荔灣龍溪的2000戶居民沒有想到，上月底一個炎熱的夜晚，他們徹夜嘆空調(diào)清涼不斷的背后，是80輛電動公交車收到廣州供電局虛擬電廠的指令，調(diào)整了充電時間，錯開了居民用電高峰期，避免了街坊們半夜停電。

這是廣州建設(shè)新型電力系統(tǒng)的一個縮影。未來，廣州將大幅增加光伏發(fā)電的裝機(jī)規(guī)模。然而天氣說變就變，晴空萬里可以忽變疾風(fēng)暴雨，如何提供綠色低碳、安全穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的電力?南方電網(wǎng)廣東廣州供電局將通過打造“三片一點(diǎn)一標(biāo)桿”，攻關(guān)核心技術(shù)研發(fā)“超強(qiáng)充電寶”，建設(shè)更具“柔性”、更開放、以數(shù)字電網(wǎng)作為承載的新型電力系統(tǒng)示范區(qū)，服務(wù)碳達(dá)峰、碳中和戰(zhàn)略目標(biāo)早日實(shí)現(xiàn)。

電力更“綠”：

至2025年，廣州光伏發(fā)電裝機(jī)規(guī)模增加2.5倍

實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)，能源是“主戰(zhàn)場”，電力是“主力軍”。電力行業(yè)是我國碳排放占比最大的單一行業(yè)，減排效果直接影響“雙碳”目標(biāo)的完成進(jìn)度。建設(shè)新型電力系統(tǒng)，降低化石能源占比，是南方電網(wǎng)的“路線圖”。預(yù)計(jì)到2030年，南方電網(wǎng)將基本建成新型電力系統(tǒng)，非化石能源占比達(dá)到65%以上，新能源成為南方五省區(qū)第一大電源。

和傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)相比，“綠色高效”是新型電力系統(tǒng)的一大顯著特征。廣州供電局粵港澳大灣區(qū)建設(shè)推進(jìn)辦公室副主任許苑介紹，不同于以化石能源為主的傳統(tǒng)電力系統(tǒng)，新型電力系統(tǒng)中，風(fēng)、光等新能源將成為主體。終端能源消費(fèi)“新電氣化”進(jìn)程加快，比如廚房炊具改用電器，用能清潔化和能效水平顯著提升。

“廣州電網(wǎng)作為典型的能源受端，目前本地電源支撐不到40%，其中，可再生資源裝機(jī)容量占本地電源約15%，以光伏為主，約70萬千瓦，還有部分水電和生物質(zhì)發(fā)電。”許苑說。目前，廣州正積極推動整縣(市、區(qū))分布式屋頂光伏、漁光互補(bǔ)、農(nóng)光互補(bǔ)等，預(yù)計(jì)2025年全市光伏發(fā)電裝機(jī)規(guī)模達(dá)250萬千瓦左右，相當(dāng)于增加2.5倍，“綠色電力”的比重大幅提升。

電網(wǎng)更“柔”：

新能源“靠天吃飯”波動大?虛擬電廠來“削峰填谷”

傳統(tǒng)用化石能源發(fā)電，可以根據(jù)用電峰谷規(guī)律來安排發(fā)電廠的生產(chǎn)計(jì)劃，做到供需精準(zhǔn)匹配。然而，天氣隨時“變臉”，風(fēng)、光等自然資源具有隨機(jī)性、波動性、間歇性等特點(diǎn)，發(fā)電高峰與用電高峰存在錯位，如何確保電網(wǎng)持續(xù)可靠供電、安全穩(wěn)定，成為新型電力系統(tǒng)的挑戰(zhàn)所在。

怎么破解“靠天吃飯”的難題?許苑介紹，電網(wǎng)作為消納高比例新能源的核心樞紐作用會更加顯著。“電網(wǎng)將廣泛接入和消納新能源，實(shí)現(xiàn)供需雙向靈活調(diào)節(jié)。”比如虛擬電廠，通過動態(tài)調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的供需平衡，達(dá)到如同臨時新建一座小型電廠的效果。

8月29日，廣州市虛擬電廠首試牛刀。當(dāng)天深夜的荔灣龍溪，家家戶戶空調(diào)開足馬力，居民用電節(jié)節(jié)攀升，電網(wǎng)負(fù)荷一度告急。此時，廣州電網(wǎng)通過虛擬電廠平臺向公交充電公司發(fā)出首條直調(diào)指令，精準(zhǔn)削減變電站負(fù)荷，瞬間降低80臺電動公交充電功率，調(diào)整公交充電計(jì)劃時間，保障了2000戶家庭的空調(diào)用電，令居民一夜好夢更清涼。次日清晨，公交車重新“電力十足”。

隨著電動公交的普及，大量車輛同時充電會給電網(wǎng)帶來不小的負(fù)荷壓力。許苑說：“它們既是用電的主體，也是儲能的主體。一方面，可以通過靈活調(diào)節(jié)，變更它們的充電時間，為電網(wǎng)‘減負(fù)’。另一方面，還可以通過經(jīng)濟(jì)手段，鼓勵它們在高峰期放電，‘反哺’電網(wǎng)，公交企業(yè)將獲得相應(yīng)的減免補(bǔ)貼。廣州今年將拿出900萬元專項(xiàng)資金，加快推廣虛擬電廠。”電網(wǎng)負(fù)荷就在這一增一減之間，實(shí)現(xiàn)了“削峰填谷”，電網(wǎng)的“柔性”更強(qiáng)。

廣州方案：

“三片一點(diǎn)一標(biāo)桿”建設(shè)新型電力系統(tǒng)示范區(qū)

虛擬電廠只是其中一個縮影。接下來，廣州供電局將通過構(gòu)建“三片一點(diǎn)一標(biāo)桿”，力爭成為建設(shè)新型電力系統(tǒng)的示范區(qū)和“先行軍”。

“三片”分別是南沙、琶洲、從化。其中，南沙將結(jié)合國家級新區(qū)和自貿(mào)試驗(yàn)區(qū)的優(yōu)勢，打造國內(nèi)最大的5G+數(shù)字電網(wǎng)應(yīng)用示范區(qū);琶洲作為人工智能與數(shù)字經(jīng)濟(jì)試驗(yàn)區(qū)，重點(diǎn)建設(shè)數(shù)字電網(wǎng);從化將打造服務(wù)鄉(xiāng)村振興和國家城鄉(xiāng)融合發(fā)展于一體的多元用戶互動、多能協(xié)同示范區(qū)，提升城鄉(xiāng)電力服務(wù)均等化水平。

“一點(diǎn)”是建設(shè)超低能耗、低碳的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心。目前在建的棠下集中式數(shù)據(jù)中心，項(xiàng)目規(guī)模達(dá)5500個，是南方電網(wǎng)數(shù)字化管理核心樞紐。“大灣區(qū)能源緊張，而數(shù)據(jù)中心正是耗電大戶，我們要通過‘綠色算力’的嘗試，降低數(shù)據(jù)中心的單位能耗，做到以更少的能耗提供更大的算力。”

“一標(biāo)桿”是指氫電融合的標(biāo)桿。具有不穩(wěn)定性的新能源占據(jù)主導(dǎo)之后，如何確保高峰期的穩(wěn)定用電?許苑介紹，除了虛擬電廠，還需要更多、高效的“充電寶”——它們將在用電低谷時儲能、到了高峰時放電。氫電融合就是廣州供電局正在攻關(guān)的“充電寶”技術(shù)難題。

可再生能源電解水，可以生產(chǎn)氫。氫作為儲能介質(zhì)，具有比鋰電池儲能更高的能量密度，可以供能長達(dá)一個月，是“續(xù)航能力”超強(qiáng)的綠色“充電寶”。“我們正在研究氫電融合的核心技術(shù)，不僅可以服務(wù)本地光伏發(fā)電，還能消納更多通過西電東送來到大灣區(qū)的水電，進(jìn)一步提高綠色電力的比例。”

低碳、安全、經(jīng)濟(jì)，被視為經(jīng)典的能源“不可能三角”。通過構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，加快關(guān)鍵技術(shù)突破、體制機(jī)制創(chuàng)新，推動實(shí)現(xiàn)以新能源為主體的能源“大三角”，助力構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系，推動城市綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展，提供安全穩(wěn)定、價格實(shí)惠的綠色電力，早日實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。