|根据能量守恒:中国电网每天发那么多电,用不完的电到哪里去了?( 二 )
我们国家的工业标准电压是单相交流220V/50HZ , 所谓的工业三相就是三根相线(U、V、W三相 , 相电压380V) , 和零线的电压还是220V , 这个是交流电 , 需要整流后才能变成直流电 , 当储存在电池中的直流电释放出来后 , 还要通过转换成交流在并入电网 , 这一来一去效率比较低 。
交流储能方式
准确的说交流电是无法储存的 , 但技术是死的 , 人是活的 , 可以通过转换成机械能的方式将其储存起来 , 比如压缩空气储能 , 将空气压缩到一个超级或者N个超级气罐中 , 也可以将水抽到高处蓄水储能 , 也可以飞轮储能 , 或者电解水分离化学键 , 将其分解成氢氧储能 。
抽水蓄能原理图
这些方式中最常用的是抽水蓄能方式 , 在谷电时抽水 , 而用电高峰期放水发电 , 释放重力势能转换为电能 , 回馈电网 , 总的来说能量损耗还是很大的 , 但整体而言 , 抽水蓄能还是有利可图!
国家电网如何来调配电能?要将发电站的电送到居民家中 , 需要经过升压 , 输电、变电-变电-再变电 , 再经过小区配电输送到楼道电表箱 , 最后才到居民家中 , 但要是这个发电站检修或者容量不够时候怎么办?那么就需要电网来调配了!
微电网
在我国电能的来源有水电、火电、还有核电和太阳能、风能以及潮汐能和蓄水储能等多种电能来源 , 而国家电网就是干这个用的 , 发电站输出的电能除了电压和频率要符合标准要求外 , 还有一个频率同步!
我国有三个电网 , 分别是国家电网、南方电网和蒙西电网 , 在所有的大型发电站 , 都有一套计算机自动控制系统 , 对过流、过压等检测 , 随时调整输出容量与频率和并网电压 , 抽水蓄能电站也将接受电网调配 , 比如出现电能浪费时将开启抽水蓄能!
当然在丰水期可能会出现真正的蓄水储能的水库也是满的 , 而水电站也有源源不断的水力资源 , 此时只能弃水 , 通过泄洪闸泄水 , 毕竟不能无限制保持在水库内 , 水电站的另一个功能是调洪 , 也就是在洪峰到来前 , 先放水到防洪限制水位 , 然后迎接洪峰 , 避免下游直接受到洪峰冲击 , 此后再慢慢放水!
当然弃风和弃光这种情况也必然存在 , 再强大的电网也无法避免出现这种现象!随着特高压输变电技术的成熟 , 这种情况相对会更少 , 因为它可以将西北边远地区的风能或者水电输往东南部发达地区!
意外事故
国家电网的工程师天天在优化算法 , 希望能将电能做到最优分配 , 但它也只能做到调配 , 无法应对所有问题 , 当电网过载超过调配极限时 , 局部电网可能会崩溃 , 比如区域用电量过载 , 其他电网调配无法满足 , 或者输电线过载 , 或者发电站保护性跳闸 , 为避免这个崩溃波及到整个电网 , 电网会将其隔离 , 那么区域性停电就会发生!
另一种则是太阳活动造成的电网崩溃 , 这个原因是太阳风中的高能带电粒子冲击地球磁场 , 造成地磁大幅动荡 , 磁场变动会在长距离输电线上感应出电流 , 这个缓慢的交流电会无法通过变压器传递到另一侧 , 因此会直接消耗在线圈内 , 这个强大的电流可能会导致变压器烧毁 , 大面积电网崩溃!
【|根据能量守恒:中国电网每天发那么多电,用不完的电到哪里去了?】1989年加拿大魁北克电网崩溃就是太阳活动造成的 , 当然人类已经很幸运了 , 如果是1859年的卡林顿事件级别太阳活动的话 , 全球电网可以崩溃三次 , 人类文明将倒退十年 , 损失超过数十万亿美元!这种行星级电网故障状态不是某个电网所能掌控的 , 也许得给地球弄个罩子!
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