細化電費分解，優化調荷降低企業用電成本

盧朝暉，齊麗梅

（河鋼集團邯鋼公司能源中心，河北邯鄲 056003）

引言

電費支出是鋼鐵企業的重要成本之一,也是影響鋼鐵企業經濟效益的因素。邯鋼利用峰谷電價差執行“削峰填谷”用電、“增峰降谷”發電等科學合理節電措施，發電、節電效益顯著。各單位已基本合理優化了生產組織方式，如非連續生產、生產負荷不滿的生產線已將最大用電負荷安排在了平谷段；設備檢修、大型電動機啟機及換輥、換斷面等也要求安排在峰段或平峰段；充分發揮各類儲能、儲料設備的功能，在谷段進行蓄能蓄料，到峰段時釋放利用等“削峰填谷”的用電措施。發電則是通過調控高焦轉爐煤氣柜煤氣儲量，每天在平、谷段充柜操作，降低發電負荷；峰段降柜操作，多發電來“增峰降谷”等等這些措施都有效提高了公司發電、用電的綜合效益。

與此同時，能源中心從電力集控中心的管理平臺上發現，個別變電站的兩路進線有時會出現峰段時某一發電機組的發電負荷明顯增加，發電機組并網段的用電負荷卻又減少，出現了發電向電網返送的情況；而在谷段時也可能出現發電負荷降低，用電負荷屬平穩負荷的，基本上沒有明顯的減少，這樣又出現了從網上采購的電量增加的情況；有時還可能會出現各發電機組的發電負荷不同，用電負荷卻沒有隨之調節控制，從而造成了變電站的兩路進線一路出現向電網返送電量，一路從電網吸收電量，以上這幾種情況的出現可以說嚴重干擾或降低了公司節電工作的成果和效益。

如何借助電力集控中心的集中監控平臺，對發用電系統進行統一的平衡調整、動態調荷避峰移峰，以實現發用電系統的效益最大化，成為能源中心最為關注的問題。

1 利用峰谷分時電價差降低電費的內涵

鋼鐵企業用電屬大工業用電,實行兩部制電價,即由電度電價、基本電價和功率因數調整三部分構成。兩部制電價電費計算公式為:月交電費=電度電費+基本電費+力率電費（功率因數調整電費）=月實際用電量×電度電價+最大需量或用電容量×基本電價+力率電費（功率因數調整電費）。為進一步減少綜合電費支出，實現發用電系統的效益最大化，就必須從細化電費分解入手，挖掘各種可增效的因素。

針對公司目前的用電實際，對公司的電費支出做了進一步的細化分解，分解后月交電費=峰段（含尖峰）電度電費+平段電度電費+谷段電度電費+基本電費（需量或容量費=最大需量或用電容量×基本電價）+力率電費（功率因數調整電費）。

分解后可以看出,在整個電費支出中大有潛力可挖掘的應該是基本電費（需量或容量費）、力率電費（功率因數調整電費）及峰谷分時電費，這就需要重點關注并強化用電、節電管理。

該項目從這三方面入手，創新各項節電、用電管理措施，強化節電、用電運行管理，優化電力系統運行方式，合理采用動態調荷避峰移峰來助推公司節電工作中的用電“削峰填谷”、發電“增峰降谷”，從而更為有效的提高企業發電綜合效益，減少用電電費支出，最終降低企業用電成本，優化供電環境，努力創造出有序供用電、效益最大化的雙贏局面。

2 主要做法

2.1 細化電費分解

（1）從基本電費來分析

主要考慮如何充分利用幾座220 kV 和110 kV總降變電站的現有資源和東西區十幾臺發電機組的發電能力，統籌兼顧、優化平衡，對水源泵站、精鋼站、熱鋼站幾個變壓器容量較大，而負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。幾個變電站容改需以后基本電費由原來的每月1303.635 萬元降低到如今的1059.196 萬元，減少了244萬元；而對幾個負荷較大的變電站，則想法最大限度地提高運行變壓器的負荷率，減少變壓器的投運臺數，從而減少變壓器容量費，少投運鐵前站1臺63 MW 的變壓器，一個月就可以直接節省容量費146.79萬元。

（2）從峰谷分時電價差部分電費上分析

峰平谷電價見表1。

表1 峰平谷電價表（河北南網電網） 元/kWh

高峰時段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尖峰時段電價0.8370元/kWh），共8 h，110 kV高峰時段電價0.7357 元/kWh；低谷時段22：00—次日6：00，共8 h，110 kV 低谷時段電價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0.5329 元/kWh。而峰谷電價差110 kV為0.4056～0.5069 元/kWh,10 kV為0.4296～0.5369元/kWh，峰谷電價差是2.3～2.4 倍，也就是說每天如能調荷避峰移峰10 MW，那每天直接經濟效益就是3.6～3.78萬元。所以要充分利用電力集控中心監控平臺的集中監控調節優勢，率先采用動態調荷節電技術，在節電、用電、發用電負荷平衡、負荷控制調節等方面做到調荷避峰移峰，來挖峰谷分時電價差的創效潛力。

（3）在力率電費——功率因數調節控制上做工作。考慮如何利用調荷技術，讓大型同步機參與功率因數調節與變電站的集中補償互調互動，共同提高變電站的功率因數，使各變電站的功率因數控制在0.91～0.93，月電費可減少0.65%～0.95%，有效減少了功率因數調整電費（功率因數調整電費表見表2）的支出。

表2 以功率因數0.85為標準值的調整電費表

（4）要在電能質量管理、運行方式優化、電能計量統計分析等方面為調荷避峰移峰做好基礎分析和保障，以保證在降低綜合電價的同時，保障全公司整個電力系統的安全穩定運行。

2.2 優化調荷，降低基本電費

新區建設之初規劃設計的是建設4座110 kV總降變電站，即：煉鋼、精鋼、鐵前和二冷軋變站。但在新區一、二期項目全部達產達效，二冷軋和新鋼軋項目全部投產后，綜合考慮西區變電站的實際負荷情況及新增負荷總量進行預測和綜合平衡后，決定不再建設二冷軋變電站，而是充分利用調荷技術讓煉鋼、鐵前兩個變電站完成二冷軋和新鋼軋系統的供電任務，實現西區現有兩個變電站集中供西區85%以上的負荷用電，最大限度地提高運行變壓器的負荷率，并減少變壓器投運臺數，從而減少基本電費。

（1）為配合二冷軋項目的投運要求，煉鋼站要充分利用現有的配電室空間和開關柜，優化調整帶大負荷的能力，配出給二冷軋三路大負荷供電電源，帶起二冷軋區域新增的5.5 萬kW 的用電負荷。于是利用I、IV 段段尾的富余空間間隔，各新增一面3150 A 的開關柜（VEP-12/T3150-40 真空斷路器），同時在III 段擴容改造1 臺，將原來1 臺1 000 mm 開關柜的原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荷供電電源的需求。

（2）對煉鋼站的主進開關、刀閘和變壓器加裝強制通風裝置，保證主進開關在持續性大負荷時，維持穩定的溫升水平，以提高變站進線開關和變壓器的帶負荷能力。突破了國產柜內置刀閘長期經驗運行值50%載流量的限制，使其實際帶負載能力提高到了85%，額定為4 000 A 的10 kV 主進刀閘開關實際最高帶負荷達到3 400 A而溫升不越限。

（3）為配合新鋼軋系統各配電室的投運要求，也要充分利用鐵前站現有的配電室空間和開關柜資源，通過改造開關小車來優化調整變電站現有開關柜帶大負荷的能力。將鐵前站3 臺1000 mm 開關柜的原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開關柜，滿足了大型、線棒、一煉鋼等新鋼軋所有項目6.5 萬kW的用電需求。

（4）在二冷軋和新鋼軋項目全部投產后，通過綜合平衡西區變電站的實際負荷情況及對新增負荷總量的監測、預測和綜合平衡、優化調荷后，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 發電機組和10 kV 并網的2 臺15 MW 干熄焦、1 臺30 MW 燒結余熱發電等發電負荷再進一步挖潛；不但讓各發電機組的發電量最大限度地就地消耗，同時還可以少投運鐵前站1 臺63 MVA 變壓器，使現有煉鋼站、鐵前站運行的5 臺63 MVA 的變壓器直接帶起了西區240～265 MW 的用電負荷，變壓器的負荷率提高到75%～85%，每月可節省基本電費（變壓器容量費）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和新增料場、新增環保項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發電機組，再通過對進線柜及隔離小車柜前后門上加裝排風扇，對高壓開關柜進行強制風冷，讓柜內溫升能及時流散出來，以降低開關柜的溫度，提高進線柜帶負荷的能力，改進后鐵前站進線開關帶負荷能力由原來38 MW 提高到52 MW 左右，進線及隔離開關柜溫度卻由80 ℃降到了正常的40 ℃以下，溫度下降40 ℃，帶負荷能力提高了30%以上。

3 充分利用峰谷電價差，降低峰谷分時電價差部分電費

公司的電費支出主要包括基本電費和電度電費兩個方面。其中電度電費，國家和河北南網是實行峰平谷分時計價，受用電總量和用電時間段的雙重影響。自發電量已占企業用電的58%以上，若能充分利用好峰谷電價差這一雙贏的經濟價格杠桿，在用電上采取“削峰填谷”、發電上采取“增峰降谷”等調荷避峰移峰的節電措施，對公司實施資源優化配置，促進發電效益最大化，減少用電電費支出，最終降低企業用電成本都是非常有效、切實可行的。同時還兼顧了優化供電環境，創造科學合理、經濟有序的供用電雙贏局面。

合理優化生產組織方式，非連續生產、生產負荷不滿的生產線將最大用電負荷盡可能安排在平谷段，設備檢修及換輥、換斷面盡可能安排在峰段或平峰段，再充分發揮各類儲能、儲料設備的功能，在谷段進行蓄能蓄料、到峰段時釋放利用等用電措施。發電要通過調控高焦轉爐煤氣柜煤氣儲量，每天在平、谷段充柜操作，降低發電負荷；峰段降柜操作，多發電來“增峰降谷”。邯寶能源中心作為發電、用電、轉供電的集中監控管理中心，更要充分利用調荷節電技術，在發電、用電運行方式優化調整、發用電負荷平衡、轉供電負荷控制調節等方面做到調荷避峰移峰。

兩區能源中心每天峰谷用電比例差保持在3個百分點以上，每天峰時段發電差達到30萬kWh以上峰谷發電量差基本保持在30 萬kW 左右，每天直接創效18.3萬元。

4 利用大型同步機參與變電站功率因數調節，降低功率因數調整電費

在減少力率電費——功率因數調整電費方面，綜合平衡優化西區十幾臺發電機組的并網運行方式，讓各發電機組的無功出力參與兩個變電站四路110 kV 進線的功率因數調節;同時考慮利用動態調荷節電技術，讓參與功率因數調節的大型同步機與變電站的集中補償互調互動，共同調節控制并提高各變電站的功率因數，保證各變電站的功率因數控制在0.90～0.93，月可減少功率因數調整電費0.65%～0.95%。

110 kV 線路的功率因數由站內變壓器功率因數和發電機無功出力共同決定，在發電機出力出現波動時，可能會出現短時的功率因數偏低、倒送無功或用電負荷過少的情況，這時就需要針對實際情況，有選擇性地對變電站電容器無功補償進行切換，或者有指導性地提出發電機無功出力水平的調整量，以滿足系統的整體平衡需要。有效保證各計量點的功率因數，避免供電公司對力率電費指標考核。

5 實施效果

對鋼鐵企業的電費進行詳細分解，實施“削峰填谷”用電、“增峰降谷”發電，并統籌各產線生產運行方式，利用峰谷時間差優化發用電負荷的分配、平衡與管理，提高變壓器的負荷率，利用大型同步機、集中補償電容器綜合調控各變電站的功率因數等各項措施，公司大大降低了用電成本，實現了各變電站安全經濟可靠運行和發用電系統效益最大化的雙贏，每月可節省基本電費380多萬元。