[科普中国]-峰值负荷发电厂

峰值负荷(或峰值)电厂是指在公用电力系统中只在峰值或接近峰值需求期间运行的发电厂，又称峰值负荷电厂、峰值电厂、调峰电厂。由于它们只在一天的较短时间内运行，所以峰值负荷电厂生产的能量与总容量相比是较小部分，但因其容量利用率低且使用昂贵的燃料，使得峰值电厂生产的电力比基本负荷电厂生产的电力贵。1

简介对于一个电力系统来说，总是有相当大的基本负荷量，因此，有一些电厂是按系统基本负荷的要求而设置的，这就是系统的基荷电厂；而那些配置用以在峰值负荷期间分担基荷电厂所不能承担的负荷的电厂，称为峰荷电厂(它们又可以分为腰荷电厂与调峰电厂)。2

基本负荷与峰值负荷对一个电厂来说，负荷要求总是时时发生变化的，因此，一个电厂必须应付用户不断变化的负荷要求。当负荷要求增加，发电机组就要多发功率，而当负荷要求减少时，发电机组就要减负荷运行，甚至停运。不过，对一个电厂来说，一般总有一个一天内基本保持不变的负荷分量，这就是所谓基本负荷分量(基荷)。负荷中除了基本负荷之外，其它的称峰值负荷，如图1所示。

有时候，把基本负荷以上的部分，更进一步划分为腰荷与峰荷。由于负荷具有这样的特性，这就意味着，随着负荷的增减，个别发电机组可能投入运行或停运。很显然，电厂不能按最高峰值负荷的要求来设计，否则在一年大部分时间内，电厂内某些发电机组将不能得到满负荷运行，从而就要降低利用因数，增加发电成本。

高峰负荷的延续时间一般是不长的，考虑到这一点，可以设置某些发电机组，使它们专门用来满足这些峰值负荷短时间的需要。很显然，为满足这些高峰负荷而发出的电能将是非常昂贵的，因为时间它们只有很低的负荷率。 2

峰值负荷的供应方案峰值负荷电厂可包括汽轮机、水轮机、柴油机或燃气轮机驱动的备用发电站。水轮机组和燃气轮机组可在几分钟内升速和带负载，而汽轮发电机从冷态起动和加负载需要几小时，因此，需要保持发电机持续旋转作为负载备用。一种经济的解决办法是采用某种形式的蓄能，在电力系统轻负荷时吸收电能，而在高峰负荷时将这种电能返回电力系统。下面为一些可行蓄能方法的概述。3

抽水蓄能除内陆水库外，考虑利用海洋作为较低的水库，以及利用深的地下洞穴作为水库，同时将泵、水轮机和电机沉放在所需的深度处，在轻负荷时，通过抽水进行蓄能。

压缩空气蓄能如有一个非常大的“压力容器”，例如已废的盐矿可供利用，则可用它储存压缩空气，一台同步电机既与储能用的压缩机连接，又与发电用的燃气轮机连接，从而用于蓄能和发电。

其他方法在火电厂与原子能发电站中，用热水蓄能作为锅炉设备的一部分是一个被确认的既定方法；在通风损耗可减至最小时，大飞轮储存动能也是有效的方法；在蓄电池或超导电感器中储存电能，导致某种形式的由直流到交流的逆变也可产生电能。3

峰值电厂的应用1、电力系统全年负荷曲线的满足

电力系统全年负荷曲线通常是由具有不同经济效率的电厂(汽轮发电机组)来满足的。根据总的负荷曲线，系统里总的负荷应分配到系统所属的各个电厂，以便使电力系统作为一个整体达到最高的经济效率。这个目标可以通过这样的办法来达到：使那些具有较低的燃料和运行费用的电厂在一年中较长时间运行，而使那些燃料和运行费用高的电厂少工作一些时间。4

在一年大部分时间以最大可能的负荷运行的电厂，也就是覆盖了电负荷曲线的底部(即图2中的基本负荷)的电厂叫基本负荷电厂；那些在一年中仅仅部分时间用来满足尖峰负荷的电厂叫尖峰负荷电厂(调峰电厂)。除基本负荷与尖峰负荷电厂外，一个电力系统还可以有一些负担中间负荷的电厂，它们叫做中间(半峰值)负荷电厂。 4

全日电负荷曲线是由基本、尖峰、中问负荷电厂机组来满足的。基本负荷电厂连续不停地以满功率(额定功率)运行，而调蜂电厂只有当需要覆盖负荷曲线顶部时才投入运行。而当总的电力负荷下降时，中间负荷的电厂或者是转换到一个降低了的负荷，或者是作为备用电厂。在星期六、星期天和节假日，许多负担中间负荷的电厂也停产。

现在，核电厂的基建投资平均地说来高于相同容量的热电厂的基建投资。用核电厂来承担中间负荷是不合理的。然而，它可以在电负荷显著下降的某些时间里承担部分负荷，特别是负荷下降时间不长的情况。大多数的核电厂的设备可以很快地提升和降低负荷。4

2、瞬时调整发电量

由于锅炉发电厂不能低成本和高效率储存电能，因此这要求每个公用事业公司都具备瞬时调整发电量以满足电力需求的能力。尽管大型汽轮发电厂运营具有很大的灵活性，但这种发电厂仍可能无法满足突然的峰值需求。启动另一台锅炉所需的时间长达8小时之久。因此，许多公用事业公司都建有燃气轮机峰值电厂，以便在几秒钟内产出额外需要的电力。这种电厂的功效仅为大型电厂的一半，而且只用于峰值发电。5

本词条内容贡献者为:

王强 - 副教授 - 西南大学