电力人必学的知识

电力是一种二次能源，它必须从其他能源转化而来，如煤炭、天然气、石油、核能、地热等，这些被转化的能源称为一次能源。相比其他一次能源，电力也较为清洁和方便。电力产品主要有以下两个特点。

(1)不可储存性。 不可储存性是电力产品最基本的特征。在现有蓄电技术水平下，电力无法进行大规模的储存，这就决定了我们无法通过商品库存的方式来缓解电力供给和需求之间的不平衡。另外，电力在电网中以光速传播，电力的生产和消费是在瞬间同时完成的，发电与用电必须每时每刻保持平衡，否则将导致电力频率的变化，破坏电力系统的稳定性。

(2)同质性。 电力根据其能源转化的来源可分为火电、水电、核电、风电等种类，此外还有生物能发电、太阳能发电、地热发电、潮汐发电等多种发电形式。但不管采用哪种一次能源进行发电，也不管发电机组的质量好坏和类型差别，电力产品几乎是没有差别的，它是我们所能想象得到的最具同质性的商品，因为在一个国家或地区内，电力频率一般被严格控制在一定的范围内。不同发电形式的差别主要体现在发电的成本上，对电力消费者来说就是电力价格的差别，而非电力产品品质上的差别。

然而，电力需求在不同的时间段和不同季节会存在很大的变化。例如，一天中夜间的用电量较小，早上用电负荷开始上升，一般在下午达到用电高峰；而一年中，对于热带地区，夏季是用电高峰季节，对于寒带地区，冬季是用电高峰季节。这种用电的高峰需求和低谷需求之间的差别可能达到整个电网容量的一半。电力需求的多变性和电力的不可储存性要求电力系统必须拥有一定程度的发电容量冗余度。

电力是以电能作为动力的能源，电力系统是发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电力生产与消费系统。

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：

1、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。

2、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。

3、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。