电力工业的技术特征
(一)电力的不可储存性
电力系统包括发电机、电动机以及连接发电机与电动机和各种用电设备的电力线路,此外还包括一系列保证电力网络安全运行的继电保护装置、安全自动装置、自动化调度系统装置以及电力通信系统。从电力工业的行业技术过程来看,电力系统就是一个由实施不同的能相互转化的物理设备所构成的,包括电的生产、输送、配送以及消费等环节。在发电环节,各种不同的一次能源(原煤、原油、天然气、水力)转化为机械能,再由机械能转化为电能;在输送及配送环节,通过电网、变压器等电力设备将电能输送、配送到终端用户;在用电环节,电能被转化为机械能、光能等。在目前现有技术条件下,以上环节几乎是同时完成的,即电能的生产、输送及消费是同时的,“电力消费的零储存”是电力工业明显区别于其他基础设施行业的重要特征。
电力的不可储存性,决定了电力生产在技术设备能满足要求的前提下,一方面电力产量取决于电力消费的需求量,需求决定生产;另一方面,在技术设备及生产容量受到限制的情况下,电力消费又决定于电力的生产和输送,发电、供电能力决定需求。电力工业的这种技术特征,决定了电力系统的各个环节以及整个系统必须保持电力供需的实时平衡性,任何一个环节的失序都可能导致电力系统大面积的不稳定甚至崩溃。
(二)电力的不可替代性
电能如今已经进入社会经济生活的各个领域,成为一个社会健康发展必不可少的能源基础。一方面,电能是一种生产资料,为其他行业与企业提供动力基础;另一方面,电能又是生活资料,电力工业要为全体居民提供及时、足够和优质电力以满足普通居民日常生活的需要。从目前技术条件来看,电力是一种生活必需品,电力作为一种商品具有不可替代性,在经济学上就表现为电能的价格需求弹性与价格供给弹性偏低。电力的这种技术特征,使得政府对电力价格的监管成为必要。同时,考虑到国内社会经济发展的不平衡,为了促进社会和谐,政府有责任解决贫困地区以及边远地区人民的用电问题,这是一个务实政府必须履行的职责。因此,政府有必要通过监管,引导并强制电力企业向广大居民提供无差别、无歧视性的、普遍的供电服务。
(三)电力的网络性
人类早期的电力生产和消费具有明显的地域性,受电力输送技术的限制,电力生产与消费的地域基本靠近。随着远距离输电以及配电技术的发展,电力被广泛使用,与此同时,电力的生产和消费也越来越成为一个彼此相互联系的网络。在企业自备电厂供电模式下,电力的生产和消费地域靠近。此外,更多的电力生产、输送以及消费的地域越来越分散,这些分散的地域就是通过各种物理网络连接在一起的。电力的网络性要求电力网络的建设必须统一规划,使发电、输电、供电与用电保持协调发展,促进资源配置优化,避免电网的低负荷运行。同时,从电力建设的技术经济角度考虑,电力输送网络线路不可能无限延长,这在客观上决定了电力在输送过程中有可能造成网络阻塞,因此必须加强输电网阻塞管理。
(四)电力系统的稳定性
电力系统的稳定是指电力系统在受到扰动(例如突然短路或未预料到的失去系统元件)之后,凭借电力系统自身固有的能力和控制设备的作用,回复到扰动前的稳定运行方式,或者达到新的稳定运行方式。稳定的电力系统是保证电力系统正常运行的前提条件,只有在电力系统稳定的情况下电力网络才能不间断、可靠、优质供电。电力系统中各同步发电机在同步运行的状态下,其输出的功率为稳定值,这时,系统中各节点的电气量(电压、各支路的电流等)都是稳定值,这就是电力系统的稳定运行状态,在稳定运行状态下,同步发电机的机械功率(输入功率)与电功率(输出功率)是平衡的[46]。但一旦电力系统受到扰动,或者电压的稳定性以及频率的稳定受到破坏时,就难以保证电力系统的正常运行。向电力用户提供持续、优质电力,客观上需要整个电力系统保持稳定性,不稳定的电力系统将会造成对电力用户的巨大影响。