工业企业供用电系统节能分析.pdf

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，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，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，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、密度大，因而增加了网络数据处理量。要想解决这种问题，需要增强DCS系统处理器的配置，完善DCS网络报警系统，时刻关注各个子系统运行数据及实时状态，并配备可靠性较好的电源切换设备。3.4应用变频技术变频技术作为工业企业供用电节能减排中的新技术，是在自动化控制技术、计算机软件技术等基础上建立的，通过改变电机电源的频率来调节电机的速度，实现电能资源的合理利用。据实际调研 5,2 0 11年，我国电机总耗电量约为3 0 0 0 0 亿kWh，在电力能源的消费中，工业企业电机系统用电量在全国总用电量中占比约为6 2%，占工业企业用电量的6 7%。而当前，我国高效率、低能耗的电机在市场中占比仅为10%左右，我国在用的各类电机数量约为10 亿台，因此，高效率、低能耗电机的市场潜力十分巨大。如今，企业采用变频技术充分降低了电机在生产过程中的能源损耗，也为电力系统无功补偿、功率因数和动态响应等环节提供了便利，在节约资源的同时，也为企A（编辑：王钢）上接第2 0 1页(编辑：郭萍茹.204.第13 卷现代工业经济和信息化业创造了经济效益。此外，为做好工业企业供用电系统节能降损工作，一方面，要加强工业企业工作人员的教育和培训工作，派专业技术人员去发达国家供用电系统学习，参考其节能降损工作方式，在熟练掌握其节能技术的使用要点基础上，以“提高工作效率、节能降损”为问题导向，并结合自身工业企业供用电系统的实际情况，进行科学合理的改进设计，逐步完善企业的工作运行方式。另一方面，每月组织各方就企业近期节能降耗工作进行总结复盘，对当月的能耗工作进行分析讨论，找出不足，给出解决方案，为下一步的节能工作指明发展方向。4结语通过提高供用电设备的功率因数、整治工业供用电配电网电能质量、推进智能化用电监控节能管理、采用变频技术以及加强人员培训等，多重保障工业企业供用电过程中的电力能源消耗，提高其工作效率及资源利用率，推动电力行业健康可持续发展，实现企业经济效益与节能降损双赢。参考文献1杨占红，吕连宏，曹宝，等.国际能源特征比较分析及中国发展建议 J.地球科学进展，2 0 16,3 1(1)：94-10 2.2宋卫东.我国与国际能源署用电量指标对比分析 J.中国能源，2016,38(3):44-47.3刘静宇，蔡九菊，杨靖辉.钢铁联合企业电力的分析和探讨.中国冶金，2 0 13,2 3(8）：48-50.4工信部运行监测协调局电力需求侧管理课题研究组.加强工业电力需求侧管理，推进能源消费革命 J.中国工业评论，2 0 15（1：64-68.5】余书剑，谭任政，黄俊.广州珠江电厂3 0 0 MW燃煤火力发电锅炉运行及安全性能研究 J.中国高新技术企业，2 0 16(13）：148-149.Analysis of Energy Saving in Power Supply and Use System of Industrial EnterprisesGuo Yong(Marketing Operation Centre of State Grid Jingmen Power Supply Company,Jingmen Hubei 448000,China)Abstract:Industrial enterprises as an important member of Chinas energy architecture,in the long run,is still the main force of powerconsumption.In the current social focus on energy saving and consumption reduction environment,how to do a good job of industrialenterprises power supply and consumption reduction work is the public more and more concerned about the hot spot.Starting from thecurrent situation of power use in industrial enterprises,we analyse the relevant problems and reasons for high energy consumption in theprocess of power supply and use in industrial enterprises,and put forward coresponding measures to improve the power factor of powersupply and use equipment,which fundamentally reduces the power energy consumption in the process of power supply and use inindustrial enterprises and improves the resource utilisation rate while creating economic benefits for the enterprises,which has certainreference significance for the future research on energy saving and loss reduction in the power supply and use system in the industry.Has acertain reference significance.Key words:industrial enterprises;power supply system;energy saving and loss reduction介效应模型和门槛效应模型的实证检验.天津商业大学学报,2 0 2 2(6):2 0-2 8.12曾雪静.数字金融对企业技术创新影响的实证研究 D.成都：西南财经大学，2 0 2 2.13鲁小凡，窦钱斌，王仁文.激励与倒逼：数字金融对企业全要素生产率影响研究 J.哈尔滨商业大学学报（社会科学版），2 0 2 3(2):46-61.14潘艺，张金昌.数字金融对企业可持续发展的影响及机制研究J.金融理论与实践,2 0 2 3(6：1-10.15相怡如.数字金融对我国制造业全球价值链分工地位的影响研究 D.济南：山东大学，2 0 2 2nalysis of the Mechanism of Digital Finance Boosting the Transformation and Upgrading oManufacturing IndustryChen Lixian(Zhengzhou Taxation and Finance Vocational College,Zhengzhou Henan 450000,China)Abstract:The empowerment of information technology has brought about an all-round change in financial services,and digital financebased on information technology such as big data,intelligence,blockchain,etc.,has effectively solved the information asymmetry and otherproblems in the financial services market,helped the manufacturing industrys innovation and development,green transformation,industrialoptimisation,and effectively promoted the transformation and upgrading of the manufacturing industry.Key words:digital finance;transformation and upgrading;internal mechanism;policy suggestions