燃汽轮机

发电机发电的时候,如果没有电器在用电,这

发布时间:2024/10/18 14:07:47   

我们在白天用电多、夜晚用电少,而发电厂是24小时在运转的,这是不是意味着在夜间,有大量的电能会被浪费?

先从一个很简单的网络用语切入这个话题吧。

“爱不会消失,只会转移。”

电能会出现“浪费”吗?

这句话是从物理知识里衍生而来的,说的是“能量守恒定律”:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到其他物体,而能量的总量保持不变。

电能也一样,它并不是凭空产生的,是由水力发电、风力发电、光能发电等其他发电方式转换而来的。

现在我们再回过头去看问题,就可以理解为:其实我们平时浪费掉的并不是电能,而是水的动能、风的势能和太阳的光能……

但是,这种说法也有点想当然了,因为实际上就算没有电器运转,发电厂的电也不会浪费掉!这是怎么一回事呢?

电能为什么不会被浪费?它们都到哪里去了?

这点,咱们要从电能的储存方式来说了,再来看看它是怎样做到“供给平衡”的。

一天二十四小时里,会呈现一个用电量的高低起伏变化,像连续几座山峰一样,将其分为尖、峰、平、谷四个阶段。

用电量最高的时段称为“尖”,就像是群山之中的珠穆朗玛峰一样的存在。

当用电量来到“尖”阶段的时候,说明此时是一天之中电需求量最高的时刻,电厂会提高发电机的负荷,使汽轮机的进气量随之提高,进气量提高,又使锅炉的蒸发量得以提高,为了维持锅炉运转,就需要增加燃料。

一样的,我们就可以把用电量最低的时刻称为“谷”。用电量处于“谷”阶段的时候,是一天之中电需求量最低的时刻,所以需要减少燃料的消耗。

用爬山来作比喻,人上山时需要的体力多,下山时需要的体力少,那么人在下山的时候,自然就不可能放出全部的体力,而是将剩余的体力储存在人体当中。

电厂的智能程度也像人体一样,管理人员会视情况调整负荷,将其调低或者关停,仅仅保持能够使电厂正常运转的负荷,这就叫做“储存体力”。

简单来说,在用户不用电的时候,发电机处于低负荷运行状态,存在电动势,但是不形成闭合回路,也就不会产生电流。用电端和发电端是一个产生电流的路径,如果没有人用电,发电端检测到这点,就会自动将闭合回路断开,也就不会产生电能。

就像我们的电子玩具里那种小彩灯,两头的线路合在一起小彩灯就会发光,分开了就熄灭,原理类似,都是要形成闭合回路使电流通过。

既然不形成闭合回路,那就意味着发电机没有发电,也就没有多余的电。

就算有多余的电量,电厂也有办法处理

退一万步说,就算会产生多余的电量,电厂也是有办法处理掉的,而不会一股脑地全部供给用电端。发电频率是具有严格控制标准的,且发电机是连接多台用电线路设备的,发出的电量可以通过电网分配出去,不会有什么“滞销”情况。

一年之中冬夏两季用电量高于春秋两季,白天用电量高于夜晚,工作日用电量高于节假日,在用电量较高的时候,发电厂接收到用电需求量数据,会选择将发电机全部打开,以达到全力运转发电,并实时运输到各个用户处。

全国各个地区的用电量也大不相同,像广东、浙江、北京、上海等城市的用电量就远比西南地区的高。

所以,为了不让东部地区电力过载、西部地区发电资源过剩,又实行了一种大范围的电力输送模式——跨区输电。

比如西电东送,就是将西南地区的电输送到东部地区。

电力系统的调度员根据用电量,留足自身所需的电量以后,发布指令调度电力,几乎十之八九的电量都会通过电网输送到各个地方,再由电网将其分配给各个用户。

另外,开篇提到的发电方式也很大程度上保证了发电量与用电量的平衡。

举几个例子,假如我们的电量是水力发电,那么我们要调节发电量,首先就得调节水的势能,发电量不足时,将储蓄的水用于增加水力发电的势能,推动更多的水轮机转动,以机械能带动转变为电能;发电量高于用电量时,则是将水电站里大量的水排出,也叫做泄洪。

这样一来,有多少需求,就生产多少电能。

火力发电也可以做到“有多少需求,就生产多少电能”。

简单来讲就是,把煤炭放到锅炉里烧,散发的热量可以使水变成水蒸气,水蒸气膨胀以后推动汽轮机旋转产生机械能,机械能转变为电能。

为了保证燃烧系统和汽水系统产生高温高压蒸汽、电气系统实现由热能、机械能到电能的转变不出差错,还要有控制系统保证各系统安全、合理、经济运行。

所以只需要从源头起控制燃烧系统和水汽系统,就可以做到控制电力系统,增加或减少发电量。

同理,风力发电也是一样的,这种方式主要是靠风力发电机组的数量和风力大小来决定发电量的,一般是全年发电。

我国的各种发电方式里,占比最高的是火力发电,占比72%,水力发电占比18%,其他的核能发电、风力发电、太阳能发电、潮汐、地热、生物发电全部加起来不到10%

对于用电量的把控,大头还是掌握在火力发电和水力发电手里。

如果发电量一不小心超出了,该如何储能?

我们生活中有充电宝和蓄电池,那么,能不能造一个类似的装置来储存电网中多余的电能呢?

很遗憾,充电宝才能储存多少电量啊,与电网发出来的“多余”的电相比,简直是小巫见大巫,所以目前还没有一种可以大量储存电能的技术。

但是,我们可以再用一次倒推法。

电,主要是火力发电和水力发电。不能储存电,小问题,大不了储存火力发电的燃料啊,或者储存水力发电站的水啊,只要它们还没有变成电能,就可以储存起来。

比如说,白天有“多余”的电,那么晚上可能会在水力发电站把它用掉,用“多余”的电把水抽上来储存在水库里。

抽回来的水又可以循环利用,产生电能。

不得不说,人类的智慧是无穷的,但是这并不是我们浪费资源的理由,该节约的还是得节约。



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