中國電網每天發那麼多電用不完的都去哪了?

徐州尤大為


正好有時間,回答一下這個問題,電力是世界上最複雜的網絡,比因特網複雜太多了。

電力是世界上唯一一種需求決定供給的商品,什麼意思呢?就是說需要多少就生產多少,沒有庫存!舉個栗子,自來水先生產再保存到蓄水池及管道中,用戶使用時從管道中放出來就可以了。但電力是怎麼回事呢?這裡面要有一個常識,我國的民用電是220V50Hz,整個電力系統都是基於這個標準設計的。先假設一下, 現在發電廠的發電量與用戶的用電量是平衡的,那麼一個人開了一個燈整個電力系統是怎麼反映的?首先,由於一個人開了一個燈用電量增加,對於整個電力系統來講出現的問題在於需要增加但供給沒有增加,於是電力調節系統會降低頻率,降低電壓,也就是說供給沒有變化,將能量均攤給所有的用戶,等於發電廠得了便宜。那麼關一個燈呢?情況正好相反,電力系統就這種過程中反反覆覆。

當電力系統頻率降低之後,發電企業開始做出一系列動作,為保證電力系統是50hz,發電廠開始增加出力,也就是多發電,多發的電力必須等於用電的用電量,在實現的過程中大約的偏差最高值是0.066%,這也看出電網調節的精確性。

因此電網不存在多發電的情況,多一點或者少一點都不行,都會威脅電力系統的穩定性。

很多人都在講電力要開發經營,不再壟斷,但實際上各國電力改革沒有一個國家說自己的成功的,都在失敗。目前的電力改革收益的是大企業,居民用電價格很難下降。實際上你只要想一下就明白了,如一個山區的鄉村一年可能用電1萬度,共計費用0.56萬,但為了建設線路花了100萬,光線損每年2萬,線路成本10萬,服務人員工資1萬,嚴重虧損中。


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    中國電網,每天發那麼多電,用不完的是存起來,還是浪費了呢?我曾參與過國家電網的一個IT項目,問過一些國家電網的老師傅,下文具體說一說。

    先說答案,發出來的電,國家電網不會儲存起來,也不會浪費,也就說說,根本不存在發出來的電用不完的情況。

    不儲存電能

    首先,電能是不能大量儲存的,無論是蓄電池組還是抽水蓄能電站,所儲存的電能在整個電網中佔比是極小極小的。電能是用多少,發多少,時時刻刻處於一個動態的平衡中。

    但是,從另一個方面來說,作為一個發電廠的老闆,肯定是想多發電的,多發電才能賺錢,那麼如何保持用電的動態平衡呢?

    技術方面

    我們使用的是220V,50HZ的交流電,那麼發電廠的發電機頻率也是50Hz,決定了發電機的轉速,50Hz*60s,每分鐘3000轉。通常情況下,發電機出廠有一個額定轉速,在3000轉左右,上下浮動10%左右。

    根據動態平衡的原理,對於一個電網,如果輸入的電能大於輸出的電能,那麼電網的頻率和電壓會上升,反之電網的頻率和電壓會下降。也就是說,如果發電廠發出的電多於用戶所用的電,那麼電網的頻率和電壓會升高。

    電網對發電廠側進行動態調節,保證供電的供需平衡,而調節的依據就是電網的頻率,會涉及到大量的專業知識,比如AGC、AVC、調速協議、象限圖等等。

    管理方面

    這是電廠和國家電網之間商量好的,比如什麼電力調度紀律,電廠應該裝什麼設備,有什麼樣的能力等等。


    總之,國家電網的電能不會存儲,也不會浪費,而是一個動態平衡的機制,一句話概括“統一調度,分級管理”。全國數以萬計的發電廠,要統一聽國家電網的調度,分級管理就是國家電網調度分為省、市、縣、區域等,各級發電廠、用電單位容量、電壓等級不同。

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Geek視界


中國電網每天發那麼多電用不完的都去哪了?

●目前,國家電網是當今世界上獨有的一個發電量最大,供電面積最大,輸配電線路最長,電力調度最完善的一個國企。都是利用大數據對其整個發電廠與輸配電網進行統計信息,進行綜合分析,並且變成可視化的基本屬性,再次進行自動分析與處理。是利用計算機自動聯網,統一調配的,絕對不會出現提主擔心發電多了沒人用的現象存在。請看下圖。

●我國分佈有三個電網。即國家電網、南方電網和一個獨立的蒙西電網。2002年電力改革,將其原來壟斷中國所有電力產業的國家電力公司拆分開為三大電網公司。並且將其發電廠脫離開供電公司。分為大唐、中電投、國電、華電、華能五大發電集團。

●另外對於大中型發電廠,他們所有配發電機設備,都是計算機智能準同期控制裝置。請看下圖。

●這套先進裝置,對於發電機的有載、無載都設有發電機過流,過壓保護器。它有多種自動根據入網的大網頻率檢測,來自動調整發電機頻率和入網電壓。

●國家輸配電網是一個相當複雜的系統工程,當年設計國家電網的總工程師也沒計算到如今這樣完善。請大家放心,國家電網人才濟濟,咱老百姓過自己的日子就行了。

●對於電網谷點多餘的電能,國家從戰略的高度,分別在不同的並且有條件抽水的地方,利用多餘電能,將其開啟大功率電動機抽水,這樣避免電能的白白浪費。錯過谷點後,在整個電網用電高峰期,再將其儲存的水作為水能發電機的能源發電補充電能上網。抽水蓄能電站運行具有幾大特性:它既是發電廠,又是用戶,它的填谷作用是其它任何類型發電廠所沒有的;它啟動迅速,運行靈活、可靠,除調峰填谷外,還適合承擔調頻、調相、事故備用等任務。中國已建的抽水蓄能電站在各自的電網中都發揮了重要作用,使電網總體燃料得以節省,降低了電網成本,提高了電網的可靠性。

●中國抽水蓄能電站建設起步較晚,原來的發電機組裝機容量太小,根本不夠用。六十年代後期才開始研究抽水蓄能電站的開發,1968年和1973年先後在中國華北地區建成崗南和密雲兩座小型混合式抽水蓄能電站。隨著改革開放,國家在這方面投入了大量資金,在近40年中,前20多年蓄能電站的發展幾乎處於停頓狀態,九十年代初才開始有了新的發展。

至2005年底,全國(不計臺灣)已建抽水蓄能電站總裝機容量達到6122MW,年均增長率高於世界抽水蓄能電站的年均增長率,裝機容量躍進到世界第5位,遍佈全國14個省市。在建的抽水蓄能電站裝機約16GW,估計2019年的現在已經建成到了裝機容量達到130GW左右。


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從目前來看,人們都是在白天用電最多,電量也會增多,而到了晚上,人們入睡了之後,電量就減少了。所以有些城市會鼓勵人們晚上用電,在晚上十點用電是半價優惠的。

但是這種夜間用電也解決不了什麼問題,那多餘的電量還是剩有很多。所以人們就想出了建造抽水蓄能電站,這個電站主要把通過兩個水庫發電,不過是一個在上一個在下。

白天,就用上水庫的水用來發電,然後供給大家使用,那麼到了晚上的時候,那就可以利用白天剩下來的電,把下水庫的水抽到上水庫去,以方便第二天使用。

這下終於明白了吧?這些電就是循環利用,這樣就可以避免電量的損失了,而且電力又用不完,完全可以無節制的使用。但是,對於生活中的你來說,電量當然不能無節制的使用了,所以說要崇尚節能減排!


白菜魚跟肉醬


每一座發電廠都是與電網連接的,發電機把電力送到電網上,電網通過各種電壓的線路將電力送到各地。由於電力不可儲存,所以每一個電網的電力生產和消耗是平衡的。

對於大型發電廠,當地不能消化那麼多的電力,這些剩餘電力通過電網的線路送到其他缺少電力的區域去了。如三峽發電站每年的發電量大概有1000億度,大部分是輸送到上海等發達地區。

如果整個電網都不能消耗這個電廠發出的電力,那麼電網調度就會命令電廠把電力降下來,最終達到電力和負荷的平衡。

這個問題,來說一下中國的電力情況。

在我國發電和供電是分離的。在發電方面,主要是5大發電廠。中國五大發電集團是指中國華能集團公司、中國大唐集團公司、中國華電集團公司、國家能源投資集團有限公司、國家電力投資集團公司。這方面主要有兩家企業是國家電網和南方電網。兩家企業都是世界500強。

我國已經是全球最大的發電國家。以2017年的數據為例,我國的發電量是6.13萬億千瓦時。比美國的4.28萬億千瓦時高出了不少。我國的發電量佔全球比重達到了25%左右。我國生產出來的電力,不僅滿足本國的需求,還會向越南等國家出口。

在電網建設方面,中國已經走在了全球的前列。我國國家電網特高壓技術方面是獨步全球的。目前,我國已經建成了多條特高壓輸電線路,可以輕鬆的將新疆的電力輸往到東部沿海地區。我國國家電網已經在海外收購了不少外國電力企業的股份,開始了擴張的路程。

我國的工業發展這麼迅速,其中有很重要的一個原因是我國的電力基礎設施建設的非常快。其他的發展中國家,比如印度和越南,電力建設都是跟不上步伐的。


財經知識局


如果電用不完,發電廠多餘的電量去哪裡了?-專業自動化論壇-

如題:一般數解釋如下 打個比方,一個城市的總耗電量是100萬千瓦時,由一個100萬千瓦時機組供電,這個發電機組要達到最大功率輸出,每小時需要消耗10000噸蒸汽。 當這個城市只有20%的電器在使用,那麼總耗電量就只有20萬千瓦時,那麼這個發電機組只需要每小時消耗2000噸蒸汽。而這個時候的發電機組的發電量就只有20萬千瓦時。 在蒸汽供應量不變的前提下,如果城市繼續有電器投入使用,那麼發電機組會出現轉速下降,輸出的電壓也開始降低,要想提高電壓到額定水平,必須繼續加大蒸汽的供應量,提高轉速。直到城市全部的電器都投入使用,發電機的蒸汽消耗量也會達到最大,而這時發電機的發電量就是100萬千瓦時。 電站一般是不會故意加大能源供應來提高電壓的,都是根據電壓的高低來調節能源用量的。 在水電站中,蒸汽量就變成了水量,控制原理是同樣的 我的問題是,如果在總耗電量就只有20萬千瓦時,電廠工作人員不調價蒸汽量(或水量),也給10000噸的蒸汽(或水量)發電機組是否也只有20萬千瓦時?如果不止,那多餘的電量到哪去了。如果消失,電能作為一種能量只能轉換為另一種形式,明顯不符合能量守恆定律。


蚌懷一哥


電並不太容易儲存,充電寶儲存的電能僅僅夠手機充幾次電的,但是電廠還是源源不斷的發出電能,那麼多出的電能到哪裡去了?

我國有國家電網和南方電網還有比較小的蒙西電網,電網本身就相當於一個儲水池,具有一定的調節能力,電網中不斷地有用電設備啟停,例如當A地一臺10kW的電機停運後,B地和C地可能分別有一臺5kW的設備啟動,這樣電網整體上是維持穩定的。



電網越大,穩定性越強,我國臺灣省曾經出現過,一臺核電機組跳停後,將整個臺灣省電網拉垮的情形。

現在發電機都會有一個功能叫一次調頻功能,電網為一個巨大的慣性系統,有功功率消耗會引起電網頻率的變化,一次調頻就是調節調門開度,增加或者減少供汽量,從而改變汽輪機的轉速,改變輸出的有功功率。

用電設備消耗當電網有功功率缺額時,發電機轉子加速,電網頻率升高,反之電網頻率降低,這樣就維持了電網的穩定性。

有功功率是波動的

以上調節的手段都是有限的,如果遇到節假日,大量的工廠停產,這時全國全網用電量都在減少,通過以上方法就無法維持穩定,這時就需要用到調峰電廠,抽水蓄能電站是常用的調峰電廠。

通過抽水蓄能電站儲存起來,如下圖所示為抽水蓄能電站,當電能多時啟動水泵將低處水庫中水抽到高處,當出現用電峰值時,高處水在重力作用下自上而下流下,發出電能輸送到電網,從而維持電網穩定。

抽水蓄能電站

如果實在無法抑制電網潮流,那隻能大幅度降功率或者停機。

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核先生科普


這是個很複雜的問題,化繁為簡回答:

1.整體上電力系統強調需求側管理,強大的五級調度系統總體上實時確保發電側和需求側的平衡,這是最關鍵的環節,也是廠網各方技術管理含量最高的部分之一。

2.局部電力系統電力過剩可通過抽水蓄能電站,儲能設施,這些都佔比偏小,非主流。

3.宏觀上講,所有發電側在設計可研階段對潛在需求負荷是有基本匹配的,這是根本解決之道,在國內閒置設備和缺電最終都會被平衡掉,時間問題~



通往財務自由之路


首先電網上不存在被髮出來沒用掉的電,因為電能的儲存極為困難,又不能靠超大的電容器或電池來儲能。(交流電無法儲存)

並且是用多少電發多少電,先有需求後發電。

至於為什麼能做到供需平衡,主要是依靠兩個方面。

大用電變動靠的是負荷預測,比如每天的各個時段用電量,冬夏用電量都有差別,依靠老數據進行大致估算當前負荷,還有就是各個用電大戶(常見於各個工廠)提前報備用電需求,計入總預測裡。

小用電變動靠發電機上自帶的動態負荷調節技術AGC即可完成穩定電壓和頻率下的電能平衡。

簡單舉例:某市中午歷史負荷1000MW,某工廠提前報備需要200MW,則負荷預測1200MW,動態調節預留50MW。

次日中午1200MW由三臺500MW機組穩定輸出,50MW調節由單臺120MW機組動態調節。統計後當日實際負荷1225MW,完全無壓力。

再打個比方:一桶水裡倒入取走幾杯水,液麵變化明顯,但是一個湖呢?幾杯水完全不是問題嘛·····

出於經濟性和方便性,一般大負荷,穩定負荷由大機組(起停慢但經濟性好)穩定提供,常見核電,水電,火電。

小負荷動態調節一般由燃氣電廠,水電,火電調節,這些具有機組起停快,容量小的特點,但相對不是很經濟。

當然在夜晚電網峰谷時期,像核電不能隨意起停,這時候就需要像抽水蓄能電站來當作抽水負荷用戶消耗核電廠的電,電網裡還是沒有發出來用不掉的電。白天放水做水電廠再把電發出來。常見損耗是2/3,即用3度電抽水,這些水又可以發2度電。

當然話也不能說太死,比如220kv和110kv的變電站也會使用投切電容電抗來調整有功無功,這也是為了保障電能質量確保電網電壓頻率穩定,當然此時電容和電抗也在儲存和消耗電網中的電能。

這是電網內側的問題了,和用戶側關係不大………

負荷預測技術也是一個很深奧的過程,現在負荷預測基本可以精確到每個小時的負荷預測啦。


山裡人阿七


感謝您的閱讀!

一般我們得理解是:電網用不掉的電,肯定不會存儲在某個特大的蓄電池中,這樣電量就不會消失了。可事實真的如此嗎?我們來理解下,幾種比較靠譜的解釋。

第一種解釋——電網中沒有使用掉的電,轉化為了發電機的機械能,因此能夠讓整個電力系統的頻率提升。

這裡解釋下:這裡有個,實時平衡。如果發電廠的電和我們需求的電量功率不平衡的話,會出現電力系統的頻率提升,這時候需要通過頻率的調節,最終保持在國家標準50HZ。(電力的峰谷調節)


第二種解釋——AGC。你可能對於這個詞彙有些陌生,我們解釋下,自動發電控制AGC(Automatic Generation Control)它控制著調頻機組的出力,以滿足不斷變化的用戶電力需求,並使系統處於經濟的運行狀態。

什麼意思呢?我們這裡還要說到50Hz的頻段,只有它保持在50Hz,電網就知道,發電量和用電量是平衡的。

可是,一旦50HZ過低,說明用戶的用電量大於發電量;相反,就是發電量大於用電量。這時候,電網就需要調頻了,通過AGC,讓頻率始終保持在50HZ,這樣電量使用和發電的電量就能保持平衡。

當然,發電廠會考慮短期的用電負荷,從而進行一定的調配。

所以,不會出現電量多餘的情況,也不會出現將電量儲存在蓄電池內。


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