节能节电与需求侧管理技术

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1、2015-08-17 1 推动能源消费革命推动能源消费革命 电力需求侧管理先行电力需求侧管理先行 节能节电与需求侧管理技术 白晓民 工业领域电力需求侧管理评价工作推进小组办公室工业领域电力需求侧管理评价工作推进小组办公室 2015年7月19日 推动能源消费革命推动能源消费革命 电力需求侧管理先行电力需求侧管理先行 主要议题 1. 节能的重点领域和重大技术 2. 电力系统节能 3. 电机不用电设备节能 4. 需求侧管理技术 节能：电力系统节能：电力系统-电机电机-需求侧管理需求侧管理 2 推动能源消费革命推动能源消费革命 电力需求侧管理先行电力需求侧管理先行 煤炭工业锅炉（窑炉）改造工程 区域热

2、电联产工程 余热余压利用工程 节约和替代石油工程 电机系统节能工程 能量系统优化工程 建筑节能工程 绿色照明工程 政府机构节能工程 节能检测和技术服务体系建设工程 节能：电力系统节能：电力系统-电机电机-需求侧管理需求侧管理 3 2015-08-17 2 推动能源消费革命推动能源消费革命 电力需求侧管理先行电力需求侧管理先行 国务院“十二五”国家战略新兴产业发展规划（国发201228号）、关于加快发展节能环保产 业的意见（国发201330号 国家发展改革委 工业和信息化部 关于印发重大节能技术与装备产 业化工程实施方案的通知 发改环资20142423号 2014年10月27日 重大节能技术与装

3、备产业化工程重大节能技术与装备产业化工程突破重大关键节能技术 锅炉窑炉领域锅炉窑炉领域，重点突破煤炭高效清洁燃烧、锅炉自动控制技术、节能高效循环流化床技术、主辅机匹配优化、锅炉智能燃烧控制技术、锅炉系统能效诊断与专家咨询系统、燃料品种适应、高 效换热等关键技术。 电机系统领域电机系统领域，集中突破高效电机新材料、绝缘栅极型功率管(IGBT)、高效电机专用制造设备、稀土永磁无铁芯电机、特种非晶电机和非晶电抗器、特大功率高压变频、无功补偿控制系统、高 效风机水泵等机电装备整体化设计等核心技术瓶颈，推动电机及拖动系统与电力电子技术、现代 信息控制技术相融合。 内燃机及汽车领域内燃机及汽车领域，重点攻

4、克汽油直喷、涡轮增压柴油直喷、汽车轻量化、高效变速器、新型混 合动力汽车机电耦合等核心关键技术，提高国产化水平。 余能回收利用领域，重点攻克余热余压直接转换为机械能回收利用、中低品位余能有机朗肯循环发电、基于吸收式换热的集中供热和低浓度瓦斯安全利用等重大技术。 家电照明领域家电照明领域，推动高效压缩机及节能控制器、高效换热与相变储能装置、家电节能自动控制、 低待机能耗技术、温湿度独立调节系统、动态冰蓄冷、发光二极管(LED)用大尺寸开盒即用蓝宝石、高纯金属有机化合物(MO源)、生产型金属有机源化学气相沉积设备(MOCVD)等关键技术和 设备研发取得突破。 2015-16-17年支持10-20-

5、30个节能技术装备产业化与推广应用项目 节能：电力系统节能：电力系统-电机电机-需求侧管理需求侧管理 4 推动能源消费革命推动能源消费革命 电力需求侧管理先行电力需求侧管理先行 加快节能装备推广应用 推动高效电机等节能机电设备、节能与新能源汽车等重大节能技术装备产业化示范和规模化利用。实施能效领跑者计划，定期公布能源利用效率最高的空调、冰箱、风机、水 泵、空压机等量大面广终端用能产品目录，鼓励家庭和工业用户购买高效节能产品与装备，使高效节能产品与装备市场占有率从目前的10%左右提高到45%以上。将能效领跑者指标纳入强制性国家标准，规定若干年后市场销售的同类产品必须要达到目前能效领 跑者已达到的

6、效率水平，推动产品能效持续迈上新台阶。 锅炉窑炉领域，鼓励用户采用高效煤粉工业锅炉、节能高效循环流化床锅炉，以及采用 优化炉膛结构、蓄热式高温空气预热、太阳能工业热利用系统、强化辐射传热等技术的节能环保锅炉等，推动锅炉房系统节能改造，推广锅炉用煤洗选及集中供应系统。电机系统领域，重点推广达到国家1、2级能效标准的电动机、变压器、高压变频器、无功补 偿设备、风机、水泵、空压机系统等，加快现有电机系统节能改造。余能回收领域，推广低温烟气余热深度回收、空气源低温热泵供暖等低品位余热回收利用技术，支持余能发电上网，推动能源按品质高低实现梯级利用。家电照明领域，推广达到国家1、2级能 效标准的节能家用电

7、器、办公和商用设备，以及半导体照明等高效照明产品。 重大节能技术与装备产业化工程重大节能技术与装备产业化工程节能：电力系统节能：电力系统-电机电机-需求侧管理需求侧管理 5 推动能源消费革命推动能源消费革命 电力需求侧管理先行电力需求侧管理先行 新电改方案与节能服务商机 能源互联网能源互联网 2009年智能电网，年智能电网，2014年能源互联网年能源互联网，包括电网技术的升级、大规模可再生能源接入 电网的调节、分布式电源接入电网的解决方案、储能技术的应用、基于新能源的碳交易、工商业节 能、用户节能、电动汽车充电桩用电方案等。 电网技术升级：远距离大容量输电，输配电网改造，智能变电站建设，大规模

8、可再生能源和分布式 电源接入，储能技术，微网技术。分布式电源和用户，电网与用户侧解决方案，电力市场化的推动。 工商业节能和用户节能需要用电的精确性，这相应的催生监测、调节和解决方案的形成；而电动汽 车充电桩则更加需要对用户进行监测，收集大数据，形成更高效的解决办法。这一切都需要基于电 网技术、通讯技术和软件技术相结合的能源互联网的强大支撑。而电力市场化无疑也推进了能源互 联网发展 电力体制改革释放能源互联网的商机：按照新的电改思路配电放开，增量售电放开，能源行业更市 场化。1）新增配电意味着微电网将得到大发展，微电网中接入分布式新能源，储能、新能源汽车充 电，分布式新能源可以全微网内售电，不再

9、局限于单个客户自供电余额上网。2）未来电力系统的售 电侧将强化竞争机制，形成市场化的售电新机制。售电侧放开将成为能源服务公司进一步发展的重 要推动力：能源服务公司的业务范围将不再仅限于降低用户能源消耗，会进一步扩展到提高用户能 源利用效率、帮助电网企业平滑用户负荷曲线等业务上来。3）售电公司可利用用户用电习惯的大数 据，作出更优的电力调配。 关于进一步深化电力体制改革的若干意见， 中共中央、国务院 2015.3.21节能：电力系统节能：电力系统-电机电机-需求侧管理需求侧管理 6 2015-08-17 3 推动能源消费革命推动能源消费革命 电力需求侧管理先行电力需求侧管理先行 国务院关于进一步

10、加大工作力度确保实现“十一五”节能减排目标的通知 （国发【2010】12号） 国务院办公厅关于确保居民生活用电和正常发用电秩序的紧急通知（明电【2010】00487号） 国务院关于印发“十二五”节能减排综合性工作方案的通知（国发【 2011】26号） 节能减排要求 “十一五”单位GDP能源消耗降低20% “十二五”单位GDP能源消耗降低16% 能源消费总量控制 节能减排要求节能减排要求 节能：电力系统节能：电力系统-电机电机-需求侧管理需求侧管理 7 推动能源消费革命推动能源消费革命 电力需求侧管理先行电力需求侧管理先行 电力系统节能技术 节能：电力系统节能：电力系统-电机电机-需求侧管理需求

11、侧管理 8 推动能源消费革命推动能源消费革命 电力需求侧管理先行电力需求侧管理先行 优化发展煤电，加快水电有序开发，积极发展核电，慎重发展天然气发电， 加快风电和新能源发电，及时加快淘汰污染严重、效率低下的落后的生产能 力，使电力结构趋于合理，使电力发展始终处于一个适度超前的位置。 电力系统的重点节能领域包括发电厂的节能降耗，输配电系统的合理运行和 降低损耗，提高电力驱动设备效率和供用电设备的节能等方面。一般发电的 厂用电在8-10%左右，输配电网络损失约为8%。 由于电力的发电和使用是同时发生的，系统范围的协调和经济运行也存在着 巨大的节能空间，包括以电力发电优化为主要目标的电厂内的机组经济

12、运行， 系统范围的经济调度，周期内的水火电系统协调，也包括以供用电为主需求 侧管理技术。 电力系统重点节能领域 9 节能：电力系统节能：电力系统-电机电机-需求侧管理需求侧管理 2015-08-17 4 推动能源消费革命推动能源消费革命 电力需求侧管理先行电力需求侧管理先行 大型发电厂和遍及全国的输电网担负着能源转换和传输过程中不可避免会有损耗， 深入挖掘电力节能潜力，提高发输电各环节能源利用效率，将对发展国民经济发展、 能源合理利用，及实现可持续发展起到重要的作用。 20052005年我国发电装机达到年我国发电装机达到5 5. .08410841亿亿kWkW, 发电量达到24747亿kWh，

13、平均供电煤耗为 376克/千瓦时，比国际先进水平高50克60克/千瓦时左右。 超临界机组的发电煤耗可达275 g/kWh，发电效率可达45。超超临界机组发电煤 耗可达256g/kWh，发电效率可达48%。 我国火电的供电煤耗为383 g/kWh，工业发达国家煤耗（300-320 g/kWh）。2002年 我国线损率为7.45%，比发达国家高12个百分点。即使%1的节约也可以降低数百 亿千瓦时的电量消耗。 20142014年国全口径发电设备容量年国全口径发电设备容量13.601913.6019亿亿kW kW ，同比增长8.7%。供电煤耗须300g以 下。2013年线损率为6.69%，印度21.0

14、3%，日本4.62%。 其中，并网风电9581万千瓦。全社会用电量55233亿千瓦时，同比增长3.8%。 全国6000千瓦及以上电厂发电设备累计平均利用小时为4286小时，同比减少235小 时。并网风电设备平均利用小时数为1905小时。 发电系统节能发电系统节能 10 节能：电力系统节能：电力系统-电机电机-需求侧管理需求侧管理 推动能源消费革命推动能源消费革命 电力需求侧管理先行电力需求侧管理先行 电力网内所有设备和元件，如线路、变压器、无功补偿装置、电压调整设备， 以及测量和保护装置等，都要耗费一定数量的电能。 通常，电力系统内各环节的总体电能损耗约占总发电量的28%33%。在输配 电网的

15、能耗中（简称为系统线损），输电线路损耗和变压器损耗占据较大的比 例。而由于电能需要经过数次升压和降压才到达用户，变压器的损耗占了全系 统线损总量的30%60%，降低变压器的损耗是电网降损的重要内容，我国输 配电系统网损为7.5左右，比国外先进水平国家高12个百分点。如能提高一 个百分点，则可以年节约标准煤上千万吨。 空载损失、负载损失和其它损失三部分：空载损失、负载损失和其它损失三部分： （1）空载损失：一般不随负荷变化而变化，只要电气设备上带有电压，就要消耗电能。它 包括：1）输电变压器和配电变压器的铁损；2）电晕损失；3）调相机、调压器、电 抗器、消弧线圈等设备的铁损及绝缘子的损失；4）用

16、户电度表电压线圈损失及电度表 附件的损耗。 （2）负载损失：随负荷的变动而变化，它与电流的平方成正比。它包括：1）输电、配电 线路的线路损失；2）输电、配电变压器的绕组损失；3）调相机、调压器、电抗器、 消弧线圈等设备的损失；4）接户线的损失；5）电度表的电能损失。 （3）其它损失：空、负载损失以外的损失，它包括：1）漏电、窃电及电度表误差损失；2） 变电所的直流充电、控制及保护，信号、通风冷却等设备消耗的电量。 11 节能：电力系统节能：电力系统-电机电机-需求侧管理需求侧管理 推动能源消费革命推动能源消费革命 电力需求侧管理先行电力需求侧管理先行 铜损铜损是指变压器线圈电阻所引起的损耗。电流通过线圈电阻发热，部分电能转 变为热能而损耗。线圈绝缘铜线，称铜损。 铁损铁损包括两个方面。一是磁滞损耗，当交流电流通过变压器时，通过变压器硅 钢片的磁力线其方向和大小随之变化