中国大唐日发电量连破纪录，能否满足市场的用电需求？

电力行业的发展前景

行业投资规模平稳波动

电力行业是社会公用事业的重要组成部分之一，也是我国经济发展战略中优先发展的重点领域。2014-2021年，中国电源工程投资规模呈平稳波动的态势。根据中电联数据，2021年中国电源工程投资规模超过4000亿元，虽然投资规模较2020年投资规模出现小幅度缩水，但是行业整体趋势趋于平稳，且2021年投资规模相较于2014年投资规模相差无几。

发电装机容量稳步扩大

2015-2021年，中国发电装机容量逐年上升。2021年中国发电装机容量超过20亿千瓦，同比增长约为8%。从发展趋势来看，中国电力行业发电装机容量日益扩大，增速稳定在5%以上，发电装机容量稳步扩大，整体发展趋势向好。

发电量小幅度下降

2015-2021年中国发电量波动提升。2021年中国发电量超过7万亿千瓦时，相较于2020年发电量小幅度下降。这主要是因为部分地区限电，供给市场受到限制，导致中国发电量有所下降。

行业需求市场较为活跃

2011-2021年中国全社会用电量逐年递增。这主要因为中国商业、工业和居民用电量均有不同程度的增长。2021年，中国全社会用电量超过8万亿千瓦时，同比增长超过10%。综合来看，电力行业需求较为活跃，也从一定程度上说明中国目前整体发展势头较好，用电情况有增无减。

第二产业用电量占比最大

2016-2021年，中国全社会用电量最多的是第二产业，其次是第三产业和城乡居民生活用电量。2021年，第二产业用电量占比一度超过67%;而第三产业用电量约为17%;第一产业的用电量仅为1%左右。

—— 以上数据参考前瞻产业研究院《中国电力行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》

国内核电发展前景如何？

中国核电发展的前景还是非常辽阔的，毕竟我国在核电方面的技术已经非常完善，有足够的能力对核电发展方向进行深度建设。

核能是一种绿色清洁能源，也是各个发达国家所采用的发电能源之一。相比普通的发电方式，核电发射能够减少相应的成本，更能够提高发电的效率。但要想实现核能发电，必须要有足够的技术支持。因此，只有少数几个国家拥有核电站。核电站的建设必须有更多的核原料，在这一点上就已经阻挡了大部分国家。

中国核能发展迎来重要机遇期。

我国也是核能发展大国，我国核学会理事长公开在媒体面前表明，我国核能发展已经迎来了重要机遇时期。在这一时期之内，我国核能发展行业必须把握机会，大力推进核电发电事业的建设。我认为也的确如此，毕竟我国的核电技术已经非常先进了。在核电站建设以及运转方面，积累了足够的经验，能够实现大面积核电发电。

我国核电发展前景较为辽阔。

相比于其他国家，我国对于电力的需求更强。毕竟作为人口大国，每天需要的电力要远远超过其他普通国家。因此在这样的现状之下，我国必须发展核电。核电能够大大提高发电的效率，从根本上解决我国对电力的需求。而在这一方面，我国大量投入大量资金，因此可以表明我国核电发展前景是较为辽阔的。毕竟电力市场需求较高，这也容易促进电力以及核能的发展。

仍然需要提高相关技术。

虽然我国核电技术较为先进，不过相当于欧美的顶级国家。在核电方面，技术仍然存在着很多不足。如果能够克服目前核能发电存在不足的地方，那么能够大大降低浪费资源的数量，同时也可以提高核电的发电量。

电力无法大量储存，中国电网每天发那么多电，剩下的电去哪了呢？

在现代社会中，人们已经无法想象没有电的生活。电能是一种看不见摸不着的奇妙能源，可能有的人会想，从商品角度来看，多发电才能多赚钱，那为什么不把多余的电储存起来，等到发电量不足的时候加以使用呢。这样电厂能多赚钱，还能节约能源。

但有物理常识的人应该知道，电能目前是无法大规模储存的。不管是比较常见的蓄电池组，或者是抽水蓄能型的水电站，它们能储存的电能，相对于整个国家的用电规模来说，是极其渺小的。电能的奇妙之处，就在于用掉多少电能，电力系统就产生多少电能，整个电网系统随时处于一个动态的平衡状态。

去年，整个中国全社会用电量达到72255亿千瓦时，规模这么庞大，国家电网怎么保证发电和用电时刻平衡的呢？根据能量守恒：中国电网每天发那么多电，用不完的电到哪里去了？

电力系统的自我调节，使发电量和用电需求最大程度平衡

在我国，不管是国家电网、南方电网还是地方电网，所采用的发电、输配电、用电，都是以交流电的方式进行的。西电东输项目虽然采用了特高压直流输电技术，但在接入电网之前，应用了逆变转换为交流电，才能使用。

交流电的全国统一标准是50HZ，用电和发电都是这个频率标准，只有统一频率的交流电才能互联互通。为什么要首先解释电网频率的问题呢，因为频率决定了发电机运行时的转速。只要是接入中国电网的发动机，运转的节奏都是保持一样的。

对于整个中国电网系统，如果发电量大于用电量，那么电网的频率和电压就会随之上升。也就是说，当电网上的用电量下降时，发电机多余的能量会导致整个系统上的发动机转速增加。能增加多少，大概能增加10%左右。与此同时，要是接入电网系统的电器没有自动功率保护装置，这些电器就会在高压状态下工作，甚至发生危险。

这样可以看出，发动机产生的多余能量一方面变成了发动机转子的机械能，仍然在电网系统当中，另外一方面输出的电压被带高，使得线路上其它用电电器超负荷工作。用电量和供电量矛盾的情况当然会随时出现，不可能每个用户要关电视机之前都跟国家电网打电话报备一下，所以电网系统自有一套调节机制，最大程度地达到发电量等于用电量，减少能源浪费。

由于电力无法存储的瞬时特性，发电出力要与用电负荷功率保持及时的平衡。所以，供需平衡，是电力系统调控运行的本质和必须完成的目的。具体看的话，在电网系统有专门负责调频的电网调控机组，通过调整调频电源出力来响应系统频率变化。调频还分为一次调频和二次调频。其中，一次调频是机组自发地，不受人为控制的调频。

各发电厂的机组根据自身速度变动率的不同，自动做出幅度不同的发电量增减。调节速度快，精度高，但是调节范围小，而且是有差调节。二次调频是由专门的调频机组在电网系统的控制之下，进行的有目的有计划性的调频。

我国目前已运用自动调频技术，通过装在发电厂和调度中心的自动装置随系统频率的变化自动增减发电机的发电出力，保持系统频率在较小的范围内波动。从这个角度来看，每年举行的地球一小时熄灯活动，其实并不能起到节能效果。反而是在考验调频机组的应对能力。

要知道，发电厂和电网之间的调度是一个复杂的问题。各大电厂的人员纪律、配置设备都不同，在我国实行的是分级管理制度，分为县调、市（地）调、省调、区域电网调度、国网调度5级。正是这些网与网之间的协同管理，才保障了国家的电能平衡。

弥补现有调频电源存在的技术局限性，更多大容量储能技术正在发展之中

由前文已经知道，电网的自动调节系统能够调节发电量与用电量之间的需求矛盾。然而，当发电量远超用电量时，不可避免地会发生能源浪费。怎么办？可以想办法把电能储存起来。

在我国，灵活调节电能的政策并没有跟上国家电网的建设速度。抽水蓄能、燃气发电等灵活调节电源装机占比不到6%，欧美等发达国家如西班牙，灵活电源占比达到了34%，可以说我国电能调节能力先天不足。并且，最近几年，风力发电、太阳能发电占比上升，所以大量火电机组（燃煤机组/燃气机组）承担了调控机组的重任，造成了发电煤耗增高、设备磨损严重等一系列负面影响。现有电力调频资源已难以满足可再生能源入网需求。

目前，抽水蓄能是目前占比最高的储能系统，占到全部储能量的99%。抽水蓄能就是将用户没有使用的过多的电力，利用起来，将水从地势低的水库抽到地势高的水库。

然后在电网负荷高、用电量过大的时候，将高位水库的水放回到低位水库，利用水能推动发电机转动起来发电。依据能量守恒定律来看，就是将多余的电能转化为水能，但并不能做到百分百地转化，准确转化率只有四分之三左右。

在我国，已经建设有广蓄一期、北京十三陵、浙江天荒坪等几座大型抽水蓄能电站。但这些蓄能水电站目前使用率其实不高，主要受到我国电价政策的制约。抽水蓄能水电站，不是想建就能建的，要看地势选址，要高昂的投资，要周期性的规划建设，对能源的损耗又比较高，所以并不实用，也不能满足未来大规模储能的需要。

除了抽水蓄能外，还有压缩空气储能、超级电容器储能、电化学储能、化学类储能等多种方式的大型储能技术。目前研究发展主要还是集中于超级电容和电池（锂电池、液流电池）上，材料领域的突破才是关键。

最近几年，各种新型的电化学储能电池的开发，取得进展，并被电力系统采用。主要有传统的铅酸电池和钠硫电池。钠硫电池的使用时间比较长，对环境的污染比较小、制造成本也比较低。

但是，钠硫电池的使用环境要求特殊，只有在300摄氏度到350摄氏度之间，才可以正常使用。钠、硫这两种化学物质产生反应之后，会产生电能，钠硫电池自身可以把电能储存起来。电池储能系统用于电网机组调频，也是优点多多。具有快速响应、精确跟踪的特点，比传统调频手段更为高效。

如果大规模储能得到普及，那么电网企业在调峰和供电压力得到缓解的同时，可获取更多的高峰负荷收益。也能减少各种电能质量问题造成的损失。从智能家居、电动汽车的发展来看，没有储能技术，也是无法支撑其有突破性进展的。

不用担心电发多了用不完！

对于整个中国电网来说，考虑的是发电的总量和用户需求的电量，如何平衡一致，这样才能减少能源的浪费。所以在电网系统里面，首先不可能有大量的多余的电能产生。

其次，由于实际过程中，用户无序的使用以及发电端新能源发电的波动性特征使得电网无法保证真正的实时平衡，通过调节供需可以使得电网能在较小的范围内波动，从而达到相对平衡的状态。而储存电能，正是调节电能供需的必要手段，也是未来的发展方向。

一般的吃瓜大众，可以放心用电，不用太担心电网里多余的电去哪儿了，有没有浪费的问题，有一大波专业人员在研究、维护整个电网系统。我们能做的是长期养成节约用电的好习惯。

未来中国水电发展前景如何

数字化水电站兴起

未来水电站的发展将逐渐实现数字化、智能化。数字化水电系统可以实现水电与其他可再生能源协作，提供更具灵活性的电能来提升系统的辅助服务能力。不仅可以解决水电站在运作、维养、监管、分析等多流程中存在的隐性问题，并通过优化发电与调度安排，提升发电产能，实现经济效益增长。

将可视化与 GIS、粒子仿真、虚拟现实、边缘计算等技术相结合，数字孪生闽江流域水利工程，实现坝、堤、溢洪道、水闸、渠道、渡漕、筏道、鱼道、水电站、水质、环境、水位、降雨等的实时监测，实现对水力资源的可持续利用。

通过 Hightopo 将水电站厂房、生态鱼道、泄洪闸门等进行数字孪生，在云上打通虚拟和现实。集成业务系统中传感器采集的不同方面数据（例如生物信息、气象信息、水位水头信息、闸门启闭耗时、泄洪闸门开度等），然后通过接口的形式实现数据对接。虚拟模型可用于运行模拟和研究性能，可以将研究结果用于水电站运行效率的提升。

水电项目会影响上游和下游的水生生态系统，应当建造人工繁殖放流（如增殖站）、过鱼设施（工程补偿措施，如鱼道等）、自然保护区或其它补救措施维护生态平衡。通过 Hightopo 构建的可视化鱼道模块，清晰地展示出鱼道外观、结构、过鱼种类、洄游路线，让人了解鱼道的构造和运行原理。

水电项目会影响上游和下游的水生生态系统，应当建造人工繁殖放流（如增殖站）、过鱼设施（工程补偿措施，如鱼道等）、自然保护区或其它补救措施维护生态平衡。通过 Hightopo 构建的可视化鱼道模块，清晰地展示出鱼道外观、结构、过鱼种类、洄游路线，让人了解鱼道的构造和运行原理。

泄洪闸门

水电站水库能发挥滞洪和蓄洪作用。在水库溢洪道设置闸门，通过改变闸门开启度来调节下泄流量的大小。由于有闸门控制，防洪限制水位可以高出溢洪道堰顶，并在泄洪过程中随时调节闸门开启度来控制下泄流量，达到滞洪目的。蓄在水库的一部分洪水可在枯水期有计划地用于兴利需要。

通过智慧水利水电工程案例可直观地查看大坝主体数个泄洪闸门实时的启闭状态，辅以气象信息、水位信息数据显示，帮助集控中心的人员在汛期及时作出决策。

大型水电站都具有装机容量大的特点，影响着区域供电。一旦站内的水库、大坝（含副坝）、发电厂房、引水渠等发生故障，将造成大面积停电，严重影响社会的和谐稳定。水电站的智慧安防系统关联站内监控信号源，显示现场监控画面，对区域闯入、烟火、故障等进行监测，保障站内设施设备的良好运行。3D 场景内图标可点击查看相应监控画面、人员名称、报警时间、报警详情。

将 GIS 创新融入中，为可视化赋予更强大的地理智慧。支持接入多源异构数据，标注各个水电站位置信息，即时还原高精度真实现场。采集江河流域范围内的 DOM（数字正射影像）和 DEM（数字高程模型）数据，以真实的城市河道现状信息和周边景物信息为依据，对河道、河底的三维空间数据进行三维几何建模；然后叠加精细建模的水电站模型，并进行渲染优化；最后采用显示列表、纹理优先级、细节层级模型（LOD）等Hightopo渲染技术，实现三维河流实时逼真的虚拟场景显示，并提供丰富的人机交互手段。

力场粒子效果仿真模拟出江流流动，结合不同流速区间对应的不同粒子颜色，对流场进行渲染，实时展示流速数据。

仿真分析技术的应用范围涵盖社会的诸多方面，结合 Web 可视化引擎为工程仿真、气象预报、生命科学、科研教育、电力系统、交通运输、工业制造等不同领域的发展起到了推动作用，为不同的行业发展注入了新的动力。

水力发电与航运、养殖、灌溉、防洪和旅游组成水资源综合利用体系，让水力资源得到最大利用。未来，水电站的自动化、远动化等也将进一步完善推广；发展远距离、 超高压、 超导材料等输电技术，将有利于加速中国西部丰富的水力资源开发。

电力系统未来会是怎么样的

从行业上讲，目前电力系统被拆分为五大发电集团和两大电网公司，尽管体制改革说了许多年，但是目前的中国电力系统还是一个垄断行业，各地区的供电、配电、变电站运行和线路维护几乎都是由各地电业局和运检 公司包办，在和个体、商家、工厂等客户的接触中，尽管也有改变形象的努力，但本质上还是垄断的嘴脸。在建设方面，火电、水电站的建设由于有水利集团等外界冲击，市场化更明显一点，而变电站、线路等电网建设依然是被各地省电力公司下属施工企业垄断，但要走招投标的程序，所以垄断程度比供电要低许多。