分布式能源站項目節能試驗及效果分析方法

徐振中

摘 ? 要：為了探尋分布式能源項目上面的節能效果分析方法，本文通過試驗對分布式能源站項目上面原有傳統三項異步電機進行了改造，更換上了節能電機。測量了更換節能電機前后相同時間段內的主設備的運行參數，通過對比分析相關參數，量化節能效果，總結出了可以應用于計算其他類似的分布式能源站項目成本回收周期的計算公式。結合近期市場的相關設備價格，計算出節能電機投資成本的回收周期，為分布式能源項目上面選用節能電機設備提供量化分析依據。

關鍵詞：分布式能源站 ?節能 ?電機 ?分析

中圖分類號：TU99 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）02（b）-0108-02

分布式能源是近年來興起的利用小型設備向用戶提供能源供應的一種能源利用方式。與傳統的集中式能源系統相比，分布式能源接近負荷，可大大減少線損;由于兼具發電、供熱、供冷等多種能源服務功能，分布式能源可以有效地實現能源的梯級利用，達到更高能源綜合利用效率。

根據《關于發展天然氣分布式能源的指導意見》（發改能源[2011]2196號）文件，“推動天然氣分布式能源，具有重要的現實意義和戰略意義。天然氣分布式能源節能減排效果明顯，可以優化天然氣利用，并能發揮對電網和天然氣管網的雙重削峰填谷作用，增加能源供應安全性[1]。”

依據《國家發展改革委 國家能源局關于推進多能互補集成優化示范工程建設的實施意見》（發改能源[2016]1430號）文件，“建設多能互補集成優化示范工程是構建互聯網+智慧能源系統的重要任務之一[2]。”“是提高能源系統綜合效率的重要抓手，對于建設清潔低碳、安全高效現代能源體系具有重要的現實意義和深遠的戰略意義[2]。”

根據《國家發展改革委關于印發〈分布式發電管理暫行辦法〉的通知》（發改能源[2013]1381號）文件，“鼓勵企業、專業化能源服務公司和包括個人在內的各類電力用戶投資建設并經營分布式發電項目，豁免分布式發電項目發電業務許可[3]。”

在國家產業結構大力調整下，在供給側深化改革和綠色低碳發展的大背景下，在國家政策支持下，分布式能源項目節能降耗工作被擺在了突出的位置，節能降耗在分布式能源項目的建設和生產過程中也發揮著越來越重要的作用。

1 ?原理分析

要對比節能電機和傳統三項異步電機對整體設備或項目的能耗情況，首先要保證對比時間段內兩種電機所帶負載輸出的機械有用功相同，然后對該時間段內輸入兩種電機的總有用功電量進行對比分析。在本試驗中，電機負載為風機，且整個試驗在同一臺風機上進行。

在本系統中，風機閥門開度在更換電機前后保持一致，風機更換電機前后的系統結構及阻損也基本恒定。根據風機計算相關原理，在本試驗中，在同一工況（系統阻損）下，可以用相同時間段內系統耗電累計值來代表該時間段內風機做功。在相關實驗數據的基礎上，總結出節能電機投資回報周期的計算公式。結合相關設備材料等市場價格，計算其他類似項目的節能設備投資成本回收周期。

2 ?試驗內容

本試驗用SFD智能電機在同工況轉速調節下較原異步變頻電動機變頻調速的節電情況。本次試驗選定的載體為某能源站生產車間2#蒸汽爐除塵引風機。原三項異步電機已經在運行，停爐更換節能型SDF電機后，對停爐前后的數據進行了對比分析。

該系統主要設備參數如下所述。

風機型號：Y8-39，根據爐內爐膛負壓和蒸汽壓力來手動調節電機轉速;配用電機型號：YVF2-315M-4，額定功率132kW，額定轉速1485r/min，額定電流101A（銘牌參數）;所配變頻器：深藍SB200系列。

該試驗系統原設計有各種流量和其他檢測裝置，但沒有電度計量裝置，為此，首先在2#蒸汽爐的動力回路始端加裝了臨時電度表，用于電量計量。

為了保證試驗數據的準確性，在加裝臨時計量裝置后，每天早上6：00和晚上18：00各記錄一次電表數據，流量等其他數據每小時記錄一次。

3 ?試驗過程

3.1 原來的異步電機能耗

試驗準備工作完成后，開始對原三相異步電動機進行能耗測量，選取6d的各種數據進行統計，數據如表1所示。

3.2 SFD節能電機能耗

將原電機拆下，更換上開關磁阻調速電機進行試驗和測量。也共計6d的各種數據，試驗數據如表2所示。

4 ?前后數據分析

前后數據分析如表3所示。

5 ?試驗分析

（1）SFD系列智能電機（額定功率132kW），在本試驗系統每小時耗電量、每噸水耗電量和每噸汽耗電量，較原異步電機的節電率分別為：27.6%、15.79%和21.86%，三種對比方式的平均節電率為21.75%。

（2）最終經相互對比并進行數據分析，選取噸汽耗電的數據來作為最終參考比較符合實際的節能效率，通過此次試驗，SFD節能電機系統調速性能明顯改善，運行穩定，工況綜合節電率達21.86%，改造前后每噸蒸汽的節省的耗電量Q節約=0.61kWh。

6 ?節能電機投資回報周期的分析方法

7 ?結語

電機額定功率約高，更換為節能電機經濟效益更高，投資回收周期越短。功率大的電機應重點考慮選用節能電機。本試驗適用于其他類型節能電機設備。本公式可應用于其他類似分布式能源站包含鍋爐供能的項目。

參考文獻

[1] 國家能源局.關于發展天然氣分布式能源的指導意見（發改能源[2011]2196號）[EB/OL]（2011-10-14）http：//www.nea.gov.cn/2011-10/14/c_131190266.htm.

[2] 國家發展改革委，國家能源局.國家發展改革委 國家能源局關于推進多能互補集成優化示范工程建設的實施意見（發改能源[2016]1430號）[EB/OL]（2016-7-4）http：//www.ndrc.gov.cn/zcfb/zcfbtz/201607/t20160706_810652.html.

[3] 國家發展改革委.國家發展改革委關于印發《分布式發電管理暫行辦法》的通知（發改能源[2013]1381號）[EB/OL]（2013-7-18）http：//www.ndrc.gov.cn/zcfb/zcfbtz/201308/t20130813_553444.html.