电力行业的理解

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一 电力

电力是以电能作为动力的能源，发明于 19 世纪 70 年代，电力的发明和应用掀起了第二次工业化高潮。成为人类历史 18 世纪以来，世界发生的三次科技革命之一，从此科技改变了人们的生活。20 世纪出现的大规模电力系统是人类工程科学史上最重要的成就之一，是由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电力生产与消费系统。它将自然界的一次能源通过机械能装置转化成电力，再经输电、变电和配电将电力供应到各用户。

1.1 发输变配用 5 环节

• 发电：即利用发电动力装置将水能、化石燃料(煤炭、石油、天然气等)的热能、核能以及太阳能、风能、地热能、海洋能等转换为电能。

• 输电：电能的传输。通过输电，把相距甚远的（可达数千千米）发电厂和负荷中心联系起来，使电能的开发和利用超越地域的限制。

• 变电：通过变压器进行电能传递的过程成为变电，可以是升压，如电厂由 6.3kV 到 110kV，也可以是降压，如变电到配电，110kV 到 10kV。

• 配电：是在电力系统中直接与用户相连并向用户分配电能的环节，有的是算从变电站10kV 到变压器 380V。然后 380V 到电表算营销，有的是连到电表（除电表本身）外都算配电。

• 用电：按预定目的使用电能的行为。电表以下都算用户的。

  

  那为什么电力有 5 个环节呢，其实最精简的可以只有 2 个环节，发电-用电，发电就地消纳，损耗最小，像小农户发电、楼顶光伏发电，如果只是自用，基本上可以算是只有发、用电二个环节。

但绝大部分情况，电力都有发电、送电（含输变配）、用电三个环节，有以下三个原因：

• 因为集中发电效率高，大发电机组的转换效率高，运维成本低，在每 kWh（千瓦时）上都是更划算的。
• 因为发电用的煤、水等资源在某地富集，其他地方要用电却离资源非常远，就得送电。
• 送电的成本远低于送煤、石油等自然资源的成本，属地将资源转化为电力，再到用能地区，是最经济的方式。 像一些中等规模的工程，自用小水电或煤电，发电+配网+用电，就是三个环节。

长距离送电那就会有发输变配用五个环节，也还是经济的原因。传输电力是有损耗的，其中有功损耗的基本公式为 IR2，电流越大，发热越大，损耗越大，经济性越差，反之，电压越高，电流就越小，损耗就小，经济性好，所以远距离传输都要用高电压输电，发电站出厂后先升压至 110kV~1000kV(根据距离远近)，再长距离输送到城市、农村周边，再降压进入居民地带。

典型的电力传输电压变化过程：

电力经过以上的原理逐级降压，直到小区的配电箱，再分到每个用户的家里，我们就有电可以用了。

1.2 电力企业