能源計量作為經濟活動量化的“標尺”和節能降耗的重要技術手段,已廣泛應用于國民經濟的各個領域。計量技術機構可依托國家城市能源計量中心平臺,充分發揮其技術引領作用,著力加強以能源計量在線檢測技術、變頻電量計量技術、新能源計量技術、能源計量標準建設和能源計量考核評價體系為重點的研究工作,提高計量檢測能力和服務質量,滿足市場要求。
一、能源計量在線檢測技術
隨著科學技術進步和工業現代化進程的推進,原有的靜態測量方法發生了根本性變化,眾多用能單位通過在各個重要生產環節安裝多功能、在線監測儀器儀表來實現生產過程的實時、動態、智能化監控與管理。盡管現有方法存在不嚴密、測量風險大等不足,但它在提高產品質量、降低能源消耗和節約產品成本等方面仍發揮著積極作用。但是,大多在線監測計量器具不便拆卸,導致無法對其進行檢定/校準,量值溯源過程無法實現,量值準確可靠性也難以保證。
因此,如何對這些處于生產管理一線的在線監測計量器具進行量傳,保證其量值準確可靠,是當今生產和計量領域面臨的一個現實難題,迫切需要計量技術機構深入研究。通過研究準確度更高的在線監測計量儀器儀表、在線監測設備檢測方法和裝置,實現能源計量器具量值溯源,并將其正式納入用能單位日常能源計量管理體系。
二、變頻電量計量技術
據國家能源局統計,電機耗能占全國總耗能的60%~70%。自20世紀90年代以來,變頻技術由于其優異的調速性能和顯著的節能效果(提高能效30%~60%),為實施國家節能減排戰略提供了實用的技術手段,已廣泛應用于各領域電機節能。研究表明,頻率、相位和諧波等因素對電能計量影響很大,特別是新能源(如風電)頻率隨外界環境變化影響甚大,原有工頻測量方法和設備已無法滿足變頻電量計量的要求。與工頻電量計量相比,當今變頻電量計量領域和范圍仍存在局限性,遠不能滿足當前技術發展的需要,高電壓(>1000V)、大電流(>100A)、寬頻帶和寬相位的變頻電量計量更是無法溯源,相應的檢定/校準無法開展。一旦相應計量量值溯源存在問題,將直接導致各級政府相關職能部門數據失真,能效評估可靠性存在質疑,也影響其引導決策工作的開展。對于用能單位而言,量值溯源問題將給其產品質量控制帶來巨大風險和安全隱患。不僅如此,風電并網過程中極易由此引發電網運行事故,給電網的安全運行帶來嚴重隱患。
因此,如何實現高電壓、大電流、寬頻帶和寬相位的變頻電量量值溯源也是計量技術機構努力研究的方向。近期,中國計量科學研究院自主研制了兩種新型互感器式交流電阻器,使電流由1A傳遞到100A。自2010年以來,湖南省計量檢測研究院與湖南銀河電氣有限公司聯合組建變頻電量實驗室,開展變頻功率標準源、變頻電量計量檢定方法和裝置、變頻電量檢定規程和校準規范等研究工作,目前進展順利。
三、新能源計量技術
面對能源危機和環境保護雙重壓力,發展可再生能源是一條有效途徑。但是,以太陽能光伏、風能等為代表的新能源產業要健康快速發展,就需要用先進的計量檢測技術手段來實現其量值溯源。于是,2008年科技部正式啟動了包括太陽電池、熱水熱量、高壓電能、油流量計量標準及量值溯源技術研究在內的“十一五”國家科技支撐計劃重點項目,以保證能源測量數據的準確可靠,進一步提升計量基(標)準對節能減排工作的基礎支撐能力。
風電產業發展迅速,但相關檢測方法和技術標準嚴重缺失,致使一些零部件無法檢測,帶葉片的整機試驗難度也很大。計量技術機構可從風力資源的評估、風電場的建設、風電設備、風電并網整個產業鏈出發考慮,加緊相關檢測技術和標準制定的研究。
當前從事太陽能光伏計量檢測的單位較多,測試儀器也很不一致,主要實現方法有太陽模擬器、組件測試儀和標準電池及參考組件。因此,研制針對相關計量器具的檢測方法及標準器件,使其滿足量值溯源要求就顯得尤為迫切和重要。中國計量科學研究院在該領域已取得豐碩成果。
四、計量數據分析應用
注重計量數據分析應用,推行能源計量精細化管理。如何找準計量定位,充分利用實測原則、歸納分析原則、復核原則、評價原則,發揮其在采集、匯總、認證分析、監督使用、異常反饋、異議處理等過程和環節的重要指導作用,也是計量技術機構研究的熱點。同時,通過計量數據分析可發現儀表運行和能耗是否異常,工藝缺陷、技術潛力和管理漏洞也能反映出來,這樣對促進技術進步、改進產品質量、減少生產成本和挖掘節能潛力都有著非常重大的現實意義。
五、能源計量標準建設
《計量法》和《節約能源法》是我國規范能源計量的兩部法律,另有相關行政和技術法規100多部。盡管數量不少,但大多不適應當前能源計量工作與節能工作的形勢和要求,且大多是推薦性法規,造成可操作性不強、指導意義不大和無法有效實施,這對推進能源計量和節能工作極為不利。因此,仍需不斷完善、修訂現行技術標準,增強其實用性和可操作性,滿足當前能源計量和節能降耗工作的需要。
與此同時,計量技術機構還應緊密聯系“十二五”規劃,在廣泛調研的基礎上,針對本地區各行業發展現狀及能源使用情況,制定科學合理、實用性和可操作性強的,涉及主要工業產品單位的能耗定額、差額及評價的地方標準。
六、能源計量管理模式
發揮國家城市能源計量中心\區域檢測中心、標準化研究中心和工程技術研究中心的技術核心作用,積極探索建立適用于行業計量發展要求的、科學、規范、有效的能源計量數據平臺,不斷完善用能單位二、三級能源計量體系建設的能源計量管理新模式。管理范圍不僅要覆蓋GB17167-2006《用能單位能源計量器具配備和管理通則》所涉及的三級能源計量器具,而且管理過程延伸至原材料采集、運輸、物料交接、生產過程控制和產品出廠等生產全過程的各個細節,管理對象也要由單純的計量器具逐漸向節能目標的管理轉變。
七、能源計量考核評價體系
當前,國家尚未建立對企業能源計量的考核評價體系,也沒明確政府、企業各自在能源計量中的職責和要求,對企業實施能源計量考核缺乏法律依據。要讓能源計量工作持續有效開展,必須建立科學合理、獎罰分明的能源計量考核評價體系,進一步將其融入能源審計、節能監察和能效評價考核工作中。
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