电能质量治理市场可行性分析报告

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1、 NOBLE 电能质量治理市场可行性分析报告电能质量治理市场可行性分析报告 诺比节能科技（珠海）有限公司诺比节能科技（珠海）有限公司 电能质量事业部电能质量事业部 2014 年年 Page：2 诺比节能科技（珠海）有限公司 www.N 序言序言 电能作为现代社会中使用最为广泛的能源， 其质量好坏对经济建设和人民生活水平有重要影响， 电力系统建设也已成为国民经济发展中的重要组成部分。 随着电力电子设备功能的逐步完善，人们对电能质量的要求也愈来愈高，电能质量在发电、输电和配电应用环节中的矛盾日益突出，电能质量的劣化直接影响到电力系统的能源利用效率。 电能质量优化治理行业在我国还处于发展初级阶段，

2、而且很多建设较早的大型企事业单位尚未完成电能质量治理设备的改造。 随着认识的提高， 大量的污染型技术设备将会逐渐退出历史舞台， 例如现在广泛大量应用的变频调速技术， 从 20 世纪 70 年代诞生到应用已经非常广泛， 但是由于 PWM 调速技术原理和功能器件的特性导致变频调速器在电网中产生大量的谐波污染， 最终形成了严重的次生灾害， 业内出现了前面大量采用变频调速后面必须做电能质量治理的尴尬现状。专业人士针对这种现状，已经在积极推动伺服电机、永磁电机和高效直流电机等技术手段来规避变频器产生的次生灾害导致的系统电能质量劣化的问题， 行业评估分析， 变频技术必须向无谐波技术方向发展， 否则必将导致

3、市场份额的减少或者很快会退出行业市场。结合电力电子技术发展的趋势，电能质量问题越来越受到关注，很多企业用户已经深受其害，到了必须治理的关键阶段。因此，近年来电能质量治理市场需求份额越来越大， 由此形成的专业电能质量治理市场规模也迅速扩大。 而根据国家发展改革规划中节能减排目标的实现、智能电网建设的开展、轨道交通建设的加快、电动汽车行业的兴起和风能、太阳能等新能源技术发展的配套需求趋势， 国家出台的行业电能质量标准规范的要求， 都将促使电能质量治理市场保持高速增长，并有广阔的市场发展空间。 Page：3 诺比节能科技（珠海）有限公司 www.N 电能质量治理行业发展需求现状分析电能质量治理行业发

4、展需求现状分析 根据国家能源局公布的数据，2013 年，全社会用电量累计 53223 亿千瓦时，同比增长7.5%。分产业看，第一产业用电量 1014 亿千瓦时，增长 0.7%；第二产业用电量 39143 亿千瓦时，增长 7.0%；第三产业用电量 6273 亿千瓦时，增长 10.3%；城乡居民生活用电量 6793亿千瓦时，增长 9.2%。电力网络中使用的大量非线性负荷（如逆变器、整流器、变频器、开关电源、电子振流器等），产生了大量的谐波。通过对一些用电负荷的测试表明，冶金行业的谐波含量约为 30%35%，化工、制药、建材行业谐波含量约为 30%左右，民用及办公负荷的谐波含量不低于 10%。 由此

5、估计全部电力负荷中谐波含量应不低于 15%。 按 2013 年全国用电总量计算有 7800 万 kVA 以上的谐波功率。这些谐波绝大部分没有得到有效的治理，因此，按照全国各产业用电比例分析，电能质量优化市场是一个庞大的需求市场。 从技术的角度分析，电能质量的指标若偏离正常水平过大，会给发电、输变电和用电带来不同程度的危害。据统计，电网用电负荷中异步电动机占的比例最大，占负荷类型的60%-70%。电网电压和频率的偏差、谐波、三相电压不平衡以及电压波动和闪变等，均会直接影响电机的转速、力矩和发热，从而影响生产工效和产品质量。 电网谐波含量增加，导致了电气设备寿命缩短，网损加大，系统发生谐波谐振的可

6、能性增加，并联电容器不能正常运行，同时可能引发继电保护和自动装置的非故障性动作，导致仪表指示和电能计量不准以及计算机、通信受干扰等一系列问题。随着计算机、电力电子和信息技术等高新产业的发展和普及， 对电能质量提出了越来越高的要求。 过去电力企业不甚关注的电能质量某些指标，例如电网中电压暂降（dip sag）和短时断电已成为一个突出的问题。假如一个计算中心失去电压 2 s，就可能破坏几十个小时的数据处理结果或者损失几十万美元的产值。当今半导体芯片制造厂、自动化精加工生产线，对配电系统中电能质量的异常十分敏感，甚至几分之一秒的电压暂降就可能使生产停顿、设备损坏或出次品，在工厂内部造成混乱， 而每次

7、电压暂降可能造成百万美元级的损失， 这些用户对不合格电能的容许度可以严格到 2040 个 ms。据美国电力科学研究院 Jane Clemmensen 估计，当今和电能质量相关的问题， 在美国每年造成的损失高达 260 亿美元。 美国电能质量方面一位知名专家下面一段话可以概括本节内容 ：“电能质量意味着经济问题，这一点特别重要，电能质量问题会造成用户生产力下降，竞争力减弱，还影响到员工的就业，他们会影响到整个经济社会。” 电能质量治理行业市场空间较大，增长率较高，投资机会较多。 Page：4 诺比节能科技（珠海）有限公司 www.N 电能质量优化管理市场规模及成长性分析电能质量优化管理市场规模及

8、成长性分析 截止 2011 年我国电能质量优化管理市场需求达到 193.8 亿元。根据专业行业咨询公司前瞻的研究，预计到 2015 年，我国电能质量优化管理市场规模达到 353.95 亿元。由中国报告基地权威分析给出的 2013-2018 年中国无功补偿装置市场容量需求及投资前景规模预测报告 中分析指出， 到 2018 年中国国内市场仅无功补偿技术设备投入资金规模预计达到 500亿元。 -50.00100.00150.00200.00250.00300.00350.00400.0020082009201020112012E2013E2014E2015E128.57 149.77 174.35

9、193.80 233.22 280.71 316.71 353.95 中国电能质量治理优化市场规模中国电能质量治理优化市场规模（亿）（亿）由于我国对传统的电能质量产品市场理解较为狭隘， 通常在分析市场时将需求侧主要局限于钢铁、石化等重工业行业。事实上根据发达国家的经验，随着工业化程度的加深及科学技术的进步， 工业节能成为能源利用的首要任务， 这使得更多的行业对电能质量提出了需求。伴随着大量电力电子等节能设备的广泛运用， 作为非线性负荷设备在节能的同时也产生了大量谐波污染，因此更多的行业如地铁、机场、体育场馆、办公楼宇等对电能质量治理提出了新需求。同时，智能电网的建设、新能源并网发电的要求和电动

10、汽车充电等新消费的需求更为本行业带来了发展机遇， 电能质量产品可以在整个智能电网系统中从发电、 输电到用电得到广泛持续地运用，可以说电能质量产品面临的市场容量是永不饱和的。 Page：5 诺比节能科技（珠海）有限公司 www.N 改善电能质量是电力可持续发展的必要条件改善电能质量是电力可持续发展的必要条件 现今，中国国家发展改革委在“十一五”和“十二五”规划重点节能技术推广目录中明确给出有关于电能质量治理范畴的技术条件和推广指导意见。 传统意义上， 电力发展是以电能供求平衡为出发点， 然而现代电网中负荷结构已发生了质的变化， 电力电子技术的广泛使用、家用电器的普及以及诸如工业电弧炉、电气化铁道

11、的发展，使主要负荷日趋非线性化与时变化，大量干扰源给电网和用电企业的电能质量带来严重的“污染”。电网中因电能质量问题引发的诸多问题，包括造成电网大面积停电事故，在国内外屡见不鲜，这说明，仅从“供求平衡”来考虑电网的发展是不够的。电能质量问题已提升为电力可持续发展的一个必要条件。目前，电能质量作为供电可靠性的一个重要组成部分（或者反之，将可靠性纳入供电电能质量范畴中），已受到广泛关注。电力可靠性传统上限于研究供电电压完全丧失的概率和平均故障时间的问题， 目前则延伸到研究保证电能质量， 使电力系统和用户的生产过程可以连续，不致受到干扰等问题。 电力市场机制必将推动电能质量需求提高电力市场机制必将推

12、动电能质量需求提高 传统意义的电能质量治理仅指在供电端安装静态电容器进行无功补偿， 且并未对电网系统产生的谐波进行有效治理。 随着技术进步， 利用新型电力电子技术及产品解决电能质量问题，使电能质量治理市场发生了革命性变化。电能质量治理设备一方面能够解决节电设备、变频器、 整流器等电力电子设备的大量使用以及新能源分布式电源并网所产生的电能质量问题， 另一方面为电力电子设备的正常运行提供可靠的保障。 目前主要分为动态无功补偿和谐波治理两个细分领域。谐波对公用电网和其他系统的危害大致由以下几个方面： 1.谐波使公用电网中的元件产生了附加的谐波损耗， 降低了发电、 输电及用电设备的效率，大量的三次谐波

13、流过中性线时会使线路过热甚至发生火灾。 2.影响各种电气设备的正常工作。 谐波对电机的影响除引起附加损耗外， 还会产生机械振动、 噪声和过电压， 使变压器局部严重过热。 谐波使电容器、 电缆等设备过热、 绝缘老化、寿命缩短，以致损坏。 3.谐波会引起公用电网中局部的并联谐振和串联谐振， 从而使谐波放大， 使谐波危害大大增加，甚至引起严重事故。 4.谐波会导致继电保护和自动装置的误动作，并会使电气测量仪表计量不准确。 Page：6 诺比节能科技（珠海）有限公司 www.N 5.谐波对临近的通信系统产生干扰， 轻者产生噪声， 降低通信质量;重者导致信息丢失，使通信系统无法正常工作。 在电力市场经济

14、环境下，随着经济社会的快速发展，特高压电网，新能源发电的迅猛崛起，以及电力电子技术和产品的广泛应用，使电力系统中的电源类型与特性，电网拓扑结构和负荷构成发生深刻变化，使之对电能质量的重视程度在与日俱增。 电能是一种资源，也是一种特殊商品，其特殊性除电力供应方式，商品交换形式及贸易结算等方面与普通商品不一样外， 在商品质量即电能质量的保证条件也是与众不同。 普通商品的质量由制造厂家负责， 而电能质量则与用户的用电状况密切相关， 造成电能质量劣化有可能是用户用电不当所致。 供电与用电状况对电能质量每项指标所产生的影响程度也互不相同， 其所承担的责任也有差别。 在电力供应相对紧缺时期， 电力供应尚无

15、法满足社会需求时，提起电能质量的概念，很多人不以为然，而对电能质量的概念，只停留在电压、频率偏差等静态值范围内。然而在新形势下，电力消耗形式和用电设备性能发生了重大变化，使电能质量问题日益突出。再加上新能源、分布式发电和微电网的兴起，及新能源发电经电力变换接入电网。 同时电网内还有大量非线性负载投运， 这些都导致电能不在保持理想的正弦稳定波形，从而造成波形畸变，成为电网的“公害”。 随着社会进步、科技发展、电力充足，人们开始研究和追求电能质量。在科技不断发展的当今时代，用电设备性能在提高，高灵敏度负荷不断增多，高科技含量电气设备对电能扰动愈加敏感，从而意识到高质量的电能是和经济性联系在一起的。

16、为此，对电能质量的关注是改善电能环境和保证优质电力供应的需求，也是全面提高供电质量的基础。 电能质量治理技术经济效益： 谐波电流严重超标（25 倍）的用户治理合格，供电质量得到明显改善； 提高了电气设备的利用率，降低损耗减少浪费可实现系统增容 14%41%； 提高用户的功率因数，从 0.6 左右升至 0.9 以上，避免了功率因数罚款； 减少电网及变压器有功和无功功率损耗 1/32/3，使用户本身有功耗量减少 4%左右； 用户总用电电流减小 20%42.7%，少受电网无功功率 25%92.5%； 使用户产品合格率提高 0.5%1%； 杜绝因谐波放大使电容器损坏的事故，大幅度减少维修维护成本。 Page：7 诺比节能科技（珠海）有限公司 www.N 电能质量产品应用方法和领域电能质量产品应用方法和领域 目前电能质量治理优化主要有几种情况: 用户与供电系统公共连接点处电能