PKPM绿色低碳

2025-02-14

导读：该项目表明通过科技的进步，城市在节能降耗方面可以取得实质性的成绩

导读

近日，广州供电局推出全国首座“风光储充一站式零碳配电房”，实现真正意义上的零碳排放。该项目通过创新技术和设计，集成了光伏建筑、智能运维和节能降耗等多项领先科技，成为绿色低碳电力系统的示范样板，不仅提升了能源利用效率，还显著减少了碳排放。项目的成功建成为未来城市可持续发展提供了新思路。

该项目从光伏建筑一体化，到智能安全运维管理，全方位提升了配电房的能源利用效率和环境友好性。尤其是应用新型光伏建筑材料和储能技术，使得配电房不仅能自给自足，还能通过并网为城市电网提供支持。

通过源网荷储一体化系统，该配电房实现了能源的高效调配和使用，极大地提升了电网的稳定性和安全性。此外，项目在建设过程中采用了全预制装配式技术，显著缩短了施工周期，并有效降低了碳排放。

该配电房以广州市花都区石塘村增容项目为依托，在环保设计、绿色施工、智能运维三个方面广泛运用新技术，具有绿色、节能、环保的特点，达到建筑本体零碳、建设过程零碳、运行维护零碳目标，并且首次实现配电房全生命周期零碳排放。

广州供电局3.0版零碳配电房效果图

建设历程

从2020年7月至今，广州供电局零碳配电房建设，已经历了早期探索、零碳1.0、2.0至3.0版建设四个阶段。从技术应用来看，零碳3.0版配电房较上代新增技术3项，提升技术9项，探索了“源网荷储”高度融合的电力系统发展路径，实现了配电房光伏建筑一体化、风光储充一站式应用。9月30日，花都供电局新增石塘村#5综合房项目正式投产，标志着全国首座光伏建筑一体化源网荷储零碳配电房项目在广州花都区建成。

应用成效

1.节能与能源利用。

配电房的风光发电比普通电房平均每年节约电量约为20805kWh，减少二氧化碳排放量约12吨。储能系统储存40kWh，每年产生约16060元的峰谷电价经济价值。风光清洁能源和储能电源为交流充电桩供电，每年产生约14600元的发电经济收益。采用立体卷铁心干式变压器，每年节约损耗电量约为15000kWh，减少二氧化碳排放量约8.7吨。配电房采用保温隔热墙体和通风散热建筑结构设计，减少室外热源对室内环境的影响，自然通风散热实现室内空间的被动式降温，节约电房排风机等冷负荷用电。

2.节材与材料利用。

光伏与建筑一体化，光伏玻璃代替建筑外墙材料，节省外墙的装饰材料。配电房及电缆走廊采用预制技术，全程在厂内生产建造后分模块化运往施工现场组装，节省近500kg的现场施工前生产的预备材料和现场施工后产生的废弃材料，以及提高建筑材料回收重复再利用。通过三维数字化设计建模精准计算材料用量，节省设计材料裕量。

3.环境质量与环境保护。

配电房采用降噪措施使综合运行噪音仅40-50分贝，相比普通配电房下降约30%，达到“静音配电房”标准。配电房屋面南网LOGO和正面LED南网LOGO，及LED灯带，提升企业形象。

4.节水与水资源利用。

雨水收集系统由预制树脂排水沟，配合雨水收集井起到水资源再利用，收集雨水可用于灌溉周边绿化和清洁地面等。

5.智能安全运维管理。

配电房采用新型安健环、嵌入式发电车快速接入装置、智能配电房及智能管廊、能耗碳排监测系统，提高配电房运维安全、便利、智能化运行数据采集及监测系统管理。减少线路、电房巡视运维的车辆使用，减少相应的碳排放、节省电网运维成本。数字化技术取代人力运维，带来近万元的直接经济效益。

6.提高效率降低风险。

配电房采用整体厂内全预制装配式技术，节省现场施工工期约68%，节省的人力成本约75000元，有效降低施工现场安全作业风险50%以上。

7.零碳配电房碳排放计算。

依据国标GB/T 51366《建筑碳排放计算标准》，结合依托基建工程技术创新专题《配电房全生命周期碳核算方法的研究和实践》的研究成果，计算本创新设计项目零碳配电房碳排放量，建筑总碳排放为-10.7t CO2e，达到真正意义上的“零碳”配电房，相比零碳配电房2.0版下降约114%。

8.零碳配电房技术提升迭代。

本创新设计项目相比零碳配电房1.0版新增技术4项，技术提升8项，相比零碳配电房2.0版新增技术3项，技术提升9项。

9.建设技术标准。

形成可复制可推广的零碳配电房建设技术标准，包括广州供电局零碳配电房建设标准说明、标准设计图纸及典型造价，零碳配电房建设技术标准，零碳配电房评价工作指引，零碳配电房碳排放计算方法等提升广州供电局特色技术引领。

广州供电局3.0版零碳配电房现场实景

创新点

广州供电局“零碳配电房”全生命周期标准化建设通过设计标准化、施工标准化以及运维标准化三方面组成。结合《中国南方电网公司绿色低碳电网建设标准（配网部分）》要求，制定零碳配电房新技术设计目标五个，通过新技术落地实施，打造精品优秀设计项目全国首座“风光储充一站式零碳配电房”，该创新零碳配电房具有节能与能源利用、节材与材料利用、环境质量与环境保护、节水与水资源利用、智能安全运维管理等方面优点，具体转化为16个创新设计亮点。

三维数字化设计。

配电房通过三维数字化设计软件对建筑主体框架进行建模和计算，精准设计钢构件骨架材料量，更直观详细地呈现实际效果。

固废利用：粉煤灰混凝土基础。

采用粉煤灰混凝土制作配电房基础，实现工业固体废物再利用。粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。

预制式管廊。

10kV管廊采用预制式排管，进一步减少现场碳排放，且施工工期大幅度缩减，与传统现浇、砌筑工艺相比缩减大约60%-80%。全生命周期长达50年，不需进行额外的维护工作，落实配电网建设“四节一环保”的相关要求。

全预制钢结构模块化。

配电房整体厂内预制配套钢结构框架，通过全预制+模块化拼装，现场分为六个步骤拼装，大幅度缩短配电房施工周期，实现施工现场粉尘“零排放”。外观造型虚实结合，大面积玻璃与实体墙的组合，体现了创新求变的设计感。

保温隔热防火墙。

配电房墙体采用双层保温隔热一体化金属装饰墙板，同时内夹钢结构龙骨与防火岩棉，组成“保温隔热防火墙”，材料防火等级达最高“A级”不燃性，增加压型钢板，可抵御外力撞击破坏。组装式墙板采用独特的企接口设计，施工便捷及缩短工期，减少建筑垃圾，效果美观。

通风散热建筑结构。

运用梯度气候空间原理，针对不同设备使用空间进行分层设计，利用“双层表皮”将房间模块包裹起来，将太阳辐射阻隔在表皮外，并通过光伏幕墙、屋顶光伏板等组件加以转化利用，减少阳光直接对室内热环境的影响、降低温度，提升主要使用空间的热稳定性。

在建筑东、南、西及屋顶设置双表皮风道，利用“烟囱效应”中热空气上升的原理，从正立面底部吸入室外新鲜冷空气，通过外表皮吸收太阳辐射热对空气进行加热形成热压差，加快建筑内部与外部的空气对流从北立面顶部的开口排出，达到自然通风散热的效果，实现室内空间的被动式降温。

风光储充一站式。

采用新型光伏建筑材料使电房本身能利用太阳能发电，应用标准设计III型配电房基础上在东、南、西及屋顶安装碲化镉光伏组件容量28kWp，搭配1.3kW风光路灯2杆、40kWh户外储能一体机以及7kW交流充电桩1台，构成“风光储充一站式”配电房。满足风、光、储、充一体的电网新运行模式，是构建以新能源为主体的新型电力系统。电房日发电量约57度，年发电量约2.1万度，减少二氧化碳排放量约12吨，满足自身用电并为交流充电桩提供电能，同时接入电网中并网运行。

源网荷储一体化。

采用40kWh储能电池，通过混合式光储一体逆变器，构成“源网荷储一体化”配电房。结合设计光储精准的控制策略，电能优先供交流充电桩负荷，亦可利用储能电源对电网进行“削峰填谷”，提高发电消纳能力，提高电网安全运行水平。

光伏建筑一体化（BIPV）。

光伏与建筑同时设计、同时施工、同时安装并与建筑结合，选用碲化镉光伏组件与建筑材料集成化，构建“光伏建筑一体化（BIPV）”。电房外墙采用光伏玻璃幕墙设计，光伏与建筑融合一体，既可以发电，又可以保护和装饰，还可以节省外墙的装饰材料。光伏阵列吸收太阳能转化为电能，降低室外综合温度，减少墙体吸热和室内冷负荷，起到建筑“节能减排”作用。屋面采用仰角设计，屋面以5°上倾角迎向太阳，提高光伏板转换效率。

智能配电房及智能管廊。

智能配电房通过应用具备边缘计算能力的配电智能网关，合理配置传感终端设备，实现配电房设备状态监测、环境安防监测、电气负荷监测等数据的统一接入，解决网络安全、数据融合和应用问题。

智能管廊“辅助进行配网管廊资源规划”，合理规划建设，解决资源浪费或重复开挖问题；增加智能终端设备的应用，提升管理运维的精度及效率，对后续电力走廊整治项目做出实用有效的指导作用。

能耗碳排监测系统。

配电房配置线上能耗碳排监测系统，实时监测新能源风光发电量、储能电量、碳排放量、电房负载数据及设备运行状态，系统在线率达100%，光伏及储能设备故障触发后台告警，系统运行数据由电房内、外屏幕实时显示。

静音配电房。

采用敞开式立体卷铁心干式变压器，具有损耗低、过载能力强、绝缘材料可回收再利用、低噪音等独特优势，运行噪音低于45dB（A）；采用改进型阻尼弹簧装置，减少变压器震动产生的噪音；采用低噪音风机并选用合适的风机规格，减少噪音污染；采用隔音墙体内部安装隔音棉，隔断对外界噪音传播。配电房综合运行降噪仅40-50分贝，达到“静音配电房”标准。

海绵城市及雨水

海绵城市由电房周边绿植、新型透水混凝土、预制排水沟组成。能够美化环境、净化空气、调节温度；电房周边采用透水混凝土铺设，提高透水速度，雨天减少电房周边地面积水。

雨水收集系统由预制树脂排水沟，代替传统砖砌排水沟，装配式构件现场拼装，配合雨水收集井起到水资源再利用，收集雨水可用于灌溉周边绿化和清洁地面等。

新型安健环。

配电房新型安健环包括防静电环氧地坪，具有耐磨、耐压、耐腐蚀及稳定导静电性能的特点；高分子防潮封堵剂，耐受低温，不变形、不变质、不开裂；透明电缆沟盖板，可直接观察电缆沟内部，方便运维检查。

嵌入式发电车快速接入装置。

嵌入式发电车快速接入装置，直接嵌入在电房外装饰板里，与电房外观融为一体，不显突兀，满足美观的同时，提高发电车接入操作时的便利、效率以及安全。

小结

随着全球气候变化的加剧和城市化进程的加速，如何实现低碳乃至零碳的城市发展成为各个城市面临的共同挑战。

广州供电局的零碳配电房项目不仅在技术上实现了突破，更为全国乃至全球的绿色建筑和电力系统提供了一个可供借鉴的范例。它不仅展示了电力行业在减排方面的巨大潜力，还表明通过科技的进步，城市在节能降耗方面可以取得实质性的成绩。