盧朝暉，齊麗梅

（河鋼集團(tuán)邯鋼公司能源中心，河北邯鄲 056003）

引言

電費(fèi)支出是鋼鐵企業(yè)的重要成本之一,也是影響鋼鐵企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的因素。邯鋼利用峰谷電價(jià)差執(zhí)行“削峰填谷”用電、“增峰降谷”發(fā)電等科學(xué)合理節(jié)電措施，發(fā)電、節(jié)電效益顯著。各單位已基本合理優(yōu)化了生產(chǎn)組織方式，如非連續(xù)生產(chǎn)、生產(chǎn)負(fù)荷不滿的生產(chǎn)線已將最大用電負(fù)荷安排在了平谷段；設(shè)備檢修、大型電動機(jī)啟機(jī)及換輥、換斷面等也要求安排在峰段或平峰段；充分發(fā)揮各類儲能、儲料設(shè)備的功能，在谷段進(jìn)行蓄能蓄料，到峰段時(shí)釋放利用等“削峰填谷”的用電措施。發(fā)電則是通過調(diào)控高焦轉(zhuǎn)爐煤氣柜煤氣儲量，每天在平、谷段充柜操作，降低發(fā)電負(fù)荷；峰段降柜操作，多發(fā)電來“增峰降谷”等等這些措施都有效提高了公司發(fā)電、用電的綜合效益。

與此同時(shí)，能源中心從電力集控中心的管理平臺上發(fā)現(xiàn)，個(gè)別變電站的兩路進(jìn)線有時(shí)會出現(xiàn)峰段時(shí)某一發(fā)電機(jī)組的發(fā)電負(fù)荷明顯增加，發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)段的用電負(fù)荷卻又減少，出現(xiàn)了發(fā)電向電網(wǎng)返送的情況；而在谷段時(shí)也可能出現(xiàn)發(fā)電負(fù)荷降低，用電負(fù)荷屬平穩(wěn)負(fù)荷的，基本上沒有明顯的減少，這樣又出現(xiàn)了從網(wǎng)上采購的電量增加的情況；有時(shí)還可能會出現(xiàn)各發(fā)電機(jī)組的發(fā)電負(fù)荷不同，用電負(fù)荷卻沒有隨之調(diào)節(jié)控制，從而造成了變電站的兩路進(jìn)線一路出現(xiàn)向電網(wǎng)返送電量，一路從電網(wǎng)吸收電量，以上這幾種情況的出現(xiàn)可以說嚴(yán)重干擾或降低了公司節(jié)電工作的成果和效益。

如何借助電力集控中心的集中監(jiān)控平臺，對發(fā)用電系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一的平衡調(diào)整、動態(tài)調(diào)荷避峰移峰，以實(shí)現(xiàn)發(fā)用電系統(tǒng)的效益最大化，成為能源中心最為關(guān)注的問題。

1 利用峰谷分時(shí)電價(jià)差降低電費(fèi)的內(nèi)涵

鋼鐵企業(yè)用電屬大工業(yè)用電,實(shí)行兩部制電價(jià),即由電度電價(jià)、基本電價(jià)和功率因數(shù)調(diào)整三部分構(gòu)成。兩部制電價(jià)電費(fèi)計(jì)算公式為:月交電費(fèi)=電度電費(fèi)+基本電費(fèi)+力率電費(fèi)（功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)）=月實(shí)際用電量×電度電價(jià)+最大需量或用電容量×基本電價(jià)+力率電費(fèi)（功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)）。為進(jìn)一步減少綜合電費(fèi)支出，實(shí)現(xiàn)發(fā)用電系統(tǒng)的效益最大化，就必須從細(xì)化電費(fèi)分解入手，挖掘各種可增效的因素。

針對公司目前的用電實(shí)際，對公司的電費(fèi)支出做了進(jìn)一步的細(xì)化分解，分解后月交電費(fèi)=峰段（含尖峰）電度電費(fèi)+平段電度電費(fèi)+谷段電度電費(fèi)+基本電費(fèi)（需量或容量費(fèi)=最大需量或用電容量×基本電價(jià)）+力率電費(fèi)（功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)）。

分解后可以看出,在整個(gè)電費(fèi)支出中大有潛力可挖掘的應(yīng)該是基本電費(fèi)（需量或容量費(fèi)）、力率電費(fèi)（功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)）及峰谷分時(shí)電費(fèi)，這就需要重點(diǎn)關(guān)注并強(qiáng)化用電、節(jié)電管理。

該項(xiàng)目從這三方面入手，創(chuàng)新各項(xiàng)節(jié)電、用電管理措施，強(qiáng)化節(jié)電、用電運(yùn)行管理，優(yōu)化電力系統(tǒng)運(yùn)行方式，合理采用動態(tài)調(diào)荷避峰移峰來助推公司節(jié)電工作中的用電“削峰填谷”、發(fā)電“增峰降谷”，從而更為有效的提高企業(yè)發(fā)電綜合效益，減少用電電費(fèi)支出，最終降低企業(yè)用電成本，優(yōu)化供電環(huán)境，努力創(chuàng)造出有序供用電、效益最大化的雙贏局面。

2 主要做法

2.1 細(xì)化電費(fèi)分解

（1）從基本電費(fèi)來分析

主要考慮如何充分利用幾座220 kV 和110 kV總降變電站的現(xiàn)有資源和東西區(qū)十幾臺發(fā)電機(jī)組的發(fā)電能力，統(tǒng)籌兼顧、優(yōu)化平衡，對水源泵站、精鋼站、熱鋼站幾個(gè)變壓器容量較大，而負(fù)荷又不大的變電站向供電公司申請容改需，以減少基本電費(fèi)。幾個(gè)變電站容改需以后基本電費(fèi)由原來的每月1303.635 萬元降低到如今的1059.196 萬元，減少了244萬元；而對幾個(gè)負(fù)荷較大的變電站，則想法最大限度地提高運(yùn)行變壓器的負(fù)荷率，減少變壓器的投運(yùn)臺數(shù)，從而減少變壓器容量費(fèi)，少投運(yùn)鐵前站1臺63 MW 的變壓器，一個(gè)月就可以直接節(jié)省容量費(fèi)146.79萬元。

（2）從峰谷分時(shí)電價(jià)差部分電費(fèi)上分析

峰平谷電價(jià)見表1。

表1 峰平谷電價(jià)表（河北南網(wǎng)電網(wǎng)） 元/kWh

高峰時(shí)段8：00—12：00 和16：00—20：00（其中尖峰：每年6、7、8 月份9：00—12：00，110 kV尖峰時(shí)段電價(jià)0.8370元/kWh），共8 h，110 kV高峰時(shí)段電價(jià)0.7357 元/kWh；低谷時(shí)段22：00—次日6：00，共8 h，110 kV 低谷時(shí)段電價(jià)0.3301 元/kWh；平段6：00—8：00，12：00—16：00，20：00—22：00，共8 h，110 kV 平段電價(jià)0.5329 元/kWh。而峰谷電價(jià)差110 kV為0.4056～0.5069 元/kWh,10 kV為0.4296～0.5369元/kWh，峰谷電價(jià)差是2.3～2.4 倍，也就是說每天如能調(diào)荷避峰移峰10 MW，那每天直接經(jīng)濟(jì)效益就是3.6～3.78萬元。所以要充分利用電力集控中心監(jiān)控平臺的集中監(jiān)控調(diào)節(jié)優(yōu)勢，率先采用動態(tài)調(diào)荷節(jié)電技術(shù)，在節(jié)電、用電、發(fā)用電負(fù)荷平衡、負(fù)荷控制調(diào)節(jié)等方面做到調(diào)荷避峰移峰，來挖峰谷分時(shí)電價(jià)差的創(chuàng)效潛力。

（3）在力率電費(fèi)——功率因數(shù)調(diào)節(jié)控制上做工作?？紤]如何利用調(diào)荷技術(shù)，讓大型同步機(jī)參與功率因數(shù)調(diào)節(jié)與變電站的集中補(bǔ)償互調(diào)互動，共同提高變電站的功率因數(shù)，使各變電站的功率因數(shù)控制在0.91～0.93，月電費(fèi)可減少0.65%～0.95%，有效減少了功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)（功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)表見表2）的支出。

表2 以功率因數(shù)0.85為標(biāo)準(zhǔn)值的調(diào)整電費(fèi)表

（4）要在電能質(zhì)量管理、運(yùn)行方式優(yōu)化、電能計(jì)量統(tǒng)計(jì)分析等方面為調(diào)荷避峰移峰做好基礎(chǔ)分析和保障，以保證在降低綜合電價(jià)的同時(shí)，保障全公司整個(gè)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2 優(yōu)化調(diào)荷，降低基本電費(fèi)

新區(qū)建設(shè)之初規(guī)劃設(shè)計(jì)的是建設(shè)4座110 kV總降變電站，即：煉鋼、精鋼、鐵前和二冷軋變站。但在新區(qū)一、二期項(xiàng)目全部達(dá)產(chǎn)達(dá)效，二冷軋和新鋼軋項(xiàng)目全部投產(chǎn)后，綜合考慮西區(qū)變電站的實(shí)際負(fù)荷情況及新增負(fù)荷總量進(jìn)行預(yù)測和綜合平衡后，決定不再建設(shè)二冷軋變電站，而是充分利用調(diào)荷技術(shù)讓煉鋼、鐵前兩個(gè)變電站完成二冷軋和新鋼軋系統(tǒng)的供電任務(wù)，實(shí)現(xiàn)西區(qū)現(xiàn)有兩個(gè)變電站集中供西區(qū)85%以上的負(fù)荷用電，最大限度地提高運(yùn)行變壓器的負(fù)荷率，并減少變壓器投運(yùn)臺數(shù)，從而減少基本電費(fèi)。

（1）為配合二冷軋項(xiàng)目的投運(yùn)要求，煉鋼站要充分利用現(xiàn)有的配電室空間和開關(guān)柜，優(yōu)化調(diào)整帶大負(fù)荷的能力，配出給二冷軋三路大負(fù)荷供電電源，帶起二冷軋區(qū)域新增的5.5 萬kW 的用電負(fù)荷。于是利用I、IV 段段尾的富余空間間隔，各新增一面3150 A 的開關(guān)柜（VEP-12/T3150-40 真空斷路器），同時(shí)在III 段擴(kuò)容改造1 臺，將原來1 臺1 000 mm 開關(guān)柜的原VAC-12/2000-40 真空斷路器更換為VEP-12/T3150-40 真空斷路器，滿足了二冷軋三路大負(fù)荷供電電源的需求。

（2）對煉鋼站的主進(jìn)開關(guān)、刀閘和變壓器加裝強(qiáng)制通風(fēng)裝置，保證主進(jìn)開關(guān)在持續(xù)性大負(fù)荷時(shí)，維持穩(wěn)定的溫升水平，以提高變站進(jìn)線開關(guān)和變壓器的帶負(fù)荷能力。突破了國產(chǎn)柜內(nèi)置刀閘長期經(jīng)驗(yàn)運(yùn)行值50%載流量的限制，使其實(shí)際帶負(fù)載能力提高到了85%，額定為4 000 A 的10 kV 主進(jìn)刀閘開關(guān)實(shí)際最高帶負(fù)荷達(dá)到3 400 A而溫升不越限。

（3）為配合新鋼軋系統(tǒng)各配電室的投運(yùn)要求，也要充分利用鐵前站現(xiàn)有的配電室空間和開關(guān)柜資源，通過改造開關(guān)小車來優(yōu)化調(diào)整變電站現(xiàn)有開關(guān)柜帶大負(fù)荷的能力。將鐵前站3 臺1000 mm 開關(guān)柜的原VAC-12/2000-40 真空斷路器更換為VEP-12/T3150-40 真空斷路器，將10 臺800 mm 開關(guān)柜的原VAC-12/1250-31.5 真空斷路器更換為ZN127-12/T1600-40真空斷路器，再新增4面2500 A開關(guān)柜，滿足了大型、線棒、一煉鋼等新鋼軋所有項(xiàng)目6.5 萬kW的用電需求。

（4）在二冷軋和新鋼軋項(xiàng)目全部投產(chǎn)后，通過綜合平衡西區(qū)變電站的實(shí)際負(fù)荷情況及對新增負(fù)荷總量的監(jiān)測、預(yù)測和綜合平衡、優(yōu)化調(diào)荷后，不但二冷軋變電站可以不用再建，鐵前站還可以利用3#60 MW 發(fā)電機(jī)組和10 kV 并網(wǎng)的2 臺15 MW 干熄焦、1 臺30 MW 燒結(jié)余熱發(fā)電等發(fā)電負(fù)荷再進(jìn)一步挖潛；不但讓各發(fā)電機(jī)組的發(fā)電量最大限度地就地消耗，同時(shí)還可以少投運(yùn)鐵前站1 臺63 MVA 變壓器，使現(xiàn)有煉鋼站、鐵前站運(yùn)行的5 臺63 MVA 的變壓器直接帶起了西區(qū)240～265 MW 的用電負(fù)荷，變壓器的負(fù)荷率提高到75%～85%，每月可節(jié)省基本電費(fèi)（變壓器容量費(fèi)）146.79 萬元。

（5）為保證鐵前站少投一臺變壓器，還要滿足新鋼軋系統(tǒng)和新增料場、新增環(huán)保項(xiàng)目脫硫脫硝的供電需求，考慮再從冷軋站倒至原料站（鐵前站供電）1臺18 MW TRT發(fā)電機(jī)組，再通過對進(jìn)線柜及隔離小車柜前后門上加裝排風(fēng)扇，對高壓開關(guān)柜進(jìn)行強(qiáng)制風(fēng)冷，讓柜內(nèi)溫升能及時(shí)流散出來，以降低開關(guān)柜的溫度，提高進(jìn)線柜帶負(fù)荷的能力，改進(jìn)后鐵前站進(jìn)線開關(guān)帶負(fù)荷能力由原來38 MW 提高到52 MW 左右，進(jìn)線及隔離開關(guān)柜溫度卻由80 ℃降到了正常的40 ℃以下，溫度下降40 ℃，帶負(fù)荷能力提高了30%以上。

3 充分利用峰谷電價(jià)差，降低峰谷分時(shí)電價(jià)差部分電費(fèi)

公司的電費(fèi)支出主要包括基本電費(fèi)和電度電費(fèi)兩個(gè)方面。其中電度電費(fèi)，國家和河北南網(wǎng)是實(shí)行峰平谷分時(shí)計(jì)價(jià)，受用電總量和用電時(shí)間段的雙重影響。自發(fā)電量已占企業(yè)用電的58%以上，若能充分利用好峰谷電價(jià)差這一雙贏的經(jīng)濟(jì)價(jià)格杠桿，在用電上采取“削峰填谷”、發(fā)電上采取“增峰降谷”等調(diào)荷避峰移峰的節(jié)電措施，對公司實(shí)施資源優(yōu)化配置，促進(jìn)發(fā)電效益最大化，減少用電電費(fèi)支出，最終降低企業(yè)用電成本都是非常有效、切實(shí)可行的。同時(shí)還兼顧了優(yōu)化供電環(huán)境，創(chuàng)造科學(xué)合理、經(jīng)濟(jì)有序的供用電雙贏局面。

合理優(yōu)化生產(chǎn)組織方式，非連續(xù)生產(chǎn)、生產(chǎn)負(fù)荷不滿的生產(chǎn)線將最大用電負(fù)荷盡可能安排在平谷段，設(shè)備檢修及換輥、換斷面盡可能安排在峰段或平峰段，再充分發(fā)揮各類儲能、儲料設(shè)備的功能，在谷段進(jìn)行蓄能蓄料、到峰段時(shí)釋放利用等用電措施。發(fā)電要通過調(diào)控高焦轉(zhuǎn)爐煤氣柜煤氣儲量，每天在平、谷段充柜操作，降低發(fā)電負(fù)荷；峰段降柜操作，多發(fā)電來“增峰降谷”。邯寶能源中心作為發(fā)電、用電、轉(zhuǎn)供電的集中監(jiān)控管理中心，更要充分利用調(diào)荷節(jié)電技術(shù)，在發(fā)電、用電運(yùn)行方式優(yōu)化調(diào)整、發(fā)用電負(fù)荷平衡、轉(zhuǎn)供電負(fù)荷控制調(diào)節(jié)等方面做到調(diào)荷避峰移峰。

兩區(qū)能源中心每天峰谷用電比例差保持在3個(gè)百分點(diǎn)以上，每天峰時(shí)段發(fā)電差達(dá)到30萬kWh以上峰谷發(fā)電量差基本保持在30 萬kW 左右，每天直接創(chuàng)效18.3萬元。

4 利用大型同步機(jī)參與變電站功率因數(shù)調(diào)節(jié)，降低功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)

在減少力率電費(fèi)——功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)方面，綜合平衡優(yōu)化西區(qū)十幾臺發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)運(yùn)行方式，讓各發(fā)電機(jī)組的無功出力參與兩個(gè)變電站四路110 kV 進(jìn)線的功率因數(shù)調(diào)節(jié);同時(shí)考慮利用動態(tài)調(diào)荷節(jié)電技術(shù)，讓參與功率因數(shù)調(diào)節(jié)的大型同步機(jī)與變電站的集中補(bǔ)償互調(diào)互動，共同調(diào)節(jié)控制并提高各變電站的功率因數(shù)，保證各變電站的功率因數(shù)控制在0.90～0.93，月可減少功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)0.65%～0.95%。

110 kV 線路的功率因數(shù)由站內(nèi)變壓器功率因數(shù)和發(fā)電機(jī)無功出力共同決定，在發(fā)電機(jī)出力出現(xiàn)波動時(shí)，可能會出現(xiàn)短時(shí)的功率因數(shù)偏低、倒送無功或用電負(fù)荷過少的情況，這時(shí)就需要針對實(shí)際情況，有選擇性地對變電站電容器無功補(bǔ)償進(jìn)行切換，或者有指導(dǎo)性地提出發(fā)電機(jī)無功出力水平的調(diào)整量，以滿足系統(tǒng)的整體平衡需要。有效保證各計(jì)量點(diǎn)的功率因數(shù)，避免供電公司對力率電費(fèi)指標(biāo)考核。

5 實(shí)施效果

對鋼鐵企業(yè)的電費(fèi)進(jìn)行詳細(xì)分解，實(shí)施“削峰填谷”用電、“增峰降谷”發(fā)電，并統(tǒng)籌各產(chǎn)線生產(chǎn)運(yùn)行方式，利用峰谷時(shí)間差優(yōu)化發(fā)用電負(fù)荷的分配、平衡與管理，提高變壓器的負(fù)荷率，利用大型同步機(jī)、集中補(bǔ)償電容器綜合調(diào)控各變電站的功率因數(shù)等各項(xiàng)措施，公司大大降低了用電成本，實(shí)現(xiàn)了各變電站安全經(jīng)濟(jì)可靠運(yùn)行和發(fā)用電系統(tǒng)效益最大化的雙贏，每月可節(jié)省基本電費(fèi)380多萬元。