用戶(hù)端需求側(cè)管理在鋼鐵企業(yè)的實(shí)踐

1、用戶(hù)端需求側(cè)管理在鋼鐵企業(yè)的實(shí)踐目錄一、用戶(hù)概況二、外購(gòu)電成本與需求側(cè)管理 三、應(yīng)用節(jié)電技術(shù)減少電力消耗 四、從需求側(cè)管理到需求側(cè)響應(yīng)五、最大需量計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)一、用戶(hù)概況背景寶鋼特鋼是國(guó)家特鋼精品研發(fā)和制造基地，年產(chǎn)鋼100萬(wàn)t。產(chǎn) 品應(yīng)用于軍工、航空航天、核電、石油化工、汽車(chē)、能源交通 和機(jī)械制造等行業(yè)。寶鋼特鋼強(qiáng)化負(fù)荷管控，提高電力資源利用率；優(yōu)化生產(chǎn)組織， 降低用電成本；加強(qiáng)運(yùn)行管理，減少供電損失；依靠技術(shù)進(jìn)步 降低電能損失等，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。寶鋼特鋼積極參與電力應(yīng)急機(jī)制下電力需求側(cè)管理城市綜合試 點(diǎn)工作，探索用戶(hù)端能源管理新途徑。特鋼公司年外購(gòu)電力9億 kWh，占耗能

2、總量的 56.1%，電 力成本占公司生產(chǎn)成本的1 .2% 。電力權(quán)重一、用戶(hù)概況電力設(shè)施概況特鋼公司電力全部從市網(wǎng)購(gòu)入。擁有一座220kV總降站，有兩 路220kV電源進(jìn)線和一路35kV保安電源。配置4臺(tái)220kV/35kV的主 變，第一級(jí)變壓器總裝機(jī)容量405MVA。購(gòu)入的220kV電力，通過(guò)變壓器多級(jí)變配，滿足不同用戶(hù)的 用電需求，公司電壓等級(jí)分別為35kV，6kV，0.38/0.22kV。一、用戶(hù)概況二、外購(gòu)電成本與需求側(cè)管理措施電費(fèi)構(gòu)成總電費(fèi)電量電費(fèi)MD費(fèi)用力率考核220kV等級(jí)分時(shí)電價(jià)標(biāo)準(zhǔn)非夏季夏季（79月）時(shí)段單價(jià)（元/kwh）與谷時(shí)段 價(jià)格比較峰時(shí)段08 00 11 0018 0

3、0 21 001.1 1為3.32倍平時(shí)段06 00 08 0011 00 18 0021 00 22 000.657為1.96倍谷時(shí)段22 00 06 000.335加權(quán)平均價(jià)0.6632為1.98倍時(shí)段單價(jià)（元/kwh）與谷時(shí)段 價(jià)格比較峰時(shí)段08 00 11 0013 00 15 001.146為4.24倍18 00 21 00平時(shí)段06 00 08 0011 00 13 000.692為2.56倍15 00 18 0021 00 22 00谷時(shí)段22 00 06 000.270加權(quán)平均價(jià)0.7027為2.60倍二、外購(gòu)電成本與需求側(cè)管理措施根據(jù)電力供應(yīng)側(cè)價(jià)格導(dǎo)向，制定用戶(hù)側(cè)管理措施減少

4、外購(gòu)電力需求、波動(dòng)大的用戶(hù)執(zhí)行“兩部制”收費(fèi)、高壓用 戶(hù)實(shí)施分時(shí)計(jì)量收費(fèi)，優(yōu)化無(wú)功補(bǔ)償。其推動(dòng)作用是：增強(qiáng)用戶(hù)成本 意識(shí)，采取各類(lèi)有效措施，降低電力負(fù)荷需求，盡可能多使用廉價(jià) 谷時(shí)電，降低用電成本。優(yōu)化供電設(shè)施配 置，采用“削峰填 谷”措施，降低外 購(gòu)電力需求。優(yōu)化檢修計(jì)劃、 合理組織生產(chǎn)， 推進(jìn)避峰作業(yè)， 減少峰時(shí)用電量。優(yōu)化無(wú)功補(bǔ)償 設(shè)備，安全有效 運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)功率 因數(shù)獎(jiǎng)勵(lì)最大化。二、外購(gòu)電成本與需求側(cè)管理措施合理配置電力負(fù)荷需求收集所需信息當(dāng)月電力負(fù)荷數(shù)據(jù)、控制實(shí)績(jī)（計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)采集）次月產(chǎn)線產(chǎn)量計(jì)劃、冶煉計(jì)劃，含生產(chǎn)品種、爐座開(kāi)動(dòng)情況次月產(chǎn)線定、年修計(jì)劃，以及產(chǎn)線新啟、關(guān)停等變動(dòng)信息

5、申報(bào)需量值* 將收集信息和歷史數(shù)據(jù)、運(yùn)行方式、負(fù)荷受控比例、控制幅度等輸入“MD”預(yù)報(bào)計(jì)算模型，最終輸出兩路220kV線路的月度需量預(yù) 報(bào)值，報(bào)電力公司。過(guò)程管理原則申報(bào)階段- 能源計(jì)劃滿足生產(chǎn)需求運(yùn)行階段- 生產(chǎn)需求服從能源計(jì)劃二、外購(gòu)電成本與需求側(cè)管理措施推行“兩部制”電價(jià)，發(fā)揮用戶(hù)端主觀能動(dòng)性對(duì)冶煉和大機(jī)組等用電負(fù)荷實(shí)行“兩部制”電價(jià)，以經(jīng)濟(jì)杠桿手 段，促進(jìn)用戶(hù)合理安排機(jī)組、爐座的開(kāi)停，保證電力負(fù)荷的平衡。案例1氣體公司主動(dòng)平衡用電負(fù)荷， 一旦需切換機(jī)組，則事先制定預(yù) 案，調(diào)整其它用電負(fù)荷，保證用 電負(fù)荷總體平衡。案例2寶鋼研究院薄帶試驗(yàn)基地，將 EAF爐、LF爐安排于同一主變下供 電，

6、且嚴(yán)格執(zhí)行錯(cuò)時(shí)作業(yè)，減少 電力負(fù)荷需求。二、外購(gòu)電成本與需求側(cè)管理措施案例3 采用“削峰填谷”手段，提高負(fù)荷利用率背景特鋼全部以電爐冶煉，其沖擊和 不連續(xù)性特征造成供電線路負(fù)荷率的降 低。措施 兩條220kV進(jìn)線配置兩套計(jì)算機(jī) 負(fù)荷需量控制系統(tǒng)，負(fù)責(zé)11臺(tái)電爐負(fù)荷 的實(shí)時(shí)控制，通過(guò)削峰填谷，調(diào)節(jié)冶煉 重疊期，減少負(fù)荷需求，提高電力資源 的利用率。成效 在需量控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確控制下，每月降低“MD”申報(bào)量8%左右， 線路最高日平均負(fù)荷率達(dá)到83%，每年實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益600萬(wàn)元。二、外購(gòu)電成本與需求側(cè)管理措施案例4優(yōu)化變壓器配置，提高負(fù)荷利用率背景近年來(lái)，受公司生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)型以及外部經(jīng)濟(jì)環(huán)境影響，外 購(gòu)

7、電力負(fù)荷大幅降低，電力需求低于電力設(shè)施配置下的最低申報(bào) 限額，造成電力資源浪費(fèi)和電成本上升。措施 2013年6月、2014年5月，分別對(duì)220kV站2臺(tái)120MVA主變 實(shí)施降容改造，分別降低容量30MVA和45MVA ，減少外購(gòu)電力需 求分別達(dá)1.2萬(wàn)kW和1.8萬(wàn)kW，每年可減少電費(fèi)支出1512萬(wàn)元。二、外購(gòu)電成本與需求側(cè)管理措施以經(jīng)濟(jì)杠桿手段，促進(jìn)降本對(duì)6kV等級(jí)以上用戶(hù)全面裝設(shè)分時(shí) 電表，實(shí)行“分時(shí)電價(jià)制”，實(shí)現(xiàn)成 本控制下移，促進(jìn)用戶(hù)降本運(yùn)行。優(yōu)化生產(chǎn)組織，實(shí)現(xiàn)降本運(yùn)行合理安排檢修計(jì)劃，如將年修、 大修等安排在夏季，以減少季節(jié)性電 價(jià)對(duì)生產(chǎn)成本的影響；日修、定修等 安排在白天，以減少

8、產(chǎn)線峰時(shí)、平時(shí) 段的用電量，降低峰占比。利用電價(jià)差，優(yōu)化生產(chǎn)組織，降低電成本二、外購(gòu)電成本與需求側(cè)管理措施案例1調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃，減少峰時(shí)用電量，降低冶煉成本。* 100DC爐冶煉耗電量：3.45萬(wàn)kWh/小時(shí)原生產(chǎn)計(jì)劃：9月16日11:00-9月23日22:00 若調(diào)整為： 9月16日21:00-9月24日08:00 可節(jié)約電費(fèi)：17萬(wàn)元原生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)整后計(jì)劃峰時(shí)61小時(shí)56小時(shí)平時(shí)62小時(shí)59小時(shí)谷時(shí)56小時(shí)64小時(shí)總時(shí)179小時(shí)179小時(shí)均價(jià)0.6132元/度0.5857元/度二、外購(gòu)電成本與需求側(cè)管理措施案例3 自備水廠原水泵房水池補(bǔ)水，安排在谷時(shí)段進(jìn)行，充分 利用電價(jià)差到達(dá)降低制水成本的目

9、標(biāo)。案例2 部分爐座在合同和任務(wù)不足的情況下，實(shí)行夜間生產(chǎn)模 式，在22：00次日6：00的電價(jià)谷時(shí)段組織生產(chǎn)，降低成本二、外購(gòu)電成本與需求側(cè)管理措施案例4弘益冶金材料廠利用電價(jià)政策，優(yōu)化生產(chǎn)模式，降低用電成本。* 2014年總用電總量：177.7萬(wàn)kWh措施：29.36萬(wàn)kWh平時(shí)段用電移至谷時(shí)段使用 單位電成本降低:0.0603元/kWh節(jié)約電費(fèi)：10.71萬(wàn)元。電度量分時(shí)比例預(yù)期實(shí)際差異預(yù)期實(shí)際差異峰時(shí)電量444120441696-242425.00%24.86%-0.14%平時(shí)電量740259446656-29360341.67%25.14%-16.53%谷時(shí)電量59210188812

10、8+29602733.33%50.00%+16.67%總電量177638017764800100%100%平均電價(jià)0.81180.7515-0.0603二、外購(gòu)電成本與需求側(cè)管理措施產(chǎn)線總電量類(lèi)別峰占比平占比谷占比電價(jià)電費(fèi)（萬(wàn)元）備注產(chǎn)線 A3013392實(shí)際0.30560.48080.21370.7621229.65產(chǎn)線通過(guò)調(diào)整作業(yè)模式， 理論上可降低電費(fèi)支出 28.08萬(wàn)元，降本率12%理論0.25000.41670.33330.6973210.12優(yōu)化0.22680.37790.39530.6712201.73產(chǎn)線 B2635470實(shí)際0.31990.48080.19930.774020

11、3.99產(chǎn)線通過(guò)調(diào)整作業(yè)模式， 理論上可降低電費(fèi)支出 31.88萬(wàn)元，降本率15.6%理論0.25000.41670.33330.6973184.29優(yōu)化0.22000.37000.40000.6531172.11產(chǎn)線分時(shí)用電降本潛力分析兩班作業(yè)產(chǎn)線2015年樣本數(shù)據(jù)二、外購(gòu)電成本與需求側(cè)管理措施2015年，結(jié)合產(chǎn)線用電情況，通過(guò)合理調(diào)整無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備運(yùn)行方式，保證220kV考核點(diǎn)處功率因數(shù)處于0.95-0.98之間，力率 獎(jiǎng)率處于最高，年度獲電力公司獎(jiǎng)勵(lì)500萬(wàn)元。優(yōu)化無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)力率獎(jiǎng)率最優(yōu)化二、外購(gòu)電成本與需求側(cè)管理措施開(kāi)展能效電廠為標(biāo)志的節(jié)電降耗項(xiàng)目鋼鐵企業(yè)，特別是以電弧爐冶煉

12、為主的特鋼企業(yè)，電力 成本占到全部能源成本的50%以上，開(kāi)展節(jié)電攻關(guān)活動(dòng)，降 低用電成本，提高產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力具有積極意義。電弧爐、 傳動(dòng)電機(jī)、風(fēng)機(jī)、水泵、照明設(shè)備是鋼鐵最主要的終端用電 設(shè)備，根據(jù)用電設(shè)備不同特點(diǎn)，應(yīng)用節(jié)能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)用 電。三、應(yīng)用節(jié)電技術(shù)減少電力消耗案例1電弧爐節(jié)電技術(shù)電弧爐是特鋼企業(yè)耗電量最大的用電設(shè)備，開(kāi)展節(jié)電研究和 節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，具有積極意義。開(kāi)展電爐功率曲線優(yōu)化研究，穩(wěn)定電弧，提高供電效率。泡沫渣埋弧操作，減少熱輻射。降低電力消耗。完善電能質(zhì)量治理設(shè)備，減小電壓波動(dòng)，降低冶煉電耗。應(yīng)用電力負(fù)荷最大需量控制技術(shù)，削峰填谷，減少電力負(fù)荷需 求，提高電力負(fù)荷資源的利用

13、率，降低用電成本。三、應(yīng)用節(jié)電技術(shù)減少電力消耗電弧爐電壓波動(dòng)控制與節(jié)電( SVC)減小注入系統(tǒng)的無(wú)功功率、諧波電流和負(fù)序電流，降低系統(tǒng)無(wú) 功損耗、諧波損耗和負(fù)序損耗。提高功率因數(shù)，穩(wěn)定了系統(tǒng)電壓， 提高了輸入電弧爐有功功率，提高了冶煉效率，節(jié)約電能。某電弧爐配電系統(tǒng)未安裝SVC裝置時(shí)，耗電水平為400kWh/t， 冶煉時(shí)間50min，電弧爐冶煉期間無(wú)功產(chǎn)生的平均電壓降為8%，電 弧爐冶煉期間平均散熱為1.2kWh/t。應(yīng)用SVC裝置后，電壓穩(wěn)定在 額定值，電弧爐輸入有功功率提高至原來(lái)的倍，則冶 煉 時(shí) 將 縮 短 到 （min）， 節(jié)電kWh。三、應(yīng)用節(jié)電技術(shù)減少電力消耗案例2電機(jī)能效提升我國(guó)

14、鋼鐵企業(yè)經(jīng)過(guò)整合和優(yōu)化，技術(shù)裝配和自動(dòng)化程度已達(dá) 到相當(dāng)?shù)乃?。但電機(jī)能效水平仍處于較低水平。對(duì)列入淘汰目錄的低效電機(jī)用高效電機(jī)來(lái)替換以及通過(guò)電機(jī)高 效再制造等措施，提升電機(jī)效率3%-5%左右。使用高效水泵、風(fēng)機(jī)，提高機(jī)組整體效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)電目標(biāo)。對(duì)于流量變化的場(chǎng)合，水泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)等采用變頻為主的 調(diào)速技術(shù)，實(shí)現(xiàn)節(jié)電運(yùn)行。對(duì)于水泵系統(tǒng)中存在的電機(jī)功率不匹配的“大馬拉小車(chē)”問(wèn)題， 采取更換電機(jī)、水泵或切削葉輪等優(yōu)化措施。三、應(yīng)用節(jié)電技術(shù)減少電力消耗電機(jī)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性取決于輸出功率與運(yùn)行電壓的合理配合。根據(jù) 各工藝產(chǎn)線不同的負(fù)荷特點(diǎn)，應(yīng)用電壓偏差節(jié)電技術(shù)，調(diào)整供電 網(wǎng)的運(yùn)行電壓，實(shí)現(xiàn)節(jié)約用電由于電動(dòng)

15、機(jī)負(fù)荷的電壓無(wú)功靈敏度遠(yuǎn)大于電壓的有功靈敏度， 在供電電壓波動(dòng)小于2%的前提下，配電變壓器低壓側(cè)的負(fù)荷終端， 應(yīng)避免大于+3%電壓偏差運(yùn)行，過(guò)高的運(yùn)行電壓導(dǎo)致配電電網(wǎng)無(wú)功 增大，損耗增大，運(yùn)行電壓控制在-3%-+1%為宜。案例3電壓偏差節(jié)電技術(shù)應(yīng)用研究上世紀(jì)80年代，我國(guó)輸配電設(shè)施落后,電壓波動(dòng)大，供電設(shè) 計(jì)時(shí)，將供電電壓調(diào)高5-10%；目前，電力供應(yīng)充足，電壓穩(wěn)定， 但用戶(hù)還保留原來(lái)設(shè)計(jì)思想，供電電壓設(shè)定偏高。三、應(yīng)用節(jié)電技術(shù)減少電力消耗建立中央變電所變壓器消耗數(shù)據(jù)庫(kù)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行數(shù)學(xué)模型，指 導(dǎo)變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。平衡變壓器負(fù)荷，通過(guò)對(duì)用戶(hù)負(fù)荷的重新布局，保證變壓器 負(fù)荷基本平衡，并運(yùn)行于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

16、區(qū)，降低電能損失.建立用電負(fù)荷、無(wú)功補(bǔ)償投入量、變壓器分接開(kāi)關(guān)檔位及 運(yùn)行電壓關(guān)系模型。跟蹤產(chǎn)線變化，根據(jù)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行模型，調(diào)整供電方式，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。案例4變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行配電變壓器若負(fù)載損耗高于空載損耗，則適當(dāng)提高運(yùn)行電 壓；若空載損耗大于負(fù)載損耗，則適當(dāng)降低運(yùn)行電壓。三、應(yīng)用節(jié)電技術(shù)減少電力消耗四、從需求側(cè)管理到需求側(cè)響應(yīng)需求側(cè)管理:重在采用市場(chǎng)價(jià)格手段推動(dòng)下廣泛的技術(shù)和管理措施，如提高終端用電效率和峰荷轉(zhuǎn)移等。需求側(cè)響應(yīng)重在運(yùn)用基于市場(chǎng)的價(jià)格去影響需求的時(shí)間和水平， 需求側(cè)響應(yīng)對(duì)提高電力市場(chǎng)的穩(wěn)定性和運(yùn)行效率有著重要意義。需求側(cè)管理與需求側(cè)響應(yīng)四、從需求側(cè)管理到需求側(cè)響應(yīng)需求側(cè)管理只是作為電

17、力公司的一個(gè)負(fù)荷管理工具或政府提升能源效率的手段，而需求側(cè)響應(yīng)則是全面參與電力市場(chǎng)的 新資源,平衡制約供應(yīng)側(cè)的市場(chǎng)力，維持市場(chǎng)的穩(wěn)定。增加需求側(cè)響應(yīng)必然能夠?yàn)樾枨髠?cè)管理很多措施的實(shí)施及 節(jié)能項(xiàng)目的推廣提供更好的經(jīng)濟(jì)激勵(lì)；需求側(cè)管理項(xiàng)目又可以 更充分地發(fā)揮、放大需求側(cè)響應(yīng)項(xiàng)目的效應(yīng)。關(guān)系：需求側(cè)響應(yīng)和需求側(cè)管理有一定的相關(guān)和重疊，但兩者 更多的是其側(cè)重點(diǎn)的不同。四、從需求側(cè)管理到需求側(cè)響應(yīng)序號(hào)采集時(shí)間實(shí)際負(fù)荷基線負(fù)荷誤差12014-08-29 13:15:007201910063639.74%22014-08-29 13:30:006684410439656.18%32014-08-29 13:

18、45:00687459970745.04%42014-08-29 14:00:006768910334052.67%52014-08-29 14:15:00673729687743.79%62014-08-29 14:30:00714918777422.78%72014-08-29 14:45:0076137824108.24%82014-08-29 15:00:00720199854536.83%寶鋼特鋼負(fù)荷調(diào)節(jié)響應(yīng)數(shù)據(jù)四、從需求側(cè)管理到需求側(cè)響應(yīng)五、最大需量計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)趨勢(shì)分析軟件：評(píng)估受控設(shè)備的功 率值、優(yōu)先級(jí)，綜合 受控線路歷史負(fù)荷、 當(dāng)前負(fù)荷、設(shè)定的最 高負(fù)荷數(shù)據(jù)，測(cè)出未 來(lái)趨勢(shì)；校核控制周 期內(nèi)校準(zhǔn)負(fù)荷，不斷 更新，使線路綜合利 用率最高。最大需量控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介最大日用電量 (kWh)最大日均負(fù)荷 (kW)最大需量 (kW)降低需量（kW）負(fù)荷率(%)2002.1120222408426011352074.22002.122059200858001029601056083.32003.01204864085360102960105