电力无法大量储存中国电网每天发那么多电剩下的电去哪了？

  在现代社会，人们已经没办法想象没有电的生活。电能是一种看不见摸不着的奇妙能量。可能有人会想，从商品的角度来说，多发电就可以多赚钱，那为啥不把多余的电储存起来，等发电不足的时候再用呢？.这样，电厂就可以赚更多的钱，节约能源。

  但有物理常识的人必须要知道，电能目前还不能大规模储存。无论是比较普通的电池组，还是抽水蓄能电站，它们所能储存的电能，相对于整个国家的用电量来说，都是极其微不足道的。电能的奇妙之处在于电力系统消耗多少电能，就产生多少电能，整个电网系统随时处于动态平衡状态。

  去年，全社会用电量达到72255亿千瓦时。如此庞大的规模，国家电网如何保证时刻发电与用电的平衡？据节能环保报道：中国电网每天发那么多电，取之不尽用之不竭的电都去哪儿了？

  在我国，无论是国家电网、南方电网还是地方电网，发电、输配电、用电都是以交流电的形式进行的。

  西电东送虽然采用特高压直流输电技术，但在并网前一定要通过逆变器将其转换成交流电才能使用。

  交流电国家统一标准为50HZ，是用电和发电的频率标准。只有频率均匀的交流电才能互连。为什么先解释电网频率，因为频率决定了发电机运行的速度。只要发动机连接到中国电网，运行节奏就会保持不变。

  对于整个中国电网系统来说，如果发电量大于消耗量，电网的频率和电压就会相应提高。中学生在学习物理时所做的小发明可以说明这一点。用玩具马达发电驱动小灯泡。能够正常的看到：电机的频率越高，灯泡越亮；电机的速度越低，灯泡只会略微变黄。

  也就是说，当电网用电量下降时，来自发电机的多余能量会导致总系统的发动机转速增加。

  能提高多少，能提高10%左右。同时，如果接入电网系统的电器没有自动断电保护设施，这些电器就会在高压下工作，甚至会发生危险。

  由此可见，一方面，发动机产生的多余能量变成了发动机转子的机械能，仍在电网系统中；另一方面，输出电压升高，使线路上的其他电器过载。当然，功耗和供电的矛盾随时都一定会出现。不可能每个用户都在关掉电视之前就给国家电网打电话反映情况。因此，电网系统有自己的一套调节机制，最大化发电量等于减少用电量，减少能源浪费。

  由于电的瞬时性无法储存，发电的输出必须与负载的功率保持瞬时平衡。因此，供需平衡是电力系统调控运行的本质和目的。

  具体来看，电网系统中有电网控制单元专门负责调频，通过调节调频功率输出来响应系统频率的变化。

  调频又分为一次调频和二次调频。其中，一次调频是机组自发调频，不受人为控制。

  各电站机组依据自己转速变化率自动进行不同的发电增减。调节速度快，精度高，但调节范围小，属于微分调节。二次调频是在电网系统的控制下，由专门的调频单元进行有目的、有计划的调频。

  例如，电网系统中的用户在一定时期内有大约1000万千瓦的电力需求。电网系统将安排固定输出900千瓦的发电机组，再配合200千瓦的调频机组。按照一定的时间单位，实时的用电需求决定了如何操作。

  目前，我国已采取了自动调频技术，通过安装在发电厂和调度中心的自动装置随着系统频率的变化自动增减发电机的发电量，使系统频率波动保持在较小范围内。由此看来，一年一度的“地球一小时”熄灯活动实际上并不能够达到节能的效果。

  当众多用户同时降低用电量时，调频单元会立即做出一定的反应，降低负荷，使整个电网系统保持合格的电压和频率。就像公交车上的人，如果想做节能行动，下车在车后走一公里再上车，实际上并不能节省能源。这仅仅是为了宣传。

  请注意，发电厂和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配置设备都不同。我国实行分级管理体制，分为县级调度、市（地方）调度、省级调度、区域电网调度、国家电网调度5级。正是这些网络之间的协调管理，确保了国家的权力平衡。

  由上可知，电网自动调节系统能调节发电与用电之间的需求矛盾。然而，当发电量远超于用电量时，不可避免地会出现能源浪费。

  在我国，电能灵活调控的政策并没有跟上国家电网的建设速度。抽水蓄能、燃气发电等灵活能源装机占比不足6%。在欧美等发达国家，如西班牙，柔性电源比例达到34%。可以说，我国电力调控能力先天不足。

  而且，近年来风电和太阳能发电比重提高，大量火电机组（燃煤机组/燃气机组）承担起调节机组的重任，导致了一系列的负面影响。发电煤耗增加、设备磨损严重等影响。现有工频调控资源已难以满足可再次生产的能源并网需求。

  目前，抽水蓄能是目前占比最高的储能系统，占总储能的99%。抽水蓄能是利用用户不用的多余电力，将低洼水库的水抽到高洼水库。

  然后，当电网负荷大，用电量过大时，将高位水库的水回流到低位水库，利用水能带动发电机旋转发电电。按照能量守恒定律，就是把多余的电能转化为水能，但不能做到100%转化，准确的转化率只有四分之三左右。

  我国已建成光裕一期、北京十三陵、浙江天荒坪等几座大型抽水蓄能电站。不过，目前这些储能水电站的利用率实际上并不高，这主要是受制于我国的电价政策。

  抽水蓄能电站建设起来并不是特别容易。这取决于地形和选址。投资大，周期性规划建设，能耗较高。因此不实用，不能够满足未来大型项目的需要。储能需求。

  除抽水蓄能外，还有压缩空气储能、超级电容储能、电化学储能、化学储能等大规模储能技术。目前研发大多分布在在超级电容器和电池（锂电池、液流电池），材料领域的突破是关键。

  近年来，各种新型电化学储能电池得到开发和进步，并被电力系统所采用。主要有传统的铅酸电池和钠硫电池。钠硫电池的常规使用的寿命比较长，对环境的污染比较小，制造成本也比较低。

  但是钠硫电池的使用环境有特别的条件，只有在300摄氏度到350摄氏度之间才能正常使用。钠和硫这两种化学物质发生反应后会产生电能，钠硫电池本身就可以储存电能。电池储能系统用于电网机组的调频，也有很多优点。它具有响应速度快、跟踪精确的特点，比传统的调频方式效率更高。

  电网使用钠硫电池，与其他一些新兴能源相比，性能相对来说比较稳定。钠硫电池即使在电网过载的情况下也能稳定运行。在一些电动汽车和电动汽车中，也使用钠硫电池。

  如果大规模储能得到普及，电网企业能在缓解调峰和供电压力的同时，获得更多的调峰收益。它还能够大大减少各种电能质量上的问题造成的损失。从智能家居和电动汽车的发展来看，没有储能技术是不可能支撑其突破性进展的。