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山賊
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加入日期: Jun 2002
文章: 125
引用:
作者bpoff
其實我本來問的重點也不是電費.........只是單純的原理而已.........
不是為了抱怨電費少算多算什麼的.......
以我很粗淺的想像中..........
假設台電端是一個理想變壓器........源頭提供的總能量假設是定值........
那電力吃緊時要提高輸出電流.........理論上就似乎可以略為降低電壓以求提升輸出電流.........
在電力吃緊時假如真的可以這樣做來度過難關的話.........
那就不是利益跟風險的問題而是必須這樣做.......
像昨天號稱備載容量只剩 1.x %........而昨天的電壓差距最高看到有 4V......
4 除以 115 都有 3.4 % 比 1.x % 還大......
只不過雖然是這樣想.........實務上行不行得通我還是不太清楚啦.......
也或許重載輕載電壓不同的現象已經是此原理的自然呈現也說不定?......


這是錯誤的初始假設喔! 你不能以假設發電源頭提供的總能量是定值來看待這個問題, 若是這樣的話, 某發電廠輸出永遠保持 10000 W, 白天用戶負載 1 ohm, 在此負載端電壓就會為 sqr(10000 * 1) = 100 V; 到晚上用電減少, 用戶負載成為 100 ohm, 負載端電壓就會變成 sqr(10000 * 100) = 1000 V..

電力公司發電機的發電原理, 是以機械能轉動轉軸驅動線圈, 線圈切割磁場以發電; 為維持交流頻率穩定, 所以轉速需恆定, 而維持電壓的穩定, 則以調整磁場強度的方式為之, 而磁場強度的控制, 則以調整通過激磁磁線圈的電流大小為之, 其基本原理與非永磁式車用發電機相同..

當負載變重, 功耗增加, 為維持電壓穩定, 發電機的激磁電流就要增加, 使得驅動轉軸的負荷變重, 便需要更多的機械能來驅動轉軸以維持轉速恆定..

電力吃緊要調度電力, 雖然說理論上因為 W = V * I, 可以用減低電壓的方式來減少用電瓦數; 但是電力系統的發電設施不是只有一套, 調整電壓可是牽一髮動全身的事情; 請參看底下電力系統並聯等效線路圖:

                      V
  +-----*-----*----*---*---( (----*---*
  |     |     |    |   |    ) )   |   |
S1 /  S2 /  S3 / S4 /  |   ( (  Sn /  |
  |     |     |    |   |    ) )   |   |
  R1    R2    R3   R4 Load1( (    Rn Load-n
  |     |     |    |   |    ) )   |   |
  G1    G2    G3   G4  |   ( (    Gn  |
  |     |     |    |   |    ) )   |   |
  +-----*-----*----*---*---( (----*---*

圖中 R1 ~ Rn 為系統各處等效傳輸電阻與發電機內阻, S1 ~ Sn 為開關..

因為是交流系統, 所有發電機輸送到電力骨幹結點的相位都必須相同..

假設某一電網系統所有發電機都投入供電, 也就是所有開關都是 on, 倘若發電機 1 的輸出電壓比 V 低, 就會有電流倒灌到發電機 1, 等於發電機 1 不僅沒提供能量, 還消耗電力, 所以為維持發電能量能被送往負載, 所有發電設施的輸出電壓, 都必須比並聯電壓 V 要來得高些才行; 所以當要以降低系統電壓來因應電力調度, 就需把該電網所有的發電設施在極短時間內一起調整才行..

因此電力公司要因應負載變動, 除了發電端的穩壓自動調整, 還會如上圖在電網內切入切出發電設施來實施, 除此之外, 還會以切換電網方式為之, 譬如 A 電網有兩部發電機組, B 電網也是兩部發電機組, 當發現 A 電網電力吃緊, 所有發電設施全力供電也無法維持 A 電網的系統電壓時, 就把 B 電網某發電機組電力轉供往 A 電網以維持 A 電網的系統電壓:

  +--*---*------*------+   +--*---+
  |  |   |      |      |   |  |   |
   /  /   /      /        /   |   |
  |  |   |      |        |    |   |
  |  |   |      |        |    |   |
  G1 G2 LoadA1 LoadA2    G1   G2 LoadB
  |  |   |      |        |    |   |
  |  |   |      |         \   |   |
  |  |   |      |      |   |  |   |
  +--*---*------*------+   +--*---+

     Net-A                   Net-B

倘若所有電網都已滿載無法調度, 或是無切換設施以轉供電力時, 就以切斷部分負載為之, 也就是所謂的區域限電, 譬如切掉 Load A1, 來維持 A 電網系統電壓..

順道提一下, 印象中 N 年前台灣北部電網曾經因某南電北送骨幹高壓線路中斷, 又因不及切斷部分負載, 導致北部電網系統過載, 系統電壓大降好一陣子, 最終導致該電網保護啟動跳脫切離並聯而大規模停電..
舊 2016-06-03, 05:56 AM #13
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