在談到電的存儲問(wèn)題時(shí),不少人都有一個(gè)疑問(wèn):
電能不能像水一樣被大量存儲?電多時(shí)存起來(lái),缺電時(shí)放出來(lái)用。
回答自然是:不能。
既然電不能被大量存儲,那多發(fā)的電怎么辦呢?白白浪費掉嗎?
其實(shí)并不會(huì )浪費,因為基本上不存在發(fā)出來(lái)的電用不完的情況。即發(fā)即用,用多少就發(fā)多少,按需發(fā)電。
這么先進(jìn)?那儲能電站又是怎么回事?來(lái),今天我們聊聊電怎么做到供需動(dòng)態(tài)平衡和電能存儲那些事兒。
更多時(shí)候,電是不會(huì )被存儲的。
電不能被大量存儲,這是全世界共識。無(wú)論是日常所見(jiàn)的蓄電池還是抽水蓄能電站,所存電量在全社會(huì )總用電量中的占比都是非常小的。
既然以?xún)δ軄?lái)實(shí)現大電網(wǎng)供電目前看起來(lái)還不太靠譜,那只能即發(fā)即用了,怎么才能做到?
這就涉及電網(wǎng)調度控制系統了。
中國電網(wǎng)的發(fā)電、輸配電、用電,大多都是以交流電的形式運行的,即便現在有特高壓直流輸電技術(shù),但在終端消費時(shí),仍會(huì )逆變成交流電。比如,落地浙江的兩條±800千伏特高壓直流輸電線(xiàn)路,都通過(guò)換流站將直流電轉換成交流電。
既然是交流電,那么就有頻率,我國的交流電的頻率是50赫茲,這是全國統一標準,就像高鐵要上路跑,也需要“車(chē)同軌”。
電網(wǎng)頻率決定了運行中發(fā)電機的轉速,并入電網(wǎng)運行的發(fā)電機組,接受電網(wǎng)統一調度,使發(fā)電機組發(fā)電總功率與社會(huì )用電總功率保持動(dòng)態(tài)一致,達到要多少電就發(fā)多少電的目的。
在電網(wǎng)運行中,有一個(gè)非常重要的規律:
如果輸入電網(wǎng)的電大于輸出給用戶(hù)的電,電網(wǎng)頻率和電壓會(huì )上升,反之會(huì )下降。電網(wǎng)頻率變化迅速引起發(fā)電機轉速變化,并告訴機組控制系統趕快調節進(jìn)汽量、進(jìn)水量。轉速慢了,加大進(jìn)汽量、進(jìn)水量;轉速快了,減少進(jìn)汽量、進(jìn)水量,從而保持發(fā)用電平衡。
那么,有一個(gè)問(wèn)題來(lái)了。作為發(fā)電企業(yè),肯定想著(zhù)在資源充沛的時(shí)候多發(fā)電多賺錢(qián),在資源少的時(shí)候少發(fā)點(diǎn),為什么一定要接受統一調度?
比如,某發(fā)電廠(chǎng)近期資源不足,想少發(fā)點(diǎn)電,于是一不小心斷了燃料,汽輪機沒(méi)有蒸汽輸入了。這時(shí)只要發(fā)電機還沒(méi)和電網(wǎng)脫開(kāi),發(fā)電機瞬間摘下面具,秒變電動(dòng)機,反向帶動(dòng)汽輪機轉動(dòng),甚至會(huì )造成汽輪機末極葉片損壞,那就損失大了。
不僅如此,此刻你用了電網(wǎng)的電,還得交電費。這種害人害己的事兒,哪家發(fā)電廠(chǎng)會(huì )做呢?
當然,作為文明守法的市場(chǎng)主體,電網(wǎng)與發(fā)電企業(yè)之間遵守協(xié)定,實(shí)行統一調度,做到即發(fā)即用,用多少發(fā)多少。
不過(guò),現在電也可以被存儲。
即發(fā)即用是一種理想狀態(tài),在某些時(shí)段局部區域大電網(wǎng)供電不足時(shí),儲能電站可以作為一種補充存在。
像光伏、風(fēng)力、水電都會(huì )受到氣候的影響,在大晴天(白天)、大風(fēng)天、大汛期都能夠為電網(wǎng)提供超出需求的能量,但到了陰雨天(夜晚)、無(wú)風(fēng)天、旱期,就可能沒(méi)辦法滿(mǎn)足用電需求。
就像手機沒(méi)電了,可以用充電寶儲能來(lái)充電一樣。電力的儲能就是將豐沛期發(fā)出來(lái)的電以超大充電寶的形式來(lái)儲存。
現在主要的儲能方式有蓄電池儲能、抽水蓄能電站等。抽水蓄能電站利用高峰發(fā)電、低谷用電的原理,在白天用電高峰期,水電站大量發(fā)電,輸送到電網(wǎng)中,供用戶(hù)使用;到了晚上用電低谷期,水電站幫助消耗電網(wǎng)上的余電,用抽水機把下游的水重新抽上上游,作為白天用電高峰期的儲備能量?!?仙居抽水儲能電站 章永科攝
至于蓄電池儲能。我們使用的充電寶、電動(dòng)汽車(chē)、電動(dòng)自行車(chē)電池都屬于這一類(lèi),只是電網(wǎng)的儲能比這個(gè)規模擴大了成千上萬(wàn)倍。
雖然電力儲能的方式方法多種多樣,但所儲存的電能在整個(gè)電網(wǎng)容量中的占比仍然極小。更多時(shí)候,電網(wǎng)企業(yè)會(huì )通過(guò)加強電網(wǎng)的調度、綜合利用峰谷電、開(kāi)展需求側響應等方式來(lái)保持發(fā)用電的動(dòng)態(tài)平衡,保障全社會(huì )的用電安全。