工业企业供用电系统节能分析.pdf
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1、经营管理No.10,2023ModernIndustrialormationization2023年第10 期Total 232总第2 3 2 期现代工业经济和信息化D0I:10.16525/ki.14-1362/n.2023.10.065工业企业供用电系统节能分析郭勇(国网荆门供电公司营销运营中心,湖北荆门448000)摘要:工业企业作为我国能源架构的重要成员,从长远来看,仍然是电力消费的主力军。在当前社会注重节能降耗的大环境下,如何做好工业企业供用电系统节能降耗工作是大众越来越关心的热点。从工业企业电力使用现状入手,分析了工业企业供用电过程中存在的相关问题及能耗较高的原因,并提出了提高供用
2、电设备的功率因数等对应的解决措施,根本上降低了工业企业供用电过程中的电力能源消耗,提高资源利用率的同时为企业创造了经济效益,对未来工业供用电系统节能降损研究具有一定的借鉴意义。关键词:工业企业;供用电系统;节能降损中图分类号:F426文献标识码:A文章编号:2 0 9 5-0 7 48(2 0 2 3)10-0 2 0 2-0 31工业电力使用现状目前,我国电力资源综合利用率较低,且能源结构配置不合理。在能源消费构成中,,2 0 13 一2 0 2 3 年间,燃煤类产品的消耗占比约为55%6 0%,石油类产品的消耗占比约为15%2 0%,天然气类产品的消耗占比约为1.5%2.58%,电能消耗比
3、例在2 0 2 2年达到49.6%,其余能源比例约为0.2 5%。2 0 2 2 年,我国能源效率为3 6.8%,终端能源使用率仅为51.0%。其中,工业终端电能利用率约为51.1%左右。电能不仅干净、环保、无污染,还可大量生产和长途传输,也容易与其他能量进行转换,因此,被广泛应用在社会生产的各个方面。根据相关统计,2 0 2 2 年,我国终端电量消费累计46 8 6 7 亿kWh,而工业用电量高达3 53 3 7 亿kWh,在总体用电中占据了较高比例,国家相关部门出具的我国终端用电各模块组成占比的情况如表1所示。由表1可知,工业用电占比最高,达7 5.6%。表12022年国家终端用电组成工业
4、交通居民商业农业行业其他建筑总计用电用电用电服务用电用电量/亿35 336.3/915.2|6 218.91 691.561 012.7|1 083.5|608.46|46 866.50kWh)用电量古比75.6213.43.52.12.21.30100/%从工业用电内部架构看,2 0 13 一2 0 2 3 年,电力、热力生产及供给行业、有色金属制造行业和化工燃料及产品制造行业占比较高,且有连续上涨趋势,如表2所示。2工业企业供用电存在的问题2.1供电设备的功率因素较小工业企业供用电配电网存在较多低功率因数的工业生产设备,像动力设备电动机、整流设备晶闸管表22013一2 0 2 3 年间国家
5、工业行业电能使用情况2023年电能消费均值/2023年电能行业消费量八亿(亿kWh)消费占比/%kWh)电力、热力生产及供给行业3 461.7356412.7有色金属制造行业2.546.4427413.72化工燃料及产品制造行业21793054.511.25金属冶炼及加工行业16952.76710.6非金属制造行业1569.02.5926.96纺织行业804.561342.35.25煤炭开采行业607.967563.2金属制品行业532.497842.12造纸业405.655221.71石油制品加工和核燃料行业394.744751.65和动力抽油机等,造成无功负荷大量存在于配电网中。当无功功率
6、失衡、功率因数降低情况发生时,无功功率在电网中流动,产生了线路损耗,线损增大,末端负荷电压下降 2 。最终导致相当部分的电力能源无输出功率,造成电力资源整体有效利用率较低,部分电力资源白白浪费,未能创造实际的经济效益和利用价值。因此,急需采取节能降耗措施,提高供电效率,改善供电环境。2.2工业供用电系统中非线性负载增多,配网谐波污染日益严重工业供用电系统中非线性负载增多,势必会对配电网中原来的重合闸参数、继电保护值等相关量的设置造成一定程度的影响,导致配网设备灵敏度下降、保护失灵和误动作等异常情况发生。此外,工业企业供用电系统采用的交流逆变器在工作时,其内部的电子组成元件反复吸合,不可避免地产
7、生谐波分量,进而对配电网带来谐波污染,加大了电能损耗,导致电力设备损耗和老化加剧,降低设备生命周期及运行可靠性。收稿日期:2 0 2 3-0 6-13作者简介:郭勇(198 4一),男,湖北钟祥人,本科,毕业于长江大学,助理工程师,研究方向为电能计量。203.郭2023年第10 期勇:工业企业供用电系统节能分析2.3自动化控制及监测水平较低现阶段,工业企业供用电节能监测及管理手段相对滞后,很多工作过程中都是按照既定模式进行运转的,没有实时动态监测管理,自动化控制水平也比较低,限制了作业人员对工业设备运行状态的精准把控及有效管理,无法保证其工作过程中始终处于最佳的工作状态,不能充分利用电力能源,
8、生产效率不高。工业企业用电系统底层单元自动化程度较低。监控、计量、节能和反馈控制等各流程所用设备间相互独立、不相兼容,功能穴余,各个设备间缺失有效信息交流及数据共享,底层供用电工作单元间没有统一的集成化制度,欠缺系统化节能与监控装置,难以实现各层级的用电设备相互连通,导致工业生产设备电力能源利用率不高,束缚了企业工业生产和节能管理的一体化管控,不能有效监控单位产品能耗。3工业企业供用电节能对策分析3.1提高供用电设备的功率因数引人无功补偿技术可以明显减小配电网系统的无功输出,提高设备的功率因数,降低电能损失,增强电力能源的有效利用率。通过控制无功输出功率,来控制整个配网的电力总容量、操作规模等
9、,充分利用现有供用电设备,保持提升有功电流的输出占比。利用无功补偿技术,可减小无功输出功率,减小电力能源损失,提高电力资源的的利用率。借助变速调节手段,可大大提升电力输出工作效率,结合配电网系统中的各个设备容量标准,科学合理调节各供用电设备功率,能够大幅度提升电能的利用率 3 。事实证明,引人无功补偿技术后,设备的工作功率几乎与标称的工作功率一致,配电网中的各供用电设备工作良好,在无外界干扰的条件下,可以稳定在较大的输出功率,提高设备工作功率,降低无功输出,加大有功比重,从而提高工作效率,最大程度上降低电能损失。3.2整治工业供用电配电网电能质量为进一步降低工业供用电配电网的线路电能及设备损耗
10、,并将其控制在可操控的范围之内,需要对电网谐波污染进行治理。抑制配电网谐波电流通常采用两种方法,一是对谐波电流产生源头(用电负荷侧的电力设备本身)进行技术改造,将谐波电流扼杀在萌芽状态。同时,工业企业各单位要增强对入网客户设备选型的指导与监督,优先采购配置好、效率高的设备,从根本上控制谐波电流产生。二是加装谐波电流补偿设备,如新型滤波装置等,该装置能够产生与负荷谐波电流大小相同但方向相反的补偿电流,从而起到遏制谐波的作用,减小电能浪费的同时,提高设备运行质量。3.3推进智能化用电监控节能管理为有效监控工厂用电设备,做好节能管理,引人了DCS系统。DCS系统又称分散控制系统,具有较高的自动化控制
11、水平,其示意图如图1所示。DCS系统能够控制工业企业用电设备智能运行,最终实现企业的智能化运营。回路控制单元控制整个工厂生产工艺流程,通过1 n个设备接口与显示屏、上级管理计算机和打印机进行通信连接,及时监测工厂设备的动态运行数据,实现工厂供用电运营信息综合管理,控制电力能源消耗量,推动电力资源的合理利用,最大程度减少电能耗损 4。一旦发生设备故障,能够预警提示,通知检修人员第一时间到达现场进行处理,减少故障停机时间,提高了生产效率。屏幕显示操作台上级管理计算机打印机接口接口接口数据通讯总线接口接口回路控回路控制单元制单元生产工艺过程图1DCS系统实际工作中,工业企业监控的用电设备数量多、密度
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