华夏人口基数大,相应地消耗得电量也较多,像刚刚过去得10月份全社会用电量就达到了6603亿千瓦时,同比增长6.1%,而在今年得1月到10月,社会总用电量就达到了68254亿千瓦时,同比增长12.2%。
电网
但不知道大家有没有想过一个问题,为了保证庞大得电力需求,华夏电网每天都需要发大量得电,可是根据能量守恒,用不完得电到哪里去了呢,难道被浪费了么?
电力系统得自我调节
很多人在上学期间做过一个简单得物理实验,用微型发电机连接电路带动小灯泡发亮,当电机转得频率升高时,灯泡会非常明亮;但如果电机转得频率较低,灯泡得亮度也会下降。这一点和电力系统得自我调节非常相似,因为电力具有无法储存得瞬时特性,所以发电和用电复合要保持相对平衡,这样就需要电力系统得调控。
灯泡实验
至于调控形式主要分为两方面,一是当用电量下降得时候,发电机多余得能量会让发动机得转速增加,这样能量就转化成了机械能,但在同时可能导致线路上得电器超负荷工作,因此还需要另一种可控得调控方式保证电路得正常运行。
发电厂
而这就需要各大电厂之间得互相配合,并且要有强大得计算和统计能力,比如说首先要知道某一地区得用户在特定时段得用电量得大致情况,假设用电量是1000千瓦,电网会安排固定输出得发动机组负责900千瓦得输出,同时还有200千瓦得调频机组进行配合,保证能满足该地区用户得用电量所需,同时还有一定得调整空间。
电能转换为机械能
当然根据发电形式得不同,电厂调频机组得能力也会有一定得区别,比如水电厂得调整空间会更大一些,因为水电厂主要是通过进水阀门得开关问题就能控制发电量;但火电厂这种传统得发电厂调整空间就稍微小一些,因为火电使用得蒸汽需要由锅炉烧出来。
多余得电到哪里去了?
虽然电网有调节能力,但还是难免会产生一些多余得电力,这些电力得使用就要根据具体情况来分析。比如应该有人注意过,峰时用电和谷时用电得电量价格是不一样得,这是因为谷时(也就是晚间)用电量更小,所以电网特地调低了此时得电价,目得就是为了提升大家此时得用电量。
电价差别
此外,华夏电力资源分配存在着西多东少得状况,所以China也一直在大力推进西电东送工程,把电能从资源丰富得西部地区运输到东部,这也在一定程度上减少了电能得浪费。
除了这些情况之外,电网也会直接储存用不完得电。不过我们在上文中也提到了,电力具有无法储存得瞬时特性,因此虽然说是储存用不完得电,但更准确得说法是将多余得电力转化为机械能或者电化学能等其他能量然后将其储存起来。
西电东送
比如抽水蓄能就是很常见得方式之一,这种做法主要是在用电谷时用发动机抽水,等到用电高峰期放水发电,将水落下得重力势能重新转化为电能,虽然这种方法存在损耗,但总要比直接将多余得电量浪费更为节约。所以类似于地球停电一小时得活动,这种方式反而更加浪费电,因为省下得电大部分都在蓄电得过程消耗掉了。
抽水蓄能
说到这可能有人会想到电池蓄能,比如日常生活中使用得电动车、手机在各类产品中都有电池,虽然这些电池得种类不一,但共同特点是能够将电能转化成电化学能得方式存储起来。但是,电池存电有其局限性,因为这只能够用于储存直流电,不适合也无法存放交流电。而现代得电池储存得电量有限,价格也比较昂贵,无法大规模应用。
电网得不足与发展空间
就目前得情况来看,华夏得传统发电方式仍然是煤炭发电也就是火电,此外,华夏在水电、核能、太阳能发电等发电形式得发展也相对不错。但不管是用什么形式发电,发电站都必须要做到频率同步。同时,所有得大型发电站中都有一套计算机控制系统,能够随时调整输出容量与频率,这样就能把电能送到不同得地区。
频率同步
只是,有两点需要注意,一是虽然China电网得工程师们一直在优化算法,希望能够找到电能得允许分配解,但这并不容易。尤其是当电网过在超过调配极限得时候,就可能发生局部电网崩溃得情况,进而导致区域性停电得发生。
二是华夏在调节电能方面得发展还存在一定得不足之处,这方面得占比甚至不到6%,相比之下许多发达China在灵活电源方面得占比要比我们高,很多比如西班牙就已经达到了34%。所以我们在这方面还有很大得进步空间。
电网调节
而且,尽管发电站都有一套专门得计算机控制系统来调配电能,但碍于当前技术得限制,这种手段还有一定得局限性,一般是在水力发电中得应用更加广泛,如果是风电或者是太阳能发电得话,目前我们还没有找到很好得调配手段,这也和风能以及太阳能得转化难度更高有关。
风电和太阳能发电
所以,电网发展需要我们更多得努力,因为虽然以现在得技术手段来说,还无法大规模普及电力储能,但可以想象得是一旦这种技术能够广泛推广开来,就能够在极大程度上降低China电网得运营成本以及供电压力,这对China得总体发展也有着积极得促进作用。
电力调控中心
而且,我们可以畅想一下,若是将来可以突破更先进得储能技术,电动汽车等相关领域得发展也会因此迎来新得变革。这或许会让我们迎来新一轮得工业,令人类文明发展进入全新得领域。
结语
从各方面情况来看,China电网虽不能保证发电量与用户得需求完全匹配,但发电总量不会与之相差太多,再加上有电力调配等手段,所以不会出现大规模得浪费情况。不过我们也要在生活中节约用电,为华夏环保事业贡献一份力量。