文|深圳電網智慧能源技術有限公司
挖掘變電站空間、電力、光纖資源潛力,建設多元素融合的綜合性站點對公司有重要意義:一是落實建設數字化電網的要求,南方電網公司《數字化轉型和數字南網建設行動方案(2019年版)》指出要建設完善統一的數據中心,多站合一中的數據中心可作為南網云的節點資源,為南網云部署提供硬件資源。二是推動公司建設世界一流企業,挖掘變電站空間、電力、光纖資源潛力,開展多站合一建設,不僅有利于破解數據中心、5G 基站、充電站等新基建項目面臨的土地、電力、網絡資源緊缺的情況,更能提高管制類業務資源利用率,提升資產管理水平。三是落實公司向三商轉型的要求,多站合一首個試點項目,采用新興業務企業投資,為管制類業務服務的商業化運營模式;未來將探索對外商業化運營,可實現管制類資產資源和新興業務市場資源的有機融合,有助于公司培育新動能、布局新業態、拓展新空間、實現向三商轉型的目標。
首個多站合一項目在深圳市寶安區110kV 創新站開展,在場地內建設1 個集裝箱式數據中心、2 臺120kW 雙槍直流充電樁及配套設備,并預留5G 基站和北斗增強基站建設條件。多站合一項目由深圳電網智慧能源技術有限公司投資建設,租賃至深圳供電局使用。
在建設數字電網及政府推廣電動汽車的背景下,項目組對深圳供電局內部的數據中心需求及生產車輛充電需求進行調研。
在完成需求調研后,項目組討論確定了項目實施思路:利用變電站空間資源,開展多站合一業務,以變電站+數據中心站+N 形式開展。其中數據中心站結合云計算、邊緣計算、5G 技術等特點,分散規劃、統一管理。另外可根據情況靈活配置5G 基站、充電站等通信及能源站點。本項目以內部需求為主,利用變電站建設試點項目,解決深圳供電局不斷增加的數據處理及存儲需求。今年以內部需求為主,利用已建成變電站開展多站合一改造試點,解決深圳供電局不斷增加的數據處理及存儲需求,完成項目建設要求。后期多站合一項目推廣后,可建設形成分布式數據中心網,一方面對內提供邊緣計算和存儲節點,支撐變電站輔控、智能巡檢、智能制造等泛在電力物聯網場景,另一方面對外為政府、運營商、互聯網企業及工業企業提供邊緣計算服務。
前期從可用面積,交通便利性,光纖通道資源等方面綜合評估,篩選出四個變電站資源,擇優選擇寶安區110kV 創新站作為首個試點站點,坪山區110kV老大屋站備用。
開展現場探勘,出具項目實施方案與項目設計布局圖,多站合一試點將在變電站基礎上,增加分布式數據中心、充電樁等元素。根據項目建設方案,本項目建設IT 集裝箱1 臺,含服務器、交換機、機柜、間接蒸發冷空調等設備;UPS 電源集裝箱1 臺,含UPS、蓄電池,精密空調等設備;配電集裝箱1 臺,含2 臺干式變壓器、環網柜以及低壓配電柜等設備;充電樁及配套停車位4 個;配電集裝箱內設置2 臺變壓器,分別從變壓器低壓側引2 路電源為數據中心供電,充分利用變電站周邊電力資源。在通信方面,數據中心業務從創新站通過逐級跳纖回傳至新洲大樓信息中心,通信方案采用雙路由回傳,兩條鏈路全程保持物理隔離,充分利用局內閑置通信資源。項目于2020年11月27日正式建成投運,為南方電網第一個有商業模式的多站合一項目。
變電站作為電力能源樞紐,通常其規劃、設計、建設都是圍繞電力傳輸來進行。在互聯網、物聯網、5G 蓬勃發展的環境下,數據處理和存儲的需求將顯著增加,數據中心是智慧城市、數字電網的重要基礎設施,需求量越來越大。然而由于數據中心用電未納入前期電網規劃,導致數據中心用電與電網建設不匹配,項目建設困難。
電網擁有覆蓋范圍廣泛的變電站空間資源,大量的富余光纖網絡資源,及可靠的電力供應,這些資源均是數據中心建設時的重要考慮因素。將這些資源開發利用,對盤活公司資產有重大意義。
目前,通過“多站合一”試點項目實施,已取得以下成效:
1.驗證了“多站合一”技術、經濟可行。通過項目前期在整體布局、元素配置、電源接入、保護配置等方面的研究,于變電站內建設數據中心、充電站不影響變電站安全運行,技術上可行。經過成本評估及收益預判,建設“多站合一”項目投資可控,收益滿足要求,經濟方面可行。
2.驗證了“多站合一”可實現電網公司的資產的復用。根據試點項目的建設方案,項目用地為站內綠地,項目取電點為站外環網柜,項目數據中心利用變電站光纖通道與新洲聯通,基本做到了土地、電力、通訊通道資源的再開發利用,提高了資產利用率。
3.“多站合一”有較大的推廣價值和潛力?!岸嗾竞弦弧表椖靠梢欢ǔ潭冉鉀Q內部需求。“多站合一”項目可一定程度緩解深圳供電局系統上線的需求壓力,支撐深圳供電局數字電網建設,極具推廣價值。適合建設“多站合一”項目局屬站點資源尚未充分挖掘,未來發展該業務有較大潛力。
1.技術指標。

2020年11月27日,在深圳市寶安區110kV 創新變電站多站區域,運維人員對設備運行情況進行檢查。攝影:黃志偉
本項目數據中心采用間接蒸發技術,PUE 最低可降低至1.25。采用間接蒸發冷空調,充分利用室外自然風冷卻,降低了數據中心能源消耗,比普通冷卻方式節能40%以上。制冷空調共3 個工作模式:春秋冬季時采用高效熱交換器自然冷卻;夏秋季時采用水噴淋蒸發冷卻+高效熱交換器換熱;夏季時采用水噴淋蒸發冷卻+高效熱交換器換熱+機械補充制冷。集裝箱內采取冷、熱通道封閉設計,防止冷凝水進入設備區,并預留冷熱通道維護通道,最大程度保障 IT 設備的可靠運行。
2.經濟指標。
經初步評估,項目投資財務內部收益率所得稅后8.13%,投資動態回收期(不含建設期)7.4年,滿足投資要求。
1.融合元素創新?!岸嗾竞弦弧比诤狭俗冸娬?、數據中心、充電站元素,未來預留5G 基站和北斗地面增強基站的建設條件。這些融合的元素將可打造出大量優質的邊緣算力資源,解決5G 及萬物互聯時代下,數據集中處理匯聚流量過大、時延過長等難題。其應用場景也非常廣泛,消費互聯網應用方面,如高清視頻、云游戲、視頻直播、智慧物流、新零售等;產業互聯網應用方面,如智慧安防、工業互聯網、智慧醫療、在線教育、綜合能源服務、電網自身的應用等。充電樁也可以局內工程搶修車輛緩解局內新能源車輛持續增長帶來的充電難問題,同時可具備服務于社會條件,可為周邊居民帶來便利。
2.商業模式創新。目前“多站合一”的項目投資主體為管制性業務公司,本項目是新興業務投資。電力體制改革將對公司管理方式和經營模式產生重大影響,要求新興產業要為公司發展創造更多效益、作出更大貢獻。“多站合一”創新模式對公司加快堅強電網建設,對新興產業各業務板塊加速培育發展新動能、推進轉型升級帶來重要機遇。
3.服務形式創新。管制類業務一般是租機柜,機柜租賃的附加值一般不高。本項目不僅提供機柜資源,還可以提供包含裸金屬服務器、交換機、信息機房、通信專網接入的整套云資源租賃。對用戶而言,不僅可短期內和較低的初始投資換取定制化的云資源,滿足業務上線的迫切需求,還可以快速緩解電網數字化轉型帶來的計算、存儲的資源壓力。對能源技術公司而言,服務形式的創新也可以提高項目的收益率和附加值。
南方電網首個“多站合一”基于存量變電站改造而來,在不改變原變電站的基礎設施的前提下,實現功能和應用上的再升級,對于數字電網建設起到了重要的示范引領作用。
通過盤活電網公司現有變電站、通信、電力等閑置資源,深入挖掘公司基礎資源潛力。以變電站為樞紐,打造數據中心、充電樁等新型基礎設施平臺,服務公司數字化轉型。其中數據中心站最具規?;l展前景,可形成靠近電力公司的邊緣計算資源,是泛在電力物聯網建設的必備數字基礎設施。目前,試點項目中的數據中心運營對象為深圳供電局信息中心,更是將現有通信、電力等資源優勢充分發揮,同時也解決信息中心資源不足的問題。在業務路徑上,遠景的項目二期可新增4 個集裝箱數據中心,增加60 個機柜供應,實現對外運營,拓展運營范圍和模式,對拓展電網公司競爭性業務商務模式起到示范引領作用。
在“多站合一”項目實施過程中,已積累包括站址選點、資源匹配、建設標準和規范等多方面經驗,可為后續項目建設推廣提供重要參考。在對內業務上,“多站合一”提供的數據中心、服務器、交換機及充電樁資源,一定程度解決內部需求。其中,數據中心部分可一定程度緩解公司系統上線的需求壓力,支撐公司數字電網建設。
“多站合一”項目契合新基建要求。據了解,深圳市政府已將分布式中小型數據中心建設納入首批新基建項目清單中,項目要求每區按不低于5 千機柜總量、10 萬臺服務器總量,建設分布式數據中心,用于支撐工業互聯網、車聯網、金融證券、遠程醫療等低時延類業務和邊緣計算類業務,與公司“多站合一”項目契合度較高,具有較大推廣價值。