近日，廣州供電局推出全國首座“風光儲充一站式零碳配電房”，實現真正意義上的零碳排放。該項目通過創新技術和設計，集成了光伏建筑、智能運維和節能降耗等多項領先科技，成為綠色低碳電力系統的示范樣板，不僅提升了能源利用效率，還顯著減少了碳排放。項目的成功建成為未來城市可持續發展提供了新思路。

  該項目從光伏建筑一體化，到智能安全運維管理，全方位提升了配電房的能源利用效率和環境友好性。尤其是應用新型光伏建筑材料和儲能技術，使得配電房不僅能自給自足，還能通過并網為城市電網提供支持。

  通過源網荷儲一體化系統，該配電房實現了能源的高效調配和使用，極大地提升了電網的穩定性和安全性。此外，項目在建設過程中采用了全預制裝配式技術，顯著縮短了施工周期，并有效降低了碳排放。

  該配電房以廣州市花都區石塘村增容項目為依托，在環保設計、綠色施工、智能運維三個方面廣泛運用新技術，具有綠色、節能、環保的特點，達到建筑本體零碳、建設過程零碳、運行維護零碳目標，并且首次實現配電房全生命周期零碳排放。

廣州供電局3.0版零碳配電房效果圖

建設歷程

  從2020年7月至今，廣州供電局零碳配電房建設，已經歷了早期探索、零碳1.0、2.0至3.0版建設四個階段。從技術應用來看，零碳3.0版配電房較上代新增技術3項，提升技術9項，探索了“源網荷儲”高度融合的電力系統發展路徑，實現了配電房光伏建筑一體化、風光儲充一站式應用。9月30日，花都供電局新增石塘村#5綜合房項目正式投產，標志著全國首座光伏建筑一體化源網荷儲零碳配電房項目在廣州花都區建成。

應用成效

1.節能與能源利用。

  配電房的風光發電比普通電房平均每年節約電量約為20805kWh，減少二氧化碳排放量約12噸。儲能系統儲存40kWh，每年產生約16060元的峰谷電價經濟價值。風光清潔能源和儲能電源為交流充電樁供電，每年產生約14600元的發電經濟收益。采用立體卷鐵心干式變壓器，每年節約損耗電量約為15000kWh，減少二氧化碳排放量約8.7噸。配電房采用保溫隔熱墻體和通風散熱建筑結構設計，減少室外熱源對室內環境的影響，自然通風散熱實現室內空間的被動式降溫，節約電房排風機等冷負荷用電。

2.節材與材料利用。

  光伏與建筑一體化，光伏玻璃代替建筑外墻材料，節省外墻的裝飾材料。配電房及電纜走廊采用預制技術，全程在廠內生產建造后分模塊化運往施工現場組裝，節省近500kg的現場施工前生產的預備材料和現場施工后產生的廢棄材料，以及提高建筑材料回收重復再利用。通過三維數字化設計建模精準計算材料用量，節省設計材料裕量。

3.環境質量與環境保護。

  配電房采用降噪措施使綜合運行噪音僅40-50分貝，相比普通配電房下降約30%，達到“靜音配電房”標準。配電房屋面南網LOGO和正面LED南網LOGO，及LED燈帶，提升企業形象。

4.節水與水資源利用。

  雨水收集系統由預制樹脂排水溝，配合雨水收集井起到水資源再利用，收集雨水可用于灌溉周邊綠化和清潔地面等。

5.智能安全運維管理。

  配電房采用新型安健環、嵌入式發電車快速接入裝置、智能配電房及智能管廊、能耗碳排監測系統，提高配電房運維安全、便利、智能化運行數據采集及監測系統管理。減少線路、電房巡視運維的車輛使用，減少相應的碳排放、節省電網運維成本。數字化技術取代人力運維，帶來近萬元的直接經濟效益。

6.提高效率降低風險。

  配電房采用整體廠內全預制裝配式技術，節省現場施工工期約68%，節省的人力成本約75000元，有效降低施工現場安全作業風險50%以上。

7.零碳配電房碳排放計算。

  依據國標GB/T 51366《建筑碳排放計算標準》，結合依托基建工程技術創新專題《配電房全生命周期碳核算方法的研究和實踐》的研究成果，計算本創新設計項目零碳配電房碳排放量，建筑總碳排放為-10.7t CO2e，達到真正意義上的“零碳”配電房，相比零碳配電房2.0版下降約114%。

8.零碳配電房技術提升迭代。

 本創新設計項目相比零碳配電房1.0版新增技術4項，技術提升8項，相比零碳配電房2.0版新增技術3項，技術提升9項。

9.建設技術標準。

 形成可復制可推廣的零碳配電房建設技術標準，包括廣州供電局零碳配電房建設標準說明、標準設計圖紙及典型造價，零碳配電房建設技術標準，零碳配電房評價工作指引，零碳配電房碳排放計算方法等提升廣州供電局特色技術引領。

廣州供電局3.0版零碳配電房現場實景

創新點

  廣州供電局“零碳配電房”全生命周期標準化建設通過設計標準化、施工標準化以及運維標準化三方面組成。結合《中國南方電網公司綠色低碳電網建設標準（配網部分）》要求，制定零碳配電房新技術設計目標五個，通過新技術落地實施，打造精品優秀設計項目全國首座“風光儲充一站式零碳配電房”，該創新零碳配電房具有節能與能源利用、節材與材料利用、環境質量與環境保護、節水與水資源利用、智能安全運維管理等方面優點，具體轉化為16個創新設計亮點。

三維數字化設計。

  配電房通過三維數字化設計軟件對建筑主體框架進行建模和計算，精準設計鋼構件骨架材料量，更直觀詳細地呈現實際效果。

固廢利用：粉煤灰混凝土基礎。

  采用粉煤灰混凝土制作配電房基礎，實現工業固體廢物再利用。粉煤灰是燃煤電廠排出的主要固體廢物。

預制式管廊。

  10kV管廊采用預制式排管，進一步減少現場碳排放，且施工工期大幅度縮減，與傳統現澆、砌筑工藝相比縮減大約60%-80%。全生命周期長達50年，不需進行額外的維護工作，落實配電網建設“四節一環保”的相關要求。

全預制鋼結構模塊化。

  配電房整體廠內預制配套鋼結構框架，通過全預制+模塊化拼裝，現場分為六個步驟拼裝，大幅度縮短配電房施工周期，實現施工現場粉塵“零排放”。外觀造型虛實結合，大面積玻璃與實體墻的組合，體現了創新求變的設計感。

保溫隔熱防火墻。

  配電房墻體采用雙層保溫隔熱一體化金屬裝飾墻板，同時內夾鋼結構龍骨與防火巖棉，組成“保溫隔熱防火墻”，材料防火等級達最高“A級”不燃性，增加壓型鋼板，可抵御外力撞擊破壞。組裝式墻板采用獨特的企接口設計，施工便捷及縮短工期，減少建筑垃圾，效果美觀。

通風散熱建筑結構。

  運用梯度氣候空間原理，針對不同設備使用空間進行分層設計，利用“雙層表皮”將房間模塊包裹起來，將太陽輻射阻隔在表皮外，并通過光伏幕墻、屋頂光伏板等組件加以轉化利用，減少陽光直接對室內熱環境的影響、降低溫度，提升主要使用空間的熱穩定性。

  在建筑東、南、西及屋頂設置雙表皮風道，利用“煙囪效應”中熱空氣上升的原理，從正立面底部吸入室外新鮮冷空氣，通過外表皮吸收太陽輻射熱對空氣進行加熱形成熱壓差，加快建筑內部與外部的空氣對流從北立面頂部的開口排出，達到自然通風散熱的效果，實現室內空間的被動式降溫。

風光儲充一站式。

  采用新型光伏建筑材料使電房本身能利用太陽能發電，應用標準設計III型配電房基礎上在東、南、西及屋頂安裝碲化鎘光伏組件容量28kWp，搭配1.3kW風光路燈2桿、40kWh戶外儲能一體機以及7kW交流充電樁1臺，構成“風光儲充一站式”配電房。滿足風、光、儲、充一體的電網新運行模式，是構建以新能源為主體的新型電力系統。電房日發電量約57度，年發電量約2.1萬度，減少二氧化碳排放量約12噸，滿足自身用電并為交流充電樁提供電能，同時接入電網中并網運行。

源網荷儲一體化。

  采用40kWh儲能電池，通過混合式光儲一體逆變器，構成“源網荷儲一體化”配電房。結合設計光儲精準的控制策略，電能優先供交流充電樁負荷，亦可利用儲能電源對電網進行“削峰填谷”，提高發電消納能力，提高電網安全運行水平。

光伏建筑一體化（BIPV）。

  光伏與建筑同時設計、同時施工、同時安裝并與建筑結合，選用碲化鎘光伏組件與建筑材料集成化，構建“光伏建筑一體化（BIPV）”。電房外墻采用光伏玻璃幕墻設計，光伏與建筑融合一體，既可以發電，又可以保護和裝飾，還可以節省外墻的裝飾材料。光伏陣列吸收太陽能轉化為電能，降低室外綜合溫度，減少墻體吸熱和室內冷負荷，起到建筑“節能減排”作用。屋面采用仰角設計，屋面以5°上傾角迎向太陽，提高光伏板轉換效率。

智能配電房及智能管廊。

  智能配電房通過應用具備邊緣計算能力的配電智能網關，合理配置傳感終端設備，實現配電房設備狀態監測、環境安防監測、電氣負荷監測等數據的統一接入，解決網絡安全、數據融合和應用問題。

智能管廊“輔助進行配網管廊資源規劃”，合理規劃建設，解決資源浪費或重復開挖問題；增加智能終端設備的應用，提升管理運維的精度及效率，對后續電力走廊整治項目做出實用有效的指導作用。

能耗碳排監測系統。

  配電房配置線上能耗碳排監測系統，實時監測新能源風光發電量、儲能電量、碳排放量、電房負載數據及設備運行狀態，系統在線率達100%，光伏及儲能設備故障觸發后臺告警，系統運行數據由電房內、外屏幕實時顯示。

靜音配電房。

  采用敞開式立體卷鐵心干式變壓器，具有損耗低、過載能力強、絕緣材料可回收再利用、低噪音等獨特優勢，運行噪音低于45dB（A）；采用改進型阻尼彈簧裝置，減少變壓器震動產生的噪音；采用低噪音風機并選用合適的風機規格，減少噪音污染；采用隔音墻體內部安裝隔音棉，隔斷對外界噪音傳播。配電房綜合運行降噪僅40-50分貝，達到“靜音配電房”標準。

海綿城市及雨水

  海綿城市由電房周邊綠植、新型透水混凝土、預制排水溝組成。能夠美化環境、凈化空氣、調節溫度；電房周邊采用透水混凝土鋪設，提高透水速度，雨天減少電房周邊地面積水。

雨水收集系統由預制樹脂排水溝，代替傳統磚砌排水溝，裝配式構件現場拼裝，配合雨水收集井起到水資源再利用，收集雨水可用于灌溉周邊綠化和清潔地面等。

新型安健環。

  配電房新型安健環包括防靜電環氧地坪，具有耐磨、耐壓、耐腐蝕及穩定導靜電性能的特點；高分子防潮封堵劑，耐受低溫，不變形、不變質、不開裂；透明電纜溝蓋板，可直接觀察電纜溝內部，方便運維檢查。

嵌入式發電車快速接入裝置。

  嵌入式發電車快速接入裝置，直接嵌入在電房外裝飾板里，與電房外觀融為一體，不顯突兀，滿足美觀的同時，提高發電車接入操作時的便利、效率以及安全。

小結

  隨著全球氣候變化的加劇和城市化進程的加速，如何實現低碳乃至零碳的城市發展成為各個城市面臨的共同挑戰。

  廣州供電局的零碳配電房項目不僅在技術上實現了突破，更為全國乃至全球的綠色建筑和電力系統提供了一個可供借鑒的范例。它不僅展示了電力行業在減排方面的巨大潛力，還表明通過科技的進步，城市在節能降耗方面可以取得實質性的成績。