宝钢特钢基地节能实践

沈南飞

（宝山钢铁钢股份有限公司 特钢事业部，上海 200940）

1 供电网络

上海宝钢特钢事业部现拥有220 kV变电站1座，220 kV进线电源2回，其中泰五2297线引自市网泰和站，线路容量400MVA，行五2296线引自市网杨行站，线路容量240MVA；35 kV保安电源1回，引自市网同济站，线路容量40MVA。220 kV站配置220/35 kV主变4台。

泰五2297线接至220 kVⅠ段母线，供1号主变（90MVA）、2号主变（120MVA），行五2296线接至220 kVⅡ段母线，供3号主变（120MVA）、4号主变（120MVA）。正常时，220 kV母线分列运行。35 kV系统为双母线分段接线形式，其中1号主变供35 kVⅠ段正母动力负荷，4号主变供35 kV副母Ⅰ段动力负荷，2号主变供35 kV正母Ⅱ段电炉冶炼负荷，3号主变供副母Ⅱ段电炉冶炼负荷。

特钢事业部采取技术和管理措施，开展电力需求侧管理各项工作。应用削峰填谷手段降低电力负荷需求；合理配置和调整无功补偿设备来降低无功损耗；推行分时电价制，减少峰时段用电量，降低用电成本；依靠技术进步，淘汰高能耗设备，减少电能损失；开展经济运行模式的探究，实现经济运行。

2 电力需求侧管理的措施

2.1 剖析电价政策，采取措施降低外购电成本

2.1.1 外购电价构成与剖析

特钢事业部执行两部制电价，即（基本电费＋分时电费）±功率因数调整电费。

基本电费指每月月底由用户向电力公司申报次月供电线路的最大负荷需求，即最大负荷需量，单价为39元/kW。多报少用，按申报值计收；少报多用，超额部分按单价78元/kW计收。

分时电费指分时计量的电量乘以分时电价，分时电量以电力公司多功能电能表所记录的分时电量为依据，分时电价如表1所示。

电价非夏季单价/（元·kWh-1）各时段价格比单价/（元·kWh-1）夏 季各时段价格比峰时电价平时电价谷时电价加权平均价0.999 0.596 0.298 0.597 3.35×谷时电价2.00×谷时电价谷时电价2.00×谷时电价1.024 0.621 0.233 0.626 4.39×谷时电价2.67×谷时电价谷时电价2.69×谷时电价

功率因数调整电费计算如下：

cosφ=0.90为奖罚的基准点，cosφ=0.90不奖也不罚；cosφ=0.91～0.95，功率因数奖励额=总电费×（0.15%～0.75%）；cosφ=0.70～0.89，功率因数罚款额＝总电费×（0.5%～10%）。

2.1.2 优化供电网络，提高负荷利用率

两部制电价收费影响用户的电费结构，由此促使用户增强平衡负荷的意识，主动优化生产组织，调整供电网络结构，应用计算机控制技术对可调负荷进行削峰填谷，减少负荷需求，降低用电成本。

特钢事业部全部以电炉冶炼，冶炼负荷占全部用电负荷的2/3，大量的冲击性负荷是造成钢铁企业负荷率低下的主要原因。采用先进的计算机需量控制技术，削峰填谷，减少负荷需求，提高电力资源的利用率。目前2条220 kV进线配置2套负荷控制系统，负责12台电炉负荷的实时控制，以减少电力负荷的最高需量申报量，提高线路负荷利用率。在需量控制系统的稳定、准确控制下，每月降低最大需量申报量10%左右，线路最高日平均负荷率达到83%，年经济效益近千万元。图1为负荷控制系统显示的功率曲线。

图1 负荷控制系统显示的功率曲线

准确预报需求，一方面可确保企业生产的电力需求，另一方面可充分发挥计算机负荷控制系统的积极作用，以最低的电力成本开展生产活动。电力需求计划的申报，也是实现经济运行的重要一环，以往采用经验数据法来测算和申报，一旦遇到负荷大幅变动的，则采取先多报，然后根据经验积累逐月优化。经验数据法的缺陷，造成了电力资源的浪费和用电成本的提高。特钢事业部通过采集用户电力需求数据，包括冶炼品种变化带来负荷变化情况建立数据库，按受控和非受控进行分类，结合受控比例等参数，建立了最大需量预报数学模型，提高了预报的准确性。

2009年下半年，受宏观经济的影响，特钢事业部生产线开动率大幅下降。为进一步降低生产成本，特钢事业部利用35 kV负荷双母线供电的优势，建立了间隙性生产期间大功率冶炼负荷错时作业制度，确保电力需求计划以最低限额申报，大大提高线路负荷利用率，从而保证了用电成本的最低化。

2.1.3 利用电价差，降低生产成本

在事业部各生产单元，全面推行分时电价制，实现成本控制的下移，并制定了部门绩效考评制度。

合理安排检修计划，将年修、大修等安排在夏季，以减少季节性电价对生产成本的影响；日修、定修等安排在白天，以减少生产线峰时、平时段的用电量。

充分利用谷时廉价电力资源，对间隙性作业的生产线，生产安排在谷时段进行。如：水厂泵房补水安排在谷时段，以降低补水成本；研究院试验性电炉的生产执行避峰作业，降低用电成本；100 tDC炉模铸生产线实行夜间生产模式，在22：00～次日6：00的电价谷时段生产。2009年第四季度实现降本约900余万元。

优化生产作业计划，降低冶炼成本的案例：制造管理部对炼钢一分厂100 tDC炉某作业计划的调整，减少5 h峰时冶炼时间，实现降本16.98万元。

原来的生产计划为9月16日11：00～9月23日22：00；改变后生产计划为9月16日21：00～9月24日8：00。表2为生产计划时段对比表。

表2 生产计划时段变化对比表

冶炼耗电量：按34.5MWh/h测算，节约电费为16.98万元。

2.1.4 跟踪生产线变化，合理调整补偿设备运行方式

跟踪生产线变化，特别是间隙性生产期间用电负荷变化情况，提高冶炼生产作业时间掌控精度，减少无功补偿设备投运与冶炼作业时间差，减少系统电能损失。无功补偿模式逐渐向下级和用户端延伸。经过努力，无论是正常连续生产还是间隙性生产，在电力公司交接点处的功率因数保持在0.95～0.97之间，实现奖励比例最高的目标值，年获电业奖励600余万元。

2.2 依靠节能技术改造，降低电能损失

①推进高损耗变压器的更新淘汰，提高供电系统安全、经济运行水平；②通过水泵、风机电动机的变频节能改造，降低制水、制气成本；③应用电炉动态无功补偿技术（SVC），降低冶炼成本，提高系统电能质量；④完善中央变电所的无功补偿设施，实现就地补偿，降低系统运行损耗；⑤推广绿色照明，实现节电运行；⑥对两相冶炼的电渣炉设置无功补偿装置，减少负荷的不平衡度，降低无功、有功损失。

2.3 开展变压器及供电线路经济运行，实现节电降耗

调节变压器运行电压，探索终端低电压经济运行模式。由于电动机负荷的电压无功灵敏度远大于电压的有功灵敏度，因此从节电运行的角度，在供电电压波动小于2%的前提下，配电变压器低压侧的负荷终端应避免大于+3%电压偏差运行，过高的运行电压导致配电电网无功增大，损耗增大，运行电压控制在-3%～+1%为宜。

建立变压器消耗数学模型，指导经济运行。建立中央变电所主变压器消耗数据库、经济运行数学模型，指导变压器经济运行，将节能降耗工作向精细化方向延伸。

平衡变压器负荷，降低电能损失。某中央变电所在建成之初，3台主变负荷分配基本平衡，但随着用户电力需求的变化，一段时间后，主变负荷结构发生变化，其中1台主变负荷特别轻，而另2台则负荷较重，影响变压器的安全经济运行。表3为中央变电所主变运行损耗对比表。通过对用户负荷的重新布局，实现主变负荷基本平衡，运行于经济运行区。经理论计算，调整后3台变压器运行损耗减少47.23 kW，年减少电能损失410MWh。

表3 中央变电所主变运行损耗对比表

［1］ 中国电力企业联合会科技服务中心组.变压器效能与节电运行［M］.北京：机械工业出版社，2007.

［2］ 沈南飞.需量控制在电力经济运行中的应用［J］.电力需求侧管理，2003（6）：41-43.

［3］ 姜宁，王春宁，董其国.线损与节电技术问答［M］.北京：中国电力出版社，2005.