夏天的熱點,等到冬天也涼了。但我們還是想熱一熱,聊聊 2022 年夏天,四川省電力不足的事情。四川是我國發電量排名前五的大省,而用電量隻排第九,2020 年的發電量比用電量整整高了 1000 多億度。今天伊人飄雪要和大家分享的是四川為什麼不把電留給自己用?支援缺電的四川咋這麼難?,歡迎閱讀~
夏天的熱點,等到冬天也涼了。但我們還是想熱一熱,聊聊 2022 年夏天,四川省電力不足的事情。
四川是我國發電量排名前五的大省,而用電量隻排第九,2020 年的發電量比用電量整整高了 1000 多億度。四川的朋友把發的電省下來,都留給自己用,難道不夠嗎?
就算不夠," 一方有難,八方支援 " 嘛。我們把柴司的燈關掉幾盞,空調調高幾度,全國各地把晚上的燈光都關了,給四川的朋友們多送點電不行嗎?
可能大家都聽說過,這些方案行不通,但憑什麼行不通?支援四川怎麼就這麼難?我們想弄清楚這些問題,跟大家一起了解一下電力系統的真實運作方式。
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四川平時根本不缺電。總體來看,中國的用電大省集中在東部,前五名分别是山東、廣東、江蘇、浙江、河北。但用來發電的煤炭和水能資源卻主要分布在西部。其中四川是最重要的水電大省,全國超過三分之二的水電都來自四川。
這些電四川用不完,很多都會輸送給東部用。從西部發電,到東部用電,要經過 "發、輸、變、配、用" 五個環節。
"發" 就是發電。常見的發電機由 "原動機" 和 "發電機" 兩部分組成。原動機負責把煤、天然氣、水、風等能源中的能量,轉化成機械能;然後發電機利用電磁感應,再把機械能轉化成電能。
比如,水電廠就是利用水從高往低流動時沖刷水輪機,帶動發電機轉軸來發電。水放得多,水輪機就轉得更快、更持久,原動機的輸入功率就越多,也就能帶動發電機發更多的電。
四川号稱 " 千河之省 ",有大大小小3887 座水電站,水電占比高達 70%,還擁有全世界第二大的水電站——白鶴灘水電站。但無論四川有多能發電,它具體的發電量都得根據實際用電量來規劃。這就是你常聽說的那個說法:電要即發即用,必須發多少,用多少。
但為什麼要發多少用多少呢?我就樂意開閘放水使勁發電,不行嗎?
還真不行。正常情況下,排除輸電過程中的各種損耗,原動機的輸入功率、發電機的輸出功率,與整個電力系統的負荷,也就是所有用電器的總功率應該保持平衡,此時電網的頻率保持穩定。
而如果發電端的功率跟電網的總負荷相差過大,就會影響電網的運行頻率,進而影響整個電力系統的穩定性。
這是什麼意思呢?我國使用的是 50Hz 交流電,我們常用的各類設備,都是以此為标準設計的。根據相關要求,電力系統的頻率偏差範圍為± 0.2 – 0.5Hz,如果頻率波動過大,就會對各種用電器,以及電力系統本身造成嚴重損害。
而交流電的頻率,就是一秒内電流方向周期性變化的次數,而電流的方向變化,就跟發電機轉軸的轉動頻率有關。轉速加快,頻率就升高;轉速減慢,頻率就降低。要維持穩定的頻率,需要保證發電機轉軸的轉速基本不變。
發電機轉軸的轉速不僅與原動機有關,還會受整個電力系統負荷的影響。如果電力系統負荷突然變化,比如用電量突然猛增,就會立刻讓發電機的輸出功率增大。
按理說,此時原動機的輸入功率也應立刻增加,讓三者保持平衡。但要想增加原動機的輸入功率,需要開閘放水,相對遲緩。在這個短暫的時間差裡,為了增加發電機輸出功率,原動機轉軸的部分動能就要轉化為電功率,來供給新增的負荷,所以轉速下降,電網頻率也就降低了。
電網頻率下降很危險。在 1993 年,遼甯丹東地區由于線路故障,緻使電網頻率最低達到了 48Hz,最後不得已切斷了丹東地區 40% 的負荷,才穩定住了頻率。
同樣地,如果一個耗電量巨大的設備突然斷開,發電機輸出功率會瞬間降低,原動機多發出來的電會轉化為轉軸的動能,轉速加快,頻率升高,這同樣會破壞電力系統的穩定性。
所以在電力系統中,發電量必須跟用電量基本一緻。好在用電量并不難預測,因為一個地區在某一時間段内用電負荷變化是有規律的。
對于四川來說,每年的用電量基本可以提前預測。既然發電量跟用電量要相等,那麼多出的發電能力也沒辦法留給自己。
作為全國最強的水電大省,四川在夏天的水電以前根本用不完,每年水力發電量的三分之一都輸送到了上海等其他地方。很多水電站在建設的時候,線路就直接跟外地的電網相連。比如在 "西電東送" 項目中," 錦官電源組 "60% 的發電量,都直接通過特高壓輸電線路送往江蘇。
所以四川雖然水電多,但很多電根本就沒有連接到本地電網。就算四川的朋友們現在想把電留給自己用,那也留不下來。
那麼,可以把外地的電輸送過來嗎?這就要看看電是怎麼輸送的了。
把西部的電送到東部,需要經曆輸、變、配三個環節。
在輸電的時候,發電廠先要将生産的交流電整流成直流電,經過變電站提升電壓後,沿輸電線路送到另一部變電站降壓,才能由配電站分配給用戶。所以為什麼要先升壓,再降壓,這不是脫褲子放屁嗎?
還真不是。這主要是為了減少輸電過程中的損耗,降低用電成本。
中學物理告訴我們,電流經過導線時,一部分電能會轉化成導線的内能損耗掉。電流越大,導線越長,電阻越高,損耗的電能也就越多。
那麼在發電機輸出的電功率一定的情況下,電壓越高,電流就越低,損耗的電能就越少。所以要把西部的電遠距離輸送到東部,就必須提升輸電電壓,減少損耗,降低用電成本。
在過去,500kV 的超高壓輸電網支撐起了我國經濟社會發展。如今又建成了數十條特高壓輸電線路,在這一領域獨霸全球。
講到這裡你肯定也明白了,輸電不是拉根電線連過去就行,需要變電站、高壓輸電網等一系列配套齊全才能送達。過去電網輸電以單向為主,四川作為電力大省,平時愁的都是電用不完,所以電網建設時,一直以送出為主,能把外地電送進來的線路少之又少。即使你關了一盞燈,我們省了一度電,它也很難送進四川。
其實在四川極度缺電的時候,國家電網已經緊急把各地富餘的電力調入四川,所有的入川通道都已經滿載運行,但依然杯水車薪。
總而言之,從技術上來看,想緊急支援四川真的很難。要讓龐大、複雜的電網能正常運轉,中國的電網全網一盤棋,發電、用電,都需要嚴格按計劃進行。
但今年,就遭遇了 " 計劃趕不上變化 " 的意外情況:2022 年夏天,罕見的高溫天氣導緻用電量上漲,而降水量較常年同期偏少 51%,主要江河來水量較常年同期偏少二到五成,以至于水電裝機容量接近英、德、美、法等國家的四川,居然嚴重缺電了。全國各地看着幹着急,又幫不上多大的忙,才讓四川人民受了一夏天的熱。
其實很多東西都跟電一樣,在風調雨順的年頭,我們覺得它理所當然,本該如此。直到出問題那一天,才驚覺原來每一種 " 正常 " 都來之不易,需要努力維護,才能抵擋不期而至的意外。
希望在以後的日子裡,亂七八糟的意外能少一點,讓我們有一個光明的未來 ~
關于四川為什麼不把電留給自己用?支援缺電的四川咋這麼難?就介紹完了,您有什麼想法可以聯系伊人飄雪。