辽宁售电节能 l 怎么用通俗的语言解释特高压?

怎么用通俗的语言解释特高压?

用最简单的物理理论讲特高压的必要性。

输电要用电缆,电缆有电阻,所以输电有损耗。

中学物理电学部分的基础公式之一,焦耳定律公式,Q=I2Rt,此处2为平方。

耗电量=电流的平方x电阻x通电时间。

这个公式适用于纯电阻电路,比如输电网中那长长的电缆。

此时引入第二个中学物理电学基础公式,P=UI。

输送电能P,等于输电电路中电压U和电流I的乘积。

综合这两个最基础简单的电学公式,你就会发现,在输电网中,当想输送定量的电能从A点到B点时,电网中的电流越小,则整个输电网的输电损耗越小。

而且由于焦耳定律公式中“电流平方”的存在,这个通过减小电流从而减小损耗的比例,是指数级的。

这也就很好理解,为什么远程输电需要电压高,越高越好。

因为电压越高,就意味着输送同样电能时需要的电流越小,输电过程中的线路损耗就更小。

所以从高压-超高压-特高压,电力工作者们在研究低损耗输电技术上,有了非常明确的目标。

提升输电电压

至于远程输电用直流电还是交流电,哪种电方便变压,哪种电网造价低,哪种输电方式更合适,那就是另外的问题了。

最终的结果是,我国选择了特高压直流远程输电,这是综合考虑技术水平、建造成本、实际效果等多方面因素的最优解。


从经济、发展、环保、对外交流等方面理解特高压。

特高压对我们最大的价值,意味着用电中枢和发电中枢,不必再因为顾虑到传统输电模式时的高损耗,而被迫在地理上互相靠近。

我国的地理和经济分布大家应该有数。

东部沿海地区人口密集,用电量大。

中西部和西北部地区产煤等能源,水力资源、风能、太阳能等资源较丰富,地广人稀,比较适合做发电和能源中枢。

但我国的能源中枢和用电中枢之间,短则大几百,长则数千公里的距离。

在传统输电模式下,这个距离足以造成不可忽视的巨大损耗,导致远程输电不经济,甚至不可用。

所以在以前,东部沿海地区建设了很多火电设施,通过几条重载运煤专线铁路,把煤炭从中西部地区运出来,再通过陆路或海运分配到沿海各地,供当地的发电设施消耗。

而虽然我国水电资源较丰富,但有能力建设大型水电设施的位置,也基本上远离东部沿海地区,所以要么忍着高损耗把水电送过来,要么就只能供水电站周边较近地区使用。

至于新能源,不管是风力还是太阳能发电,对环境和土地的要求都很高。

风电需要风大而稳定,光伏需要极大的占地面积(对土地性质倒是无大所谓,荒地盐碱地甚至沙漠都相对可用)。

这些在东部沿海地区都很难做到。

所以,我国虽然在风电、光伏、水电等相对环保的发电方式上都有相当投入,也兴建了相当规模,但苦于发电地区和用电地区的地理距离遥远,所以之前发生了很多弃水、弃风、弃光等尴尬情况,因为电发了也送不出去,本地又没有足够的消耗,只能放弃。

特高压技术的发展,则终于为我们提供了一种手段,将远在中西部和西北地区的电,送到急需电能的东部沿海地区去。

从此,东部沿海地区将空余出更多土地资源(火电厂、运煤专线、储煤基地等),并极大的减少火电污染。

中西部和西北地区的光伏、风电资源,从此可以卖个好价钱,有助当地的经济发展。

一些建在经济欠发达地区的半闲置水电设施,也可以顺利并入全国电网发电,当初的投入终于有了更多的价值。

更进一步的考虑。

可控核聚变技术成熟后,可能全国范围内就只需要有限的几个到十几个聚变能电站就足够了,剩下的光伏和风力作为补充,水电设施在作为后备发电设施的同时,更专注于水利作用,火电和裂变能全面淘汰。


800kV电压等级及以上的都称为特高压。按理说,这就算答完了,但这个回答不算通俗,因为普通人对800kV这个数字是完全没概念的,正如体检报告中的数字一样。

举个例子:

假设你为了喝牛奶,从内蒙古拉了一根管子到北京。内蒙古那边倒一杯鲜奶,你在北京作死的吸——最终可能一滴都喝不到。原因很简单,传输过程中挥发了,损耗了。

输电线路也有类似的效应,别管是发热还是电晕,总之就是会损耗那么一部分电量。如何减少这个损耗呢,就是修建特高压线路。

由于损耗与电压平方成反比,修了特高压线路之后,同等距离下,如果500kV是5%的话,800kV就是2%(不能用于实际工程,仅供理解)。少喝3%的奶茶,你可能觉得无所谓,但是,无所谓的前提是你只喝一杯,如果要喝亿杯,这样光损耗的奶茶就有300万杯。考虑到特高压线路传输的电量都是百亿级别,节省的电量还是相当可观的。

当然,上面这个例子有个bug:你为什么不喝北京的鲜奶?非要拉根管子喝内蒙古的?

上两个图给大家看一下:

这是太阳能资源分布图。

这是全国风力资源分布图。

由资源分布能看出:资源条件好的地区,基本都在西藏、内蒙古等经济欠发达地区,北京这些区域基本是没有资源的,换言之就是北京没有奶牛。所以你只能在下面的选项中二选一:

(1)建特高压线路。

(2)你搬到内蒙古去。

显然,搬家是不可能搬家的,这辈子都不会搬家的,北京户口又舍不得,只能远距离喝奶这样子才能维持得了生活。这就是特高压线路建设的现实必要性。

还有一个更深层次的必要性:如果(1)也不做,(2)也不做,内蒙古养奶牛的人就挣不到钱,生活永远好不了。

最后升华主题:

  1. 特高压是保证长距离输电经济性的必要手段。

  2. 如果不建设特高压,中国的新能源开发将难以为继,优质清洁能源将因为送出通道受阻而无法被利用,落后区域的人民因资源无法转化为经济,无法共享发展成果。因此特高压建设既是开发清洁能源的必要手段;也是扶贫促发展,缩减中国发展不平衡,解决现阶段社会主要矛盾的必要手段。


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