根據中國能源大數據報告顯示,2019年我國發電總量約爲7.5萬億千瓦時,位居全球第一,但這一年全社會的用電量卻爲6.84萬億千瓦時,那麼多出來的電我們是存起來了、還是浪費掉了呢?

出現這種疑問的觀衆,往往會認爲電廠的發電機組整天在滿功率運行,從早高峯到晚低谷,全社會每時每刻的總用電量都在不斷變化,所以會對晚低谷時發電機多發出的電量產生疑問。

其實嚴格意義上說,並不存在“多發的電”,現實生活中電廠能夠根據用戶端的耗電量實時發出“夠用的電”,甚至我們關閉一盞燈,電廠某處的機組就會少投放入一克煤,而其中的奧祕就在於“電網調度”這四個字,那發電廠是怎麼“預先”計算出我們要用多少電呢?

和我們的想法相反,如今電力消耗的順序是“先用後發”的,而不是先發後用的。在電力調度開始運行前,調度中心會根據用戶端歷史耗電情況來統計,對當時負荷實時監測,對未來的負荷進行預測,然後電力調度機構統一進行電力調度,開始決定哪個地方的發電廠什麼時候發電、發多少電,最終使發電和耗電每時每刻都處於一種動態平衡的狀態,所以電廠發電機組的啓停、轉速、燃料消耗等都是在不斷變化的,並非所有機組都在滿功率運行。

我國的電力調度機構設置有五級,分別是國家電力調度中心,大區域電網調度中心,省電力調度中心,地區電力調度和縣電力調度。各個調度中心負責管理自己的區域,其中國調掌握全國的發電量和負荷,然後協調下屬網調的電力傳輸。網調則指定大區域的發電計劃、預測區域用電負荷,管理的輸電網絡在500千伏左右。省調的主要任務是執行自動發電控制,管理220千伏左右的輸電網絡,地調管理110千伏輸電網絡,縣調管理35千伏以下的輸電網絡。

電力調度的原則還決定了什麼樣兒的電,優先送到我們的家中或者工廠。從宏觀上看,核電站機組發的電優先級最高,發出來就直接經過輸配電電網送到用戶端。其次在豐水季時,水電站機組發電會優先於火電提前上網,而火力發電則是我國目前的主要發電方式,也就是通過燒煤來使發電機組運轉,優先級最低的發電方式主要是新能源發電,例如太陽能、風能發電,這類電的電能質量不高,極易受到環境的干擾使得發出的電不穩定,所以主要用來輔助電網的運轉。

即使通過電網調度可以做到電的不浪費,但從一個區域來看,實際上總的發電量會略高於耗電量,因爲在輸配電過程中還存在着一個損耗問題,例如我國的西電東送工程,電力跨越千里調配,在線路上的損失就不小。

因爲電網負荷的波動,有時電網調度在小區域上存在着誤差,大區域上積少成多,規模就是相當大的一部分,那麼多發出的電除了被用戶端的備用設備白白消耗掉,我們現今有沒有一種存儲電能的辦法呢?

答案確實是有的,不過不是用蓄電池來存儲存,因爲根本沒有足夠大的電池能容納電網多餘的電。但有一種行之有效的存儲方式就是“抽水蓄能電站”,很多人一聽,就以爲這是用來發電的電站,其實抽水蓄能電站既能用來發電,也能用來蓄電。

抽水蓄能電站主要由建在山上的水庫和山底的水輪機組成。它的工作原理是當電網用戶負荷低時,山底的機組作爲抽水水泵,利用多餘的電將山底的水抽到山上的水庫,此時電能轉換爲山上水庫的重力勢能。當用戶高峯負荷時,抽水蓄能電站就相當於水電站一樣,將山上的水庫水開閘放出,山底的機組就成爲了發電機組,此時重力勢能又重新轉變回電能,可以併入電網送給用戶負荷使用。這樣看抽水蓄能電站像一個巨大蓄能電池,可以做到充電和放電。

一般抽水蓄能電站的效率在70%至80%左右,這就意味着電能仍有一定的損耗,但這總比全部白白浪費要好得多,而且看似簡單的抽水放水,卻對電網的精細化管理有着非常高的要求,抽水蓄能電站也是目前唯一能夠解決大規模電力峯谷的儲能辦法。

我國抽能蓄能電站的發展史可以追溯到上世紀60年代,我國建設了河北崗南和北京密雲兩座小型抽水蓄能電站,而截至2018年年底,我國已經建成34座蓄能電站,還有32座正處於建設當中,投入運行的總裝機容量超3萬兆瓦,規模非常龐大,這些抽水蓄能電站將進一步優化我國的電網結構,讓多餘的電不再浪費。

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