前几天笔者所在单位公司的一个机房停电了，因为停电比较久，UPS无法支撑那么长时间，所以只能先关机，指导完工程师关机程序后他突然冒出一句：“这UPS能把电存起来用，这电网中的电没人用的时候到哪去了？也能存起来吗？”
当然各位肯定要笑话物理是体育老师教的了，但各位扪心自问，一下子能想明白不？
根据能量守恒，电网中没有多余的电
这电网中既然没有多余的电，我们又是怎么用的电呢？事实上理解起来似乎有那么点困难，但其实非常简单，发电机的原理是导线在磁场中切割磁力线产生感应电动势，这个感应电动势的方向可以用右手定则来判断方向，但请注意，此时只有感应电动势，却没有感应电流！
因为导线两端并不是闭合回路，所以此时导线尽管在切割磁力线运动，但却没有任何电能发出来，这台“发电机”也就不存在发出“多余”的电能，但当导线的两端接上用电器后，感应电动势才能通过闭合回路形成电流，此时发电机做工了，而且是用多少做多少！
当负载功率超过发电机功率后，输出电压下降，发电机过载发热容易烧毁发电机，但此时发电机仍然没有亏欠负载，仍然是发多少电用多少电！
所以在发电机-用电器组成的“电网”中，不存在多余的电，也不存在不用电的时候电去哪里的问题。
既然没有多余电能，发电机检修或者电站检修怎么办？
那么问题来了，既然发电机用多少电发多少电，那么发电机故障的时候怎么办，不是没电用了吗？所以此时电网的作用就体现出来了，一般的发电站都有备用机组，当发电机检修或者电网过载时就会启动这些机组，然后加入供电行列！
发电站检修
当然电网功能远不至此，当一个区域供电不足时，比如用电高峰期，或者整个发电站因为故障下线时就会调配周边电网的电来补充，不会因为某台发电机的故障或者某个电站的故障造成区域性停电事故！当然也可能因为用电缺口实在太大，周围没有任何电网能补充，那么可能会过载跳闸就会造成大停电。
电网简易图示
发电机是怎么把电输送到户的？
一般我们停电的时候会用汽油发电机，那种手一拉就能启动了，输出的就是我们用的220V电压，但很明显发电站可不会用这种发电机，比如水力发电就是用水轮机带动的，火电和核电就是蒸汽轮机带动的，风力发电是风车带动的，太阳能发电用的是光电效应！
这些发电机输出的少说也有几千伏比如6.3KV，高的有数万伏，这种类型的电压显然是不能直接使用的，需要变压并网，大型发电机发出的，除非特殊用途都是标准50HZ三相交流电，它可以通过变压器改变初级次级匝数来改变电压，但发电机并网的却不是降压，而是升压！
因为发电站到用户这边少则几十公里，多则上千公里，因此不提升下电压，路上的损耗太大，毕竟线损的是电流的平方乘以电阻，那么提高电压即可降低电流，线损也就降低了！
到达目的地后还要变电站降压，然后配电到各小区再降压成380V三相电压，其实就是单相220V，因为相线间的电压就是380V！当然变电站也会根据区域分成多级变电。
特高压输电
我国的水力资源是西边丰富而东边匮乏，这和我国的地势西高东低是有关系的，因此在西部水力资源丰富的区域输送到东部发达地区，那么数千公里的距离，必须要提高到很高的电压才可以，因此我们发展出了特高压输电！
一般1000千伏（直流正负800千伏及以上）其实特高压输电并非中国首创，俄罗斯和美国早就有了，只是他们没有迫切的需求，所以迟迟得不到发展，反观中国，虽然晚了点，但我们经济发展需要啊，特高压技术频频突破，现在成了国际首首屈一指的特高压技术的领跑者。
据估计1条1150千伏输电线路的输电能力可代替5～6条500千伏线路，或者3条750千伏线路；节省了铁塔用材30%以上，节约导线50%！
当电网断电真的是瞬间停电吗？
其实这要看这断电是在哪个位置，如果是在最后一个变压器后，那么还真是这样，断电后立即停电，但要是在变压器之前，其实从理论上来看，还有在铁芯中储存的电能（其实像电脑类设备都有开关电源，也存在储能的铁氧体芯），但时间极短了，而后备式UPS就是利用这个原理来做切换的！
UPS的电池组
大部分后备式UPS是用快速继电器作切换元件，时间是2~4ms，要求比较高的会用可控硅，这个导通时间就是微秒级了，一般都小于1微秒！
所以啊，大部分时候都有半个周期的交流电！
能把电存起来用吗？
一般情况下，交流电都是无法存储的，比如铅酸电池、锂电池、液流电池等存下的都是直流电，转换成化学能在电池中，因此电网中要设置个存储的储能电站成本是极高的，因为现代电池的能量密度太低，要储备一个家庭一天的用电量的电池得大几万，一般人还真用不起，而且还要用逆变设备转换成交流电，一来一去转换效率就剩下60%左右了！
那么如何将电能用成本最低的方式存起来呢？
方法倒不少，因为现代风力或者太阳能等这些不稳定的来源弃风弃光太浪费了，怎么办？有蓄能水电站，可以将“多余”的电能用抽水蓄能的方式，利用重力势能将这些能量“存”起来，然后在用电高峰期放水发电补充电网！
或者可以飞轮储能，电解水储能，压缩空气储能.......都是储能的方式，但大规模低成本的选择，唯有抽水蓄能，这个到现在为止仍然是最普遍的。
延伸阅读：地球一小时有意义吗？
这是一个全球性的节能活动，提倡在每年三月的最后一个/倒数第二个星期六当地时间晚上20:30-21:30，用户关上不必要的电灯及耗电产品一小时！
听上去似乎很好的一项活动，但其实这就是一个坑爹的运动，因为电网最怕这种大规模的波动，一条直线的用电最招人喜欢，忽大忽小都没人待见！所以平时节电就可以了，不要去跟风搞什么地球一小时活动。
