电力需求侧管理(节能技术苏大)

1、第第6 6讲讲 节能技术节能技术 通用节能技术通用节能技术 重点用能行业节能技术重点用能行业节能技术6.16.1通用节能技术通用节能技术 供配电节能技术供配电节能技术 绿色照明技术绿色照明技术 1 1、供配电节能技术、供配电节能技术 一、一、 降低线路损耗降低线路损耗 （1）高压架空线路的损耗）高压架空线路的损耗 （2）低压架空线路的损耗）低压架空线路的损耗 （3）高压电缆线路的损耗）高压电缆线路的损耗 （4）低压电缆线路的损耗）低压电缆线路的损耗 （5）车间配电线路的损耗）车间配电线路的损耗 架空架空供电线路代表日损耗量供电线路代表日损耗量 w=3I2R103(KW) I：线路中的相电流（：

2、线路中的相电流（A） R：每相导线的电阻（：每相导线的电阻（） 架空架空供电线路代表日损耗量供电线路代表日损耗量(用于实际计算）用于实际计算） 1、 2分别为电流通过导线，导线发热增加分别为电流通过导线，导线发热增加的电阻和导线周围空气发生变化从而引起导线的电阻和导线周围空气发生变化从而引起导线电阻发生变化。电阻发生变化。)hkW(1024)1(RI321202fj3W 电力电缆线路损耗电量电力电缆线路损耗电量 （1）导体电阻损耗，）导体电阻损耗， （2）介质损耗：为导体电阻损耗的）介质损耗：为导体电阻损耗的1%3% （3）铅包损耗：为导体电阻损耗的）铅包损耗：为导体电阻损耗的1.5% （4）

3、钢铠损耗：如导线截面积不大于）钢铠损耗：如导线截面积不大于185mm2，可忽略不计。可忽略不计。)(10243W302hkWlrIfj 例：配电线路损耗电量计算例：配电线路损耗电量计算、为配电变电所，变压器符号旁的数字为为配电变电所，变压器符号旁的数字为变压器的额定容量，单位（变压器的额定容量，单位（kVA)实测线路代表日的负荷实测线路代表日的负荷线路分段编号线路分段编号线路分段电阻线路分段电阻/分段计算用最大电流分段计算用最大电流/A线损功耗线损功耗/（I2maxRn）/W 1234010.21102420120.31033183230.599.14910340.296.91878451.0

4、4.621.25561781.21.753.68891.50.650.637150.10.650.044100.656.3190210110.849.3194411120.547.1110912130.146.0212118总计：总计：17596 二、无功功率补偿技术二、无功功率补偿技术 交流交流R R、L L、C C电路中电压与电流的相位关系电路中电压与电流的相位关系 A A、交流电路中纯电阻电路、交流电路中纯电阻电路 电阻R R 两端的电压与流过R R 的电流同相位。 B B、交流电路中纯电感电路、交流电路中纯电感电路 电感L

5、L两端的电压超前电流90。 C C、交流电路中纯电容电路、交流电路中纯电容电路 电容C C 两端的电压滞后电流90。 功率因数基本概念功率因数基本概念 电力系统网络中，一般以感性负载为主 对于感性负载：有功功率P（kW） 无功功率Q（kvar） 视在功率S（kVA） 存在：22QPS 电压电压U、电流、电流I及三种功率之间的关系及三种功率之间的关系 称为功率因数（称为功率因数（为功率因数为功率因数角）角）spcos功率因数对供电系统的影响功率因数对供电系统的影响 当P保持不变，无功功率Q增至Q，将使视在功率S增至S，从而使供电系统的电流增加。企业用电功率因数的计算企业用电功率因数的计算 WP：

6、月抄表有功功率电量（kWh） WQ：月抄表无功功率电量（kvarh）222)(11cosPQQPPWWWWW 提高功率因数的技术措施提高功率因数的技术措施 （1）提高自然功率因数）提高自然功率因数 a、选择低损耗节能变压器选择低损耗节能变压器 b、选择高效节能电动机选择高效节能电动机 c、合理安排和调整工艺流程合理安排和调整工艺流程 d、适当降低供电电压适当降低供电电压 e、采用同步电动机替代异步电动机采用同步电动机替代异步电动机 （2）采用人工补偿装置）采用人工补偿装置 加装电力电容器加装电力电容器无功补偿的方式无功补偿的方式 静态补偿静态补偿 a、就地补偿：将电力电容器直接接在用电设备、就

7、地补偿：将电力电容器直接接在用电设备附近附近 b、分散补偿：将电力电容器接在各车间配电盘、分散补偿：将电力电容器接在各车间配电盘的母线上的母线上 C、集中补偿：将电力电容器接在变电所（或配、集中补偿：将电力电容器接在变电所（或配电所）的高压或低压的母线上电所）的高压或低压的母线上动态无功补偿动态无功补偿 自动调节无功补偿容量，使企业的用电功率因自动调节无功补偿容量，使企业的用电功率因数实时维持在最佳合理的水平，其特点是：数实时维持在最佳合理的水平，其特点是： a、自动采样无功电流、自动采样无功电流 b、运用微处理器技术进行闭环控制，进行自动、运用微处理器技术进行闭环控制，进行自动跟踪无功功率，

8、自动接入或切断电力电容器跟踪无功功率，自动接入或切断电力电容器 c、投切门限可以由用户设定、投切门限可以由用户设定 d、投切过程无浪涌冲击，能吸收一定的谐波分、投切过程无浪涌冲击，能吸收一定的谐波分量量无功补偿的典型案例无功补偿的典型案例 低压配电室低压配电室名称名称补偿容补偿容量量/kvar补前月补前月耗有功耗有功/Kw*h补后月补后月耗有功耗有功/Kw*h补前月补前月耗无功耗无功/Kvarh补后月补后月耗无功耗无功/kvarh补前功补前功率因数率因数补后功补后功率因数率因数有功节有功节电率电率无功节无功节电率电率综合节综合节电率电率KD6输油站输油站12042364.841606.4795

9、61.720150.90.470.901.7974.6715.81KD521输油输油站站300154840.8153624.2334575.660716.20.420.930.7981.8518.4751接转站接转站1503616235034.462634.413846.50.500.933.1277.8916.611联脱水泵联脱水泵200262800250400254520100592.70.600.934.7260.4810.582联油外输联油外输300254700243810261360103862.630.760.924.2860.2610.46合计（平均）合计（平均）10707508

10、67.6724475992651.7299168.930.550.923.5169.8612.75三、三、 变压器经济运行技术变压器经济运行技术 （1）选用低损耗节能变压器）选用低损耗节能变压器 S9和和S11系列变压器比较（空载损耗、负载损耗、空载电流比）系列变压器比较（空载损耗、负载损耗、空载电流比）额定容额定容量量/KWS9S11PO/WPK/WIO/%PO/WPK/WIO/%501708702.01208700.48025012501.817012500.310029015001.620515000.316040022001.428022000.220048026001.3335260

11、00.225056030501.239030500.231567036501.147036500.240080043001.056043000.1550096051501.067051500.15630120062000.984062000.15 （2） 优化变压器的运行方式优化变压器的运行方式 变电所的负荷等于变电所的负荷等于PA时，使用一台时，使用一台 或两台功耗是或两台功耗是一样的，当负荷大于一样的，当负荷大于PA时，使用两台较为经济，当负时，使用两台较为经济，当负荷大于荷大于PB时，使用三台较为经济。时，使用三台较为经济。（3）改善功率因数提高供电能力改善功率因数提高供电能力 当供电系

12、统中的无功功率增大时，会导致电流增大当供电系统中的无功功率增大时，会导致电流增大，使供电系统及变压器的容量增大，增大供电线路和变，使供电系统及变压器的容量增大，增大供电线路和变压器的功率损耗。在负荷电流不变的条件下，减少无功压器的功率损耗。在负荷电流不变的条件下，减少无功电流，则总电流亦随之减少。采取措施降低供用电设备电流，则总电流亦随之减少。采取措施降低供用电设备消耗的无功功率以改善功率因数，从而提高供电能力，消耗的无功功率以改善功率因数，从而提高供电能力，减少电能损耗。减少电能损耗。 （4）停用轻载变压器）停用轻载变压器 企业变电所有多台变压器运行时，如果在各台变压企业变电所有多台变压器运

13、行时，如果在各台变压器的负荷率均较低的情况下，停用负荷率最低的变压器的负荷率均较低的情况下，停用负荷率最低的变压器以及合并负荷是可以节省能源的，但是依据不同的器以及合并负荷是可以节省能源的，但是依据不同的条件，有时停用变压器后，增大负荷的变压器所增加条件，有时停用变压器后，增大负荷的变压器所增加的损耗比停用的变压器损耗要大，因此要进行节能效的损耗比停用的变压器损耗要大，因此要进行节能效果比较。果比较。案例分析：案例分析： 某车某车间配电所有两台间配电所有两台500kVA变压器并列运行，每台变压器并列运行，每台变压器的负荷率均为变压器的负荷率均为20%，已知变压器的空载损耗为，已知变压器的空载损

14、耗为1kW，变压器的负载损耗为变压器的负载损耗为5kW，试计算用一台变压器试计算用一台变压器的节电效果如何？当上述两台变压器的负荷率均为的节电效果如何？当上述两台变压器的负荷率均为40%时，采用一台变压器的节电效果又为如何？时，采用一台变压器的节电效果又为如何？解：当两台变压器的负荷率均为解：当两台变压器的负荷率均为20%时：时： P P0 0=1kW=1kW P PK K=5=5(20/100)(20/100)2 2=0.2kW=0.2kW 则两台变压器的总损耗为：则两台变压器的总损耗为： P=2P=2(P(P0 0+P+PK K)= 2)= 2(1+0.2)=2.4kW(1+0.2)=2.

15、4kW 若停用一台变压器，则一台变压器的负荷率为若停用一台变压器，则一台变压器的负荷率为40%： P PK K=5=5(40/100)(40/100)2 2=0.8kW=0.8kW 则变压器的总损耗为：则变压器的总损耗为： P=PP=P0 0+P+PK K= 1+0.8=1.8kW= 1+0.8=1.8kW 停用一台变压器后，其总损耗减少停用一台变压器后，其总损耗减少0.60.6kWkW。 当两台变压器的负荷率均为当两台变压器的负荷率均为40%时：时： P P0 0=1kW=1kW P PK K=5=5(40/100)(40/100)2 2=0.8kW=0.8kW 则两台变压器的总损耗为：则两

16、台变压器的总损耗为： P=2P=2(P(P0 0+P+PK K)= 2)= 2(1+0.8)=3.6kW(1+0.8)=3.6kW 若停用一台变压器，则一台变压器的负荷率为若停用一台变压器，则一台变压器的负荷率为80%： P PK K=5=5(80/100)(80/100)2 2=3.2kW=3.2kW 则变压器的总损耗为：则变压器的总损耗为： P=PP=P0 0+P+PK K= 1+3.2=4.2kW= 1+3.2=4.2kW 停用一台变压器后，其总损耗不但没减少，反而增停用一台变压器后，其总损耗不但没减少，反而增加了功耗加了功耗0.60.6kWkW 四、四、电能质量治理技术电能质量治理技术

17、 企业供电系统谐波污染与治理企业供电系统谐波污染与治理 现代电力系统中，电力电子设备的应用越来越广现代电力系统中，电力电子设备的应用越来越广泛，各种非线性、冲击性、波动性和不对称负荷大量泛，各种非线性、冲击性、波动性和不对称负荷大量增加，造成诸如电压波动、电压跌落、谐波等电能质增加，造成诸如电压波动、电压跌落、谐波等电能质量污染日趋严重。电能质量的下降造成了巨大的经济量污染日趋严重。电能质量的下降造成了巨大的经济损失，也使得用户侧的敏感性用电设备不能正常工作。损失，也使得用户侧的敏感性用电设备不能正常工作。现今，用户对供电可靠性提出更高的要求，对供电质现今，用户对供电可靠性提出更高的要求，对供

18、电质量的敏感程度越来越高，相应对配电网络和电力供应量的敏感程度越来越高，相应对配电网络和电力供应商也不断提出新的要求。商也不断提出新的要求。 供电系统中除了供电系统中除了50Hz50Hz正弦波外，还出现其它较高正弦波外，还出现其它较高频率的正弦波（高次谐波），使基波发生波形畸变。频率的正弦波（高次谐波），使基波发生波形畸变。 1-基波；基波；3-三次谐波；三次谐波；5-五次谐波五次谐波 谐波源的主要设备：谐波源的主要设备： （1）电力变压器电力变压器 （2）电弧炉电弧炉 （3）气体放电光源气体放电光源 （4 4）变频电源变频电源 电能质量治理是改善电能质量指标的唯一手段，电能质量治理是改善电能

19、质量指标的唯一手段，是优质供用电的必要条件，也是节能降损的主要手段是优质供用电的必要条件，也是节能降损的主要手段。电能质量治理的主要目的是：。电能质量治理的主要目的是： (1) (1)降低电能质量污染源接入对电网的影响，改善降低电能质量污染源接入对电网的影响，改善电网电能质量指标。电网电能质量指标。 (2) (2)节约能源，降低不必要的损耗。节约能源，降低不必要的损耗。 (3) (3)改善非线性负载的运行条件，提高工作效率。改善非线性负载的运行条件，提高工作效率。 (4) (4)改善污染源企业内部其他设备运行工况，提高改善污染源企业内部其他设备运行工况，提高工作寿命，降低故障率。工作寿命，降低

20、故障率。 (5) (5)降低污染源负载对邻近用户的影响，减少电能降低污染源负载对邻近用户的影响，减少电能质量的事故纠纷和投诉。质量的事故纠纷和投诉。 电能质量治理主要包括谐波抑制、无功补偿、电电能质量治理主要包括谐波抑制、无功补偿、电压调整、频率调节、三相不平衡治理、闪变抑制、瞬压调整、频率调节、三相不平衡治理、闪变抑制、瞬态电压事件的控制等。态电压事件的控制等。 常用的电能质量治理和控制手常用的电能质量治理和控制手段并非单纯针对某一类电能质量的指标。段并非单纯针对某一类电能质量的指标。 2 2、绿色照明技术、绿色照明技术 我国自我国自“九五九五”期间开始推广绿色照明工程。据期间开始推广绿色照

21、明工程。据中国照明电器协会数据，中国绿色照明工程实施十中国照明电器协会数据，中国绿色照明工程实施十多年来，高效照明产品市场占有率逐年提高。截至多年来，高效照明产品市场占有率逐年提高。截至2010年，荧光灯与普通白炽灯的生产比例由年，荧光灯与普通白炽灯的生产比例由1:6.25上上升到升到1:0.78；紧凑型荧光灯的产品合格率由；紧凑型荧光灯的产品合格率由1998年的年的49.5%提高到提高到95.1%；高效照明产品保有量占全社会；高效照明产品保有量占全社会照明产品保有量的比例超过照明产品保有量的比例超过50%，用户普及率超过，用户普及率超过80%。专家测算，十余年间中国绿色照明工程累计。专家测算

22、，十余年间中国绿色照明工程累计实现节电实现节电750亿千瓦时，相当于减少二氧化碳排放量亿千瓦时，相当于减少二氧化碳排放量2100万吨。万吨。 一、常用照明电光源及其特性一、常用照明电光源及其特性（1）电光源分类电光源分类 电光源一般可分为照明光源和辐射光源两大类。照明电光源一般可分为照明光源和辐射光源两大类。照明光源是以照明为目的、辐射出主要为人眼视觉的可见光光源是以照明为目的、辐射出主要为人眼视觉的可见光谱谱(波长波长380780nm)的电光源，其规格品种繁多，产量的电光源，其规格品种繁多，产量占电光源总产量的占电光源总产量的95%以上。辐射光源是不以照明为目以上。辐射光源是不以照明为目的、

23、能辐射大量紫外光谱和红外光谱的电光源，包括紫的、能辐射大量紫外光谱和红外光谱的电光源，包括紫外光源、红外光源和非照明用的可见光源。外光源、红外光源和非照明用的可见光源。 照明光源品种很多，按发光形式分为热辐射光源、照明光源品种很多，按发光形式分为热辐射光源、气体放电光源和电致发光光源三类气体放电光源和电致发光光源三类。 热辐射光源热辐射光源 热辐射光源，电流流经导电物体，使之在高温下辐热辐射光源，电流流经导电物体，使之在高温下辐射光能的光源，包括白炽灯和卤钨灯两种。射光能的光源，包括白炽灯和卤钨灯两种。气体放电光源气体放电光源 气体放电光源，电流流经气体或金属蒸气，使之产气体放电光源，电流流经

24、气体或金属蒸气，使之产生气体放电而发光的光源。气体放电有弧光放电和辉光生气体放电而发光的光源。气体放电有弧光放电和辉光放电两种，放电电压有低气压和高气压两种。弧光放电放电两种，放电电压有低气压和高气压两种。弧光放电光源包括荧光灯、低压钠灯等低气压气体放电灯和高压光源包括荧光灯、低压钠灯等低气压气体放电灯和高压汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯、碳弧灯、高压氙灯等汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯、碳弧灯、高压氙灯等高压气体放电灯。辉光放电光源包括氖灯、霓虹灯，二高压气体放电灯。辉光放电光源包括氖灯、霓虹灯，二者均为低气压放电灯。者均为低气压放电灯。 电致发光光源电致发光光源 电致发光光源，在电场作用下使固

25、体物质发光的电致发光光源，在电场作用下使固体物质发光的光源，将电能直接转变为光能，包括场致发光光源光源，将电能直接转变为光能，包括场致发光光源(EL，Electro-Luminescent)和发光二极管和发光二极管(LED，Light Emitting Diode)两种。两种。（2）主要性能指标）主要性能指标 光量特性指标光量特性指标 光量特性指标，主要包括光量、光通量、光强、照光量特性指标，主要包括光量、光通量、光强、照度、亮度等。度、亮度等。 光色特性指标光色特性指标 光色特性指标，主要包括光色、色温、显色性等。光色特性指标，主要包括光色、色温、显色性等。 电气特性指标电气特性指标 电气特

26、性指标，主要包括启动特性、额定电压、额电气特性指标，主要包括启动特性、额定电压、额定电流和消耗功率等。定电流和消耗功率等。 经济特性经济特性 经济特性，主要包括光效、寿命等。经济特性，主要包括光效、寿命等。 （3 3）主要电光源简介）主要电光源简介 白炽灯白炽灯 白炽灯又称钨丝灯，是将钨丝通电加热到白炽状态白炽灯又称钨丝灯，是将钨丝通电加热到白炽状态( (物体加热物体加热到某一温度能够发出白光的状态到某一温度能够发出白光的状态) )，利用热辐射发出可见光的电，利用热辐射发出可见光的电光源。光源。 卤钨灯卤钨灯 卤钨灯本质上是填充含有部分卤族元素卤钨灯本质上是填充含有部分卤族元素( (氟、氯、溴

27、、碘等氟、氯、溴、碘等) )或卤化物气体的或卤化物气体的白炽灯白炽灯。 荧光灯荧光灯荧光灯荧光灯分为传统型荧光灯和高频分为传统型荧光灯和高频无极荧光灯无极荧光灯两大类。两大类。 钠灯钠灯 钠灯是利用钠蒸气放电产生钠灯是利用钠蒸气放电产生可见光可见光的电光源，可分为低压钠的电光源，可分为低压钠灯和高压钠灯。灯和高压钠灯。高压汞灯高压汞灯 高压汞灯是玻壳内表面涂有荧光粉的高压汞蒸气放电灯高压汞灯是玻壳内表面涂有荧光粉的高压汞蒸气放电灯。金属卤化物灯金属卤化物灯 金属卤化物灯是在高压汞灯基础上发展而来，电弧管内添加金属卤化物灯是在高压汞灯基础上发展而来，电弧管内添加某些金属卤化物。某些金属卤化物。氙

28、灯氙灯 氙灯是利用惰性气体氙气放电而发光的电光源，其辐射光氙灯是利用惰性气体氙气放电而发光的电光源，其辐射光谱能量分布与日光相接近，有谱能量分布与日光相接近，有“小太阳小太阳”之称。之称。 LED灯灯 发光二极管发光二极管LED(Light Emitting Diode)是能够将电能转换为可是能够将电能转换为可见光的固态半导体器件。随着对半导体发光材料研究的不断深入见光的固态半导体器件。随着对半导体发光材料研究的不断深入、LED制造工艺的不断进步、新材料制造工艺的不断进步、新材料(氮化物晶体、荧光粉等氮化物晶体、荧光粉等)的的开发应用，制约开发应用，制约LED发展的光效偏低和光通量成本偏高两大

29、瓶颈发展的光效偏低和光通量成本偏高两大瓶颈问题得以解决，问题得以解决，LED灯将凭借其节能灯将凭借其节能(相同照明效果比传统光源节相同照明效果比传统光源节能能80%以上以上)、环保、环保(光谱中没有紫外线和红外线，不含汞铅等有害光谱中没有紫外线和红外线，不含汞铅等有害物质，废弃物可回收物质，废弃物可回收)、安全、安全(低压直流驱动低压直流驱动)、寿命长、寿命长(环氧树脂封环氧树脂封装的固体冷光源，灯体内无松动部件，使用寿命可达装的固体冷光源，灯体内无松动部件，使用寿命可达10万小时万小时)、色温弹性大色温弹性大(色温范围色温范围30007500K)、可控性强可控性强(可利用红、绿、蓝可利用红、

30、绿、蓝三基色原理，结合数字控制技术使三种颜色多级灰度任意混合，三基色原理，结合数字控制技术使三种颜色多级灰度任意混合，实现色彩和图案的多样变化实现色彩和图案的多样变化)等特点及易于制作成点、线、面各种等特点及易于制作成点、线、面各种形式光源体的优势，大规模地应用于各种照明及其他领域。形式光源体的优势，大规模地应用于各种照明及其他领域。二、照明节能措施二、照明节能措施（1 1）选用高效电光源）选用高效电光源 高效电光源是照明节能的重要基础。总体而言，白炽灯光效高效电光源是照明节能的重要基础。总体而言，白炽灯光效最低，气体放电光源的光效比热辐射电光源高，同一灯种中功最低，气体放电光源的光效比热辐射

31、电光源高，同一灯种中功率大的光效高。在民用建筑照明中，除有特殊要求外，应优先率大的光效高。在民用建筑照明中，除有特殊要求外，应优先采用节能型光源采用节能型光源( (细管荧光灯、三基色荧光灯、紧凑型荧光灯、细管荧光灯、三基色荧光灯、紧凑型荧光灯、LEDLED灯等灯等) )；高大空间建筑、体育场馆、室外道路照明等，应优；高大空间建筑、体育场馆、室外道路照明等，应优先采用光效高、寿命长的高压气体放电光源先采用光效高、寿命长的高压气体放电光源( (金属卤化物灯、高金属卤化物灯、高压钠灯、高压汞灯等压钠灯、高压汞灯等) )。 （2 2）选择合理的照度和照明方式）选择合理的照度和照明方式 选择照度是照明设

32、计的关键一环。照度太低，起不到照明选择照度是照明设计的关键一环。照度太低，起不到照明的作用；照度太高，既浪费电力资源，又造成光污染。的作用；照度太高，既浪费电力资源，又造成光污染。 （3 3）优化布设照明供电线路）优化布设照明供电线路 照明线路的损耗约占输入电能的照明线路的损耗约占输入电能的4%4%左右，影响照明线路损左右，影响照明线路损耗的主要因素是供电方式和导线截面积。耗的主要因素是供电方式和导线截面积。 （4 4）合理布设控制开关并充分利用自然光）合理布设控制开关并充分利用自然光 设计照明线路时应尽量细化，合理布设照明灯具的控制开关设计照明线路时应尽量细化，合理布设照明灯具的控制开关,

33、,一个开关控制的灯具数不宜太多，且开关位置安排要恰当，以一个开关控制的灯具数不宜太多，且开关位置安排要恰当，以便于随手开关灯。便于随手开关灯。 （5 5）采用智能照明控制系统）采用智能照明控制系统 随着传感器技术、自动控制技术、计算机技术、通信技术、随着传感器技术、自动控制技术、计算机技术、通信技术、总线技术及微电子技术等的迅速发展，照明控制技术正逐渐进入总线技术及微电子技术等的迅速发展，照明控制技术正逐渐进入智能化控制时代。智能化控制时代。 （6 6）采用新型照明和节能控制技术）采用新型照明和节能控制技术 随着现代科技的不断发展，新型光源和新型照明节能控制技随着现代科技的不断发展，新型光源和

34、新型照明节能控制技术也在不断涌现。术也在不断涌现。 远方光源远方光源 远方光源是一种通过媒质将光源发出的光线传输到一个或多远方光源是一种通过媒质将光源发出的光线传输到一个或多个远方点的技术，光纤照明系统和棱晶光导体照明系统都属于该个远方点的技术，光纤照明系统和棱晶光导体照明系统都属于该类系统。类系统。 光导管照明技术光导管照明技术 光导照明系统是一种新型的照明系统，主要由采光罩、光光导照明系统是一种新型的照明系统，主要由采光罩、光导管和漫射器三部分组成。通过采光罩高效采集室外的自然光导管和漫射器三部分组成。通过采光罩高效采集室外的自然光线，经过特殊制作的光导管传输和强化后，由漫反射器将自然线，

35、经过特殊制作的光导管传输和强化后，由漫反射器将自然光均匀高效地照射到室内任何需要光线的地方。光均匀高效地照射到室内任何需要光线的地方。 三、工程案例三、工程案例 LED日光灯与传统型荧光灯工程应用对比情况，日光灯与传统型荧光灯工程应用对比情况，节电效果明显。节电效果明显。 最终分析最终分析: : LED日光灯投入日光灯投入130元元/支支2000支支=260000元，传元，传统型荧光灯投入统型荧光灯投入55元元/支支2000支支=110000元，投入差价元，投入差价：260000元元110000元元150000元；元；1年节省电费年节省电费129600元减少灯具更换费用元减少灯具更换费用195

36、20元节省维护人工元节省维护人工费费704元元149824元。元。 因此，因此，1年节省的电费、减少的灯具更换费用和维护年节省的电费、减少的灯具更换费用和维护人工费即可弥补投入差价，收回成本时间人工费即可弥补投入差价，收回成本时间1年。年。 6.2 6.2重点用能行业节能技术重点用能行业节能技术 建材行业节能技术建材行业节能技术 电力行业节能技术电力行业节能技术 食品行业节能技术食品行业节能技术 1 1、建材行业节能技术、建材行业节能技术 我国是世界上最大的建筑材料生产国和消费国，我国是世界上最大的建筑材料生产国和消费国，主要建材产品水泥、平板玻璃、建筑卫生陶瓷、石材主要建材产品水泥、平板玻璃

37、、建筑卫生陶瓷、石材和墙体材料产量多年来据世界首位。和墙体材料产量多年来据世界首位。20102010年建材工业年建材工业单位工业增加值综合能耗比单位工业增加值综合能耗比20052005年降低量、二氧化硫年降低量、二氧化硫排放量分别比排放量分别比20052005年减少年减少46%46%和和12%12%。建材工业利用各。建材工业利用各类工业固体废弃物超过类工业固体废弃物超过6 6亿吨，其中利用煤矸石量占全亿吨，其中利用煤矸石量占全国国50%50%以上，综合利用粉煤灰量占全国以上，综合利用粉煤灰量占全国30%30%以上。以上。700700多多条水泥生产线配套建成余热发电，总装机容量超过条水泥生产线配

38、套建成余热发电，总装机容量超过48004800兆瓦。兆瓦。一、水泥行业节能技术一、水泥行业节能技术 水泥是基础设施建设的重要原材料，我国水泥是基础设施建设的重要原材料，我国20152015年水年水泥需求量达泥需求量达2222亿吨。水泥工业的能源消耗主要是电力和亿吨。水泥工业的能源消耗主要是电力和煤炭，水泥制造业能耗总量占建材工业的煤炭，水泥制造业能耗总量占建材工业的75%75%，因此水，因此水泥单位产品能耗对建材工业节能减排具有举足轻重的地泥单位产品能耗对建材工业节能减排具有举足轻重的地位。位。 水泥行业的能耗主要由两大部分组成：其一是熟料水泥行业的能耗主要由两大部分组成：其一是熟料烧成的能耗

39、，其二则是水泥整个生产过程的电耗。烧成的能耗，其二则是水泥整个生产过程的电耗。 (1)(1)采用低阻高效的多级预热器系统采用低阻高效的多级预热器系统 预热器的研究、开发与应用取得了较大成效，各种新型的低阻高效预热器已相当成熟可靠，各级预热器的分离效率均可提高8595%，每一级的阻力则可降到500Pa以下。(2)(2)推广节能粉磨设备推广节能粉磨设备 水泥粉磨消耗了全部水泥综合电耗的30%以上，寻求提高水泥粉磨效率、降低电耗的措施，研制开发各种新型水泥粉磨装备与系统，始终是水泥行业节电的主攻方向。(3)(3)全面推进水泥余热利用全面推进水泥余热利用 新型干法窑可利用窑尾余热和冷却机排出的废气进行

40、纯余热发电，每吨熟料可发电2123 kWh,发电成本低，如采用此技术，可节能5%左右。对于老厂也可以利用预热器排气和熔渣空气冷却器排风，进行余热发电。(4)(4)积极推进水泥工业的循环经济和清洁生产积极推进水泥工业的循环经济和清洁生产 水泥行业普遍利用煤矸石和矿渣作原料和混合材料，特别是大量利用高炉矿渣生产矿渣水泥，并利用细磨矿渣微粉配制高性能混凝土。细磨矿渣微粉可以代替混凝土中水泥用量的3040%，水泥行业每年利用矿渣约3000104t。综合利用工业废渣是水泥行业节能的重要措施，且容易实现，节能效果显著。(5)(5)推广应用节能新工艺、新技术和新设备推广应用节能新工艺、新技术和新设备 在提高

41、现有新型干法水泥工艺技术和制造水平的同时，使用高效率的熟料烧成系统、高效节能的粉末设备、综合优化在线控制技术装备等，降低熟料、水泥生产能耗。鼓励和支持企业进行电机变频调速控制等节能技术改造。(6)(6)进一步提高水泥企业的综合管理水平进一步提高水泥企业的综合管理水平 强化企业科学管理，完善能耗考核制度，降低能源资源消耗；重视原、燃料的均化管理，提高生料质量，为水泥窑系统稳定运行提供基础保障；严格生产工艺参数的控制，实现整个生产系统稳定运行；加强产品质量管理，提高熟料、水泥的实物质量，实现“以质代量”节能。二、平板玻璃行业节能技术二、平板玻璃行业节能技术 玻璃熔窑作为玻璃行业的主要耗能热工设备，

42、其能耗占到玻璃行业总能耗的90%左右，因此降低玻璃熔窑能耗是玻璃行业节能的关键，主要有以下几种途径：(1)(1)加强熔窑保温加强熔窑保温 采用熔窑全保温技术可减少1520%的燃料消耗，提高熔化温度2030。目前，全保温技术已广泛应用于浮法玻璃生产线，节能效果显著。国外先进玻璃生产线把保温作为节能的重要措施之一。(2)(2)利用重油节油剂利用重油节油剂 重油节油剂由催化剂、增燃剂、助燃剂、清净剂和稳定剂等组成，在燃油雾化后能对油雾滴产生“微爆效应”，增大重油与氧气的接触面；防止低放热反应的发生，避免了可燃气体随烟气排出，使残碳等难燃物发生催化反应生成易燃物，从而达到节约燃油的目的。 (3 3)玻

43、璃熔窑全氧燃烧技术玻璃熔窑全氧燃烧技术 玻璃熔窑全氧燃烧技术是指以含氧量在92%以上的氧气代替空气，在炉内全部采用氧气介质，对于节约能源，改善环境效果十分显著：能耗可降低12.522%，废气排放量减少60%以上，废气中NOx下降8090%、烟尘也可降低50%以上。 (4)(4)富氧燃烧技术富氧燃烧技术 富氧燃烧是以含氧量高于21%的富氧空气代替空气作为助燃气体的一种高效强化燃烧技术，富氧气体来源于浮法玻璃厂制氮所产生的富氧气体。富氧燃烧工艺流程：富氧气体收集系统气体混合系统富氧调节系统富氧换向系统富氧预热系统气体流量调节分配系统富氧喷嘴玻璃熔窑。(5)(5)余热利用技术余热利用技术 余热的利用

44、在玻璃行业中，主要有三种方法：利用余热锅炉制取蒸汽、余热制冷技术、低温余热发电技术。三、陶瓷行业节能技术三、陶瓷行业节能技术 目前，国内外陶瓷行业节能降耗的主要技术在余热利用、应用高效保温隔热材料及自动控制的应用。(1)(1)充分利用窑炉余热充分利用窑炉余热 窑炉热平衡测定数据显示，仅烟气带走的热量和抽热风带出的热量占总能耗的6075%。如果将烧重油隔焰隧道窑预热带、隔焰道烟气和冷却带抽出的余热送人隧道干燥器干燥半成品，可提高热利用率20%左右，若将明焰隧道窑排出的360左右烟气，先经金属管换热，再把温度降至180的废气送地坑换热，使排出的废气温度降至60，将换热的热风用于半成品干燥，可节约燃

45、料15%。 (2)(2)微波辅助烧结技术微波辅助烧结技术 微波辅助烧结技术是通过电磁场直接对物体内部加热，而不像传统方法其热能是通过物体表面间接传入物体内部，故热效率很高（一般从微波能转换成热能的效率可达8090%），烧结时间短，因此可以大大降低能耗，达到节能效果。例如Al2O3的烧结，传统方法需加热几个小时，而微波法仅需34min。(3)(3)低温快烧技术低温快烧技术 在陶瓷生产中，烧成温度越高，能耗就越高。据热平衡计算，若烧成温度降低100，则单位产品热耗可降低10以上，且烧成时间缩短10%产量增加10%，热耗降低4%。 2、电力行业节能技术、电力行业节能技术 我国是资源能源短缺型国家，电

46、源结构中又以火电为主。2010年电力行业消耗了全国55.1%的煤炭资源，在能源转换过程中排放的二氧化硫占全国的42.5%，排放的二氧化碳约占50%。因此，电力行业在节能减排和应对气候变化中具有举足轻重的作用。2000年至2011年，我国发电企业供电煤耗从392克/千瓦时下降到329克/千瓦时，线损率从7.7%下降到6.52%。但较发达国家相比仍有一定差距，如日本、德国等国的供电煤耗接近300克/千瓦时，韩国、日本、加拿大、意大利等国2008年的线损率分别为4.0%、5.1%、6.2%、6.0%。德国2007年的线损率为5.8%。一、发电厂节能技术一、发电厂节能技术(1)(1)火电厂烟气综合优化

47、系统余热深度回收技术火电厂烟气综合优化系统余热深度回收技术 案例案例 华能国际电力股份有限公司某电厂建设规模：300MW火电机组。主要技改内容：在增压风机之后脱硫塔之前的烟道增加烟气冷却器，把给水从6#低压加热器前通过管道引入烟气冷却器，加热后回到5#低压加热器，使排烟温度从152降低到108，低压给水从83.8加热到103.7，主要设备包括烟气冷却器、控制系统、阀门和管道。节能技改投资额640万元，建设期45天。年节能3990吨标准煤，年节约费用319.2万元/年，投资回收期2年。 （2 2）火电厂凝汽器真空保持节能系统技术）火电厂凝汽器真空保持节能系统技术案例案例 江苏某260MW机组。主

48、要技改内容：对已经运营的发电机组进行改造，拆除原有胶球清洗装置，安装凝汽器真空保持节能系统，主要技改设备包括主体柜、回收装置、微电脑控制柜和辅助设备。节能技改投资额200万元，建设期40天。实施后，平均降低端差34，提高真空度2%以上，年节能2700吨标准煤以上，每年的直接经济效益达到250万元,投资回收期约一年。 （3 3）脱硫岛烟气余热回收及风机运行优化技术）脱硫岛烟气余热回收及风机运行优化技术 案例案例 上海某21000MW机组。主要技改内容:烟气冷却器本体基础施工，烟气冷却器安装，凝结水管道和支吊架安装，烟道施工和风机改造(如有需要)。节能技改投资额4370万元，建设期12个月。按机组

49、年利用5500小时测算，每年可节能29810吨标准煤，取得经济效益2276万元，投资回收期2年。 （4 4）循环水供热技术）循环水供热技术 案例案例 铁岭市某热电厂装机容量9MW（配335t/h中压锅炉），其中1号机为C6-3.43/0.98型抽凝机，2号机为B-3.43/0.29型背压机。未改造前供热能力为蒸汽55吨/小时，供热面积为65万平方米。为了适应逐年增加的住宅建筑采暖用热，挖掘供热机组的供热能力，将1号机先改成低真空运行，为了提高循环水出口温度，使用背压机排汽和汽轮机抽汽对其进一步加热，使原有的系统改造成循环水供热系统，采暖能力增加到93万平方米，室内温度保持到18左右，运行稳定可

50、靠。 （5 5）变频调速技术）变频调速技术 对于250kW以上容量的水泵、风机的驱动电动机，通过采用变频调速技术，从而调整水泵、风机的驱动电动机转速，达到节能的目的。对于大型水泵、风机，变频改造后，可以节约30%50%。以一台1000kW凝结水泵为例，变频改造投资150万元，年可节电190万千瓦时，投资回收期不到1.5年。 案例案例 2008年10月，华能某电厂对3号炉（600MW）两台静叶可调抽流式吸风机加装高压变频器进行变频调速，电动机额定功率为3150kW，采用东方日立（成都）电控设备有限公司的DHVECTOL-HI04000/06型国产变频器，年节电量为660万千瓦时。 二、电网节能技

51、术二、电网节能技术 电网节能技术的关键在于降低电网线损率。电网电网节能技术的关键在于降低电网线损率。电网线损率是考核电网经济效益的重要综合指标，它的高线损率是考核电网经济效益的重要综合指标，它的高低与电力系统发、输、变、配、用等各环节有密切关低与电力系统发、输、变、配、用等各环节有密切关系，据调查，系，据调查，2020世纪世纪9090年代初，我国电网线损率为年代初，我国电网线损率为16.4%(16.4%(含用户含用户) )，若全国电网线损率降低，若全国电网线损率降低2 2个百分点个百分点( (含含用户用户) )，则可节电，则可节电181.8181.8亿亿kWhkWh。按按0.250.25元元/

52、 /kWhkWh计算，合计算，合人民币人民币45.4545.45亿元。因此，采取有效措施，降低电网线亿元。因此，采取有效措施，降低电网线损率，是提高电网经济效益的有效途径。损率，是提高电网经济效益的有效途径。影响电网线损率主要有以下几个因素。影响电网线损率主要有以下几个因素。（1 1）电力系统规划方案）电力系统规划方案 电力系统规划方案欠佳的电网线损率很高，表现有电力系统电力系统规划方案欠佳的电网线损率很高，表现有电力系统规划不合理，无功容量不足，投入率低，电网结构不合理等。规划不合理，无功容量不足，投入率低，电网结构不合理等。（2 2）电网运行电压的高低）电网运行电压的高低 电网线损率与电流

53、的平方成正比，与电压的平方成反比，所电网线损率与电流的平方成正比，与电压的平方成反比，所以电网升压后电网线损耗降低。电网升压改造时须注意：以电网升压后电网线损耗降低。电网升压改造时须注意： ( (a)a)建立建立500500kVkV电网。在负荷中心地区结合大型火电厂的布局规电网。在负荷中心地区结合大型火电厂的布局规划建设划建设500500kVkV双环网作为主网的核心，大电源以双环网作为主网的核心，大电源以500500kVkV辐射状线辐射状线路接入主月。路接入主月。 ( (b)b)实现各级电压的经济送电距离和经济输送容量。我国目前实现各级电压的经济送电距离和经济输送容量。我国目前各级电压线路送电

54、距离和输送容量如下表所示。各级电压线路送电距离和输送容量如下表所示。 电压电压/ /kVkV 输送容量输送容量/ /MWMW 送电距离送电距离/ /kmkm 1010101010100.20.22 20.20.22 20.20.22 26 620206 620206 620203535353535352 210102 210102 21010202050502020505020205050 ( (c)c)导线截面大小的选择导线截面大小的选择 导线的输送容量应按导线的输送容量应按5 51010年内的发展考虑，对于年内的发展考虑，对于35 35 kVkV及以及以上架空线路导线截面，应以经济电流密度

55、为依据确定；对于上架空线路导线截面，应以经济电流密度为依据确定；对于10 10 kVkV及以下线路按末端电压降选择，及以下线路按末端电压降选择，10 10 kVkV电压降允许值为电压降允许值为5%5%，低，低压允许值为压允许值为4%4%， ( (d)d)四率高低四率高低 “四率四率”即功率因数、变压器和电动机的负载率、线路负荷即功率因数、变压器和电动机的负载率、线路负荷率及三相负荷不平衡率。适当调整率及三相负荷不平衡率。适当调整“四率四率”可降低电网线损率可降低电网线损率。 ( (e)e)低压电网低压电网 采用三相四线采用三相四线( ()制的线电压，可减少电能损耗制的线电压，可减少电能损耗25

56、%25%。输电网节能可采取如下几种方法技术输电网节能可采取如下几种方法技术（1 1）可控自动调容调压配电变压器技术）可控自动调容调压配电变压器技术 技术背景技术背景 综合监测控制器通过参数监测，主动发出相关指令，控制综合监测控制器通过参数监测，主动发出相关指令，控制组合式调压调容开关，改变变压器线圈各抽头的接法和负荷开组合式调压调容开关，改变变压器线圈各抽头的接法和负荷开关状态，实现关状态，实现1010kVkV配电变压器的自动调容调压和远程停送电功配电变压器的自动调容调压和远程停送电功能，具有集成保护、能，具有集成保护、3636级精细无功补偿、有功三相不平衡调节级精细无功补偿、有功三相不平衡调

57、节和防盗计量等功能。与和防盗计量等功能。与S11S11型变压器相比，运行总损耗降低型变压器相比，运行总损耗降低48%48%；与；与S9S9型变压器相比，运行总损耗降低型变压器相比，运行总损耗降低53%53%；3636级精细补偿年补级精细补偿年补偿节约电量偿节约电量1000010000kWkWh h。（2 2）全光纤电流）全光纤电流/ /电压互感器技术电压互感器技术 技术背景技术背景 光纤电流互感器利用磁光法拉第效应，通电后，在通电导体光纤电流互感器利用磁光法拉第效应，通电后，在通电导体周围的磁场作用下，两束光波的传播速度发生相对变化，即出周围的磁场作用下，两束光波的传播速度发生相对变化，即出现

58、相位差，最终表现为探测器处叠加的光强发生变化。通过测现相位差，最终表现为探测器处叠加的光强发生变化。通过测量光强的大小，即可测出对应的电流大小；光纤电压互感器利量光强的大小，即可测出对应的电流大小；光纤电压互感器利用泡克尔斯效应，当光波通过晶体时，在两个轴上光波之间的用泡克尔斯效应，当光波通过晶体时，在两个轴上光波之间的相位差会随着电压或电场改变，通过监测光强的变化即可测出相位差会随着电压或电场改变，通过监测光强的变化即可测出对应电压的大小。目前，我国互感器的需求量以每年对应电压的大小。目前，我国互感器的需求量以每年12%12%的速度的速度增长。传统的电磁式电流互感器不仅需要消耗大量的铜、铝等

59、增长。传统的电磁式电流互感器不仅需要消耗大量的铜、铝等有色金属材料，而且运行过程中能耗量巨大。与传统互感器相有色金属材料，而且运行过程中能耗量巨大。与传统互感器相比，全光纤电流互感器技术不需要消耗大量的铜、铝等有色金比，全光纤电流互感器技术不需要消耗大量的铜、铝等有色金属，也不会对大气、水等造成污染。属，也不会对大气、水等造成污染。（3 3）动态谐波抑制及无功补偿综合节能技术）动态谐波抑制及无功补偿综合节能技术技术背景技术背景 针对负载需要进行单补无功功率、抑制全部谐波、补偿无功针对负载需要进行单补无功功率、抑制全部谐波、补偿无功和抑制谐波、抑制某些次谐波、补偿二相不平衡。实时检测电网和抑制谐

60、波、抑制某些次谐波、补偿二相不平衡。实时检测电网无功和谐波电流，并输出反向电流以抵消无功和谐波电流。在额无功和谐波电流，并输出反向电流以抵消无功和谐波电流。在额定范围内功率因数定范围内功率因数( (补偿后补偿后) )可达可达0.960.96以上，在额定范围内总谐以上，在额定范围内总谐波畸变率可控制在波畸变率可控制在6%6%以下。以下。案例案例 广西某广西某30003000kVAkVA变压器安装变压器安装4 4台动态谐波抑制及无功补偿设备台动态谐波抑制及无功补偿设备。主要改造内容。主要改造内容: :针对中频炉导致的无功和谐波问题，采用动态针对中频炉导致的无功和谐波问题，采用动态谐波抑制及无功补偿