浅谈节电产业及其前景

    所谓节电，是指通过抑制使用电能时产生的不必要的电力消费或者排除浪费因素，来降低电力消费。对多数企业而言，电费是未被企业控制的一项非常重要的成本。在多数财政行政官的传统观念中，电费成本是生产成本的一部分，但他们很快就发现这是一个错误的概念，因为除物料成本和人工成本外，电费的支出通常为第三大项的开支，是往往被财政行政官们在控制模式中忽视，然而却是十分惊人的一项成本。由此可见，如果一个企业节电做得好，可以节省大量成本。节电已经成为人们生活中不容忽视的问题了。
1 目前节电产业环境的分析
1.1 节能与节电是我国一项长期国策
    企业电力先行，加快电力发展，保障电力供应与高度重视节电是我国一项长期国策。《中华人民共和国节约能源法》、《重点用能单位节能管理办法》、《中华人民共和国环境保护法》相继推出，《节约用电管理办法》和《关于推进电力需求侧管理工作的指导意见》，《政府机构节能行动倡议》等专项政策法规的颁布，及建立的全国性节能宣传活动制度(每年11月组织全国“节能月”，活动)、推行合同能源管理(一种全新的节能服务机制)，以及每年政府在节电推广上的投资举措都已表明：节电对于政府来说是势在必行，这无疑为节电产业的发展创造了一个不可多得的宏观需求和有利的政策环境。
1.2 近年来的用电状况
    近年来，中国经济持续以白分之八点多增长，成为世界制造中心的能力也在加强，取得了GDP增长9.1%的好成绩。但是，在经济加快发展的同时，也出现了能源、部分原材料紧张的状况，随着经济的快速发展和部分地区水情、气候的异常变化，全国用电量超常增长，去年用电量连续17个月平均增速超过巧%。中国用电量正以年均5%的速度增长：1990年中国发电量为6212亿度，2002年增加到14330亿度，10年翻了一番，2004年的用电量接近16000亿度，到2020年则将达33700亿度，去年以来中国用电需求快速增长而导致缺电范围不断扩大。根据国务院最近统计的数据，目前全国电力供需缺口达到l000万千瓦，自去年6月份至年终，有21个省市区先后出现不同程度的限电情况，上海、广东、江苏、浙江等用电大省，甚至包括煤炭资源丰富的山西省，水源充足的青海省均不断出现拉闸限电的尴尬。一时问，“电荒”突然成为影响经济发展和社会生活的主要障碍之一。
    拿冶金工厂为例，说到钢铁企业，就想象到高炉耸立，拿一个年产白万吨以下钢铁产品的中型企业来说，通常就有矿山、原料场、高炉、炼钢、轧钢、铸造……，及其他配套设施，通常需要约M VA以上的电力负荷，每天就要消耗数十万度的电能。这些厂司’一所装备的典型设备和电气系统，如原料厂的烧结机长距输送带的运行：炼铁高炉装料卷扬机的电力拖动，热风炉的大型鼓风机电动机启动等等。
    中国经济能否保持快速增长，一个重要的先决条件就是能源供应的充足，而电力是主要的能源，因此节电显得非常重要，节电已经成为提高能效，降低能耗的重要途径。在巨大的反差之问，留给节能节电这一朝阳产业巨大的商机。那么，在目前情况下，对于企业的节能节电，还有无潜力可挖，存在于什么问题特别是技术方面的原因，如何解决?这个市场的前景将是如何?
2 目前节电产业的状况
    目前电能浪费的主要因素有一下儿点：
(1)功率因数过低
    功率因数的高低，是影响电源利用率的关键所在。功率因数较低时，会降低电源的利用率，降低设备的效率，增加了电路上的损耗。因此电路上的功率因数不应过低(一般不低于0.9)。目前许多企业供电系统无功功率补偿，主要采取在各总降进行高压集中补偿方式。
(2)谐波污染
    作为谐波污染的一类，一个不可忽略的问题是，各种瞬流尖峰脉冲、散杂浪涌波形对供变电系统的不良影响。电网上的高次谐波较多，也会增加用电设备的损耗，效率降低，用电设备发热加剧，使用寿命缩短。大气过电压、‘需击、变频设备、晶闸管设备的投入运行等，都是高次谐波的主要来源。设备的谐波，会造成设备自身和电网相当大的附加无功电流，增加电网输变电以至发电设备的负担，影响设备运行及寿命。目前，世界各国都在严格制定输人谐波的标准。
(3)电源不平衡
    有时单相大功率设备在电网上运行，最容易造成三相电源不平衡，形成不对称。负载大的相偏低、负载小的相偏高。这种现象会造成逆相序旋转磁场，影响用电设备的输出功率。转了产生逆序电流，从而产生制动转矩，使用电设备温度升高，输出功率减小。三相不平衡时，电路上的线损也加大。有时因断路缺少一相电压，也容易出现前述类似问题，并发事故。
(4)瞬流和浪涌
    企业内部某些用电设备符合波动较大，甚至产生大量的瞬流和浪涌，在小电网(区间)里迂回徘徊时，就会产生电力污染，给其它用电设备造成危害，也能造成大量的电能浪费。
    针对如此多的电能浪费，节电市场于是产生了很多产品：
    变频器
    在国内各行业已获得广泛应用，尤其是在电信企业是个新课题。其良好的调速控制性能及节电效果得到广泛认同，国内外品牌繁杂众多，从事变频器工程应用的企业更是遍布南北。
    电机节电控制器
    我国的三相电机采用有大约为8000万台，市场潜力远大，电机节电器普遍具有软启动开关和完善的保护功能，容易得到良好节电效果。
    系列安全节电器
    这一产品目前在市场上比较流行，或为家节电提供商的支柱产品，由于通用性强，并联安装结构及免维修，因此容易为用户所接受，归大的缺点是不能即时行到明显节电效果，这类节电器主要通过对瞬流和混波的控制，减少电机某调和无谓的损耗而实现节电。
    三相灯光节电器
    有电方式和电磁式两种，以微处理器控制实现采用电压下降，从而实现有效降低。
    抽油机节电器
    为一种问歇式控制，即检测电机负荷或检测原油含水量，控制抽油机的开停，这种方式容易取得较高节电率。
    低压无功补偿节电器
    通电改善功率因为减少线路实现节电是把电容屏式的集中补偿改为终端补偿，这类产品由于受终端价格压力而市场比较混乱，有不良厂商。
    有源电力滤波器
    这是目前较为理想的通用节电及混波滤除设备，价格较贵，如能产品国产化，大幅降低成本，以相对低的价格介入市场应具有巨大市场潜力。
    其他节电器
    如空调节电器、锅炉节电器主要通过对温度其他项目的检测及控制实现节电节能，技术相对简单。
3 节电产业的前景
    节电产业具有巨大的市场客户、广阔的发展前景，但需要具有竞争力的产品资源和技术。
    回顾发展历程，展望未来，可以预见节电产品和技术在近期将呈现如下发展趋向：
    (1)变压器经济运行
    变压器经济运行是通过优化理论，定量化计算与变压器实际运行工作状况相结合的一项应用技术，通过检测、计算择优选取变压器最佳运行方式、运行最佳组合并采用优化负载调整。改善变压器运行条件等技术措施，达到充分发挥变压器效能的目的，最大限度的降低变压器的电能损耗和提高电源侧的功率因数。该项技术很少投资，是向智能挖潜，向管理挖潜，实施内涵节电的综合技术。广义上讲，企业从受电到用电需要2~5次变压过程，运行的变压器数量多，容量大，电能损耗占总用电量3%~8%左右。企业应对在线变压器运行情况进行诊治，实施变压器经济运行节电技术，降低电能损耗，尤其在改扩建，设备检修时，更应将该项技术同步进行。包括用节能型变压器取代淘汰型变压器，进行电网升压改造，均可有效减少变损、线损，并可降低企业基本电费支出。
    (2)电力线路
    供电线路线损是电力损耗的重要原因，低压线路尤甚。治理工作要重视日常供电管理，包括减少无效运行、‘常明灯、提高功率因数等，知微而见著，同时要着重改善电网结构。
    (3)电力企业的无功补偿
    企业分厂级变电站和用户端实际功率因数较低，会使大量无功环流在企业内部循环，这将使变压器和供电线路电流增大，有功损耗增加，末端供电质量下降。当导致电压严重降低目_波形畸变时，会造成电气设备误动作及设备损坏，电压降低还会使电动机转矩显著下降。大量感性负载还会造成电网供电能力下降。工厂中电力无功的主要耗用设备是电动机和变压器，这些负载在运行时需电网提供大量无功负荷，功率因数很低。其中异步电动机消耗的无功总耗一般占全厂无功总耗的60%以上，变压器消耗的无功总耗一般占全厂总耗的20%以上。据统计当功率因数。cosφ由0.7提高到0.9后，电能总消耗将由8%降低到5%}即可以节约总电量的3%。分厂、车问级变电站实际功率因数较低，还会使变压器的供电能力下降。目前，世界各国都在严格限制低功率因数电气产品，以确保设备的使用寿命。
    (4)治理谐波污染
    目前不少产品、器件致力于这方面的治理，大部分产品是基于吸能型压敏、瞬态干扰抑制原理，这方面作为专用节电器，美国英福特公司的“节电土”产品是个新技术代表，该产品不等同于一般过压吸收元件，它提出了一个“允通电压”的概念，即设定实际浪涌不允通过的最大宽度，它的半导体瞬流拄制作用，响应时问约85PS，通过在单位时问大量滤除电压瞬峰，可有效清洁电网噪波，更好节省电能。然而我们认为，一个好的产品还要合理使用，一个企业的节电措施，应全面衡量电网情况，测试分析，纠其根源，根据情况有主次分层次制定措施，首先从工艺技术、设备选用(包括电气)精选改进做起，电网整理、基础层无功谐波消除或补偿，多种方法相辅，最后才是综合补偿，以达到系统优化、电网改善、降低电耗的目的，不能简单把希望只依托于一二种好产品或单一措施上，而未能最合理恰当的用至最佳。
    (5)关于照明节能
    照明用电约占全国用电量的13%，对照明产品和照明系统实施节电技术，具有重大意义。从现实情况看，也有必要这样做。以路灯照明为例，未采用节电技术，则灯具两端以满电压运行：零点以后，随着用电负荷的减少，灯具两端电压升高，可以达到照明节能的效果。在照明的设计中，最终的结果是要求所设计的照度值应满足要求。选择合适的照度，这关系到实际应用是否满足使用者的需求，也关系到最终的实际能耗。
    长期以来企业一直在节能政策指导下，加强管理，提高技术、采用节电产品，并运行于市场规律和环境之中。如目前配电盘柜的信号指示灯都已换成节能类型，各种照明节电新产品出现较多，高管压光效高的节能荧光管、稀土三基色节能荧光灯：电了式镇流器曾在节电方面起过一些好作用，但最近有一些技术回归，主要是新型感容式荧光灯镇流器的研制成功，据说节电效果较好，寿命延长，可予关心：日本等国在半导体节电照明、太阳能发电蓄电等方面的研究进展，值得关注。
    (6)关于电力绿色化
    电源系统的绿色化有两层含义：首先是显著节电，这意味着发电容量的节约，而发电是造成环境污染的重要原因，所以节电就可以减少对环境的污染：其次这些电源不能(或少)对电网产生污染，国际电工委员会((IEC)对此制定了一系列标准，如IEC555, IEC917, IEC1000等。事实上，许多功率电了节电设备，往往会变成对电网的污染源：向电网注入严重的高次谐波电流，使总功率因数下降，使电网电压藕合许多毛刺尖峰，甚至出现缺角和畸变。20世纪末，各种有源滤波器和有源补偿器的方案诞生，有了多种修正功率因数的方法。这些为21世纪批量生产各种绿色开关电源产品奠定了基础。
4 结束语
    科学技术是生产力，更是节能降耗的主要动力。节电产业虽然是一个巨大的市场，一个有大好发展前景的朝阳产业，但并不是任何公司都可以在此攻城掠地，如想在这个产业掘金，只有通过尖端的节电技术、多系列的产品结构、独特的营销模式、快速的市场反应、周到完善的服务体系、绝对的市场操作控能力、才能成为节电市场的赢家。节能和节电，不止是单纯的技术和经济问题，它对于转变国民生产方式，实现可持续发展战略，起着重大作用。