根据能量守恒：发电站发出来的电没人用时，电能到哪里去了？

　　相信很多朋友都会有这个问题，每天用电都高峰和低谷，因此发电站如果要满足高峰时候用电功率，那么低谷这些电又去哪里了？假如只满足低谷，那么高峰时容量不够！其实这个话题中会涉及三个非常有趣的问题，下面来做个简单分析。

　　低谷时多发的电去哪里了？

　　其实能量都是守恒的，一焦耳的电能都不会多出来，所以发电机永远都是用多少电而发多少电，这会涉及到其他几个问题，我们下文再分析！那么从理论上来看，是不是峰谷电没有差异了？也就是说没有浪费了？也不对，比如水力发电在丰水期，即使空载也要将水排走，或者真没有用电设备，那么干脆就泄洪，所以浪费的不是电能，而是水的重力势能！

　　另一个比如火电则是蒸汽轮机，为应对突发用电高峰，那么必须有储备功率，发电机都处在热机状态，以维持突发高峰，假如没有人用这些电能的话，维持这些设备运转就得消耗大量的蒸汽，这次浪费的是蒸汽的热能。

　　还有风电和太阳能，这两个比较难伺候，因为有风和充足阳光的时候不一定有人用电，要用电的时候往往没有风或者是晚上了，所以要搭配电网调节或者增加储能设施，比如有的太阳能是利用光照聚焦加热熔盐储能，然后再加热蒸汽推动蒸汽轮机发电，这个熔盐加热还是具有一定的储能效果的，比直接的太阳能电池应对高峰低谷要强很多。

　　光热太阳能电站

　　怎么保证220/380V，50HZ稳定供电？

　　我国的工业用电标准是50HZ，一般工业用发电机有三个级别：

　　G1：一般照明或者简单电器对频率要求不高的负荷，要求最低，频率变化范围：8%

　　G2：负载变化时允许有一定的频率和电压的波动，比如水泵或者风机等，要求一般，频率变化范围：5%；

　　G3：对电压和频率要求比较高，比如无线电通信，对发电机波形都有部分要求，频率变化范围：3%；

　　G4：对频率、电压与波形要求很高的计算机机房或者数据中心，或者其他要求很高的科研场合。频率变化范围：AMC，比如UPS频率一般变化范围很少超过0.5HZ，大部分时都在0.1之内，马上就会自动调整过来，更多的时候就是标准50HZ。

　　但对于机械式的发电机就不那么容易了，不过也是有办法的，要求一般的场合发电机频率要求是G2，也就是±5%范围，小型机几千瓦的汽油发电机是联动风门的，负载重会联动风门调节化油器开口，加大氧气与汽化的汽油进入气缸，增加转速，轻载则反之！当然柴油机则是加大喷油量等，原理是一样的！

　　如果是水力发电，那么有两种了，最基本就是调节水流，现代发电机则是调节水流和调节励磁，保证输出的电源频率严格符合标准。

　　电压调节其实和频率调节是类似的，也同样通过油门或者水流调节转速或者调节励磁磁通来达到稳定电压，不过那种手拉式启动的小发电机的电压与频率变化范围是比较大的，因为只有速度反馈这一种方式。

　　另外要提醒下的是，大型发电机发出的电压根本就不是220V/380，这种一般在几千瓦和几十千瓦的发电机中使用，大型水电站的发电机高达6.3KV，甚至数万伏，当然远程输电还要变压到110KV或者220KV甚至更高的电压，避免电流过大损耗，到用电地区时再用变压器降压配电，再经居民区变压配电等多级降压与配电过程到厂区或者居民用电。

　　特高压变电站

　　我国民用电是单相，相线与零线电压是220V。工业用电是三相，相线间电压是380V，其实就是民用电的三根相线之间的电压，一般民用标准配电有相线、零线和地线（单相三线制）！工业用电为三相线，一零线，一地线（或者根据需求选用TN-C系统还是TN-S系统或者TN-C-S配线）

　　太阳能发电如何变成交流电？

　　如果是熔盐蓄热蒸汽发电的太阳能电站，其实和火电或者水电没有什么区别，假如是太阳能电池，那么必须有逆变设备将直流电逆变为工频交流电，如果要入网的话还有同步频率的要求，当然如果发电机要入电网的话也有一个频率同步要求。

　　逆变器大家都知道，最简单的就是很多农村朋友抓鱼的机器就是，不过这个对波形和电压甚至频率都没有控制要求，而入网的要求就多了，工频交流电波形是正弦波，这个是发电机励磁特性得到的，发电机很容易，可惜电子设备要模拟出正弦波，还是有点难度的。正弦波也符合变压器的硅钢励磁特性，如果方波的话，估计得上铁氧体（开关电源中的中频和高频电源应用比较多）。功率就没有硅钢片的铁芯那么大了！

　　工业并网用的光伏逆变器

　　怎么储存这些浪费的能源？

　　发电站最喜欢一天到晚的直线负荷，但这不可能，因为民用电晚上就睡觉了，夏天和冬天会有空调需求，春秋就没了，还有工业用电也有峰谷，大致和民用高峰有点相反，反正想要一条直线是不可能的。

　　2020年2月26日国网江西省电力有限公司调度大厅的复工后用电负荷实时曲线

　　所以如何将谷底时弃风，弃光还有浪费的水资源利用则是综合利用能源的一个最佳方式，但大规模蓄电是有难度的，如果用蓄电池成本实在太高，因此有将车用锂离子电池回收改装为蓄电车或者蓄电站的，当然这种规模远远比不上抽水蓄能电站！

　　它的原理很简单，将水谷电时的电能抽水到海拔比较高的位置，以重力势能的方式保存起来，等用电高峰时发电调节，两个时间段的用电差价就是抽水蓄能电站的利润。浙江安吉天荒坪就有当时亚洲装机容量最大的抽水蓄能电站。

　　安吉天荒坪抽水蓄能电站的蓄水湖

　　除了电池、抽水蓄能外，还有电解水或者压缩空气蓄能等几种方式，对于个人来说，将一些耗能比较大的操作在谷电时期使用，比如一整天用的开水，或者谷电时烧水洗澡等等也算是“蓄能”的一种啦！