细化电费分解，优化调荷降低企业用电成本

卢朝晖，齐丽梅

（河钢集团邯钢公司能源中心，河北邯郸 056003）

引言

电费支出是钢铁企业的重要成本之一,也是影响钢铁企业经济效益的因素。邯钢利用峰谷电价差执行“削峰填谷”用电、“增峰降谷”发电等科学合理节电措施，发电、节电效益显著。各单位已基本合理优化了生产组织方式，如非连续生产、生产负荷不满的生产线已将最大用电负荷安排在了平谷段；设备检修、大型电动机启机及换辊、换断面等也要求安排在峰段或平峰段；充分发挥各类储能、储料设备的功能，在谷段进行蓄能蓄料，到峰段时释放利用等“削峰填谷”的用电措施。发电则是通过调控高焦转炉煤气柜煤气储量，每天在平、谷段充柜操作，降低发电负荷；峰段降柜操作，多发电来“增峰降谷”等等这些措施都有效提高了公司发电、用电的综合效益。

与此同时，能源中心从电力集控中心的管理平台上发现，个别变电站的两路进线有时会出现峰段时某一发电机组的发电负荷明显增加，发电机组并网段的用电负荷却又减少，出现了发电向电网返送的情况；而在谷段时也可能出现发电负荷降低，用电负荷属平稳负荷的，基本上没有明显的减少，这样又出现了从网上采购的电量增加的情况；有时还可能会出现各发电机组的发电负荷不同，用电负荷却没有随之调节控制，从而造成了变电站的两路进线一路出现向电网返送电量，一路从电网吸收电量，以上这几种情况的出现可以说严重干扰或降低了公司节电工作的成果和效益。

如何借助电力集控中心的集中监控平台，对发用电系统进行统一的平衡调整、动态调荷避峰移峰，以实现发用电系统的效益最大化，成为能源中心最为关注的问题。

1 利用峰谷分时电价差降低电费的内涵

钢铁企业用电属大工业用电,实行两部制电价,即由电度电价、基本电价和功率因数调整三部分构成。两部制电价电费计算公式为:月交电费=电度电费+基本电费+力率电费（功率因数调整电费）=月实际用电量×电度电价+最大需量或用电容量×基本电价+力率电费（功率因数调整电费）。为进一步减少综合电费支出，实现发用电系统的效益最大化，就必须从细化电费分解入手，挖掘各种可增效的因素。

针对公司目前的用电实际，对公司的电费支出做了进一步的细化分解，分解后月交电费=峰段（含尖峰）电度电费+平段电度电费+谷段电度电费+基本电费（需量或容量费=最大需量或用电容量×基本电价）+力率电费（功率因数调整电费）。

分解后可以看出,在整个电费支出中大有潜力可挖掘的应该是基本电费（需量或容量费）、力率电费（功率因数调整电费）及峰谷分时电费，这就需要重点关注并强化用电、节电管理。

该项目从这三方面入手，创新各项节电、用电管理措施，强化节电、用电运行管理，优化电力系统运行方式，合理采用动态调荷避峰移峰来助推公司节电工作中的用电“削峰填谷”、发电“增峰降谷”，从而更为有效的提高企业发电综合效益，减少用电电费支出，最终降低企业用电成本，优化供电环境，努力创造出有序供用电、效益最大化的双赢局面。

2 主要做法

2.1 细化电费分解

（1）从基本电费来分析

主要考虑如何充分利用几座220 kV 和110 kV总降变电站的现有资源和东西区十几台发电机组的发电能力，统筹兼顾、优化平衡，对水源泵站、精钢站、热钢站几个变压器容量较大，而负荷又不大的变电站向供电公司申请容改需，以减少基本电费。几个变电站容改需以后基本电费由原来的每月1303.635 万元降低到如今的1059.196 万元，减少了244万元；而对几个负荷较大的变电站，则想法最大限度地提高运行变压器的负荷率，减少变压器的投运台数，从而减少变压器容量费，少投运铁前站1台63 MW 的变压器，一个月就可以直接节省容量费146.79万元。

（2）从峰谷分时电价差部分电费上分析

峰平谷电价见表1。

表1 峰平谷电价表（河北南网电网） 元/kWh

高峰时段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尖峰时段电价0.8370元/kWh），共8 h，110 kV高峰时段电价0.7357 元/kWh；低谷时段22：00—次日6：00，共8 h，110 kV 低谷时段电价0.3301 元/kWh；平段6：00—8：00，12：00—16：00，20：00—22：00，共8 h，110 kV 平段电价0.5329 元/kWh。而峰谷电价差110 kV为0.4056～0.5069 元/kWh,10 kV为0.4296～0.5369元/kWh，峰谷电价差是2.3～2.4 倍，也就是说每天如能调荷避峰移峰10 MW，那每天直接经济效益就是3.6～3.78万元。所以要充分利用电力集控中心监控平台的集中监控调节优势，率先采用动态调荷节电技术，在节电、用电、发用电负荷平衡、负荷控制调节等方面做到调荷避峰移峰，来挖峰谷分时电价差的创效潜力。

（3）在力率电费——功率因数调节控制上做工作。考虑如何利用调荷技术，让大型同步机参与功率因数调节与变电站的集中补偿互调互动，共同提高变电站的功率因数，使各变电站的功率因数控制在0.91～0.93，月电费可减少0.65%～0.95%，有效减少了功率因数调整电费（功率因数调整电费表见表2）的支出。

表2 以功率因数0.85为标准值的调整电费表

（4）要在电能质量管理、运行方式优化、电能计量统计分析等方面为调荷避峰移峰做好基础分析和保障，以保证在降低综合电价的同时，保障全公司整个电力系统的安全稳定运行。

2.2 优化调荷，降低基本电费

新区建设之初规划设计的是建设4座110 kV总降变电站，即：炼钢、精钢、铁前和二冷轧变站。但在新区一、二期项目全部达产达效，二冷轧和新钢轧项目全部投产后，综合考虑西区变电站的实际负荷情况及新增负荷总量进行预测和综合平衡后，决定不再建设二冷轧变电站，而是充分利用调荷技术让炼钢、铁前两个变电站完成二冷轧和新钢轧系统的供电任务，实现西区现有两个变电站集中供西区85%以上的负荷用电，最大限度地提高运行变压器的负荷率，并减少变压器投运台数，从而减少基本电费。

（1）为配合二冷轧项目的投运要求，炼钢站要充分利用现有的配电室空间和开关柜，优化调整带大负荷的能力，配出给二冷轧三路大负荷供电电源，带起二冷轧区域新增的5.5 万kW 的用电负荷。于是利用I、IV 段段尾的富余空间间隔，各新增一面3150 A 的开关柜（VEP-12/T3150-40 真空断路器），同时在III 段扩容改造1 台，将原来1 台1 000 mm 开关柜的原VAC-12/2000-40 真空断路器更换为VEP-12/T3150-40 真空断路器，满足了二冷轧三路大负荷供电电源的需求。

（2）对炼钢站的主进开关、刀闸和变压器加装强制通风装置，保证主进开关在持续性大负荷时，维持稳定的温升水平，以提高变站进线开关和变压器的带负荷能力。突破了国产柜内置刀闸长期经验运行值50%载流量的限制，使其实际带负载能力提高到了85%，额定为4 000 A 的10 kV 主进刀闸开关实际最高带负荷达到3 400 A而温升不越限。

（3）为配合新钢轧系统各配电室的投运要求，也要充分利用铁前站现有的配电室空间和开关柜资源，通过改造开关小车来优化调整变电站现有开关柜带大负荷的能力。将铁前站3 台1000 mm 开关柜的原VAC-12/2000-40 真空断路器更换为VEP-12/T3150-40 真空断路器，将10 台800 mm 开关柜的原VAC-12/1250-31.5 真空断路器更换为ZN127-12/T1600-40真空断路器，再新增4面2500 A开关柜，满足了大型、线棒、一炼钢等新钢轧所有项目6.5 万kW的用电需求。

（4）在二冷轧和新钢轧项目全部投产后，通过综合平衡西区变电站的实际负荷情况及对新增负荷总量的监测、预测和综合平衡、优化调荷后，不但二冷轧变电站可以不用再建，铁前站还可以利用3#60 MW 发电机组和10 kV 并网的2 台15 MW 干熄焦、1 台30 MW 烧结余热发电等发电负荷再进一步挖潜；不但让各发电机组的发电量最大限度地就地消耗，同时还可以少投运铁前站1 台63 MVA 变压器，使现有炼钢站、铁前站运行的5 台63 MVA 的变压器直接带起了西区240～265 MW 的用电负荷，变压器的负荷率提高到75%～85%，每月可节省基本电费（变压器容量费）146.79 万元。

（5）为保证铁前站少投一台变压器，还要满足新钢轧系统和新增料场、新增环保项目脱硫脱硝的供电需求，考虑再从冷轧站倒至原料站（铁前站供电）1台18 MW TRT发电机组，再通过对进线柜及隔离小车柜前后门上加装排风扇，对高压开关柜进行强制风冷，让柜内温升能及时流散出来，以降低开关柜的温度，提高进线柜带负荷的能力，改进后铁前站进线开关带负荷能力由原来38 MW 提高到52 MW 左右，进线及隔离开关柜温度却由80 ℃降到了正常的40 ℃以下，温度下降40 ℃，带负荷能力提高了30%以上。

3 充分利用峰谷电价差，降低峰谷分时电价差部分电费

公司的电费支出主要包括基本电费和电度电费两个方面。其中电度电费，国家和河北南网是实行峰平谷分时计价，受用电总量和用电时间段的双重影响。自发电量已占企业用电的58%以上，若能充分利用好峰谷电价差这一双赢的经济价格杠杆，在用电上采取“削峰填谷”、发电上采取“增峰降谷”等调荷避峰移峰的节电措施，对公司实施资源优化配置，促进发电效益最大化，减少用电电费支出，最终降低企业用电成本都是非常有效、切实可行的。同时还兼顾了优化供电环境，创造科学合理、经济有序的供用电双赢局面。

合理优化生产组织方式，非连续生产、生产负荷不满的生产线将最大用电负荷尽可能安排在平谷段，设备检修及换辊、换断面尽可能安排在峰段或平峰段，再充分发挥各类储能、储料设备的功能，在谷段进行蓄能蓄料、到峰段时释放利用等用电措施。发电要通过调控高焦转炉煤气柜煤气储量，每天在平、谷段充柜操作，降低发电负荷；峰段降柜操作，多发电来“增峰降谷”。邯宝能源中心作为发电、用电、转供电的集中监控管理中心，更要充分利用调荷节电技术，在发电、用电运行方式优化调整、发用电负荷平衡、转供电负荷控制调节等方面做到调荷避峰移峰。

两区能源中心每天峰谷用电比例差保持在3个百分点以上，每天峰时段发电差达到30万kWh以上峰谷发电量差基本保持在30 万kW 左右，每天直接创效18.3万元。

4 利用大型同步机参与变电站功率因数调节，降低功率因数调整电费

在减少力率电费——功率因数调整电费方面，综合平衡优化西区十几台发电机组的并网运行方式，让各发电机组的无功出力参与两个变电站四路110 kV 进线的功率因数调节;同时考虑利用动态调荷节电技术，让参与功率因数调节的大型同步机与变电站的集中补偿互调互动，共同调节控制并提高各变电站的功率因数，保证各变电站的功率因数控制在0.90～0.93，月可减少功率因数调整电费0.65%～0.95%。

110 kV 线路的功率因数由站内变压器功率因数和发电机无功出力共同决定，在发电机出力出现波动时，可能会出现短时的功率因数偏低、倒送无功或用电负荷过少的情况，这时就需要针对实际情况，有选择性地对变电站电容器无功补偿进行切换，或者有指导性地提出发电机无功出力水平的调整量，以满足系统的整体平衡需要。有效保证各计量点的功率因数，避免供电公司对力率电费指标考核。

5 实施效果

对钢铁企业的电费进行详细分解，实施“削峰填谷”用电、“增峰降谷”发电，并统筹各产线生产运行方式，利用峰谷时间差优化发用电负荷的分配、平衡与管理，提高变压器的负荷率，利用大型同步机、集中补偿电容器综合调控各变电站的功率因数等各项措施，公司大大降低了用电成本，实现了各变电站安全经济可靠运行和发用电系统效益最大化的双赢，每月可节省基本电费380多万元。