目前全国的发电站总数超过5000座,涵盖火力发电、水力发电、风力发电、光伏发电等多种类型。
面对如此庞大的发电规模,如果发出来的电用不完,这些“多余”的电都去哪儿了?
在正常的电网运行中,其实并不存在多余的电。
我国对电网运行有严格的规定:电网平稳运转时,总发电量和总用电量必须时刻保持动态平衡,也就是“用多少电,发多少电”。以2025年全年电力数据为例,全国日均发电量约1.0440×1017焦耳,日均用电量约1.0224×1017焦耳(差额主要是线路、跨区送电的损耗)。
或许有人会问:为什么不多发一点电量存起来,以备不时之需?
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因为电力不同于水或天然气,目前还没有低成本、大规模的储能方案。
一旦发电量远超用电量,电网的电压和电流就会瞬间飙升——轻则烧毁家用电器、导致设备故障,重则电网短路、导致大面积停电。
正因如此,为了保障用电安全,国家电力调度控制中心会提前测算全国用电量,再根据预测结果,向各类发电站实时下达发电指令,精确调控每一座发电站的发电量,尽量防止电量过剩或不足。
然而,理想与现实难免有偏差。
当国家电力调度控制中心的用电预测出现偏差,或是风、水、光伏等因天气骤变出现电力“飙升”时,又该怎么办呢?
此时,国家电力调度控制中心会按照“源头减量→跨区送电→错峰用电→储能存蓄→弃风弃光”的顺序,一步步消耗多余电力。
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当调度中心监测到发电量即将超过用电量时,会立刻调整发电站的发电量,比如减少火力发电厂的燃料投放量,直接降低发电总量,这是最直接高效的办法。
如果源头已调控完成,依旧有富余电量,就会启动第二道防线——跨区送电。
我国各地区发电资源和用电需求差异很大。西部地区的风能、太阳能资源丰富,发电量充足,但本地用电需求有限。
而东部地区,人口密集、工业产业集中,用电需求量大,但没有大型煤矿支撑火电发电,也缺少适合建设大型水电站的地形条件,所以常年供电紧张。
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这时调度中心会利用“特高压输电网络”,把西部地区多余的电力,输送到电力紧缺的东部地区,实现资源互补。
第三道防线——错峰用电也是消化余电的好办法。
电网会在深夜、凌晨这些用电低谷时段推出比平时低的电价,高耗能企业(如电解铝、化工、数据中心等)为降低生产成本,会主动调整生产计划,在电价低、电力富余的时段集中开工。
这样一来,原本多余的电量,就能转化为商品。
要是以上方法还没有完全消化余电,就该第四道防线——储能存蓄登场了。
目前,我国还没有大规模的储电方案,但为了保障电网安全,仍有一些小规模应急储电方法。
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其中最常用的就是抽水蓄能,简单来说就是在电量富余时,用抽水机把地势低的水库里的水抽到地势高的水库里,以重力势能的形式把电储存起来。
等到用电高峰期,再开闸放水,水流带动发电机组重新发电,把储存的重力势能重新变回电能。
不过这类储电设施对地形条件要求严苛,必须配套高低落差的两座水库,选址受限、无法随意建造,目前全国不足200座。
除此之外,还有一种很特别的储电方式——压缩空气储能。
利用多余电力压缩空气,把高压空气封存在地下盐穴、天然岩洞或专用储气容器里。等到用电高峰,再释放高压空气,带动轮机发电机发电。但它同样受场地条件、建设难度限制,所以全国不足80座。
好奇喵讲知识
为什么不用电池把多余电量存起来?
答案很简单:成本太高了。以目前性价比最高的锂电池为例,算上设备折旧、运输维护和安全仓储等费用,储存1度电的成本大约在0.5~0.8元,但目前居民每用1度电的电价仅0.5元左右。
当所有调控、送电、错峰、储能的办法都用尽,还是无法消化多余电量时,为了保障整个电网安全,调度中心只能启动最后一道防线——弃风弃光,也就是暂时关停部分风电、光伏设备。
不过如今我国电网结构不断完善,跨区输电能力和储能配套设施大幅升级,全国整体弃风率、弃光率已经控制在3%以内。
虽然电网的“精打细算”保障了电力供应的稳定高效,但对于我们来说节约用电同样意义重大——既环保又省钱。
这里有我们给大家整理的省电小妙招,快来看看吧!
省电小妙招
第一招,可以用节能灯、LED灯替换传统白炽灯,能够节省70%—80%用电量。因为白炽灯依靠钨丝发热发光,工作时80%以上的电能都会转化成热能浪费。而节能灯和LED灯采用了高效光电转换技术,电能更多转化为可见光,热能损耗极低,自然更省电。
第二招,夏季使用空调时,温度每调高1℃,就能省电约7%,可以根据自己的舒适度适当调高空调温度。同时空调尽量避免频繁地开关机,空调启动瞬间功率是正常运行的5~7倍,如果只是短时间外出并不需要关机。
第三招,冰箱别塞太满,留出一些空隙,有利于冷空气循环,但也不能太空,可以放几瓶水,减少压缩机频繁启动,从而减少电量消耗。
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