根据中国能源大数据报告显示,2019年我国发电总量约为7.5万亿千瓦时,位居全球第一,但这一年全社会的用电量却为6.84万亿千瓦时,那么多出来的电我们是存起来了、还是浪费掉了呢?

出现这种疑问的观众,往往会认为电厂的发电机组整天在满功率运行,从早高峰到晚低谷,全社会每时每刻的总用电量都在不断变化,所以会对晚低谷时发电机多发出的电量产生疑问。

其实严格意义上说,并不存在“多发的电”,现实生活中电厂能够根据用户端的耗电量实时发出“够用的电”,甚至我们关闭一盏灯,电厂某处的机组就会少投放入一克煤,而其中的奥秘就在于“电网调度”这四个字,那发电厂是怎么“预先”计算出我们要用多少电呢?

和我们的想法相反,如今电力消耗的顺序是“先用后发”的,而不是先发后用的。在电力调度开始运行前,调度中心会根据用户端历史耗电情况来统计,对当时负荷实时监测,对未来的负荷进行预测,然后电力调度机构统一进行电力调度,开始决定哪个地方的发电厂什么时候发电、发多少电,最终使发电和耗电每时每刻都处于一种动态平衡的状态,所以电厂发电机组的启停、转速、燃料消耗等都是在不断变化的,并非所有机组都在满功率运行。

我国的电力调度机构设置有五级,分别是国家电力调度中心,大区域电网调度中心,省电力调度中心,地区电力调度和县电力调度。各个调度中心负责管理自己的区域,其中国调掌握全国的发电量和负荷,然后协调下属网调的电力传输。网调则指定大区域的发电计划、预测区域用电负荷,管理的输电网络在500千伏左右。省调的主要任务是执行自动发电控制,管理220千伏左右的输电网络,地调管理110千伏输电网络,县调管理35千伏以下的输电网络。

电力调度的原则还决定了什么样儿的电,优先送到我们的家中或者工厂。从宏观上看,核电站机组发的电优先级最高,发出来就直接经过输配电电网送到用户端。其次在丰水季时,水电站机组发电会优先于火电提前上网,而火力发电则是我国目前的主要发电方式,也就是通过烧煤来使发电机组运转,优先级最低的发电方式主要是新能源发电,例如太阳能、风能发电,这类电的电能质量不高,极易受到环境的干扰使得发出的电不稳定,所以主要用来辅助电网的运转。

即使通过电网调度可以做到电的不浪费,但从一个区域来看,实际上总的发电量会略高于耗电量,因为在输配电过程中还存在着一个损耗问题,例如我国的西电东送工程,电力跨越千里调配,在线路上的损失就不小。

因为电网负荷的波动,有时电网调度在小区域上存在着误差,大区域上积少成多,规模就是相当大的一部分,那么多发出的电除了被用户端的备用设备白白消耗掉,我们现今有没有一种存储电能的办法呢?

答案确实是有的,不过不是用蓄电池来存储存,因为根本没有足够大的电池能容纳电网多余的电。但有一种行之有效的存储方式就是“抽水蓄能电站”,很多人一听,就以为这是用来发电的电站,其实抽水蓄能电站既能用来发电,也能用来蓄电。

抽水蓄能电站主要由建在山上的水库和山底的水轮机组成。它的工作原理是当电网用户负荷低时,山底的机组作为抽水水泵,利用多余的电将山底的水抽到山上的水库,此时电能转换为山上水库的重力势能。当用户高峰负荷时,抽水蓄能电站就相当于水电站一样,将山上的水库水开闸放出,山底的机组就成为了发电机组,此时重力势能又重新转变回电能,可以并入电网送给用户负荷使用。这样看抽水蓄能电站像一个巨大蓄能电池,可以做到充电和放电。

一般抽水蓄能电站的效率在70%至80%左右,这就意味着电能仍有一定的损耗,但这总比全部白白浪费要好得多,而且看似简单的抽水放水,却对电网的精细化管理有着非常高的要求,抽水蓄能电站也是目前唯一能够解决大规模电力峰谷的储能办法。

我国抽能蓄能电站的发展史可以追溯到上世纪60年代,我国建设了河北岗南和北京密云两座小型抽水蓄能电站,而截至2018年年底,我国已经建成34座蓄能电站,还有32座正处于建设当中,投入运行的总装机容量超3万兆瓦,规模非常庞大,这些抽水蓄能电站将进一步优化我国的电网结构,让多余的电不再浪费。

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