电能质量经济性影响
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未中断成本 结构
设备 成本 修理 费用
废品损失
生产 损失 利润 损失
额外燃油 动力费 次品利 润损失
其他成本
设备提 前折旧 费
生产补 救费用
20
4/8/2013
4.服务行业的特殊性
生产（经营）损失
• 无论经营是否被中断，相对正常营业状态降低的 应得未得的利润。(往往不能加班补救) • 在停工的时间内： • 1）仍需要支付的人工费用 • 2）对于酒店、商场等行业，不能保存类的材料 或商品的损失 • 3）设备的折旧费、设备与场所的租赁费。 • 包括重启过程中的需投入的人力、能源动力等 • 特别是因为顾客不满和商誉损失导致的收入损失 (失去的机会) 对于电子商务、数据类服务行业，需要数据的恢复、 重新处理和重复传输等；核算损失时，可以在成本 分项的废品损失和设备成本的基础上适当合并
装置可以保护30s以内的中断，减少12次暂降/年，节 省=12*$14,300=$171600 投资回收期=15.9个月 =211000/（171600-12400）*12
解决问题的建议
预防比事故后的治理更具性价比
缓解治理装置的投入一般只占到企业电能质量年经济成本的 10%以下。
（数据来源：莱昂纳多2007年调研）
SEMI F47 IEC 61000-4-34
电能质量是共同的问题
干净的源头
污染或其他原因，水质变差
下游用户无法饮用
上游的水也不一定满足部分用户的需求
电能质量问题是一个动态变化的问题
电力电子技术及更高效敏感电气的广 泛使用将带来新的电能质量问题
电能质量问 题更突出
劣质电能质量带来安全问题, 造成 经济损失和能源的额外耗损.
主管人员对问题的认知度很重要，要有针对性的培训
40
谢谢
更多信息请联系 黄炜.alex.huang@copperalliance.org
| Presentation title and date
2011年上海市电能质量经济性调研发现
| Presentation title and date
电能质量问题较为突出
调研主要发现
电能质量经济 性影响显著
电能质量认知 度低
每万元产值电 能质量损失 （2.218,6.478）
每万度用电电 能质量损失 （28.03,54.69）
总体认知度偏 低
用户电能质量 监测数据不详 细
治理设备选择 不当
随着数字社会的进一步发展，更多的敏感负荷、非线性负 荷的使用，电能质量问题将更为突出......
单位产值成本
不同行业的单位产值成本（元/万元产值）
25 20 15 10 5 1.16 0 半导体行业 服务业 钢铁制造 化工行业 汽车制造业 食品制造业 制药业 18.93
12.75
电能质量经济性评估-用户角度
评估电能质量经济性影响的方法论
电能质 量扰动
1.暂降与短时 中断评估 2. 谐波的评估 3. 其他电能质 量问题
生产经 营
1. 生产中断 2. 生产未中断
经济损 失
评估因电能质 量扰动造成的 生产服务中断 或未中断损失
暂降与短时中断的评估
IEEE 1346-1998 提供了评估因暂降引起的用户经济损失导则。
为了改善电能质量采取的措施（%）N=128
安装UPS 安装静止无功补偿器SVC 增加自备发电机 使用快速切换开关 安装储能设备 安装无源\有源滤波器 什么都不做 提高供电的电压等级 其他 安装动态电压恢复器(DVR) 安装静止无功发生器STATCOM 8.6 5.5 4.7 2.3 21.1 19.5 14.8
总结
•电能质量是一个兼容性、动态变化的多方问题
•电能质量问题经济性影响显著，已有科学的评估方法 缓解电能质量问题带来的影响需要科学的策略 先监测，跟踪数据，评估系统现状 以系统可靠安全、经济高效运行为目标，从细处入手改造 在设备的高效率和抗干扰能力之间做好平衡
合适的，才是更好的（解决方案与工艺的匹配性高）
20
10 0 定期巡检 专项监测 在线监测
78.6 100.0 100.0 是 100.0 52.4 47.6 否
0.0
0.0 0.0
143个样本中80个样本开展了电 能质量监测工作
建材业
Total
电能质量监测措施
电能质量监测数据的详细程度（%） N=79
60.00 39.24 50.63
目前电能质量监测数据的详细程度 很难支撑电能质量基础数据的采集 和分析工作
其他 成本
节省成 本（-） 减少支 付的电 费
临时工 的未付 工资
工资
费用
4/8/2013
中断的成本结构
各成本的要素
直接人工
• =工时×人工单价
直接材料
• =各项材料数量×材料单价
制造费用
• =工时×固定资产每工时的计提费 • 管理等其他费用
19 4/8/2013
未中断成本结构
3 未中断成本结构
4/8/2013
停工损失
重启动成本 其他成本 部分成本
可合并
21
电能质量经济性评估-供电公司角度
电能质量对电力公司的经济性影响
售电量 的减少
额外投 资
电能质量 对电力公 司的经济 性影响
运行维 护成本 的增加
运行风 险增大
电力公司电能质量成本评估
电网缓解 电能质量 成本
电网电 能质量 成本
响应电能 质量问题 成本 提高供电 可靠性成 本
供电公司 角度 数据收集 方法 经济影响 评估方法 缓解电能 质量成本 响应电能 质量成本 提高可靠 性成本 数据收集 方法
经济ຫໍສະໝຸດ Baidu响 评估方法 电能质量 扰动 暂降与短 时中断 生产经营 影响
经济损失
直接法
间接法
人的成本
物的成本
谐波
其他
生产中断
非中断影 响
技术数据
经济数据
愿意接受 的成本
愿意接受 的补偿
设备故障
谐波损失评 估
额外能量损 失 概率性评估 设备老化
设备故障
确定性评估-额外能量损失
• 确定性评估的条件 （所有变量条件已知） • 评估公式 (不考虑费率的变化和现金价值） （1） •Kw单位电费，Dwk是运营成本，Pk(Gh1……Ghmax)是元件谐波损失 • （2）
• 考虑费率的变化和现金价值
• （3）
确定性评估-设备老化
概率性评估的主要步骤
电能质量经济性数据的获取
◆生产过程中断法 该方法用于收集干扰造成生产过程中断引起的损失
A1 在制品成本 A2人力成本 A3过程重启成本
生产过 程中断
A4 设备成本 A5 过程减缓成本 A6 其他成本
A7 节省成本 A=A1+A2+A3+A4+A5+A6-A7
电能质量 解决方案 的实施与 效果评价
电能质量解决方案的经济性评估
减少电能质量 问题引起的经 济损失
治理设备投资 和运行维护费 用
解决方案经济性评价-举例说明
全年损失=$14,300*18=$257,400 解决方案1 成本$8000 替换成敏感度与24V设备电源相同的继电 器。 年暂降9次，其中2次没有生产，无损失。 年节省=11*$14,300=$157,300 投资回收期 0.6个月=8000/157300*12
• 获取暂降的事件记录 第一步 • 输出或画出暂降事件等势图 • 评估用户设备敏感度 第二步 • 关键部件的抗扰度曲线 • 构建合成图表（coordination chart) 第三步 • 计算全年暂降事件（影响生产）Q
• 计算单次暂降损失 C 第四步 • 全年损失T=C*Q
谐波引起的损失评估
额外能量损 失 确定性评估 设备老化
一般, 31.8 好, 53.6 无效果, 9.1
56.3 40.6 31.3 28.9
采用改善电能质量措施后其改善效果（%） N=132
非常好, 5.5
目录
什么是电能质量问题 电能质量的经济性影响 如何缓解电能质量问题 结论
| 标题和日期
策略制定流程
电能质量 监测
电能质量 分析
技术层面：找准
40.00
20.00
10.13
电能质量监测时间（%） N=80
60 50 40 30 20 10 0 1年以下 1-3年 3-4年 5年以上 15.00 26.25 55.00
0.00 有，且非常详细 有，但是不详细 没有
3.75
电能质量治理措施
• 9%的样本认为治理措施安装后无效果 • 32%的样本认为治理效果一般
了解不同的电 能质量事件, 25.8
可以识别不同 的电能质量事 件及其特性, 12.1
2009年
2010年
钢铁业认识程度最高 石化行业、医药制造业、轨道交通 和金融业认知程度均不高 样本经济损失与认知度相关性不高
电能质量监测措施
分行业开展电能质量检测情况（%）N=143
钢铁业 轨道交通 商业 电子信息产品制造业 0.0 0.0 100.0 100.0 50 40 30
2 | Presentation title and date
目录
什么是电能质量问题 电能质量的经济性影响 如何缓解电能质量问题 结论
| 标题和日期
电能质量是关于兼容性的问题
1970’s – PQ 是关于电能的各种指标
1990’s – PQ 是负载和电力之间的兼容性问题
1970’s Voltage ± 10% Frequency ± 1% THD < 5% 1980’s 1990’s
治理策略
电能质量经 济损失统计
电能质量治 理设备投资
经济层面：找好
技术经济分 析
电能质量解决方案的经济性评估
未实施电能质 量解决方案
实施电能质量 解决方案
电能质量解决方案的经济性评估
流程
电能质量 问题特性 分析
电能质量 问题经济 损失分析
列出可行 的电能质 量解决方 案
电能质量 解决方案 的技术经 济优选
目录
什么是电能质量问题 电能质量的经济性影响 如何缓解电能质量问题 结论
| 标题和日期
电能质量经济性影响的涵义
所谓经济性影响，即“劣质的”电能质量对社会经营活动造成的直接及间接的损失。
特点: • • 影响的广泛性 情况的复杂性
用户
供电 公司
社会
电能质量经济性影响方法论
方法论
用户角度
生产中断的成本构成框架
引起生产中断成本 生产 损失 设备 成本 设备损 坏更换 费 修理 费用 制造
废品 损失 可修复废品 的修复费用 直接 材料 直接 人工 制造 费用 水电费 管理费 用……
18
停工 损失 不可修 复废品 的成本 直接 工资 制造 费用 职工福 利费
重启动 成本 直接 材料 直接
电能监测的方式（%） N=80
45.0
27.3
72.7
63.0
37.5
31.3
汽车制造业
石化业 航空运输业 其他 金融业
有色金属冶炼及压延加工业 医药制造业 轻工产品制造业 纺织业 21.4
37.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 44.8 55.2 41.2 58.8 40.0 60.0
电力公司可能提供措施减少暂降 的次数吗？ 是否要考虑安装暂降缓解装置？ 是否选择用抗扰度更好的继电 器？（更低的敏感性） 是否可以重新安排生产流程使得 过程的敏感度降低？
解决方案2
成本$160000购置暂降缓解装置， 安装成本$50000,
一次性投入$210000, 年维护成本$12400
电能质量经济性影响
亚洲电能质量联盟秘书长 2013年4月16日 上海 黄炜
电能质量的影响?
2010年损失约为7630亿
价值相当于2011年中国全年大米产量的2.15倍
数据来源：
国家发改委高技术产业司公布中国规模以上工业总产值突破70万亿 （2010） 欧盟认可在工业领域电能质量的单位产值成本约为109元/万元产值 （2007） 国家统计局大米产量总计8840万吨 (2011)
378.1
100
0 半导体行业 服务业
44.07 钢铁制造
Source: LPQI电能质量经济损失报告中，指出在欧盟 25国，单位用电量成本约为310欧元/万度
电能质量总体认知度
社会对电能质量的总体认知度（%） N=132
基本不了解, 9.1 可以准确判断 电能质量问题 与生产过程中 断或事故的关 系, 27.3 听说过电能质 量, 25.8
7.57 4.94 2.05 0.63
Source: LPQI电能质量经济损失报告中，指出在欧 盟25国，单位产值成本为109元/万元产值
单位用电量成本
不同行业的单位用电量成本（元/万度）
700 600 500 400 300 200 221.06 82.1 29.78 化工行业 汽车制造业 食品制造业 30.1 制药业 570.64
设备 成本 修理 费用
废品损失
生产 损失 利润 损失
额外燃油 动力费 次品利 润损失
其他成本
设备提 前折旧 费
生产补 救费用
20
4/8/2013
4.服务行业的特殊性
生产（经营）损失
• 无论经营是否被中断，相对正常营业状态降低的 应得未得的利润。(往往不能加班补救) • 在停工的时间内： • 1）仍需要支付的人工费用 • 2）对于酒店、商场等行业，不能保存类的材料 或商品的损失 • 3）设备的折旧费、设备与场所的租赁费。 • 包括重启过程中的需投入的人力、能源动力等 • 特别是因为顾客不满和商誉损失导致的收入损失 (失去的机会) 对于电子商务、数据类服务行业，需要数据的恢复、 重新处理和重复传输等；核算损失时，可以在成本 分项的废品损失和设备成本的基础上适当合并
装置可以保护30s以内的中断，减少12次暂降/年，节 省=12*$14,300=$171600 投资回收期=15.9个月 =211000/（171600-12400）*12
解决问题的建议
预防比事故后的治理更具性价比
缓解治理装置的投入一般只占到企业电能质量年经济成本的 10%以下。
（数据来源：莱昂纳多2007年调研）
SEMI F47 IEC 61000-4-34
电能质量是共同的问题
干净的源头
污染或其他原因，水质变差
下游用户无法饮用
上游的水也不一定满足部分用户的需求
电能质量问题是一个动态变化的问题
电力电子技术及更高效敏感电气的广 泛使用将带来新的电能质量问题
电能质量问 题更突出
劣质电能质量带来安全问题, 造成 经济损失和能源的额外耗损.
主管人员对问题的认知度很重要，要有针对性的培训
40
谢谢
更多信息请联系 黄炜.alex.huang@copperalliance.org
| Presentation title and date
2011年上海市电能质量经济性调研发现
| Presentation title and date
电能质量问题较为突出
调研主要发现
电能质量经济 性影响显著
电能质量认知 度低
每万元产值电 能质量损失 （2.218,6.478）
每万度用电电 能质量损失 （28.03,54.69）
总体认知度偏 低
用户电能质量 监测数据不详 细
治理设备选择 不当
随着数字社会的进一步发展，更多的敏感负荷、非线性负 荷的使用，电能质量问题将更为突出......
单位产值成本
不同行业的单位产值成本（元/万元产值）
25 20 15 10 5 1.16 0 半导体行业 服务业 钢铁制造 化工行业 汽车制造业 食品制造业 制药业 18.93
12.75
电能质量经济性评估-用户角度
评估电能质量经济性影响的方法论
电能质 量扰动
1.暂降与短时 中断评估 2. 谐波的评估 3. 其他电能质 量问题
生产经 营
1. 生产中断 2. 生产未中断
经济损 失
评估因电能质 量扰动造成的 生产服务中断 或未中断损失
暂降与短时中断的评估
IEEE 1346-1998 提供了评估因暂降引起的用户经济损失导则。
为了改善电能质量采取的措施（%）N=128
安装UPS 安装静止无功补偿器SVC 增加自备发电机 使用快速切换开关 安装储能设备 安装无源\有源滤波器 什么都不做 提高供电的电压等级 其他 安装动态电压恢复器(DVR) 安装静止无功发生器STATCOM 8.6 5.5 4.7 2.3 21.1 19.5 14.8
总结
•电能质量是一个兼容性、动态变化的多方问题
•电能质量问题经济性影响显著，已有科学的评估方法 缓解电能质量问题带来的影响需要科学的策略 先监测，跟踪数据，评估系统现状 以系统可靠安全、经济高效运行为目标，从细处入手改造 在设备的高效率和抗干扰能力之间做好平衡
合适的，才是更好的（解决方案与工艺的匹配性高）
20
10 0 定期巡检 专项监测 在线监测
78.6 100.0 100.0 是 100.0 52.4 47.6 否
0.0
0.0 0.0
143个样本中80个样本开展了电 能质量监测工作
建材业
Total
电能质量监测措施
电能质量监测数据的详细程度（%） N=79
60.00 39.24 50.63
目前电能质量监测数据的详细程度 很难支撑电能质量基础数据的采集 和分析工作
其他 成本
节省成 本（-） 减少支 付的电 费
临时工 的未付 工资
工资
费用
4/8/2013
中断的成本结构
各成本的要素
直接人工
• =工时×人工单价
直接材料
• =各项材料数量×材料单价
制造费用
• =工时×固定资产每工时的计提费 • 管理等其他费用
19 4/8/2013
未中断成本结构
3 未中断成本结构
4/8/2013
停工损失
重启动成本 其他成本 部分成本
可合并
21
电能质量经济性评估-供电公司角度
电能质量对电力公司的经济性影响
售电量 的减少
额外投 资
电能质量 对电力公 司的经济 性影响
运行维 护成本 的增加
运行风 险增大
电力公司电能质量成本评估
电网缓解 电能质量 成本
电网电 能质量 成本
响应电能 质量问题 成本 提高供电 可靠性成 本
供电公司 角度 数据收集 方法 经济影响 评估方法 缓解电能 质量成本 响应电能 质量成本 提高可靠 性成本 数据收集 方法
经济ຫໍສະໝຸດ Baidu响 评估方法 电能质量 扰动 暂降与短 时中断 生产经营 影响
经济损失
直接法
间接法
人的成本
物的成本
谐波
其他
生产中断
非中断影 响
技术数据
经济数据
愿意接受 的成本
愿意接受 的补偿
设备故障
谐波损失评 估
额外能量损 失 概率性评估 设备老化
设备故障
确定性评估-额外能量损失
• 确定性评估的条件 （所有变量条件已知） • 评估公式 (不考虑费率的变化和现金价值） （1） •Kw单位电费，Dwk是运营成本，Pk(Gh1……Ghmax)是元件谐波损失 • （2）
• 考虑费率的变化和现金价值
• （3）
确定性评估-设备老化
概率性评估的主要步骤
电能质量经济性数据的获取
◆生产过程中断法 该方法用于收集干扰造成生产过程中断引起的损失
A1 在制品成本 A2人力成本 A3过程重启成本
生产过 程中断
A4 设备成本 A5 过程减缓成本 A6 其他成本
A7 节省成本 A=A1+A2+A3+A4+A5+A6-A7
电能质量 解决方案 的实施与 效果评价
电能质量解决方案的经济性评估
减少电能质量 问题引起的经 济损失
治理设备投资 和运行维护费 用
解决方案经济性评价-举例说明
全年损失=$14,300*18=$257,400 解决方案1 成本$8000 替换成敏感度与24V设备电源相同的继电 器。 年暂降9次，其中2次没有生产，无损失。 年节省=11*$14,300=$157,300 投资回收期 0.6个月=8000/157300*12
• 获取暂降的事件记录 第一步 • 输出或画出暂降事件等势图 • 评估用户设备敏感度 第二步 • 关键部件的抗扰度曲线 • 构建合成图表（coordination chart) 第三步 • 计算全年暂降事件（影响生产）Q
• 计算单次暂降损失 C 第四步 • 全年损失T=C*Q
谐波引起的损失评估
额外能量损 失 确定性评估 设备老化
一般, 31.8 好, 53.6 无效果, 9.1
56.3 40.6 31.3 28.9
采用改善电能质量措施后其改善效果（%） N=132
非常好, 5.5
目录
什么是电能质量问题 电能质量的经济性影响 如何缓解电能质量问题 结论
| 标题和日期
策略制定流程
电能质量 监测
电能质量 分析
技术层面：找准
40.00
20.00
10.13
电能质量监测时间（%） N=80
60 50 40 30 20 10 0 1年以下 1-3年 3-4年 5年以上 15.00 26.25 55.00
0.00 有，且非常详细 有，但是不详细 没有
3.75
电能质量治理措施
• 9%的样本认为治理措施安装后无效果 • 32%的样本认为治理效果一般
了解不同的电 能质量事件, 25.8
可以识别不同 的电能质量事 件及其特性, 12.1
2009年
2010年
钢铁业认识程度最高 石化行业、医药制造业、轨道交通 和金融业认知程度均不高 样本经济损失与认知度相关性不高
电能质量监测措施
分行业开展电能质量检测情况（%）N=143
钢铁业 轨道交通 商业 电子信息产品制造业 0.0 0.0 100.0 100.0 50 40 30
2 | Presentation title and date
目录
什么是电能质量问题 电能质量的经济性影响 如何缓解电能质量问题 结论
| 标题和日期
电能质量是关于兼容性的问题
1970’s – PQ 是关于电能的各种指标
1990’s – PQ 是负载和电力之间的兼容性问题
1970’s Voltage ± 10% Frequency ± 1% THD < 5% 1980’s 1990’s
治理策略
电能质量经 济损失统计
电能质量治 理设备投资
经济层面：找好
技术经济分 析
电能质量解决方案的经济性评估
未实施电能质 量解决方案
实施电能质量 解决方案
电能质量解决方案的经济性评估
流程
电能质量 问题特性 分析
电能质量 问题经济 损失分析
列出可行 的电能质 量解决方 案
电能质量 解决方案 的技术经 济优选
目录
什么是电能质量问题 电能质量的经济性影响 如何缓解电能质量问题 结论
| 标题和日期
电能质量经济性影响的涵义
所谓经济性影响，即“劣质的”电能质量对社会经营活动造成的直接及间接的损失。
特点: • • 影响的广泛性 情况的复杂性
用户
供电 公司
社会
电能质量经济性影响方法论
方法论
用户角度
生产中断的成本构成框架
引起生产中断成本 生产 损失 设备 成本 设备损 坏更换 费 修理 费用 制造
废品 损失 可修复废品 的修复费用 直接 材料 直接 人工 制造 费用 水电费 管理费 用……
18
停工 损失 不可修 复废品 的成本 直接 工资 制造 费用 职工福 利费
重启动 成本 直接 材料 直接
电能监测的方式（%） N=80
45.0
27.3
72.7
63.0
37.5
31.3
汽车制造业
石化业 航空运输业 其他 金融业
有色金属冶炼及压延加工业 医药制造业 轻工产品制造业 纺织业 21.4
37.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 44.8 55.2 41.2 58.8 40.0 60.0
电力公司可能提供措施减少暂降 的次数吗？ 是否要考虑安装暂降缓解装置？ 是否选择用抗扰度更好的继电 器？（更低的敏感性） 是否可以重新安排生产流程使得 过程的敏感度降低？
解决方案2
成本$160000购置暂降缓解装置， 安装成本$50000,
一次性投入$210000, 年维护成本$12400
电能质量经济性影响
亚洲电能质量联盟秘书长 2013年4月16日 上海 黄炜
电能质量的影响?
2010年损失约为7630亿
价值相当于2011年中国全年大米产量的2.15倍
数据来源：
国家发改委高技术产业司公布中国规模以上工业总产值突破70万亿 （2010） 欧盟认可在工业领域电能质量的单位产值成本约为109元/万元产值 （2007） 国家统计局大米产量总计8840万吨 (2011)
378.1
100
0 半导体行业 服务业
44.07 钢铁制造
Source: LPQI电能质量经济损失报告中，指出在欧盟 25国，单位用电量成本约为310欧元/万度
电能质量总体认知度
社会对电能质量的总体认知度（%） N=132
基本不了解, 9.1 可以准确判断 电能质量问题 与生产过程中 断或事故的关 系, 27.3 听说过电能质 量, 25.8
7.57 4.94 2.05 0.63
Source: LPQI电能质量经济损失报告中，指出在欧 盟25国，单位产值成本为109元/万元产值
单位用电量成本
不同行业的单位用电量成本（元/万度）
700 600 500 400 300 200 221.06 82.1 29.78 化工行业 汽车制造业 食品制造业 30.1 制药业 570.64