西班牙停电的事,解释下电网稳定性
西班牙首相誓言彻查大停电事件
1. 中国电网稳定性全球遥遥领先。欧洲算可以的,所以出了西班牙全国停电这么大事,是罕见的。其它地区电网出问题就太常见了,美国就比较乱。还有很多地方会问,什么是电网?
2. 电网稳定性,最直接的指标就是频率。我们知道,中国和欧洲交流电频率都是50赫兹。实际这个频率,有微小的波动,以千分之一赫兹(毫赫兹)为单位计算。
3. 西班牙出事了,本来是向法国输电的,2GW的电能从欧洲电网断开,出现了电力缺口。德国电网频率骤降150毫赫兹!好在欧洲大电网面对波动自己恢复过来了,因为西班牙这2G的缺口不大。为何欧洲大电网面对冲击没事,而西班牙(包括葡萄牙)电网就system blackout全完了?这里有个专业的词:旋转惯量。这就是物理的旋转,发电机由定子、转子组成,转子真的在转。
4 可以把电网理解为浴缸,上面注水供给,下面放水消费。浴缸里有水,如果水量多,注水和放水的波动就对水平影响小,系统稳定。如果浴缸很小,注水和放水波动就会很剧烈地影响水面上上下下,系统就不稳定。
5. 那么对于电网来说,什么是“水量”?就是整个电网里所有发电厂里转子的转动惯性。可以理解为,很多转子在电网里转动,如果发电端给力,它就转得快一些,如果用电端需求多,它就转得慢一些。这个转动惯性之和,就是水池的大小!
6. 定子转子,这东西叫同步发电机。有个很好的特性,阻尼。发电机的转子质量很大,转起来就有很大的转动惯性,这本身就能减小波动,一点点干扰转速影响不大。更好的是,转子是绕着电线圈的,里面有感应电流,这个可以自动调节,减小波动,起到阻尼作用。就和高楼上面挂个阻尼器减小震荡一样。
7. 这就对应了传统同步发电机的优秀特性:稳定。煤电、天然气发电,都是这种转子发电机。电网规模大,就等于有无数个大转子在稳定转动,出什么波动,转子们和绕着的感应电流都轻松应对,系统稳稳地继续转。
8. 但是,西班牙一周前宣布,100%清洁能源发电了!工作日电力全部由水风光可再生能源发电了。欧洲不少地方兴高采烈地炸掉了传统燃煤电厂。西班牙光伏风电就没有这些同步发电机的旋转惯量了,等于浴缸水池变小,水位波动大,电网频率波动大。
9. 中国奇怪地一边猛上光伏风电,一边继续大建燃煤电厂。现在我们知道,这是在增加系统的转子数量,增强系统转动惯量,增强系统稳定性。光伏风电出力不稳定,规模还特别大,让电网骂娘,什么垃圾电。但是,如果转子数量多到夸张,就还是能把事平下来,不稳定的冲击都在旋转中消化了,我们没有发现电网不稳。外媒发现,离谱了,中国大上光伏风电,但是新建燃煤电厂十年最高,和全球拆电厂的趋势不一样。
对方正在怼入
什么是专业,中国电网就是,其他国家的电网都是渣