電機(jī)節(jié)能潛力大技術(shù)攻堅(jiān)是關(guān)鍵
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國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)今年啟動(dòng)了“十一五”國(guó)家十大重點(diǎn)節(jié)能工程，電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能工程是其中之一。據(jù)悉，2006～2007年將全面啟動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能工程的各項(xiàng)工作，規(guī)劃在重點(diǎn)用電行業(yè)節(jié)電改造示范的基礎(chǔ)上，推廣到所有改造行業(yè)，每年改造500萬(wàn)千瓦,形成年節(jié)電能力50億千瓦時(shí)；同時(shí)抓緊實(shí)施電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)節(jié)電工程所需的配套政策、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的制定、頒布及宣貫；計(jì)劃到2010年共改造2500萬(wàn)千瓦，實(shí)現(xiàn)節(jié)電250億千瓦時(shí)。
技術(shù)是“短板”
電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)是一個(gè)面大量廣的應(yīng)用產(chǎn)業(yè)。2003年各類電動(dòng)機(jī)總裝機(jī)容量約為4.2億千瓦，年耗電10000億千瓦時(shí)以上，約占全國(guó)用電量的60%，運(yùn)行效率比國(guó)外先進(jìn)水平低10~20個(gè)百分點(diǎn)，相當(dāng)于每年浪費(fèi)電能約1500億千瓦時(shí)。2003年我國(guó)電動(dòng)機(jī)年產(chǎn)量約為4500萬(wàn)千瓦，平均效率比發(fā)達(dá)國(guó)家低2~3個(gè)百分點(diǎn)。電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)效率比發(fā)達(dá)國(guó)家低10～30個(gè)百分點(diǎn)，相當(dāng)于國(guó)際20世紀(jì)七、八十年代的水平。在使用壽命、可靠性、材料消耗、噪聲及振動(dòng)方面都有一定差距。
有專家分析認(rèn)為，目前電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)在技術(shù)方面的欠缺成為制約節(jié)能發(fā)展的“短板”。
首先，我國(guó)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)與裝備水平距離節(jié)能目標(biāo)相差很遠(yuǎn)，采用變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)仍為少數(shù)，不到總量的10%；我國(guó)中小電動(dòng)機(jī)基本是通用常規(guī)類型，還沒能形成變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)系列，變頻器電動(dòng)機(jī)集成、智能電動(dòng)機(jī)、機(jī)電一體化技術(shù)與國(guó)際相比有一定差距。
其中，國(guó)產(chǎn)中小功率變頻器多為U/f比控制方式，很少采用先進(jìn)矢量控制及直接轉(zhuǎn)矩控制方式，其控制性能、保護(hù)技術(shù)、可靠性等方面難以與國(guó)際產(chǎn)品抗衡，只能采取低成本、低價(jià)格的市場(chǎng)策略，占據(jù)低端市場(chǎng)。
其次，新型可關(guān)斷電力電子器件取代普通晶閘管已成為趨勢(shì)，目前國(guó)際電機(jī)采用IGBT/IGCT等新型電力電子器件的變頻器已成為電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)節(jié)能的主流。但我國(guó)電力電子器件技術(shù)及制造水平與國(guó)際水平差距很大，除普通晶閘管外還不能制造IGBT/IGCT等新型電力電子器件，因此國(guó)產(chǎn)變頻IGBT/IGCT電力電子器件及電容等配套部件絕大部分需要依賴進(jìn)口。
國(guó)產(chǎn)普通晶閘管的交交變頻雖已成熟，但應(yīng)用范圍局限。國(guó)外變頻調(diào)速技術(shù)與產(chǎn)品占中國(guó)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)節(jié)能市場(chǎng)的主導(dǎo)地位。特別是國(guó)家重點(diǎn)工程項(xiàng)目的高性能、大功率變頻調(diào)速系統(tǒng)基本上被國(guó)外產(chǎn)品占據(jù)。采用新型電力電子器件的國(guó)產(chǎn)大功率高性能變頻調(diào)速系統(tǒng)還是空白。
特別是在電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)節(jié)能領(lǐng)域還缺少系統(tǒng)節(jié)能的設(shè)計(jì)方法和評(píng)估手段，變頻調(diào)速還沒有完善的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、測(cè)試規(guī)范和測(cè)試手段。
電力電子及變頻調(diào)速技術(shù)是高新技術(shù)，先進(jìn)國(guó)家在該領(lǐng)域的研究開發(fā)投入很大。我國(guó)該領(lǐng)域技術(shù)在總體上與國(guó)際水平相差5~10年。盡管我國(guó)政府對(duì)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)節(jié)能十分重視，但在該領(lǐng)域的研究開發(fā)投入少，且有限的投入也大多數(shù)是低水平的重復(fù)開發(fā)。還沒有形成電力電子及變頻調(diào)速領(lǐng)域技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)的平臺(tái)，無(wú)法形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模。
提倡高效能技術(shù)應(yīng)用
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，要提高電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)節(jié)能的發(fā)展就必須首先從提升技術(shù)入手，鼓勵(lì)制造高效電動(dòng)機(jī)，強(qiáng)制淘汰低效電動(dòng)機(jī)。按照目前電動(dòng)機(jī)效率分類及國(guó)際IEC電動(dòng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)，高效電動(dòng)機(jī)的效率一般為75%~89%。目前我國(guó)實(shí)際運(yùn)行中電動(dòng)機(jī)主要集中在0.55~100千瓦功率等級(jí)電動(dòng)機(jī)的平均效率提高為92%；開發(fā)并應(yīng)用變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)，并形成產(chǎn)業(yè)化；對(duì)常規(guī)電動(dòng)機(jī)的同功率、同體積、同材料的變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)，效率提高1%～3%；緊跟國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)，開發(fā)和研制智能化電動(dòng)機(jī)，即把電動(dòng)機(jī)變頻器和控制系統(tǒng)集成到一起的電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，使該系統(tǒng)節(jié)能達(dá)20%～30%。
其次，變頻器是電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)節(jié)能重要部件，采用變頻調(diào)速后的電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)效率可以節(jié)能10%~15%。而電動(dòng)機(jī)調(diào)速節(jié)能潛力大，但僅僅只靠變頻速度是不夠的，因此，針對(duì)特殊應(yīng)用和特定范圍，采用其他方法更能體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性。比如，國(guó)產(chǎn)普通晶閘管的交交變頻雖已成熟，應(yīng)進(jìn)一步擴(kuò)大規(guī)模和應(yīng)用范圍。對(duì)于IGBT/IGCT等新型電力電子器件，應(yīng)以應(yīng)用技術(shù)研發(fā)和推廣應(yīng)用為主，同時(shí)積極組織新型器件的研發(fā)。并且重點(diǎn)研究開發(fā)采用新型電力電子器件研制高性能、污染小的大功率變頻調(diào)速系統(tǒng)，在鋼鐵、煤炭、機(jī)車牽引等行業(yè)中樹立一批國(guó)產(chǎn)化裝備技術(shù)的發(fā)展。
此外，應(yīng)對(duì)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行研究，建立電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)節(jié)能的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試規(guī)范 |
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