合同能源管理在用電節(jié)能服務(wù)中的應(yīng)用

吳 鵬,吳東升

（1.汕頭供電局,廣東 汕頭 515041;2.東莞供電局,廣東 東莞 523129）

在能源緊缺的今天,發(fā)展新能源、節(jié)能減排、提高能源效率已成為全球能源發(fā)展的關(guān)鍵。每一個(gè)高耗能用電企業(yè),能源成本占企業(yè)總成本相當(dāng)大的比重,如何降低能耗、開(kāi)源節(jié)流,已成為各企業(yè)積極探索的重要課題。節(jié)能減排是一項(xiàng)戰(zhàn)略政策,也是發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)、保持國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的必由之路,而合同能源管理作為一種新的節(jié)能管理模式,正日漸成為供電企業(yè)、節(jié)能服務(wù)公司與用電企業(yè)進(jìn)行節(jié)能合作與溝通的紐帶。合同能源管理起源于20世紀(jì)70年代中期,在我國(guó)也稱EMC（Energy ManagementContracting）,是能源管理公司的一種經(jīng)營(yíng)方式,是一種基于市場(chǎng)化運(yùn)作、由節(jié)能服務(wù)公司承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)的節(jié)能新機(jī)制。

1 合同能源管理與節(jié)能服務(wù)

1.1 合同能源管理的發(fā)展

合同能源管理的實(shí)質(zhì)是一種以節(jié)約的能源費(fèi)用來(lái)支付節(jié)能項(xiàng)目全部成本的節(jié)能投資方式?；谶@種機(jī)制運(yùn)作的專業(yè)化公司被稱為節(jié)能服務(wù)公司（ESCO）。合同能源管理過(guò)程就是節(jié)能服務(wù)公司與客戶簽訂節(jié)能服務(wù)合同,向客戶提供包括能效審計(jì)、融資、設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工、安裝調(diào)試、培訓(xùn)、維護(hù)、節(jié)能量監(jiān)測(cè)等一系列的綜合性服務(wù),并通過(guò)與客戶分享節(jié)能效益來(lái)收回投資和獲取利潤(rùn)。合同能源管理在汕頭地區(qū)起步較晚,由于缺少宣傳和引導(dǎo),多數(shù)用電客戶并不能很好地理解和支持這種節(jié)能管理模式,普遍認(rèn)為只要用電正常,就沒(méi)有必要付出時(shí)間和金錢去對(duì)用電系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造。汕頭供電局近幾年才逐步接觸這種模式,并開(kāi)始嘗試通過(guò)節(jié)能診斷、節(jié)電建議書等方式與有關(guān)客戶進(jìn)行溝通,在客戶自愿的情況下,引導(dǎo)客戶與節(jié)能服務(wù)公司進(jìn)行合作,開(kāi)展合同能源管理。2009年,汕頭市誠(chéng)達(dá)不銹鋼有限公司成功實(shí)施了合同能源管理項(xiàng)目——中頻電弧爐諧波污染節(jié)能改造。

1.2 合同能源管理的實(shí)施

a.選擇節(jié)能服務(wù)公司,利用節(jié)能服務(wù)公司的資金和技術(shù)優(yōu)勢(shì),幫助客戶引入合同能源管理模式。供電局在客戶與節(jié)能服務(wù)公司之間發(fā)揮好橋梁和紐帶作用,做好參謀和向?qū)?幫助客戶實(shí)施節(jié)電改造,配合客戶進(jìn)行調(diào)研,跟蹤分析節(jié)電改造效果。供電局要做用電企業(yè)的技術(shù)指導(dǎo),幫助選擇信用好、具有一定技術(shù)水平、資金和發(fā)展規(guī)模的節(jié)能服務(wù)公司,建立本地區(qū)節(jié)能服務(wù)平臺(tái)。

b.通過(guò)整合供電企業(yè)內(nèi)部在節(jié)能服務(wù)方面的技術(shù)、設(shè)備和人才資源,以合同能源管理的模式,為重點(diǎn)客戶提供節(jié)能咨詢、培訓(xùn)、診斷、改造、評(píng)估、維護(hù)等一體化服務(wù)。

c.選擇具備節(jié)能潛力的企業(yè)客戶,開(kāi)展宣傳、指導(dǎo)和培訓(xùn)。

d.確定節(jié)能工作內(nèi)容。以無(wú)功補(bǔ)償、變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、更換節(jié)能設(shè)備、使用節(jié)能技術(shù)、提高功率因數(shù)、負(fù)載率、負(fù)荷管理技術(shù)、諧波治理為主。有條件的供電企業(yè),可擴(kuò)展業(yè)務(wù)規(guī)模,將服務(wù)范圍延伸至交流電機(jī)變頻調(diào)速、熱泵改造、電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)節(jié)能、分布式供電技術(shù)等領(lǐng)域。一般情況下,汕頭市功率因數(shù)不符合要求的節(jié)能改造占大多數(shù),變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、負(fù)載率的改造也為數(shù)不少。但這些改造工期短、投入少、見(jiàn)效快,供電局根據(jù)客戶的需求很快就可以提供幫助完成改造,一般情況不用實(shí)施合同能源管理項(xiàng)目。

1.3 合同能源管理案例分析

1.3.1 案例背景

汕頭市濠江區(qū)誠(chéng)達(dá)不銹鋼有限公司為一家不銹鋼生產(chǎn)企業(yè),用電量較大,裝機(jī)容量為4 700 kVA,平均月用電100多萬(wàn)kWh,2008年用電量達(dá)1 713.85萬(wàn)kWh。該廠裝有2臺(tái)3 t中頻電弧爐,電弧爐為典型6脈波整流裝置,工作時(shí)產(chǎn)生大量的諧波,特征諧波為5次、7次、11次等6K±1次諧波。尤其是5次、7次諧波電流較嚴(yán)重,使系統(tǒng)電壓、電流發(fā)生畸變,影響設(shè)備的正常運(yùn)行及安全生產(chǎn)。由于原來(lái)沒(méi)有安裝L-C濾波裝置,而且技術(shù)處理不當(dāng),造成諧波污染十分嚴(yán)重,不僅增加公用線路無(wú)功損耗,影響供電局的配網(wǎng)線損,并使周邊一些用戶用電質(zhì)量受影響。

1.3.2 合作對(duì)象（節(jié)能服務(wù)公司）

東方博沃（北京）科技有限公司是一家專門從事電能質(zhì)量與節(jié)能工程改造的專業(yè)節(jié)能技術(shù)公司,在無(wú)功補(bǔ)償與諧波治理專業(yè)領(lǐng)域具有豐富的經(jīng)驗(yàn)。通過(guò)洽談,誠(chéng)達(dá)不銹鋼有限公司與東方博沃（北京）科技有限公司正式確立了節(jié)能合作關(guān)系。

1.3.3 合同簽訂

節(jié)能服務(wù)公司針對(duì)誠(chéng)達(dá)不銹鋼有限公司的用電現(xiàn)狀進(jìn)行檢測(cè),并收集有關(guān)諧波污染數(shù)據(jù),開(kāi)展詳細(xì)的調(diào)研摸底、提交節(jié)電項(xiàng)目建議書,開(kāi)展節(jié)能診斷、分析計(jì)算等工作,初步確定節(jié)能改造方案,建立客戶檔案。雙方在充分協(xié)作磋商之后,于2009年8月23日簽訂能源服務(wù)合同（《汕頭誠(chéng)達(dá)不銹鋼有限公司低壓SVC型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償與諧波治理裝置技術(shù)協(xié)議》、《節(jié)能改造合同書》）,總投資為85萬(wàn)元人民幣,由誠(chéng)達(dá)公司分10期（每月1期）付款。同時(shí),汕頭供電局根據(jù)有關(guān)要求,將誠(chéng)達(dá)不銹鋼有限公司作為2009年實(shí)施合同能源管理的重點(diǎn)企業(yè),上報(bào)省電網(wǎng)公司備案,并積極與該企業(yè)進(jìn)行溝通,最終使該項(xiàng)節(jié)能改造工程得以順利開(kāi)展。

1.3.4 改造過(guò)程

誠(chéng)達(dá)不銹鋼有限公司的諧波危害主要由中頻電弧爐產(chǎn)生,因此,節(jié)電改造針對(duì)中頻電弧爐負(fù)載進(jìn)行諧波治理。節(jié)能服務(wù)公司為該廠確定節(jié)能量及測(cè)量方法,于2009年10月安裝一套無(wú)功補(bǔ)償和濾波裝置,針對(duì)原來(lái)諧波污染嚴(yán)重的問(wèn)題進(jìn)行治理。根據(jù)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償無(wú)功及無(wú)源濾波的諧波治理原理,安裝2套補(bǔ)償裝置（型號(hào)為TSF-1-1000/780Y和TSF -2-1000/780Y）,原理如圖1所示。

1.3.5 專家檢測(cè)

汕頭供電局于2009年10月31日組織有關(guān)計(jì)量專家對(duì)誠(chéng)達(dá)不銹鋼有限公司改造后的電壓諧波進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。

圖1 諧波治理的濾波器（APF）原理框圖

檢測(cè)時(shí)的運(yùn)行方式：2臺(tái)10 kV專用變壓器, 1號(hào)專用變壓器容量為2 500 kVA,2號(hào)專用變壓器容量為2 000 kVA,接入電網(wǎng)的公共連接點(diǎn)均為10 kV達(dá)青Ⅱ線,2臺(tái)變壓器分別帶2個(gè)6脈沖整流的1 000 A中頻電弧爐,正常生產(chǎn)時(shí)同時(shí)投入運(yùn)行。

節(jié)能改造前2臺(tái)變壓器投入正常生產(chǎn)時(shí)接入電網(wǎng)電壓諧波總畸變率：2臺(tái)主變均帶正常生產(chǎn)負(fù)荷運(yùn)行時(shí),9月30日上午8：40～11：00在10 kV達(dá)青Ⅱ線末端接入電網(wǎng)連接點(diǎn)處檢測(cè)電壓諧波總畸變率平均為4.82%,波動(dòng)范圍為4.35%～5.8%,超過(guò)國(guó)標(biāo)限值4%,如圖2所示。

投入濾波器且2臺(tái)變壓器投入正常生產(chǎn)時(shí),從各次電壓諧波畸變率的柱狀圖可看出,治理后的低次諧波3、5、7、11次諧波含有率不高,達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。圖3為10月31日檢測(cè)到的電壓諧波畸變率條形圖。

由檢測(cè)情況可見(jiàn),加裝低壓動(dòng)態(tài)L-C無(wú)源濾波裝置后,誠(chéng)達(dá)不銹鋼廠接入電網(wǎng)處的電壓諧波畸變率比治理前有較大改善,特別是3、5、7、11次諧波含量和畸變率降幅較大,由于23、25、27、29次等高次諧波無(wú)法通過(guò)無(wú)源濾波器治理,導(dǎo)致整體接入電網(wǎng)諧波畸變率仍在4%左右,部分時(shí)間仍超出4%的國(guó)標(biāo)限值。但誠(chéng)達(dá)不銹鋼廠處于10 kV達(dá)青Ⅱ線末端,線路附近用戶較少,而且高次諧波經(jīng)過(guò)線路衰減后對(duì)公用電網(wǎng)影響較小。

由此可見(jiàn),經(jīng)過(guò)諧波治理后諧波污染有較大改善,基本滿足接入電網(wǎng)的要求。

1.3.6 節(jié)電改造效果

節(jié)電改造前3、5、7、11次諧波含量和畸變率較高,產(chǎn)生的諧波污染嚴(yán)重影響周邊用電客戶,降低了公用電網(wǎng)電能質(zhì)量。節(jié)電改造后設(shè)備運(yùn)行情況良好,生產(chǎn)正常,經(jīng)汕頭供電局組織專業(yè)人員現(xiàn)場(chǎng)評(píng)估,對(duì)節(jié)電改造前后該廠接入電網(wǎng)的電壓諧波總畸變率進(jìn)行了技術(shù)檢測(cè),電壓諧波（主要是3～11次諧波）大幅下降,該廠諧波污染大幅降低。

經(jīng)過(guò)節(jié)電改造（加裝低壓動(dòng)態(tài)L-C無(wú)源濾波裝置）,誠(chéng)達(dá)不銹鋼有限公司接入電網(wǎng)處的電壓諧波畸變率比治理前有較大改善,特別是3、5、7、11次諧波降幅較大,不僅滿足接入電網(wǎng)要求,而且月電費(fèi)支出比原來(lái)有所降低,達(dá)到了節(jié)電增效效果。2009年6月未進(jìn)行節(jié)電改造,當(dāng)月用電量為153.8萬(wàn)kWh,2009年10月完成節(jié)電改造后,當(dāng)月用電量為130萬(wàn)kWh,去除國(guó)慶節(jié)放假電量減少的因素,比改造前的電費(fèi)成本略有降低。2010年6月用電量為136萬(wàn)kWh,比2009年同期減少17.8萬(wàn)kWh,月節(jié)約電費(fèi)10.97萬(wàn)元,按此計(jì)算只需8個(gè)月就可回收全部投入改造費(fèi)用,節(jié)能改造前、后能效對(duì)比如表1所示。

1.4 供電局在合同能源管理節(jié)能改造中的角色

引入節(jié)能服務(wù)公司,利用社會(huì)上的節(jié)能服務(wù)公司的資金和技術(shù)優(yōu)勢(shì),幫助客戶節(jié)電改造是合同能源管理具體實(shí)施的模式。在實(shí)施過(guò)程中,供電局起到技術(shù)指導(dǎo)、檢測(cè)、監(jiān)督的作用,做好參謀和向?qū)?幫助客戶實(shí)施節(jié)電改造,配合客戶進(jìn)行調(diào)研,跟蹤分析節(jié)電改造效果,促成客戶與節(jié)能服務(wù)公司節(jié)能改造項(xiàng)目順利實(shí)施。

表1 節(jié)能改造前后能效對(duì)比

2 合同能源管理推廣存在的問(wèn)題

a.一些用電企業(yè)對(duì)合同能源管理認(rèn)知度低、推廣積極性不高是目前普遍存在的問(wèn)題。

b.合同能源管理公司大多為中小企業(yè),自身力量薄弱,難以發(fā)展壯大。

c.很多地區(qū)目前還沒(méi)有正規(guī)的節(jié)能服務(wù)公司,實(shí)施合同能源管理較為麻煩。

d.在合同能源管理的具體操作中,如節(jié)能量的核定、合同的履行、現(xiàn)行稅收政策和金融制度的適用等方面還存在一些難題。

e.由于合同能源管理的實(shí)施涉及客戶自身利益,急需政府方面引導(dǎo)和宣傳,政府主管部門和能源管理機(jī)構(gòu)應(yīng)根據(jù)本地區(qū)節(jié)能減排要求,加緊研究制定和修改完善本地區(qū)合同能源管理系列配套政策,以加大政府扶持力度,加快市場(chǎng)培育步伐。

3 結(jié)束語(yǔ)

合同能源管理在我國(guó)已嘗試10年,充分顯示出強(qiáng)大的生命力和對(duì)節(jié)能事業(yè)的巨大推動(dòng)力,節(jié)能改造技術(shù)將有很大的市場(chǎng)推廣空間。中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化研究院正在研究制定《合同能源管理技術(shù)規(guī)程》,對(duì)規(guī)范節(jié)能服務(wù)市場(chǎng)、推行合同能源管理將起到積極作用。隨著國(guó)家節(jié)能政策的貫徹,新能源、低碳經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展,將會(huì)有越來(lái)越多的用電客戶與節(jié)能服務(wù)公司建立合作關(guān)系,分享項(xiàng)目實(shí)施后產(chǎn)生的節(jié)能效益。

[1] 戰(zhàn)乃巖.關(guān)于企業(yè)的節(jié)能潛力分析[J].廣東電力需求側(cè)管理,2010,7（10）：33-38.

[2] 劉運(yùn)龍.電力客戶服務(wù)[M].北京：中國(guó)電力出版社, 2006.