特定消谐式变频器项目可行性研究报告.docx
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特定消谐式变频器项目可行性研究报告
特定消谐式变频器项目
可行性研究报告
附：
投资估算及财务评价表
厂房平面布置图
第一章总论
1.1项目名称及承办单位
1.1.1项目名称
“特定消谐式变频器”项目
1.1.2项目建设单位
*******大学实业开发总公司
1.1.3项目拟建地
*******大学电机楼电器试验室
1.1.4可研报告编制单位
***省国际工程咨询公司
1.2研究工作的依据与范围
1.2.1可研工作的依据
a.国家发展计划委员会、国家经济贸易委员会文件：
2000年7号《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录（2000年修订）》
b.***省发展计划委员会文件：
*******计高技[2009]369号《关于开展2009年省级高技术产业化项目有关工作的通知》
c.科学技术成果鉴定证书
d.特定消谐式变频器的有关技术资料
e.项目承办单位以及该地区为项目提供的当地基础资料
f国家、部、省、地区现行的技术规程、规范和定额
1.2.2可研工作的范围
a.提出该项目建设的必要性和依据。
b.对该项目的生产规模、产品品种、产量、质量、销售市场等情况进行预测和分析，确定合理的建设规模和产品方案。
c.对该项目的技术水平、工艺技术路线、设备选择及其它配套工程等总体技术方案的先进性、可靠性、合理性提出论证意见。
d.对原料供应、外部建设条件（供电、供水、排水、运输等）、厂址情况进行论证。
e.对该项目环保措施、实施进度、人员编制和机构设置等提出设想并论证。
f.对该项目投资进行估算，对投产后的生产水平、经济和社会效益进行分析和评价。
1.3研究工作概况
***省国际工程咨询公司接受*******大学实业开发总公司编制项目可行性研究报告的委托后，即组织项目组对项目的有关情况进行调研，听取建设单位对项目前期工作进展情况的介绍。
由于该项目在现有基础条件下建设，故对现有设施的利用情况、现有基本条件等进行了了解，收集了各专业的基础资料。
同时双方对产品规划及产品的市场、前景、技术、设备等方面情况进行了调查研究和分析，经过综合比较，最终确定比较合理可行的可研方案。
1.4推荐方案
1.4.1市场需求分析、产品销售方向
近年来我国经济持续迅速发展，对能源的需求也越来越旺盛，而我国能源生产所依赖的基础大多为不可再生型资源，对于我国这样人口众多、资源相对匮乏的国家来说，节约能源、提高能源利用率尤显重要。
我国是世界上单位产值能耗最高的国家之一，长此下去，能源将成为制约经济可持续发展的不可忽视因素。
国家对节能工作十分重视，已把能源消耗作为考查企业技术水平的指标之一，并要求形成制度在工程项目建设工作前期把节能内容编制到相应的技术文件当中，同时制定相应法规限制能源浪费、推行节能型产品；而对生产企业来说，减少能耗也是降低成本增加效益的有效途径，对使用节能产品也有积极性；对消费者而言，通过采用节能产品，可以降低支出，减少花费。
因此，节能产品的推广应用利国利民，也是大势所趋。
随着社会进步和人们认识水平的提高，应用节能型产品已成为人们的共识，这为节能产品的推广应用创造了良好的基础。
我国作为总耗和单耗巨大的耗能大国，节能潜力也十分巨大。
我国的能耗水平虽与发达国家比较还有很大差距，但最近节能产品的开发速度很快，*******大学针对我国低压设备节能领域，在总结国内外该领域现有节能产品特点的基础上，从先进性、适用性、经济性等多方面考虑，开发研制出了“特定消谐（即SHET）式变频调速器”，该装置适用于低压电机的调速节能运行，节电效果显著，可广泛用于工业生产、民用电器等场合。
自1990年开始开发研究，2000年推出样机，经省科技厅组织的成果鉴定和用户使用情况报告，该产品技术性能先进，销售价格低，并具有自主知识产权，因此具有很强的市场竞争力。
本项目首先将产品定位于我国应用比较普遍的家用空调领域，由于*******大学低压变频器技术已经相当成熟先进，在资金筹措与配套条件具备时，可以将产品迅速扩大到其它领域。
变频调速是一项具有重大节能效益的技术，《中华人民共和国节约能源法》第39条已将变频调速列入重点组织实施的10项资源节约综合利用技术改造示范工程之一，是国家重点发展的产业。
目前，发达国家变频调速普及率高达85%，而我国还不足6%。
国务院对节能工作非常关心和重视，已把它提到国民经济和社会发展的战略高度来认识。
所以，变频调速市场前景非常乐观，是朝阳产业。
我国变频器市场每年的销售额约为100亿元，而且每年以10%—20%的速度递增。
但95%的市场份额被国外产品垄断。
“SHET”技术是世界领先技术，如能在国内、外推广，将会极大的改变我国落后的变频技术面貌，取得巨大的经济效益和社会效益。
产品将会逐步占领国内市场，进军国际市场，出口创汇。
预计今年空调器将成为我国家电第一大出口产品。
变频空调机在总量中的比例仍会有大幅度的增长。
“特定消谐式变频器”（以下简称“SHET”式变频器）从根本上解决了“SPWM”式变频器烧损电机的世界难题。
即电机在低频段运行时，谐波得到了充分的抑制。
（比“SPWM”多消除50—73%）电能损耗极小，适用普通电机。
而不必配用价格昂贵的变频调速专用电机，或变频调速专用压缩机，减少了用户的投资费用。
目前国内生产变频器的厂家、生产洗衣机、电冰箱、空调器的厂家、冶金、化工、矿山、医疗、印染、机裓加工、粮库、粮油加工、电厂、给排水、锅炉、风机、水泵等等用电机的企、事业单位都是“SHET”变频器的潜在用户。
项目承办企业将以高科技含量的、高起点的、高质量的、高效节能的“SHET”变频器通过新闻、电视、广告、新闻发布会、各类高新技术展会、国家有关部委重点推荐、与有关企业配套协作生产、通过各地销售商代理、在各地设立办事处等方式销售产品。
并在不断扩大国内市场份额的同时，进军国际市场，争取出口创汇，为国争光。
1.4.2生产规模与产品方案
a.生产规模
本项目建设后，将形成10万台/年“SHET”变频调速装置的生产能力，年产10万台的生产规模。
b.产品方案
生产与家用空调配套的“SHET”变频调速器，根据我国实际情况，其电压等级为220V，功率主要有2.2-5KW范围内的不同档次。
1.4.3生产方法
产品属自主研制开发，采用自行研究设计的图纸，外委制造印刷线路板，外购功率管等元器件，采用电子元件插件、焊接、电气元件安装、系统布线、组装、半成品调试、整机组装、整机调试等工艺方法生产。
系统的核心技术包括谐波抑制技术、软件技术等，并实现计算机智能控制，由项目自主开发设计控制程序。
1.4.4厂址概述
该项目在*******大学电机楼内建设，该厂址位于*******大学内，地址在*******市南岗区西大直街92号，利用厂房建筑面积331m2，基础设施比较齐全，交通运输便利，厂址条件优越。
1.4.5项目定员与劳动力来源
本项目定员总数36人，其中管理人员7人，技术人员10人，生产及辅助生产人员19人。
劳动力来源：
面向社会招聘。
1.4.6项目投资
本项目总投资1216.74万元，其中固定资产投资811.88万元，流动资金404.86万元。
1.4.7项目实施进度建议
项目计划建设期1年。
1.4.8研究结论
a.*******大学是国家重点大学，哈工大实业开发总公司是从事高新技术及其产品的开发、生产、销售等业务的经济实体，科研成果转化能力强。
本项目利用哈工大“SHET”式变频器自主技术实现产业化生产，产品适用、先进、节能，具有高科技含量，其性能、技术水平和节能效果处于国际领先地位，在市场中有望取得较高占有率并受到用户普遍认同，需求量能够迅速增长，市场潜力大并有较强的市场竞争力。
本项目拟开发生产的变频调速装置，是针对民用家电产品需求市场向“节能、先进、适用、经济”方面发展的趋势，在国内外现有技术上进行突破，应用先进的消除谐波变频调速理论，解决了一系列核心技术难题而推出的。
该系统可普遍用于低压电机调速运行的行业，实现电机无级变频调速运行，从而达到节能效果，在系统总体及软件设计方面拥有较多先进核心技术。
它成功地解决了国内现有变频调速装置存在的谐波含量大、电机电耗高、电机易损坏等问题。
本机满足“先进、适用、经济”的要求，系统本身具备“安全稳定、经久耐用、技术先进”的特性。
变频调速装置以潜力巨大的用户群为目标市场。
其完善的功能和节能效果可以很好地满足用户降低费用、提高效益的需要，同时，它对改变我国能源不合理应用方式将起到巨大推动作用。
因此，这一项目顺应大势，符合潮流，市场发展前景广阔。
变频调速装置产品已列入《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录》，该项目建设符合国家产业政策。
b.根据市场需求预测分析，本项目将要开发的变频调速装置是今后实现电机节能控制中要大力发展的产品，目前国内变频器市场销售额约在100亿元/年左右，市场前景广阔。
c.本项目采用自主技术，水平居国际领先程度并已向国家专利局申请了专利。
本项目工艺技术方案合理、先进、可行，设备选型先进、配套、经济、适用，符合项目的具体情况。
d.厂址条件优越，建厂条件好。
e.原料供应有保证。
f.由财务分析可知，各项财务指标较好，项目财务内部收益率高，表明项目投资效益好，项目并有较强的抗风险能力。
综上所述，本项目开发生产市场需要的高科技节能产品，可促进能源的合理与节约利用，项目受到国家支持，且有很好的经济效益，方向正确。
项目的建设有利于企业发展并能够对社会做出突出贡献，具有良好的经济与社会效益。
1.4.9主要技术经济指标
项目主要技术经济指标表
序号
名称
单位
指标
1
生产规模
系列产品开发生产
套/年
100000
2
产品方案
电压等级220V系列
台套/年
100000
3
产品技术指标
3.1
输入电压
V
220
3.2
适用范围
家用空调及中央空调
3.3
装置容量
KW
2.2-5
3.4
调速范围
%
15-100
3.5
输出频率
Hz
8-50
4
全年生产天数
d
250
5
日工作日数
h
8
6
项目定员总计
人
36
其中：
生产及辅助生产人员
人
19
技术人员
人
7
管理人员
人
10
7
主要原材料、动力需要量
其中:
各类电力电子元器件及材料
套/年
100000
电
kwh/年
80000
水
m3/年
300
8
运输量
吨/年
600
其中：
运入量
吨/年
300
运出量
吨/年
300
9
利用建筑面积
m2
331
10
项目总投资
万元
1216.74
10.1
固定资产投资
万元
811.88
10.2
流动资金
万元
404.86
11
投资指标
11.1
每百元销售收入占用固定资产投资
元
17.55
11.2
每百元销售收入占用流动资金
元
8.75
12
年平均总成本
万元
3269.06
13
年平均销售收入
万元
4625.00
14
年平均所得税
万元
279.70
15
年平均利润总额
万元
939.69
16
投资利润率
%
77.23
17
投资利税率
%
111.44
18
财务内部收益率
%
50.00（所得税后）
第二章项目背景和发展概况
2.1项目的提出
2.1.1项目发起缘由
能源是国民经济的基础，近年来我国经济持续稳定增长，对能源的需求量越来越大，而能源生产大多要消耗不可再生性资源，并且资源的大量开采和利用对环境也造成危害，能源短缺和环境污染是人类面临的共同难题。
因此，节约能源也成为普遍关注的问题。
我国是世界上单位产值能耗最高的国家之一，现有工业结构中有相当一部分是高耗能粗放型经营生产企业，平均能源利用率仅为30%，比国外先进水平平均低20%，据统计我国每亿美元国民生产总值耗能比日本高三倍，比印度还高一倍，从总体上我国产品单耗比国外高30%-90%，加权平均约高40%，估计节能潜力每年可达2.5亿吨标准煤，我国又是能源资源相对短缺的国家，国家实行的能源方针是开发与节约并重，在适度加大能源生产的同时，制定了一系列政策限制高耗能产业，推广使用节能型产品，促进了节能产品的开发生产。
党的十五大提出的要“高度重视节约能源和原材料，提高资源利用率”和八届人大四次会议通过的《关于国民经济和社会发展“九五”计划和2010年远景目标纲要》中提出的“坚持资源开发与节约并举，把节约放在首位”和“因地制宜、多能互补、综合利用、讲求效益”的发展方针，给节能工作指明了方向，确定了地位。
1998年《中华人民共和国节能法》的出台，将节能工作纳入了法制轨道。
按照国家规定，各地区、各行业都要制定能源节约的目标和措施，大幅度提高能源利用效率，把节能降耗、提高效益视为促进国民经济向节能型转变的一项重要任务。
节能目标的实现有赖于节能技术和产品的水平，目前低压领域节能技术虽然相当成熟，但不够先进，对于低压用电系统设备节能产品的开发生产还有相当大的技术进步潜力。
我国的变频调速装置以进口为主，限制了节能工作的进程，这一领域供需矛盾日益突出，节能产品需求潜力大，为相应产品的开发提供了广阔的市场。
实现电机调速运行是节能的有效措施，但到目前为止，我国只有少部分行业和部门采用了电机调速运行。
在发达国家调速电机的比例高达85%，我国不到6%。
据不完全统计，我国低压用电设备用电量占发电量的30-40%。
其中各类电机消耗的电能占一半以上，如果采用变频调速运行，以平均节电20%计算，节电潜力约500亿度，相当于1000万KW发电厂的年发电量，可节约500亿元的电力投资，同时也可以减少2000万吨发电用煤，50万吨二氧化硫和1200万吨二氧化碳的污染排放。
能源资源的开发，投资大、周期长、见效慢；面节能技术改造却投资少、周期短、见效快。
电能是一种二次能源，节电必然节约一次能源，如煤炭、石油、水能等，节电必然节约大量的投资，可以相对少建电厂，少修铁路，少开煤矿，更是事半功倍。
比如在我国为得到一个千瓦的电，建火电厂需2000-3000元，建水电厂需4000元，建核电厂需8500元，搞太阳能发电需25000-4000元，而节能投入只需1000元左右。
节电既能有效解决能源短缺，又能节约资源、保护环境，有更好的经济和环境效益，可见在高压电机应用领域推广节能技术和产品具有非常重要意义。
近年来国家十分重视高压电机系统节能技术的研究，加大了先进、实用、经济型产品的研发力度，并鼓励其尽快实现产业化。
目前我国这一领域采用的调速技术主要是变频技术及其产品变频调速装置，而且以进口产品为主（约占95%），在系统中安装变频调速控制装置即可进行电机节能调速，节能效果显著，调速范围可达0-100%。
当前国内外变频调速技术主要采用“SPWM”原理，还存在一些致命问题：
电机在低频段运行会产生大量无法消除的谐波，谐波将电能以发热的形式消耗在电机的绕组和铁芯上，致使电机发热烧损。
国外厂商为了解决不烧毁电机的问题，只好将电机的容量加大，这样虽然不烧损电机，但根本没解决谐波的抑制问题，电能的损失十分严重，而且“SPWM”方法必须用专用变频电机，用户必须更新设备，提高了不必要的投资。
变频调速已有约四十年的历史。
早期是采用可控硅（晶闸管）作功率器件。
由于它只能由控制极控制其导通时刻，但不能控制关断时刻，且其工作频率较低，一般采用`“方波式”逆变原理`。
随着大功率可控制关断且有较高工作频率的元件GTR和IGBT的出现。
自80年代初开始出现“正弦波脉宽调制逆变法（SPWM），使逆变性能大大提高。
很快“SPWM”式取代了方波式应用于变频器之中。
并开发出很多实用芯片。
“SPWM”式变频器是目前国际市场中所见到的最先进最流行的方法。
如德国西门子MICRO/MIDIMASTER矢量型SIMOVERT，MASTERDRIVES，MICROMASTERECO，MMV/MDV/ECO；松下VF-7E,、VT-7F,、VF-8X；三菱FR-E5;富士5000G95；三肯SAMCO-IHIPF；瑞士A·B·B的ACS140,ACS400。
我国也有一些如华为TD2000,TD2100,TD1000,都希望森兰。
BT12S,BT40S。
此外，成都佳灵、烟台惠丰、辽宁无线电一厂等，都以"SPWM"为依托，有的直接引进国外"SPWM"技术。
虽然"SPWM"方式比"方波"方式有着明显的优点，但也存在着很多不可忽视的缺点。
由于"SPWM"方法中脉冲开关角的获得是由高频三角波与所要获得的模型正弦波之间的交点构成。
其目的仅仅是为了获得输出电压和频率的改变或稳定两大任务，而对由此产生的负作用——所含谐波分量的数量和幅值问题并未特殊考虑。
致使电机在低频、低压运转时，产生大量无法消除的谐波。
而谐波将转换为热能消耗在电机的绕组和铁芯上，电机因而极易烧损。
这是"SPWM"方法至今无法克服的、也是致命的弱点。
面对节能工作的迫切需求和巨大的市场前景，目前国内拥有自主知识产权的变频器产品生产还基本是一片空白，根本无法大量提供具有巨大节能前景和实际经济效益的新技术装备。
而国外近些年在这方面的研究和产品开发基本围绕“SPWM”方式进行，没有实质性突破。
我们面临着国外技术、装备的严重竞争和挑战。
如果我国不在这场激烈的竞争中研制出具有自己独立知识产权的创新产品，并在尽快形成产业化的生产规模，推出高水平的普及应用成果，就将拱手让出百亿价值的国内市场。
因此研制国产新型的变频器、大力推广节能技术和改善生产工艺是与制造发电设备同样重要，甚至是更为紧迫的任务。
哈工大徐会明教授发明的“SHET”式变频器从根本上解决了“SPWM”式变频器烧损电机的世界难题。
即电机在低频段运行时，谐波得到了充分的抑制。
（比“SPWM”多消除50—73%）电能损耗极小，适用普通电机。
而不必配用价格昂贵的变频调速专用电机，或变频调速专用压缩机，减少了用户的投资费用。
节能效果显著，无谐波污染。
该技术的应用，也标志着我国在变频技术上已站在国际最先进行列，经***省科技厅组织有关专家鉴定，该成果已达国际领先水平。
“SHET”技术已被国家自然科学基金推荐为“优秀应用推广成果项目”，并选登在“庆祝中华人民共和国建国五十周年大庆优秀应用推广成果项目选编”中，现已办理中国发明专利。
专利受理号为：
00102800·6。
项目人在完成省科技厅技术攻关项目后，制做样机两种，并在*******发电厂作试运行，获得较为满意的结果（详见用户试用报告）。
特定消谐式"SHET"方法中脉冲开关角的获得是根据人们事先提出的要求，由计算机算得开关角。
除能实现频率和电压可以控制外，还赋预开关角消除谐波的任务，一个周期中的开关角数越多，可以消除的谐波数也越多。
这一原理一问世，便被各国专家所认可，并在实现方法上努力攻克。
但时至今日，各国科学家仍停留在理论的探讨之中，无一突破。
由*******大学徐会明教授发明的特定消谐式变频器，采用全新的理论和创新技术，实现了当今世界变频技术的重大突破。
经实测，用"SHET"法比用"SPWM"法可多消除谐波50%-73%，节能率"SHET"比"SPWM"提高20%，达30%-80%。
有十五项可比指标大大优于"SPWM"（见附表1）。
变频调速产品假如单台价格为500元，市场的需求量达2000万台。
在这方面的发展所带来的节能效益更有深度和力度。
将产品定位于先进、实用、可靠，同时以“SHET”式变频调速装置与其它调速产品相区别的新技术理念，将使其开辟出更广阔的应用市场，进一步推动节能产品进入高科技的时代。
采用SHET技术与采用SPWM技术
构成三相变频器的性能比较
附表1
序号
性能比较点
SPWM
SHET
备注
1
功率管开关次数相同的情况下可以消除的谐波次数
少
多
SHET法比SPWM法多消除的谐波次数达50%
2
被消除的谐波次数相同的情况下，对功率管快速性的要求
高
低
在达到同样要求的情况下，SHET法可以降低对功率管的性能要求
3
未被消除的谐波分量幅值
大
小
SHET法的谐波损耗较SPWM法小很多
4
相同输入电压的情况下，输出交流电压值
E
1.15E
SHET法比SPWM法高出15%，E为直流电压
5
相同输入电压的情况下，输出功率最大值
E*E
R
1.32E*E
R
SHET法比SPWM法高出32%
6
蓄电池供给相同负载时，所需蓄电池组数
N组
n组
1．15
SHET法比SPWM法少用蓄电池15%
7
对电动机的要求
专用变频电机
普通
电机
SHET不需专用变频电机，可节省费用
8
频响性能
较快
更快
9
电动机低速抖动现象出现频率
<0.5f0
SHET法有更好的低速特性
10
调速范围
一般
大
可用的速度变化范围较大
11
电动机的损耗
大
小
SHET不易烧坏电机
12
节能效果
好
更好
SHET的节能效果比SPWM更好
13
整机效率
一般
较高
SHET的效率比SPWM更高
14
输出电流正弦性
一般
好
SHET的电流波形正弦性比SPWM更好
15
可靠性
高
更高
16
设备成本
相同
2.1.2承办企业基本情况
*******大学是国家重点建设的九所院校之一，也是***省重点支持建设的大学，*******大学拥有国际一流的专家队伍，一流的科技成果，为振兴***省经济，用高科技产业带动***省的经济结构调整，*******大学决定以现代企业制度为基础，将“特定消谐式变频器”这项高科技术产品落户在***省*******市，为***的经济振兴做出哈工大人的贡献。
*******大学实业开发总公司，是从事高新技术及其产品的开发、生产、销售及技术咨询、技术转让、技术开发、技术服务等业务的经济实体，依托哈工大的科研开发能力，可充分发挥哈工大高技术人才密集的优势和企业经济实力，进行成果转化，高效快捷地开发新产品，并迅速投入市场应用。
2.2建设项目在国民经济中所处的地位
2.2.1项目类别
本项目以自有技术为依托，开发具有国际领先水平的产品，进一步扩大产业化生产，属电子信息产业中国家重点推广应用的高科技节能产品领域的范畴。
2.2.2项目对相关产业的带动作用
本项目属信息产业的高科技产品开发，是国家支持的高科技节能材料及产品中的节能电机调速控制装置类的生产项目，对于推动我国节能政策法规进一步贯彻、为应用领域提供急需的先进、经济、实用性节能产品，以促进节能工作卓有成效地实施和提高电力节能新型高科技产品的研制能力具有积极的作用和产业化促进能力。
同时，还会使应用领域降低成本及费用支出、提高效益。
减少一次能源的开发，减少能源建设投资并带来巨大的环境效益。
该项目是多种新兴学科结合的产物，与本项目产品相关的有电子电力、电力元器件、计算机控制技术、机械工程、电子整机制造等。
本项目以“变频调速控制”为核心，通过产品加以实现。
为实现设定目标，需要技术人员针对系统要求，运用谐波抑制理论、控制开关点计算、软件设计等技术理论实现变频调速，研究出具体的可实现的方案和操作方法，这项工作属电力电子设计制造的研究开发范畴，通过技术创新，能够带动和提高我国上述行业的科研开发能力及水平。
控制系统功能的实现也有赖于计算机软件、智能电子产品技术、系统硬件的合理组成并使之最优最简化，因此也提高了与此相关的计算机软、硬件的研制
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