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“地球一小时”会导致电网崩溃吗?

柴知道  · 公众号  ·  · 2019-03-30 17:11

正文


2004年, 世界自然基金会澳大利亚分会 李奥贝纳广告公司 合作,希望能在气候变化问题上搞出点大动静。 号召所有人在同一时间集体关灯 的想法由此诞生,并得到了悉尼当地媒体和市长的支持。


2007年3月31日晚间7点半,悉尼举办了地球历史上第一次“ 地球一小时 ”活动,并在随后的几年间传遍世界。



2010年“地球一小时”前夕, 比利时埃利亚电力公司 发布了一封言辞恳切的文件,呼吁大家错峰开关灯, 以免短时间内用电量波动过大导致 电网崩溃 ,让比利时乃至整个欧洲陷入黑暗



那么,“地球一小时”真的环保吗?它会影响电网安全吗?


这个问题的答案,和 现代电力系统 的运作方式有关:



视频

↓↓ 看完这个视频就知道了 ↓↓

↑↑ 信我,真的超级好看 ↑↑


图文版


现代电力系统是一个庞大无比的巨型网络。


首先,发电厂利用 燃烧、水流、风力、光伏、核裂 等方式,将大自然中的能量转换为 电能




这些电在发出的一瞬间,就会完成 运输 变压 配送 过程,直接为你家的电器提供能量;


和大多数人想象的不同,这些电既不会囤积在发电厂里,也不会堵在路上。任何时候你要用多少电,发电厂就会立刻发出多少电, 不多不少 刚刚好



截至2018年,中国共投入运营了 11座核电站 、至少 7千座火电站 ,以及至少 4万座水电站 ,平均每天生产消耗 180亿度电


假设中国14亿人每人都有一部iPhoneXR,那这一电量足够给所有人的手机反复充电1200次。



要把如此巨量的电能输送进千家万户,并保证 每一刻的发电量和用电量基本相同 ,绝不是一件简单的事。


其中最关键的环节是负责调配指挥的 电网 ,而电网调配电力的方法主要是: 调频



居民用电有两个重要指标: 电压 频率


通过变压,电网不同的位置可以有不同的电压。


频率 在电网的任何一处都是相同的, 它直接反映了电网的负荷情况


如果用户用电量大于发电量,频率就会下降;如果电厂发电量大于用电量,频率又会升高。



在整个电力系统里,频率相当于一个 判断供需关系的指标 ,只要它维持在 50Hz 左右,就代表用户用电量是充足稳定的。


这个过程的实现,需要依靠电网调度中的一个重要系统: AGC ,也叫“ 自动发电控制 ”。



AGC可以应对电网内瞬息万变的电频率变化。


接受到“电量不足”的提示后,AGC会 立刻指挥负责调频的火电站或水电站 ,改变发电机组进气量或进水量,加大电力输出,重新把频率拉回50Hz。


这一过程迅速高效,电网频率几乎不发生明显波动, 发电量和用电量得以保持同步变化



那些被AGC指挥,专门负责调频的发电厂,往往是 小功率的火电站 ,以及 有调节能力的水电站


大功率的火电站 核电站 作为发电主力军,启停成本太高,因此并不参与调节过程。



至于清洁能源 风电 光伏发电 ,他们更像是电网里的不安定分子,由于 风力和光照资源难以控制 ,它们不仅不能帮助调节电网,反而有可能成为引起电网频率波动的罪魁祸首。



在实际调配过程中,发电厂还会 预测短期用电负荷 ,并考虑其他可能影响发电用电量的因素, 综合调整发电量



在不同季节、节假日前后、以及一天里的不同时段内,城市用电量的变化往往非常明显,用电高峰和低谷之间 相差一倍 都很正常。


有时甚至在一小时内,一座城市的电负荷波动就能达到 30% 。这些动辄几百万度电的波动变化,AGC都能应付得来。


相比而言,“地球一小时”所带来的电量变化,就像是从湖里舀走一杯水,几乎不值一提。



根据国家能源局公布的数据, 中国城乡居民用电量约占总用电量的 14% ,而中国照明用电约占总电量的 13%


考虑到地球一小时的参与者也只占居民总量的一部分,这场活动带来的实际电量变化, 可能还远不到总电量的 1%


这对每天都经历大起大落的电网而言,简直微不足道。实际上,我们也很难找到“地球一小时”活动导致电网故障的相关报道。



以“地球一小时”的发源地悉尼为例,2011年到2015年间的数据表明,地球一小时对居民用电总量的影响 几乎无法被观测 ,更谈不上威胁电网安全。


当然,这同时也说明了地球一小时活动本身其实 并不怎么省电。



如果再考虑到活动期间人们所点燃的蜡烛,准备的宣传品,以及搭乘交通工具所产生的碳排放,参与地球一小时恐怕就更 算不上是什么环保行为 了。


对于这一点,“地球一小时”组织方自己倒也毫不讳言。他们早就在官方文件中承认,“ 地球一小时无意成为节能减排的实践运动,它仅是一项象征性活动。因此,我们从来都不测量它究竟能减少多少碳排放或能源消耗








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