赵国强-浅谈智能配网优化节电系统的节电研究与应用
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浅谈智能配网优化节电系统的节电研究与应用
A brief talk of research and power-saving application on intelligent
distribution electric power network optimization power saving system
赵国强
Zhao Guo qiang
单位：湖北万洲集团有限公司 地址：湖北省襄阳市长征路58号 邮编：441001
摘要 简要介绍万洲企业系统节电分析问题思路，提出解决问题的技术措施和方法，探讨其实际应用的突出节电成效。
关键词 企业系统节电 3+1节电技术 六大节电功效 方法 应用
Company: Hubei Worldwide Electric Group Co., Ltd
Add: #58 Changzheng Rd, Xiangyang City Hubei Province. Post Code: 441001 Abstract: Briefly introduce the power saving system of Worldwide Electric Group Co., Ltd, put
forward the solution of technology and method, discuss the outstanding power saving effects of
practical application.
Keywords: Enterprise system power saving 3+1 power saving technology
Six power saving effect method application
0 前言
节能降耗和污染减排是我国“十.一五”期间提出的重点社会治理问题，随着我国国民经济的迅猛发
展，以及国际加工产业新格局的重新布局，一些高能耗低效益的加工产业链逐步转向了国内市场，这无疑
加剧了我国能源紧张的供需矛盾，尽管我国电力建设是超常规增长的，但电力供应仍严重不足，因此，节
省能源特别是节约用电已经引起了我国政府及全社会的高度重视，在今后我国“十.二五”宏观调控里，
重点关注各种节能新技术和节电途径将是今后几十年乃至更长的时间里人们持续研究和探讨重点课题。
1 从企业电费计算方式谈节电的工作方向
1.1 企业电费组成和计量方式
我国现在流行两部制电价分为基本电价和电度电价，同时还有力调电费（即罚款率，现行力调标准是
功率因数为0.90），供电局普遍采用计量方式分为高供高计、高供低计、低供低计三种。
1.2 从企业电价制度谈节电工作方向
1.2.1 工业企业用户的两部制电费组成的关键因素分析 基本电费 用电变压器容量或最大需量
用电计量电费 （峰、谷、平）
企业电费 电度电费
用电时间
力调电费 力调系数--功率因数
1.1.2、企业降低电费开支的正确途径（即节电工作方向）：
⑴ 选择高供高计的计量方式，自主选择降耗节能方式；
⑵ 合理使用变压器经济运行台数，降低基本电费支出；
⑶ 采取切实有效节电措施合理用电，提高用电质量，调整负荷用电时间削峰填谷，缩短用电总时间，
使用电电量降下来，节约每一度电(kWh），提高单位时间内的用电效率；
⑷ 采取多种无功补偿措施，大幅度提高网侧和负荷侧的功率因数，提高力费标准；
根据以上我们所选定的四种正确节电途径，就可以有针对性的利用企业电价制度来分析企业用电成本
及损耗，查疑补漏，提高用电效率，降低用电成本。
3、节电原理和系统节电设计理念
3.1 节电的理论基础
运用3EM用户侧电效管理理论（即3EM金字塔理论），将企业的电能使用效率总结归纳为由三个层面
的效率所决定的：
第一层面：人、组织/管理层面的效率；
第二层面：分配系统/电力品质层面的效率；
第三层面：负荷侧设备运行层面的效率。
⑴ 3EM用户侧电效管理的金字塔理论结构图： ⑵ 支持3EM金字塔理论的公式：
PE=【D/(WP+D)】* PQ * OMP
公式中：
PE： 电能效率；
WP： 浪费的电量（第三层面因素）；
PQ： 电力品质（第二层面因素）；
OMP：组织、管理、人力（第一层面因素）；
D： 电力需求量；
⑶ 3EM电效理论意义：
从该理论公式可以看出进行电效系统的节电设计时，应保证尽可能地降低浪费的电量WP，大幅度地
提高电力品质PQ，并且使OMP即组织、管理和人的综合效率达到1，以求电效尽量接近于理想状态；
所以，从3EM电效理论说明用电系统电能效率不是单一因素决定，而是与综合多个层面的因素有关（其
中既有人的因素、管理的因素；也存在系统优化、电力品质的因素；更有用电设备本身的特点和负荷特性
的等综合影响）：
● 第一层面的问题往往是靠强大软件平台和强有力管理制度（可谓“软环境”）来实现的；
● 第二、三层面的的问题则是要靠其具体的技术产品（可谓“硬件系统”）来实现的；
只有将单体设备的节电工程向全过程、全系统的系统节电方向扩展、推进，优化用电、运行管理手段，
从整体上的三个层面进行综合的系统节电工程设计，才会使企业获得全面的、最佳的节电成效；
3.2 节电系统特色设计理念
万洲电气在历经多年来节电工程研究的基础上，提出了将企业的整个配网用电系统作为一个“整体”
来研究和分析思想，科学引用了“3EM电效金字塔”理论，并独树一帜的率先提出了“分段布局，立体分
层，采用‘3+1’节电技术，实现六大节电功效” 整体系统节电特色基本策略，为企业搭建一个从三个层
次的电效布局到四大类现代节电技术应用所构成配网智能优化节电系统（后面论述中简称“节电系统”）。
3.2.1 分段布局和立体分层意义
分段布局将整个配电网络拆分出两段既有联系、又相互影响高、低压配网系统，立体分层是保持两段
配电网络相互依存基础上，在3EM第一层次里，运用强大的“软环境”管理来实现节电，而在第二、三层
次里，用 “硬件系统”来实现“分层”改造策略，根据工况,选用专业化系统节电技术产品，在保证用电
系统安全运行条件下，通过对配电系统的择优化、定量化、有序化合理整合与改造。
3.2.2 采用“3＋1”的现代节电技术
3.2.3 实现六大节电功效
通过经济用电技术，择优选取最佳运行方式和调整负载，使变压器的电能损失降到最低，实现变压器
经济运行节电功效，降低企业基本电费开支；
通过经济、合理用电技术，合理配置无功功率和电压处于“九区图”最佳区间，实现电压、无功配置
优化节电功效，通过分级精确补偿技术和滤波补偿无功技术，改善配网电力品质，保持电网的三相平衡、
使配网谐波得到抑制，实现合理、清洁使用电能，节约好每一度电；
通过合理、安全用电技术，提高网侧和负荷侧功率因数节电功效，降低线路损耗，提高设备带载能力，
改善末端电压质量，节省力调电费同时，提到末端设备利用效率，做到用好每一度电。 4 节电系统的应用
针对水泥生产工况特点，WPZYJ—SN水泥配网智能优化节电系统运用现代系统的节能技术，可以为
用户提供局部或整体系统节能产品优选组合模块，它可以是单一的，也可能是组合的或多重的选配“性价
比”最优化的多系列、多品种的节能产品组合、搭建而成的整体节电系统： 电效金字塔层次 产品线类别 配置的主要节能电控产品线 推荐级别
WCAMS微机综合自动化管理系统 第一层
人/组织管理层面 人、机网络配网自
动化管理系统 WPZYJ—SN系列水泥工业配网智能优化节电系统 后台软件优化可
节电约5～15%
WVQC电压、无功综合控制系统 单独选配使用 第二层
电能质量层面 电能分配、优化
电力品质优化 WXBZ型谐波治理设备 控件组网
节电率约3%
生料磨、水泥磨、
辊压机、煤磨 WYQ系列液体电阻起动器
WP系列静止式进相器 高
压
设
备 水泥磨风机、窑头、
废气风机 WYQ系列液体电阻起动器
WP系列静止式进相器
WYT系列液体电阻调速器 局部组网
节电率约
3～8%左右
窑主传动电机 WZX系列直流调速柜
循环、给水泵
生料磨排风机
窑尾废气处理风机
罗茨风机
水泥磨排风机
煤磨风机
蓖冷机 WGQ系列固态软起动器
WBT系列变频调速器
熟料破碎机、 石膏锤式破碎机WDJ系列智能电机节电器 局部组网
可以实现综合
节电率
约5～20%左右 第三层
负荷侧/设备层面 负荷侧的控制与
管理 低
压
设
备
厂区生活、办公用
电与生产用电混用WBJ系列智能精确补偿节电
系统(共补+分补型) 局部组网节电率
约3～8%
该系统是在保证水泥生产线安全、可靠、经济运行为基础条件下，为企业提供高质量节能增效工程化、
信息全局化、管理规范化、数据可视化、工控管理空间化、网络处理协作化的综合节能保障的节电系统，
它从第一层面“软环境”的建立，到第二、三层面硬件节电技术产品的选配，都体现了企业的网络化节能
数字控制水平、优化节能资源利用率、提高设备使用经济性和安全性，同时它具备易于维护管理，扩充智
能化、网信化的突出优势，赋予了企业精细化地调配、平衡、优化使用电能资源的主动权，并可以帮助企
业及时发现生产工艺环节上电耗浪费现象，从而达到为企业构建最优电力资源配置和组合，从而实现最节
省的综合运营成本（电费+设备维护+设备更新+系统增容）、最大程度降低企业的电能消耗、最长幅度延长
用电设施使用寿命、最大幅度提高设施功效、最大程度提高用电安全性能的最终目的。
4.1 该系统可以为用户提供服务
⑴ 提供高效节能成熟解决方案，为企业提供真实可靠节能评估依据，从而实现用电经济性、安全性、
合理性现代化管理提供了保障。
系统硬件系统储备有丰富经过检测和验证过的终端节能技术产品，利用其科技含量高、优选余地大，
可以完全能适应系统节电改造的所有需求，其软件系统具备有灵活、丰富的水泥企业系统节能解决方案的
模板，以及多种高效、完整的优化策略，利用系统灵活多样、各具特色组网模块，可以为各个高、低压设
备的高能耗区域搭建一个个节能降耗的“支撑点”。同时还可以为企业的改扩建提供可以用最佳优选方案。
