电厂发电量大于用电量,多余的电去哪了?

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电厂发电量大于用电量,多余的电去哪了?
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  电,与人类生活的交集不过短短 200 年时间。但它却以爆发式的增长覆盖了人们生活的角角落落,从饮食起居到手机电脑,提供电力的发电厂日夜不停地运作来满足人们的需求。不少读者可能曾有过疑问:如果发电厂产生的电能多了,会去哪呢?

  首先要明白一点,正常运作的情况下,所有发电厂产生的所有电能,一定比用户需求的电能要多,否则局部地雅虎博客登陆区用电负荷突然增加,供不应求容易导致大规模停电。发电厂产生的过剩电能一部分会通过电网被调度到电力匮乏的地区。

  电网就像城市的地铁线,只有多条线路布局成网状才可以发挥最大经济效益,只有一条地铁线的城市还不如改成公交车划算。电网也是一样,成网以后才可以发挥调配作用,并且电网的分布越广,电力系统整体就越稳定。

  当然,并不是所有城市之间的电能都需要调度。可控范围内,一个城市的发电量实际是由该城市的需求所决定的。打个比方,我国采用的是 220 伏电压,50 赫兹的交流电,也就是说电流方向每秒钟改变 50 次,本质就是一对磁极的发电机转子每秒钟转动 50 圈,那么现在将家里的电视打开,电视经过线路传导可以对发电机的转子产生阻抗,能够降低转子的转动频率。

  开一台电视对整个城市的电力系统是毫无影响的,但如果是许多工厂的大型设备集体开工,就可能对城市的电力系统产生影响,阻抗会突然增加,每秒钟转 50 圈的转子可能变成 49 圈,那么 50 赫兹的电流就会变成 49 赫兹。如果该城市依旧不增加供电量,随着负荷增多,电路中总电流增大,发电机内阻的电压降增大,发电机输出电压减小,可能变成 210 伏,电流频率会变得更低,家用电器就无法正常使用,电力系统也会崩溃。

  当然,这种情况是不会发生的。电网相当于中间商,如果城市用电负荷增加,电网的调度员会先向上游的发电厂发出指令,要求增加供电量。

  目前,中国主要采用的是火力发电和水力发电,火力发电厂收到指令后会增加烧锅炉的火力,使锅炉中的水产生水蒸气的速率增加,汽轮机转动变快,从而带动发电机,增加发电机转子的转动速率,使原来每秒 49 转提高到 50 转,使电流频率稳定在 50 赫兹,电压稳定在 220V,保证该城市的电力系统稳定;如果是水力发电就增大水流量来提高水轮的转速,以此来带动发电机。

  通常,电网会有多人轮流值班实时监测,保证电流频率在 50 赫兹0.5 赫兹之间,也就是电能基本供求平衡。城市无法自给自足时,才会跨区域调配电力。

  估计有人要有疑问了,国家所有电能肯定不可能刚好供求相等,能够调度电力,说明整体肯定是有多余的电能,这些电能哪去了呢?

  答案就是转变成水的势能。

  抽水蓄能电站是一种专门为解决电力过剩而公司网站模板设计的水力发电站,当夜晚电网整体的电力负荷处于低谷时,多余的电能会给水泵,将低处的水输送到高处的水库储存起来,用电高峰期时,再将水的势能转化成电能。亚洲最大的抽水蓄能水电站天荒坪水电站,年抽水耗电量 42.86 亿千瓦时,发电量 31.60 亿千瓦时,能源利用率达到了 73.7%。

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