京津冀节能技术改造与服务供需对接会| 深圳华控金之俭：高耗能企业节能改造之路

2019年6月5日，京津冀节能技术改造与服务供需对接会在北京渔阳饭店召开。大会包括了四个分会。在分会场三“综合节能领域技术改造与服务供需对接会”上，深圳华控科技集团有限公司研发总监、上海交通大学教授金之俭发表了《高耗能企业节能改造之路》的主题分享。

以下是发言原文：

主持人：下面有请深圳市华控科技集团有限公司研发总监，上海交大教授、博导金之俭，为大家做《高耗能企业节能改造之路》的演讲，大家欢迎！

金之俭：各位朋友，非常感谢大家有这个机会来交流，我先介绍一下自己，我是来自上海交通大学，也有一个国家能源智能电网研发中心，现在我是在这边是主管，是国家能源智能电网研发中心的副主任，也是能源局下面的 研发中心也是国家第一批的研发中心，跟深圳华控有一个比较紧密的合作，深圳华控是深圳的一个高新企业，它最主要的是围绕着能源的整个一个综合的服务，为企业做各种各样的节能服务。应该说前面来做，可能更多在一些供热方面的节能，华控的话，实际上更多的在于电的服务。从我们国家的这个层面上面来看，节能服务从发改委的层面上来说，节能的服务已经是对我们提高到了一个重塑全球能源体系的高度，因为从国际能源属2017的报告上面来看，有两个图，一个图是我们可以看到，虚线是没有实现节能的时候，我们整个的能源消耗跟下面采用的节能滞后一个差距。这个差不多全球的一个能耗，在十几年里面大概降低了12%的差距，这里12%相当于整个的欧盟能耗。另外还有一个非常有意思，采用节能的方案以后，我们的三年里面整个的全球排放实际上开始走平，这个也是我们节能的很多功效。

另外这几年，特别是最近，是我们国家能源局也是召开了特别的会议，对于我们国家的整个能源安全的问题，提到了一个很好的层面上，实际上最近一段时间，大家也知道中国和美国的整个关系紧张，也是影响到了中国的能源安全问题，因为中国的能源对外的依赖性是非常大的。所以说我们从国家能源局的“十三五”整个规划中，也提出了节能优先的指导方针。节能服务实际上这几年里进展非常快，我们从报告里面看到，2016的时候，全球的整个节能的投资大概增加了9%，中国的话增长24%，所以看到实际是非常厉害的。

还有全球的节能不同能源管理服务也是，整个全球的增长12%，在这个里面中国占了60%，所以我们可以看到节能的工作，实际上进展是非常快的。

从一个大型的企业来做，综合的一个节能服务，实际上很多技术可以来做。电能的质量优化，这个实际上是一个最最简单，而且是最最实用，有效，非常能够很快看到效果的一个技术，这也是等会儿重点介绍。

还有包括一些蓄量优化控制，电费很大一块是按照最大的一个供电负荷来进行计费，如果把蓄量的优化控制住，实际上支付就可能会有很大的节约。

另外包括用能的优化，我们后面看到百分之几，我们能够做到的节能率，新能源利用包括光伏、风电也是非常普遍，多能互补包括热，我们经常在讲的三联动技术，还有一些是非常突出的新的技术，包括现在一些新的空调节能技术，它的节能效果非常好，大概可以到30%左右，这个也是在不断进行推广和应用，现在还有效果更好的，研究生里面刚刚搞的，刚刚发布的倡导感应加热的技术，它的节能效果大概是省一半电，节能效果非常好，因为它的加热效果跟传统的加热原理差了很多，这个都是新的技术。包括有一些储热的技术，现在用的向变储热，它的节能空间非常大。

所以我们从现在来看，一个能源高耗的企业来说，我们现在给很多企业在做一个整体分析跟应用下来，省了10%-20%的整个能耗费用，应该说是非常现实的事情。这个对我们的高耗能企业来说，应该是一个非常好的福音。

有了这么多的技术，我们怎么来导入？ 我们实际上去年承担了上海市的一个项目，关于能源数据的大数据分析和一些新技术的流通平台上一个构建，这也是对能源企业的数据进行分析，然后想导入更多的技术进行推荐，也跟节能中心做了很多工作相似，大概有这么几个原则。

一个是有效性，大家都比较理解，节能的产品肯定是有效的，我可以导入进来。

二个是非常关注的，是一个可靠性。我不能因为节能，可能说我节了一百万的电，可能很不靠谱经常给我停电，是对企业有很大危害，这一块实际上是从我们整个的华控在推介的话，在这里考虑的非常多是产品的可靠，这个实际上是一个非常重要的。

另外还有可能经济性，前面在讲到有这么多的技术，可以省了20%，节点的效率可以到20%、30%，可能还有50%，但是它的节点技术，你如果去买非常贵，他的投资回报率是多少？这个实际上是需要来看，这也是我们在筛选的时候，希望你选了产品，基本上大概2-3年里面收回成本，是整个在做的整个的思考。

从用户的电能质量的综合治理入手，这个是我们整个的一个思考的起点，为什么从这个上面要做？因为用户的电能质量的治理，实际上是最容易来做，而且是最能够很快看到效果的方面。从我们的用户电能质量，它大概有这么一些情况。

一个是三相不平衡的问题，实际上我们所有的企业，大家都会有。因为你进来变压器是三相，但是负荷没有绝对平衡，基本上都有不平衡，包括单向的负荷，即使单相的负荷，也不一定平衡，三相不平衡是在所难免，有了三相不平衡我们会增大很多，而且配合变压器的，我们很多用户电力公司是发生过，这个变压器烧掉，就是因为三相不平衡的问题。

另外变压器也会形成一个临时电流，形成的磁控在变压器的游道里面，所以变压器很容易发热。

另外你的中心点也会漂移，对绝缘有一些伤害。

还有电机的效率会降低，会产生一个副序（音）的电流，会起到一个阻碍的作用，效率会降低。

一般现在的规定，你的三相不能小于10%，但是我下面有一个案例，这个案例因为牵扯到用户，我没有把它全面写下来，是我们的一个钢铁厂的用户，他测了三台变压器，非常明显，最高30%几，意味着什么？你的这个变压器实际上负荷比较低的时候没有问题，如果是比较高的，负荷60%、70%的时候，变压器已经要烧掉了，所以这个里面问题非常严重。

而且它的连续电流非常严重。

另外还有一个问题，大家会比较理解功率因素的问题， 功率因素高或者是低，如果太低电流公司要罚款，电力公司罚款，低于0.2%，或者是0.9%，电力公司账单是一个罚款的，我们原来做节电，因为最后要交多少钱，实际上里面还有罚款，一般我们来做的话，要交一个电容补到0.9以上，但是从原理上面来看，我们可以看到为什么要把这个功率因素补到0.9，你的电容后面它的线路损耗会降低，这就是说什么？电流公司为什么要补到0.9，你如果不到0.9电流公司后面的线路上，它的线路上的损耗非常大，所以一定要把这个功率因素补到0.9以上，电力公司的资产它的损耗就很小，这是原理所在。我们从电流器的端口往那边看，这个时候的功率因素普遍不高，这意味着我们测的话，那边最快是0.8，最低是0.6，这意味着什么？你用户的线路上损耗是非常大的，用户的电缆上面，损耗你可以去摸，有的时候会发烫，另外线压的跌落非常厉害，进去400伏。

这个也是我们下面一个三台变压器，他们在现场测的，补全了功率因素，但是前面的功率因素只有0.8，有的还不到，这是一个普遍的现象。

谐波的问题也是非常多的，电力电子设备越来越多，谐波本来是非线性负荷引起，类似电流有谐波，会有一个三次谐波在这里。然后电力电子的设备一多，谐波也会很多，然后谐波也有很多危害，包括我的电容器会发热，我的电容器会发烫，包括变压器也是，我们讲功率因素，多补电容，但是我们的用户一般都不敢来进行补偿，很容易把电容器烧掉，电容器会炸，用户端在这个里面很多场合不让你来补偿电容器。另外你的谐波一多，车辆评控到很多威胁，如果不进行治理，钢厂一塌糊涂，里面的波形是非常难看的，所以说钢厂的电能质量是放的非常高的层面上。

另外它的费用，它的损耗是增加的，损耗一增加你的费用一定是会增加。还有一个问题是一个安全问题，因为谐波一大，钢厂严重的时候失控都有，很多的自动化设备都会发生失控，存在很多问题，包括谐波来的话，造成很大危害都有。

我们测的钢厂里面三台变压器它的谐波率，低的10%几，高的30%几，问题比较严重。

还有一块是电压波动的问题，我们电网里面是有一个规定，变压系统政府10%都是允许，但是政府10%意味着什么？电压可以很高，可以到400多伏，额定电压。我们看曲线，上面有点的红色的就是电机的一个效率曲线，你的电压实际上是高的话，它的效率并没有提高，但是损耗是逐渐增长的，当然要说起来，电压低的话，效率会下降的非常快，就是说我们的电压不能太低，也不能太高，太高损耗大，太低对电机会大幅度下降，我们需要对电压有很好的控制，在很好的额定范围里。

我们在钢厂里面看，它的上下变压器非常明显，都是在400伏以上，10点钟会到390几伏，其它都是400多伏，电压高可以看到损耗是增加比较多。

另外实际上还有一些问题，包括一些电机的启动，包括很多的空载变压器合杂，像那种波形脉冲，不光是会增加损耗，对它安全也是一个问题。

从这个上面来看，我们实际上在主要做的一块，华控的节点保护装置是放在一个变压器和配电柜的中间，这个东西做起来非常简单，用起来非常简单，放在中间，然后对一个全区的电能质量进行一个优化，从尺度上来看，是用了一个自动电磁平衡的原理，相当于理论上讲，你的一个闭环里面的原理，你的流入和流出，一旦某一项增大，另外也会跟着自动调节，这是一个三相不平衡的能够来进行自动平衡的原理。

电路上来看，这个里面相当于在这个电路里面，串了一个负的电流，自然而然可以对功率因素来进行提高，另外因为有一个电感在这个里面也会起到抑制作用，它的高磁谐波也可以起到抑制作用。这个是最后的治理效果，用户侧现在是0.82完了可以到0.91，这台变压器的节点率是12%几，而且可以看到从这个波形，是三相不平衡情况，到那边三相不平衡是三个波，ABC三项的波形不平衡看的很明显，一般是比较平衡的。

整个的一个设计，大概我们在设计上面，大概讨论了主要三件事情，一个是可靠，就是说我们现在来做的事情，别影响到原来的整个一个工艺，我是希望这个东西装进去非常简单，你放进去我可以自动进行调节，而且它的设计有一点，我这个里面相当于一个变压器的结构，大家知道非常牢靠，我们去看变压器30-50年，一直在用，它的这个里面应该说它的设计寿命非常长，而且它的主回路上面没有一个断点的设计，即使失控不会发生停电的问题。

还有经济上面来看，收益非常可观，节点率是8%-15%，两三年可以收回成本，我们筛选了几个技术里面投资效益非常好。

另外我们原来在做合同能源管理最大一个痛点，实际上你跟这个用户去谈到底节省了多少钱，节省了多少电，你讲不清楚，这个里面专门设计了一个一键切换的功能，我只要是播过去就是一个直通的模式，播过去就是一个节点的模式，大家有一个小时比较一下，也可以有一天的用电量比较一下，你马上就可以看的出来，节点马上可以看到节点多少，立竿见影，可以给用户带来一个比较好的感受，原来的管理最最主要是我不知道省了多少电，经常会发生扯皮的事情。

另外现在做的，还有一块我们是希望帮助用户来建立一个能管平台，你的整个用户的用能情况，我们是希望帮助用户能够来控制，细致了解，这个也是希望能够用户对自己了解之后导入更多的一些技术，来进行节能收益的工作。

最后我想看看，介绍一下在做的，特别是我选了一些上市公司的案例，包括富士康，富士康的首批的验收，刚刚通过18%点几，中石化是做了好几台变压器，整个的节能率11%，但是后面因为是11%可能是一天里面分了很多时段，这个是半小时，这个是一小时，到费电费的时候，实际上节能率省了15%，我们云天化也是，用了一个节能的定律，生产一吨材料用了多少电，后面是用这样的一个东西进行比较，比节点率更高，其它都是一些上市公司的情况，包括宝钢、乡钢，珠海的公司，整个的节能效果非常好。

大致的情况就是这样，谢谢大家！

主持人张莹：非常感谢金教授的分享，给我们做了一堂关于企业的节点，包括变压器这方面的改造路径分享。