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电网更“柔”:新能源“靠天吃饭”波动大?虚拟电厂来“削峰填谷”

作者:中国储能网新闻中心 来源:广州日报 发布时间:2021-09-22 浏览:
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中国储能网讯:荔湾龙溪的2000户居民没有想到,上月底一个炎热的夜晚,他们彻夜叹空调清凉不断的背后,是80辆电动公交车收到广州供电局虚拟电厂的指令,调整了充电时间,错开了居民用电高峰期,避免了街坊们半夜停电。

这是广州建设新型电力系统的一个缩影。未来,广州将大幅增加光伏发电的装机规模。然而天气说变就变,晴空万里可以忽变疾风暴雨,如何提供绿色低碳、安全稳定、经济实惠的电力?南方电网广东广州供电局将通过打造“三片一点一标杆”,攻关核心技术研发“超强充电宝”,建设更具“柔性”、更开放、以数字电网作为承载的新型电力系统示范区,服务碳达峰、碳中和战略目标早日实现。

电力更“绿”:至2025年,广州光伏发电装机规模增加2.5倍

实现碳达峰、碳中和目标,能源是“主战场”,电力是“主力军”。电力行业是我国碳排放占比最大的单一行业,减排效果直接影响“双碳”目标的完成进度。建设新型电力系统,降低化石能源占比,是南方电网的“路线图”。预计到2030年,南方电网将基本建成新型电力系统,非化石能源占比达到65%以上,新能源成为南方五省区第一大电源。

和传统的电力系统相比,“绿色高效”是新型电力系统的一大显著特征。广州供电局粤港澳大湾区建设推进办公室副主任许苑介绍,不同于以化石能源为主的传统电力系统,新型电力系统中,风、光等新能源将成为主体。终端能源消费“新电气化”进程加快,比如厨房炊具改用电器,用能清洁化和能效水平显著提升。

“广州电网作为典型的能源受端,目前本地电源支撑不到40%,其中,可再生资源装机容量占本地电源约15%,以光伏为主,约70万千瓦,还有部分水电和生物质发电。”许苑说。目前,广州正积极推动整县(市、区)分布式屋顶光伏、渔光互补、农光互补等,预计2025年全市光伏发电装机规模达250万千瓦左右,相当于增加2.5倍,“绿色电力”的比重大幅提升。

电网更“柔”:新能源“靠天吃饭”波动大?虚拟电厂来“削峰填谷”

传统用化石能源发电,可以根据用电峰谷规律来安排发电厂的生产计划,做到供需精准匹配。然而,天气随时“变脸”,风、光等自然资源具有随机性、波动性、间歇性等特点,发电高峰与用电高峰存在错位,如何确保电网持续可靠供电、安全稳定,成为新型电力系统的挑战所在。

怎么破解“靠天吃饭”的难题?许苑介绍,电网作为消纳高比例新能源的核心枢纽作用会更加显著。“电网将广泛接入和消纳新能源,实现供需双向灵活调节。”比如虚拟电厂,通过动态调节实现电网的供需平衡,达到如同临时新建一座小型电厂的效果。

8月29日,广州市虚拟电厂首试牛刀。当天深夜的荔湾龙溪,家家户户空调开足马力,居民用电节节攀升,电网负荷一度告急。此时,广州电网通过虚拟电厂平台向公交充电公司发出首条直调指令,精准削减变电站负荷,瞬间降低80台电动公交充电功率,调整公交充电计划时间,保障了2000户家庭的空调用电,令居民一夜好梦更清凉。次日清晨,公交车重新“电力十足”。

随着电动公交的普及,大量车辆同时充电会给电网带来不小的负荷压力。许苑说:“它们既是用电的主体,也是储能的主体。一方面,可以通过灵活调节,变更它们的充电时间,为电网‘减负’。另一方面,还可以通过经济手段,鼓励它们在高峰期放电,‘反哺’电网,公交企业将获得相应的减免补贴。广州今年将拿出900万元专项资金,加快推广虚拟电厂。”电网负荷就在这一增一减之间,实现了“削峰填谷”,电网的“柔性”更强。

广州方案:“三片一点一标杆”建设新型电力系统示范区

虚拟电厂只是其中一个缩影。接下来,广州供电局将通过构建“三片一点一标杆”,力争成为建设新型电力系统的示范区和“先行军”。

“三片”分别是南沙、琶洲、从化。其中,南沙将结合国家级新区和自贸试验区的优势,打造国内最大的5G+数字电网应用示范区;琶洲作为人工智能与数字经济试验区,重点建设数字电网;从化将打造服务乡村振兴和国家城乡融合发展于一体的多元用户互动、多能协同示范区,提升城乡电力服务均等化水平。

“一点”是建设超低能耗、低碳的互联网数据中心。目前在建的棠下集中式数据中心,项目规模达5500个,是南方电网数字化管理核心枢纽。“大湾区能源紧张,而数据中心正是耗电大户,我们要通过‘绿色算力’的尝试,降低数据中心的单位能耗,做到以更少的能耗提供更大的算力。”

“一标杆”是指氢电融合的标杆。具有不稳定性的新能源占据主导之后,如何确保高峰期的稳定用电?许苑介绍,除了虚拟电厂,还需要更多、高效的“充电宝”——它们将在用电低谷时储能、到了高峰时放电。氢电融合就是广州供电局正在攻关的“充电宝”技术难题。

可再生能源电解水,可以生产氢。氢作为储能介质,具有比锂电池储能更高的能量密度,可以供能长达一个月,是“续航能力”超强的绿色“充电宝”。“我们正在研究氢电融合的核心技术,不仅可以服务本地光伏发电,还能消纳更多通过西电东送来到大湾区的水电,进一步提高绿色电力的比例。”

低碳、安全、经济,被视为经典的能源“不可能三角”。通过构建新型电力系统,加快关键技术突破、体制机制创新,推动实现以新能源为主体的能源“大三角”,助力构建清洁低碳、安全高效的能源体系,推动城市绿色低碳高质量发展,提供安全稳定、价格实惠的绿色电力,早日实现“双碳”目标。

关键字:虚拟电厂

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