基于数据中心大工业用电盈亏平衡研究

2020-11-24李东仁嘉峪关大友企业公司建筑动力安装公司

消费导刊 2020年37期

李东仁嘉峪关大友企业公司建筑动力安装公司

一、引言

工业部、信息化部以及电监会等五部委已经联合发文明确数据中心，符合大工业用电条件要求的可以执行大工业用电电价的标准。我国的供电部门，对大工业企业实行两部制电价制度。而于执行两部制电价的大工业客户，对如何选择基本电费的计费方式进行分析，可以让企业客户可以看到实实在在的优惠，还能通过价格的杠杆作用，使企业增强盈亏平衡意识，可以有效地减少备用容量的投入，降低企业的成本投入，进而提高电力设备的利用率。

二、大工业用电价的构成

大工业电价执行的是两部制电价，主要由基本电价和电度电价两部分构成。其中基本电价是按照容量（或者负荷）计算的价格，其单位为元/kW.月或者元/kVA.月；电度电价是按照用电度数（有功电量）计算的电价，其单位为元/kW.h。

三、大工业用电费的构成及计算方法

大工业的电费主要由三部分构成，即基本电费，电度电费以及功率因数调整电费。

首先，基本电费的计算方法，是按照变压器的容量计算也可以按照最大需量进行计算。这两种电费的计算结果会因为变压器和不经专用变压器直接接用的高压电动机二者的负载率的大小以及用户冲击负荷大小的不同而不同。按照变压器的容量计算（即容量法），基本电费可按变压器容量乘以基本电费容量电价，计算的公式为：基本电费（月）=变压器容量＊容量电价。对于自备变压器受电的用户，基本电费的计算方法大多数是按照变压器容量计算，同时，对于不通过专用变压器直接接用高压电机时，按照变压器容量加高压电机功率来计算基本电费。按照最大需量计算方法（即需量法）由电业部门对最大需量的用户进行记录。而最大需量是由用户先申请，以电业部门核准的数量为准，超出核准的部门，需加倍收费，而小于核准数时按核准收基本电费。需量计费是先读取用电客户的最大需用量：每十五分钟或者是三十分钟平均负荷的最大值作为计算电价的依据，再乘以需量电价，计算的公式为：基本电费（月）=当月需量计费值＊基本电费需量电价。按照国家的规定，当最大容量也就是用电客户实际抄表最大需量小于变压器容量的百分之四十时，则要按照容量总和的百分之四十来计算基本电费。

其次电度电费的计算方法，是按照用户用电度数来计算电费。供电企业需在每个用户的受电点内根据电价类别的不同，分别安装计量装置。目前大工业客户用电普遍推行分时电价，所以电力部门不仅要安装有功电表和无功电表，而有功电表还应采用分时计量电表。电度电费一般采用分时电价计费法，而分时电价就是将一天中的二十四个小时按自然形成的用电负荷分为正常、低谷及高峰三个时期，用分时电表对这三个时期的用电量分别进行记录，并对这三个时期分别规定电价，通过电价来鼓励客户消峰填谷，充分地利用电力设备的能力，均衡用电的负荷提高用电效率。

表1 电量电价（单位：元/度）

再次功率因素调整电费。国家对单一制电价和两部制电价都实行了功率因素调整电费。企业的功率因素高于或者低于规定的标准时，国家会对结算期的电费，按照功率因素调整电费的规定进行增收或者减收。功率因数是指有功功率与无功功率的比值，如果功率因素较低对电力企业及用电企业都非常不利，降低供电设备能力以及用电设备利用率，增加设备投资，还容易引起电压波动，降低电能品质，直接影响着用电设备使用寿命。当设备在出力不变情况下，功率因素较低，致使所需电流越来越大，电能损失也就会随之增大。功率因素调整电费的计算公式为：当月基本电费+当月电度电费+附加电费的综合乘以功率因素调整电费比例。提高用户功率，可以改善电压质量减少电压损失降低电费支出。提高自然功率的方式是合理的原则异步电击，避免变压器空载，对工艺流程进行合理地调整，进而改善设备的运行状态，为避免设备的空载，可设置空载自动延时断电装置，如生产工艺允许，可以采用同步电动机替代异步电动机。

四、大工业用户如何选择基本电费的计费方法

当电力用户的受电点数量较多、高压进线回路较多、负载率较高、冲击负荷载率较大时，电力用户应选择容量法来进行电价计算。而当电力用户的受电点数量较少、高压进线回路较少、负载率较低、冲击负荷载率较小时，电力用户可以采用需量法来进行电价计算。此外当最大需量不高于变压器总容量的三分之二时，电力用户应选择需量法来计算基本电费。

五、大工业节约用电的措施

（一）降低基本电费的措施

按变压器的容量来计算基本电费时，所采取的降低基本电费的主要措施是：首先，先考查受电变压器和不通过专用变压器直接接用的告他电动机的负载率，使得变压器的负载率达到百分之七十至八十，而高压电动机负载率要达到百分之八十以上。对于负荷较小的变压器应停止使用，将其负荷由附近的变压器承担。其次，互为备用变压器应选择容量相同的变压器。

按需量法计算法来降低基本电费主要措施有：首先对最大的需量进行合理申报，在结合实际的生产来预测电力负荷变化，进而可以预测出最大的需量。而当负载率达到百分之四十以上或者是不足百分之四十的，则需要更换较小容量的变压器及高压电动机。其次，防止冲击性负荷同时起动，同一受电点的负荷虽好相隔十五分钟以上起动，前后两次的起动不在同一次十五分钟内平均功率的统计中。异步电击的起动电流是额定电流的四至七倍，可采用变频调速降频起动等方法，降低起动负荷。再次消峰填谷保持用电负荷的相对平稳，可以有效地减少电度电费，进而可以降低基本电费。而具有互为备用的双电源用户，电源所带负荷应保持均衡。同时如果条件允许，可以适当地减少高压进线回路数。

（二）降低电度电费的措施

首先，消峰填谷是降低电度电费的重要措施。通过对于峰谷分时电价表进行分析可知：普通的工业峰谷电价比为2.8，而大工业峰谷电价比为3.8。对此使用大工业电价的用户对这一差别更加的重视，因此运用消峰填谷的措施，尽可能地将高峰负荷转为低谷负荷，而对于那些可以间歇性生产的，应尽量排在低谷段进行。还可以将连续性运行的大功率设备改为间歇性运行，并在低谷时段进行运行。

其次同时加强用电管理，制定整体的规划采用节电措施，降低变损、线损以及设备的电能消耗。提高用电效率最终达到节约用电的效果。

（三）提高功率因数调整电费

虽然是功率因数是越高越好，但并不是将功率因素提高值1.0，而是提高至0.9到0.95。这主要是因为功率因数从0.9提升至1.0，需增加较大的补偿电容，进而也要增加投资，此外再加上用户的负荷是变化的，如果满负荷时功率因数为1.0，低负荷时必然会导致过补偿，进而会造成电能的浪费。提高功率因数的方法主要是，首先合理的选择电气设备的容量，避免电气设备的轻载及空载运行，提高自然功率因数。其次设置无功补偿设备，在点感性负荷的两端并联电容器，使其所需的无功功率由电容器供给。无功补偿的原则是就地平衡，分级补偿。在接近负荷端分散补偿，减少无功功率的输送，降低损耗，可以集中的安装在变电所内，便于操作控制，更利于电压调整。此外，《功率因数调整电费办法》中规定，大工业用户的功率因素高规定的标准（即0.9）时，电业部门会给予减收电费的奖励，同样低于此标准后，也会给予加收电费的处罚。提高功率因数，不仅可以改善电压的质量，还能不断提升供电企业的供电能力。降低功率因数调整电费，还能降低电度电费也是大工业节约电能的重要方式之一。