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摘 要：电能是最重要且应用最广的二次能源之一，作为动力能源，其在石化企业生产中起到十分重要的作用。近年来，根据国家能源体系的要求，电力节能作为企业年度能源评审中的一个重要指标，在生产运行管理中意义重大。随着企业生产规模的扩大以及用电量的增加，提高电能利用率和有效节电意义重大。分析石化企业的用电节能措施及应用成效，为企业的用电节能和降本增效作出贡献。
关键词：节能;控制;电能;需量电费管理
21世纪，随着市场经济的快速发展，能源需求量大幅增长。由于与经济发展密切相关，能源作为战略概念，在我国已经建立了全局的、总体的、长期的部署和规划。据《BP2035世界能源展望》报告预测，到2035年，中国能源消费增长47%（全球平均增长31%），在全球能源消费中的占比将从2015年的23%升至2035年的26%。其中，水电占中国能源消费额的38%，能源现状是总体供应紧缺且利用率不高。作为电能消耗大户的化工企业，应不断强化和改善企业电气节能技术[1]。首先，要响应国家能源管理政策法规;其次，电力用户作为电力需求侧管理的主要参与者，也要根据国家和地方政策要求，推行全方位的节电管理措施以及推广应用工业用电节能技术，以实现企业节能降耗、增收节支。
1 企业用电现状
石化企业的主要产品为汽、柴油和聚丙烯，属于连续性运行负荷。运行12年以来，随着装置规模的扩大，当前用电负荷在65 000 kW·h左右，月平均电量为47 000 MW·h。 2020年，用电量约4.99亿kW·h，电费约为3.3亿元。该项费用俨然成为企业燃煤费用外的第二大成本支出，因此，节电和节约电费十分必要。作为电力系统的大工业用电户，用户侧节电的价值体现在技术和经济两个方面。对于电力系统而言，提升技术性能可以改善电能质量、提高供电可靠性、促进新能源发展。对于用户而言，可以提高经济效益的措施有峰谷套利、需量电费管理、参与需求响应、提供辅助服务等。企业运用相应措施和管理方式，结合年度能源评审体系达标要求，不断改善用电负荷，优化装置操作运行，宣传、推行各种节电措施，以达到用电节能、电费节约的目的。
2 节电措施
2.1 需量电费管理
两部制电价制是一种将与容量对应的基本电价和与用户电量对应的电量电价结合起来决定电价的制度。执行范围为大工业用户，受电变压器容量在318 kV及以上。电费=基本电费+电度电费。基本电费（元/月）=每月最大负荷（kW）×最大需量电价[元/（kW·月）]。随着企业规模的扩大，用电实际情况不断改变，110 kV双母并列运行，现有25 000 kVA主变4台、35 000 kVA主变2台，均已投入运行。企业深刻理解“两部电价用户基本电费执行方式”的政策，根据电费结算中的基本电费，可按主变容量和最大需量两种方式结算，2019年，由按主变容量结算变更为最大需量方式结算。2020年，根据两部制电力用户可自愿选择按合同实际最大需量缴纳基本电费，因此，再次变更为按实际最大需量方式结算基本电费，两年节约电费经济效益可观（见表1）。
表1按主变容量结算：每月基本电费固定值=4× 25 000×24+2×31 500×24=391.20万元。2018年，经国网电力公司核定后，按最大运行负荷，基本电费固定值=80 000× 31=248.00万元，每月可节约金额=391.20-248.00=143.20万元。2019年，合同生效后9个月共节约1 288.80万元。2020年，基本电费变更为按实际最大需量结算。2019年，基本电费固定每月248.00万元。2020年，基本电费每月200.00万元左右，因此，在2019年的基础上，全年又节约了573.20万元。
2.2 峰谷套利
企业执行峰谷电价，峰谷电价差达0.530 4元。一般来说，差额越大，峰谷套利获取收益越高。根据生产下达的指标及负荷连续性的实际情况，该厂峰谷套利空间不大，但有大型机组可以实现部分收益。最大机组7 500 kW挤压机，在保持加工量总额稳定的情况下，在分时谷电价时高负荷运行，到达峰值时，降低负荷，节约费用。
2.3 提供辅助服务
辅助服务是指为维护电力系统的安全稳定运行、保证电能质量，除正常电能生产输送和使用外，由发电企业、电网经营企业和电力用户提供服务。主要应用体现在调频、调峰、无功支持等，因此，企业要完善智能计量系统，将实时负荷数据直接传送至省平台，且每月预计电量尽可能准确，以配合电网调峰和分配电能，进行直购电优惠交易。企业近几年直购电优惠额每年均在550余万元。
3 用户侧节电技术
3.1 抑制谐波
由于企业异步电机使用数量多且工艺管道加热器用量大，系统谐波需要控制合理。在部分10 kV配电室低压侧进线和变频风机回路增加了滤波处理器，以消除有害谐波。同时，增加电能质量分析装置，对系统电能质量进行实时监控，也是控制运行的一种良好手段。
3.2 功率因数补偿节能
企业提出节能降耗的要求，改善电网供电质量的突破口就是无功补偿[2]。当无功功率不足或者过大时，会引起系统电压波动，造成极大的电能浪费，因此，应将功率因数调整作为最重要的节电措施。实时监控负荷和参数，及时根据负荷变化投切无功补偿装置，持续保持功率因数（cosφ）在0.95以上，每月电力公司都给企业功率因数减免电费10余万元，全年节约电费成本180余万元（见表2）。
企业以cosφ=0.90为标准值来调整电费[2]，功率因数减免电费最大额度：cosφ=（0.95～1.00），月电费减少0.75%。从表3可以看出，除了5月检修特殊情况外，正常运行时的功率因数都在0.97，满足最大减免额度。以1月为例：实际发生电费应为26 085 259.50+180 458.87=26 265 718.37元，即： [26 265 718.37元-（47 414 400×0.046 5元/度）]×0.007 5= 180 457.12元。其中，0.046 5元/度是供电部门代征费，计算结果误差为正常范围。
3.3 其他节电措施
（1）照明技术：石化企业照明用量较大，近些年，不断将原来装置区的金卤灯、钠灯更换为防爆LED灯，更换数量占总额的60%。将办公及生活区域照明也更换为节能型LED灯。同时，将现场10个配电室的照明控制开关改为光电控制开关，调节方便。在部分区域使用太阳能节能灯具作为路灯照明，节约电能。
（2）可以使用变频器调速的方式来有效启动电动机，可以极大地减少电能损耗[1]。企业中压变频器的节能效果显著，气分装置、挤压机软启动的使用可以有效节约电能。空冷风机、调速机泵使用低压变频器160余台，根据不同情况，节电率可达到20%～60%。
（3）采用符合国标的节能型变压器，逐年淘汰高能耗中小型异步电动机。
（4）严格控制非生产性用电，比如停用化验楼、办公楼各一台变压器，每月节约电量约123 000 kW·h，节约电费 61 500.00元。
4 结语
加强石化企业用电节能工作是一项系统工程，从管理到技术、从国家政策到地方及行业标准，技术、经济、行政、引导手段相辅相成。同时，也需要企业上层高度重视，企业员工人人参与。大工业用电节能工作今后还将扎实开展，深入学习相关能源的法律法规，加大用户侧新能源技术的应用，为企业降本增效、节能环保作出貢献。
[参考文献]
[1]李建凌，崔俊青.化工企业电气节能的技术措施分析[J].化工管理，2013（8）：119.
[2]傅宏武.浅谈企业用电的节能控制[J].求知导刊，2018（17）：28.
关键词：节能;控制;电能;需量电费管理
21世纪，随着市场经济的快速发展，能源需求量大幅增长。由于与经济发展密切相关，能源作为战略概念，在我国已经建立了全局的、总体的、长期的部署和规划。据《BP2035世界能源展望》报告预测，到2035年，中国能源消费增长47%（全球平均增长31%），在全球能源消费中的占比将从2015年的23%升至2035年的26%。其中，水电占中国能源消费额的38%，能源现状是总体供应紧缺且利用率不高。作为电能消耗大户的化工企业，应不断强化和改善企业电气节能技术[1]。首先，要响应国家能源管理政策法规;其次，电力用户作为电力需求侧管理的主要参与者，也要根据国家和地方政策要求，推行全方位的节电管理措施以及推广应用工业用电节能技术，以实现企业节能降耗、增收节支。
1 企业用电现状
石化企业的主要产品为汽、柴油和聚丙烯，属于连续性运行负荷。运行12年以来，随着装置规模的扩大，当前用电负荷在65 000 kW·h左右，月平均电量为47 000 MW·h。 2020年，用电量约4.99亿kW·h，电费约为3.3亿元。该项费用俨然成为企业燃煤费用外的第二大成本支出，因此，节电和节约电费十分必要。作为电力系统的大工业用电户，用户侧节电的价值体现在技术和经济两个方面。对于电力系统而言，提升技术性能可以改善电能质量、提高供电可靠性、促进新能源发展。对于用户而言，可以提高经济效益的措施有峰谷套利、需量电费管理、参与需求响应、提供辅助服务等。企业运用相应措施和管理方式，结合年度能源评审体系达标要求，不断改善用电负荷，优化装置操作运行，宣传、推行各种节电措施，以达到用电节能、电费节约的目的。
2 节电措施
2.1 需量电费管理
两部制电价制是一种将与容量对应的基本电价和与用户电量对应的电量电价结合起来决定电价的制度。执行范围为大工业用户，受电变压器容量在318 kV及以上。电费=基本电费+电度电费。基本电费（元/月）=每月最大负荷（kW）×最大需量电价[元/（kW·月）]。随着企业规模的扩大，用电实际情况不断改变，110 kV双母并列运行，现有25 000 kVA主变4台、35 000 kVA主变2台，均已投入运行。企业深刻理解“两部电价用户基本电费执行方式”的政策，根据电费结算中的基本电费，可按主变容量和最大需量两种方式结算，2019年，由按主变容量结算变更为最大需量方式结算。2020年，根据两部制电力用户可自愿选择按合同实际最大需量缴纳基本电费，因此，再次变更为按实际最大需量方式结算基本电费，两年节约电费经济效益可观（见表1）。
表1按主变容量结算：每月基本电费固定值=4× 25 000×24+2×31 500×24=391.20万元。2018年，经国网电力公司核定后，按最大运行负荷，基本电费固定值=80 000× 31=248.00万元，每月可节约金额=391.20-248.00=143.20万元。2019年，合同生效后9个月共节约1 288.80万元。2020年，基本电费变更为按实际最大需量结算。2019年，基本电费固定每月248.00万元。2020年，基本电费每月200.00万元左右，因此，在2019年的基础上，全年又节约了573.20万元。
2.2 峰谷套利
企业执行峰谷电价，峰谷电价差达0.530 4元。一般来说，差额越大，峰谷套利获取收益越高。根据生产下达的指标及负荷连续性的实际情况，该厂峰谷套利空间不大，但有大型机组可以实现部分收益。最大机组7 500 kW挤压机，在保持加工量总额稳定的情况下，在分时谷电价时高负荷运行，到达峰值时，降低负荷，节约费用。
2.3 提供辅助服务
辅助服务是指为维护电力系统的安全稳定运行、保证电能质量，除正常电能生产输送和使用外，由发电企业、电网经营企业和电力用户提供服务。主要应用体现在调频、调峰、无功支持等，因此，企业要完善智能计量系统，将实时负荷数据直接传送至省平台，且每月预计电量尽可能准确，以配合电网调峰和分配电能，进行直购电优惠交易。企业近几年直购电优惠额每年均在550余万元。
3 用户侧节电技术
3.1 抑制谐波
由于企业异步电机使用数量多且工艺管道加热器用量大，系统谐波需要控制合理。在部分10 kV配电室低压侧进线和变频风机回路增加了滤波处理器，以消除有害谐波。同时，增加电能质量分析装置，对系统电能质量进行实时监控，也是控制运行的一种良好手段。
3.2 功率因数补偿节能
企业提出节能降耗的要求，改善电网供电质量的突破口就是无功补偿[2]。当无功功率不足或者过大时，会引起系统电压波动，造成极大的电能浪费，因此，应将功率因数调整作为最重要的节电措施。实时监控负荷和参数，及时根据负荷变化投切无功补偿装置，持续保持功率因数（cosφ）在0.95以上，每月电力公司都给企业功率因数减免电费10余万元，全年节约电费成本180余万元（见表2）。
企业以cosφ=0.90为标准值来调整电费[2]，功率因数减免电费最大额度：cosφ=（0.95～1.00），月电费减少0.75%。从表3可以看出，除了5月检修特殊情况外，正常运行时的功率因数都在0.97，满足最大减免额度。以1月为例：实际发生电费应为26 085 259.50+180 458.87=26 265 718.37元，即： [26 265 718.37元-（47 414 400×0.046 5元/度）]×0.007 5= 180 457.12元。其中，0.046 5元/度是供电部门代征费，计算结果误差为正常范围。
3.3 其他节电措施
（1）照明技术：石化企业照明用量较大，近些年，不断将原来装置区的金卤灯、钠灯更换为防爆LED灯，更换数量占总额的60%。将办公及生活区域照明也更换为节能型LED灯。同时，将现场10个配电室的照明控制开关改为光电控制开关，调节方便。在部分区域使用太阳能节能灯具作为路灯照明，节约电能。
（2）可以使用变频器调速的方式来有效启动电动机，可以极大地减少电能损耗[1]。企业中压变频器的节能效果显著，气分装置、挤压机软启动的使用可以有效节约电能。空冷风机、调速机泵使用低压变频器160余台，根据不同情况，节电率可达到20%～60%。
（3）采用符合国标的节能型变压器，逐年淘汰高能耗中小型异步电动机。
（4）严格控制非生产性用电，比如停用化验楼、办公楼各一台变压器，每月节约电量约123 000 kW·h，节约电费 61 500.00元。
4 结语
加强石化企业用电节能工作是一项系统工程，从管理到技术、从国家政策到地方及行业标准，技术、经济、行政、引导手段相辅相成。同时，也需要企业上层高度重视，企业员工人人参与。大工业用电节能工作今后还将扎实开展，深入学习相关能源的法律法规，加大用户侧新能源技术的应用，为企业降本增效、节能环保作出貢献。
[参考文献]
[1]李建凌，崔俊青.化工企业电气节能的技术措施分析[J].化工管理，2013（8）：119.
[2]傅宏武.浅谈企业用电的节能控制[J].求知导刊，2018（17）：28.