交流電無法存儲，那電網裡多餘的電能去哪了？

12-29

既然交流電不能存儲，那麼電網裡多餘的電能跑去哪裡了，以什麼樣的形式「蒸發」掉？會不會違反能量守恆定律？

謝 @Shane 邀。

其實電網中其實是不存在多餘的電能的，電網中發電和負荷是實時平衡的，其中負荷包括用電負荷和線路上的各種損耗。

至於電網是如何實現發電和用電的實時平衡，可以參考知乎上現有的一些關於電力系統調頻的答案：

為什麼電力系統頻率由負荷決定？ - 電氣工程 - 知乎

有功調頻，無功調壓。電網會自動改變電壓和頻率使發電和負荷相等。就像你踩自行車，力氣小了轉速自然慢下來了

電力系統能量流動滿足以下關係?發電功率=負荷功率(用電功率)+電網傳輸損耗。

也就是說，每時每刻，發電機出力都是和用電+損耗相等的。

電能不會無端產生也不會無端消失，用電負荷一擾動(比如某時刻有一百台空調同時開關)，發電機會實時調整發電功率來匹配。

實際上，由於發電功率必須時刻和用電功率相匹配，導致很多發電機組在用電低谷關停，這也是部分風電場存在棄風現象(即有大把風能可以利用卻不拿來發電)的原因之一

現在大規模儲能也是研究熱點，如果以後能夠用上，那麼發電機利用自然資源(風，水，燃料等)能夠以最高的效率，最大的轉化率向電能轉化，負荷用不了這麼多電，多餘的這部分電能就可以由儲能系統消納。(其實此時，這個儲能系統也可以看成一種用電設備，依舊滿足發電=用電+損耗這個規律)

班門弄斧，拋磚引玉，不要臉的來答一下。

目前電網電能沒有一個很好的儲存辦法，通常情況下是供需平衡的，用多少電，發多少電。在發電廠和用戶之間，有許多的配電站將兩者聯繫起來。電網調度實時監控發電量/用戶負載和電網運行方式。根據負載的變化對發電量和電網運行方式進行及時調節，以保證供需平衡。

目前比較成熟的電能儲存方案是抽水儲能，就是晚上用泵將水抽到高處，白天利用水的勢能發電。

修改一下回答，夜晚電價低的原因是說的第一段，意為鼓勵夜晚多用電，平衡白天和夜間的負荷，減少電源側的調節頻率的。大型發電機組低負荷發電效率是較低的，滿負荷運行更經濟。

這也是為什麼夜晚電價相對於白天要低的原因。

抽水儲能是較為普遍的削峰填谷運行方式。

強答一發，先馬住，以後有時間慢慢補充……

電力系統很大的一個特徵就是電能不能大量存儲，所以需要做到電力供給的實時平衡。但這實際上也是非常困難的一個過程，發電側的控制涉及大量火電水電機組，火電機組的啟停成本很高;而用戶側也有著很大的不確定性，比如天氣突然升溫導致的空調負荷上升等。設想一下如果說你在家打開一盞電燈就需要發電廠進行控制是不是……太麻煩了。

所以在系統的有功無功調整中，實際為了滿足有功平衡，是對系統的頻率進行調整。發電機有功功率-頻率曲線是大致單調遞減的，也就是負荷有功功率上升，會導致頻率的下降;負荷有功功率-頻率曲線則與之相反，單調遞增。當負荷上升時，負荷曲線沿著頻率f軸下降，和發電機曲線交點下移，結果就是在新的平衡點頻率下降穩定在一個新的點。當然實際運行中不允許頻率出現較大偏差，所以需要二次調頻也就是無差調頻，這是由AGC完成的。

這裡把一次調頻和二次調頻的圖貼上來，圖上單調減直線為發電機近似有功出力-頻率曲線；單調增為負荷有功吸收-頻率曲線。初始狀態為PG1，PL1，曲線交點A，對應的系統運行頻率f0；當負荷上升會導致負荷曲線上移至PL2，此時系統運行狀態發生改變，通過發電機調速器作用，使得頻率下降至PL2，PG1交點B所對應f0"，系統到達了新的有功平衡狀態，這就是一次調頻。二次調頻對應的是頻率不變化的狀態調整，一般出現較大的負荷變動可能導致頻率越限，調頻器作用使發電機出力曲線上調為PG2，此時運行狀態為C點，系統頻率仍為f0，一般也稱為無差調頻。

所以如果說如果你打開了一盞電燈，而這個時候發電廠又似乎沒有專門為這盞電燈多發電。這些「多餘的電」來自於由於頻率下降（下降的量微小的可以忽略不計）時候其他負荷減少的電量和發電機因此狀態改變增發的量。同理負荷的切除也會導致頻率的上升（依舊在較小的控制範圍內）~

W=UIt,同一盞燈使用同樣的時間，使用的電量有可能是不同的；那麼電費也就不同了；因為電網的電壓是在200-240V波動變化的。發出的電多，在一定範圍內負載消耗的就多，如果發電太多發電廠檢測到頻率，會降低相應發電機機組的頻率，或者讓發電機組離網，將電能抽水蓄能等。

個人的一點兒看法。答「抽水蓄能」之類的朋友們可能沒有明白題主的意思。

可以參考倪以信的書上的同步電機的七階模型。模型里是有機械轉矩T這個量的。

在平衡狀態下，水、蒸汽的機械能輸入=發電量=負荷。然後負荷如果小了，那麼頻率變大，達到新的平衡，這是發電機的調速系統固有特性，就是一次調頻，前面有位答主蹬自行車的例子就很好；而後通過AGC調節，恢復頻率，就是二次調頻。

發電機調速系統中的轉動慣量其實是一個慣性環節。所謂「多餘的電能」可以看成突然甩負荷後的機電暫態問題。

微觀角度看很簡單，供需不平衡會反應到頻率和電壓的變化，進而反應到用電設備設備能量消耗的變化，最後再次平衡。

有一個東西叫做AGC

電能除了直接使用，還可以轉化成機械能、動能等，從而消耗掉，發多少電用多少電。就像花錢，取得錢都馬上花掉，那麼錢包里永遠都是空的O(∩_∩)O~

沒有多餘的電！用多少發多少！

希望題主先搞清楚電網中到底有沒有多餘的電能，再問為什麼，不過如果題主僅僅好奇的話，那上面的答案都有了，電網中沒有多餘的電能，電能是實時平衡的

如 @BigBoss 所說，電力系統功率是實時平衡的。此外，我做一點微小的補充。

其實所謂「交流電不能儲存」是個偽命題，頂多是不能直接給電池充電罷了，但是通過交流電機就能方便地轉化為機械能，比如抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能都在電力系統中有所應用。

電網裡一個時期內發電量和用電量都是互相平衡的，不會多發少用，少用多發的

沒有多餘的，哪哪都有去處