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企業始終在追逐利潤，一是增加效益，二是降低成本。降低成本中很重要的工作是降低消耗，包括節約能源，即降本增效和節能降耗。
1 人、社會與能源
自從人類產生的一天起，就和能源結下了不解之緣。數百萬年前的原始人類，日人均消耗僅2000kcal的食物能量；到數十萬年前，進入狩獵人時期，開始利用石器與火，取暖做飯，日人均達5000kcal能量；到7000年前，早期農民出現，使用家畜耕作，并形成了農業、手工業、畜牧業和商業，日人均消耗達12000kcal能量；到公元1000年左右，人類成為發達農民，廣泛使用煤炭、水利、風力和家畜，又形成了工業和運輸業，日人均消耗達26000kcal能量；到公元19世紀末，產業工人形成，開始使用蒸汽機，日人均消耗達77000kcal能量；到20世紀末，人類進入了技術人階段，普遍使用電力、煤炭、石油、核能，日人均消耗則高達230000kcal能量。能源的多元化及能源大量消耗所帶來的負面作用引起了人類的重視和關切。
20世紀末，國外社會學家提出，經濟增長(Economic Growth)、環境保護(Environmental Protection)和能源供需的穩定安全(Energy Security)三者之間產生了嚴重的矛盾，因此要謀求三者之間建立和諧的關系，即3E模型。其中，關鍵因素是節約能源和開拓可再生能源的利用。
圖1 3E模型圖
面對3E問題，世界各國都不約而同地從立法做起，使節能步入法制軌道。
一般來講，都是開源與節流并舉。節約能源，特別是節約不可再生能源是重要的，但是，開拓可再生能源更重要。盡管電力能源是二次能源，但是許多一次能源都需要轉變成二次能源，尤其是電能后才便于使用。因為電能是目前最易轉換、傳輸、控制、使用的能源。以美國為例，目前煤炭占32%，天然氣占28%，水利占19%，石油占18%，核能僅占11%，風力占6%，太陽能占5%。15年以后，其電力能源的結構將發生重大變化：核能發電將居于榜首，占30%，其次是太陽能，占19%，風力占15%，天然氣占14%，水利和煤炭各占13%，石油僅占6%。
圖2 15年以后美國電力能源結構的變遷
隨著國民經濟的快速發展，中國的能耗與日俱增，年增長率超過兩位數，而且以煤炭為主，占一次能源消耗的65%，是世界煤炭生產和消費第一大國。2002年，中國煤炭消費達14.2億噸，占全球總量的27%。近年來，石油消費也以兩位數增長，從1990年到2000年的十年間，石油消費量增長一倍多。而且，從1993年開始，中國變成石油純進口國。近幾年，成品油也開始進口，并逐年增加。2000年，原油進口7026萬噸，成品油1805萬噸，同年，原油出口1044萬噸，成品油827萬噸。
按單位GDP的能耗看，中國等國在亞太地區屬于高消耗陣列，韓國、印度尼西亞、新加坡等國屬于中等消耗陣列，日本等國則屬于低消耗陣列。目前中國能耗約是日本的4～5倍，是韓國的2倍。以技術比較先進的煉化企業為例，中國煉油廠平均綜合能耗大約是國外的1.3～1.5倍左右，乙烯裝置的平均能耗大約是國外的1.6倍左右。
中國人口占世界總人口的22%，而石油儲量只占世界的2%，煤炭儲量只占世界的11%，人均占有能源量大大低于世界平均值，但是能耗卻普遍高于國外，所以能源不足的矛盾將日益尖銳化，解決不好將成為制約我國國民經濟增長的主要瓶頸。因此，政府提出了建立資源節約型、環境友好型社會，發展循環型經濟、實現可持續發展的構想，并且提出“十一五”期間單位GDP能耗降低20%的具體目標。
國家發展與改革委員會為落實《節能中長期專項規劃》，啟動了規劃提出的十大重點節能工程。“十一五”期間將實現節約2.4億噸標準煤的節能目標。十大重點節能工程包括節約和替代石油、燃煤工業鍋爐（窯爐）改造、區域熱電聯產、余熱余壓利用、電機系統節能、能量系統優化、建筑節能、綠色照明、政府機構節能以及節能監測和技術服務體系建設工程等。其中，電機系統節能工程包括電機系統節能改造，提高運行效率；合理匹配和加快淘汰落后低效電機，推廣高效節能電機；推廣變頻調速節能技術，風機、水泵、壓縮機等通用機械系統采用變頻調速節能措施，工業機械采用交流電動機變頻工藝調速技術；制定相關經濟激勵政策和技術政策、完善電機能效標準體系等配套措施。“十一五”期間，實現電機系統運行效率提高2個百分點，形成年節電能力200億千瓦小時。其中，變頻技術是重點推廣的技術。
國際知名的ARC咨詢機構研究統計，1998年世界交流電動機實施調速控制的產品銷售額為48．5億美元，其中北美占21%，日本占27%，日本以外的亞洲國家占12%，歐洲、中東及非洲占39%，拉丁美洲占1%。1999年，國際大功率交流調速裝置的銷售額為24億美元。
目前，我國電機的總裝機容量已達4億千瓦以上，其年耗電量占全國用電量的60%，但我國電機驅動系統的能源利用率卻很低，基本上比國外低20%，70%的電機相當于國外20世紀50年代的技術水平，因此節能潛力巨大。
2 變頻節電技術的產生與應用
變頻技術自20世紀60年代問世后，到20世紀80年代，已在各個工業化國家廣泛使用。到20世紀90年代，隨著人們節能環保意識的增強，變頻技術的應用越來越普及，廣泛地應用于國民經濟的各行各業和人們的日常生活中，并成為一種主要的節電、節能技術。
電力公司要向用電單位輸送電力，由于發明了變壓器，其電壓變換方便，所以多使用交流電。電能往往需要轉換成機械能，因此則需要電動機。電動機又分為直流電機和感應交流電機。直流電機的轉速控制比較容易，但必須提供直流電，而且整流轉子的維護麻煩。而感應電機則不然，但是調速困難。其轉速公式為：N=60f(1-S)/P。其中：N為電機轉速（r/min）；f為電源頻率（Hz）；S為轉差率（%）；P為定子磁極對數。因此，調頻則成了調速的主要途徑，則催生了變頻調速技術。
2.1 變頻器在石油工程中的應用
抽油機是目前采油生產中的主要設備之一，裝機總量逾10萬臺。其電動機裝機總容量達300萬千瓦以上。抽油機的電機負荷是按周期變化的，電機的負荷曲線有兩個峰值，分別為抽油機上下沖程的
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號