基于钢铁生产方式的供配电系统节能管理措施

周佃民

（宝钢股份公司 能源环保部，上海 200941）

伴随着现代化大生产的发展和全球市场化进程的深入，根据市场需求变化，柔性地组织生产日益成为必须。作为为企业生产进行供电的企业电网，也必须相应地在设计规划和运行管理上做出调整。

具体到钢铁企业来说，企业需要根据市场要求，在不同的钢铁产品之间，动态地优化产品结构来组织生产，这就产生了在企业的不同生产线之间，进行生产负荷的动态最优分配问题，也就是说企业的生产方式由原有的连续生产变为根据市场需求组织间断生产。

作为为企业生产提供安全可靠优质电能的企业供配电系统，往往是按照满负荷生产设计和运行的。显然，在这种生产方式变化的情况下，为了提高供电和用电的经济性，供配电系统的运行管理措施必须相应地进行调整。

本文正是针对这种情况，讨论和分析在生产方式多变的情况下，企业供配电网的相应经济运行管理措施，对降低企业用电成本、节能降耗具有重要意义。

1 企业生产方式多变对企业供配电系统的要求分析

工业企业的供电系统往往是按照企业连续生产设计运行（通常还要保留一定的裕度）。但是，在实际运行中，在基于市场的优化组织生产中，某些生产线并不能一直保持连续生产。也就是，存在连续生产和间断生产2种生产组织形式。

连续生产与间断生产显然具有不同的特点。相应地，反应在用电上，2种生产方式的用电特点明显不同，主要体现在以下2个方面。

（1）生产组织的灵活性与供电可靠性的要求不同

连续生产时期，生产任务安排较多，产品的量是主要追求目标，一般按照生产设备的最大产能组织生产。在这种时期，尽可能地多生产产品是主要目的，这就决定了连续生产时，安排生产的方式比较固定，难以按照需求侧用电管理经济性的要求对用电负荷进行调整和转移，造成用电负荷曲线刚性较强；而从供电来说，连续的生产方式需要持续可靠的供电，对供电可靠性要求较高。

而在间断生产时期，产品的产量不再是主要矛盾。在这种时期，可根据设备、库存、人员情况或供能的条件（包括供电）组织生产，可安排的生产方式较多。在经济性综合考虑占优的情况下，可以对用电负荷进行调整和转移；而且在这种情况下，由于生产负荷不高，可间断组织生产，某些生产环节的供电可靠性要求可适当降低。

（2）用电负荷特点

从用电负荷来说，显而易见，连续满负荷生产的负荷曲线较高，而由于是连续组织生产，相应地，负荷曲线相对平稳。而间断生产对应的负荷曲线较低且波动相对较大，负荷曲线的大幅度波动主要决定于企业生产（及检修计划）的安排。

以上进行的分析是连续生产和间断生产的用电特点。

下面针对这些特点提出不同生产方式下的供配电系统经济运行措施。

2 生产方式变化下的企业供配电经济运行措施

在连续生产方式转变为间断生产方式的形势下，如不进行运行措施的调整，势必造成企业供电与企业生产之间的“大马拉小车”的现象，从而造成能源浪费，加大企业生产成本。

在生产方式多变的情况下，企业供配电系统可以采用的运行措施有以下几种。

2.1 加强电力负荷管理，调整负荷曲线

电力负荷管理在大型耗电企业中具有重要的意义，主要体现在2个方面，其一是对分时电价的企业用户可以将主要的用电负荷安排在低电价的区段；其二是对具有自备电厂的大型企业，可根据与所在电网签订合同的不同，充分利用本厂自备电厂发出的低成本电能。

在满负荷生产的时候，由于生产和检修计划调整相对比较困难，造成用电负荷曲线刚性较强，而在间断生产的时候，由于生产计划可调整的幅度较大，从而电力负荷曲线可进行一定的调整，充分利用低成本的电能，而把检修和停限产的时段安排在用电成本较高的时段，从而降低用电成本。

2.2 变压器的优化运行与潮流优化

企业供配电系统的可靠性要求比较高，根据企业的特点，往往是靠近负荷中心建设变电站，且企业供电回路主要采用电缆进行敷设，在这种情况下，系统的网损主要表现为变压器的损耗。

企业的生产环节一般为2回路或者3回路供电，这主要是考虑到以下原因：其一是企业在满负荷生产的情况下，电力负荷较大；其二就是为了可靠性的要求，几个变压器互为备用。

而在间断生产的情况下，如果某个生产环节停产，则可直接停用变压器，以降低变压器的空载损耗和无功消耗；而由于生产负荷不高，生产节奏变慢，对可靠性的要求也会相应降低，可以改为单回路供电或者3回路供电变为2回路供电。这样可有效地降低网损。

2.3 合理安排检修

电力设备的维修是企业供配电管理的重要内容，传统的计划维修是目前企业采用的主要方式，但这种方式具有明显的弊端，例如不能充分利用设备的使用寿命，影响设备的可靠性，而且需要支付大量的检修费用。而采用状态检修可在一定程度上克服以上弊端，大幅度降低检修费用。而且在生产方式变化的情况下，如某些生产环节节奏变慢，则具有更加充裕的时间进行电力设备的状态跟踪，从而为实施状态检修提供了有利的条件。

2.4 电能质量治理设备的停用

在钢铁企业中，存在大量的电能质量治理设备，比如，许多企业中存在工业电炉，而工业电炉在生产时会造成无功需求的大幅度变动，一般来说，为了治理电能质量，会安装动态无功补偿（SVC）设备。这种设备对提供动态无功补偿、滤除谐波具有重要意义，但这种设备本身也存在一定的电能损耗。因此，可在电炉停产或检修的时候，除了停用相关变压器之外停用SVC，可大幅度降低损耗。其它的无功补偿设备、谐波治理装置等也可依照具体需要进行停用。

但是，这里应该指出的是，以上这些方式需要供配电运行人员加强对生产的跟踪和信息沟通，一旦生产恢复连续生产方式，需及时投入这些设备，以保证必要的电能质量。

3 供电安全与经济性的讨论

对企业供电来说，为正常生产提供服务是根本任务，安全可靠性始终是第一位的。而在节能降耗和压缩生产成本的推进过程中，经济性的重要越来越凸显出来。供电安全和经济性二者之间是存在一定矛盾的。因此在具体操作之中，必须有针对性、有侧重地统筹考虑。

这就需要对企业的具体生产环节具体分析，研究具体生产环节在企业整个生产过程中的重要性，根据情况，确定不同的供电可靠性的需求，从而作为制定经济运行措施的参考。

不同生产环节的可靠性需求也是变动的，在满负荷快节奏生产的过程中，对可靠性的要求较高，而在低负荷慢节奏的生产过程中，则对可靠性的要求相对低些。因此，相应的，企业需要对供配电网的经济运行措施进行及时调整。既符合安全性的要求，又体现出电网运行的经济性。

钢铁企业供配电系统的主要任务是安全可靠、经济、优质的为企业生产提供电能。不同的生产安排对应着不同的供电要求，相应地，供配电系统的运行方式也应该随之进行调整。针对钢铁企业不同生产方式下的具体供电特点，有针对性地实施需求侧用电管理措施，是一个非常有意义的研究课题。