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企业节能措施及技术进展电力需求侧管理
发布时间:2015-04-14
企业节能措施及技术进展电力需求侧管理
电力需求侧管理来自综合资源规划的基本思路,是电力资源规划的主要内容。综合资源规划是将供应方和需求方各种形式的资源作为一个整体进行的资源规划。概括地说,它的基本思路是:除供应方资源外,还把需求方提高资源使用效率、减少消耗视为一种资源同时参加规划。旨在通过需方管理更合理配置和有效地利用能源资源、控制环境质量,减少投资和成本,形成对社会和供、需各方都有利的情况。所以综合资源管理建立了这样一个新概念:以提高需求方终端利用效率所节约的资源同样可以作为供应方最合适的替代资源,对资源配置及管理产生了变革性的影响。
资源观点、效益观点、实施观点是综合资源规划的基本观点。
一、电力需求侧管理
需求侧管理(Demand Side Management,DSM)是指采取有效的激励措施,引导消费者改变用能方式和时间,使资源得到优化配置的活动。这种管理技术首先在网络化供应的电力、煤气、热力等公用事业部门中使用,其中在电力事业上应用比较成熟,并取得明显的效果。
在电力事业推行需求侧管理旨在:
(一)减少不合理的电力消耗,提高用户终端用电效率,节约能源。
(二)减少用户在电网高峰时段对电力的需求,以提高电网的负荷率及其运行的经济性,并减少或延缓新增的发电装机容量。
(三)在减少电能消耗的同时,减少发电废物的排放量,改善和保护环境。
因此,需求侧管理是当前国际上推行的一种先进的能源管理技术。
1.电力需求侧管理概念
电力需求侧管理简称DSM,DSM的定义大致可以表述为:通过有效的激励措施,引导电力用户优化用电方式,提高终端用电效率,优化资源配置,达到节约能源、改善和保护环境的目的,是促进电力工业与国民经济、社会协调发展的一项系统工程,对实现能源、经济、环境的协调发展具有重要意义。
这个定义概括了DSM的三大功能:提高终端用电效率、节省资源、改善环境。我们面临的现实情况是:在能源利用效率方面,2003年我国GDP占世界(GDP的比重大约是4%,而能源消耗却占了30%。我国单位产值电能消耗为0.15千瓦时/元,是美国的3倍,日本的5倍。在资源拥有量方面,我国人均能源资源占有量不到世界水平的50%。在环境保护方面,目前我国每年煤炭燃烧排放的二氧化硫超过2000万吨,居世界位,远远超过环境自净能力,近1/3的国土遭受酸雨污染;我国发电排放的二氧化碳超过12亿吨。为了实现建设小康社会和GDP翻两番的目标,到2020年,我国电力装机容量需要达到9亿千瓦,每年需要新增装机3000万千瓦以上。
电力需求侧管理将综合资源规划方法在电力资源规划上运用。即除电力供应方资源外,还把需求方提高用电效率减少的电量消耗和改变用电方式降低的电力需求视为一种资源同时参与电力规划。
因此它和综合资源规划方法一样具有下列基本观点:
(1)改变了传统的资源观念,把节电作为资源与供电资源置于同等地位参与规划,目的是最经济、最有效地利用电力资源。
(2)改变了传统的规划模式,把综合经济效益置于突出地位,以成本效益为准则,以社会效益为主要评价标准,注意协调供、需双方的贡献和利益,达到改善社会整体环境的目的。
(3)把终端节电的实施作为一个重要的规划领域。把节电的落脚点放置在终端的具体用能技术设备上,关注的是实实在在的节能节电活动,防止以往规划与实施脱节的倾向。
二、DSM运营特点
DSM与三电管理的区别
DSM与20世纪70年代推进的三电管理 (即计划用电、节约用电和安全用电)存在本质上的差异,三电管理是计划经济条件下电力紧缺时期的产物,节电在一定意义上是按紧缩的计划用电,目标是减少电量的消耗缓解供需矛盾,根本谈不上保护环境和提高电能利用效率。
而DSM 则是在市场经济条件下,借鉴国外发达国家如美国、日本、加拿大、德国等国成功的节约用电管理办法。从过去的单纯强调节省、少用发展到鼓励多用电,引导用户更科学更合理地把电用好,同时还要突出环境保护和资源节约的社会效益。真正含义上的DSM是指通过提高终端用电效率和优化用电方式,在完成同样用电功能的同时减少电量消耗和电力需求,达到节约能源和保护环境,实现低成本电力服务所进行的用电管理活动。它需要有供电方、用电方、节电中介机构、节能设备制造商及全社会的共同参与,它是三电管理活动的提高和发展。
所以电力需求侧管理与电力部门传统的用电管理相比本质上不是一码事,而是管理方式的一种演进和变革。
(一)管理非常强调在提高用电效率的基础上取得直接的经济效益。需求方管理是一种运营活动,它既求效率,更追求效益。任何一项节电措施,都要给社会、电力公司和用户带来经济效益,使电力公司和用户都有利可图。电力公司在运营过程中,在获得允许的节电收益前提下,要采取以鼓励为主的市场手段推动用户主动节能节电。
(二)需求侧管理也非常强调建立电力公司与用户之间的伙伴关系。改变过去用电户对电能使用无选择余地的求助地位,电力公司要调动用户节电的主动性。需求侧管理要求电力公司和用户间建立起融洽的合作感情,为供电和用电效益上共同承担风险,共同争得利益。
(三)需求侧管理还非常强调基于用户利益基础上的能源服务。电力公司必须树立能源服务观点,摒弃不顾用户承受能力和经济利益强行限电等做法去减少用电需求。更多的是鼓励采用科学的管理方法和先进的技术手段,促使用户主动改变消费行为和用电方式,提高用电效率和减少电力需求,做到既提高电网运行的经济性,又节省用户的电费支出。
1、实施DSM运营供用电双方都是赢家
电力需求方即用户是实施DSM的对象,实施DSM运营中可获得实实在在的利益,大幅度降低生产成本甚至可使一个濒临倒闭的企业起死回生。而供电企业是实施DSM的主体,同样也是受益者。
从表面上看,更多的用户实施DSM节电效果好,既节约用电量,又降低用电均价,这样会导致供电方售电量、均价和经济效益整体下降,其实不然。
(1)用户重视削峰填谷,促使电网负荷率提高,发配电设备利用率相应提高,电网运行状况得以改善,缩小了峰谷差的同时,降低了输配网络的线损,这样从整体上提高了电网的经济性。
(2)用户实施DSM,高峰期腾出供电容量满足了不同需求的用户,降低了拉闸限电的概率,增加了售电收入。
(3)用户实施DSM,用户用电单价下降,可刺激用电消费,加速电代油、电代气、电代煤,淘汰自备燃油机组,扩展了电力市场。
(4)用户实施DSM,实实在在地降低了生产成本,提高了市场竞争力,求得了自身生存和发展的同时,又促进了电力的发展。
(5)用户实施DSM,成本下降,利润上升,企业有了效益,这样电费支付困难就小,供电企业电费收缴率自然会高。
(6)用户实施DSM,住宅区移交供电局直供,实施两电分离,这样可以让用电企业腾出手来抓生产,而供电企业在接管工业企业住宅区用电管理改造工程中可以发展,扩大了管理领域,在完善服务中使售电量成倍上升。
如一家小型氮肥生产企业,该企业在所在的供电区是的用户,电力负荷占1/4,电量占1/2还强,负荷率可影响该供电区的近20个百分点,然而这家企业因用电管理不到位,导致单位电耗高,每千瓦时均价高,缺乏市场竞争力而面临停产关闭。地方政府与供电局一道,帮助该企业从DSM项目上查找原因,结果促进原来已投资建设但尚未投产的35KW变电站投入运行,使每千瓦时均价下浮0.01元,线损率下降了3.3个百分点。该企业还重新调整了变压器,改变了基本电费的计收方式,大幅度提高了月平均功率因数,在不增加资金投入的情况下,每年可节约200万千瓦时,每千瓦时均价下浮0.027元,每年可节省电费开支200万元。与此同时,供电企业也确保了正常运转。
又如某加工海鲜的外贸大工业用户,该企业属于季节性生产,旺季加工生产,淡季制冷保鲜,在以前淡季用电量少,每千瓦时均价高达3元,该企业只好申请变压器报停,用自备柴油机组发电,由于油价大幅上涨,柴油机发电每千瓦时均价仍高出1.5元以上,使得该企业不堪重负,且还存在环保问题 (排烟和噪声影响)。因此该企业与供电局协商将原变压器容量一分为二,不扩容,旺季两台变压器运行,淡季退出一台大容量变压器,保留一台供保鲜用电,仍按两部制计费,这样用电单价只是稍高于正常电价,降低自发电价,电费与环保兼得,供电局也增加了售电量。
2、供应方资源与需求方资源
为便于规划和运营管理,必须划清双方的资源。供需双方资源的界定和划分,是以用户计费电能表为界限。计费电表以上为供应方,以下为需求方。
(1)供应方的资源
①各种类型的电厂
②外购电。
③电力系统节省的电力和电量。
(2)需求方资源需求方资源指的是用户潜在的节电资源,大体上包括:
①提高照明、空调、电动机、电热、冷藏、电化学等设备用电效率所节约的电力和电量。
②蓄冷、蓄热、蓄电等改变用电方式所节约的电力。
③能源替代、余能回收减少和节约的电力和电量。
④同约定可中断负荷所节约的电力和电量。
⑤筑物保温等完善用电环境条件所节约的电力和电量。
⑥户改变消费行为减少用电所节约的电力和电量。
⑦备电厂参与调度后减供的电力和电量。
3、效益分析
由需求方管理采取的节电措施,只有在社会、电力公司、用户等各方收益大于成本时,才能被接受。所以为获得的综合经济效益和群体效益,各方均会进行成本效益分析来评价。需求方管理效益的评价指标,根据国外的经验和我国的试点研究,主要有:
①避免电量。指由于节电使电力系统避免的新增电量。
②可避免峰荷容量。指由于节电使电力系统避免的新增装机容量。
③可避免电量成本。指由于节电使电力系统避免的新增电量成本。
④可避免峰荷容量成本。指由于节电使电力系统避免的新增装机容量的成本。
⑤位节电成本。指节电项目在寿期内节约单位电量的支出费用。
⑥节电峰荷容量成本。指节电项目在电厂寿期内的支出费用与可避免峰荷容量之比。
⑦年纯收益。指实施节电项目的收益与成本之差,系节电项目能否获利的指标。
⑧投资回收期。是节电项目以各年获利偿还原始投资所需要的年数。
4、实施环境
电力需求方管理的开展,必须发挥政府、电力公司、用户和中介服务部门各方的作用。
(1)政府的作用
开展电力需求方管理需要法制和政府的支撑,它是一个社会行为,只有在宏观调控指导下充分发挥市场调节的基础作用,才能争得经济效益。这就需要政府发挥主导作用,在法制和政府等方面采取强有力手段。
政府要将实施需求方管理纳入法制轨道并建立相应的体制保障。在节电领域实行以鼓励性为主的政策,在财政、货款、税收、价格等方面制定鼓励性条款。对各方在节电效益的分配上进行协调,在实施中进行监督指导。
(2)电力公司的作用
电力公司是电力需求方管理的主体,要与电源开发和供电一样把节电纳入日常运营活动。
体制上要明确地把节电列入电力公司的职能范围。电力公司要突破只管建厂供电的传统职能领域,它一方面要实施电源开发规划,投资于开发销售电力;另一方面要实施需求方管理计划,投资于节电销售效率。因为电力公司将从需求方管理中得到延缓投资和减少建设高成本电厂容量的得益。
法制规定应鼓励电力公司主动承担实施需求方管理计划。凡是电力公司投资于终端节电,应与供电一样以同等利润计入电费。作为对电力公司的鼓励措施,实施需求方管理的投资回报率应允许略高于投资电源开发的回报率。这不会使电价提高,因节电成本远低于新增供电成本。
政策上要允许电力公司以财政激励手段推动需求方管理规划的实施。财政激励是需求方管理对用户节电响应能力最主要的手段。财政激励手段主要按如下几种方法制定:
①制定多种可供选择的电价。如峰谷电价、容量电价、季节性电价、可中断负荷电价等。
②采用节电技术设备的折让销售、节电设备的免费安装、节电设备租赁、节电招标等。
③提供低息无息节电贷款、节电效益还贷、节电特别奖励等手段。
这部分激励资金通过供电电价给予回收,实质上是以节电收益推动节电,可理解为电力公司用这笔激励资金在 “负瓦”市场上向用户购电。这笔花费只要低于新增电量成本即可获利。
④在电源开发的审批制度中把需求方管理计划纳入法定的审批程序。
把电源开发和电力节约视为一个整体纳入审批程序,把需方管理计划列入其中的审批内容并参加电力电量平衡,使开发与节约紧密联系在一起,统一筹划,同步实施,把节约落在实处。
(3)能源服务公司类中介机构的作用
能源服务公司一类的中介机构,可向用户提供有关需求方管理内容的各种形式的中介服务,协助政府和配合电力公司实施需求方管理计划。
各种服务包括能源审计、节能诊断、筹集节能投资、节能设计、安装和操作培训到获得节能节电收益的一条龙服务。
(4)电力用户的作用
用电是终端节能节电的主体,只有用户的积极参与才能提高终端用电效率节约能源,移峰填谷减少发电装机容量。由此不但减少了包括发电和输配电在内的电力建设投资,降低了供电成本,而且还减少了与其相关的燃料开采、运输投资以及环保控制费用。所以用户是节能节电整体增益的贡献者。因此要根据政府的决策和电力公司的经营策略来调动用户节电的积极性、主动性,使其也能从中得益。
5、DSM的技术手段
电力需求方管理的目标,主要集中在用户电力和电量的节约上。
(1)通过负荷管理技术改变用户的用电方式,降低电网的负荷,取得节约电力、减少电力系统装机容量的效益。
(2)通过用户采用先进技术和高效设备提高终端用电效率,减少电量消耗,取得节约电量效益,同时获得节约电力减少系统装机容量的效益。
6、改变用户的用电方式
(1)电力系统的负荷特性
电力系统的负荷特性又称电力系统的负荷方式,它每时每刻都在发生变化,通常是用负荷特性曲线来表示。主要包括负荷特性曲线和日负荷特性曲线两种,有的还有周、月和季负荷特性。
年负荷特性基本上有两种:一种是负荷峰期出现在冬季(见下图),另一种是负荷峰期出现在夏季(见下图)。
荷峰期出现在夏季 
 
 
日负荷特性也有两种:一种是峰期负荷出现在夜晚(见下图),另一种是峰期负荷出现在白天(见下图)。它们的负荷谷期均出现在后夜。
负荷谷期均出现在后夜 
电力系统的负荷特性与一系列因素有关,主要取决于电网所在地区的经济结构和用户的生产特点,当地的气候条件、生活水平和风俗习惯以及电网规模等。对一个具有一定规模的电网来讲,电力系统的负荷方式主要是由终端用电方式决定的,要改变电力系统的负荷方式就要改变终端用电方式。由于供电能力不足和线路容量堵塞等拉闸停电的影响,图示的负荷特性不是完全满足终端用电需求的自然负荷特性,否则还要拉大电网负荷的峰谷差距。随着市场经济的发展和人们生活素质的不断提高,电网负荷的峰谷差还有进一步拉大的趋势。
(2)负荷整形技术
改变用户的用电方式是通过负荷管理技术来实现的,负荷管理技术就是负荷整形技术。它是根据电力系统的负荷特性,以某种方式将用户的电力需求从电网负荷高峰期削减、转移或增加在电网负荷低谷期的用电,以达到改变电力需求在时序上的分布,减少日或季节性的电网峰荷,以期提高系统运行的可靠性和经济性。在规划中的电网,主要是减少新增装机容量和节省电力建设投资,从而降低预期的供电成本。
负荷整形主要有削峰、填谷、移峰填谷三种。
①削峰 (见下图)。削峰是在电网高峰负荷期减少用户的电力需求,避免增设边际成本高于平均成本的装机容量,并且由于平稳了系统负荷,提高了电力系统运行的经济性和可靠性,降低了平均发电成本。另一方面,削峰会减少一定的峰期售电量,也降低了电力公司的部分收入。
电力公司的部分收入 
削峰的控制手段主要有两个:一个是直接负荷控制,另一个是可中断负荷控制。
直接负荷控制是在电网峰荷时段,系统调度人员通过运动或自控装置随时控制用户终端用电的一种方法。由于它是随机控制,常常冲击生产秩序和生活节奏,大大降低了用户峰期用电的可靠性,大多数用户不易接受,尤其是那些可靠性要求很高的用户和设备,负荷的突然衰减和停止供电有时会酿成重大事故,带来很大的经济损失,即便采用降低直接负荷控制的供电电价也不太受用户欢迎,限制了这种控制方式的应用范围。电力供应严重短缺、大量外购峰荷电力的电网,在失去电力平衡时往往采用这种方法削减峰荷,然后对用户予以电价补偿。直接负荷控制多于城乡居民的用电控制,对于其他用户以停电损失最小为原则进行排序控制。
可中断负荷控制是根据供需双方事先的合同约定,在电网峰荷时段系统调度人员向用户发出请求信号,经用户响应后中断部分供电的一种方法。它特别适合可以放宽对供电可靠性苛刻要求的那些 “塑性负荷”,主要应用于工业、商业、服务业等,如有工序产品或最终产品存储能力的用户,可通过工序调整改变作业程序来实现躲峰;有能量(主要是热能)储存能力的用户,可利用储存的能量调节进行躲峰;有燃气供应的用户,可以燃气替代电力躲避电网尖峰;那些用电可靠性要求不高的用户,可通过减少或停止部分用电躲开电网尖峰等。不难看到,可中断负荷控制是一种有一定准备的停电控制,由于这种电价偏低或给予中断补偿,有些用户愿意以较少的电费开支降低有限的用电可靠程度。它的削峰能力和终端效益,取决于用户负荷的可中断程度和这种补偿是否不低于用户为躲峰所支出的费用。
利用时间控制器和需求限制器等自控装置实现负荷的间歇和循环控制,是对电网错峰比较理想的控制方式。它虽然改变了用户的用电方式,但通常不影响或较少影响用户的用电模式和服务质量。如空调、风机、水泵、大耗电工艺设备等的间歇和循环控制。但是,它需要有完善的控制系统。
削峰控制不但可以降低电网峰荷,还可以降低用户变压器的装置容量。
②填谷(见上图)。填谷是在电网低谷时段增加用户的电力电量需求,有利于启动系统空闲的发电容量,并使电网负荷趋于平稳,提高了系统运行的经济性。由于它增加了销售电量,减少了单位电量的固定成本,进一步降低了平均发电成本,使电力公司增加了销售收入。尤其适用于电网负荷峰谷差大、低负荷调节能力差、压电困难,或新增电量长期边际成本低于平均电价的电力系统。
比较常用的填谷技术措施有:
a.增加季节性用户负荷。在电网年负荷低谷时期,增加季节性用户负荷;在丰水期鼓励用户多用水电,以电力替代其它能源。
b.增添低谷用电设备。在夏季尖峰的电网可适当增加冬季用电设备,在冬季尖峰的电网可适当增加夏季用电设备。在日负荷低谷时段,投入电锅炉或蓄热装置,采用电气保温,在冬季后夜可投入电暖气或电气采暖空调等进行填谷。
c.增加蓄能用电。在电网日负荷低谷时段投入电气蓄能装置进行填谷,如电气蓄热器、电动汽车蓄电瓶和各种可随机安排的充电装置等。
填谷非但对电力公司有益,用户利用廉价的谷期电量也可以减少电费开支。但是由于填谷要部分改变用户的工作程序和作业习惯,也增加了填谷技术的实施难度。
填谷的重点对象是工业、服务业和农业等部门。
③移峰填谷 (见下图)。移峰填谷是将电网高峰负荷的用电需求推移到低谷负荷时段,同时起到削峰和填谷的双重作用。
同时起到削峰和填谷的双重作用 
它既可减少新增装机容量、充分利用闲置容量,又可平稳系统负荷、降低发电煤耗。移峰填谷一方面增加了谷期用电量,从而增加了电力公司的销售电量;另一方面减少了峰期用电量,又减少了电力公司的销售电量。电力系统的销售收入取决于增加的谷电收入和降低的运行费用对减少峰电收入的低偿程度。在电力严重短缺、峰谷差距大、负荷调节能力有限的电力系统中,一直把移峰填谷作为改善电网经营管理的一项主要任务。对于拟建电厂,移峰填谷可以减少新增装机容量和电力建设投资。
主要的移峰填谷技术措施有:
a.采用蓄冷蓄热技术。中央空调采用蓄冷技术是移峰填谷最为有效的手段,它是在后夜电网负荷低谷时段制冰或用冷水并把冰或水等蓄冷介质储存起来,在白天或前夜电网负荷高峰时段把冷量释放出来转化为冷气空调,达到移峰填谷的目的。蓄冷中央空调比传统中央空调的蒸发温度低,制冷效率相对低些,再加上蓄冷损失,在提供相同冷量的条件下要多消耗电量,但它却是有利于电网的填谷电量。
蓄冷技术是一种在用的成熟技术,深圳中电大厦冰蓄冷中央空调首次使用,实践证明它特别适用于商业、服务业、工业部门以及居民楼区的集中空调。如大型商厦、贸易中心、酒楼宾馆、公寓、写字楼、娱乐中心、影视院、体育馆、健身房、大型住宅区以及大面积使用空调的电子、医药、纺织、化工、精密制造、食品加工、服装等生产企业。
采用蓄热技术是后夜电网负荷低谷时段,把电锅炉或电加热器生产的热能存储在蒸汽或热水蓄热器中,在白天或前夜电网负荷高峰时段将其热能用于生产或生活等来实现移峰填谷。用户采用蓄热技术不断减少了高价峰电支出,而且还可以调节用热尖峰、平稳锅炉负荷、减少锅炉新增容量,当然,它也要多消耗部分电量。蓄热技术也是一种在用的成熟技术,是移峰填谷有效的技术手段,对用热多、热负荷波动大、锅炉容量不足或增容有限的工业企业和服务业尤为合适。用户是否愿意采用蓄冷和蓄热技术,主要取决于它减少高峰电费的支出是否能补偿多消耗低谷电量支出电费,并获得合适的收益。
b.调整作业程序。调整作业程序是一些国家曾经长期采取的一种平仰电网日内高峰负荷的常用办法,在工业企业中把一班制作业改为二班制,把二班制作业改为三班制。作用制度大规模的社会调整,对移峰填谷起到了很大作用,但在很大程度上干扰了职工的正常生活节奏和家庭生活节奏,也增加了企业不少的额外负担,尤其是在硬性电价下,企业这种额外负担不能得到任何补偿,不易被社会所接受,也是电力部门能力不足的表现。实践证明:随着市场经济的发展,不顾及用户接受能力强制推行多班连续作用的办法将逐渐失效。对那些客观上不需要多班连续作业的企业,要它以调整作业程序来移峰填谷必须采取更有力的市场手段。
c.调整轮休制度。调整轮休制度也是一些国家长期采取的一种平衡电网日间高峰负荷的常用办法,在企业间实行周内轮休来实现错峰,取得了很大成效。由于它改变了人们早已规范化了的休整习惯,影响了社会正常的活动节奏,冲击了人们的往来交际,又没有增加企业的额外效益,一般难于被广大用户所接受。电网应服务于社会大众,不该影响甚至左右人们的正常活动习惯。尤其是随着社会的进步和不断增长的物质文明与精神文明,那种使社会的运转步调去屈从于电网调荷需要的概念将逐步消失殆尽。然而,在一些严重缺电的地区,在已经实行轮休制度的企业,采取必要的市场手段仍然可能为移峰填谷做出贡献。
7、提高终端用电效率的一般途径
提高终端用电效率是通过改变用户的消费行为,采用先进的节能技术和高效设备来实现的,其根本目的是节约用电、减少电量消耗,其中包括直接节电和间接节电。
直接节电是采用科学的管理方法和先进的技术手段来节电;间接节电是依靠改善经济管理,采取调整和控制手段后少用电能。它要依靠调整经济结构、生产力合理布局、节约原材料、提高产品质量,要通过最终产品的节约利用、增加高能耗产品的进口等经济管理来实现。
(1)照明
采用紧凑型荧光灯替代普通白炽灯,用细管荧光灯替代普通粗管荧光灯,由钠灯替代汞灯,用高效电感镇流器替代普通电感镇流器,用电子镇流器替代普通电感镇流器,用高效反射灯罩替代普通反射灯罩等,以及采用声控、光控、时控、感控等智能开关和钥匙开关控制等实行照明节电运行等。
(2)电动机
选用高导电、高导磁性能的电动机替代普通电动机,选用与生产工艺需要容量相匹配的电动机提高运行的平均负载率,应用各种调速技术实现电动机节电运行,实现流水作业降低电动机空载率等。
(3)制冷空调
应用溴化锂吸收式制冷减少用电,应用智能控制高效空调器节约用电,利用热泵替代电阻加热的取暖空调节约用电,建立适应人体生理条件的消费行为降低用电等。
(4)降低线损
采用低铜铁损的高效变压器减少变电次数,实行变电器节电运行,配电线路合理布局和采用无功就地补偿减少配电损失等。
(5)余能余热回收
应用干法熄焦高温余热回收发电、工业炉窑高温余热回收发电、高炉炉顶排气压力发电、工业锅炉余压发电等可用来提高能源利用率和增加终端用户自给电量,采用热泵、热管和高效换热器等热回收和热传导设备能直接或间接减少用电消耗。
(6)合理调度
实行专业化集中生产,提高炉窑地装载率,降低单位产品电耗;实行连续作业,减少开炉停炉损失,提高设备的用电效率;风机、泵类、压缩机实行经济运行等。
(7)建筑节能
采用绝热性能高的墙体材料和门窗结构,充分利用自然光和热等。
(8)能源替代
要把太阳能和燃气作为与电能相互替代的主要对象,更经济合理地利用能源资源。
三、DSM项目目标和发展
2004年迎峰度夏时,DSM不辱使命,功不可没。DSM在迎峰度夏中的作用,突出表现在两个方面:一是通过采取切实可行的措施,转移高峰负荷,提高了电网负荷率,减轻了电网尖峰负荷压力。2004年上半年,全国共转移负荷1792万千瓦,全国电网负荷率平均提高了2个百分点。二是制定合理的错峰、避峰方案,实现有序用电,有序限电,确保了居民生活和重点单位的正常用电不受影响。上海制定的黄、橙、红三级错峰避峰预案,分别可错峰、避峰100万千瓦、160万千瓦和360万千瓦。
国家电监会高层领导称赞DSM 在2004年迎峰度夏中发挥了重要作用。高位运行的上海电网,连续遭遇两次致命伤害。按照事先制定的DSM预案,1600家企业立即执行避峰应急措施,两次把疲惫至极的电网从危机中救出,避免了美加电网大停电式的悲剧的发生。
应该说,正是因为缺电,才引起了各方对DSM的关注,也成就了DSM的辉煌。因此,有人担心,如果不缺电了,还要不要开展DSM?其实,应对缺电危机,只是DSM发挥的很小的一个作用。正如国家发改委张国宝副主任指出的:一方面,电力需求增长势头迅猛,一次能源供应后劲不足,隐忧不断,近期电力发展受到煤炭供应、淡水资源、铁路运输和环境容量的严重制约;另一方面,我国能源效率低,能源浪费严重。如果这种情况不加改变,电力工业将难以承担起有效支撑国民经济和社会发展的重任。因此,我国电力工业必须坚持、协调、可持续的发展观。在这方面,DSM发挥着非常重要的作用。通过加强DSM,采用节能技术和节能产品,提高能源利用效率,实现最小成本服务,据专家预测,我国通过加强DSM,到2020年,可以以8亿千瓦的装机支撑同样的国民经济和社会发展速度,并能够节约投资8000~10000亿元。同时,通过加强DSM,缩小电网峰谷差,提高电网负荷率,发电侧避免了频繁调整发电出力,能够减少煤、油和水等自然资源的消耗,也同样促进了电力与资源、环境的协调发展。通过DSM缓解电力供应紧张的压力,只是权宜之计,作为促进电力与经济、资源、环境协调发展的能源战略,才是DSM的使命所在。
(一)DSM的发展
用电方实施DSM是花小钱办大事,不花钱也办事的必然选择。
市场竞争很大程度上取决于企业的产品质量和成本,有了好的产品质量,解决了产品的销路问题,并不意味着企业会赚钱,只有产品成本低,才有市场竞争力。用电方实施DSM有三大优势,即收益大、潜力大、贡献大。
1、收益大。主要是通过加强用电管理,采取一系列节电措施,减少电能的直接和间接损耗,减少电费开支;另一方面利用政府和电力企业提供的一些优惠电价政策,通过优化用电方式加以灵活运用,实现低成本电力服务。前面谈到的某氮肥厂起死回生就是典型的一例。又如某企业自备供水站,实施DSM以前每万立方米取水电费为2003元,推行DSM管理以后,采取更新输水管管材降低管损+利用蓄水池蓄水,尖峰停止抽水,高峰限制抽水,低谷时段水泵全开,用电削峰填谷;利用制冷与非制冷季节,枯水与丰水季节的特点改变运行方式和制水的工艺路线等多项措施。每万立方米电耗由约4500kw·h降到4000kw·h,每千瓦时均价由0.44元 (不含基本电费)降到0.365元,使每万立方米电费降到1460元,仅此一项每年可节约电费28万多元。
2、潜力大。用电企业不管是用电大户还是一般用户,不管是新用户还是老用户,推行DSM管理都有潜力可挖,项目内容包括减少直接和间接的浪费损耗、用电避峰、削峰填谷、力率调整、提高功率因数、降低线损变损、控制需量、适时投退变压器、提高用电负荷享受基数优惠、自备电站顶峰发电等。
3、贡献大。虽说用户实施DSM自身能得实实在在的益处,但同样需要付出代价,做出牺牲。特别是削峰填谷、节假日换休,用户必须改变用电方式,改变生活习惯,改变工作习惯,否则凭什么要这样做呢,总得“物有所值”才会选择它。用户实施DSM的贡献就在于支持了电网安全可靠供电,避免和减少了拉闸限电;用户实施DSM的贡献还在于能使电力资源配置更优以取得效应化,减少和节约国家对电力的投入,等于为全社会成员提供更多福利。
(二)DSM发展促进
政府部门发挥主导作用是实施DSM的关键,充分发挥供电企业的主体作用是推进DSM工作的重要环节,电力用户则是DSM工作的落脚点。另外,还要充分发挥节能服务公司(Energy Management Contract,EMC)的中介作用。当前相当一部分电力用户实施DSM除了存在认识上的各种模糊思想外,更多的管理人员存在素质不高、专业知识缺乏、资金不足等方面的问题,很难启动DSM,急需EMC的全方位的服务指导,为电力用户作设计搞策划,推进合同能源管理,垫资更新节电设备,解决资金困难, 同时提供用电效率、电费结算审计、节能项目审计、节能设备选型、采购、施工、培训、运行维护、节能监测等一条龙综合服务。EMC按市场机制运作,通过项目实施后产生的节电效益与节电用户共享成果。
DSM既是新鲜事物,又是成功、成熟的管理模式,要体现多方参与多方受益、共同参与共同受益、谁参与谁受益的原则,只要这样会真正被接受,才真正扎根于社会,使其焕发蓬勃而持久的生命力。
四、附录DSM 典型案例
通过对大庆石油管理局第二采油厂开展电力需求侧管理效果的研究,探讨如何利用企业电力需求侧管理的方法提高配电网经济运行水平,减少线路损耗,提高功率因数,有效地控制电量增长,以达到节能降耗,提高经济效益的目的。
大庆石油管理局第二采油厂油田生产面积182.5km2,供电面积225 km2,年原油产量占全局总产量的1/5,年用电量是全局耗电量的1/8。
该厂南八供电区有6kv配出线8条,运行6条,全长76.5km,配电变压器235台,2.57万千伏安,联合站1座,中转站5座,用电量占全厂的1/12。第二采油厂以南八供电区为示范区开展DSM 项目,取得了显著的节能效益和经济效益。
(1)削峰填谷
将高峰负荷转移到低谷时段,合理分布负荷。以注水电机为例,该机功率220kw,高峰期停运4h,低谷增开一台,年节约峰值电费96万元,减少高峰负荷2200kw,降低峰、谷负荷差4400kw。
(2)用空载备用变压器
为保证生产用电的可靠性,该厂部分中转站的备用变压器空载运行,该厂抽出南八变系统5个中转站,加强电工夜间值班,停用空载备用变压器,合计容量2605KV·A,年节约电量48.8万千瓦时,节省电费19.52万元。
(3)加6kV无功补偿装置
投资50万元,在每条配出线安装 1 组900kVar电 容 器,共 安 装6组,计5400kVar,使示范区的功率因数由0.617提高到0.831,年节约电费113.5万元,投资回收期5~8个月。
(4)增加0.4KV电动机无功补偿装置
为提高抽油机电动机功率因数,在南八变系统每个抽油机电动机上安装一组与电动机功率匹配的无功静态补偿电容器,总容量4550kVar,投资50万元,使南八示范区抽油机电动机功率因数从0.03提高到0.75,年节约电量318.86万千瓦时,年节省电费127.5万元,投资回收期4~7个月。
(5)更新改造高能耗注水电机和低压电机
第二采油厂在全厂范围内选出J系列注水电机1台、2200Kw,J系列低压电动机9台480KW进行更新,换用Y系列高转差电机,提高泵效,减少电量损耗,共投资50万元,年节约电量38.4万千瓦时,节省电费19.34万元,投资回收期2.5年。
(6)应用抽油机电动机节电控制器
投产较早的油井,电动机控制箱的各项保护措施少,缺少无功补偿,影响设备的安全性,又增加用电消耗。为此,选出40台电机共1600KW,投资48万元,采用低耗保护控制箱代替原有的配电箱,年节约电量253.4KW,节省电费101.35万元,投资回收期6~8个月。
除以上项目外,第二采油厂还在示范区内实施了缩短供电半径、提高变压器负载率等4个项目,投资52.8万元,年节约电量373kw· h,年节省电费131.4万元,投资回收期为5个月。
综合以上各项实施项目,共投入资金234.8万元,但全部项目每年可节约电量1281.08万千瓦时,节省电费512.43万元。
第二采油厂DSM项目综合经济效益见下表 。
目综合经济效益见下表 
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