電網為什麼不會電量過剩?

Niallr

電網有一個特點,就是電力生產和消耗的實時性,也就是說,同一時間生產的電量和同一時間消耗的電量必須相等。這有點類似與牛頓第二定理,對物體的作用力等於摩擦力,物體作勻速運動。電網也是一個道理,發電等於用電,頻率就保持不變。所以才會有我們知道的50赫茲。

那麼問題來了,如果到了晚上,用電負荷變小了,是不是就不平衡了?不用擔心,因為發電也是可以調節的。一臺燃煤發電機可以通過調節進煤量,進汽量等各種手段來調節機組的出力。也就是說,當負荷變小了,電網上機組的出力也會相應變小。而這些工作都是由電網的調度來指揮完成的。因為一個電網裡可能有上百臺機組,必須通過調度的統一協調指揮,才能準確的根據負荷波動調節出力。

但是還是存在一個問題,一般來講,燃煤機組是有最低出力的,當電網上所有的燃煤機組都減到最低,而用電負荷還在下降怎麼辦?

這其實也是困擾電網的一大問題,稱為調峰問題。

有人可能簡單的認為把機組關閉,不發電不就行了。事實沒有這麼簡單。每臺機組都屬於一個發電集團,你不讓別人發電,別人怎麼賺錢。而且一個電廠如果有4臺機組,一般來講,至少要有一臺運行,否則再重新啟動會很複雜。

現在電網上有一種“調峰神器”,就是抽水蓄能電廠。這種電廠晚上抽水,可以理解為一種負荷,白天發電,可以理解為發電機,這樣就能在晚上電多的時候消耗電力,白天電少的時候釋放電力。是不是很神奇。缺電點是隻有特定地形才能建造。

同樣,也可以通過控制負荷的手段來調峰。簡單理解就是讓工廠白天不開工,改到晚上開工。其實我們的電價到10點後減半,不就是為了鼓勵大家在晚上用電嗎。


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電網為什麼不會電量過剩

電網也叫電力系統是指發電廠用高低壓線和用戶連接的系統。



發電廠包括火電廠、水電站、核電廠等。用戶包括工廠、農村、城市居民、交通等。電力系統設計時首先得對系統區域內,有哪些用戶,它們一年內各季節、一天內各時間段用電多少千瓦(物理單位是功率,發電廠叫出力),分別叫年負荷和日負荷。

系統內所有電廠聯合統一調度,保證系統各用戶能夠正常使用,又不會發電過多浪費資源。

火電站每次啟動到穩定發電大約需要兩個小時,費用大約二萬元人民幣,所以,火電廠一天二十四小時穩定發電,電力系統裡面稱擔任基菏。水電站啟動快不需要任何費用一般在傍晚用電高峰時發電,在電力系統裡面稱為擔任峰菏。



任何時間段所有電廠發電的出力包括最大工作容量(就是總的用電功率),還有一部分超過正常用電的出力,叫作負荷備用,滿足大用電戶啟用大型機器時的瞬間的用電高峰,避免高精尖儀器因為瞬間電壓不穩造成破壞。



還有一些小水電廠沒有併入電網,他們什麼時候發電不受控制。


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我是火華丹迪,電力小達人來為您答疑解惑。

電網為什麼不會有電量剩餘?因為電網本身沒有儲能的功能,電力的產生與消耗具有同時性,因此負荷需要多少電量發電廠才能發出多少電量。

我們做個比喻吧。電網好比自來水管網,水廠好比電廠,用戶相當於負荷。各家各戶用了多少水,自來水廠才能向管網中注入多少水,同一時間具有等量的特性。



下面我來講講原理吧。我們知道影響電力正常運行的因素主要有電壓和頻率!那負荷與電壓,頻率之間有什麼關係呢?我們先有必要大概瞭解下電力系統。


電力系統由發電廠,升壓站,輸電線路,降壓站,低壓輸配電設備及線路,用電設備組成。我國電力使用統一的頻率50Hz。

一般來說發電廠發出的電壓經升壓站升壓後要大於電網的電壓,否則電量是無法上到電網系統的。但是如果電壓太高,用戶側的電壓也會相應升高,會直接導致用電設備燒壞,為了確保用戶設備安全性,電力企業會對電壓的偏差值做規定,不能超過規定值。因此,過高電壓也會影響整個電網的運行,是不允許的。


當電力系統的負荷減小時,發電廠的發電機出力就會減小,但是發電機驅動力矩暫時不會變化,這就造成發電機轉的更快,電網頻率就會增大。如果負荷增大,那麼發電機的頻率就會降低,就需要通過調節動力扭矩來提高轉動的速率來確保電力頻率。

知道電力調度中心是幹什麼的嗎?就是分配上網電力電量的,如果整個電網的負荷是一定的,然而發電廠有很多,這就需要一個統一管理,平衡上網電量的機構!否則大家為了發電效益都上網,電網因為電壓過高,頻率過高罷工了怎麼辦?



這也是為什麼西北瓜州大量的新能源發電棄風棄光的原因!那為什麼不能讓新能源多發電呢?因為不穩定啊,風速好控制嗎?不好控制!陽光好控制嗎?不好控制!那什麼好控制呢?水能啊,煤電啊!那不棄新能源棄什麼?!我得先保證電網的穩定性啊!


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這個問題涉及到電網的調峰錯峰的措施,該工作由電力的調度部門負責。

我們先說下用電負荷吧,眾所周知,隨著工業化水平的發展和人民生活用電的增加,電網用電負荷的峰谷差愈大。典型的日負荷曲線:在上午8:00左右開始和晚上19:00左右開始為兩個高峰負荷。另外還有年最大負荷曲線和年持續負荷曲線,在夏季是一年的最大值。

1、本地區過剩了就輸送到外地區使用,哪裡缺電去哪裡,通過輸電線路調配電能。整個電網採用環網運行方式,以福建省為例,浙北—福州1000kV特高壓交流輸變電工程,該工程起於浙北1000kV變電站,止於福州1000kV變電站,不僅提高福建的未來受電需要,還提升華東電網接受區外來電能力和區內調配能力,提高大電網餘缺調劑能力。有興趣的朋友還可以看看國家的“西電東輸”戰略工程。

2、多餘的電量一個去處就是抽水蓄能,抽水蓄能電站的作用就是在低谷負荷期間吸取電網中的電能將水抽至上庫,積蓄能量;而在高峰負荷期間再將上庫的水發電。顧名思義就是在用電低谷的時候把多餘的電能轉換成勢能存儲,在用電高峰的時候將勢能再轉換成電能供電。


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你用多少我就發多少,用電量大時Hz就小了,也就是說發電機轉子轉數低了,瓦特調速器就加油。讓轉子快點轉。讓頻率始終保持50HZ,用電多就加大油門。用電少就減小油門。轉子1500轉就是50HZ。


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這個問題就好像中國銀行一樣,電網有個調度中心。老百姓用多少調度中心就安排多少。當然還是有量差,因為電不能儲存,就必須用強大的輸電網來轉移分配(損耗忽略)。據此,即使國內有過剩的情況,也會由調度中心協調輸送至周邊的國家和省份。目前電力調度還是人為操作,等到了計算機或機器來操作時,可能那時就該叫智能電網羅。


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舉個例子:電網的電有100kv,用戶只需要10kv,那麼電站就會在滿足自身消耗的情況下,調節平衡減少發電量,電網有一個反饋系統。而且,電網是相互聯通的,這裡不需要電他會傳到更遠的地方。在中國,基本上都是電量不足,特別是在北京上海等大城市。


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