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多余的电都去哪儿了,如何处理

电能是一种特殊的能源。它的奇迹在于用了多少电能,发电系统产生了多少电能,整个电网系统在任何时候都处于动态平衡状态。使用,难以储存。

但有一个问题。我家刚开了空调,他的家刚给电动车充电,另一家刚关掉洗衣机。数以万计的用户用电,所需电量也随机波动。如何确保发电和用电之间的平衡?发电系统如何知道发电量?让我们今天回答这个问题。

魔栅频率

中国统一的交流标准是50Hz,这是电力消耗和发电的标准。只有具有频率的交流电源才能。为什么我们要首先解释电网频率的问题,因为频率决定发电机的运行速度。只要它是一台连接到中国电网的发电机,运行节奏就不会改变。

如果发电量大于耗电量,电网的频率和电压就会升高。相反,频率会降低。这可以用我们在中学生学习物理时做的小实验来解释。用玩具电机发电驱动小灯泡,我们可以看到电机的频率越高,灯泡就越亮;当电机转速降低时,灯泡只会稍微亮起。

在现实生活中,当午夜来临时,耗电量会大幅度下降,电网频率也会上升。如果不加以控制和保护,继续用电的电器将在高压下损坏。

因此,电网系统有自己的一套调节机制,最大限度地使发电量等于用电量,即供需平衡,减少能源浪费。

什么是调频?

上述电网供需平衡是电力系统调节和运行的本质和目的。

具体来说,电网系统中有一个专门负责调频的电网控制单元,它通过调节调频电源的输出来响应系统频率的变化。调频又分为主调频和次调频。

一次调频是自发的,不受机组控制。

发电机还有一个电源系统。以火力发电机组为例。热蒸汽驱动汽轮机实现发电机的旋转。汽轮机的转速由蒸汽阀的开度决定。如果要快速旋转,可以增加蒸汽量,反之亦然。

发电机组控制系统一般自动控制机组有功功率的增减,限制电网频率的变化,保持电网频率的稳定。各发电厂机组根据各自的转速变化率,在不同范围内自动增加或减少发电量。调整速度快,精度高,但调整范围小,调整效果差。

二次调频是在电网系统的控制下,一个特殊的调频装置进行的有目的、有计划调频。

例如,电网系统中的用户在一段时间内有大约1000万千瓦的电力需求。电网系统将安排900千瓦发动机机组的固定输出,然后200千瓦调频机组将进行合作。根据一定时间单位内的实时功耗需求确定操作方式。

发电厂与电网之间的调度是一个复杂的问题。各大电厂的人员纪律和设备配置不同。我国实行分级管理体制,分为县调、市(地)调、省调、区网调、国网调五级。正是这些网络之间的协作管理确保了国家权力平衡。

综上所述,电网根据电网的实时频率,通过二次调频和一次调频控制发电量(增减),使发电量与用电量相匹配。

然而,发电机组转速的大幅变化对机组的使用寿命和效率有很大影响。发电机组最喜欢的是平淡,而不是起伏。如果电源侧尽可能保持稳定,则发电机是最快乐和最经济的。因此,存在峰谷电价,这鼓励电力消费方在白天使用更少的电力(因为价格昂贵),而在晚上使用更多的电力(因为价格便宜)。保持整体功耗稳定。

电能储存是解药吗?

现在有一个大趋势:大量新的光伏和风电接入电网。这两个都是不稳定发电,这给电网的稳定性增加了一个大问题。但是,碳中和的比例必须增加,清洁能源的比例必须增加。那我该怎么办?

有人说,如果电能被大规模储存,就不需要调节。储存更多的电,并在使用时将其送出,这不是很美吗?

原因很简单,但仍然很难实现。

抽水蓄能是最高的储能系统,占总储能的99%。抽水蓄能是指用户将水从低洼水库抽到高洼水库时使用的功率过大。

但毕竟有这么多地方适合修建水库,这远远不够。

除抽水蓄能外,还有许多大型储能技术,如压缩空气储能、超级电容储能、电化学储能、化学储能等。目前,研究和开发主要集中在超级电容器和电池(锂电池和液流电池)上。

目前,锂电池储能发展迅速。随着成本的下降、商业模式的成熟以及电价的支持,储能市场化的前夕。锂储能有助于发电侧光伏和风能的稳定;协助电网侧调频调峰;在电力方面削峰填谷是非常神奇的。

毫不奇怪,锂储能(钠离子电池和液流电池也是方向)是解决未来电网稳定性的主要解毒剂。

结论

电网是连接发电和消费的大型网络。随着发电端变得越来越不稳定;电源端本身非常混乱。这个网络很累,不能保证实时平衡。目前的调频手段将越来越拉长。

电能储存不仅是调节电能供需的必要手段,也是未来的发展方向。

回到问题上来,因为大量过剩的电力将使电网处于危险之中;因此,对电网的监管将最大限度地减少过剩电力的产生。毕竟,平衡是电网的首要目标。

随着储能技术的发展,未来多余的电能可以有效储存,更多的清洁能源可以接入电网。当然,更重要是使发电端和用电端更加稳定。毕竟,这是一个需要统一频率的电网~

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  • 原文链接https://kuaibao.qq.com/s/20211105A0C9RI00?refer=cp_1026
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