目前我国已经修建完成的发电站数不胜数，种类也是非常的多。但是我们还是可以从电视上，手机上看到很多地方供电不足的新闻。

其实，如果我们有一定生活经验的话就知道，我们家庭中使用的电表大多都是峰谷电表。这种电表的计价方式是将居民生活用电分为两个种类，而且两种的价格不一样，其中谷电的价格仅仅是峰电的一半。

那为什么谷电这么便宜呢？其实我们简单思考一下就能知道，谷电属于用电的低峰期，国家将谷电的价格制定得这么低廉其实也是鼓励大家多使用谷电。

其实这是因为在夜间，居民的用电量普遍偏低，所以国家改变低峰期的电价来吸引居民继而降低电力的损失以及电力高峰期的负荷压力。

那为什么电力会有损失呢？中国电网每天的发电量巨大，没用完的电又去哪里了呢？

能量守恒定律

要弄明白没用完的电去哪儿了这个问题，我们首先就得了解一下能量守恒定律与电能的产生。

能量守恒定律是我们人类所处的自然界中最最普遍的基本定律之一。它是指能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到其它物体，而能量的总量保持不变。

发电也是基于能量守恒定律，运用机器将风能、水能、热能转化为电能，并将电能运用在各种用电器上。

我们知道水如果用不完，我们可以用盆或者桶把水装起来，等到我们要用的时候再倒出来就是了。或者建个水库，旱期的时候开闸放水就是了。那么电能可不可以像水一样存储呢？答案是否定的，因为电能与水完全不一样，这与电的产生有关。

电是怎么来的

之所以能够产生电流，是因为电子在运动，并通过用电器进行做功。所以我们日常生活中能够接触到的电器才能进行工作，一旦这些电器停止工作，那么电子的运动就会停止，也就不会有电流的产生。

我们平时经常说的发电是指某个用于发电的动力装置将水能、太阳能、风能、核能等转化为电能的这样一个过程。现在主流的几种发电类型主要为火力发电、水力发电、风力发电、核能发电以及其他发电。

火力发电是目前的主流的发电方式，它是利用煤、石油和天然气等天然燃料中所蕴含的能量进行发电。通过这些燃料燃烧所产生的热能转化为机械能到电能进行发电。

水力发电是历史非常悠久的一种发电方式，最早出现在年的美国。它的原理是依靠两地的水位落差并配合水轮发电机进行发电。也就是说，水力发电是将水的位能转变为机械能，机械能使得发电机工作产生电力。

把风能转变为电能是非常常见的一种方式，主要就是将风的动能转变为风轮轴的机械能，发电机在风轮轴的带动下进行运作发电。但是这种方式有一个缺点就是由于各自各时段的风速并不是恒定不变的，在风力不稳定的时候往往会导致发电机的输出功率也不够稳定。

核能发电大家应该也是有所耳闻了，不管是之前骇人听闻的切尔诺贝利核泄漏事故还是最近吵得沸沸扬扬的福岛核电站事件都与核能发电有关。核能发电依靠的是核反应堆裂变产生的能量转化为电能并进行使用。

除了上述提到的这些发电方式，还有地热能、生物能等发电方式运用也十分广泛。

电网系统的运作

以上属于电能产生的最初环节，在电能产生之后，我们的电力系统还需要进行运输电力，变压，配电最后才能将电能送到每一个居民的手中，让居民得以使用电器。而我们寻找剩余的电去处的答案，就藏在中间变压和配电的环节之中。

首先我们要明确一个事实，我国的发电、输电、配电、用电，大部分都是运用的交流电，即使在输电环节为直流电，在最后也会使用逆变技术将直流电转换为交流电。

我国交流电的统一标准是50HZ，这个频率决定了电动机的运转的频率。如果发电量大于用户的用电量，那么这个电动机转动的频率就会升高。也就是说，如果用电量较低，剩余的电能就会加速电动机的转速，使得它在一个高压状态下继续运行和工作。

由此我们可以得出答案：发动机产生的多余电能并没有凭空消失，其中的的很大一部分转变成了使得发动机转动的机械能。

供需动态平衡

由于电动机转速的加快，使其处于一个高压状态。这是因为它的电压被迫提高之后，处于这个线路上其他用电电器仍然处于超负荷工作状态。

因此，整个电网系统中建立了一套属于自己调节系统，使得发电量和用电量趋于相对平衡的状态，减少电能能源浪费。这也就是整个电网系统中的配电环节了，整个环节的本质和目的是使得整个电力供应系统中的发电量与供电量处于一个动态平衡状态。

电能过剩会使得电能转变为机械能反而作用于电机，因此电力系统中根本不存在用得剩下的电。这也符合了我们在开篇所提到的能量守恒定律。

电能的奇妙之处就在于，我们需要用掉多少电能，那整个系统就会产生多少电能，整个电力供应系统处于一个动态的平衡状态。

简单来说就是，只有当我们的电器需要工作时才会有电流的产生与供应。

电网如何做到平衡状态？

首先是，在电网系统中有专门负责调频的一个工作机组来负责这个供需状态，整个机组通过不断的调整频率来响应电网系统中频率的变化。这个调整频率的主要依据仍然是电网系统中的频率。

其中，这个调频工作还分为一次调频好二次调频。一次调频是不经人为控制的，整个机组的机器自发性地进行调频。我们前面提过，电网频率会直接影响到发电机转速的变化，而发电机的转速一旦发生变化，会被敏锐的调频系统感受到并转化为信号反馈给控制系统，控制系统进而进行调整。

二次调频区别于一次调频，它需要人工参与，通过辅助设备对发电量进行有目的有计划的增减。比如在这一时段有大概万千瓦的用电需求，电网系统的安排万机组进行供电，那么就会有大概-万千瓦的调频机组进行配合，时刻做好支援电网系统的准备。也就是说，二次调频根据当前时段的实时用电量进行运转。

一次调频相比于二次调频，可调节的范围区间很小，也并不能完全消除频率的变化。对于二次调频的过程来说，网络上引起众议的“地球一小时”活动，比起它起到节能减排效果来说，对调频机组的应急能力来说更是一个严峻的考验了。

电网事故

我们已知电能很难储存的特性，那如果发电机损坏，没有多余的电或者提前已经备好的电该怎么办呢？

这时候就要引出备用机组了，每当发电机损坏、检修或者电网负荷过高导致过载的时候，备用机组就会启动并加入电网系统中。除此之外，如果一个地区的供电严重不足时，备用机组也会协助电网进行供电。当然了，备用机组毕竟没有正式机组的效率高，如果供电缺口太大，此时就会造成过载导致区域性跳闸大停电。

除此之外，太阳活动也是造成电网大范围崩溃的罪魁祸首之一。年加拿大魁北克电网大崩溃长达12个小时，累计损失超过36亿美元。这是由于太阳活动所产生的的太阳风中带有大量的高能带电粒子，这些粒子在同一时间冲击地球的磁场。

地球磁场的大幅振荡导致输电的电线上出现电流，传输的交流电无法经过变压器顺利抵达，在线圈内被消耗殆尽，导致变压器烧毁，电网崩溃。但需要注意的是，这种事件发生的概率极低，而且由于是太阳活动造成的，并不是电网系统可以控制的。

电能存储

前文中我们提到了电能是很难进行存储，那有没有一个特别的方法将电能存储起来呢？

一般来说，交流电都是无法存储的，我们日常生活中所能接触到的电池里面存储的都是直流电，通过一定的技术手段将其转换成化学能并存在电池里面。但这样的存储方式成本过高，并不适用于电网系统的电能存储。而且即使进行存储，在使用时仍然需要对直流电进行逆变，使其变成交流电才能供正常的使用。

那有没有一些低成本的储能方法呢？

也不是没有，那就是储能水电站。但是需要注意的是，这种储能方法主要是针对废风废水。简单来说就是，如果在夜晚也就是谷电时期有大风的话，可以利用这个风将水抽起来。在白天也就是峰电的时候放水，利用水的重力势能转化的电能。但是这种方式的缺陷是能量在整个过程中的消耗非常大，但仍然是可以利用的一种储能方式。

结语

对于整个电网系统的运转来说，排在第一位的肯定是用户的用电量与机器发电量之间的关系。如何做到趋于平衡，是最重要的一环。由于能量守恒定律以及目前用多少电，发多少电这样一个模式，基本不可能有多余的电能产生。

所以比起担心电会浪费，我们可以放心用电，整个电网系统都在保障我们能够用上安全稳定的电，我们能做的就是养成一个节约用电的好习惯。

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