大家知道我们的电力系统频率是50赫兹,如果用电量上升了,那么电网频率会下降,就会触发指令使发电厂加大负荷。同理,用电量下降了,电网频率会上升,就会有指令给到发电厂减少发电量。这套系统是自动控制的,实现实时调节,电网频率一直是保持在59赫兹左右,变化很小。
如果用户突然都不用电了,那么电厂也会快速减小发电量,极端情况下会触发发电机组跳闸。就是你不用电,我就不发电。
电能的大量储存目前还没有解决方案,有部分蓄能电站也是将电能转化为其它形式的能量储存起来。比如抽水蓄能电站就是在电网负荷低谷把水从下游抽到上游储存起来,在电网负荷高的时候,用水轮机来发电,提高电网的供电能力。这是把电能转化为水的位置势能来储存。
与之类似的还有压缩空气蓄能站,是将电能转化为空气的压力势能来储存的。这样转化来转化去,它的效率是很低的,很多能量就在这个过程中被浪费了。所以这种蓄能电站不是很多。这不是真正意义上的储存电能,蓄能电站其实跟发电站是一样的。
当负荷功率增加,发电机输出功率也会增加。但对水轮机来说,因为负荷功率增加,转动阻力增大,转速会下降。此时自动调速机构就会调整水轮机转速,使其稳定在额定转速上。具体调整过程是,当检测到转速下降时,就开大进水阀增加进水量,水轮机转速就会回到额定值。反之当负荷减小,水轮机转速上升,就关小进水阀减小进水量,水轮机转速同样回到额定值。
但如果出现负荷功率超过100kW或负荷功率为零时怎么办?当负荷慢慢增加到100kW以上时,发电机还能短时间输出超负荷功率,一般120kW没问题,当然此时水轮机的进水阀也会进一步开大。如果有备用机组,就在原运行发电机允许超负荷运行时间内,启动备用机组,应对超负荷。没有备用机组的话,只能拉闸限电了,把一些不重要的负荷断电。当负荷功率慢慢减小至零时,进水阀也会慢慢关小,以保持水轮机转速稳定,直至保持在能使机组空载运行的状态。
发电机有两极四极的,交流电的频率是可以根据发电机的转速和极数来计算的,f=mn/60,m是发电机的磁极对数,n是发电机转速。发电机一旦安装好,m是定值,n是可以在设计范围进行调节的。例如四极发电机,根据f=MN/60,可知N=50x60/2=1500r/min=25r/s。同理可知,两极发电机,N=50r/s。
一台发电机能否满负荷运行,不是由自身决定的,而是由电网负荷决定的。别人没用电,满负荷发电送给谁用?目前交流电存储技术尚未成熟。
可见,用电量减少说明电网负荷减轻,发电机转速会变快。好比人负荷行走多日,突然放下负荷走路轻飘飘。用电量减少,发电机会“飘起来”,忘记我是谁?既然飘起来,肯定发电机转速会超过预设值,例如两极发电机那就是50r/s,负荷减轻肯定会高于这个转速,同样频率会高于50Hz。
在各种发电利用中,首先考虑的是尽量先消耗新能源发电厂(比如太阳能、风能等),其次就是最大限度的利用核电能。在核电能还是不够用的情况下,再由火电站替补;如果遇到短期负荷波动,可以通过调节水电站来迅速应对负荷波动。而且现在通过各种手段预测未来的发电量及用电量,所以根本不会出现发电过多的情况。
在我国电力永远都是不够的,要说发多了电去哪里了。就这么给你解释吧,水力发电厂每时都是发出相同的电量,当晚上我们用电减少时,多余的电可能就抽水储能了,白天电力不够的时候放水发电。就算我们都不用电,发电机还是发出相同的电力,只不过我们没用,就白白浪费掉了。简单说就像我们小汽车,打着火了(不停机),发动机一直转动,空档在转,就浪费油,挂档开走就相当于我们用电,发动机是一直转动不能熄火的。
一般来说核能是会一直发电的。太阳能只能白天发电,风机发电也是不固定的,水力发电也是根据降水量来确定的。总之各种发电厂会根据电网调度有序有计划的发电。电网的目的在于维持电压的稳定。电网是买的电厂的电。电网是客户,发电厂是供应商。客户需要多少电就会下订单。怎么可能出现电发多了的情况呢?至于发电厂浪费的能量这就看发电厂领导怎么利用了。火力发电可以停工休假。风能发电只能开刹车了。水力发电也是关闭发电阀门了。理论上核能发电是优先利用一般不会影响运营。当然特殊情况也会跑空车。
所以我简单地来回答一下这个问题:发电厂发多少电,完全是根据下面用电用户用多少电。当大家都不用电时,发电机也就不再发电。当然不发电时,也不消耗能源。
打个比方,发电机就像你的汽车发动机,拉满货高速跑的时候,你需要很劲踩油门,不然根本跑不动。当你空车或者停车时,发动机虽然也在转,但消耗油量很少。
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风力发电技术
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无叶风力发电技术成为焦点2020年浙江科技成果竞价(拍卖)会计量测试和市场监管科技成果专场近日在中国计量大学举行。 活动中成功拍卖科技成果12项,起拍金额1087万元,成交金额共计1225万元,溢价率12.7%。最高溢价项目为“活性炭再生工艺及再生活性炭应用”,150万元起拍,最终以200万元成交,溢价率为33.3%。 在本次拍卖的科技成果中,由中国计量大学研发的“新型无叶锥形风塔的性能测试、仿真与优化设计”成为焦点。中国计量大学计量测试工程学院聂德明教授及其团队用特殊材料将风柱做成弹性的,使振动的能量通过发电机转化为电能。虽然目前无叶风力发电仍处于实验室研发阶段,但其市场应用前景十分广阔。
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