发电端效率与供电端效率：厂用电率计算与换算

日方锅炉或汽轮机供应商的性能数据表上，常见三个日文栏目：発電端効率、送電端効率，以及以百分数表示的所内率。而国内合同保证的往往是供电煤耗（g/kWh）或净热耗率，运行部门每月统计的则是厂用电率。

弄清对应关系后，这些数据并不难读。発電端（hatsudentan，发电端）指发电机端子处的毛出力；送電端（sodentan，送电端，国内通常说"供电端"）指扣除电厂自身用电后的净出力。所内率（shonai-ritsu）就是国内说的厂用电率，是连接两者的比值。

本文说明各数值在哪里计量，发电端效率、供电端效率与热耗率、供电煤耗如何换算，以及为什么发热量基准（HHV 或 LHV）和计量边界同样重要。文末附检查清单和可发给日方的提问清单。

下表列出在日方规格书、性能保证和运行报表中最常遇到的日文术语，以及国内的对应说法。

日文	读音	国内常用说法	含义
発電端	hatsudentan	发电端（发电机端）、毛（gross）	发电机端子处的电量
送電端	sodentan	供电端、净（net）	发电量扣除电厂自身用电后的电量
所内率	shonai-ritsu	厂用电率	电厂自身用电量占发电量的百分比
所内電力 / 所内消費電力	shonai denryoku / shonai shohi denryoku	厂用电（自用电）	维持电厂运行所用的电
補機	hoki	辅机	水泵、风机等支持发电的设备。注意中文的"补机"另有所指（如铁路的补机），不要照搬日文字面
受電端 / 需要端	judentan / juyotan	受电端（用户受电点）、用电端	用户接收电力的位置
高位発熱量 / 低位発熱量	koi / tei-i hatsunetsuryo	高位发热量（HHV）/ 低位发热量（LHV）	燃料的高位、低位发热量

目录

1. 发电端与供电端：各在哪里计量
2. 发电端效率与供电端效率：用热平衡看差别
3. 计算公式：发电端效率、厂用电率与供电端效率
4. 从效率到热耗率与供电煤耗：kJ/kWh、g/kWh 等
5. HHV 与 LHV：比较之前先确认基准
6. 受电端：电厂之外的损耗
7. 降低厂用电如何提高供电端效率
8. 可以直接使用的内容：检查清单与提问清单
9. 本文的局限
10. 常见问题
11. 参考资料

发电端与供电端：各在哪里计量

发电端是电从发电机端子取出的位置。供电端是全厂的净出力，即扣除厂用电后送往电网或厂外用户的部分，用来评价整座电厂。国内统计中的"供电量"，按出线有功电量计，大体与供电端对应，但具体计量点仍应核对。

下图使用相对数值：发电 30 个单位，电厂自用 3 个单位，从供电端送出 27 个单位。

图1：发电机发出的电分为厂用电和外送电

发电端的 30 个单位中，电厂自用 3 个单位，供电端剩下 27 个单位。

数值为说明用的相对值。实际计量点和损耗边界以各电厂的计量方案为准。

电厂自己也要用电。给水泵、送引风机等设备把水和燃烧用空气送进锅炉，它们耗用的电要从可外送的电量里扣掉。

这类支持运行的设备在日文里叫補機（hoki），国内叫辅机，其耗电构成厂用电。只看发电机，得到的是发电端数值；把辅机算在内、看整个电厂，得到的就是供电端数值。

哪些属于厂用电负荷

蒸汽火电厂的典型厂用电负荷，是输送水、空气和冷却水的设备。带冷却塔的电厂，冷却塔风机和循环水泵也要用电，所以负荷构成随冷却方式而变。

下图把辅机用电分成三类，说明电都花在哪里。

图2：厂用电承担的三类工作

厂用电用来送水、送风和排热。

给水泵克服锅炉压力向锅炉送水，所需流量和压力决定功率。

送引风机输送燃烧空气和烟气，流量和风道阻力决定功率。

冷却系统把凝汽器吸收的热量排出去。采用冷却塔时，风机等也属于厂用电。

水泵的功率取决于流量、扬程和泵效率，不是水在流动就有固定数值。把厂用电按设备拆开看，才能找到节电的对象。

风机负荷还包括空气预热器的通风阻力。评价空气预热器的热回收时，要把节省的燃料和增加的风机电耗放在同一个收支里，才能看出净效果。

厂用电率以发电量为分母

厂用电率等于厂用电量除以发电端（毛）电量。发电 30、厂内用 3，厂用电率是 10%；它不是 3%（3 除以燃料输入 100），也不是 3 除以净电量 27。

日本电气学会（IEEJ）的定义与此一致，国内标准对"发电厂用电率"的表述也相同：统计期内发电辅机等的自用电量占发电量的百分比。印度 CERC 的电价规则同样以发电机端子处的总发电量为分母，美国 EIA 对净发电量的定义也是总发电量减去厂用电。

但各方对"厂用电"范围的划定并不一致。IEEJ 的定义不含抽水蓄能电站的抽水用电，EIA 则把它算作厂用电；CERC 把发电厂内的变压器损耗算入，而不含生活区和施工用电。

国内的统计口径也有自己的规定。例如国家节能中心的火电能效评价技术依据（2013 年稿）列出了不计入厂用电的用电：新设备烘炉、煮炉、暖机、空载运行的电量，以及移交生产前带负荷试运期间的电量。热电联产机组还区分发电用厂用电率和供热用厂用电率，日方数据是否包含供热用电，需要向对方确认。

厂用电率还随机组类型、辅机配置和负荷而变。发电量减半而厂用电量不变，厂用电率就翻倍，所以应使用同一电厂、同一统计期的实测值，不要按容量或机型套用经验数。

发电端效率与供电端效率：用热平衡看差别

以燃料输入热量 100 为例：锅炉、管道等损失为 10，凝汽器向冷却系统排出的热量为 60，剩下的 30 变成电，发电端（毛）效率就是 30%。

下图分两步表示：先是到发电机为止的热量平衡，再是电量的去向。

图3：分两步看燃料 100 个单位的去向

把到发电端为止的热量平衡，与发电后的电量分配分开来看。

燃料热量输入：100

106030

设备热损失 10 ／ 向冷却系统排热 60 ／ 发电 30

发电量：30

327

厂用电 3 ／ 外送电 27

上下两条分别按各自的合计画成 100% 宽度，下条把上条的 30 放大显示。该分配并不代表实际电厂的典型损失。

这 30 个单位的电中，辅机用掉 3，可外送的是 27。供电端（净）效率就是外送电量 27 除以燃料输入 100，即 27%。发电机本身的出力并没有变。

本例中，凝汽器带走的热量和厂用电是两条不同的流。冷却水带走的 60 个单位的热，并不等于水泵和冷却塔风机所用的 3 个单位的电，热和电要分开计算。

蒸汽冷凝回水的过程属于朗肯循环；画出热平衡图，有助于逐台设备追踪热量的进出。

全厂效率与单台设备效率

锅炉把燃料热量传给蒸汽的比例，不等于电厂把燃料热量变成电的比例。蒸汽携带的热量并不会全部变成电，所以把锅炉效率当成发电效率，会得出错误的评价。

汽轮机做功由进出口蒸汽状态求出。把它与锅炉效率（燃料到蒸汽）连起来看，就能知道想减少的是哪一段的损失。

热电联产机组还向生产工艺供应余热，有用热量也要计入评价。只算电的效率与电加热的总效率回答的是不同问题，所以要先确认数字指的是哪一种。

计算公式：发电端效率、厂用电率与供电端效率

相除之前，先把燃料热量和电量统一成同一能量单位。1 kWh 等于 3,600 kJ，所以电量按 kWh、输入热量按 kJ 统计时，要把 kWh 乘以 3,600。

发热量要与燃料消耗量的单位对应：按质量计用 kJ/kg，按气体体积计用 kJ/m³。气体还要把标准状态体积与实际温度、压力下的体积区分开。

厂用电率为 10% 时，公式里的 s 代入 10，再除以 100 得 0.10。如果用小数形式的"供电端效率＝发电端效率×（1−厂用电率）"，则直接代入 0.10。

算例：从燃料记录算到供电端效率

假设同一统计期内燃料消耗 10,000 kg，发热量 36,000 kJ/kg，发电端电量 30,000 kWh，厂用电量 3,000 kWh。从输入热量开始，依次就能算出结果。

下图是需要的三项记录，它们必须覆盖同一统计期。

图4：两块电能表与燃料记录要对到同一统计期

有了输入热量、发电量和厂用电量，就能互相校核两个效率。

虚构的计算条件。换算成 kWh，两块表分别为 30,000 kWh 和 3,000 kWh。

30% 和 27% 都来自同一统计期的燃料和电量记录。把日报的发电量与整月的燃料量混在一起，比值就失去意义，所以要先把各项记录的起止时间对齐。建议先在单线图上标出计量点，再列公式。

功率 kW 是瞬时的做功速率，电量 kWh 是功率随时间的累积。输出恒定时，功率乘以运行小时数即得电量。

发电端与供电端互相换算

把供电端效率除以"1−厂用电率（小数）"，就能还原成发电端效率。本例中 27% ÷ 0.90 ＝ 30%，对应厂内使用之前的电量。

从效率到热耗率与供电煤耗：kJ/kWh、g/kWh 等

热耗率是效率的倒数，即发出 1 kWh 电所需的输入热量。日文资料通常用百分数表示效率，国内常用煤耗（g/kWh），欧美合同则常用热耗率；换算时都要用到 1 kWh 的能量值。

• kJ/kWh：热耗率 ＝ 3,600 ÷ 效率（小数）
• Btu/kWh：热耗率 ＝ 3,412 ÷ 效率，这是美国 EIA 使用的系数
• kcal/kWh：热耗率 ＝ 860 ÷ 效率，适用于较老的日文资料，以及以 kcal 计的数据（如印度的热耗率规范）
• 标准煤耗 g/kWh（国内常用）：发电煤耗 ＝ 3,600 ÷ （效率 × 29.3076），约等于 122.8 ÷ 效率（小数）。供电煤耗 ＝ 发电煤耗 ÷ （1 − 厂用电率）

国内标准煤按 7000 kcal/kg 折算，现行国标用 4.1868 换算，即 29,307.6 kJ/kg（约 29,308 kJ/kg）；电力行业的旧行标曾用 29,271 kJ/kg。下表按算例换算，煤耗一列假设效率为 LHV 基准、标准煤取 29,307.6 kJ/kg。热耗率是效率的倒数，所以净热耗率是毛热耗率除以外送比例，而不是乘以它。

基准	效率	热耗率（kJ/kWh）	热耗率（Btu/kWh）	热耗率（kcal/kWh）	标准煤耗（g/kWh）
发电端（毛）	30%	12,000	约 11,370	约 2,870	约 409（发电煤耗）
供电端（净）	27%	约 13,330	约 12,640	约 3,190	约 455（供电煤耗）

各市场的叫法不同。美国 EIA 按每净 kWh 报告热耗率；印度 CERC 规则把"毛电站热耗率"定义为发电机端子每发 1 kWh 所耗的 kcal，并把辅助电耗另设规范；国内则习惯用发电煤耗和供电煤耗，现行的强制性国标 GB 21258 对燃煤机组的供电煤耗设有限额（具体数值请查现行版本）。

日文的"発電端"数值对应毛值或发电煤耗，"送電端"数值对应净值或供电煤耗。但计量边界仍需核对，见后文的检查清单。

HHV 与 LHV：比较之前先确认基准

燃料有高位发热量（HHV，也叫总热值 GCV）和低位发热量（LHV，也叫净热值 NCV）。HHV 包含燃烧生成的水蒸气凝结所释放的热量，LHV 不包含，所以同样的燃料量，按 HHV 算的输入热量更大。

同一发电量除以更大的输入热量，按 HHV 算出的效率就比按 LHV 的低。差距因燃料而异：LHV 比 HHV 低约 4%（煤）至约 10%（天然气）。HHV 基准 40% 的电厂，按 LHV 表示，燃煤约为 42%，燃气约为 44%。

各国、各类设备的惯例不同：

• 中国：国内的标准煤按低位发热量定义，供电煤耗、发电煤耗等指标实质上是 LHV 基准。拿日方的 HHV 效率直接对比国内煤耗，会得出偏差。
• 日本：日本的电力工程资料一般用 HHV 计算电厂热效率，政府对火电的效率基准也按发电端、HHV 设定。但设备样本可能仍标 LHV，要看脚注。
• 美国：燃煤电厂通常用 HHV，燃气电厂的效率则多按 LHV 表示。
• 欧洲等地：热效率多按 LHV 报告，但每份文件仍要确认基准。
• 印度：CERC 电价规范采用总热值（GCV）和以 kcal/kWh 计的毛电站热耗率。

毛与净（出力在哪里计量）和 HHV 与 LHV（分母用哪种热量）是两个独立的问题。把日方数据与自家数据对比前，两者都要核对。

性能表还会注明负荷和环境条件。额定负荷下的保证值与全年运行平均值，受启停和低负荷运行的影响不同，所以即使效率名称相同，运行条件也要对齐。

受电端：电厂之外的损耗

受電端（judentan，受电端）是用户接收电力的位置。从供电端到该处，输电线路和变压器都有损耗（国内称线损，日文称送配电损失，即输配电损耗），所以算到用户为止的效率，要比电厂的净效率低。

从电厂到工厂，电要经过升压、输电、变电和配电。如果把受电端定在工厂的进线计量点，厂内配线和生产设备的损耗，则属于工厂自己的能量平衡。

举例说明：假设供电端效率 27%，到受电端的总损耗率 5%，则 27 × 0.95 得受电端效率 25.65%。这里的 5% 只是计算假设，不是实际电网的数据。

有的资料把输配电损耗率和变电所自用电率分开列出，这时要分别乘以各自的剩余比例。如果某个总损耗率已经包含变电所自用电，再乘一次变电所自用电率，就把同一损耗扣了两次。

日本的历史例子：受电端效率与一次能源换算

日本中小企业基盘整备机构（SMRJ）运营的 J-Net21 有一则问答，给出了基于 2003 财年（日本财年，4 月至次年 3 月）白天实绩的例子。取发电端效率 40.44%、厂用电率 4.6%、输配电损耗率 6.3%、变电所自用电率 0.13%。

按同一资料的总损耗率 10.7% 直接计算，效率约为 36.11%，与各项相乘得到的约 36.10% 在小数位上略有差别，但取到小数点后一位都是 36.1%。把 3,600 除以 0.361，约得 9,972 kJ/kWh。

这个例子只用来说明效率与一次能源的关系，不是日本现行《节能法》（正式名称为《关于能源使用合理化等的法律》）申报时应使用的系数，请按对应财年的官方表格核对。

降低厂用电如何提高供电端效率

由电动机驱动的水泵，是典型的厂用电负荷，如下图所示。

即使发电端效率不变，辅机用电减少，供电端效率也会上升。下图把发电端效率固定在 40%，只改变厂用电率。

图5：发电端 40% 时，厂用电率与供电端效率的对比

厂用电率每降低一点，供电端效率就提高这个降幅乘以发电端效率。

厂用电率

外送电占比

供电端效率

10%

90%

36.0%

8%

92%

36.8%

5%

95%

38.0%

假设性的对比。厂用电率从 10% 降到 8%，降低 2 个百分点，供电端效率提高 0.8 个百分点。

再举一例：发电端电量固定为 100,000 kWh，厂用电率从 10% 降到 8%。厂用电量减少 2,000 kWh，这部分电就可以外送，前提是燃料输入和发电端效率不变。

如果改为保持外送电量不变，则所需的发电量可以减少。但发电端效率也随负荷变化，所以实际节省的燃料，要用改造前后的发电量和燃料记录来计算。

比较改造前后时，各辅机的用电量也要与运行记录核对。把负荷和运行时间与发电量并排列出，就容易区分运行条件造成的增减和改造本身的效果。

辅机改造是在保证所需水量、风量的前提下，减少多余的功率。要结合运行条件看水泵效率，并且在全厂供电端而不是单台设备上评价效果。

下表按计量点和扣除项目，归纳三种效率的区别。

项目	发电端（毛）效率	供电端（净）效率	受电端效率
计量点	发电机端子	扣除厂用电后电厂的送出点	用户接收电力的位置
分子的电量	发电端电量	发电端电量减去厂用电量	供电端电量减去输配电损耗
扣除的内容	无	给水泵、送引风机等厂用电	再加上输电线路和变压器的损耗
算例	30%	27%（厂用电率 10%）	25.65%（总损耗率 5%）
大小关系	三者中最高	低于发电端效率	低于供电端效率

可以直接使用的内容：检查清单与提问清单

把日方的效率或热耗率与自家的数据比较之前，请逐项确认下面的内容。两个数字对不上，往往只因为其中一项不同。

• 边界：数值是発電端（毛，发电机端子）还是送電端（净，供电端）？
• 发热量基准：输入热量按 HHV 还是 LHV？在备注里找"高位"（HHV）或"低位"（LHV）。国内煤耗按 LHV 基准。
• 厂用电范围：包含哪些负荷？燃料输送、冷却塔、环保设备、建筑和空调是否计入，各家做法不同。
• 变压器损耗：主变和厂用变的损耗，算在厂用电内还是边界之外？
• 计量点：毛出力、厂用电和净出力分别在哪里计量，表计精度等级是多少？
• 比率的分母：所内率（厂用电率）是否以发电量为分母，与通常的定义一致？
• 统计期与数值类型：是额定负荷的设计值、试验结果，还是全年运行平均值？
• 条件：假设的负荷、环境温度、冷却水温度和燃料是什么？
• 单位：热耗率用 kJ/kWh、kcal/kWh、Btu/kWh 还是 g/kWh？效率是百分数还是小数？
• 热电联产：数字是只算电的效率，还是包含有用热的总效率？

如果规格书里没有这些答案，可以向日方供应商提出下面的问题。它们适用于锅炉、汽轮机、热电联产或成套电厂项目。

• 保证的效率（或热耗率）是在発電端（发电端）还是送電端（供电端）？
• 燃料输入热量按 HHV（高位発熱量）还是 LHV（低位発熱量）？采用的是哪种燃料分析和发热量？
• 请列出所内電力（厂用电）包含的负荷。燃料输送、冷却塔风机、烟气处理和建筑负荷是否包含在内？
• 变压器损耗（主变和厂用变）计入厂用电，还是在边界之外？
• 毛出力、厂用电和净出力分别在哪里计量？请在单线图上标出计量点。
• 所内率（厂用电率）是否以发电量为分母计算？
• 保证值对应的负荷、环境条件和冷却水温度是什么？其他条件下是否有修正曲线？
• 将用什么试验规程或方法验证保证值，是否已与我方达成一致？

下面是一封可以改写使用的简短询问邮件（可以发中文，日方通常会请翻译；也可以改成英文）。

主题：关于性能数据表中效率口径的确认
我们正在审阅 [设备名称] 的性能数据表，请确认以下几点：（1）所标的效率和热耗率是发电端（毛）还是送电端（净）数值；（2）输入热量按 HHV 还是 LHV 基准；（3）厂用电包含哪些负荷和变压器损耗；（4）毛出力、厂用电和净出力的计量点。如能提供标注了计量点的单线图，将便于我们把贵方数值与合同条款对应起来。

做验收试验时，试验规程和边界要在试验之前约定，而不是事后再定。ASME PTC 46（全厂性能）是一种用于全厂试验的规程，给出修正后的净功率和热耗率。国内机组的锅炉、汽轮机性能试验常参照 GB/T 10184、GB/T 8117 等，具体采用哪一种，属于合同约定事项。

本文的局限

• 算例和图 5 的数值都是虚构的，不代表典型电厂的性能。
• 厂用电的定义因机构、监管部门和合同而异，抽水蓄能的抽水用电、变压器损耗和厂区设施的处理方式各不相同。
• HHV/LHV 的做法是一般惯例，不是硬性规定，应以所用文件上注明的基准为准。
• 2003 财年的日本例子是历史数据，不是任何法规申报现在适用的系数。
• 国内标准的编号与版本可能更新，使用前请核对现行有效版本。
• 性能保证和试验方法取决于合同。本文说明的是需要核对什么，而不是试验必须怎么做。

常见问题

发电端效率和供电端效率哪个高？

只要两者用同一输入热量和统计期，而电厂又自用一部分电，就是发电端效率更高。发出的电有一部分用于厂用电，所以厂用电越多，两者的差距越大。

厂用电率 10%，是不是从效率里减去 10 个百分点？

不是。厂用电率是占发电量的比例，应该把发电端效率乘以 0.90。发电端 40% 时，供电端效率是 36%，差 4 个百分点，而不是减 10 个点得到的 30%。

能用功率（kW）而不是电量（kWh）计算厂用电率吗？

同一时刻的两个读数可以算出该时刻的比率。要得到一段时期的厂用电率，应使用累计电量（kWh）。负荷变动时，把瞬时比率简单平均，结果可能与按电量算的比率不同。

受电端效率与电厂的供电端效率相同吗？

不同。从电厂供电端到用户受电端之间，还有输配电损耗。"受电端"指哪个受电点，范围就不同，所以评价工厂外购电时，应按到进线计量点为止来做平衡。

供电端效率高，是不是发电机本身效率高？

不一定。供电端效率同时反映热变电的转换和厂用电。要查找变化的原因，应把发电端效率和厂用电率分开；发电机本身的效率，则要用轴输入和电输出另行评价。

参考资料

• 所内電力与所内率的定义：日本电气学会（IEEJ）电气专业术语"所内消费电力"（日文）
• 发电端、送电端热效率，HHV 为通常基准：Power Academy 电气工程术语集"热效率"（日文）
• 日本政府火电效率基准按发电端、HHV 设定：经济产业省 火力发电工作组资料（日文）
• 从电厂到用户的送电路径：日本电气事业联合会"电的传输路径"（日文）
• 2003 财年受电端效率示例：SMRJ J-Net21"节能法中电力一次能源换算系数的依据"（日文）
• HHV 与 LHV 的定义：三菱重工 三联合循环要素技术研究新闻稿（日文）
• 各燃料 HHV/LHV 差距与各地惯例：美国国家研究委员会《Coal: Energy for the Future》（1995）
• 净发电量与厂用电（含抽水蓄能）：美国 EIA 术语表"Net generation"
• 热耗率、3,412 Btu/kWh：美国 EIA FAQ"不同类型电厂的效率"
• 辅助电耗、毛电站热耗率与 GCV 的定义：印度 CERC（Terms and Conditions of Tariff）Regulations, 2024
• ASME PTC 46 的范围与试验边界：ANSI Webstore, ASME PTC 46-2015 (R2025)
• 国内发电厂用电率、供电标准煤耗率的定义与统计口径：国家节能中心《能效评价技术依据（火电行业）》（2013 年稿）
• 国内燃煤发电机组供电煤耗限额：GB 21258-2024《燃煤发电机组单位产品能源消耗限额》（信息页）
• 供电煤耗与标准煤热值的换算：百度百科"供电煤耗"
• 火力发电厂的给水泵与循环水泵：三菱重工 火力发电用泵（日文）
• 流量、扬程、风量、风压与电动机功率：日本电气技术者协会"机械装置驱动用电动机所需输出的计算方法"（日文）