蒙西电采暖峰谷,中国电网每天发那么多电用不完的都去哪了?
电力是人们日常生产生活中必不可少的重要能源。电能是由电厂通过各种各样的方式生产出来的。目前,主要发电方式以火力发电为主,水力发电,风力发电、核电,太阳能发电,垃圾发电的方式并存。这些电力来源已经可以很好地满足我国的用电需求。
但是每座城市每一天每个时间段所消耗的电量是不同的,而发电站几乎是24小时都在不停歇地运转发电,这就会产生过剩的电能。比如,每天的用电量会在白天的工作时间上升,到了晚上人们入睡以后,实际用电能就降低了,这可能就会有用不完的电量。
由于受限于目前的技术条件,电能是无法大规模直接储存的。那么,根据能量守恒定律,这些富余的电能跑去哪里了呢?
所有的发电厂和终端用户是通过电网连接起来的。国家电网本身是不发电的,而是负责配电和电力运输。首先,所有的发电站将生产的电力输送到电网中心,电网再通过各种电压的线路及设备将电能传输到用户终端。
而我国全国各地的电网系统并不是彼此独立的,而是联在一起的一个完整庞杂的电力系统。其中的电力调度部门可以对各地区的用电量和发电量进行统一管理。
电力调度中心会对历史用电量的数据进行统计与分析,提前预测出我们每个时间段需要多少用电量,从而对每个电厂的发电量进行调配。每个地方的发电厂,什么时候发电、发多少电都是由电力调度中心决定的。电力调度根据用电消耗,动态调节发电量,保证用电与发电之间的动态平衡。就是用多少电,就发多少电,即发即用,而不是每天都发恒定量的电,从源头上基本避免了大规模电能的浪费。
我国的电力调度机构设有五级,分为国网调度-大区域网调-省调-地(市)调以及县电力调度中心。各个调度中心负责管理自己覆盖的区域,各级调度中心之间密切协作,才能实现发用电平衡。
不过,即便如此,电网调配也无法100%做到供电量与用电量的精确匹配。况且在输配电过程中,还存在一定的电能损耗,所以实际发电量还是会略高于实际用电量。有时候不可避免地产生多余的电量,那么这些多出来的电能又跑去哪里了呢?
虽然发电站发的电无法直接储存,但智慧的人类也想出了通过能量转化的方案来解决——建造一个抽水蓄能电站,将多余的电能转化为水的势能间接地储存起来。
抽水蓄能电站分上下两个水库。在用电低谷期,比如夜晚,各种发电方式产生的过剩电能,就会通过电力运输网络输送到抽水蓄能电站,电能驱动水泵将下水库的水抽到上水库,这一过程就把过剩的电能转化为水的势能保存了起来,就相当于蓄电。
待到用电高峰期,比如白天工作时间,将上水库的闸门打开,放水至下水库, 利用水能带动水轮机发电,提供电力。这一抽一放,循环往复,就将低谷多余电能转化为高峰期的需电能。虽然抽水蓄能电站在能量转换过程中,会有一些电能的损失,转化率达75%左右,但这已经是目前转化率最高的较大规模的电能存储方式了。
在国家电网的统筹调配和抽水蓄能电站的共同作用下,可以最大限度地调配电力。所以说,严格来讲,电力不会有多少浪费。但这并不表示我们节约用电就没有意义,因为当我们减少耗电量,相应地就降低了发电量,也就减少了煤炭的消耗,从而减少烧煤造成的碳排放及其他污染物对环境造成的影响。
大家说说用新疆风能和太阳能引水入疆是否可行?
“农业是95%的科学,5%的辛勤劳作。”——以色列前总统西蒙·佩斯雷
以色列的农业生产自独立以来增长了16倍,耕地面积翻了一番,农作物实现了花卉、园艺、蔬菜、渔业等的健康组合。
以色列农业取得了巨大成功,水资源的合理使用一直是关键,在水再利用、废水处理、海水淡化、能源效率和滴灌等领域采用创新技术。
到目前为止,他们已经执行了四个重大项目:
水资源的合理利用一是建设国家水运(NWC)
该国80%的水位于北部(加利利海),65%的灌溉地在南部。
这就需要一个灌溉系统,从北部到中部地区和南部干旱地区的人口稠密地区。
20世纪50年代以色列创建了一个国家水运河(NWC),从约旦河和加利利海运送水到内盖夫沙漠,以便在沙漠地区进行种植,每天可以运送170万立方米的水。
以色列已经将所有的水资源进行国有化,按需供水。
国家水运河
二,滴灌的革命
NWC是必要的,但还不够,必须找到一种减少用水量并且仍然那就是滴灌系。增加农业产出的途径,
创始人Simcha Blass,在1965年创立了Netafim,他倡导了这种新的灌溉技术,将作物产量提高了50%,同时减少了40%的用水。
现在,以色列超过75%的领域使用这种技术。
滴灌
第三,废水回收
1959年,以色列对全国各水资源进行集中管理。2000年,全国强制要求安装使用正常水一半的双冲厕所。
由于这样的努力,现在它的废水再循环达到80%以上,并将其用于农业。排在第二位是西班牙,废水利用率是25%。
废水处理
第四,淡化海水
以色列在地中海建立了五个海水淡化厂,现在提供了25%以上的供水。以色列公司现在正在外国兴建这样的工厂。
海水淡化厂
95%的科学除水之外,有效利用肥料是更好的种植作物的重要因素。
以色列通过数据,采取精确的施肥方法。
首先,他们确定了要种植的土壤、理想的作物种类、种子数量、肥料、灌溉水平等。然后在自动化的帮助下,完全按照自己的方式灌溉农场:最佳使用水和肥料。
自动化温室大棚
在灌溉中,自动化有助于减少渗漏损失和径流,从而更好地利用水。
因为自动化,使得农民的劳动力成本下降而节省了大量资金。
自动化还能在夜间灌溉,这意味着较少使用水,从而减少抽水时间,减少电力使用,这意味着降低栽培成本。
使用传感器可以帮助农民在降雨时避免多余的灌溉。
用不了的电去哪了?
大部分朋友家里都有峰谷电表,谷电的价格只有峰电的一半,当然这不是给大家福利,而是鼓励使用谷电,从另一个意义上来说,谷电这个时间段里电是“多余”的,不用就浪费了!那么这些浪费的电去哪了呢?
这些多余的电去哪里了?有人将用溪流来比喻电流,筑水坝可以将用不完的水累积起来,等没水用的时再放水使用!所以整个电网中如果有用不完的电肯定就在哪个角落里堆积起来了,缺电的时候也能释放出来,真是这样吗?但其实电流却完全不是这样,电源中电子移动产生了电流,电流流过用电器时就开始做工,用电器可以是电动机,或者路灯,也可以是加热的设备等等,但当这些设备一旦切断,电路中的电子运动马上就会停止,也就是电流消失,此时如果发电机还在转动的话,它是处在空转状态的!如果没有自动调节设备的话,发电机可能会造成飞车,比如电压与频率完全失去控制,当然在现代发电机中这种状态是不会存在的,此时空载的发电机仅仅从输入的水力或者蒸汽能中消耗克服自身摩擦的能量!剩余水力或者蒸汽能将排入大自然或者进入回路循环经过冷却回到锅炉,蒸汽冷却回路也会将热能排入大自然。与之相对的是用电>发电,但其实这种状态也不存在,只是电流过大,发电机会处在过载状态,发电机自动调节的会增加进水量,或者加大蒸汽注入量,如果再不足,那么就会启动符合调配发电机组,增加发电量以应对高峰期用电!能用特别的方法把这些电能储存起来吗?尽管用电与发电在任何情况下都是相等的,但水力或者风力或者光电这些是有时效的,比如长江丰水期水力资源非常丰富,到了枯水期水量又不足,或者有风的时候没人用电,用电的时候却没有风!这种情况是比较尴尬的,那么有办法将这些浪费的能量储存起来吗?枯水期河道干涸直流储能方式答案也是肯定的,电瓶车中铅酸电池或者锂电池就是储能方式之一,不过铅酸电池效率比较差,很少会用在储能项目上,现在用在大规模储电的有锂离子电池,或者液流电池等,但这些电池只能储存直流电!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!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!内蒙古哪个地区煤改电多?
内蒙古自治区发展和改革委员会关于进一步完善蒙西地区“煤改电”电价政策的通知
内发改价费字〔2020〕996号
呼和浩特市、包头市、锡林郭勒盟、乌兰察布市、鄂尔多斯市、巴彦淖尔市、乌海市、阿拉善盟、二连浩特市发展改革委,内蒙古电力(集团)有限责任公司:
为全面加强生态环境保护,坚决打赢污染防治攻坚战,按照自治区党委、政府统一部署,根据《国家发展改革委关于印发北方地区清洁供暖价格政策意见的通知》(发改价格〔2017〕1684号)规定,现将进一步降低蒙西地区“煤改电”用户用电价格政策明确如下:
蒙西地区“煤改电”用户实行单独的峰谷分时电价政策,电采暖用电分表计量,单独计价。峰时段10个小时(8:00-18:00),谷时段14个小时(18:00-次日8:00)。对农村牧区、城镇及城市周边区域的燃煤散烧治理“煤改电”和自建电采暖的居民用户,峰时段用电价格在居民阶梯电价第一档电价的基础上每千瓦时加价由0.03元调至0.05元,谷时段用电价格在居民阶梯电价第一档电价的基础上每千瓦时降价由0.13元调至0.25元。
上述电价政策执行时间为2020-2021年及以后年度的供热期。请各有关盟市发展改革委和各级供电部门认真贯彻执行该政策,执行中遇到问题及时反馈我委。