根据能量守恒中国电网每天发那么多电，用不完的电到哪里去了？

　　电，神话中是由电母施法落在人间的，古书中认为是电是雷光，但自18世纪本杰明·富兰克林风筝实验，发明避雷针开始，电的神秘面纱已经掀开了一角。第二次工业革命中，电力已经成为推动社会进步和工业革命的重要支柱。到如今，社会上已经离不开电力，电脑工作要电，空调制冷要电、电动车驱动要电，电已经成为社会生活不可或缺的一部分。
　　Tips：风筝实验是美国先贤本杰明·富兰克林的一次关于雷电的实验。本杰明·富兰克林是18世纪美国历史上第一位享有国际声誉的科学家和发明家。
　　每天有这么多的地方要用电，为了保证我们的生产生活，国家就需要发更多的电，国家电网每天发那么多的电，用不完的电跑到哪里去了？
　　用不完的电去哪了？
　　电，作为一种看不见摸不着的神奇自然现象，直到19世纪80年代末，发明家爱迪生在曼哈顿的珍珠街建立了美国第一个发电站中央发电站，标志着电能从琢磨不定的物理现象变成可控的能源。
　　说到国家电网发电是否会产生多余的电，就想要了解发电机的发电机制。我国普遍采用配电成本较低、升降压容易并且可以向大区域供电的交流电。法拉第的电磁感应原理：在闭合的电路中，一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中产生感应电流。依据此原理，法拉第做出了世界上第一台直流发电机。
　　Tips：直流和交流的区别在于，交流电的电流大小和方向都随时间做周期性变化，而直流电的电流方向不随时间做周期性变化。
　　发电机中的电流，是通过做切割磁感线运动产生电，这就导致一旦断电或者不再闭合电路中电流就不再产生。也就是说断电之后，就算发电机还在工作，也不会产生电流，只是空转罢了。发电机空转（不产生电流），不考虑调度因素会导致系统失稳、发电机飞车等严重事故，当发电机过载（电流过大）时，发电机发热容易烧毁发电机，但也不存在发电过多或者发电少的现象，而居中调节平衡这一切的就是我国的国家电网。
　　Tips：电力网络是电力系统中除发电设备和用电设备以外的部分。电力网络包括变电、输电、配电3个环节。它把分布在广阔地域内的发电厂和用电户连成一体，把集中生产的电能送到用户家。
　　我国的电力系统自我调配，平衡用电发电
　　我国电网包括输电网和配电网两部分。其中主要有国家电网、南方电网、蒙西电网三个大型电网。我国用电统一使用交流电，并将交流电的频率全国统一为50HZ。统一频率是为了让电流都能接入配电网中，在全国各地互联互通，减少成本和时间损失。并且频率过高和过低会导致发动机转速，频率一致，发动机转速也就一致。
　　国网江苏省电力有限公司检修分公司运维检修部主任郝宝欣说：＂电力供需是瞬时平衡的，就像一个天平，让它平衡的支架就是电网。一旦供需不平衡，电网的频率和电压就会发生波动，电网容易发生故障。＂
　　Tips：＂西电东送＂就是把煤炭、水能资源丰富的西部省区的能源转化成电力资源，输送到电力紧缺的东部沿海地区。
　　当发电量大于用电量时，电网的频率和电压会随之上升，发电机没有被用掉的那部分电会导致系统转速加快，做功产生热量，整个系统在高压和高温中工作极容易出现故障，电压升高导致电网中其他的用电器和电子元件超负荷工作。
　　为了解决这种安全隐患，国家早在1981年就出台《电力系统安全稳定导则》，规定了保障电网安全运行的＂三道防线＂。首先是电力系统的继电保护，确保及时对故障进行处理。其次，给电力系统安装安全自动装置，在电网发生故障时自动将问题机组或集中负荷切除，让电网运行维持稳定状态。最后一道防线是低频低压减载装置，在发生紧急情况下可以切除负荷，防止电力系统出现频率崩溃。以上就是保证我国电网安全运行的基础。
　　Tips：继电保护是对电力系统中发生的故障或异常情况进行检测，从而发出报警信号，或直接将故障部分隔离、切除的一种重要措施。
　　除了三道防线以外，保护电网运行的还有一个关键装置，就是电力系统运行控制和调度。我国的电网公司都设有专门的调度控制中心。在具体的事例中，调度如何发挥作用呢？调度是通过调整调频电源出力来响应系统频率的变化。
　　其中，调频分两次调频，第一次是机组的自动装置发现问题之后自发的调频，第二次调频是人为的有目地的有计划地在系统中调频，调整发电量。比如说：某工厂要加急生产某种产品，用电量加大，将用电需求上报电网之后，这边就会安排需要的电量输出到工厂。就是在某一特殊时间段，根据实时用电需求来调整电网系统的运转。
　　Tips：调度，就是让电力系统的有功与无功出力与用电负荷率保持平衡，是保证电网安全运行的中枢神经。
　　我国已经研制出世界首套＂大规模源网荷友好互动系统＂，大规模源网荷友好互动系统通过电源，电网及负荷三者之间的交互，对于保障电力系统功率动态平衡，提升电网运行安全等具有重要意义。此系统于2017年5月24日正式在江苏投产运行。2018年，该系统又升级为＂大规模源网荷储友好互动系统＂，这套系统的运行，为国家电网的安全运行上了一道安全锁，进一步提升了我国的能源优化配置能力，保障了高压、远距、大功率环境下大电流的运输安全。
　　Tips：该系统可以将分散的海量可中断负荷集中起来进行快速精准控制，调控电厂发电和用户用电，让两边不停变化的‘天平’达到毫秒级的瞬时平衡。
　　电力储能技术
　　电网的自动调节系统调控发电量和用电量之间的平衡。但是有时也不免会有一些小疏漏，那这些多余的电能储存下来，不浪费掉吗？
　　事实上，早在几十年前国家已经注意到电力浪费的问题，一直在研究和发展电力储能技术。从物理学中，我们知道电能可以转化为化学能、势能、动能、电磁能等形态，所以我们可以将电能转化为其他的能量存储。按照能量存在形式分为机械储能、电磁储能、化学储能三大类型。其中机械能储能有抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能；电化学储能有锂电池、镍镉电池、钠硫电池等电池储能。下面讲几个比较好理解的储能方式。
　　Tips：19世纪90年代欧美国家率先运用这种技术来储存电能。目前世界上的储能方式中抽水储能占90%以上，是电力系统中应用最为广泛的一种储能技术。
　　首先是抽水蓄能。抽水蓄能是利用水作为储存媒介，通过电能与势能相互转化，来储存管理电能的一种技术手段。三峡水电站就是抽水储能的典型例子，在发电过多时利用多余的电量将水从地势低的地方抽到地势高的地方储存，然后在用电量加大的时候开闸将高水位的水流到低水库，利用水的势能来推动发电机发电，解决用电紧张。
　　其次是钠硫电池储能。钠硫电池是一种新型化学电源，最早发明于20世纪60年代中期，针对电动汽车的应用而发明。在经过长期的研究中发现钠硫电池作为电动车等的移动能源并不具备优势，反而作为储能电池优势明显，于是钠硫电池就有前景的储能电池。但是钠硫电池对于环境要求高，必须在300摄氏度到350摄氏度之间，才能正常使用。
　　Tips：钠硫电池作为储能电池，具备原材料和制备成本低、能量和功率密度大、效率高、不受场地限制、维护方便、平稳性优异等特点。
　　目前我国多是应用抽水储能和＂大规模源网荷友好互动系统＂来调节发电与用电的平衡，大家不必担心我们的电会无故浪费，毕竟我国可是坐拥几百座水电站和世界首套＂大规模源网荷友好互动系统＂的基建大国。
　　目前我国的电力事业
　　目前我国的电力事业，已经是世界处于世界领先地位。相比于国外频繁大规模停电，比如印度曾在2012年连续两次发生震惊全世界的大规模停电事故、美国加州在2019年下半年两次大规模停电，我国近20年来都没有发生大规模的停电而且还解决了14亿人的用电难、用电荒问题。
　　Tips：据美国EIA2012年报告显示，印度有近25%的居民缺乏基本的电力供应，并且电力供求失衡状况近些年来呈现出愈发严重的倾向。
　　1949年新中国刚成立时，各行各业百废待兴，电厂没落、设备稀缺，全国发电总装机为185万千瓦，全年发电量43亿千瓦时，人均用电量8千瓦时，全国无电人口达80%以上。经过坚持不懈地努力奋斗，2018年我国全国电装机容量约19亿千瓦，是1949年的1027倍，全国人民几乎都用上了电。
　　还记得小时候一开始用的是煤油灯和蜡烛，再后来牵了电线通上了电淘汰了煤油灯，但是经常停电家里还要常备蜡烛以防万一，到了今天蜡烛等物品已经退出了大众的实现，不再成为照明的主要工具而是作为一种艺术品活跃在生活中。从蜡烛的用途变化，可以看出中国的发展迅速，人民的生活水平提高。
　　Tips：煤油灯为电灯普及之前的主要照明工具，以煤油作为燃料。多为玻璃质材，外形如细腰大肚的葫芦，上面是灯头，灯头一侧有个可把灯芯调进调出的旋钮，以控制灯的亮度。
　　现在，我国的发电装机容量位居全球第一，煤、水、风、太阳能发电量全球第一，核电装机容量世界第三、在建规模世界第一，清洁能源发电装机占比提高到40%左右，电源结构日趋多元化，发电生产也更加清洁环保，我国还在研发更加清洁简便的新型环保发电能源。
　　我国之所以能够能够超越世界各国，在短短几十年间从一个落后的国家崛起成为发电大国，是因为我国独特的社会主义制度。相较与外国实行的电力运调分离制度，我国实行的电网调度一体化运行机制，能够实现高效统一的管理调、在发生突发事件时迅速反应，有效降低大型电网事故的发生，为确保电网的安全和可靠供电提供有力支持。
　　Tips：海洋能发电是利用海洋所蕴藏的能量发电。海洋的能量包括海水动能（包括海流能、波浪能等）、表层海水与深层海水之间的温差所含能量、潮汐的能量等（见潮汐电站、海洋能电站）。
　　1949年我国较完整的电网只有东北地区和京津唐地区两个，其中全国发电量最大的东北电网的最高电压等级也只有220千伏，供电能力严重不足。在1999年以前，全国各地的电网互不相连，各管各的。而现在，全国各地的电网全部统一频率，都接入了国家电网之中，全国电网实现互联互通互供，全国实现电力覆盖，夜晚不必惧怕黑暗。
　　新中国成立以来，我们建设了世界规模最大的在役火电厂，内蒙古大唐托克托发电公司，世界规模最大的水电站，湖北宜昌三峡水电站，这两座发电站都见证了70年来我国电力发展的辉煌成就，是我国电力发展的两颗明珠。
　　Tips：火电站一般指火力发电厂。火力发电厂简称火电厂，是利用可燃物（例如煤）作为燃料生产电能的工厂。
　　伫立在土地上的每一根电线，每一座输电站，每一座发电站，交织成点亮14亿人民幸福灯火的点点灯火，背后是万千电网人的汗水，无数的寒夜里维修工人的背影。