案例展示

池州学院用户侧配电系统节电改造项目

一、基本情况

1、校园情况

池州学院是安徽省属全日制普通本科院校,截至2019年9月,池州学院占地1959亩,校舍面积36.77万平方米,全日制在校生15815人;学校现有13个教学科研单位,本科专业57个。

2、能耗占比

根据池州学院近三年的统计情况看,池州学院的能源消耗结构中,电力消耗约占总能源消耗的75%,水资源消耗占比15%,气资源消耗占比5%左右,其他能源消耗占比5%左右。解决能源消耗占比最大的电力消耗问题,就成为节能降耗工作的重中之重。

另外,从池州学院能源消耗的变化趋势来看,电力消耗占比有进一步扩大的趋势,主要原因如下:

1)“空调进校园”的活动,使得池州学院用电负荷大幅增加。

2)食堂等服务机构,在大力推行清洁能源使用,多数原来使用燃气的灶具改为电力用电灶具,使得用电负荷进一步增加。

3)池州学院试验设备增加、试验课程增加使得用电负荷增加。

4)池州学院校园还在继续扩建,基建中电力的消耗也使得校园用电负荷大为增加。

5)池州学院学生人数和教职工人数的增加,也增加了部分电力的消耗。

鉴于以上情况,池州学院要完成省厅的节能达标目标考核,形势就变得异常严峻了,这也让校方不得不打破常规、勇于创新、群策群力、学习新技术、采用新产品来对能耗占比最高的电力消耗进行综合的节电改造,以期达到10%的综合降耗指标。

二、做法

为了解决电力消耗的节能问题,校方咨询相关专家、查阅公共机构节约能源资源网等权威网站,希望能找到适合池州学院情况的节电新技术。学校后勤管理部门在2017年3月份公布的《公共机构绿色节能节水技术产品推荐目录》中找到了一种用于用户侧配电电网改造的产品——GESPU系列电磁式电能质量优化装置。该项产品应用的技术在国家发展改革委《国家重点节能技术推广目录》和世界自然基金会“气候创行者”项目也榜上有名。

继而,校方与技术产品提供商开始了配电系统节电改造项目的沟通、交流和工作推进,具体工作如下。

1、技术论证

对于《目录》中推荐的产品,为了了解该产品的性能及对池州学院是否适用,带着这些问题,学校于2017年9月组织专家和《目录》中的技术厂家进行了技术交流和论证,并对产品的工作原理、适用情况及使用效果进行了探讨。在得到专家的首肯后,学校邀请技术厂家进行现场踏勘工作。

2、现场踏勘

《目录》中描述的电能质量优化装置这种产品适用于高校、医院、政府机关和事业单位等公共机构。

公共机构虽然总体上说在用电设备、用电时间上差异不是很大,但各单位却有各自不同的供电规模、配电结构和用电规律。鉴于将改造工作能落到实处、达到预期,2017年10月,校方邀请技术厂家的技术人员对池州学院各用电单位进行实际的现场踏勘,并根据其供电情况、负荷情况及用电特点提出针对性的解决方案。

在配合进行详细的现场考察后,学校后勤管理人员也对池州学院的用电情况有了更为准确的了解。

1)校园用电情况

校园的主要用电设备为灯具、空调、风扇、加热设备、冷冻冷藏设备、电脑、实验设备、插座的离散用电设备等,具体情况如下。

(1)校内照明主要的灯具类型为荧光灯、节能灯和金卤照明路灯等,平均照明时间根据不同的场所各不一样,其中:教室照明时间约为10个小时,办公室照明时间约为8个小时,宿舍照明时间约为5个小时。校内照明天数一般在9个月左右。

(2)校内空调的使用时间每年大概在4个月左右,教室内的平均使用时间约为8个小时,办公室使用时间约为8个小时,宿舍使用时间约为10个小时。

(3)校内风扇的使用时间,每年大概使用天数在4个月左右,具体使用时间不一而足,各个班级和宿舍与学生的情况不一样而使用时间不一样。

(4)加热设备主要是热水器等,每年大概使用的天数在9个月左右,每天使用的时间基本都在24小时左右。

(5)办公场所使用的电脑、空调等设备使用的时间基本在10个小时左右,实验室、教研室等超过12个小时。每年大概使用的天数在9个月以上。

(6)冷冻冷藏设备主要是在食堂使用,基本使用时间在24个小时左右,每年大概使用天数超过9个月。

(7)实验室的试验设备功率大小不一而足,分散在校内各个角落的插座也是离散用电,各不相同,用电时间也各不相同。

2)校园供电情况

目前校园内有户外变和1#、2#开闭所等供电区域变电所,供电规模分别如下。

根据以上统计可知,负荷目前有12940KVA左右,后期会增加更多用电设备,暂不考虑后期负荷。

3)存在的问题

由于学校校舍一直在不断增加,配电电网和当初设计时的指标要求已大相径庭,配电系统老化,单相负荷多,电网不平衡度比较高。具体情况如下:

(1)系统中单相负荷较多,整体负荷较重,单相电流很不平衡,存在严重的三相不平衡问题,一些用电场合甚至出现了缺相的情况;

(2)空调设备等用电设备的启停时对电网的冲击会很大,其产生的谐波会引起很强烈的电网波动,这对安全用电和相邻设备都造成了极大的不利;

(3)电网电压的变化对用电设备本身的正常使用和设备寿命都会有很不利的影响;

(4)运行的电网中大量的非线性负载产生大量的高次谐波,也会极大地影响电机设备等的使用效率和使用寿命;

(5)现场供电电压基本都出现正偏差,偏差幅度达到+10%;

(6)用电的计费方式采用“高压侧计费”,学校要承担因三相不平衡而导致的线路损耗,无形中也增大了学校的用电成本。

通过上述现场踏勘,学校后勤管理人员积累了第一手的供配电及用电情况的资料,为后继项目改造成功实施提供了必要的条件。

3、提供可行性报告

根据现场踏勘的结果,综合考虑项目改造的难度、费用、施工周期及预期效果,技术厂家为学校提供了针对性的解决方案,此阶段的成果就是:可行性报告。

4、沟通方案的可行性

2017年11月到2018年3月,学校和技术厂家又进行了三轮的技术交流,就方案的可行性及落地实施进行沟通和交流。

5、项目招标

2018年4月,学校的项目立项在校长办公会上通过。继而,学校开始委托第三方招标机构进行项目的招投标活动。2018年7月,项目在合肥招标中心举行招标活动,并确定了中标厂家。

6、项目落地

在确定项目中标厂家后,学校和中标厂家安徽集黎电气技术有限公司签订完合同后即根据合同约定的内容,督促中标厂家制订施工方案、组织生产,进行项目落地和实施。2018年8月30日,项目实施完成并交付。2018年9月20日,学校邀请了安徽省内节能专家并组织了由校领导牵头的专家论证会,完成项目验收。

至此,池州学院配电系统节电改造项目一步一步落实到位。

三、效果

通过两年多的设备投用情况来看,池州学院的用户侧配电系统节电改造项目取得了实实在在的效益。

1、直接效益

项目实施后, 具有良好的经济效益。

(1)节约用电量或用电费用8~20%。

(2)节约标煤或减排二氧化碳排放8~20%。

根据使用的情况来看,年节省用电130万千瓦时,年节约用电费用约73万元。其实这只是个静态数字,随着池州学院用电负荷的增加,池州学院节省的用电将超过130万千瓦时,年节约用电费用也将超过73万元。

2、间接效益

池州学院的节电项目改造后,GESPU系列电磁式电压质量优化装置还带来了间接的效益,主要有以下几点。

(1)改善了电压偏差、抑制了电压波动、平衡了系统的三相不平衡,提升配电电网的用电效率10%以上;

(2)减少了用电设备维护量大约20%;

(3)减少了用电设备维护资金投入大约15%;

(4)延长了用电设备使用寿命大约30%。

3、社会效益

项目的落地节约了标煤和减少了二氧化碳的排放,为池州学院绿色校园达标建设和完成省厅“十三五”规划节能减排任务提供了有效的保证,有着明显的社会效益。

(1)静态年节约标煤160吨,年减排二氧化碳量590吨。

(2)体现了池州学院作为教育单位的在生态文明建设中的社会责任感。

(3)保障了设备的安全可靠运行,更重要的是保证了用电学生和教职工的人身安全。

四、经验总结

1、适用范围

池州学院此次采用的GESPU系列电磁式电压质量优化装置的应用确实有效地提高了用户侧配电电网的电能质量,改善用电设备的供电环境,解决电压的偏差、波动和三相不平衡问题,提升用户微电网的配电效率。

使用中发现,该产品在现场电压偏差过大、波动频繁和三相不平衡度比较高的场所适合效果更好。

2、推广经验

根据学校后勤管理部门在进行配电系统节电改造时遇到的问题,特别要注意以下几点。

(1)节能减排要利益驱动。

节能减排工作功在当代,利在千秋,但因为很多项目不会产生直接明显的效益或产生的效益与单位领导(特别是“一把手”领导)考核无关,使得各单位没有改造的动力。转变观念难,但与考核挂钩的驱动力就简单多了。

(2)现场踏勘要实事求是。

因为各用电单位的用电情况是有个体差异的,如果踏勘时不能进行据实描述或现场踏勘不仔细,会直接影响设备的节电结果,从而引起用户的不满。

(3)方案规划要科学合理。

根据各用电单位的实际情况,综合考虑各方面的因素,包括:供电因素、负载属性、负载用电、配电布局、现场条件、用电环境等,进行科学合理地规划。结合资金的计划情况,可进行“总体规划,分步实施”。

(4)项目落地要示范优先。

在项目实施时,学校也曾对项目全面上马心存疑虑,一是资金的投入风险,二是技术落地后效果的风险。基于以上两点,学校最终确定了在项目总体规划后,实施时先选择个别典型应用的场合进行示范使用,通过典型示范项目的落地效果,来进一步推进整个项目的落地。

主办单位:《中国企业家》杂志社