美高美游戏中心官网 【能源常识】如何理解“电力电量平衡”

北极星输配电网讯:电力系统中常说“电力电量平衡”这个词 ，不论是在规划层面还是在运行层面 。电量平衡好理解 ，就是用户用多少度电 ，发电厂就要发多少度电。那什么是电力平衡呢?

要理解电力平衡首先要理解用电负荷是怎么回事。用电负荷 ，或者叫用电功率 ，是单位时间内的用电量 ，简称负荷 。电能是给电灯 、冰箱 、水泵等用电设备做功用的 ，所以单位时间内“做功的速率” ，就是“功率” 。用电负荷就是单位时间内用电多少的速率。

下面是一个典型的城市用电负荷 。

凌晨时居民睡觉 、工厂停工 ，负荷最低 。七八点钟开始上班，人们用电增多 ，负荷开始增长 。

到十点十一点时 ，工厂开工 、商场营业 ，用电量最大 ，负荷达到早高峰 。

中午十二点大家要吃午饭 ，用电负荷降低 。下午两点又开始上班，用电量又增加了。

晚上大家下班回家 ，天也黑了 ，要开灯 、做饭、洗衣服 、开空调 ，用电负荷又增加了 ，到达晚高峰 。

十点以后人们要休息 ，不再用电 ，负荷下降 ，直到深夜的负荷最低。

下面美高美游戏中心官网用金融概念来理解一下用电负荷 。设想上面那条曲线是你一天在各个时间段花钱的数额 。

半夜时候你在睡觉 ，不用花钱(其实也要 ，比如房屋租金 、电费、供暖费等等，这都是基础的必须开销);

早晨起床后 ，要买早饭 、开车 、买菜(周末的时候)，于是上午花钱的量达到一个早高峰;

中午做饭吃饭 ，还要午休一下 ，花钱的数额少了些;

下午还要逛街 、娱乐 ，于是下午花钱又多了一点点;

到了晚上，你要吃大餐 、KTV 、购物 、各种high ，花钱达到了一天的最高峰;

十点多 ，一天也玩累了，该睡觉了 ，终于不用花钱了 。

所以你看 ，用电负荷和花钱数量的曲线是相似的 ，根源就在于人们活动的时间是相近的。(研究表明一个国家的GDP和能源消耗量确实是正相关的!这个例子还是蛮贴切的~~)

那么电力平衡是什么意思呢?就是每时每刻的用电负荷要由发电厂满足。夜里负荷低时，发电厂要少发电;晚上负荷高时 ，发电厂要多发电!

对比“花钱”的例子 ，就是说你每时每刻花的钱要和口袋里有的钱一样多!在夜里不花钱时，口袋里钱要少;在晚上狂花钱时 ，口袋里钱要多!

假设你口袋里的钱都是从银行借的 ，我早晨7点到8点要花50块钱，那银行就得有50块钱给你 ，晚上7点到8点要花150块钱 ，那银行就得有150块钱给你 。

如果晚上要花150块钱 ，而银行没办法给你这么多钱时 ，会怎么样呢?很简单——破产!这个可能举公司的例子更好理解下 ，我公司就这天该交款了，而我又无法从银行凑齐 ，那只能破产 。哪怕明天我凑到那么多钱了 ，抱歉 ，公司已经破产了 ，凑到了再多的钱也没用!

电力系统也是如此 ，哪怕我下一秒钟有足够的发电功率了 ，但这一秒钟我的用电负荷无法被满足 ，整个电力系统就可能会震荡 ，甚至崩溃(类似破产) 。要想再恢复电力系统的正常运行状态 ，就像公司破产了再东山再起一样难 。所以“电力平衡”换算到金融界的术语就是“头寸平衡”。电量平衡就是长期的头寸要平衡 ，电力平衡就是实时的头寸要平衡 ，区别在于时间尺度 。

有朋友会类比了 ，口袋里少钱是不行的 ，口袋里多钱了不就有头寸了吗?可惜电力系统特殊就特殊在这!口袋里多钱是可以的 ，但是电力系统中是不能多发电功率的 。这里涉及到一个存储的概念 ，口袋里多钱相当于口袋把钱暂时存起来了 ，而电力系统是无法大量储能的 ，(手机汽车的电池还可以 ，但适用于电力系统级的储能还无法商业化应用)用能量与供能量必须实时平衡 ，如果供能量大大多于用能量了 ，也只有一个结果——电网崩溃(如果非要类比的话 ，就是银行也不能预支太多钱 ，否则银行也会因为缺钱而倒闭)。

这么看来，电力系统真是太“脆弱”了，电少了不行 、电多了也不行 ，难怪电力人员要一天24小时盯着用电负荷和发电功率的大屏幕，保证电力平衡 。对了 ，他们的名字就叫“调度员” ，调度“电力头寸”的人 。(金融交易员们也是24小时盯着全球市场的变化的 ，米娜桑 ，都辛苦了!)

之所以要调度 ，因为负荷是在实时变化的 ，要不断调度发电机组的出力大小来满足负荷需求，就像要不断调度各种银行的钱来满足用钱需求 。2003年8月14日美国加拿大的大停电事故 ，停了29小时 ，损失300亿美元 ，原因是一条线路因过载跳闸 ，调度员没注意 ，又导致多条线路过载跳闸 ，最终大停电。类似于雷曼兄弟缺钱 ，本来临时贷点款 、剥离下坏账 ，应付过去就行了，可奥巴马就是不管，导致企业财务急剧恶化，最终破产 ，然后引起连锁反应 ，由此进入金融危机乃至经济危机 。(下期还要详细类比下电网公司和金融中介的关系)

那么银行喜欢借钱给什么样的企业呢?就是下面这种，“用钱”量平稳 ，而且有很好预期的企业 。下图就是某钢铁厂的用电负荷曲线 ，可以看到非常平稳的曲线。化工厂 、电解铝厂这种三班倒的企业 ，都是24小时不停工生产 ，用电量稳定、而且非常好预测 ，电力系统也喜欢这样的企业 ，省去了频繁启停机或调整机组出力 ，要是负荷曲线都这样 ，调度员们就可以安心睡觉了 。

那么银行不喜欢什么样的企业呢?就是下面这种 ，“用钱”量一会多一会少 ，而且没规律 ，不好预期 。用钱量一会多一会少会导致银行的交易操作变频繁 ，而没规律不好预期 ，会让银行信贷员心里没底 ，不知道企业啥时候用钱超额导致企业破产 ，或者啥时候“存留”的钱太多流动性不足 ，导致银行破产 。电力系统也不喜欢这样 ，要频繁的启停机组或调解机组来满足负荷变化，万一备用容量没留足 ，就可能因没预料到的负荷变化 ，而导致系统震荡甚至崩溃 。

所以电力系统中才有负荷预测这项工作，跟金融业的风控是同样的道理 ，都是希望用电方或用钱方的行为能更平稳，更可预期!

那么问题来了 ，如何安排机组发电以满足电力电量平衡呢?

美高美游戏中心官网发现不论负荷如何变化 ，总是大于最小负荷，最小负荷以下就叫基荷 ，基本负荷之意 。安排大型的核电机组 、火电机组来满足基荷需求 。这些机组容量大 ，增加或减少发电出力困难 ，但发电成本低 ，因而承担基础负荷最合适 。与金融类比一下，最基础的头寸就应该找国有大银行贷款 ，贷款成本较低 ，但同时要调整贷款额也困难 ，得经过层层审批 ，时间太长 ，这跟火电核电的大机组调节困难是同病相怜的 。

在基础负荷以上是腰荷 ，这块美高美游戏官网安排调节能力好的机组发电满足负荷需求，比如天然气发电 、调节灵活的火电 、库容水电等等，负荷降 、机组出力跟着降 ，反之跟着升 。这些发电机组虽然发电成本高些，但非常灵活 。类似于中小银行 ，虽然贷款成本高，但非常灵活，想要钱随时能有 ，不用那么长的审批流程 。

再往上就是峰荷了 ，一天中就那么一会时间用电负荷最高 ，比如晚上八点，这就需要抽水蓄能 、天然气发电 、库容水电等非常灵活的电源调节了!虽然一天之中只用那么一小会 ，要马上启动 ，又要马上停止 ，非常麻烦 ，成本最高 ，但不得不用，不用电力系统就“破产”了 。这就类似于高利贷了 ，就周转下资金 ，借了一会马上就还 ，可惜就是利息太高了。

现在就讲这些 ，希望朋友们对电力系统工作有个更感性的认识。教你用金融概念理解电力负荷(2)中小编会类比下可再生能源发电与用电负荷的关系，电网在调度头寸中的作用，还会说说储能在电力系统中的作用及合理的比例 ，都还用金融概念解释哦 。

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