功率因数与需量电费优化计算器｜工业AI分析工具
这个工具解决什么问题
工厂电费单里藏着两笔可以省的钱：功率因数低于 0.90 被加收的力率调整费，以及合同需量申报不合理导致的超约双倍计收。本工具从月度有功/无功电量算出现有 PF 与罚款当量，按 Qc = P×(tanφ1−tanφ2) 计算补偿电容容量与分组投切方案，估算投资回收期；同时分析最大需量 vs 合同需量，测算补偿后可下调的申报值。附谐波放大、投切延时等工程执行提醒——动力车间、封装厂、注塑厂通用。
输入数据格式
数据文件 power_monthly.csv，列顺序为：项目、数值。
示例首行：月有功电量 kWh,720000.0
示例输出（真实运行结果节选）
======================================================================== 功率因数与需量电费优化分析报告（10kV 动力进线，月度口径） ======================================================================== 一、现状核算 月有功 720000 kWh ｜ 月无功 546000 kvarh 现有功率因数 PF = 0.797（低于 0.90 考核标准） 电度电费 49.0 万元 + 基本电费 6.4 万元 = 55.4 万元/月 力率调整：5.2% → 加收 约 2.86 万元/月 二、无功补偿方案（目标 PF=0.95） 需补电容 Qc = P×(tanφ1−tanφ2) = 1000×(0.758−0.329) = 430 kvar 建议配置：±10% 裕量取 473 kvar，按 118 kvar × 4 组自动投切，分组跟随负荷波动避免过补。 补偿后力率调整：-0.75%（减免 0.42 万元/月）→ 每月省 3.27 万元 投资约 2.8 万元（65 元/kvar 口径），静态回收期 0.9 个月。 三、最大需量管理 当月最大需量 1450 kW ｜ 合同需量 1600 kW 补偿后最大需量预计 1216 kW（无功电流下降 234 kW 当量） 补偿后最大需量可降到 1216 kW，合同需量可下调 384 kW，基本电费每月省约 15353 元 四、执行提醒 1. 电容分组投切要设延时，避免谐波环境下的谐振与频繁投切； 2. 变频器/整流负荷多的车间，补偿电容需串 7% 电抗器抑制谐波放大； 3. 每月核对电费单上的力率调整百分数与本工具口径是否一致； 4. 需量申报宁低勿高是误区：超约部分双倍计收，申报要按 3 个月滑动最大值留 5% 裕量。 五、结论 PF 由 0.797 提到 0.95，需装 473 kvar 电容，投资 2.8 万元， 年综合节省（力率减免 及 需量优化）约 57.7 万元，回收期 0.9 个月，建议立即立项。
一句话
算清电费单上最容易被忽略的两笔钱：力率调整罚款与需量超约，给出电容配置与回收期。
运行环境与快速开始
python power_factor_demand.py
输入数据格式（换成你的数据即可）
· 月度台账常量：有功电量、无功电量、最大需量、合同需量、电度电价、基本电费单价、目标 PF
输出说明
现有 PF 与力率调整费、电容容量与分组方案、投资回收期、需量优化空间、执行提醒。
算法口径（关键公式）
· PF = P/sqrt(P²+Q²) · Qc = P×(tanφ1−tanφ2) · 超约部分按 2 倍基本电费计收
判定标准说明
脚本顶部集中了主要阈值与常量：CSV_PATH=os.path.join(HERE, "power_monthly.csv")、RPT_PATH=os.path.join(HERE, "示例输出报告.txt")。改完直接重跑即可，不必改动计算逻辑。
会生成哪些文件
运行后除控制台输出外，还会生成：power_monthly.csv、示例输出报告.txt。
工具中出现的字段与提示
- 当月超约 %.0f kW，按双倍计收约 %.0f 元/月
- 补偿后最大需量可降到 %.0f kW，合同需量可下调 %.0f kW，
- 基本电费每月省约 %.0f 元
- PF=%.2f 异常
- 电容容量 %.0f kvar 数量级异常
- 回收期 %.0f 个月异常
- 月有功电量 kWh
- 月无功电量 kvarh
- 现有功率因数
- 目标功率因数
- 最大需量 kW
- 合同需量 kW
- 所需电容 kvar
- 月力率调整费 元
- 补偿后月节省 元
- 投资 元
- 回收期 月
- 功率因数与需量电费优化分析报告（10kV 动力进线，月度口径）
其余字段以界面与示例报告为准。
下载与文件清单
压缩包内包含：主程序脚本、示例数据文件、示例输出报告、中文说明文档，以及同主题 AI 提示词一套。解压后按说明运行即可，示例数据可直接试跑。
主程序文件：power_factor_demand.py。
本站工具免费下载，无需注册。工具为 Python 脚本，Python 3.8 及以上环境可直接运行，核心功能尽量不依赖第三方库。
常见问题
输入数据要准备成什么样？
按 示例首行中的列顺序准备即可，共 2 列：项目、数值。列为空或格式不符时结果会失真，建议先用示例数据试跑一遍。
阈值可以改成我们自己的标准吗？
可以，脚本顶部已把主要阈值与常量集中声明，按自己产线的标准修改后重跑即可，不需要改计算逻辑。
附赠的提示词怎么用？
把提示词与自己的数据一起交给大模型，可以让它按同一套口径帮你改写分析流程或扩展报告字段。
示例数据能直接跑吗？
可以。示例数据与主程序在同一压缩包内，解压后直接运行即可看到完整输出，确认无误再替换成自己的台账。
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分类归属：工业AI与智能分析工具包；完整清单在 工具资源包下载页。
