前几天新闻里都在说缺电

　　浙江的电都从哪里来？

　　跑来跑去无影无踪怎么买？

　　谷电为什么便宜卖给我们家

　　杭州今夏将面临近7年来最严重的电力短缺，最大用电缺口将达115万千瓦。

　　为啥这么缺电？电力部门认为，主要原因是用电需求增长过快。

　　一季度浙江省固定资产投资同比增长29%，重工业增加值增长13.7%，而化工、有色金属制造等高能耗产业的用电增幅高达20%。再加上，受电煤涨价过快影响，不少发电机组停机。

　　这种“硬缺电”现象，短期内无法依靠自己的力量来填补。预计明年，电力缺口还会进一步扩大，而且全年各月都存在缺口。

　　那么杭州的电都是哪里来的？

　　前两天还有读者来电问：电不够用了，要拉闸限电。那么半夜里，电多出来了，这部分多出来的电，又到哪里去了？是不是变成热能，挥发掉了？

　　在即将面临用电大考的前夕，让我们先来了解一下电从电厂到用户家里这一路的有趣历程。

　　三峡电送到杭州用时不到0.01秒

　　国家电网浙江公司调度中心副主任戴彦说，现在浙江人用的电，有超过1/4是从外省买过来的。另外的三分之二，主要来自于本省火力发电厂。除了使用三峡电以外（占比不到1%），浙江还需要向江苏、安徽、福建、四川等外省购电。最近几年，这个格局不会有太大的变化。

　　省电力公司培训中心“调度与自动化培训教学部”主任王文廷说，电的传输速度与光速相同，差不多每秒30万公里，从三峡送电到杭州，不到0.01秒，时间几乎可以忽略不计。

　　电厂刚发出来的电也是220伏吗？

　　王文廷说，电从发电厂出来后，到寻常百姓家，要经过5个环节：发电、升压、输电、降压、用电。

　　电从发电机里刚发出来时，它的名字叫做“机端电”。

　　机端电的电压一般在10至30千伏之间。比如600兆瓦的发电机，发出的是20千伏的电；1000兆瓦的发电机，发出来的电是27千伏。

　　为了把电传送到很远的地方，必须用变压器给它“升压”。

　　以前也有不升压直接输送机端电的，但这样不仅送得不远，而且线上损耗也很大——输送相同功率的电能，电压和电流呈反比，电压升得越高，电流越小，损耗也越小，送得也越远。升到110、220千伏，称为高压电；500、750千伏，称为超高压电；1000千伏，叫做特高压电。

　　特高压供电就好比造了一条电力“高速公路”，可以让电跑得又多又远，不过造价也是最贵的。

　　考虑到节省成本，升压变电站会根据输送地点的远近，把电升成不同的高压等级，分别进行输送。比如，送到就近的工厂、单位，升到110千伏就差不多了；送到邻近的乡镇，升到220千伏也可以了；如果要从杭州送到宁波，那就得升到500千伏；三峡电输到华东，用的就是1000千伏特高压了。

　　电输送到了指定地点，还得降压配电，将电压降低到适合用电设备的低电压。比如降到220伏配给居民家里，降到380伏配给工厂等，来满足各种不同需求。

　　用电低峰时，

　　“多”出来的电到哪里去了？

　　我们国家发的电，70%是火电，20%是水电，核电以及新能源等其他发电占10%左右。

　　火电的原理是用煤烧锅炉，产生的水蒸气冲击汽轮机转动，进而带动发电机转动，使得煤燃烧产生的热能转变成电能。

　　水电则是利用水从高处落向低处，把势能转化为电能。

　　我们都知道，夏天电不够用时，一些企业就要让电，再不行，就要临时拉闸限电。

　　但是，在用电低峰，比如半夜，或者夏天突然下雷阵雨大幅降温后，电厂发出来的电会不会多出来？多余的电又到哪里去了呢？

　　再引申一下，就是发电量与用电量的匹配问题。比如，某城市今年夏天预计最高用电量是100万千瓦时，该城市建有一个装机容量为100万千瓦时的电厂。理论上讲，这个电厂全负荷工作时，可以满足这座城市的用电量。但实际上，用户的用电量是时时刻刻在变化的，不可能一直恒定在100万千瓦时，这家电灯开了，那家空调关了，用电量分分秒秒都在变化。发电厂发出的电，怎么才能和实际用电量进行分分秒秒瞬间速配？会不会出现发的电用不完的现象？

　　答案是：电厂发出来的每一度电，都会立刻被用光，电是不会多出来的。

（数据摘自杭州市统计局统计年鉴）

　　跑来跑去无影无踪怎么买？

　　谷电为什么便宜卖给我们家

　　要理解这个答案，需要先了解一下电力局的两个部门。

　　一个是调度部门，它负责预测一个地方的用电量，并依此调度各电厂的发电量。

　　调度部门有一种神奇的计算机软件，统称为“潮流分析负荷预测”软件。它结合了季节、气候、每天用电波动的周期、以往用电负荷曲线图等等各种因素，可以预测将来某天某时的用电量。这种软件还随着科学的发展，在不断更新换代，精准度非常高。

　　电力局就依据这个数据，对发电厂里发的电，不时地进行提前调整，调整到和用电量合拍为止。

　　比如调节火电厂发电设备的出力大小，调整水电厂的出水口也可以控制发电量的多少，用电少的时候，只要把出水口关掉就不再发电了。

　　假如这样还是电太多用不完，那就让水电厂用电抽水，把水从低处抽到高处，这相当于把电能转化成了势能。等到用电高峰时，就可以把这部分“储存”起来的“电”再放出来——安吉的天荒坪抽水蓄能电站就具备这种功能。

　　还有一个部门是营销部，这主要负责分配用电指标。电不够用的时候，让哪些企业让电，让电多少等等，以此保持电网平衡。

　　除此之外，电从电厂到用户终端这一路，安装有无数的传感器、自动继电保护装置等精密装置，电网上再微小的一个变化，比如，你家开灯了，我家关空调了，这种细微的用电量变化，都可以通过传感器，将这种真实的用电信息，在瞬间传回给电力部门的控制室，最终瞬间影响电厂的发电量。

　　简单地讲就是，你在开灯关灯时，电厂就会据此改变发电量的多少，这种改变都是通过计算机瞬间完成的。

　　如果不拉闸限电会出现什么？

　　电力部门在宣布有序用电、拉闸限电时，常常会说一句话：“为了维护电网平稳运行。”

　　那么电力严重短缺，而不拉闸限电，会出现什么情况？

　　王文廷主任说，那就会“过载”。最严重的后果，可以导致整个电网崩溃——发电机转得越快，发的电也越多。用电负荷不断增加，发电机的转速也越来越快，当达到发电机自身的极限后，为了保护发电机再飞转下去引起自身的损伤，发电机的“过载保护应急系统”就会启动，把发电机关掉。一个发电机组关掉后，别的发电机组的压力就会骤然升高，也会因受不了而跟着停机。就这样，一个个发电机组自动关闭，于是，大范围停电事故就发生了。

　　这就好比马拉车，马的体力是一定的，如果马拉的东西越来越多，马就会跑得越来越慢，最后就会完全跑不动，甚至力竭而死。

　　这种过载造成的停电事故非常可怕。

　　可怕的“美加大停电”

　　王文廷主任说，他常常会给学生举“美加大停电”的例子。

　　2003年8月14日，美国东北部部分地区以及加拿大东部地区出现大范围停电。这是北美历史上最大范围的停电，受影响的人估计在加拿大有一千万（三分之一的人口），在美国有四千万。

　　事故是这样发生的：

　　俄亥俄州北部有一条34.5万伏的超高压输电线路，2003年8月14日下午3点多钟，突然出现不明原因的过载现象。这本来不是什么大问题，按照设计，过载电流可以由附近的线路“吃进”。

　　而且在整个电力网络上设有许多个监测点，自动化检测机器会时刻监视异常情况的发生，比如在用电量突增和用电高峰期会立刻自动作出相应的调整，但不知道为什么，用于监控的警报系统失灵了，控制人员没有发现线路过载并采取有效措施，致使这条过载线路首先被烧断。26分钟后，“吃进”过载电流的第二条34.5万伏超高压输电线路也因温度过高，短路停电。

　　接着，克利夫兰地区剩余3条超高压输电线路工作负荷急剧增加，最终“不堪重负”，分别在15：41、15：46和16：06断电。此后5分钟内，从美国东部到加拿大五大湖区，巨大的电流无路可走，在迂回数千公里的输电线和变压站之间乱窜。俄亥俄州几座主要发电厂的过载保护应急系统自动启动，关闭发电机组。接着，密歇根州、纽约及加拿大安大略省的发电机组也相继自动关闭。

　　14日下午4时11分，美加中东部近5000万人陷入一片黑暗之中。29小时后才基本恢复供电。

　　临时拉闸限电就是人为控制线路的负荷，防止这种因过载，而导致的大停电事故发生。

　　向外省买来的电用不完怎么办？

　　浙江每年都要向外省买电，电是怎么买进来的呢？又不像买水，到了一定量后，把水龙头关掉就行了。电是在电网上的，靠什么来控制传输量，又靠什么来测量，难道输送到一定量后对方就把电路切断了？

　　电的计量，普通家庭用的是电表。而省际之间的“买进卖出”，其实用的也是电表，只不过这只电表比较大，能计量更多的电。

　　电能是在线路上流动的，买电的过程，也是一个流动的过程。怎么让这一端的电流动到那一端呢？用电力部门的话来说，这是一个“潮流”的原理，可以理解成“水往低处流”。这一端多发点电，少用点，那一端多用一点，电自然就会源源不断地从这一端涌向那一端。电流输送到预定要买的那个量了，电厂就关掉一些发电机组，少发点电，输出输入两端就进入一个平衡的状态——达到“关掉水龙头”的效果。

　　由于电是始终不断在流动的，所以在计量方面，一般采取输出端装个电表，输入端也装个电表，两边的数据减一减，大致就是买进的电量了，中间线路段当然还有一点损耗，不过相对而言非常微小，可以忽略不计。

　　说起来容易，具体操作起来，当然还要配合非常严谨的计算，以及各种精密的设备，才能做好这笔看不见的特殊“买卖”。

　　谷电为什么便宜卖

　　有几个小问题大家可能会比较关心。

　　比如，某地预计明天用电量150万千瓦时，也买了这么多电，但第二天，突然来了台风，用电量一下降了很多，最高用电量只需要125万千瓦时了，怎么办呢？这多出来的25万千瓦时是便宜卖掉？还是只能白白浪费掉？

　　另一个有关联的问题是，峰谷电的谷电，为什么比峰电便宜？是成本便宜了，还是晚上电太多用不完，才便宜卖的？

　　国家电网浙江公司调度中心副主任戴彦说，关于向外省买电，大家不用担心用不用得完的问题。首先买电的量一般都是前一天确定，是综合各种因素，进行精确评估和计算的。其次，在和外省签买电协议的时候，就已经考虑并制定“多”和“少”这两个方面的预案了。有时根据合同，部分不需要的电也可以退掉（相当于电厂不用再发这25万千瓦时的电）；如果对方不愿意退电，执意要卖这么多电，也就是一定要我们用掉这么多电，这个时候，可以通过调节我省自己发电量的大小，来平衡用电需求。

　　王文廷主任说，谷电虽比峰电便宜，但发电成本完全是一样的。只是因为晚上人们的总用电量很少，电力部门有时尽管关掉了水电、把火电也调到最低，发出来的电还是供大于求。

　　在这种情况下，是选择想方设法把多出来的电卖掉，还是把一部分火电关掉？发电厂宁愿选择前者。因为火电停机需要10个小时以上，开机也需要这么长时间，一开一关，损失很大。从经济效益上来说，宁可便宜点把电卖掉，甚至送掉，也比停机来得划算。

　　在澳洲等一些国家，居民在晚上用电都是不要钱的。但他们的峰谷用电会划分成六七种价格（不像我们只有白天和晚上两种价格），最高峰时段可能只有两三个小时，但这一时段的用电非常贵，比谷电时高出六七倍。

　　据都市快报 记者 魏奋 制图 高薇