電機系統能效提升解決方案探討

　　據統計顯示，工業領域電機用電量約占工業用電總量75%，電機節能已成為工業節能關鍵。隨著節能減排和環保的雙重壓力，以高效電機為代表的節能設備在市場上備受關注。
　　我國早在2008 年就將電機系統節能列入國家十大節能工程之一，2009 年又把高效、超高效電機應用列入惠民工程。而在2013 年年初，又出臺了《電機能效提升計劃（2013-2015）》，將加快推廣高效電機、淘汰低效電機和實施電機系統節能技術改造作為其中的重要工作內容。作為國內從事標準化的專業機構，中國標準化研究院早就著手推進節能減排標準化。近期，我們《電能效益》雜志就電機系統能效提升方案的實施及存在的問題專門采訪了中國標準化研究院高級工程師趙躍進和丁晴博士。
　　電機系統能效提升的意義和迫切性隨著中國工業經濟的發展，電動機及被拖動裝置被大量應用，根據國家統計數據，目前全國中小型三相異步電動機的裝機容量約16 億kW 以上。我國風機用電占全國用電量的10.4%，泵類占20.9%，空氣壓縮機占9.4%，整個電機系統用電量約占全國用電量的64%。但是我國80％以上的電動機、風機、泵、空氣壓縮機效率比國外先進水平低2 ～ 3 個百分點。近年來在國家政策的支持下，我國電機系統能效水平逐步提高，但總體能效水平仍然較低。丁晴博士介紹說，從電機自身看，我國電機效率平均水平比國外低1 ～ 2 個百分點，目前在用的高效電機僅占3% 左右；從電機系統看，由于電機選項不合理、電機與拖動設備的效率曲線不匹配、調節方式落后、管理落后等原因，電機系統運行效率比國外先進水平低20 ～ 30 個百分點。電機系統低效運行造成了我國巨大的電能浪費，也是造成一些重點耗能企業的單位能耗限額指標居高不下原因之一。工業領域電機能效每提高一個百分點，可年節約用電260 億千瓦時左右。通過電機系統節能量評估工作推廣高效電機、淘汰在用低效電機，以及對電機系統根據其負載特性和運行工況進行匹配節能改造，可從整體上提升電機系統效率5 ～ 8 個百分點，年可實現節電1300 ～ 2300 億千瓦時，相當于2 ～ 3 個三峽電站的發電量。
　　存在的問題
　　為了實現工業生產的節能環保，響應“電機能效提升計劃”，目前我國已有多地多家企業進行了電機系統節能改造。然而談到“電機能效提升計劃”實施中存在的問題，趙躍進高工指出，由于缺乏科學、合理、易操作的系統性診斷方法和手段，制定的改造方案往往對整個電機系統的生產負荷變化、設備之間的匹配等問題考慮不全面，盲目進行改造（如單一的更換高效電動機、不考慮電機的運行狀況就增加變頻控制器），不但沒能提高電機系統的效率，降低電力消耗，反而造成了節能改造資金的重大浪費，或出現電機系統能耗增高的情況。
　　“影響電機系統效率和節能效果的因素較多，主要可分為技術因素和管理因素兩大類，技術因素又包含電力質量影響和系統設備影響兩個方面。”丁晴博士介紹說：“電力質量影響因素如：電壓不穩定、三相平衡度差、諧波含量多和功率因數低等；系統設備影響因素如：缺少合理的控制裝置、系統設備效率低、各設備效率之間不匹配、設備缺乏維修管理等。管理因素包括生產管理和能源統計兩個方面，生產管理因素如：生產調度不合理、生產質量不高、生產負荷不穩定等；能源統計因素如：缺少必要的能源計量器具、電機系統能耗統計方法和計算方法不正確等。以上因素或多或少地同時出現在許多耗能企業中。”
　　有些節能改造項目雖然考慮了系統的生產負荷變化、設備匹配等因素，對電機系統進行了系統性的節能改造，丁晴博士認為，由于電機系統節能量的測量和評估沒有一個統一、科學的方法，造成缺乏判別節能改造項目是否成功的依據，節能量評估很難得到節能改造雙方的認同。使得一些采取合同能源管理方式進行的電機系統節能改造項目難以開展，涉及電機系統節能改造的鼓勵性政策難以施行。