阅读此文之前,请您点击一下“关注”,既方便您讨论和分享,又能给您带来不一样的参与感,感谢您的支持文/麒阁史观编辑/麒阁史观电是自然界中最神秘的物质,在我们的生活中起到了非常重要的作用,没有电的话,手机和电脑就不能进行运作,人类对电的依赖需求也是越来越高,正所谓有需求就会有市场,每个国家为了保障居民的正常生活,都会建设大量的发电厂供亿万家庭用电。
不过电能比较特殊,它不同于天然气、石油、煤炭等资源能够进行储存,电能是不能进行大规模的储存的,大量的发电站日夜不停的发电,多余的电都到哪里去了呢?电在我们的生活中有多重要电是实物的一种天生属性、是能量的一种表达形式、是微观电离子的运动状态,它就像风一样,在空气不流动的时候就不会产生风,而当电离子不动的时候,就不会产生电,我们的国家电网就相当于一个巨大的发电机,不敢在任何时候,电网的内部都具有感应电的动势。
发电量也是根据用户的需求来进行发电的,如果一户人家的需求量高的话,发电量就会很高,需求量低的话,发电量自然就会变少,如此简单的背后却隐藏着非常复杂的人造电力系统,一旦发电厂出现故障就会给人们造成诸多的不便。
比如今年的3月2日,位于阿根廷的首都布宜斯诺艾利斯部分地区以及周边,出现了超大规模的停电,这次停电导致了2000万人受到影响,而停电的主要原因是因为牧场中的一场大火造成的,大规模的停电加上高温酷暑,导致了其他城市的交通崩溃、工厂瘫痪。
在2020年的8月份在美国的加州,曾发生过非常严重的停电事故,有超过81万户的居民面临停电,由于是一年中最热的夏天,居民对于空调的需求量极大,从而导致了电网过载甚至断电的现象。
要想避免电网过载或者断电,就只能加大国家电力的基础建设,中国电网就是很好的例子,在中国电网的纪录片中,不论是春秋冬夏还是严寒酷暑,中国电网的工作人员都要上爬下爬的去检查和维修电路。
作为基建狂魔的中国,这些年来修建了大量的电网,就连不起眼的小山村里,只要有用电的需求就会建设供电。
数十年来,我国的电力建设者们不畏艰险,在广袤的国土上建设电网,目前中国电网的规模已经是位居世界第一,而做到这一点,更是耗费了几代人的努力。
星星之火可以燎原每当我们在家里开关空调、风扇等,看似很简单可背后却有着复杂的人造电力系统,中国电力行业从落后到进入世界前列,背后更是经历了无数人上百年的奋斗与探索。
中国最终出现电的地方是在清朝末年,1843年根据《南京条约》规定,上海开设租界,中外贸易的中心从广州转移到了上海,世界各地的商人纷纷前来上海,而当地传统的旅馆无法满足外国客人的需求。
一名来自英国的商人看中了这个商机,于是便在靠近上海附近,开办了第一家西式旅馆—礼查饭店,到1860年,这座饭店被改名为Astor House,这就是今天上海著名的浦江饭店。
这件饭店里有多个第一,比如这里是上海第一个使用煤气的地方,第一个安装电话的地方,以及第一个使用电灯的地方,1882年英国人在上海租界建立了上海电光公司,安装了一台16马力的蒸汽发电机组。
在这座电厂的周围还建设了很多的弧光电灯杆,一共有15盏电灯,在光绪八年时电厂开始供电,这也是中国最早的电力供应了,这座发电厂是由5万两白银建成的,还从美国购买了一台12KW的直流发电机。
这座电厂要比日本早5年,中国也成为世界上最早使用电力的国家之一,在上海点亮中国最早的路灯后,电厂又在外滩、南京路、老百汇安装了电灯,晚上亮起到半夜12点后熄灭,不过由于当时的电力系统不稳定,停电的情况也是时有发生。
据说每当电灯亮起的时候,就会有大量的居民前来观看,不过这都是外国人创办的,而中国人自己创办使用电厂是在1888年,1888年清政府从丹麦购买了一台15KW发电机,这款发电机主要是用于皇宫使用。
1888年12月14日,随着电厂机房的传来发电声,北京城也是第一次出现电力,当电力技术引入国内后,西方国家相继在中国建设电气公司,在辛亥革命前我国的电厂规模已经有80座了。
在抗日战争前,我国的电力设备的总电量已经达到了,年发电量44亿千瓦,位居世界第14位,1937年4月开始,日军在吉林省松花江上建成了当时全亚洲最大的水电站,而在建设期间,一共有20万中国劳工被骗来建造,有五千多人死亡,平均每天都有两到三人死亡。
当日军全面侵华后,中国的电力工业遭到了巨大的打击,国民党只能在后方建设电厂,而沦陷的电厂都落到了日军的手中,不过即使在如此艰难的条件下,我们仍然没有放弃电力。
新中国成立之初,全国仅有180万千瓦的发电装机容量,人均用电量更是不足10千瓦时全国大部分地区都没有通电,人民生活的地方都处于黑暗中,不过在全国人民的共同奋斗下,国家开展了大规模的水利、火电、核电等建设。
1956年,葛洲坝电站建成发电,这也标志这我国开始建设规模化的电力系统,改革开放后,我国的电力系统进入了快车道,大型电站也是雨后春笋的出现,2005年到2010年中国电网公司就投资了6600多亿元,在全国建立特高压输电项目建设。
到了2014年,我国建设220千伏及以上的高压输电线线路总长达到了57.2万公里,这个数字已经达到了美国的两倍了,变电量更是高达世界第一。
我国的电能储备去年全社会的用电量在72255亿千瓦时,如此庞大的电力消耗,国家电网是如何才能保证发电和用电的平衡,其中就离不开供电系统的自我调节。
在我国无论是国家电网还是南方电网,或者是地方电力,所有的发电和用电都是以交流的电的形式完成的,并且发电是由逆变器转换形成的,为了应对电力的供需时效性,中国带采用了多种储电方式。
其中抽水储能是我国最广泛的储存方式,抽水储能最早在19世纪90年代的意大利和瑞士中使用的,距今已经有100多年的历史了,抽水储能是以一定的水量作为能量载体,通过能量转换向电力系统提供供电。
在电力负荷低谷或丰水期的时候,利用电力系统将下水库的水抽到上水库,以位能的形式储存起来,等到用电需求高的时候,就能将上水库中的水放下,送往电力系统之中,这种储能最大的优势在于能够快速应对用电需求。
目前我国已经建成了几十座的大型抽水储能电站,总装机量达到了4000多万千瓦,占到了世界的三分之一,并且抽水储能的效率也很高,可以达到75%,是世界上目前最具优势的储能方式了。
我国已建成光宇一期、北京十三陵、浙江天荒坪等多座大型抽水蓄能电站。
但目前这些储能电站的使用率并不是很高,这是受我国电价政策控制的,抽水储电站也有明显的缺点,那就是投资大、规划建设费时、能耗较高等特点。
除了抽水储能之外,还有一种二次电池为蓄电池,它是一种电化学的储存方式,随着科技的进步,将可充电电池应用于大规模的储能也是越来越多了,除了这些外,还有一种名为“压缩空气储能”。
压缩空气储能是在将过剩的非峰荷电带动压缩机,从而将地下的储气库充满空气,等到用电大的时候,再将空气给释放出来,空气能够推动透平发电机发电,它的原理和抽水储能的原理基本相同,都能解决峰谷差的问题。
近年来还出现了风能储存、超级电容器储能、电能储能和化学出城等主要的储能技术,如果将这些技术都用作我国的储电设备中是不现实的,首先就要考虑巨大的投资建设成本,而这些成本完全大于电量的生产成本,所以并不划算。
如今最常见的大部分都是储能水电站,严格意义上来讲,这其实就是储存水,并不是“储电”,但有水有动力就可以产生电,所以我们会在电力充足时将水抽调到高处储存起来,当出现电力短缺或电压不稳的时候,则就可以开闸放水,利用水流动力持续发电,补充电能。
相比于其它发达国家,我们国家电网起步较晚,但这却也没有阻止我们发展的脚步,随着中国经济与科技的不断发展,可以说我国已经一跃成为了世界上最完善,也是最强大电力系统的国家了。
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