北極星輸配電網訊:電力系統中常說“電力電量平衡”這個詞，不論是在規劃層面還是在運行層面。電量平衡好理解，就是用戶用多少度電，發電廠就要發多少度電。那什么是電力平衡呢?

要理解電力平衡首先要理解用電負荷是怎么回事。用電負荷，或者叫用電功率，是單位時間內的用電量，簡稱負荷。電能是給電燈、冰箱、水泵等用電設備做功用的，所以單位時間內“做功的速率”，就是“功率”。用電負荷就是單位時間內用電多少的速率。

下面是一個典型的城市用電負荷。

凌晨時居民睡覺、工廠停工，負荷最低。七八點鐘開始上班，人們用電增多，負荷開始增長。

到十點十一點時，工廠開工、商場營業，用電量最大，負荷達到早高峰。

中午十二點大家要吃午飯，用電負荷降低。下午兩點又開始上班，用電量又增加了。

晚上大家下班回家，天也黑了，要開燈、做飯、洗衣服、開空調，用電負荷又增加了，到達晚高峰。

十點以后人們要休息，不再用電，負荷下降，直到深夜的負荷最低。

下面我們用金融概念來理解一下用電負荷。設想上面那條曲線是你一天在各個時間段花錢的數額。

半夜時候你在睡覺，不用花錢(其實也要，比如房屋租金、電費、供暖費等等，這都是基礎的必須開銷);

早晨起床后，要買早飯、開車、買菜(周末的時候)，于是上午花錢的量達到一個早高峰;

中午做飯吃飯，還要午休一下，花錢的數額少了些;

下午還要逛街、娛樂，于是下午花錢又多了一點點;

到了晚上，你要吃大餐、KTV、購物、各種high，花錢達到了一天的最高峰;

十點多，一天也玩累了，該睡覺了，終于不用花錢了。

所以你看，用電負荷和花錢數量的曲線是相似的，根源就在于人們活動的時間是相近的。(研究表明一個國家的GDP和能源消耗量確實是正相關的!這個例子還是蠻貼切的~~)

那么電力平衡是什么意思呢?就是每時每刻的用電負荷要由發電廠滿足。夜里負荷低時，發電廠要少發電;晚上負荷高時，發電廠要多發電!

對比“花錢”的例子，就是說你每時每刻花的錢要和口袋里有的錢一樣多!在夜里不花錢時，口袋里錢要少;在晚上狂花錢時，口袋里錢要多!

假設你口袋里的錢都是從銀行借的，我早晨7點到8點要花50塊錢，那銀行就得有50塊錢給你，晚上7點到8點要花150塊錢，那銀行就得有150塊錢給你。

如果晚上要花150塊錢，而銀行沒辦法給你這么多錢時，會怎么樣呢?很簡單——破產!這個可能舉公司的例子更好理解下，我公司就這天該交款了，而我又無法從銀行湊齊，那只能破產。哪怕明天我湊到那么多錢了，抱歉，公司已經破產了，湊到了再多的錢也沒用!

電力系統也是如此，哪怕我下一秒鐘有足夠的發電功率了，但這一秒鐘我的用電負荷無法被滿足，整個電力系統就可能會震蕩，甚至崩潰(類似破產)。要想再恢復電力系統的正常運行狀態，就像公司破產了再東山再起一樣難。所以“電力平衡”換算到金融界的術語就是“頭寸平衡”。電量平衡就是長期的頭寸要平衡，電力平衡就是實時的頭寸要平衡，區別在于時間尺度。

有朋友會類比了，口袋里少錢是不行的，口袋里多錢了不就有頭寸了嗎?可惜電力系統特殊就特殊在這!口袋里多錢是可以的，但是電力系統中是不能多發電功率的。這里涉及到一個存儲的概念，口袋里多錢相當于口袋把錢暫時存起來了，而電力系統是無法大量儲能的，(手機汽車的電池還可以，但適用于電力系統級的儲能還無法商業化應用)用能量與供能量必須實時平衡，如果供能量大大多于用能量了，也只有一個結果——電網崩潰(如果非要類比的話，就是銀行也不能預支太多錢，否則銀行也會因為缺錢而倒閉)。

這么看來，電力系統真是太“脆弱”了，電少了不行、電多了也不行，難怪電力人員要一天24小時盯著用電負荷和發電功率的大屏幕，保證電力平衡。對了，他們的名字就叫“調度員”，調度“電力頭寸”的人。(金融交易員們也是24小時盯著全球市場的變化的，米娜桑，都辛苦了!)

之所以要調度，因為負荷是在實時變化的，要不斷調度發電機組的出力大小來滿足負荷需求，就像要不斷調度各種銀行的錢來滿足用錢需求。2003年8月14日美國加拿大的大停電事故，停了29小時，損失300億美元，原因是一條線路因過載跳閘，調度員沒注意，又導致多條線路過載跳閘，最終大停電。類似于雷曼兄弟缺錢，本來臨時貸點款、剝離下壞賬，應付過去就行了，可奧巴馬就是不管，導致企業財務急劇惡化，最終破產，然后引起連鎖反應，由此進入金融危機乃至經濟危機。(下期還要詳細類比下電網公司和金融中介的關系)

那么銀行喜歡借錢給什么樣的企業呢?就是下面這種，“用錢”量平穩，而且有很好預期的企業。下圖就是某鋼鐵廠的用電負荷曲線，可以看到非常平穩的曲線。化工廠、電解鋁廠這種三班倒的企業，都是24小時不停工生產，用電量穩定、而且非常好預測，電力系統也喜歡這樣的企業，省去了頻繁啟停機或調整機組出力，要是負荷曲線都這樣，調度員們就可以安心睡覺了。

那么銀行不喜歡什么樣的企業呢?就是下面這種，“用錢”量一會多一會少，而且沒規律，不好預期。用錢量一會多一會少會導致銀行的交易操作變頻繁，而沒規律不好預期，會讓銀行信貸員心里沒底，不知道企業啥時候用錢超額導致企業破產，或者啥時候“存留”的錢太多流動性不足，導致銀行破產。電力系統也不喜歡這樣，要頻繁的啟停機組或調解機組來滿足負荷變化，萬一備用容量沒留足，就可能因沒預料到的負荷變化，而導致系統震蕩甚至崩潰。

所以電力系統中才有負荷預測這項工作，跟金融業的風控是同樣的道理，都是希望用電方或用錢方的行為能更平穩，更可預期!

那么問題來了，如何安排機組發電以滿足電力電量平衡呢?

我們發現不論負荷如何變化，總是大于最小負荷，最小負荷以下就叫基荷，基本負荷之意。安排大型的核電機組、火電機組來滿足基荷需求。這些機組容量大，增加或減少發電出力困難，但發電成本低，因而承擔基礎負荷最合適。與金融類比一下，最基礎的頭寸就應該找國有大銀行貸款，貸款成本較低，但同時要調整貸款額也困難，得經過層層審批，時間太長，這跟火電核電的大機組調節困難是同病相憐的。

在基礎負荷以上是腰荷，這塊我們安排調節能力好的機組發電滿足負荷需求，比如天然氣發電、調節靈活的火電、庫容水電等等，負荷降、機組出力跟著降，反之跟著升。這些發電機組雖然發電成本高些，但非常靈活。類似于中小銀行，雖然貸款成本高，但非常靈活，想要錢隨時能有，不用那么長的審批流程。

再往上就是峰荷了，一天中就那么一會時間用電負荷最高，比如晚上八點，這就需要抽水蓄能、天然氣發電、庫容水電等非常靈活的電源調節了!雖然一天之中只用那么一小會，要馬上啟動，又要馬上停止，非常麻煩，成本最高，但不得不用，不用電力系統就“破產”了。這就類似于高利貸了，就周轉下資金，借了一會馬上就還，可惜就是利息太高了。

現在就講這些，希望朋友們對電力系統工作有個更感性的認識。教你用金融概念理解電力負荷(2)中小編會類比下可再生能源發電與用電負荷的關系，電網在調度頭寸中的作用，還會說說儲能在電力系統中的作用及合理的比例，都還用金融概念解釋哦。

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