水泥粉磨站辊压机永磁电机驱动系统节能改造节能量评估方法（第二部分）
（续接第一部分内容）
五、分析方法对比
1、单位产品能耗法计算及计算结果
采用单位产品能耗折标差异对比，进行分析计算，过程和结果见表3：
表3 采用单耗差异法计算情况表
根据以上分析，考虑基本的理论常识，我们明显可以看出，以上计算方法得出的结果显然不符合事实。这是由于，采用该方法数据的样本数据集偏少，仅仅使用阶段性的总体数据进行简单的统计分析，显然得不到正确的结论。
2、数据拟合法分析计算及计算结果
（1）基本思路
通过分析，对能耗产生影响的关键因素为辊压机产量（根据生产经验）。改造前1年基准期生产稳定，且企业相关数据记录齐全。可以使用基准期辊压机产量和辊压机电耗这两个因素进行多项式拟合，以确定产量和电耗之间的关系。接下来，将报告期有限月份的生产数据带入此函数关系，就可以得到一组没有技改存在情况下的2020年的电能消耗数据，最后将这个统计分析出来的电耗，与统计报告期4-9月实际电表测量得到的电耗进行对比，就能得到节能量。
（2）分析过程
采用Matlab软件曲线拟合工具箱cftool进行多项式拟合。当：
1、剔除2个异常点后；
2、当阶数取3时，决定系数R-square= 0.983，接近于1，说明采用3阶多项式拟合时，效果满足要求，此函数公式可以用于预测分析。
多项式拟合公式及相关系数如下：
其中f(x)为辊压机电耗预测函数。P1至P4为多项式函数关系式的系数。
拟合效果如图2所示：
图2 辊压机产量与能耗多项式拟合曲线示意图
通过polynomial多项式3阶拟合，可以得到决定系数为0.983的拟合函数；依据此公式，当输入2020年生产量时，此公式可以用于预测2020年的辊压机电耗数值；结合实际测量的用电量数值，可以算出预测值与实测值的差值，此差值作为评估节能量。
通过以上分析计算，得到辊压机技改项目节能量为214.8748tce。对比2019年全年电耗，节电率为14.66%。
（3）模型说明
根据GB/T13234-2018用能单位节能量计算方法标准，多项式预测模型法属于标准推荐的整体法。该模型属于统计学模型，此方法的基础是：水泥产量对能耗的影响，相比其他因素来的更大更显著，引入此模型进行预测是可行的。
3、电机损耗分析法计算及计算结果
为了从原理上更进一步了解技改项目的节能情况，以下从电动机损耗角度进行分析，希望得到能与多项式拟合方法相一致的结论。该方法可以是对上一个方法的佐证。
永磁同步电机与普通三相异步绕线高压电机在励磁原理上存在不同，在相同工况、负载率及工作效率条件下，旧电机与新电机的运行综合损耗是不同的，作者通过现场调查旧电机与新电机的技术参数，并查看电机运行记录，基于电机运行技术参数，给出电机综合损耗技术分析，并依次预估了节能量。
在计算电机综合损耗时，应将电机无功功率在电网交换中引起的电网有功功率损耗纳入考虑，当电流通过线路时，其无功损耗的大小与电流的平方成正比，而电流包含了无功电流和有功电流，无功电流分量在电阻上引起的损耗为无功功率损耗。
根据GB/T12497-2006，对于功率因数已经补偿到0.9以上得到企业，KQ取0.02-0.04。作者经现场核实，改造完成后企业辊压机配电房内安装了无功补偿设备，功率因素已经补偿到0.9以上，无功经济当量取平均值0.03。
电动机综合功率损耗计算方法如下：
按照以上分析计算，以年运行7000小时分析，辊压机单台电机预估节能量为159.43tce，参考2019年辊压机两台电机能耗所占比例，纯电机理论损耗推导前提下，如果不考虑其他能量损失，且一直在理想经济状态下运行辊压机（双电机）可以实现节能量大致为318吨标煤。
注意，这里318吨标准煤的节能量是考虑了技改后无功补偿，减少了与配电网进行无功交换而引起的有功损耗。所以综合以上分析，如果考虑机械损失，效率损失，以及未进行无功补偿前提下，系统计量边界仅限在辊压机电机配电房处计量表，而不是进出电能计量表（厂区配电所），其节能量范围应该大致在200到300吨标煤之间。
这与上文中方法2使用的多项式拟合，得到的节能量结论是相符合的。所以我们在进行节能量分析的时候，建议不但使用模型方法进行评估，还需要使用理论公式推导的方法，对可能产生的节能量进行验证，以评判模型法的合理性。
