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多余的电能去了哪里「电厂多余的电」

时间:2023-04-06 11:17:05来源:搜狐

今天带来多余的电能去了哪里「电厂多余的电」,关于多余的电能去了哪里「电厂多余的电」很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!

电能是一种特别的能源,它的奇妙之处,就在于用掉多少电能,发力系统就产生多少电能,整个电网系统随时处于一个动态的平衡状态。也就是即发即用,很难存储。

但这就有一个问题,我家现在刚打开空调,他家刚给电动汽车充上电,还有一家刚刚关掉了洗衣机,用电的客户千千万万,需要的电量也是随机而波动的。怎么保障发电和用电的平衡呢?发电系统怎么知道该发多少电呢? 我们今天就来解答这个疑惑。

神奇的电网频率

中国的交流电统一标准是50HZ,无论是用电和发电都是这个标准,只有统一频率的交流电才能互联互通。为什么要首先解释电网频率的问题呢,因为频率决定了发电机运行时的转速。只要是接入中国电网的发电机,运转的节奏都是保持一样的。

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。反之,频率就会下降。我们中学生学物理时做的小实验就能说明白这一点。用玩具电动机发电带动小灯泡,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,灯泡只会微微的发亮。

现实生活中,当午夜来临,用电量大规模下降,电网的频率就会升高,如果不加控制和保护,会导致继续用电的电器在高压状态下损坏。

所以电网系统自有一套调节机制,最大程度地达到发电量等于用电量,也就是供需平衡,减少能源浪费。

调频是什么?

上面提到电网的供需平衡,是电力系统调控运行的本质和必须完成的目的。

具体看的话,在电网系统有专门负责调频的电网调控机组,通过调整调频电源出力来响应系统频率变化。调频还分为一次调频和二次调频。

一次调频是机组自发的,不受人为控制的调频。

发电机也是有动力系统的,拿火力发电机组举例,热蒸气通过推动汽轮机实现发电机的转动,汽轮机转的快慢是由蒸汽阀门开度决定的,想要转得快就增加蒸气量,反之就减小。

一般发电机组的控制系统就自动地控制机组有功功率的增减,限制电网频率变化,使电网频率维持稳定。各发电厂的机组根据自身速度变动率的不同,自动做出幅度不同的发电量增减。调节速度快,精度高,但是调节范围小,而且是有差调节。

二次调频是由专门的调频机组在电网系统的控制之下,进行的有目的有计划性的调频。

比如说,电网系统里的用户,在某一时段里大概有1000万千瓦的用电量需求,电网系统会安排900千瓦的发动机组固定输出,然后200千瓦的调频机组打配合战。根据某一时间单位下,实时的用电量需求来决定如何运转。

发电厂和电网之间的调度是一个复杂的问题。各大电厂的人员纪律、配置设备都不同,在我国实行的是分级管理制度,分为县调、市(地)调、省调、区域电网调度、国网调度5级。正是这些网与网之间的协同管理,才保障了国家的电能平衡。

总结一下:电网根据电网实时的频率,通过二次调频和一次调频来控制发电量(增加或者减少),从而使得发电量匹配用电量。

但是大幅度的让发电机组变化转速,对机组的寿命和效率都影响很大。发电机组最喜欢的是平平淡淡,而不是大起大落。如果用电侧尽量保持平稳,那么发电机是最开心的,也最省钱。因此出现了峰谷电价,鼓励用电侧白天少用电(因为贵),晚上多用电(因为便宜)。让整体用电量保持平稳。

电能存储是解药?

现在还有一个大的趋势:大量新增的光伏,风电接入电网了,这两个本来就是不稳定发电,给电网的稳定性增加了大难题。但是为了碳中和,清洁能源必须增加比重。那怎么办呢?

有人说为了,如果电能能大规模的存储起来,那岂不是不用来调频了。多发的电就存起来,用的时候再发出来,岂不美哉?

道理是很简单的,但是实现起来目前还很困难。

抽水蓄能是目前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,利用起来,将水从地势低的水库抽到地势高的水库。

但毕竟适合造水库的地方就那么些,还远远不够。

除了抽水蓄能外,还有压缩空气储能、超级电容器储能、电化学储能、化学类储能等多种方式的大型储能技术。目前研究发展主要还是集中于超级电容和电池(锂电池、液流电池)上。

当下 锂电池储能发展正迅猛,随着成本下降,商业模式的成熟,电价的配套支持,储能正处于市场化的前夕。锂电储能能在发电侧帮助光伏,风能稳定;在电网侧帮助调频调峰;在用电侧削峰填谷,可谓非常神通。

不出意外,锂电储能(钠离子电池,液流电池也是方向)是解决未来电网稳定性的主力解药。

结论

电网是一张大网,连接着发电和用电。随着发电端越来越有波动性;用电端本身就很无序,这张网非常心累,无法保证真正的实时平衡。当下的调频手段也会越来越捉襟见肘。

而储存电能,正是调节电能供需的必要手段,也是未来的发展方向。

回到题目,因为大量多余的电会让电网陷入危险;所以电网的调节会尽量减少多余的电的产生,毕竟平衡是电网的第一目标。

而随着储能技术的发展,未来多余的电可以有效的存储,更多的清洁能源也能更多地接入电网,当然更多地是让发电端和用电端都能更平稳。这毕竟是一张需要统一频率的电网啊~

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