电力无法大量储存 中国电网天天发那么多电 剩下的电去哪了?

时间:2022-05-13 03:22

本文摘要:在现代社会中,人们已经无法想象没有电的生活。电能是一种看不见摸不着的奇妙能源,可能有的人会想,从商品角度来看,多发电才气多赚钱,那为什么不把多余的电储存起来,等到发电量不足的时候加以使用呢。这样电厂能多赚钱,还能节约能源。 但有物理知识的人应该知道,电能现在是无法大规模储存的。不管是比力常见的蓄电池组,或者是抽水蓄能型的水电站,它们能储存的电能,相对于整个国家的用电规模来说,是极其眇小的。

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在现代社会中,人们已经无法想象没有电的生活。电能是一种看不见摸不着的奇妙能源,可能有的人会想,从商品角度来看,多发电才气多赚钱,那为什么不把多余的电储存起来,等到发电量不足的时候加以使用呢。这样电厂能多赚钱,还能节约能源。

但有物理知识的人应该知道,电能现在是无法大规模储存的。不管是比力常见的蓄电池组,或者是抽水蓄能型的水电站,它们能储存的电能,相对于整个国家的用电规模来说,是极其眇小的。电能的奇妙之处,就在于用掉几多电能,电力系统就发生几多电能,整个电网系统随时处于一个动态的平衡状态。

去年,整其中国全社会用电量到达72255亿千瓦时,规模这么庞大,国家电网怎么保证发电和用电时刻平衡的呢?凭据能量守恒:中国电网天天发那么多电,用不完的电到那里去了?电力系统的自我调治,使发电量和用电需求最大水平平衡在我国,不管是国家电网、南方电网还是地方电网,所接纳的发电、输配电、用电,都是以交流电的方式举行的。西电东输项目虽然接纳了特高压直流输电技术,但在接入电网之前,应用了逆变转换为交流电,才气使用。

交流电的全国统一尺度是50HZ,用电和发电都是这个频率尺度,只有统一频率的交流电才气互联互通。为什么要首先解释电网频率的问题呢,因为频率决议了发电机运行时的转速。只要是接入中国电网的发念头,运转的节奏都是保持一样的。

对于整其中国电网系统,如果发电量大于用电量,那么电网的频率和电压就会随之上升。中学生学物理时做的小发现就能说明确这一点。

用玩具电念头发电动员小灯泡,可以看到:电机转的频率越高,灯泡就变得越来越亮;电机转的速度下降,灯泡只会微微的发黄。也就是说,当电网上的用电量下降时,发电机多余的能量会导致整个系统上的发念头转速增加。能增加几多,或许能增加10%左右。

与此同时,要是接入电网系统的电器没有自动功率掩护装置,这些电器就会在高压状态下事情,甚至发生危险。这样可以看出,发念头发生的多余能量一方面酿成了发念头转子的机械能,仍然在电网系统当中,另外一方面输出的电压被带高,使得线路上其它用电电器超负荷事情。

用电量和供电量矛盾的情况固然会随时泛起,不行能每个用户要关电视机之前都跟国家电网打电话报备一下,所以电网系统自有一套调治机制,最大水平地到达发电量即是用电量,淘汰能源浪费。由于电力无法存储的瞬时特性,发电着力要与用电负荷功率保持即时的平衡。所以,供需平衡,是电力系统调控运行的本质和必须完成的目的。

详细看的话,在电网系统有专门卖力调频的电网调控机组,通过调整调频电源着力来响应系统频率变化。调频还分为一次调频和二次调频。其中,一次调频是机组自发的,不受人为控制的调频。

各发电厂的机组凭据自身速度变更率的差别,自动做出幅度差别的发电量增减。调治速度快,精度高,可是调治规模小,而且是有差调治。二次调频是由专门的调频机组在电网系统的控制之下,举行的有目的有计划性的调频。

好比说,电网系统里的用户,在某一时段里或许有1000万千瓦的用电量需求,电网系统会摆设900千瓦的发念头组牢固输出,然后200千瓦的调频机组打配合战。凭据某一时间单元下,实时的用电量需求来决议如何运转。我国现在已运用自动调频技术,通过装在发电厂和调理中心的自动装置随系统频率的变化自动增减发电机的发电着力,保持系统频率在较小的规模内颠簸。

从这个角度来看,每年举行的地球一小时熄灯运动,其实并不能起到节能效果。反而是在磨练调频机组的应对能力。

当许多用户在同一时间点,淘汰用电量,调频机组会连忙反映起来,减轻负荷,让整个电网系统维持及格的电压和频率。就好比一辆大巴车上的人,要搞节能行动,从车上下来然后步行跟在大巴车后面走一公里再坐车,并不能实际上节约能源。仅仅是起到宣传的作用。要知道,发电厂和电网之间的调理是一个庞大的问题。

各大电厂的人员纪律、设置设备都差别,在我国实行的是分级治理制度,分为县调、市(地)调、省调、区域电网调理、国网调理5级。正是这些网与网之间的协同治理,才保障了国家的电能平衡。弥补现有调频电源存在的技术局限性,更多大容量储能技术正在生长之中由前文已经知道,电网的自动调治系统能够调治发电量与用电量之间的需求矛盾。然而,当发电量远超用电量时,不行制止地会发生能源浪费。

怎么办?可以想措施把电能储存起来。在我国,灵活调治电能的政策并没有跟上国家电网的建设速度。抽水蓄能、燃气发电等灵活调治电源装机占比不到6%,西欧等蓬勃国家如西班牙,灵活电源占比到达了34%,可以说我国电能调治能力先天不足。

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而且,最近几年,风力发电、太阳能发电占比上升,所以大量火电机组(燃煤机组/燃气机组)负担了调控机组的重任,造成了发电煤耗增高、设备磨损严重等一系列负面影响。现有电力调频资源已难以满足可再生能源入网需求。

现在,抽水蓄能是现在占比最高的储能系统,占到全部储能量的99%。抽水蓄能就是将用户没有使用的过多的电力,使用起来,将水从阵势低的水库抽到阵势高的水库。然后在电网负荷高、用电量过大的时候,将高位水库的水放回到低位水库,使用水能推动发电机转动起来发电。依据能量守恒定律来看,就是将多余的电能转化为水能,但并不能做到百分百的转化,准确转化率只有四分之三左右。

在我国,已经建设有广蓄一期、北京十三陵、浙江天荒坪等几座大型抽水蓄能电站。但这些蓄能水电站现在使用率其实不高,主要受到我国电价政策的制约。抽水蓄能水电站,不是想建就能建的,要看阵势选址,要高昂的投资,要周期性的计划建设,对能源的损耗又比力高,所以并不实用,也不能满足未来。


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