0 前言

国民经济的发展离不开能源, 现代化建设与电力密切相关。在市场经济的大潮里, 一切经济活动必须符合市场经济规律的要求才有生命力, 电能作为一种特殊商品, 也从过去的计划经济转向市场经济的管理方式。国家为减轻企业电费负担和规范电力市场、改进供用电服务, 制定了提高电价的优惠幅度和杜绝各种名目的乱收费, 鼓励用户采用节电技术措施, 以及削峰填谷, 多用低谷电, 加大推行峰谷、丰枯电价的力度等一系列规定和办法。对一个用电企业来说, 必须在充分了解电价政策的情况下, 才能有的放矢地加强内部经营管理, 并采取相应的技术措施, 尽可能减少电费支出, 从而降低企业产品的成本, 增强市场竞争力。

1 现行电价政策

我国现行的电价基本上采用了1953年以来实行的计划与调价相结合的办法, 对大工业用户用电实行两部制电价及功率因数调整电费的政策。用户电费主要由基本电费和电度电费两部分组成:基本电费是供电部门根据用户受电设备的资产情况制订的基本电价收费, 它以用户受电设备(包括变压器及高压电机等)容量的多少为计算依据(江西省每月为12元/kVA), 受电设备容量越大基本电费越多, 反之则越少, 如果用户的受电设备容量在一段时间内不变, 那么应交的基本电费就是一个固定数, 它与用电量多少无关; 电度电费是以电度电价和用户用电量的多少为计算依据, 电度电价在一定时间内保持稳定时, 用户用电量的多少决定了电度电费的高低, 同时随电度电费收取的还有功率因数调整电费及峰谷分时电费。

2 合理确定主降压变压器容量及核算标准

大工业用户两部制电价中的基本电费是按用户受电设备容量计算的。大工业用户一般采用35kV以上的主降压变压器(以下简称“主变”)作受电设备, 而用户为节约电费支出, 就会尽可能地压缩主变的运行容量, 提高主变的负载率, 使主变长期处于满载或重载的状态下运行, 这种做法不仅会影响主变的使用寿命和运行安全, 而且增加了主变的电能损耗。由变压器的效率特性曲线可知(见图 1), 效率先随β增大而上升, 当β达到某一数值后, 效率却又随着β的增大而下降, 其最高效率η并不在额定负载的区域。变压器的最佳负载率可根据公式^〔1〕:

(1)

式中:β_佳—变压器最佳负载率;

     P₀—变压器空载时的有功功率, kW;

     Q₀—变压器空载时的无功功率, kvar;

     P_N—变压器短路时的有功功率, kW;

     Q_N—变压器短路时的无功功率, kvar;

     K—无功经济当量, kW/kvar。

由(1)式可计算出, 其最佳负载率一般在40% ~60%之间^〔2~3〕(如图 1所示)。变压器在这种状态下运行时效率最高且电能损耗最低。结合主变容量与基本电费构成的关系, 可以看出若用户按最佳经济运行负载率选择主变, 虽然主变运行电能损失最低, 但用户所要承付的基本电费却远大于主变在较高负荷区所多支出的电能损耗费用。所以用户在选择主变时要考虑企业的综合经济效益, 就必须适当减少主变等容量(台数), 提高主变的运行负载率, 其负荷量一般选用在额定的70%~80%之间。

上述结果表明, 用户在选择主变时, 是以减少主变容量, 提高负载率, 增加电能损耗来降低基本电费, 与耗能设备提倡节能降耗的方针相矛盾。为解决这一矛盾, 现行用电收费办法中规定:基本电费可按用户变压器容量计算, 也可按最大需量计算; 用户实际负荷率低于40%时, 按40%核准其最大需量。事实上, 很多企业特别是有色矿山企业主变的平均负载率低于40%。现以某国有中型企业为例:该企业35kV主降压受电变压器总容量为6 660kVA, 实际平均负荷为1 960kW, 其实际负荷率只有35%, 低于40%的需量核准标准; 若按此标准计算基本电费, 比按用户变压器容量计算基本电费, 该企业每年可少付基本电费57万元以上, 收效显著。

3 节电技术措施

企业节能降耗的关键是如何减少电度电费及随其收取的峰谷分时电费和功率因数调整电费。减少电度电费主要是通过加强用电管理和实施节电技术措施来实现降低用电量, 各个企业对此均有所了解, 值得重视的是在合理降低用电量的同时, 如何降低随用电量收取的峰谷分时电费及功率因数调整电费, 它对企业用电成本影响有多大, 应采取何种有效措施进一步减少电度电费, 应予分析和探讨。

3.1 加强峰谷分时用电管理

电力企业为提高供电设备的供电能力和达到均衡供电的目的, 实行了峰谷分时电费, 要求用户削峰填谷均衡用电。供电部门将一天24h分为3个时段, 其价格比例变化幅度和时间分配如图 2所示。企业的综合电费除基本电费外, 还包括目录电价电费、峰谷差电费、功率因数调整电费及国家规定的收费。从图 2可见, 平峰时段的电价为目录电价的100%, 高峰及低谷时段的电价是目录电价分别乘以150%和50%, 峰谷分时综合电价—3个时段的综合目录电价是不同时段的价格比例乘以目录电价之和。若企业平峰时段的用电量占总用电量的1/3, 且平峰时段的目录电价为0.42元/kW·h, 那么峰谷分时综合电价与高峰用电量占总用电的比例变化关系为:

(2)

式中: Y—峰谷分时综合电价, 元/kW·h;

     X—高峰电量占总用电量的比例。

由上式可得图形(见图 3所示)。从图中可见, 随着高峰时段用电所占比例的增加, 峰谷电价呈直线剧增, 即高峰用电量占总用电量的比例每增加10%, 峰谷电价要升高0.042元/kW·h。某企业年耗电量为2 000万kW·h, 且平峰时段电量也占总用电量的1/3的前提下, 若该企业主要生产用电避开两高峰(7:00~11:00和19:00~23:00), 即高峰电量占总用电量的比例为0, 由上述(2)式可计算出, 其峰谷分时综合电价就是:Y₁=0.28+0.42×0=0.28元/kW·h; 若避开低谷时段(23:00~次日7:00), 即高峰电量占总用电量的2/3(X=66.7%), 其峰谷分时综合电价为Y₂=0.28+0.42×66.7%=0.56元/kW·h; 前者与后者相比, 该企业每年就可以节约电费560万元。

由此可见, 企业合理安排生产时间节约电费的潜力是很大的。在企业生产不满负荷的情况下, 尽量避开高峰时段用电是不难实现的, 尤其是非三班制连续性生产的企业潜力更大。

3.2 提高企业功率因数

由于电力生产的特点, 用户用电体系功率因数的高低, 对发、供、用电设备的充分利用, 以及对节约电能和改善电压质量有着重要的影响。为了提高用户的功率因数以及提高供用电双方的经济效益, 国家电力部门颁发了《功率因素调整电费办法》, 即根据用户当月的平均功率因数值与规定的标准值进行比较, 找出相应的增减电费百分比, 再将此百分比与用户的当月电度电费进行计算, 从而算出用户的增(减)电费。对160kVA以上的大工业用户, 其功率因数标准为0.9, 计算调整电费分4个阶段:功率因数0.9以上时每提高0.01, 电度电费按0.15%的比例下调(最多不超过0.75%); 在0.89~0.70之间每下降0.01, 电度电费按0.5%比例增加; 在0.69~0.65之间每下降0.01, 电度电费按1%比例增加; 在0.64以下每降低0.01, 电度电费按2%比例增加。例如某企业年用电量为2 000万kW·h, 如果功率因数由0.65提高到0.95, 其电费可减少15.75%, 则可减少电费123.3万元(0.42×2 000×10⁴×15.75%)。可见电费节约量之大, 尤其是功率因数低于0.7的用电企业潜力很大。

将功率因数提高到0.9以上是不难实现的。提高功率因数的方法很多:提高设备负荷率、减少空载或轻载运行; 均衡生产法; 采用调整装置及同步运行设备等方法。而企业使用最多的是适时适当进行无功补偿, 功率因数是有功功率与视在功率之比, 它与无功功率的关系为:

(3)

式中:—用电体系功率因数;

     P—有功功率, kW;

     Q—无功功率, kvar;

     S—视在功率, kV·A。

从上式中可知, 当用电体系从电网中消耗的无功功率Q值越大, 功率因数值越低, 反之则越高, 合理使用电力电容器进行无功补偿, 就能减少企业从电网中消耗的无功功率, 提高功率因数^〔4~5〕。企业事业等用电单位一般采用并联移相电容器来补偿无功功率, 以提高企业功率因数。在采用无功功率进行补偿时, 应该加强补偿设备的维护和管理, 使其运行稳定可靠。在有能力进行电力电容器进行无功补偿的企业中, 应采用高低压集中、分散补偿与就地补偿相结合的无功补偿体系, 在低压集中补偿的场合可采用PC电脑控制器进行自动无功补偿。

4 结语

(1) 企业做好避峰填谷均衡生产, 适当减少主变压器容量(台数), 提高主变的运行负载率, 是企业减少基本电费、提高综合经济效益的基本途径。

(2) 加强峰谷分时用电管理, 即多用低谷电少用高峰电是企业减少电费开支、降低生产成本的有效途径。这是一项既不需要投入资金, 又不必增加人力、物力, 只需加强用电管理, 做好合理、科学地安排生产就能实现的工作。

(3) 企业应采用合理安排生产、提高设备运行效率和适时适当的进行无功补偿等措施, 提高企业功率因数达到节约电费的目的, 同时还可改善企业的用电质量, 对电网的运行有利, 经济效益明显。

(4) 企业电力系统经济运行管理是一项价值工程。企业要充分领会国家电价政策的精神, 在现行电价政策的有效激励机制下, 加强用电管理, 挖掘内部节能潜力, 减少电费支出, 降低产品成本, 增强企业的市场竞争力。