16+
Регистрация
РУС ENG
http://www.eprussia.ru/epr/79/5574.htm
Газета "Энергетика и промышленность России" | № 3 (79) март 2007 года

О вкладе потребителя в качество электрической энергии

Наука и новые технологии К. т. н С. Г. Тигунцев, инженер И. И. Луцкий, ОАО «Иркутскэнерго» 3078

При организации коммерческих отношений с потребителями электрической энергии перед энергоснабжающими организациями (ЭСО) встает задача корректного определения источника ухудшения качества электроэнергии и вклада в ухудшение или улучшение этого качества отдельного потребителя.

Проблема эта еще ждет своего решения, хотя более или менее приемлемые способы ее решения, конечно же, существуют.

Например, известен метод, в котором сравнивают значения показателей качества электроэнергии при отключенном и включенном потребителе (см.: журнал «Технологии электромагнитной совместимости», 2003 г., № 1). Он позволяет выявить источник и значение искажения в конкретный ограниченный момент времени. Однако при этом фиксируют показатели качества электроэнергии в узле до подключения потребителя, в дальнейшем же их считают неизменными – что не совсем корректно. Изменения параметров после подключения нового потребителя объясняют при этом влиянием только последнего подключенного потребителя. На самом деле параметры качества электроэнергии в узле претерпевают постоянные изменения в течение всего времени энергоснабжения и эти изменения зависят от всех искажающих нагрузок. Отследить вклад каждой искажающей нагрузки этот способ не позволяет.

В другом способе определяют угол между током искажающего параметра через нагрузку и напряжением искажающего параметра в узле сети, к которому эта нагрузка подключена. По характеру этого угла определяют, является ли потребитель искажающей нагрузкой. Однако этот способ в условиях большого количества искажающих нагрузок не позволяет корректно определить конкретную искажающую нагрузку, так как если величина и фаза тока определяются конструктивными особенностями нагрузки и напряжением основной (промышленной) частоты, то величина и фаза напряжения искажения определяются совокупным влиянием всех источников искажающих токов. Таким образом, искажающий ток нагрузки и напряжение искажающего параметра в узле, к которому подключена нагрузка, практически не зависят друг от друга и по углу между ними невозможно определить точно, генерирует ли исследуемая нагрузка искажающий ток либо потребляет.

Еще один метод основан на том, что измеряют искажающие токи нагрузок и напряжения искажающего параметра в узле, к которому подключены эти нагрузки. По замеренным токам и напряжениям определяют мощность искажения для каждого потребителя и по полярности мощности выявляют, генерирует ли исследуемая нагрузка искажение или потребляет (патент США № 5508623). Способ позволяет определить источник искажения параметра качества электроэнергии в случае, если он в узле один. Однако этот метод не позволяет получить объективную оценку в условиях большого количества искажающих нагрузок – так как если величина и характер искажающей мощности определяются конструктивными особенностями нагрузки и напряжением основной (промышленной) частоты, то величина и фаза напряжения искажения определяются совокупным влиянием всех источников искажающих мощностей. Таким образом, искажающая мощность нагрузки и напряжение искажающего параметра в узле, к которому подключена нагрузка, практически не зависят друг от друга, и невозможно определить точно, генерирует ли исследуемая нагрузка искажение или потребляет его.

Известен и еще один способ определения потребителя, искажающего показатели качества электроэнергии в узле энергоснабжающей организации (патент на изобретение № 2244313). Здесь в течение определенного времени или во время любых переключений в схеме измеряют значения напряжения для искажающего параметра на шинах потребителя, затем каждое измерение соотносят со всеми остальными и рассчитывают сопротивление неискажающей нагрузки каждого потребителя, ток искажения искажающей нагрузки каждого потребителя. Затем выявляют долю искажающей нагрузки каждого потребителя в ухудшенном параметре качества электроэнергии. Однако при этом не определяют вклада каждой неискажающей нагрузки в уменьшение искажения напряжения в узле и не определяют параметры нагрузок (при условии, что в сравниваемых режимах параметры подверглись изменению).

Авторами разработан способ оценки суммарного вклада потребителя электрической энергии в искажение напряжения на узле.

Он строится на том, что на основании измерений и рассчитанных сопротивлений неискажающих нагрузок потребителей, подключенных к узлу электропитания, и токов искажения нагрузок можно определить дополнительно долю каждой нагрузки в снижении напряжения искажения. При этом определяют коэффициент, учитывающий превышение текущего напряжения искажения в узле электропитания над нормально допустимым, и определяют величину «неустойки» к оплате электроэнергии для потребителя, ухудшающего качество электроэнергии, а также величину компенсации ущерба в оплате электроэнергии для потребителя, получающего электроэнергию пониженного качества.

С точки зрения проблемы качества электрической энергии участников системы электроснабжения можно разделить на три условные группы:
– только источники искажений (выпрямительная нагрузка металлургических заводов, тяговая нагрузка железной дороги и т. п.);
– только потребители искажений (синхронные, асинхронные двигатели, генераторы, конденсаторные батареи, реакторы и т. п.);
– смешанная нагрузка – т. е. содержащая как источники, так и потребители искажений.

Для нового метода взяты в качестве постулатов следующие положения.

Во‑первых, только энергоснабжающая организация ответственна перед потребителями за качество электроэнергии, поэтому она и должна стремиться или к улучшению качества, или к уменьшению (исключению) своих затрат при ухудшенном качестве, если потребители будут предъявлять претензии.

Во‑вторых, ухудшение качества электроэнергии возникает, как правило, из‑за наличия искажающих токов потребителей, причем – токов всех без исключения потребителей, имеющих искажающую нагрузку вне зависимости от величины упомянутых токов. Естественно, что улучшение качества (уменьшение напряжения искажения) возможно либо за счет уменьшения суммы искажающих токов, либо за счет увеличения суммы проводимостей неискажающих нагрузок потребителей. При этом уменьшение суммы искажающих токов возможно или за счет уменьшения их модулей, или за счет взаимного расположения их векторов, а увеличение суммы проводимостей неискажающих нагрузок возможно или за счет увеличения их модулей, или за счет взаимного расположения их векторов. Вместе с тем следует учитывать, что модуль тока или проводимости зависит только от оборудования потребителя, тогда как угол между модулями токов – от режима сети энергосберегающей организации. Это значит, что только по величине модулей искажающих токов можно рассчитывать «неустойки» для потребителей – в том числе и для энергосберегающей организации. При этом последняя имеет практически единственную возможность влияния, а именно – в технических условиях на подключение потребителя рекомендовать ему угол искажающего тока относительно напряжения, исходя из режима (существующего или желаемого). Для этого она должна иметь информацию обо всех искажающих токах и проводимостях всех неискажающих нагрузок, включенных в узле, и уже на основании этой информации формировать рекомендации искажающим потребителям о желаемом угле искажающего тока.

Если принять в качестве постулата, что все токи имеют одинаковую направленность, и определять «неустойку» для энергосберегающей организации при поставке электроэнергии пониженного качества по вине последней, а также «неустойку» для потребителя при ухудшении качества в сети общего назначения по вине потребителя только по модулю тока (причем за всю величину модуля, добиваясь его уменьшения), то изменение угла между токами в реальных условиях будет приводить только к снижению напряжения искажения. Это будет стимулировать потребителя и ЭСО уменьшать модули искажающих токов (за счет фильтра, симметрирующего устройства и т. п.) или стимулировать потребителя договариваться с энергосберегающей организацией по углу. Последнее выгодно для ЭСО: нужно будет только грамотно организовать процесс.

Если принять, что все нагрузки одного типа (проводимости одного характера) и определять компенсацию ущерба потребителю и ЭСО только за модули их проводимостей, причем за всю величину модуля, добиваясь его увеличения, – то любое изменение угла проводимости будет приводить только к увеличению напряжения искажения.

Это будет стимулировать энергосберегающую организацию или увеличивать суммарную проводимость на шинах потребителя (за счет фильтра, симметрирующего устройства и т. п.), или договариваться с потребителем по углу проводимости, стараясь обеспечить одинаковый угол у всех проводимостей. Учитывая, что большинство неискажающих нагрузок однотипны (асинхронные и синхронные двигатели, синхронные генераторы), то больших усилий ЭСО прилагать не придется. Исключение составят какие‑то специализированные нагрузки, которых единицы.

В‑третьих, что все искажающие нагрузки, качественно одинаково пропорциональные своей доле в суммарной искажающей нагрузке, влияют на ухудшение показателей качества электроэнергии, а все неискажающие также одинаковы в размерах своей доли – на улучшение качества. Поэтому привязывать «неустойки» с потребителей и с ЭСО за качество к тарифам на электроэнергию (которые, как правило, разные для разных потребителей), было бы неправильно. Решение будет более корректным, если «неустойку» для каждого потребителя рассчитывать по величине потребленной электроэнергии и добавлять к сумме оплаты за электроэнергию, а «неустойку» для энергоснабжающей организации вычитать из суммы оплаченной электроэнергии. Компенсацию для каждого потребителя и ЭСО необходимо также рассчитывать по потребленной и выданной электроэнергии.

Кабельная арматура, Мощность, Напряжение , Сети , Энергоснабжение, Электроэнергия , Энергия , Провод, Тарифы на электроэнергию,

О вкладе потребителя в качество электрической энергииКод PHP" data-description="" data-url="https://www.eprussia.ru/epr/79/5574.htm"" data-image="https://www.eprussia.ru/upload/iblock/819/8192dfcf418aa472fc64edc4accd7ee7.gif" >

Отправить на Email


Похожие Свежие Популярные