河北省电能服务管理平台的应用分析

王　蕾，郭威炯，史晓伟（河北省电力需求侧管理指导中心，石家庄　050000）

Application analysis of Hebei electric power service management platform

WANG Lei，GUO Wei⁃jiong，SHI Xiao⁃wei（Hebei DSM Instruction Center，Shijiazhuang 050000，China）



河北省电能服务管理平台的应用分析

王蕾，郭威炯，史晓伟
（河北省电力需求侧管理指导中心，石家庄050000）

1　电能服务管理平台建设背景

电力需求侧管理（DSM）是转变经济发展方式、调整经济结构的重要措施，是解决电力供需矛盾的重要途径。目前，国家对电力需求侧管理工作越来越重视，逐步加大对电力需求侧管理政策方面的支持力度，电力需求侧管理工作得以快速发展。为进一步深化电力需求侧管理工作，国家在电力需求侧管理城市综合试点工作中提出建设电能服务管理平台，并将其作为电力需求侧管理的最重要的抓手予以推动，出台了《电力需求侧管理城市综合试点工作指导意见》、《电力需求侧管理平台建设技术规范（试行）》、《关于做好国家电力需求侧管理平台建设和应用工作的通知》（发改办运行［2014］734号）、《关于加强国家电力需求侧管理平台数据收集整理分析的通知》（发改办运行［2014］1292号）等一系列文件。

河北省作为全国首批开展电力需求侧管理城市综合试点工作的省份，按照国家要求，提前开展了电能服务管理平台建设工作。平台建设内容包括省级平台、唐山市平台分站以及电力用户端的数据子站，其中省级平台和唐山市平台分站建设通过安装可视化屏幕、系统服务器及配套设施，实现用电数据的逐级上传和实时查看；数据子站建设通过安装电能监测终端和采集服务器，实现用电数据的实时采集与上传。可有效加强信息引导服务，进一步促进能效管理、负荷管理和移峰填谷项目的开展，引导电力用户科学合理均衡节约用电，为电力用户节能、电网企业智能供电、政府部门电力宏观调控、节能服务公司挖掘项目、节能量核查认证等工作提供服务。

2014—2015年，河北省电能服务管理平台建设以唐山市电力用户数据子站建设为主，开展平台基础建设工作，适时开展功能完善、个性开发、体系健全等工作，探索建立了一套可复制、易推广的建设机制。

2016年起，拟在唐山市电力需求侧管理城市综合试点建设工作的基础上，统筹各种资源，逐步建立具备在线监测、决策分析、项目管理与统计、有序用电以及需求响应等功能的“省—市—用户”三级电能服务管理平台。按照政府引导，市场运作的方式，实现区域覆盖、应用扩展，逐步实现电能服务管理平台覆盖全省范围。

2　电力用户参与建设电能服务管理平台的意义

对于电力用户而言，电能服务管理平台能够让电力用户实现电能的精细化、系统化管理，帮助电力用户提升电能管理水平，提高用电效率，从而实现社会效益和经济效益的最大化。

2.1平台功能

（1）实现用电在线监测，通过监测主要设备电能消耗情况，实现电力、电量和电能质量的在线监测管理。

（2）开展统计分析，主要包括用电系统电力能耗分析、总体用电分析、电量查询与计算、电费查询与计算、电量分析、电费分析、电能质量分析、耗电类比分析、耗电时比分析、变压器运行效率分析、三相不平衡度分析、功率因数分析、设备能效分析和综合能效分析等。

（3）进行异常警告，主要包括电能指标异常告警、终端警报事项查询和确认、用电异常查询等功能。

2.2应用效益

（1）管理节电。通过平台监测数据，能够实现电能的可视化管理，让电力用户看到电能的运动、电能的质量、电能的消耗、电能的浪费、电能的异常等，及时发现不必要的待机负载、变压器损耗、线路损耗等电能浪费现象，通过加强用电管理，实现管理节电。

（2）技改节电。通过平台监测数据，对电力用户现有耗能设备、技术的经济性进行分析，通过数据对比，对拟采用节能技术的经济性、生产工艺技术经济性进行分析等，引导电力用户采用新产品、新技术改造旧设备和配电网络，降低产品用电单耗，提高电力用户电能利用率，降低生产成本，提高电力用户竞争力。

（3）保障设备平稳运行。通过平台在线实时监测，可及时发现设备运行异常、电能质量异常等情况，有效避免设备的损坏，保障电力用户正常生产。同时，通过数据对比分析，可适当延长或调整设备检修周期，提高生产能力，降低维护成本。

（4）远程管理。通过平台在线功能，电力用户可利用互联网对自身设备耗能情况进行远程管理，实时了解设备生产运行情况，发现问题及时调整，提高管理效率。

2.3平台运作模式

电能服务管理平台建设完成后，电力用户可自主选择以下3种模式应用平台，实现效益的最大化：

（1）自主模式，即电力用户不用支付任何费用，免费通过平台享有自身用电信息的网上访问权，依托自身内部的技术力量，独立分析用电数据，寻求先进的节能技术，充分挖掘自身节电潜力，优化用电方式。

（2）会员模式，即电力用户与数据管理单位签署服务协议，以支付少量会员费的方式享受平台后期服务，由数据管理单位提供专业用电数据分析，包括异常用电分析、用能优化设计、挖掘节电改造项目等服务，达到优化用电、节约用电的目的。

（3）合同模式，即电力用户与数据管理单位签署合作协议，依托平台监测数据，采用节电量保证型模式，明确服务标准和节电目标。数据管理单位提供节电改造项目方案，并调配一流的相关资源为电力用户实施节电改造项目。项目建设完成后，聘请第三方核查认证机构对项目效果进行核查认证，并作为双方分享节能收益的主要依据。电力用户不需要承担任何资金和技术风险，即可分享节电效益。

3　电力用户数据子站应用案例分析

3.1企业配电情况简介

某钢铁企业厂区共有1个110 kV变电站、21个10 kV高压配电室和658台低压设备，分属炼钢、炼铁、烧结、动力、制线和带钢6个分厂，电力用户装机总容量189 000 kVA，项目设置监测点215个，纳入监测的设备端总功率187 870 kW。

3.2数据分析

带钢粗轧机为绕线式异步电动机，其负载变化十分频繁，并且有时还存在负载突变的情况，带钢粗轧机的铭牌参数如表1所示。

铭牌显示该电动机的额定功率因数为0.87，但从负荷曲线可以看出其负载变化十分频繁，导致日常运行功率因数更低，如图1—图4所示。以曲线中数据统计表（见表2）中数据为例，从中可看出其运行特点是：运行总负荷越大，其平均功率因数越低，且平均功率不由最大总负荷的大小决定，而是由冲击负荷的工作频率所决定。

同时，该电动机最大总负荷状态下常常过负荷，经常处于过负荷20%～40%，而过负荷越多功率因数越低，仅为0.49；因此，电动机的效率就越低，损耗也就越大，也就是说该电动机的节能减排的潜力越大。

表1　带钢粗轧机铭牌

图1　2014年9月8日负荷曲线

图2　2014年9月8日功率因数曲线

图3　2014年9月30日负荷曲线

图4　2014年9月30日功率因数曲线

表2　曲线中数据统计表

3.3改进建议

根据粗轧机的结构和运行特点，建议采用WVP系列变负载进相器。它是大中型绕线式电动机无功就地补偿产品，适用于各行业75～10 000 kW绕线式异步电动机。

WVP6-1600G变负载进相器采用先进的交—交变频技术和微机控制技术，可靠性高；可使电动机功率因数提高到0.95以上，无功功率降低60%以上；降低电动机定子电流10%～20%，降低线损、铜损20%～30%；电动机温升显著降低，效率及过载能力大大提高，电动机使用寿命延长。

补偿性能远优于电容补偿：不只是提高了线路的功率因数，更重要的是提高了电动机本身的功率因数。

综合性能优于旋转式进相机：微机控制，可自动跟踪电动机运行状态变化并自动调整相关参数使补偿效果最佳；无转动部件，因而适应环境的能力更强。

根据3 200 kW粗轧机的具体参数以及实际运行情况，因为该电动机为12极电动机，且功率因数变化较大（从0.2～0.9，见曲线），若采用WVP6-1600G变负载进相器，无功功率补偿效果不如4～6极电动机，平均功率因数最大只能补偿到0.9，低者可能到0.8（远大于上述的0.49）。

定子电流可降低15%以上，降低线损、铜损25%左右，电动机温升大大降低。即使采用WVP6-1600G变负载进相器也不能将粗轧机的功率因数提高到0.95，但可将功率因数提高到0.8～0.9，不仅可像就地电容补偿一样降低无功功率，还可降低定子电流和铜损、铁损，从而降低电动机消耗的有功功率，使节电效果更加显著。

3.4实际效果分析

3.4.1将功率因数从0.61提高到0.9

其有功功率P=1 754.02 kW，功率因数cosφ1= 0.61，采取变负载进相器后使功率因数达到cosφ2=0.9。

其补偿容量

电动机的有功功率损耗ΔP

ΔP=KQQC =0.02×1 429.526 kVar=28.56 kW

年电量Q

Q=ΔP×24×250=28.56 kW×24 h×250≈17万kWh

电价按0.5元/kWh计算，年可节约电费

0.5元/kWh×17万kWh≈8.5万元

3.4.2将功率因数从0.49提高到0.8

其有功功率P=1 635.44 kW，功率因数cosφ1= 0.49，采取变负载进相器后使功率因数达到cosφ2= 0.8。

其补偿容量QC=1 684.5 kVar

电动机的有功功率损耗ΔP

ΔP=KQQC=0.02×1 684.5 kVar=33.658 kW

年电量Q

Q=ΔP×24×250=33.658 kW×24 h×250≈20万kWh

电价按0.5元/kWh计算，年可节约电费

0.5元/kWh×20万kWh≈10万元

注：式中KQ按国家标准GB/T 12497—2006为无功经济当量（0.02～0.04），取0.02，年运行天数取250天。

Application analysis of Hebei electric power service management platform

WANG Lei，GUO Wei⁃jiong，SHI Xiao⁃wei
（Hebei DSM Instruction Center，Shijiazhuang 050000，China）

摘要：电能服务管理平台作为综合性、专业化、开放式的网络应用平台，具有信息发布、在线监测、核查认证、电力供需形势分析、有序用电管理、经济分析、需求响应等功能。介绍了服务平台建设背景、意义。建设和应用电能服务管理平台有利于充分运用现代信息技术推动电力需求侧管理工作开展，可有效发挥电力需求侧管理在保障电力供应、提高电能利用效率、加强经济运行监测分析等方面的积极作用。通过对某钢铁企业依据平台数据分析实现电能的精细化、系统化管理，帮助企业用户提升电能管理水平，提高用电效率。

关键词：电能服务管理平台；数据分析；能效管理

Abstract：As a comprehensive，professional and open net⁃work application platform，power service management platform has the functions of information release，online monitoring and verifica⁃tion certification，electricity supply and demand situation analysis，orderly power utilization management，economic analysis，demand response，etc. The article introduces the construction background and significance of the platform. The platform can make full use of modern information technology to promote power demand side man⁃agement work，can effectively play power demand side manage⁃ment in the protection of the power supply，improve energy utiliza⁃tion efficiency，strengthen the positive role of monitoring and analy⁃sis of economic operation，etc. Based on some iron and steel enter⁃prise data analysis the platform achieves power of refinement，sys⁃tematic management，help enterprise customers improve electricity management level，improve the efficiency of electricity.

Key words：electric energy service management platform; data analysis; energy efficiency management

DOI:10.3969/j.issn.1009-1831.2016.03.007

收稿日期：2016-03-22

中图分类号：F407.61；TK018

文献标志码：B