问题

在用电较低的时段,发电厂发的多余的电怎么办?

回答
好,咱们来聊聊这个电网里的“剩余价值”问题,也就是在用电少的时候,发电厂那些多出来的电,到底去哪儿了。这可不是简单的“倒掉”那么简单,背后有很多门道呢。

咱们先得明白一个基本概念:发电厂不像我们家里用多少电就生产多少电。它们通常是按照预设的计划,根据预测的用电需求来启动和调整发电量的。你想想,一个大型发电机组从启动到稳定运行,需要好几个小时,甚至更久。你不可能说,“哎呀,现在没人用电,关了,等会儿再开”。这成本太高了,而且对设备也不好。所以,发电厂的发电量调整,是一个相对缓慢且需要提前规划的过程。

那么,当实际用电量比预测的要低,特别是到了深夜这种用电高峰过后的低谷期,那些多出来的电,总得有个去处吧?发电厂可不能白出力。

最直接、也是最常见的方法:储存起来。

这就像我们把吃不完的食物放冰箱,电也是一样,可以“存”起来。最主要的储存方式就是抽水蓄能电站。

抽水蓄能是个什么原理? 你可以把它想象成一个巨大的、带翅膀的水泵和水轮机。在用电低谷时,电网里有的是便宜的电。这时候,抽水蓄能电站就会用这些电,把下游水库的水抽到上游水库储存起来。这个过程就相当于把电能转化成了水的势能。
用的时候怎么办? 当电网需要电,特别是用电高峰来了,电就特别值钱的时候,就把上游水库的水放下来,通过水轮机带动发电机发电。这就像我们从冰箱里拿出食物来吃一样,把储存的势能又转化回电能。
为什么抽水蓄能很受欢迎? 因为它技术成熟、容量大、响应速度快,可以非常灵活地调节发电量,是电网的“蓄水池”和“稳定器”。而且,它相对其他储能方式成本较低,是目前应用最广泛的储能手段。

除了抽水蓄能,现在也越来越重视电化学储能,也就是我们常说的电池储能。

电池储能是怎么工作的? 就是用大量的电池组,在用电低谷时充电,在用电高峰时放电。就像你的手机一样,只不过规模要大得多。
发展情况? 各种类型的电池技术都在发展,比如锂离子电池、钠离子电池等。虽然目前大规模应用在储能方面,相对于抽水蓄能,成本还是高一些,但随着技术进步和成本下降,电池储能的应用范围越来越广,特别是在分布式储能、削峰填谷等方面发挥着重要作用。

其次,调整火电厂的发电出力。

不是所有的发电厂都不能随便关停。火电厂(燃煤、燃气等)相对来说,启动和关停的灵活性比水电、核电要高一些。

深度调峰? 在用电低谷时,发电厂会尽量减少发电量。有的火电机组甚至可以降低到一个非常低的出力水平,这就是所谓的“深度调峰”。这样做是为了尽量减少资源的浪费,但这也意味着这些机组的运行效率会降低,而且对设备有一定损耗。
启停成本? 但是,即使是火电厂,也存在启停成本和时间问题。完全关停再启动,对于大型发电机组来说,仍然是一个比较耗时耗力的过程。所以,有时候让它们以较低负荷运行,比频繁启停可能更经济一些。

核电站又是另一番景象。

核电站的特点是稳定运行,发电成本相对较低,但调节能力很差,不能随便启停。

“基载电力”的角色? 核电通常被视为“基载电力”,也就是说,它们会保持一个相对恒定的出力,不论用电高峰还是低谷。在用电低谷时,核电厂多发的电,就更需要通过储能或者出口来消化了。
怎么办? 很多情况下,多余的核电就会通过输电线路送到邻近的电网区域,如果其他地方用电量大,就可以卖过去。这也是电网互联互通的一个重要意义。如果实在没有地方去,那么就只能通过其他方式来“消化”了,比如调整核电厂本身的运行参数到最低水平,但这也是有极限的。

对电网的冲击和影响。

那么,如果多余的电不能及时储存、转移或者让发电厂减小出力,会怎么样?

频率失稳? 电网的运行频率(比如中国的50赫兹)是衡量供需平衡的关键指标。如果发电量远远大于用电量,电网电压和频率就会升高,这会损坏电器设备,甚至引发大范围的停电事故。所以,电网调度部门必须时刻监控供需情况,确保频率稳定。
经济损失? 发电厂即使出力多,但如果电卖不出去,也是一种经济损失。

新能源发电的挑战。

风电和光伏发电也有类似的问题,而且更加棘手。

间歇性与波动性? 它们发电量与天气条件直接相关,不是你想发就能发,也不是你想停就能停。当风很大、阳光很足的时候,新能源发电量可能会超过当前的用电需求,多出来的电怎么办?同样是需要通过储能、扩大电网互联来解决。

总结一下,用电低谷时多余的电会通过以下几种方式被处理:

1. 抽水蓄能电站储存。 这是最主要的“吞噬”多余电力的方式。
2. 电池储能系统储存。 越来越普遍的储能技术。
3. 火电厂深度调峰或减小出力。 但有其技术和经济限制。
4. 核电等基载电厂勉强维持最低出力,或者通过输电网售往其他地区。
5. 考虑出口到邻近电网。 如果有互联的电网,可以将多余的电卖给需求大的地区。
6. 最坏的情况是,如果上述方式都无法有效消化,电网调度会采取措施强制减少发电出力,甚至可能导致某些机组暂时停运,以保护电网安全。

总而言之,电网的运行就像一个精密的指挥系统,需要实时平衡发电和用电。在用电低谷时,如何高效地利用这些“剩余电力”,是电网可持续发展面临的重要课题,也是储能技术、智能电网等领域不断探索和进步的动力所在。

网友意见

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情况比较复杂,一般来说,我觉得,这不是一个问题(宋丹丹小品调调)

对于作为主力的火电站,其实理论上是不会有多余电能的。

电站能发多少电,不是它自己说了算的。比如你建个600MW的电站,如果自己可以自主决定发多少电,只受电网总负荷的限制,那么这完全等同于印钞机了。

事实上,是电网控制并决定各个电站的负荷和上网小时数。电网也决定了各个电站能获得多少发电收入。就跟你造电冰箱不行,还得到我苏宁国美里去卖,一个道理,我叫你参加活动,你就得参加活动,不然不许你在我卖场里卖。

当然,具体情形比较多,比如,如果电站同时供暖,那么供暖收入也是一部分。而且,供暖是有现金或者上网小时数补贴的(不然没人愿意供暖),也有可能电力负荷下降的时候,电站可以多供热,这样也不用有多余电力的困扰。

一个典型的电力变化过程是怎么样呢?

1. 如果电网分配的负荷增加,那么瞬间,汽轮机,发电机轴系扭矩增大,转速降低,就好像你突然担子重了,那么步子就慢了。

因为国内电网的频率是固定的50HZ,也就是发电机必须是3000转或者1500转。这时候转速探头检测到,速度低了,那么这个信号传达到了控制系统,系统经过计算,会给汽轮机发出一个指令信号:给点力!于是汽轮机的控制阀,开大,进更多的蒸汽。然后汽轮机就转速提升,使轴系转速恢复。

从而达到发电增加,转速恒定的效果。

2.负荷降低也是一样,挑的担子降低了,人就high起来了,汽轮机就转快了,那么速度探头告诉控制系统后。系统给汽轮机发个信号:不要嗑药,不能过high,慢点。汽轮机控制阀关小,进汽减少,汽轮机淡定了,速度降低。

从而实现,减少发电,转速恒定。

对于水电站,水轮机水头也可以调节发电量。

所以,一般来说,不存在,多的电怎么办,这样的困扰。

当然,具体情况很复杂,比如核电,生物质,绿色能源,太阳能,风能等等有政策鼓励或者不好调节的,可能很少限制他们的发电,哪怕用电需求降低。很难说,取决于政策和电网的策略。

或者,太阳能,风电等并网受限的,如果发电太多,可能直接切掉他们一部分负荷以保证电网安全。

此外,也有一些储存电力的办法,比如抽水蓄能,电池等等。

打字打得我手机都快没电了,不点支持感谢不合适。

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