去年入冬以來，南方多省貌似出現了“電荒”。湖南、浙江等地，陸續發布了“有序用電”通知。有的地方對企業(ye) 進行分類限電措施，有的地方對空調溫度、時段負荷提出了非常嚴(yan) 格的要求。看起來，“拉閘限電”這個(ge) 貌似消失多年的詞匯，又重新出現了。在人們(men) 的記憶中，上次因為(wei) “停電”上熱搜還要追溯到2008年南方冰雪災害的時候。

有人不禁會(hui) 問，隨著經濟的發展和電力設施的完善，已經快十年沒有經曆過夏天突然停電這種事了，可為(wei) 什麽(me) 在2020年，而且還是冬天，又會(hui) 出現“拉閘限電”的現象呢？如果不限電，會(hui) 產(chan) 生哪些後果？這一切，都要從(cong) 電這一事物的特殊性說起。

電，一種特殊的“商品”

首先要明白，開始的開始，都是因為(wei) 電這種商品的特殊性決(jue) 定的。人們(men) 會(hui) 在食物豐(feng) 收的時候，建立倉(cang) 庫，將多餘(yu) 的食物儲(chu) 存到冬春備用。然而，大規模存儲(chu) 電能，至今還沒有成熟穩定的技術解決(jue) 方案。如果發電量大於(yu) 社會(hui) 的需求而不能及時儲(chu) 存，發不出的電能就會(hui) 轉化為(wei) 發電機中轉子的動能，發電機就轉得更快了。這樣不僅(jin) 容易導致發電機發生事故，還容易使得電網中交流電頻率變高，直接導致用電企業(ye) 生產(chan) 線上的機器設備出現異常。因此，這就決(jue) 定了電能幾乎需要即發即用。這種背景下，一個(ge) 問題就出現了。

這個(ge) 問題就是，能源企業(ye) 發電量的調整，總是要滯後於(yu) 用電量的變化。例如，人們(men) 心血來潮開燈關(guan) 燈，打開電熱水壺燒水等，都是充滿隨機性的動作。而人們(men) 在用電的時候，也是不可能通知電廠的。因此，如何準確預測未來一段時間的用電量，並以此來決(jue) 定發電量，就是有關(guan) 部門的重點問題。

實際上，雖然社會(hui) 上人們(men) 生產(chan) 和生活所用的電量經常出現波動，還是有一部分規律在裏麵。例如，一年之中，夏天開空調，冬天要取暖，工廠過年放假，年底要趕產(chan) 量等，都是可以提前預知的。如果沒有重大突發情況，在年初，就可以通過往年數據、未來經濟計劃等因素，較為(wei) 準確地預測一年中用電量總體(ti) 的變化趨勢。

某日某地典型的電網日負荷曲線|參考文獻[1]

在微觀領域，即使在一天之內(nei) ，個(ge) 人用電量的變化也很大。比如上班要開燈照明、打開電腦設備處理工作、開空調，下班以後回家要燒水做飯洗澡等。總體(ti) 說來，一天的用電在夜裏處於(yu) 較低水平，從(cong) 上班時間開始升高，之後保持高水平，中午由於(yu) 部分人午休或許會(hui) 有稍許回落，一直到晚上十點以後才會(hui) 逐漸降低。這樣，一天之內(nei) 用電的趨勢，也能大體(ti) 被預測出來。至於(yu) 有些臨(lin) 時起意的用電需求，被叫做隨機負荷，它們(men) 雖然無法提前預測，但這些需求跟總體(ti) 趨勢相比，就顯得較小。因此，隻要做好負荷預測，提前規劃發電量，就能將發電量和用電量的差別控製在較低水平。

停電了，是發不出，還是送不過來？

讓我們(men) 想象一下，當市場需求已經預測出來，那麽(me) 接下來要做的就是安排工廠生產(chan) 了。用哪個(ge) 工廠生產(chan) 、各廠產(chan) 能怎麽(me) 分配，需要用科學方法統籌規劃。同樣的道理，在某些時刻，用哪些發電機組發電、各機組發電量的多少，都是需要計算而定的。俗話說有備無患，參與(yu) 發電的機組，並不都是滿負荷發電的。有些機組甚至不往外發電，等著用電高峰期再啟動發電，這些機組就作為(wei) 備份使用。

如果市場上對貨物需求量大，工廠就需要提高產(chan) 量。同樣，在預測到接下來耗電量會(hui) 增加的時候，電網就會(hui) 給電廠指示，要求電廠提高發電量。再進一步，可能還會(hui) 啟用備用發電機組，甚至啟用某些削峰填穀的裝置，如抽水蓄能電站。這樣，可以保證發電量在一個(ge) 區間內(nei) 靈活調整變化。

產(chan) 品已經生產(chan) ，就需要考慮用“快遞”送到客戶手中。經常在路上看到的輸電塔、電線杆子起到的就是將電傳(chuan) 送到用戶手中的作用，它就像是連接城市之間的高速公路。如同高速公路車過多就會(hui) 堵車一樣，如果一條線路需要送的電量過多，不及時切斷一些負荷的話，就可能導致整條線路停擺。此外，由於(yu) 結構複雜、地域跨度大，電力係統本身是一個(ge) 非常脆弱的結構。電能在傳(chuan) 輸中，會(hui) 遭遇各種意外，從(cong) 自然災害到交通事故、設備老化等等，都可能導致某地區遭遇斷電。

綜上，在發電、輸電這兩(liang) 個(ge) 環節，任意一個(ge) 環節出現問題，都會(hui) 影響用戶的用電情況：要麽(me) 就是發出的電跟不上用電情況，要麽(me) 就是發出的電送不到用戶手中。如果短時間內(nei) ，電力係統不能解決(jue) 遇到的情況，停電就不可避免。那麽(me) ，該給誰停電，就是接下來要麵對的問題。

憑什麽(me) 不給人家斷電？

對不起，人家真的不能斷

事情有輕重緩急之分，不同用戶對於(yu) 電的需求程度，也是分等級的。普通人家裏斷電一兩(liang) 個(ge) 小時，頂多造成一些生活上的不便，但如果工廠正在生產(chan) ，醫院正在手術，突然停電了，就可能造成生命危險。雖然這些地方有備用電源，但僅(jin) 僅(jin) 是應急之用。因此，依據對用戶的影響大小，國標將電的用戶分為(wei) 三類：

第一類，是對供電可靠性要求極高的客戶，一旦中斷供電將造成人員傷(shang) 亡、重大政治經濟損失等，例如醫院的ICU等。第二類是對供電可靠性要求較高的客戶，一旦停電會(hui) 有重大經濟損失，影響某些單位正常工作，例如醫院門診、大部分工廠等。剩下的用戶都是三級負荷，例如大部分的居民用電。這三級負荷的重要性由高到低依次排列，一般情況下也是確保供電的優(you) 先級順序。

突如其來的停電讓人隻能摸黑工作

因此，當有受災、高溫、極寒天氣等原因負荷突然增大或者發電量突然減小，抑或是因為(wei) 雨雪天氣影響了輸電線路，為(wei) 了避免出現事故，經常需要“壯士斷腕”，主動卸去一些負荷，保證那些維係著生產(chan) 和健康安全的用戶優(you) 先供電。世紀初的中國，每到夏季，由於(yu) 空調的使用量激增，都需要大規模拉閘限電。這種拉閘通常是有規劃的，有預案的，盡量做到把對市民造成的不方便降到最低。今冬以前，在有些地方，甚至優(you) 先保證居民用電、有計劃給部分工廠停電的現象也時有發生，也是根據這個(ge) 原則。

偶爾小停電不可怕，硬拖著會(hui) 出大問題

這時候有人要問了，遇到特殊時刻，如果電網硬拖著負荷，不甩掉，能不能“抖擻精神”，熬過這特殊時期呢？很可惜，這種事不是咬咬牙就能挺過去的。如果不立即做出措施，輕則損壞設備和線路，重則會(hui) 引起大停電。

2003年8月14日，美國東(dong) 部時間下午4時左右，紐約的居民正在家裏吃著火鍋唱著歌，突然電就停了。他們(men) 本以為(wei) 是一次普通的電力檢修，可誰也沒想到這是北美曆史上最大的一次停電事故。這次停電事故席卷了發達的美國東(dong) 北部和加拿大東(dong) 南部地區，包括紐約、多倫(lun) 多等大城市。這兩(liang) 個(ge) 城市的電力直到兩(liang) 天後才完全恢複，部分地區的停電甚至持續了一周。這次事故造成近100人死亡，經濟損失不可估量。而其直接原因之一，就是一條線路因為(wei) 不堪重負而跳閘引起的連鎖反應。如果及時人為(wei) 幹預切除一些負荷，這個(ge) 災難很有可能就不會(hui) 發生。

世界各國都發生過不少次停電事故，多數是由於(yu) 負荷過大造成的，包括由於(yu) 極端天氣導致負荷增大、電站突然停機導致發電量不夠、線路遭到損壞導致無法運送負荷等。究其原因，還是在發電或輸電環節遇到了問題。例如，1999年7月21日的北京，華北電網石景山熱電廠因檢修人員誤操作造成全廠停電事故，造成出力減少了800兆瓦。此次事故甚至對首都黨(dang) 政機關(guan) 、新聞單位的用電都產(chan) 生了影響。人們(men) 印象深刻的2008年雪災，也造成南方多省份發生停電事故，這些事故多數則是輸電環節出現了問題。有些地方輸電線路覆冰厚度竟然有手掌那麽(me) 寬，造成了線路倒塌或者短路，使得某些輸電線路癱瘓，造成了停電。

中國會(hui) 長期缺電嗎？不用擔心

去年年底南方地區出現“限電”後，引發了公眾(zhong) 的一些猜測，包括澳大利亞(ya) 煤炭進口出現變數，從(cong) 而導致發電企業(ye) 燃料不足等等。不過根據官方消息，去年年底的電力緊缺來自於(yu) 工廠的旺盛生產(chan) 、南方異常寒冷導致的用電量增大、設備故障增加電力供應困難等原因。

因為(wei) 新冠疫情後經濟複蘇，工廠的異常火爆是電力緊張的主因。中國海關(guan) 總署發布的數據顯示，2020年11月中國出口額同比增長14.9%。出口的強勢複蘇，代表著工業(ye) 生產(chan) 的快速恢複，這使得用電需求大幅度增長。與(yu) 此同時，統計網站CEIC顯示，中國2020年11月的發電量比去年同一時間增長了約9%。

中國近一年的月度發電量，單位吉瓦時（一百萬(wan) 度）|CEIC

低溫也是原因之一。南方地區旺盛的供暖需求，如利用電力驅動的空調、小太陽等取暖設備，對用電量增長起到了推波助瀾的作用。最後，一些主力電廠的故障檢修、輸電線路重載需要卸去負荷、水電等由於(yu) 時節供應量不足也是用電緊張的小部分原因。

中國南方大部分地區最近正在經曆寒冷天氣|中國天氣網

事實上，這種緊張不會(hui) 一直持續。首先，中國供發電的能源是足夠的。根據國家統計局，2019年，全國原煤產(chan) 量約為(wei) 38.5億(yi) 噸，煤炭消耗量約為(wei) 36.2億(yi) 噸，其中電力行業(ye) 消耗掉22.9億(yi) 噸左右。2020年1-11月，中國原煤產(chan) 量34.8億(yi) 噸，煤炭進口量2.6億(yi) 噸；其中，從(cong) 澳大利亞(ya) 進口煤炭7000餘(yu) 萬(wan) 噸，占中國用煤總量的約1.9%。由此可見，不用說中斷從(cong) 澳大利亞(ya) 進口煤炭，即使隻使用國內(nei) 產(chan) 出的煤炭，也足以供給發電和其他工業(ye) 行業(ye) 使用，擔憂因為(wei) 停止進口澳大利亞(ya) 煤炭而會(hui) 引起國內(nei) 電力緊張，是杞人憂天。因此可以說，中國產(chan) 生電能的“原料”是足夠的。

其次，“原料”足夠，工廠數量也是足夠的。2019年中國電網總裝機容量約為(wei) 20億(yi) 千瓦，意味著最高發電量可達到約17.5萬(wan) 億(yi) 度，遠高於(yu) 2019年實際發電量7.33萬(wan) 億(yi) 度。當然，這是在“用盡全力”的情況下。實際上，因為(wei) 檢修、備份、環保、經濟考慮等原因，它們(men) 的發電能力通常是“保持克製”，距離上限還有距離。

根據官方消息，湖南省電力緊張的原因，是部分機組由於(yu) 檢修等原因沒能及時頂上。其實，湖南省用電缺口約為(wei) 300-400萬(wan) 千瓦，這對比總裝機容量是很小的，隻需要給與(yu) 一點時間，恢複供電就不會(hui) 有問題。浙江省的情況則不同，有序用電的指示，是出於(yu) 環保的原因，而非電力供應本身不夠。

綜上所述，這次電力緊張情況是暫時的，且已經緩解。在天氣突然寒冷、工廠生產(chan) 異常火爆、備份機組投入需要時間的共同作用下，電力係統“大意了”，沒反應過來，導致一些用戶的使用受到了限製。國家發展改革委經濟運行調節局主要負責人12月28日指出，經協調有關(guan) 方麵多舉(ju) 措及時應對，目前湖南限電基本恢複，江西12月19日起未再限電，浙江對個(ge) 別地方做法也進行了糾正，全國電力供需形勢趨於(yu) 平穩。因此有理由相信，在更科學的電力規劃、更合理的調控政策下，這次限電給人們(men) 帶來的記憶會(hui) 漸行漸遠。

參考文獻

[1]薑建, 樓健, 吳舜裕,等. 基於(yu) 負荷重組的城市配電網供電能力提升研究[J]. 浙江電力, 2020, 039(001):9-15.

[2]https://www.ceicdata.com/zh-hans/indicator/china/electricity-production

[3]國家統計局https://www.stats.gov.cn/

[4]中國天氣網https://www.weather.com.cn/

作者：小圓


關(guan) 注【深圳科普】微信公眾(zhong) 號，在對話框：
回複【最新活動】，了解近期科普活動
回複【科普行】，了解最新深圳科普行活動
回複【研學營】，了解最新科普研學營
回複【科普課堂】，了解最新科普課堂
回複【科普書(shu) 籍】，了解最新科普書(shu) 籍
回複【團體(ti) 定製】，了解最新團體(ti) 定製活動
回複【科普基地】，了解深圳科普基地詳情
回複【觀鳥星空体育官网入口网站】，學習(xi) 觀鳥相關(guan) 科普星空体育官网入口网站
回複【博物學院】，了解更多博物學院活動詳情