电费欠了为什么不停电（电网上没用掉的电去哪里了）

作者：Patrick Zhang

链接：https://www.zhihu.com/question/290866843/answer/507433424

来源：知乎

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这个问题其实就是发电、供配电和用电的能量平衡。在用电的高峰期，发电站开足马力，使得系统能满足电能的消耗。起表现形式就是电网的电压是稳定的，电网的频率（50Hz工频）也是稳定的。然而在用电的低谷期，发电能力远超电能的消耗，系统会自行调节降低发电能力。

我们把上述这个过程叫做电力系统的峰谷调节。

我们常常看见马路上有许多工人用风镐或者电镐在维修路面，附近有一台发出极大噪音的柴油空压机或者柴油发电机在运行。

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不知道大家注意到没有？当许多把电镐（风镐）工作时，柴油发电机（柴油空压机）的噪音特别大；如果电镐（风镐）的使用数量减小，或者全部都停止工作，柴油发电机（柴油空压机）的噪音会降低很多，但会维持基本的噪音。

这个过程很好地诠释了题主的问题：当用电量加大和降低时，柴油发电机的噪音会增高或者降低，发电机的转轴旋转速度发生了改变，其结果就是发电机所发交流电的频率发生了改变。所以，交流电的频率是用电量增减的重要技术指标。

在电力系统正常的情况下，供电频率的允许误差为：电网装机容量在300万千瓦及以上时，频率偏差为±0.2Hz。当电网装机容量在300万千瓦以下时，为±0.5Hz。当在电力系统处于非正常的状况时，供电频率允许误差不应超过±1.0Hz 。

除此之外，供电电压也是一个重要技术指标。

现在，我们来看题主的问题：“应该不可能发多少电用多少电，供电网设计也一定会有冗余吧，那单位时间没电厂送上电网的电，如果没有被用掉，去哪里了？”。其实题主的本意应当指的是多余的电流到哪里去了？

下图是我此时使用的电脑，以及旁边的照明灯，它们都在我家的餐桌上。

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图片中对照明灯的灯光调节，已经给出了解答，它是瞬间完成的，不会出现多余的电流。但对于电网来说，调节存在一个过程，因此这个问题显得十分突出。

我们由前文已经知道，电网的自动调节系统能够调节发电量与用电量之间的需求矛盾。然而，当发电量远超用电量时，不可避免地会发生能源浪费。怎么办？

在我手上，有一本很有意思的书，书名是：《电力新技术》。其中给出了几种解决思路，分别是：压缩空气储能技术、飞轮储能技术、超级电容器储能技术、超导储能技术和电化学储能技术。我们来看看电化学储能技术，摘录如下：

电化学储能新技术介绍

近年来，各种新型的电化学储能电池相继开发成功，并在电力系统Lp得到应用。传统的铅酸蓄电池的主要优点是构造成本低，可靠性好，技术成熟，缺点是储存能量密度低、可充放电次数少、制造过程中存在一定污染等：钠硫电池具最大的优点是比能量高，是铅酸电池3～4，且可大电流、高功率放电；充放电效率几乎高达100%。同时还具有输出脉冲功率的能力，输出的脉冲功率可在30s内达到连续额定功率值的六倍，这一特性使钠硫电池可以同时用于电能质量调节和负荷的削峰填谷调节两种目的，从而提高整体设备的经济性。

钠硫电池的不足之处是其工作温度在300~350℃，需要一定的加热保温。另外过充时很危险。液流电池以液流钒电池为代表，液流钒电池的基础材料是钒，该电池的能量效率高，蓄电容量大，能够100%深度放电，寿命长等优点，已经进入商业化阶段。

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此外，国内建设了许多抽水蓄能电站，它的目的也是在用电谷期把电能储存起来，在用电峰期再把电能回馈出来。

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抽水蓄能电站

我们来看百度百科上有关抽水蓄能电站的说明：

在国外抽水蓄能电站的出现已有一百多年的历史，我国在上世纪60年代后期才开始研究抽水蓄能电站的开发，1991年，装机容量270MW的潘家口混合式抽水蓄能电站首先投入运行，从而迎来了抽水蓄能电站建设的第一次高潮。随着改革开放的深入，国民经济快速发展，抽水蓄能电站建设也进入了快速发展期。先后兴建了广蓄一期、北京十三陵、浙江天荒坪等几座大型抽水蓄能电站。“十五”期间，又相继开工了张河湾、西龙池、白莲河等一批大型抽水蓄能电站。

抽水蓄能电站的分类：

（1）纯抽水蓄能电站：没有或只有少量的天然来水进入上水库（以补充蒸发、渗漏损失），而作为能量载体的水体基本保持一个定量，只是在一个周期内，在上、下水库之间往复利用；厂房内安装的全部是抽水蓄能机组，其主要功能是调峰填谷、承担系统事故备用等任务，而不承担常规发电和综合利用等任务。

（2）混合式抽水蓄能电站：其上水库具有天然径流汇入，来水流量已达到能安装常规水轮发电机组来承担系统的负荷。这类电站的发电量也由两部分构成，一部分为抽水蓄能发电量，另一部分为天然径流发电量。这类水电站的功能，除了调峰填谷和承担系统事故备用等任务处，还有常规发电和满足综合利用要求等任务。

2.按水库调节性能分

（1）日调节抽水蓄能电站：其运行周期呈日循环规律。蓄能机组每天顶一次（晚间）或两次（白天和晚上）尖峰负荷，晚峰过后上水库放空、下水库蓄满；继而利用午夜负荷低谷时系统的多余电能抽水，至次日清晨上水库蓄满、下水库被抽空。纯抽水蓄能电站大多为日设计蓄能电站。

（2）周调节抽水蓄能电站：运行周期呈周循环规律。在一周的5个工作日中，蓄能机组如同日调节蓄能电站一样工作。但每天的发电用水量大于蓄水量，在工作日结束时上水库放空，在双休日期间由于系统负荷降低，利用多余电能进行大量蓄水，至周一早上上水库蓄满。我国第一个周调节抽水蓄能电站为福建仙游抽水蓄能电站。

（3）季调节抽水蓄能电站：每年汛期，利用水电站的季节性电能作为抽水能源，将水电站必须溢弃的多余水量，抽到上水库蓄存起来，在枯水季内放水发电，以增补天然径流的不足。这样将原来是汛期的季节性电能转化成了枯水期的保证电能。这类电站绝大多数为混合式抽水蓄能电站。

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我本人有幸参与过无锡抽水蓄能电站的建设。当我走进那长达数百米的隧道时，感觉真的很奇妙。这座电站的风景极好，有点象旅游区。

目前，在电网的峰谷储能技术方面，人们已经有了许多具体措施和方法，但显然还存在不足之处，还有待于我们进一步研发。

总之，题主的这个问题有很深的内涵。它的背后既有技术问题，也有国家的发展规划和电网科技发展战略，还有许多技术创新。

这个帖子写到这里，该结束了。我的晨练都已经耽搁了，赶紧行动起来，解决我身体能耗的峰谷问题。笑！

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