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日志

 
 

用户侧电效管理金字塔理论  

2008-11-22 09:08:26|  分类: C节能知识 |  标签: |举报 |字号 订阅

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3EMEEEM)用户侧电效管理是集技术手段和管理方法合二为一的技术管理体系。它是由第三方机构在不影响用户用电水平和不降低用电舒适度的情况下,通过特定的手段达到使用户降低电能消耗、优化系统、保护设备目的的一种管理活动,其典型特征是通过采用更先进的管理方法,技术,设备或工艺,为用户提供同样或更好的服务而消耗更少的电能。

3EM用户侧电效管理的核心,是3EM金字塔理论。它的基本观点是,企业的电能使用效率,由三个层面的效率所决定:

1)人、组织/管理层面的效率;

2)分配系统/电力品质层面的效率;

3)负荷侧设备运行层面的效率。

3EM用户侧电效管理的金字塔理论结构图:

       支持金字塔理论的公式:

                  PE ={ D/WP + D}* PQfactor * OMPfactor

                  公式中:

                  PE = Power Efficiency电能效率

                  WP = Wasted Power浪费的电量

                  PQ = Power Quality电力品质

                  OMP = Organization Management Personal组织、管理、人力

                  D = Demand电力需求量

第一层面:人/组织管理的效率层面

    长期以来,人们认为电能的浪费主要发生在负荷侧,其实这样的认识是不全面的。AsiaNet电能效率专家的长期研究发现,除了负荷侧可能造成的电能使用的浪费之外,第一和第二个层面造成的浪费更是惊人。比如,一个众所周知的事实是,多数企业都是根据经验来管理电能的使用,甚或根本没有专门的能源经理设置。人们从保障设备安全运行的角度对电能进行确保管理,而没有从效率的角度,对电能的使用实施效率管理。多数企业的电能管理方式是粗放的,他们不知道电能主要消耗在什么地方;不清楚什么时间消耗了多少;不明白电能浪费的漏洞在哪里;也不清楚改善的机会有哪些和改善的机会是什么。

    针对第一个层面的问题,通过安装智能化电效管理系统电眼通,根据国外的经验,用户一般可以获得1020%的电能效率的有效提升。

    第二层面:也就是分配系统和电力品质层面

    如电效公式中的PQ。同样,在提升用户侧电效中对此层面的重视是必须的,此层面存在很大的电效提升的机会。随着各种用电设备的广泛使用,尤其是一些高精度、高精密的设备将不得不面对日益严峻的电力品质问题,电力品质问题对企业设备的正常运行造成严重干扰,但由于电效管理的意识、方法论和技术手段的缺位,人们不得不在问题和损失发生之后,采取危机管理的手段和方法,做一些临时的处置。在一个危机解除之后,人们甚至不知道,下一次危机会在什么时候发生,在哪里发生,以及会造成什么样的后果。根据亚太在中国市场上的经验,通过使用亚太的第二个层面的相关技术可以使得分配系统和电力品质层面的电能使用效率提升1020%。

第三层面:负荷层面

也存在很多提升电能使用效率的机会和空间。比如电机、照明灯具、抽油机等种类繁多的终端设备,相应的提升电能效率的机会都是客观存在的。这个层面主要存在两个方面的问题,首先是设备的运行方面,当电流的波动幅度大、变化速度快或是功率因素过低时,都会影响设备运行效率,甚至损坏设备;其次,负荷侧电压,电压过高,耗能大,电压不稳定,出现尖峰等状况,造成设备运行效率低或损坏。在这方面利用相应产品如电机节电器、灯光节电器等,同样可提升10%-20%的电能效率。

从电效的金字塔理论中可以看出,一个用电系统的电能使用效率不是由一个单一的因素决定的,而是与综合的和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影响,采用低压侧电效系统的方法对低压侧配电系统进行改造,可为用户节省高达50%的综合运营成本(电费成本+设备故障成本+设备维护成本+设备更新成本+系统增容成本)

   下面从金字塔的三个层面来分析、介绍解决电效问题的手段、技术和产品。

 

节约电力,有多种方法。但是我们怎样才能达到最佳的节电效果呢?首先,要了解节电就一定要首先认识待机耗电,因为节电的关键就在于消除用电设备浪费的待机耗电,即设备待用时消耗的电力,也称为空载损耗。研究发现,带变压器的电器设备只要接通电源,无论设备是否启动,都会存在空载损耗。以数字估算的方法列出的待机状态和运行状态占电器设备消耗量的百分比为:待机状态电力空耗平均为50%左右,另外50%是运行状态的损耗。

待机耗电的概念在二十一世纪初开始得到了普遍重视。从净化电源质量,环境保护及投资回报率等多方面对节电产品进行智能化和最优化配置,使节电效果大幅度提高,并使企业投资回报周期大幅度缩短

除了待机耗电以外,电机及一切用电设备在使用时的耗电是最主要的。这种耗电分为两方面,一方面使它们本身运转时必需的用电量,另一方面是由于电路中瞬流浪涌的产生而耗费的多余的电能,节电专家称这种多于耗能的现象为电污染。有效地抑制和清除这些电污染不仅能够节电,还能够保护用电设备。与传统的节电技术,如电容补偿,变频调速等技术相比,通过清除电污染而达到节电目的方式,被国际能源界誉为二十一世纪绿色节电新概念 几乎所有的企业电路中都存在电污染的现象,都在不知不觉,不声不响中多余耗费了高于总用电量10-20%的宝贵电能,只是污染的轻重不同而已。

电污染主要来源于用电设备开合起停时,电路中会产生一种暂态的过渡,这被称为电压瞬流。这些电压瞬流导致线路电压发生突变,峰值可达正常电压的数千倍。它会使得运行设备内部温度上升,用电效率下降,电表计量不准确,造成用电浪费和费用的增加,进而破坏设备或减低设备使用寿命。而浪涌又是瞬流的一种。由于是突发式的过压,因此能否有效化解急遽的瞬流关键在于节电器的反应速度。举例来说,检验一辆车的刹车性能主要要看在路上行驶的车辆在发现障碍时能在多少米的距离之内将车刹住。

这些绿色节电技术不仅能够帮助尽快解决企业的电荒饥渴, 还能够从长计议,缓解愈演愈烈的未来的能源危机。节电的观念日益深入人心,节电技术的广泛应用。

如何通过先进技术手段和科学的电源质量管理体系提高电源质量不仅是一个观念转变的问题,而更应该是一场技术的革命。

所以如何防患于未然,及时了解电源质量出现的问题和迅速消除电污染就成为了问题的关键所在。电污染的来源有两种,首先,在电机和电子设备运行过程中,随时会产生瞬流浪涌两种物理现象。交流正弦波原本是光滑的,但有瞬流和浪涌出现时,弦上就会产生毛刺,这就是电污染。由于这些毛刺的产生而使得电机和电子设备在运行过程中会消耗多余的电能,浪费的电就从此产生。其实,80%的电污染都是通过这种途径产生的。其次,有20%的电污染是来源于供电部门输送到企业的电源质量已经有了一定程度的污染现象。电污染其实是无处不有,无时不在的,而电源质量的高低则是衡量污染的程度的标准。因此,工业,商业甚至是居民用电,电表上所显示的用电数字往往并非实际电量,有相当一部分是由于电污染而损耗了多余的电能。

笔者就此对北美三大节电品牌之一的英福特公司研制开发的净化电源,提高用电质量的节电技术进行了深入了解。它的复合式实时滤波技术是通过半导体技术芯片发出的电波实时跟踪电流正弦波,一旦发现瞬流和浪涌就迅速抑制、消除设备开关启合引起的包络效应和高能量突变产生的瞬流和浪涌。由于瞬流和浪涌是以皮秒(1皮秒等于1万亿分之一秒)速度产生的,因此对芯片反应速度要求非常高,而它的芯片反应速度是以皮秒来计算的,反应时间比其他同类产品的反应速度还要快出30倍。传统的技术只能对存在于交流正弦波的谷底和谷峰的毛刺,即引起电污染的浪涌和瞬流,进行处理,实际上只能抑制不到10%的电污染。而英福特复合式实时滤波技术不仅能够消除谷底和谷峰的毛刺,还对存在于正弦波上的其余的90%的电污染进行彻底清除。因此称为全程滤波技术。通过清除电污染,企业整体电耗可降低10%至20%以上,同时还有保护设备,减少维修费用的功效。英福特节电技术曾以显著的节电、保护设备的效果获多项国际节能、环保奖,被誉为节能降耗、清除电污染的电源清道夫。此外,它的远程跟踪与诊断技术使系统还能在远端严密跟踪设备在现场的情况,以保证对现场出现的情况进行实时远端处理。这种技术的最大优势就是它能够准确地记录瞬流侵袭的次数和强度,以便及时处理。

对于大部分企业目前的状况来讲,已经在长期的不知不觉中浪费了至少10%以上宝贵的电能。

经济的快速增长已经对我国电力质量和耗电控制提出了更高的要求。最近,国家发展和改革委员会副主任张国宝提出我国亟需加强用电效力的管理,以节约能源。相信不久的将来,通过提高终端用电效率、优化用电方式和新的用电、节电观念的普及,我们一定能够有效节约能源和提高电源质量。

 

博主注:文章所讲节能技术平时不多见,在日常使用中,博主也未偿试使用也未见那家企业采用过。

另博主提醒:需注意节能公司新瓶装旧酒,弄个电容补偿叫系统节能器,弄个变频器就叫电机节电器,装个新外壳和配个电参数显示器就要翻几倍的价,如果你搞清楚了节能原理,还是自己做的可靠又省钱,节能不就为省钱吗。

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