电不是凭空被“创造”的,而是把自然界的能源(如煤炭、天然气、核能、水能、风能、太阳能等)先转化为机械能,再通过电磁感应在发电机里把机械能变为电能;在终端,电池等装置则把化学能、光能等直接转为电能。总而言之,电是能量转换与传输得来的,而非凭空出现的新物质。中国已构建起覆盖发电—输电—变电—配电—用电的完整电力系统,把一次能源高效送达千家万户与工厂车间。
电的主要“来源”
火力发电:以煤炭、天然气等为燃料,由锅炉产生高温高压蒸汽驱动汽轮机,带动发电机发电,技术成熟、出力稳定。
水力发电:利用水位落差驱动水轮机发电,启停灵活、调峰能力强,适合承担基荷与调峰。
风力发电:风机将风的动能转化为机械能再发电,装机增长快、运行成本较低。
太阳能发电:光伏直接将光能转为电能,布置灵活,适合分布式与大规模电站并举。
核能发电:核反应释放热能,经热工系统驱动汽轮机发电,单机容量大、碳排放低。
其他:如生物质、地热、海洋能等因地制宜发展,丰富能源结构。上述方式共同构成电力系统的多元“电源”。
从电厂到你家的旅程
发电:各类电源把一次能源转为电能。
升压与输电:为降低损耗,发电厂侧先升压(常见110 kV及以上,远距离采用特高压 ≥800 kV),通过高压线路把电力送往负荷中心。
变电:在变电站把电压逐级降压,适配不同电压等级的用户与配电网。
配电:通过配电变压器与配电网络把电能分配到工厂、楼宇与居民家中。
用电与计量:终端用电设备消耗电能,电表计量千瓦时(kWh,俗称“度”),换算关系为1 kWh = 3.6×10^6 J。这套“发—输—变—配—用”的链路是现代社会稳定用电的基础设施与标准流程。
为什么不是“想要就有”
电力生产与消费是瞬时平衡的:同一时刻生产的电力必须等于取用的电力,电能难以大量储存,因此发、供、用必须秒级协同。同时,电网实行统一调度与统一质量标准,保障频率、电压与供电可靠性。正是这种“实时平衡+统一调度”的特性,决定了电力系统既要充足可靠,又要精细调控。
新型电力系统与未来趋势
在“双碳”目标驱动下,我国电力系统正加速向清洁、高效、智能演进:到2024年6月底,全国发电装机达30.7亿千瓦,其中新能源装机16.53亿千瓦,占比53.8%,首次超过煤电。未来的方向是以多源互补、源网协同、供需互动、灵活智能为特征的新型电力系统:一方面通过风光大基地、分布式电源与储能提升绿电占比,另一方面依托需求响应、虚拟电厂、全国统一电力市场等机制,把源、网、荷、储深度协同起来,在保障安全的前提下实现更高比例的可再生能源并网与高效利用