基于電能平衡軟件分析系統(tǒng)的工業(yè)企業(yè)用電狀況研究

上海市能效中心 李慧波 秦宏波 張浩

前言

能源工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，也是技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)?！鞍踩⒏咝А奔畜w現(xiàn)了現(xiàn)代化能源技術(shù)的特點，也是搶占未來能源技術(shù)制高點的主要方向。

2008年，國務(wù)院發(fā)布了《國務(wù)院關(guān)于進一步加強節(jié)油節(jié)電工作的通知》[國發(fā)（2008）23號]文件，要求全國各省市組織年用電量500萬kWh以上的重點用電企業(yè)開展電能平衡工作。據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，上海市工業(yè)系統(tǒng)重點用電企業(yè)超過1200家，2009年和2010年分別組織實施了132家和392家企業(yè)的電能平衡工作，已完成企業(yè)的綜合用電量達153億kWh，占工業(yè)用電量的19.4%，挖掘節(jié)能潛力7.17億kWh，節(jié)能率達4.68%，為本市完成“十二五”的節(jié)能減排和應(yīng)對氣候變化及高效電機推廣目標(biāo)奠定了堅實基礎(chǔ)。

1 電能平衡技術(shù)路線

圖1 用電設(shè)備信息管理系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

上海市充分利用信息化手段，將電能平衡工作分為軟件填報、數(shù)據(jù)分析、現(xiàn)場專項診斷以及形成報告四個階段進行。在對企業(yè)用電設(shè)備進行全面調(diào)研、了解的基礎(chǔ)上，使用由市能效中心自主開發(fā)的工業(yè)企業(yè)電能平衡信息管理系統(tǒng)軟件進行用電設(shè)備信息填報；對所填報信息進行初步分析，判斷企業(yè)重點用電板塊，其用電特點，初步判定節(jié)能潛力點；利用專業(yè)測試設(shè)備對企業(yè)重點用電設(shè)備進行在線用電測試，出具專項診斷報告，最后形成完整的電能平衡測試報告。

2 電能平衡軟件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

電能平衡軟件涵蓋企業(yè)的基本信息以及與用電相關(guān)的所有分系統(tǒng)數(shù)據(jù)，可以幫助企業(yè)建立用電設(shè)備的管理平臺，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如圖1。

基本信息中，包括企業(yè)所屬行業(yè)、綜合能耗值、總用電量、供電線路、企業(yè)能源管理人員與聯(lián)系人等信息。

與用電相關(guān)的系統(tǒng)可分為電力計量系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)與用電系統(tǒng)。變配電系統(tǒng)可細(xì)分為變壓器與電纜系統(tǒng)；用電系統(tǒng)則可細(xì)分為電機拖動系統(tǒng)、電熱系統(tǒng)、整流系統(tǒng)與照明系統(tǒng)。各系統(tǒng)需要包括如下信息：相關(guān)設(shè)備的企業(yè)管理編號、型號、數(shù)量、額定參數(shù)、運行參數(shù)以及通過專業(yè)軟件計算出來的用電量、效率等。

3 軟件功能和企業(yè)用電狀況分析

3.1 企業(yè)用電狀況總體分析

工業(yè)企業(yè)用電設(shè)備主要包括電機系統(tǒng)、電熱、整流及照明等四大系統(tǒng)，其中電機系統(tǒng)可進一步細(xì)分為風(fēng)機、水泵、制冷空調(diào)、空壓機和其它用途電機，共計八大用電設(shè)備系統(tǒng)，通過電能平衡軟件可以對企業(yè)各系統(tǒng)裝機容量和用電狀況進行總體分析。下面以某工業(yè)企業(yè)2011年全廠用電信息統(tǒng)計為基礎(chǔ)進行分析。

如圖2所示，裝機容量占比最小為整流系統(tǒng)，占比為0，占比最大的泵系統(tǒng)為41.91%。電機系統(tǒng)裝機容量占比超過總裝機容量的一半，為93.53%。

如圖3所示，各用電系統(tǒng)用電量占比最大的是其泵系統(tǒng)，占比43.98%，其次是制冷系統(tǒng)22.97%、空壓機系統(tǒng)16.22%、照明系統(tǒng)8.56%、風(fēng)機系統(tǒng)4.22%、配電系統(tǒng)3.44%和其它用途電機0.61%。

圖2 各用電系統(tǒng)裝機容量占比

圖3 各用電系統(tǒng)用電量占比

對比圖2與圖3中的電機系統(tǒng)，裝機容量占93.53%，用電量占88%，即近九成電量為電機消耗。圖4可直觀地反映企業(yè)各月的用電狀況，做好本市“十二五”節(jié)能減排工作，順利完成節(jié)能減排任務(wù)，工業(yè)用電占到很大比例，電機系統(tǒng)節(jié)能是最重要的節(jié)能抓手。

3.2 高耗能淘汰設(shè)備篩選

加速企業(yè)老舊機電設(shè)備的淘汰是提高企業(yè)能源利用率的一個重要手段。根據(jù)國家工信部《高耗能落后機電設(shè)備（產(chǎn)品）淘汰目錄（第一批）》公告[工節(jié)（2009）第67號]和《高耗能落后機電設(shè)備（產(chǎn)品）淘汰目錄（第一批）》公告[工業(yè)和信息化部公告（2012）第14號]，S7系列變壓器和Y系列、JO、JO2系列電動機均屬淘汰機電設(shè)備。電能平衡軟件集成了國家明令淘汰電機和變壓器的數(shù)據(jù)庫，可以自動實現(xiàn)淘汰設(shè)備的篩選功能。

以上海某工業(yè)企業(yè)為例，電機總數(shù)量為77臺，全部為低壓電機，經(jīng)過軟件篩選，該用電企業(yè)超過一半以上的電機為Y型電機，已列入國家工信部《高耗能落后機電設(shè)備（產(chǎn)品）淘汰目錄（第二批）》公告[（2012）第14號]規(guī)定的淘汰電機目錄。根據(jù)國家和高效電機推廣政策，企業(yè)對淘汰電機進行高效電機替換后將得到相當(dāng)可觀的節(jié)能效果，對本市“十二五”節(jié)能減排目標(biāo)的完成會有積極的意義。

3.3 電機系統(tǒng)分析

1）設(shè)備數(shù)量分析

某企業(yè)電機總量77臺，其中制冷空調(diào)系統(tǒng)電機為5臺，泵系統(tǒng)電機為38臺，風(fēng)機系統(tǒng)電機為21臺，空壓機系統(tǒng)電機為3臺，其它用途電機為10臺。各電機系統(tǒng)數(shù)量占比分別為6%、50%、27%、4%和13%。

各系統(tǒng)電機數(shù)量占比見圖5：

2）裝機容量分析

該企業(yè)電機總裝機容量為1204kW。其中制冷空調(diào)系統(tǒng)電機為405kW，泵系統(tǒng)電機為539.5kW，風(fēng)機系統(tǒng)電機為84.5kW，空壓機系統(tǒng)電機為155kW，其它用途電機為20kW。各電機系統(tǒng)裝機容量占比分別為13%、21%、11%、14%和41%。

各系統(tǒng)電機裝機容量占比見圖6：

3）用電量分析

圖6 各系統(tǒng)電機裝機容量占比

圖7 各系統(tǒng)電機用電量

圖7統(tǒng)計數(shù)據(jù)為該企業(yè)2011年全年電機用電量，即460.7699萬kWh。其中制冷空調(diào)系統(tǒng)用電量為105.8278萬kWh，泵系統(tǒng)用電量為202.6651萬kWh，風(fēng)機系統(tǒng)用電量為19.4499萬kWh，空壓機系統(tǒng)用電量為74.7144萬kWh，其它用途電機用電量為2.8269萬kWh，各系統(tǒng)用電量占比分別為26%、50%、5%、18%和1%。

各系統(tǒng)電機裝機容量占比見圖7：

上圖5、6、7中泵電機無論是數(shù)量、裝機容量還是用電量的占比，都高于其它用電系統(tǒng)，對企業(yè)來講節(jié)能潛力的挖掘重點可放在泵系統(tǒng)上。

4 結(jié)論

通過工業(yè)企業(yè)電能平衡軟件對企業(yè)自身用電設(shè)備信息匯總、統(tǒng)計與分析，不僅可以幫助企業(yè)對用電設(shè)備賬目的科學(xué)有效管理，而且便于企業(yè)對用電設(shè)備的用電特點分析，查找重點用電板塊，使得節(jié)能分析更加具有針對性。