SECTION 05 · GRID BALANCE

电网里的平衡

风和光伏"看天吃饭",一会儿多、一会儿少;可我们开灯、充电,要的却是随时都有的电。电网用了哪些"平衡术",才能把忽多忽少的发电,变成稳稳当当的用电?

38.9亿千瓦 · 全国发电装机(2025年底)
47.3%风光装机占比,历史性超过火电
1.36亿千瓦 · 新型储能装机(较"十三五"末增超40倍)
50Hz我国电网的"心跳"频率
01 · 认识它

电,为什么"用多少就得发多少"?

粮食能囤在仓库里,水能存在水库里,可电"不好存"——到目前为止,大规模储存电能仍然又贵又难。

所以电网必须做到一件事:发电和用电,随时相等。发多了、用少了,多出来的能量没地方去;发少了、用多了,电又不够用。这两种情况,都会让电网的"心跳"乱掉。

这个"心跳"就是电网的频率。我国电网的频率是 50 赫兹(Hz),意思是电流每秒来回变化 50 次。它正常时应该稳稳停在 50,一旦偏上或偏下,就说明发和用"对不上"了。

① 发电(进水)→② 电网(管道)→③ 用电(出水)→④ 盯着频率
水池比喻:把电网想成一个大水池——发电是"进水",用电是"出水"。只有进水和出水一样快,水位才稳。这个"水位",就是频率。
电网与特高压输电
发电、输电、用电,是一场分秒不停的"平衡"
水位 = 频率 50 Hz ① 发电 · 进水 ③ 用电 · 出水 进水 > 出水,水位上涨 → 频率偏高 | 进水 < 出水,水位下降 → 频率偏低
图1 · 发电与用电必须随时相等,电网频率才能稳在 50Hz
为什么这么较真?频率偏差大了,电机会转速异常、设备可能损坏,严重时电网会"崩",也就是大面积停电。所以电网最怕的,就是发电和用电"对不上"。
02 · 拆开看

一张"平衡网"上的四个角色:源、网、荷、储

现代电网不只是"发电—用电"两方,而是四个角色协同的大家庭

SOURCE · 源

01发电

火电、水电、核电、风电、光伏、氢能……负责"造"出电。其中火电、水电、核电"听指挥",风光却"看天吃饭"。

火电水电核电风电光伏
GRID · 网

02电网

特高压和密密麻麻的输电线路,把电从发电的地方送到用电的地方。我国能源多在西、北部,用电多在东、南部,于是有了"西电东送、北电南供"。

特高压输电线路变电站
LOAD · 荷

03用电

工厂、商场、家庭、电动汽车……都是用掉电的一头。用电有规律,也有"脾气"——早晚高峰用电特别多,深夜却很少。

工业居民电动汽车
STORAGE · 储

04储能

抽水蓄能、锂电池……像一个巨大的"充电宝":电多的时候先存起来,电少的时候再放出来,帮电网"削峰填谷"。

抽水蓄能锂电池新型储能
03 · 怎么做

三道"平衡术"

面对忽多忽少的发电,电网主要靠这三招把节奏稳住

01

调度 · 提前排好"班"

调度中心就像乐队的指挥,提前预测明天发多少、用多少,安排各电厂什么时候多发、什么时候少发。计划分"日前"和"实时"两级,当天还要随时微调。

给几千个电厂排一张精密的"排班表",还得边算边改
02

储能 · 随存随取的"充电宝"

电多时把能量存起来,电少时再放出来。代表是抽水蓄能:电多时用电把水抽到山上水库,电少时放水下山发电;还有锂电池储能,响应比抽水蓄能更快。

截至2025年底,我国新型储能装机已达 1.36 亿千瓦
03

需求响应 · 让用电"跟着电走"

不再只让发电追着用电跑,也让用电"配合"发电。通过分时电价等办法,鼓励大家在电多、电便宜的时候多用电——比如夜里给电动汽车充电、把空调温度调一调。

电动汽车、虚拟电厂,都是"能听指挥"的用电大户
04 · 一个绕不开的难题

鸭子曲线:光伏越多,这个"勺"就越深

把"用电减去光伏"得到的曲线画出来,它活像一只鸭子的侧影

0时 6时 12时 18时 24时 电量 光伏发力,净负荷被压低(鸭肚子) 傍晚光伏退场+用电高峰(鸭脖子) 净负荷(用电 − 光伏) 总用电 光伏出力
图2 · 白天光伏把净负荷压成"鸭肚子",傍晚又猛抬成"鸭脖子"

白天太阳大,光伏拼命发电,电网真正需要"其他电源"补的那部分(净负荷)被压得很低;傍晚太阳下山了,可大家下班回家、用电猛涨,净负荷又陡然抬升。

于是电网要在短短一两个小时里,多供出好几亿千瓦的电——这就需要"随叫随到"的灵活电源(水电、天然气发电、储能)及时补位。这道"陡坡",正是"新型电力系统"要解决的核心难题之一。

抽水蓄能电站
抽水蓄能:把"多余的电"变成"山上的水"存起来
05 · 想一想

动手动脑,想一想

数据来源:国家能源局《2025年可再生能源并网运行情况》《2025年度中国电力市场发展报告》(2026年发布)。文中数字为公开统计口径,用于帮助理解。