工厂完成预制，再运输到施工现场进行组装，相比传统建筑工艺，预制装配式工艺将建设工期缩短了6个月，减少了施工机械和临时设施的碳排放。

 

为了提升建筑能效水平，科北变电站配置了高性能的机电设备，通过采用多联机智能变频空调系统、空气能热源系统、能耗智能监测采集系统、低汞灯具及LED灯具，将建筑本体的综合节能率提升18%。

 

科北变电站的节能思路还体现在一些细微之处。

 

在节水方面，科北变电站应用海绵城市技术，设置了100立方米的蓄水池，用于收集巡检楼与主控楼屋面、35千伏场地以及操作小道透水混凝土的渗透雨水，通过处理后用于场地绿化灌溉和道路清洗等，年节约用水量6060吨。

 

科北变电站还建设了一体化的处理系统，对生活污水进行处理、消毒后排至回用水箱，处理后的生活污水可以用于绿化浇灌，或者直接排至雨水收集系统，实现变电站污水零排放，节省临时排污管网投资约450万元。

 

在电力隧道里，工作人员装设了6套光导无电照明装置，这套装置通过直接导入太阳光线，能够实现白天无电照明，每年可以节约3000千瓦时的电量。

 

目前，科北站主控制通信楼和巡检楼已取得美国LEED绿色建筑认证金级，并已通过《绿色工业建筑评价标准》（GB/T50878-2013）三星级的行业专家评审，预计2024年6月取得认证。

 

走向近零碳

 

对于变电站来说，其碳排放主要来自运行阶段。要达到建筑近零碳目标，科北变电站需要在减碳和增汇两个方面同时发力。

 

广州供电局项目管理中心的刘若颖表示：“科北变电站的碳排放主要来自运行阶段建筑的暖通空调设备和照明设备能耗。针对这个问题，我们通过建设分布式光伏电站、选用高效节能暖通设备和采用光导无电照明技术等措施减少碳排放；通过水资源再利用技术和扩大绿化面积等措施增加碳汇，从而最大程度地减少建筑净碳排放。”

 

科北变电站在主控通信楼、巡检楼屋面和部分挡土墙护坡安装了分布式光伏，总面积为4260平方米，每年的发电量约为35万千瓦时，主控通信楼和巡检楼的清洁电量使用占比达到60%。

 

此外，科北电站还安装了1台60千瓦的双枪直流充电桩，3台7千瓦的交流充电桩，充电桩与光伏发电、储能设施形成光储充一体化系统，变电站运维车辆实现“以电代油”。

 

为了更好地进行碳排放监测和管理，科北变电站充分发挥变电站高度自动化、全方位监控等特点，在主控楼配电室、通信机房等关键区域安装了监控和服务器设备，构建了碳排放数据的采集、传输、存储、分析与展示的数字化平台。系统通过互联网将测量控制层、监控层和展示层连接起来，实现了各功能环节的无缝对接。同时，系统支持本地数据采集与存储，保证了数据安全可靠。通过数字化手段，科北变电站全面提升了运维管理水平与精细化程度，为节能减排提供了有力的数据支持。