工业企业电力节能技术原理及应用介绍课件.pptx

你们好,工业企业电力节能技术 及应用介绍,目 录,2、供电节能技术,3、应用技术方案,4、小结,1、概述,根据国家能源局统计： 2012年全国用电量为49591亿千瓦工业用电量为36061亿千瓦时，占总用电的72.7%。在工业企业的各项成本中，电费已成为紧随物料成本、人工成本之后的第三或第四项大最大的成本，特别是在某些高耗能企业中，电费已成为最主要的成本 然而，许多企业由于管理、工艺、技术等各方面原因，用电利用效率偏低，具有较高的节能潜力，因此通过电力节能技术的采用，降低电费支出成本、提高利润空间已经引起了越来越多工业企业的关注和重视,概述,工业用电能源浪费症状分析生产工艺落后：部分企业采用的生产技术或工艺相对落后，单位产品能耗和电耗大供配电系统运行效率低 1）变压器及配电线路配置不合理 2）设备配置不合理，“大马拉小车”情况严重 3）用电设备陈旧老化 4）流体设备运行工艺不合理,概述,工业用电能源浪费症状分析电力品质低，电能质量差 1）瞬变电压和浪涌电流的影响 2）谐波的影响 3）供电电压不稳定电力能源管理方式粗放 1）能源计量、检测管理制度不建全 2）电能管理缺乏精细化管理手段 3）缺乏统一的电力调度、负荷管理、电能管理平台,概述,目 录,2、供电节能技术,3、应用技术方案,4、小结,1、概述,企业供电节能技术,提高供配电运行效率,电力调度集成系统,改善供电品质提高电能质量,企业节电技术,电机节能,用电设备节能技术,制冷系统节能,照明系统节能,空压机系统节能,无功补偿技术,自动电压控制,谐波治理,设备状态监测,变压器经济运行,供配电协同优化,电力需量控制,电力监控分析,电能量计量分析,用电负荷管理,供电系统构成,提高供配电运行效率,供配电系统存在的问题 1）供配电系统中能耗最多的是电力变压器及配电线路。由于企业生产工艺的改变，会出现按设计配置的变压器容量与实际不相匹配的情况，例如变压器容量过大、负载率低，变压器损耗大；配电线路粗细和长短不合理、不规范等问题 2）用电设备多为满负荷设计，额定功率普遍偏大，实际运行效率低，通常电机的使用效率不到75%，“大马拉小车”与低负荷运行的情况普遍存在。因此，电机消耗的电能中有相当部分是以发热、铁损、铜损、噪音与振动等形式被浪费掉,提高供配电运行效率,解决方案,提高供配电运行效率,提高供配电运行效率,变压器经济运行,供配电协同优化,电力需量控制,供配电协同优化 供配电协同优化是在保证企业电力系统安全、可靠、经济、合理的运行的前提下，通过多种切实有效的技术手段的实施达到系统节能的目的，具体的措施有：提高企业日负荷率提高电力（配电）变压器负载系数提高企业和企业用电体系功率因数采用节能型变压器合理优化供配电系统的结构,提高供配电运行效率,1 企业应根据用电性质、用电容量，选择合理供电电压和供电方式。从节能的角度分析，在输送功率相同的情况下，选择高压比低压更好以6kV和10kV为例，采用10kV供电比6kV减少损耗64%，从10kV升压为35kV，线损会降低91.8%,企业供电的合理化,2 企业变配电所的位置应接近负荷中心，减少变压级数，缩短供电半径，按经济电流密度选择导线截面。3 企业根据受电端至用电设备的变压级数，其总线损率分别应不超过以下指标： a）一级 3.5； b）二级 5.5； c）三级 7。,企业供电的合理化,降低线路损耗的主要措施 减少变压次数，尽量将高压供电线路架设到企业的用电负荷中心区域合理提高供电电压，对电网进行升压改造是降低线损的有效措施，例提高功率因数，减少无功损耗，降低线损,企业供电的合理化,降低线路损耗的主要措施 均衡三相负荷，降低三相负荷的电流不平衡度 合理调整运行方式，改进线路的布局，避免超负荷及迂回供电按照经济电流密度来选择导线的截面积，对输送电流密度过大的导线，应及早更换、加大线径,企业供电的合理化,4 企业根据受电端电压在额定电压允许偏差范围内，企业用电设备的供电电压偏移值不应超过额定电压5。5 调整企业用电设备的工作状态，合理分配与平衡负荷，使企业用电均衡化，提高企业负荷率。根据不同的用电情况，企业日负荷率应不低以下指标： a）连续性生产 95； b）三班制生产 85； C）二班制生产 60； d）一班制生产 30。 P 21,企业供电的合理化,6 企业单相用电设备应均匀地接在三相网络上，降低三相电压不平衡度，供电网络的电压不平衡度应小于2。 7 企业在提高自然功率因数的基础上，应在负荷侧合理装置集中与就地无功补偿设备，在企业最大负荷时的功率因数应不低于0.90；低负荷时，应调整无功补偿设备的容量，不得过补偿。,2 企业供电的合理化,变压器经济运行分析 变压器经济运行与否，是由所带负荷大小、本身能耗的功率以及变压器在磁化过程中引起的空载无功损耗、绕组电抗中的短路无功损耗等因素决定的 变压器在变换电压及传递功率的过程中，自身将会产生有功功率损耗和无功功率损耗，可以根据变压器的有关技术参数，合理地选择运行方式，并加强变压器的运行管理，充分利用现有的设备条件，达到节约电能的目的 胡景生.变压器经济运行.中国电力出版社,提高供配电运行效率,变压器经济运行分析技术手段 1）变压器并列运行的经济运行方式 2）变压器分列运行的经济运行方式 3）调整负载与变压器经济运行 4）变压器间负载的经济分配 5）变压器经济负载系数与经济运行区 6）变压器及其供电线路的经济运行 7）变压器经济运行管理系统,提高供配电运行效率,最佳运行区 1.33JZ2 0.75经济运行区 JZ2 1最劣运行区 0 JZ2,电力需量控制系统 企业应合理安排各工序的运行方式，尽量避免大功率设备同时启动或运行，特别要对具有冲击性负荷特性的工序进行有效的控制，减少企业的峰值负荷，而要实现上述目标，要靠人为操作很难做到，因此需要通过电力需要控制系统对企业关口需量进行控制，通过功率改变、功率延时、功率切除等手段完成对企业用电的合理调配，减少冲击电流对电力设备的影响，提高企业用电质量,提高供配电运行效率,要解决的问题 1）高能耗企业的电费采用两部制电价，电度电价和需量电价，如何在不影响生产情况下，削峰填谷，减少需量电价 2）各个工序的负荷特性不同，无法采用统一的预测模型对其用电负荷进行预测 3）企业中参与需量控制的设备的控制特性差别较大，集中控制会带来安全隐患 4）电力需量的闭环控制实时性要求较高，要具备快速的采集单元和控制单元,提高供配电运行效率,技术实现采用先进的预测技术，对工序用电负荷进行预测分析，形成以关口需量预测、等值负荷预测、特殊工序预测的企业电力负荷预测机制建立了上下两级（全厂级、工序级）的需量控制模式，明确了各级的控制任务，提高了控制的安全性研发需量控制执行装置，实现对电压、电流、电度、工艺数据的采集及对现场设备的闭环控制,提高供配电运行效率,主要功能 1）企业电力负荷预测与负荷特性分析 2）需量控制点负荷与需量趋势分析 3）需量控制策略制定与控制目标值优化 4）电力需量优化装置的控制需量优化分配 5）控制对象电气量采集与控制命令下发 6）企业关口最大需量控制 7）区域最大需量控制,提高供配电运行效率,企业供电节能技术,提高供配电运行效率,电力调度集成系统,改善供电品质提高电能质量,企业节电技术,电机节能,用电设备节能技术,制冷系统节能,照明系统节能,空压机系统节能,无功补偿技术,自动电压控制,谐波治理,设备状态监测,变压器经济运行,供配电协同优化,电力需量控制,电力监控分析,电能量计量分析,用电负荷管理,用电设备存在的问题 1）工矿企业中有不少的变压器、电动机、风机、泵类、压缩机、电焊机等通用设备及供电线路陈旧，这些设备及供电线路在运行时效率低、耗电多、浪费非常大，存在着很大的节电潜力 2）风机、泵、压缩机等通用机械拖动设备大部分设计为固定功率运行，但实际运行时所需的压力或流量并不固定，系统匹配不合理，“大马拉小车”现象严重，设备长期低负荷运行,用电设备节能技术,解决方案,用电设备节能技术,用电设备节能技术,电机节能,制冷系统节能,照明系统节能,空压机系统节能,电机节能技术 在企业中，存在大量有电机拖动的设备，电机节能是极大的一个节能空间。电动机容量的确定原则： P为电动机的输出功率，Pe为电动机的额定功率电动机类型确定原则：在满足电动机安全、起动、制动、调速等方面要求的情况下，以节能的原则来选择。 1）恒负载连续运行，功率在250kW及以上，宜采用同步电动机 2）功率在200kW及以上，宜采用高压电动机 3）除特殊负载需要外，一般不宜选用直流电动机,用电设备节能技术,电动机拖动风机及泵类负载的节能分析 1）选用节能型电动机、风机、泵 2）按正常操作流量的1.11.15倍及风压余量不超过10%的要求考虑选用风机 3）选用泵时，在满足所需最大压力的情况下，其额定流量为正常操作流量的1.11.5倍，扬程余量不超过8% 4）根据负载功率的大小，合理选择电动机的额定功率，使电动机运行时的平均负载率在0.71之间，确保电动机高效运行,用电设备节能技术,电动机软启动技术 1）电动机软启动时，起动电流从零线性上升至设定值，无冲击电流。这样在启动过程中的启动电流，就由过去过载冲击电流不可控制变成为可控制。 2）软启动器可以引入电流闭环控制，使电动机在起动过程中保持恒流，电机启动的全过程都不存在冲击转矩，而是平滑的启动运行。确保电动机的平稳起动。 3）可根据负载特性调节起动过程的各种参数，保证电动机处于最佳的起动状态。 4）降低了电动机在空载或轻载时的输入电压，减小了电动机的损耗，提高了功率因数，减少了线路损耗。 5）具有过载、过流、缺相、过热等保护功能，提高了设备的可靠性。,用电设备节能技术,变频调速节能技术 通常配置风机、水泵、压缩机时，其额定流量高于需要的实际流量。其次，生产状况改变时对流量的需求也发生变化，因此，需要对流量进行调节。若采用节流调节，会造成能量损失。若采用变频调速来调节流量，可取得较好的节电效果 电机类负载按照负载类型主要分为恒转矩负载（摩擦类和位能类）、风机泵类负载（风机和水泵类）、恒功率负载（卷机和开卷类）等，因此变频器的选择应该按照负载类型进行选择,用电设备节能技术,运行节能 1）电动机运行节能 保证电动机运行环境良好 保证电动机温升不超过标准 更换损耗大的电动机 更换容量大的电动机 限制电动机的起动次数 减少或消除电动机的空载运行 对三相异步电动机实行静态电容无功功率补偿等措施,用电设备节能技术,2）风机运行节能 凡是大马拉小车的风机，在条件允许的情况下，应换成小容量的 根据工艺要求和天气温度变化等条件，尽可能减少运行时间 对风量进行有效地控制，如调整出口风门、入口风门和入口叶片等，以减少空气阻力 降低静压力 对管网要及时查漏和堵漏 调整风机电动机的转速,用电设备节能技术,3）水泵的运行节能 避免大马拉小车，对容量过大的水泵应更换适合工艺要求容量的水泵 根据工艺要求，尽可能减少运行时间 进行水量控制，采用阀门、挡板等适当地减小流量 降低静压力 适当地将水泵加以串联或并联 降低扬程或减少运行台数 对轴流泵和斜流泵可以在很宽范围内进行翼角控制，以提高效率,用电设备节能技术,制冷系统节能技术主机节能 1）主机余热回收 2）主机变频控制 3）大温差，小流量控制输配系统节能 1）更换高效节能水泵 2）智能变频控制冷却塔节能：冷却塔经过改造成深度负压冷却塔后，可降低冷却水温35度，提高主机效率10%,用电设备节能技术,独立除湿技术 对空气先进行除湿处理，节省大量耗费在空气上的潜热和降温显热中央智能控制系统 通过中央空调智能控制系统，可以随着工况变化智能调节主机负荷采用蓄冷技术 包括采用蓄冰空调和设置冷冻水池,用电设备节能技术,照明系统节能技术 照明系统的节电主要包括： 1）采用高效节能光源 2）采用节能的照明电器附件 3）采用高效率、配光合理的照明灯具； 4）采用合适的照明方式； 5）采用合理的照明控制手段 6）合理的供电方式和线路选择、良好的日常维护管理等。,用电设备节能技术,空压机系统节能空压站分区输出 根据企业内部用气不同的压力要求，将统一供气改为分区供气，达到降低供气压力，减少能耗的目的智能控制，恒压输出 1）对空压机采用变频调速技术，减小电动机的运行功率 2）电机在变频运行状态保持储气罐出口压力稳定,用电设备节能技术,企业供电节能技术,提高供配电运行效率,电力调度集成系统,改善供电品质提高电能质量,企业节电技术,电机节能,用电设备节能技术,制冷系统节能,照明系统节能,空压机系统节能,无功补偿技术,自动电压控制,谐波治理,设备状态监测,变压器经济运行,供配电协同优化,电力需量控制,电力监控分析,电能量计量分析,用电负荷管理,有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率，也就是将电能转换为其他形式能量(机械能、光能、热能)的电功率。无功功率是用于电路内电场与磁场，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。视在功率的平方=有功功率的平方+无功功率的平方功率因数是有功功率和视在功率之比功率因数对供电系统的影响 用户的功率因数低，不仅浪费了昂贵的电力设施的供电能力，而且使电网的安全裕量降低，威胁电网的安全工作，削弱了电网应付冲击负载和意外负载出现的能力。此外，功率因数低还带来输配电系统“线损”的增加，因此电网的整体效率下降，同时会带来以下影响： 1）供电线路及变压器的电压损失增大 2）供电线路及变压器的损耗增大 3）发电机的出力降低,改善供电品质、提高电能质量,大量的电感性设备，如异步电动机、感应电炉、交流电焊机等设备是无功功率的主要消耗者。在工矿企业所消耗的全部无功功率中，异步电动机的无功消耗占了60%70%；而在异步电动机空载时所消耗的无功又占到电动机总无功消耗的60%70%。所以要改善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运行并尽可能提高负载率。变压器消耗的无功功率一般约为其额定容量的10%15%，它的满载无功功率约为空载时的1/3。因而，为了改善电力系统和企业的功率因数，变压器不应空载运行或长期处于低负载运行状态。供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大的影响。当供电电压高于额定值的10%时，由于磁路饱和的影响，无功功率将增长得很快，据有关资料统计，当供电电压为额定值的110%时，一般无功将增加35%左右。当供电电压低于额定值时，无功功率也相应减少而使它们的功率因数有所提高。但供电电压降低会影响电气设备的正常工作。所以，应当采取措施使电力系统的供电电压尽可能保持稳定。,影响功率因数的主要因素,无功与电压:由于无功不平衡引起的电压偏移，当无功过剩时电压升高，无功不足时电压降低。无功潮流愈大，在电力网中造成的电压降也愈大，电压偏移就愈大。无功与线损：当COS=0.7时，无功功率和有功功率基本相当。电网中由负荷引起的电能损耗有一半是由无功功率引起的，所以减少无功输送对于电网降损节电有着非常重要的意义。无功还通过电压间接地影响着线损：在负荷高峰时，由于负载损耗要远远大于变压器损耗，所以提高电压能够取得明显的降损节电效果。反之，在负荷低谷时，无功负荷将随着电压的升高有较大增加。无功功率如果被设备占用过多，就相当与电网中大量的电能不能被利用，占用额定容量，造成电网效率低下。同时，大量无功功率在电网中来回传送，而且使得线损高企浪费严重。只有提高了功率因数，降低无功功率，减少无功流动。（1）提高设备负载率，较少占用无功（2）无功补偿：实行无功分区分压就地平衡。,电压、无功功率、功率因数的关系,提高功率因数,功率因数从0.83提高至0.99,减少线路中各电气元件的容量，减少投资费用，降低电能损耗减少供电系统的电压损失，使负载电压更稳定，改善电能质量可以增加系统裕度，挖掘出了发供电设备的潜力减少用户的电费支出,企业用电设备的非线性负荷（气体放电类电光源、镇流器、调速传动装置、变频器、电弧炉、电石炉、磁性铁芯设备）产生高次谐波，引起电网电压及电流的畸变，应采取抑制谐波的措施谐波的危害 1）引起电力电容器的谐波放大 2）增加旋转电机、输电线、变压器的损耗 3）造成继电保护、自动装置工作纷乱 4）干扰通信系统、引起电力测量的误差 5）延缓电弧熄灭 6）导致功率开关器件、镇流器、互感器、熔断器的运行异常和故障,改善供电品质、提高电能质量,滤除谐波,有效滤除5次谐波,防止设备老化，延长设备使用寿命提高生产安全性和稳定性降低各电气元件的损耗，改善电能质量，提高电能利用率,解决方案,改善供电品质、提高电能质量,改善供电品质提高电能质量,无功补偿技术,自动电压控制,谐波治理,设备状态监测,无功补偿技术 无功功率补偿装置在电力供电系统中所承担的作用是提高电网的功率因数，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。电容器补偿 按照补偿位置可以分为： 1）集中补偿：电容器接在变电所的高压或低压母线 2）分组补偿：电容器分别安装在各车间配电盘的母线上 3）就地补偿：电容器直接接在用电设备附近,改善供电品质、提高电能质量,静止型动态无功补偿（SVC） SVC可以被看成是一个动态的无功源。根据接入电网的需求，它可以向电网提供无功（容性），也可以吸收电网多余的无功（感性）。把电容器组（通常是滤波器组）接入电网，就可以向电网提供无功。当电网并不需要太多的无功时，这些多余的容性无功，就由一个并联的空心电抗器来吸收 安装于负荷端的SVC可以实现提高功率因数、抑制电压波动和闪变、消除无功冲击、补偿三相不平衡、滤除高次谐波的作用,改善供电品质、提高电能质量,化工厂的电解电源或者钢厂的轧机，都因为容量较大，且使用了电力电子整流器，使得其工作时需要大量的无功。虽然在电源方面采用了多重化和裂相技术，其工作时产生的谐波还是不能忽视。同时，在电解的初期和轧机的咬钢期，都会出现较明显的无功波动，这种无功波动会直接导致系统电压的波动。而这种电压波动，除了对周围用电设备造成影响以外，对其本身的工作质量也会造成不良影响。安装SVC之后，就可以很好地解决上述问题。使用交流电弧炉炼钢，会对电网产生较大的冲击。由于电炉不断变化的铁磁特性，许多谐波电流注入电网，同时，由于炼钢初期工作的不对称，负序电流也明显出现了。大量的无功需求和变化，造成了电压的波动和闪变。这种工作电压的波动和明显降低，也使电弧炉本身的炼钢效率大大降低。在目前的所有工业负荷中，电弧炉可能是对电网电能质量影响最大的。SVC的投入，不仅可以很好的滤除谐波，抑制电压波动，并切还可以让系统三相有功电流完全平衡，使工业用户不会对电网产生电能污染，同时提高生产效率。另外，在大型木材加工厂、众多焊接操作的场合、工业研磨机运行、采矿及矿石提升、海港起重机等方面，使用SVC后，都会使工作效率大大提高。,SVC工业用户负荷应用,静止无功发生器（SVG） SVG就是连接在电网上的电压源逆变器，通过实时调节逆变器输出电压的相位和幅值，可改变系统吸收或发出的无功电流，实现动态无功补偿。当系统故障或负荷突增时，动态提供电压支撑，确保母线电压稳定，提高电力系统暂态稳定水平，减少低压释放负荷数量，防止发生暂态电压崩溃。动态维持输电线路端电压，提高输电线路稳态传输功率极限。抑制系统过电压，改善系统电压稳定性 。阻尼电力系统功率振荡在负荷侧，抑制电压闪变、补偿负荷不平衡、提高功率因数,改善供电品质、提高电能质量,自动电压控制技术 采用企业电压与无功自动控制技术，实现企业内部对变电站电容器、变压器分接头、自备电厂的机组的自动控制。期具备以下功能： 1）根据二级电压控制模式，建立企业的电压与无功优化与控制系统 2）实现变电站容抗器，变压器有载分接头的闭环控制 3）在自备电厂安装电厂侧电压无功自动控制系统，接受上级AVC的电压指令，实现对机组无功的自动分配和调节,改善供电品质、提高电能质量,谐波治理技术 谐波是指电压、电流波形发生畸变，主要是负荷的非线性造成的。治理谐波的措施包括： 1）选择合理的供电方式 2）避免电容器对谐波的放大 3）提高设备抗谐波干扰能力、改善谐波保护性能 4）安装有源滤波补偿、无源滤波补偿、串联电抗器 5）改变谐波源的配置或工作方式 6）设计或采用高功率因数的变流器,改善供电品质、提高电能质量,设备状态监测 设备状态监测通过提取电力设备的故障特征信号，并通过数据采集和分析来预测设备的健康状况。一个设备状态监测系统一般由传感器、数据获取、故障检测、故障诊断四个部分构成。可利用该技术对系统中重要的电气设备进行监测，如电力变压器、发电机定子绕组、感应电动机、高压断路器等。,改善供电品质、提高电能质量,企业供电节能技术,提高供配电运行效率,电力调度集成系统,改善供电品质提高电能质量,企业节电技术,电机节能,用电设备节能技术,制冷系统节能,照明系统节能,空压机系统节能,无功补偿技术,自动电压控制,谐波治理,设备状态监测,变压器经济运行,供配电协同优化,电力需量控制,电力监控分析,电能量计量分析,用电负荷管理,电力能源管理方式粗放设备运行管理不考虑效率和生产成本 大部分企业只从保障设备能正常运行角度对电能进行管理，没有从使用效率、生产成本和设备使用寿命等角度进行设备的运行状态管理、维护和检修电能管理缺乏精细化管理手段 能源计量、检测管理制度不健全，电能信息散布于各个配电及车间，没有统一的电能信息管理平台,电力调度集成系统,缺乏专业的电能统计分析手段 1）企业一般都不知道电能主要消耗在什么地方 2）不清楚什么时间消耗了多少,能源计量 3）不明白电能浪费的漏洞在哪里 4）更不清楚改善的机会有哪些缺乏科学有效的电能质量管理手段 1）电能质量有没有被污染以及污染程度有多大 2）如何进行供配电系统的无功补偿，提高系统的功率因数 3）重要电气设备的设备状态监测装置散布于厂内，信息无法采集和管理分析,电力调度集成系统,解决方案,电力调度集成系统,电力调度集成系统,电力监控分析,电能量计量分析,用电负荷管理,系统构成,电力调度集成系统,电力监控分析电力监控 电力监控是电力调度中最常用的子系统，也是企业电力调度、运行、分析和管理提供了有效的手段。其具备的功能有： 1）实时数据库管理 2）历史数据库管理 3）定义与计算 4）事件与告警服务 5）数据采集与处理 6）报表管理 7）控制与调节 8）智能操作票 9）事故追忆 10）人机界面,电力调度集成系统,电力分析 以电网拓扑模型和实时采集的SCADA数据为基础，通过网络拓扑应用建立企业电力系统的网络模型，实现设备的拓扑着色及设备连接关系的建立。具备的分析模块包括： 1）状态估计 2）调度员潮流 3）短路电流计算 4）灵敏度分析 5）静态安全分析 6）无功优化 7）负荷预测 8）变压器经济运行分析,电力调度集成系统,电能量计量分析 将各个变电站和电厂的电量信息统一采集到主站电量采集与管理系统，实现对电量信息的统计分析、各用电单位的电量结算。 应具备以下功能： 1）用户管理 2）电费计算 3）线损计算与分析 4）电量信息的统计分析,电力调度集成系统,电能量计量分析具备的功能,电力调度集成系统,数据存储处理 1）分时电能量数据存储 2）具有数据核对功能 3）提供多种异常数据修补方案 4）对电量数据采集状况进行检查数据统计分析 1）分时电能量的累加 2）具备灵活方便的公式维护 3）电量报表生成与数据统计 4）各单位电费结算与考核统计,电力调度集成系统,用电负荷管理 用电负荷管理应包括以下内容： 1）用电负荷预测与分析 2）电力需求侧管理 3）用电设备安全管理 4）用电信息采集系统运行维护 高犁，都亮等.用电负荷管理.中国电力 一般应用于电力需求侧，对于用户侧如何开展用电负荷管理工作，如何构建用电负荷管理信息系统？,电力调度集成系统,目 录,2、供电节能技术,3、应用技术方案,4、小结,1、概述,应用技术方案,电力调度集成系统,电力电子技术应用,应用技术方案,SVC,SVG,SFC,电力高级应用,电力需量控制,电能量计量分析,用电负荷管理,应用技术方案,电力调度集成系统,电力需量控制,电力高级应用,电能量计量分析,用电负荷管理,两部制电价 对大工业生产用电，即受电变压器总容量为315千伏安及以上的工业生产用电实施两部制电价制度 两部制电价包括基本电价和电度电价两部分 基本电费按用户的最大需量或用户接装设备的最大容量计算，电度电费按用户每月记录的用电量计算的电价制度 最大需量就是用户计费当月用电高峰的持续15分钟或30分钟的最大负荷 需量周期就是测量用户需求量的一个标准时间单位，一般可以取5、10、15、30、60中进行选择,电力调度集成系统电力需量控制,滑差无法得到需量周期的电量瞬时值，故用一小段时间的平均值代替，称之为滑差电力需量计算原理 如果按照测量周期是15分钟，滑差是3分钟，一个月按30天计算，即有14400个测量时段。而月最大需量就是其中最大的一个,电力调度集成系统电力需量控制,电力需量控制的必要性 基本电费的计算中，当用户选择了最大需量计费，即按月最大需量来进行收费。但如果当月所测最大需量超过了合同约定值的5%，超过部分还要加一倍收取。因此企业有必要通过可行的控制手段来降低月最大需量，降低企业用电费用。月基本电费的公式为： 其中：,电力调度集成系统电力需量控制,电力需量控制的适应性 1）企业与供电公司之间在计算电费多少时，必须是按照两部制电价并且选择按最大需量计费 2）企业必须有可以控制功率的用电设备，例如电加热系统、动力系统、制冷系统等 3）企业负荷总值很大，且不均匀 符合上述条件的企业，都可以采用电力需量控制使企业用电趋向均匀分布的状态。因此适合的企业用户包括钢铁厂、冶金厂、玻璃厂、合金厂、轧钢厂、电解铝厂、石化厂、水泥厂、以及商场、大型宾馆、商务写字楼等等,电力调度集成系统电力需量控制,电力需量控制的关键技术 1）控制点及控制设备的需量趋势分析 趋势分析的方法很多，有时间序列、神经网络、回归分析、灰色预测等。在需量控制中易采用简单实用的时间序列的方法，如趋势外推法。 2）企业用电工序的负荷预测 对不同的用电负荷进行预测分析，形成以关口需量预测、等值负荷预测、特殊工序预测的企业电力负荷预测机制 3）安全可靠的闭环控制 需要配置需量控制执行装置,电力调度集成系统电力需量控制,电力需量控制的闭环控制方案,电力调度集成系统电力需量控制,电力需量控制的系统架构,电力调度集成系统电力需量控制,电力需量控制的控制效果,电力调度集成系统电力需量控制,需量控制的线路控制设定值,需量控制的线路功率日曲线,应用效果,电力需量的闭环控制技术的成功应用，对企业需量进行控制，通过功率改变、功率延时、功率切除等手段完成对企业用电的合理调配，降低企业的峰值负荷，减少冲击负荷对电力设备的影响，提高企业用电质量，降低企业用电成本。,电力调度集成系统电力需量控制,应用领域 1）钢铁企业关口最大需量控制 2）大型工矿企业需量控制 3）大型商贸企业及中小企业的区域负荷控制 4）企业电力负荷特性分析及统计 5）企业电力负荷预测体系建设 6）采用“最大需量”作为基本电价计费的企业,电力调度集成系统电力需量控制,电能量计量分析系统的功能 电能量计量分析系统属于数据采集及处理系统，主要实现对电能量数据进行自动采集、远传和存储、预处理、统计计算分析，以支持电力市场的运营、电费结算、辅助服务费用结算和经济补偿计算等,电力调度集成系统电能量计量分析,电力监控分析应具备的功能 电力监控分析是电力调度的SCADA功能和高级应用功能的综合。应具备的基本功能有： SCADA功能：通讯通道管理、数据采集、数据处理、事件和告警、控制调节与防误、实时计算、趋势记录、拓扑着色、时钟同步、责任分区、SCADA数据库建模、转发通讯、历史数据采集处理、历史数据维护访问、全景事故追忆及重演、电子值班、曲线展示、报表制作、WEB功能等 高级应用（PAS）：状态估计、调度员潮流、静态安全分析、短路电流计算、无功优化、灵敏度计算、变压器经济运行,电力调度集成系统电力高级应用,拓展企业电力调度的高级应用,电力调度集成系统电力监控分析,实时网络分析 实时网络分析以电网拓扑模型和实时采集的SCADA数据为基础，通过网络拓扑应用建立企业电力系统的网络模型，实现设备的拓扑着色及设备连接关系的建立；状态估计根据SCADA采集的实时遥信遥测数据进行分析计算，得到一个相对准确并且完整的运行方式，同时对SCADA遥信遥测进行校验，实现不良数据的检测、辨识和处理，并在此基础上进行调度员潮流、静态安全分析、灵敏度计算分析，最终实现电力系统运行状态的全景展示,电力调度集成系统电力高级应用,安全稳定分析 安全稳定分析以在线稳定与预警系统为基础，实现电网的安全预警、动态故障扫描、暂态安全分析、短路电流计算功能，及时发现电网的安全隐患保护故障信息处理系统 保护故障信息处理系统主站，实现主站与子站的系统通信与监视；基于保护故障信息的图形界面和建模；数据库管理与维护；主站系统运行环境监测；保护事件的分层、分类告警；变电站及电厂继电保护装置保护定值及运行状态管理；故障信息的统计分析及自动归档；保护定值的远程修改和控制,电力调度集成系统电力高级应用,系统优化与控制 系统优化与控制有电压与无功自动控制、自动发电控制、最大需量控制三个功能模块组成智能调度与经济运行 实现短期负荷预测、发电成本优化、智能操作票、智能告警功能 1）短期负荷预测对企业电力负荷特性进行分析，建立分类负荷预测模型，根据历史数据和生产计划与检修信息，实现对企业用电负荷的预测,电力调度集成系统电力高级应用,发电成本优化根据电力负荷预测结果、生产计划，结合企业发电机组的运行情况，制定各机组未来一天的发电计划曲线，合理调配自备电厂的发电量，制定机组发电的优化方案 智能操作票生成与管理系统为电力调度提供操作票的智能生成和综合管理功能。具有智能开票、流程管理、表单管理等一整套功能的开票和管理综合系统 智能告警系统完成告警信息的分类信息、对各类告警进行故障诊断,电力调度集成系统电力高级应用,供电企业的负荷管理 目标：就是通过削峰或移峰填谷使负荷曲线尽可能的变得平坦 控制方式： 1）降压减负荷 2）对用户可控负荷进行周期性控制 3）直接切除用户可控负荷 负荷控制技术： 1）单相电量控制 2）负荷双向监控技术,电力调度集成系统用电负荷管理,用电负荷管理系统分析 用电负荷管理系统集计算机技术、通信技术、系统工程、信息管理于一体。它对电力客户用电系统进行全面监控与综合管理。还包括对用户进行分组管理和对控制方案的制订 企业建立用电负荷管理系统应具备的条件： 1）企业有自身的电力调度系统 2）企业有电能量计量分析系统 3）建立企业级负荷预测体系 4）电力调度平台系统具备应用开发的开放性,电力调度集成系统用电负荷管理,工业用户用电负荷管理系统功能 1）电力负荷预测：通过对企业各工序的负荷分类及负荷特性分析，形成以关口需量预测、等值负荷预测、特殊工序预测的企业电力负荷预测机制 2）建立企业负荷控制规则和策略：根据企业自身的特点制定企业合理用电的方案，对不按照规定用电的车间和工序实行不同等级的控制 3）企业各单位用电告警信息管理：按照规定的控制方案及设定的限值，向用电车间或工序下发告警信息,电力调度集成系统用电负荷管理,4）分时电费优化分析：分析过去一段时间的尖峰平谷的用电量趋势以及电费情况，结合每天的产品生产数量，通过优化算法给出日吨产品最合理、最经济分时成本分时电量分配方案 5）需量预测与分析：通过对历史数据的分析，找到引起需量增大并超限的时间段以及原因，指导生产进行调整，减少短时负荷增加引起的需量增大,电力调度集成系统用电负荷管理,应用技术方案,电力电子技术应用,SVC,SVG,SFC,SVC的组合方案 SVC（Static Var Compensator：静止动态无功补偿器）晶闸管控制电抗器（TCR：Thyristor Controled Reactor）晶闸管投切电容器（TSC：Thyristor Switched Capacitor）晶闸管投切电抗器（TSR：Thyristor Switched Reactor）开关投切电容器/滤波器（FC：Fixed Compensator，BSC：Breaker Switched Capacitor/ Filter）,电力电子技术应用SVC,SVC的组合方案 目前被最广泛使用的SVC，主要是TCR+BSC（FC）形式,电力电子技术应用SVC,SVC的作用系统补偿 1）维持输电线路上节点电压，减少电压波动 2）提高传输容量和电网的稳定性 3）增加系统阻尼，抑制电网的功率振荡 4）在输电线末端进行无功补偿和电压支持，稳定电压负荷补偿 1）滤除谐波，抑制负荷变化造成的电压波动和闪变 2）补偿负荷所需的无功，改善功率因数，优化电网的能量流动 3）平衡因负荷变化引起的三相不平衡性，补偿有功和无功负荷的不平衡性,电力电子技术应用SVC,SVG的技术特点：SVG是SVC的升级版，在很多方面优于SVC。SVC的无功补偿不能连续可调，而且只能输出容性。SVG动态无功补偿可从感性到容性连续调节。,电力电子技术应用SVG,响应时间快 SVG响应时间： SVG 采用IGBT全控型器件，器件开通关断时间2s，采用PWM 控制算法整个装置的响应时间5ms；传统静补装置响应时间： 7ms； SVG可在极短的时间之内完成从额定容性无功功率到额定感性无功功率的相互转换，这种无可比拟的响应速度完全可以胜任对冲击性负荷的补偿。,电力电子技术应用SVG,输出无功由-12MVar至12MVar阶跃响应波形,补偿性能强、运行范围宽 1）SVC 是阻抗型特性，输出电流随母线电压线性降低 2）SVG能够在额定感性到额定容性的范围内工作，动态连续调节、最大限度满足功率因数补偿要，比SVC的运行范围宽,电力电子技术应用SVG,3）SVG对系统参数不敏感，安全性与稳定性好，电流源特性，输出无功电流不受母线电压影响，在系统电压变低时，SVG还能够输出与额定工况相近的无功电流,谐波含量小 SVG采用了PWM技术、多重化移相技术，自身产生的谐波含量极低，输出电压、电流谐波畸变率均小于3%，无需安装谐波滤波器支路,电力电子技术应用SVG,电压闪变抑制能力强 SVC对电压闪变的抑制最大可达2：1，SVG对电压闪变的抑制可以达到5：1。SVC受到响应速度的限制，其抑制电压闪变的能力不会随补偿容量的增加而增加。而SVG由于响应速度极快，增大装置容量可以继续提高抑制电压闪变的能力补偿功能多样化 不仅具有快速补偿系统无功功率的目的，还能够根据用户实际需要，实现电压补偿、负序电流补偿、谐波电流补偿等电能质量问题的补偿,电力电子技术应用SVG,应用领域工业用户冶金：电弧炉、精炼炉钢铁：轧钢机电气化铁路：牵引站化工：工业研磨机、电解电源采矿：矿石提升机械港口：海港起重机重型加工业：大型木材加工机械、大型焊接机械,电力电子技术应用SVC和SVG,静止变频(SFC)基本原理不同于老式旋转变频机组，SFC根据电机转子位置或机端电压信息，以频率逐渐升高的交流电压加到电机定子上，产生超前于转子磁场的定子旋转磁场，通过磁场的相互作用，将电机转子加速到设定转速静止变频(SFC）用途抽水蓄能机组启动燃气发电机组启动其它领域大型同步电机启动及变频控制,电力电子技术应用SFC,目 录,2、供电节能技术,3、应用技术方案,4、小结,1、概述,健全和完善电力节能管理体系（系统级） 1）实施促进电力负荷的调控，“移峰填谷”提高电网负荷率，优化电力资源配置 2）建设电力能效平台，推进负荷管理和能效平台项目建设供电侧加强管理和调控（供电侧） 1）健全电力供需平衡的预警机制和事故应急处理机制 2）建立电力负荷管理系统，促进高峰负荷的转移和低谷电力的开发，达到用电负荷的均衡调控 3）推广技术节能和使用节能产品，以提高终端电力利用效率,小结,用电侧是挖掘节能潜力（用电侧） 1）建立高耗能企业电力调度系统,实现企业内部电力需量控制、设备运行负荷实时监控，为均衡用电提供技术支撑，挖掘设备的节能潜力 2）用电侧实施无功补偿，是实现无功功率就地平衡，减少无功潮流，提高功率因数 3）依托电力调度系统，完善企业用电管理体系及指