一種全新的節(jié)電方法

1、一種全新的節(jié)電方式一、節(jié)電與成本控制電費(fèi)是一項(xiàng)未被企業(yè)控制的最后一項(xiàng)成本，美國(guó)著名的財(cái)經(jīng) CFO雜志,最近發(fā)表的，對(duì)美國(guó)1000家最大的上市企業(yè)所做的一 項(xiàng)調(diào)查，獲得了兩項(xiàng)驚人的發(fā)現(xiàn)：第一，電費(fèi)開支通常為企業(yè)的第三 或第四項(xiàng)最大的成本；第二，對(duì)多數(shù)企業(yè)而言，電費(fèi)是未被企業(yè)控制 的最后一項(xiàng)成本。關(guān)于第一個(gè)發(fā)現(xiàn)，CFO雜志發(fā)表評(píng)論認(rèn)為，在 傳統(tǒng)概念中，電費(fèi)成本是生產(chǎn)成本中的一部分，因此直接控制的壓力 不大，無需單獨(dú)加以考慮，但他們很快就會(huì)發(fā)現(xiàn)這是一個(gè)錯(cuò)誤的概念， 因?yàn)槌锪铣杀竞腿斯こ杀就?，電費(fèi)的支出通常為第三大項(xiàng)的開支， 是往往被企業(yè)在控制模式中忽略的，然而卻是十分驚人的一項(xiàng)企業(yè)成 本。關(guān)于第二

2、個(gè)發(fā)現(xiàn)，在這些大公司中，企業(yè)花費(fèi)大量的投資用于對(duì) 物料和人工成本的控制，如復(fù)雜的和極其先進(jìn)的電腦控制流水線， 電 腦控制的物流與配送系統(tǒng)；復(fù)雜的人力資源管理軟件。企業(yè)熱衷于物 料成本控制，人工成本控制，運(yùn)輸成本控制，稅費(fèi)控制和行銷費(fèi)用的 控制，但恰恰對(duì)電費(fèi)的控制感到力不從心。為什么會(huì)這樣？ CFO 雜志認(rèn)為，在電力市場(chǎng)解除管制以前，買誰家的電是難以選擇的，企 業(yè)在用電價(jià)格方面沒有談判權(quán)；更重要的問題在于，企業(yè)家們普遍認(rèn) 為電費(fèi)開支是難以被控制的，交電費(fèi)是天經(jīng)地義，因?yàn)橛秒娫O(shè)備消耗 多少電，是由用電設(shè)備的機(jī)電特性所決定的，主觀的控制無能為力。 此種觀念正確嗎？差矣！CFO雜志認(rèn)為，通過一系列的技

3、術(shù)和管 理措施，企業(yè)至少可以減少10 %以上的開支，企業(yè)普遍沒有認(rèn)識(shí)到 這一點(diǎn)。企業(yè)所面對(duì)的困難是，他們或許認(rèn)識(shí)到了加強(qiáng)管理的重要性， 但他們?nèi)狈ο鄳?yīng)的工具，變壓器調(diào)壓調(diào)功率因數(shù)節(jié)電，可以讓企業(yè)了 解哪些部分用了多少電，哪些是合理的，哪些是不合理的，有了這些 統(tǒng)計(jì)信息，企業(yè)將能采取有效的管制措施，節(jié)約電費(fèi)。而目前的現(xiàn)狀 是企業(yè)很無奈，不象企業(yè)的其它成本控制有非常明確的方式去實(shí)施有 效的控制，電費(fèi)的控制卻仍然處于一種非常初級(jí)的階段。因此，電費(fèi) 成本控制，成了企業(yè)家們的最后一塊成本控制處女地， 是未控制的一 項(xiàng)成本，同時(shí)，也是企業(yè)的最后一項(xiàng)可控制的成本。二、研究動(dòng)態(tài)調(diào)電壓的意義配電變壓器的損耗分為

4、靜態(tài)和動(dòng)態(tài)損耗。靜態(tài)損耗是指在額定 電壓、額定電流下的運(yùn)行損耗；動(dòng)態(tài)損耗是指偏離額定電壓、額定電 流下的運(yùn)行損耗。目前我國(guó)電力管理部門對(duì)用電戶計(jì)算電費(fèi)時(shí)， 其中 變壓器損耗電費(fèi)的計(jì)算，是依據(jù)變壓器制造廠家提供的有關(guān)銘牌參數(shù) 進(jìn)行計(jì)算的。由于是額定參數(shù)下的損耗，所以稱之為靜態(tài)損耗”（不是嚴(yán)格的定義，僅是為研究損耗電量而言）。配電變壓器定型設(shè)計(jì)為 三個(gè)高壓檔位（高壓分接頭）即額定電壓、正5%額定電壓、負(fù)5% 額定電壓。在實(shí)際運(yùn)行中根據(jù)系統(tǒng)電網(wǎng)電壓的變化及負(fù)荷大小的變化， 隨時(shí)調(diào)整到合適的運(yùn)行檔位。變壓器的損耗與外加電壓密切相關(guān)，鐵 損一般人們認(rèn)為是一個(gè)恒定不變的參數(shù) ，實(shí)際上當(dāng)外加電壓變化 時(shí)鐵損

5、變化幅度非常大，一般規(guī)律是：當(dāng)電壓下降5% 時(shí)，鐵損降低20% 。此時(shí)線損隨著電壓降低而增加 9%,如果變壓器是輕載運(yùn) 行，線損則低9%。依據(jù)大量的10千伏配電線路理論計(jì)算得知： 一條配電線路中的總網(wǎng)損，其中 80% 以上是鐵損部分，線損和銅損 合計(jì)僅占不到20% 以下?？匆粋€(gè)供電部門的管理水平如何，主要 是看總的網(wǎng)損指標(biāo)。電力管理部門可采用降低（或增加）每條配電線 路的運(yùn)行電壓，來調(diào)整線損和鐵損平衡。如果電力部門按季在保證用 戶端電壓基本額定條件下，優(yōu)化每個(gè)配電變壓器的運(yùn)行電壓檔位。這 樣可以為電力部門大幅度 額外”節(jié)能降損。大幅度地降低了供電成本。由此可見，研究計(jì)算動(dòng)態(tài)配電變壓器損耗是電力

6、管理中的一項(xiàng)很有意 義，而且經(jīng)濟(jì)效益非常顯著的工作。三、節(jié)電原理從變壓器和電動(dòng)機(jī)的工作原理可知，變壓器在運(yùn)行時(shí)有兩類損 失：鐵損和銅損，簡(jiǎn)稱變損。E=4.44fw 0, E約等于電源電壓，f為工作頻率，w為繞組匝 數(shù)，。為磁通量。變壓器或電機(jī)的鐵損就是這個(gè)。造成的。從上式可 以看出，電源電壓（E）升高時(shí)，除這個(gè)。外，其它都是固定數(shù)，那 么。就電壓升高而增加。鐵損增加。P0=I 2R, P0是銅損（線損）I是電流，R是變壓器或電機(jī)繞組 的直流電阻。隨如果電壓和負(fù)載都不變化，此時(shí)的鐵損和銅損也不變 化，為一固定損耗值。當(dāng)電壓變化時(shí)，鐵損和銅損的變化規(guī)律為：1、電壓上升5%時(shí)鐵損P鐵增力口 20%

7、,銅損P銅下降9% ;2、當(dāng)電壓下降5%時(shí)鐵損下降10% ,銅損增加10.8% 。當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，鐵損不變，銅損的變化規(guī)律為“1、 負(fù)載上升5% ,鐵損P鐵不變，銅損P銅上升10.25% 。2、 負(fù)載下降5%時(shí)鐵損P鐵不變，銅損P銅下降9.7% 。負(fù)載變化意味著負(fù)載率的變化，這對(duì)于電動(dòng)機(jī)和變壓器來說是 相同的。由此得知，負(fù)載率（負(fù)荷率）影響銅損不影響鐵損，即：P銅二B2Pe 。 B為負(fù)荷率，Pe是額定銅損。由公式看出銅損與 負(fù)載率平方成正比。假設(shè)用電戶變壓器的負(fù)荷率為 10% （0.1 ）, 無論電壓上升還是下降，在低負(fù)荷率 10%運(yùn)行時(shí)，總損失中鐵損是 占主要的，如果我們想要降低此時(shí)的總損失，

8、就要進(jìn)一步降低電壓運(yùn) 行。但降多少為最合理，需要用變壓器仿真編程軟件時(shí)行大量計(jì)算。 在保證用戶最低工作電壓的基礎(chǔ)上，進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，指導(dǎo)用電決策或 控制相應(yīng)開關(guān)進(jìn)行電壓切換來完成。如果負(fù)荷率很大時(shí)，總損失中銅 損是占主要的，此時(shí)仿真軟件要取銅損相對(duì)小一些的數(shù)去優(yōu)化電路。采用此種方式節(jié)電的關(guān)鍵是仿真軟件的算法要先進(jìn)，科學(xué)，以 多次優(yōu)化電費(fèi)計(jì)算中最少的合計(jì)電費(fèi)（不能單獨(dú)取無功電費(fèi)或其他單 一電費(fèi)最少，應(yīng)取總的合計(jì)電費(fèi)最少。）作為最終優(yōu)化目標(biāo)，確定應(yīng) 該選擇的運(yùn)行電壓，以此電壓對(duì)應(yīng)變壓器分接開關(guān)運(yùn)行位置。 變壓器 分接開關(guān)一般都配有額定運(yùn)行位置指示，對(duì)照優(yōu)化電費(fèi)計(jì)算結(jié)果和額 定運(yùn)行位置，然后決定由人工

9、或控制開關(guān)進(jìn)行向上調(diào)或向下調(diào)。來自電網(wǎng)的電壓是一個(gè)無法調(diào)節(jié)的固定電壓，若想改變大小用 戶只能采用自用的變壓器分接開關(guān)來改變來自電網(wǎng)的電壓。變壓器的 有載分接開關(guān)（或無載分接開關(guān)）在用戶單位實(shí)際使用時(shí)，僅是為了 在來自電網(wǎng)的電壓發(fā)生變化時(shí)，通過調(diào)整分接開關(guān)運(yùn)行位置，保持用 戶單位的變壓器一次電壓為額定值或某一確定值， 根本無法確定這種 切換是否是科學(xué)的和最優(yōu)的。如果采用變壓器仿真程序進(jìn)行科學(xué)優(yōu)化， 指導(dǎo)變壓器的用電單位在電網(wǎng)電壓發(fā)生變化， 或生產(chǎn)用電變化及無功 補(bǔ)償需要配合調(diào)壓時(shí)，在電壓的最低或最高限制下，以最少電費(fèi)支出， 指導(dǎo)調(diào)整變壓器分接開關(guān)運(yùn)行位置。四、與傳統(tǒng)節(jié)電方式的比較目前，全球可開發(fā)

10、能源日益減少，而新一代替代性能源尚未開發(fā) 成功，可以預(yù)見未來相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，能源問題必然異常嚴(yán)峻，因此 在現(xiàn)今社會(huì)中，能源的合理利用和有效節(jié)省已成為十分重要的課題?！笆濉睍r(shí)期是我國(guó)加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的攻堅(jiān)時(shí)期，對(duì)進(jìn)一步 強(qiáng)化節(jié)能減排目標(biāo)約束機(jī)制提出了更高要求。 在綜合分析我國(guó)經(jīng)濟(jì)社 會(huì)發(fā)展水平、節(jié)能潛力、資源環(huán)境約束條件、應(yīng)對(duì)氣候變化的基礎(chǔ)上，“十二五”規(guī)劃綱要提出了今后5年單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗降低 16%勺約束性指標(biāo)，難度進(jìn)一步加大，任務(wù)將更加艱巨。電力作為能源的一種重要形式，在當(dāng)今社會(huì)發(fā)展中起著不可替代 的作用。電力做為一種能源為國(guó)家經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的保障， 但是電費(fèi)確是現(xiàn)

11、今大多數(shù)企業(yè)最后一項(xiàng)未被控制的成本。企業(yè)目前采用的節(jié)電方式無非是變頻器、濾波器、無功補(bǔ)償、降電壓等，都有其 局限性，節(jié)電效果甚微，其中有些產(chǎn)品也具有不俗的節(jié)電效果，但昂 貴的價(jià)格卻成了企業(yè)邁不過去門檻，下面我們就目前常用的節(jié)電方式 進(jìn)行對(duì)比分析。1、 變頻器有著不俗的節(jié)電效果，但只能對(duì)特定的并且單一的電動(dòng)機(jī)負(fù)載實(shí) 行節(jié)電，應(yīng)用領(lǐng)域非常狹窄。大多數(shù)情況下如起重、軋機(jī)、金屬加工 的電動(dòng)機(jī)無法應(yīng)用，更不用說對(duì)電焊機(jī)、變壓器等非轉(zhuǎn)矩性用電設(shè)備 進(jìn)行節(jié)電了。更主要的是變頻器會(huì)產(chǎn)生大量的諧波污染， 嚴(yán)重影響電 源質(zhì)量。2、 濾波器濾波器是作為改善電源質(zhì)量而開發(fā)的節(jié)電產(chǎn)品， 它旨在消除諧波 和諧波損耗，提高

12、供電質(zhì)量。在不同的供電系統(tǒng)中，諧波次數(shù)和諧波 量并不一樣，在諧波量小的系統(tǒng)中無法起到期望的節(jié)電效果，在諧波 量大的系統(tǒng)中，若要獲得好的濾小效果，需要對(duì)各次諧波進(jìn)行過濾， 設(shè)備體積龐大，投資高昂并效果并不明顯。3、無功補(bǔ)償無功補(bǔ)償對(duì)于電力供電系統(tǒng)而言，是有著不俗的節(jié)電效果。對(duì)于 企業(yè)來說，更多的是強(qiáng)制性的。電力部門一般設(shè)立兩塊計(jì)量?jī)x表，一 塊在發(fā)電廠（或變電站）的出線端叫供電表，另一塊在企業(yè)進(jìn)線端叫 受電表。兩塊電表的差值就是無功在電路上的消耗， 這個(gè)消耗就是無 功損耗，是由電力管理部門承擔(dān)的。為了減少這個(gè)損耗，電力部門硬 性規(guī)定了這個(gè)損耗的最低值，這個(gè)最低值是用功率因數(shù)來衡量的。 即 功率因數(shù)

13、不能低于0.9，低于這個(gè)數(shù)值要收取功率因數(shù)調(diào)整費(fèi)。因此 企業(yè)中的無功補(bǔ)償更多的是無奈這舉。4、降電壓降電壓節(jié)電是目前節(jié)電產(chǎn)品市場(chǎng)上除變頻器之外應(yīng)用最多的節(jié) 電產(chǎn)品，為此國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局還專門頻布了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。 它是在用 電設(shè)備首端加入了一個(gè)電抗器，具有降低電壓，濾波和緩沖作用，如 果配合電磁平衡技術(shù)，還可以調(diào)整三相不平衡。節(jié)電率可以達(dá)到3-15% 以上的節(jié)電率。但是這各節(jié)電產(chǎn)品設(shè)備龐大，價(jià)格高昂令企業(yè)望而生 畏。同時(shí)負(fù)載的頻繁變化會(huì)影響其節(jié)電效果，降低電壓無法動(dòng)態(tài)變化， 在電壓低峰時(shí)容易引起低壓運(yùn)行。5、動(dòng)態(tài)調(diào)電壓這種節(jié)電方式的節(jié)電效果并不是很顯著， 它是利用系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行 參數(shù)，由仿真變壓器編程軟件進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，自動(dòng)找出系統(tǒng)的鐵損， 銅損，功率因數(shù)，結(jié)合電力部門收費(fèi)規(guī)定，自動(dòng)計(jì)算收費(fèi)數(shù)額，以綜 合收費(fèi)金額最小的優(yōu)化參數(shù)，自動(dòng)調(diào)節(jié)變壓器電壓和功率因數(shù)來達(dá)