Участие потребителей и сетевой организации в решении проблемы компенсации завышенных потоков реактивной мощности. Экономический эффект при компенсации РМ Октябрь 2011 г. Р еактивная мощность.

В настоящее время проблема компенсации реактивной мощности особенно остро обсуждается как энергетиками, так и потребителями. Опубликовано множество распорядительных и нормативных документов, касающихся этой проблемы. Что послужило толчком к такому всеобщему вниманию? Неужели до сих пор компенсация реактивной мощности не имела стратегического значения? Причинам и следствиям этих актуальных вопросов, а также грядущим перспективам в этом направлении и посвящена данная тема.

Для более глубокого осмысления проблемы давайте совершим короткий экскурс в основы электротехники. Проблема компенсации реактивной энергии и мощности возникла одновременно с применением на практике переменного и особенно трехфазного тока. При включении в цепь индуктивной или емкостной составляющей нагрузки (а это и всевозможные двигатели, и промышленные печи, и даже высоковольтные линии электропередач) между электроустановкой и источником возникает обмен потоками энергии, суммарная мощность которого равна нулю, но при этом он вызывает дополнительные потери активной энергии, потери напряжения и снижает пропускную способность электрических сетей. Так как избежать подобных негативных воздействий невозможно, необходимо просто свести их к минимуму.

Итак, основное влияние на величину реактивной мощности в электрических сетях оказывает характер нагрузки, то есть характеристики электроустановок, присоединенных к электрическим сетям энергосистемы. Получается, что энергокомпания несет убытки и риски, возникающие из-за потребителя. Разграничение зон ответственности за реактивную составляющую мощности между распределительной сетевой компанией и потребителем – одна из сложных задач в процессе управления реактивной мощностью. Стимулирование промышленных потребителей к поддержанию оптимального для энергосистемы коэффициента реактивной мощности было введено еще в 30-х годах прошлого века, во времена интенсивной индустриализации. Была разработана гибкая система скидок и надбавок к тарифу на электроэнергию. Основной целью снижения величины реактивной мощности тогда было стремление к минимизации расходов на строительство электрических сетей. То есть, снизив величину реактивной мощности, можно было сэкономить на сечении проводов и уменьшении мощности трансформаторов.

Система скидок и надбавок с течением времени претерпевала свои изменения, равно как и менялись нормы на оптимальный коэффициент реактивной мощности. Последняя редакция «Правил применения скидок и надбавок к тарифам на электрическую энергию за потребление и генерацию реактивной энергии» была утверждена в декабре 1997 года. А спустя три года она же была отменена приказом Минэнерго от 28 декабря 2000 года 167

После отмены приказом Министра энергетики ( ) Правил пользования электрической и тепловой энергией, потребители перестали участвовать в поддержании напряжения на шинах нагрузок Появились проблемы с поддержанием (повышением) напряжения на шинах эл. приемников Возросли потоки реактивной мощности по системо- образующим и рас- пределительным сетям к шинам эл. приемников Ограничилась пропускная способность ВЛ по активной мощности и существенно возросли потери в сетях После ухода потребителей от обязанности компенсировать потребляемую реактивную мощность получен суммарный негативный результат - исключение из баланса ЕЭС России более 50 тыс. МВар ИРМ потребителей

Увеличивается сечение проводов - удорожание Повышенное потребление реактивной мощности электроприемниками или пониженный коэффициент мощности Необходимость прокладки новых сетевых магистралей – удорожание Дополнительное увеличение тока электрической сети Увеличиваются потери напряжения Возрастание тока, протекающего через сеть Увеличиваются потери активной мощности Перерасходуется электроэнергия Уменьшается напряжение на шинах электроприемников Снижается пропускная способность сетей Последствия в формулах

В наш век высокотехнологичных процессов и стремительно развивающихся отраслей потребитель требует от нас самого главного - надежного, бесперебойного и качественного электроснабжения. Одним из слагаемых успеха в этом направлении и является контроль и управление реактивной мощностью со стороны сетевых компаний. Именно управление. Локального снижения и компенсации здесь недостаточно. Передача электроэнергии – это непрерывный процесс, владелец которого электросетевая компания, и она должна полностью контролировать все его параметры. Однако последние законодательные акты опровергают представление процесса управления реактивной мощностью проблемой только энергосистемы. На потребителя тоже возлагаются определенные требования и обязанности

Цена покупной электроэнергии, плата за присоединение к электрическим сетям и плата за передачу энергии не учитывают расходы субъектов электроэнергетики и ее потребителей, связанные с оплатой услуг по компенсации реактивной энергии (мощности). В связи с этим при первой возможности были внесены изменения в законодательство, действующее с 27 декабря 2004 года, регулирующее взаимоотношения потребителей и сетевых организаций при оказании услуг по передаче электрической энергии. Пункт Правил недискриминационного доступа к услугам по передаче электрической энергии и оказания этих услуг, утвержденных постановлением Правительства Российской Федерации от 27 декабря 2004 г. 861, вступивший в силу с (в редакции Постановления Правительства РФ от ), определяет обязанность потребителя по соблюдению значений соотношения активной и реактивной мощности, установленные сетевой организацией при технологическом присоединении:

Потребители должны соблюдать значения соотношения (тангенса) потребления реактивной и активной мощности, определенной в договоре в соответствии с порядком, утвержденным Минпромэнерго РФ. Указанные характеристики определяются: сетевой организацией для потребителей услуг, присоединенным к электрическим сетям напряжением 35 кВ и выше; сетевой организацией совместно с СО для потребителей услуг, присоединенных к электрическим сетям напряжением выше 35 кВ. При отклонении потребителя от установленных договором значений соотношения в результате участия в регулировании реактивной мощности по согласованию с сетевой организацией он оплачивает услуги по передаче электрической энергии, в том числе в составе конечного тарифа (цены) на электрическую энергию, поставляемую ему по договору энергоснабжения с учетом понижающего коэффициента, устанавливаемого в соответствии с методическими указаниями, утверждаемыми ФСТ РФ. В случае несоблюдения потребителем услуг установленных договором значений соотношения потребления активной и реактивной мощности, кроме случаев, когда это явилось следствием выполнения диспетчерских команд или распоряжений субъекта оперативно-диспетчерского управления либо осуществлять по соглашению сторон, он устанавливает и обслуживает устройства, обеспечивающие регулирование реактивной мощности, либо оплачивает услуги по передаче электрической энергии, в том числе в составе конечного тарифа (цены) на электрическую энергию, поставляемую ему по договору электроснабжения, с учетом соответствующего повышающего коэффициента. Убытки, возникающие у сетевой организации или третьих лиц в связи с нарушением установленных значений соотношения потребления активной и реактивной мощности, возмещаются лицом, допустившим такое нарушение, в соответствии с гражданским законодательством РФ

Постановлением правительства 530 от (п. 4, 3 абзац) Министерству промышленности и энергетики Российской Федерации было поручено в трехмесячный срок утвердить порядок расчета значений соотношения потребления активной и реактивной мощности для отдельных энергопринимающих устройств (групп энергопринимающих устройств) потребителей электрической энергии, применяемых для определения обязательств сторон в договорах об оказании услуг по передаче электрической энергии (договорах энергоснабжения). Данное поручение было выполнено только 22 февраля 2007 года, когда Минпромэнерго России были утверждены предельные значения коэффициента реактивной мощности (приказ 49 О ПОРЯДКЕ РАСЧЕТА ЗНАЧЕНИЙ СООТНОШЕНИЯ ПОТРЕБЛЕНИЯ АКТИВНОЙ И РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ ДЛЯ ОТДЕЛЬНЫХ ЭНЕРГОПРИНИМАЮЩИХ УСТРОЙСТВ (ГРУПП ЭНЕРГОПРИНИМАЮЩИХ УСТРОЙСТВ) ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЯЗАТЕЛЬСТВ СТОРОН В ДОГОВОРАХ ОБ ОКАЗАНИИ УСЛУГ ПО ПЕРЕДАЧЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ (ДОГОВОРАХ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ) ).

Положение точки присоединения потребителя к электрической сети tg напряжением 110 кВ (154 кВ) 0,5 напряжением 35 кВ (60 кВ) 0,4 напряжением кВ 0,4 напряжением 0,4 кВ 0,35 ПРЕДЕЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

В настоящее время в разработке находится новая методика применения скидок и надбавок к тарифам на электроэнергию. Согласно данной методике потребителю будет дана возможность получить скидку за поддержание требуемого коэффициента реактивной мощности в случае участия потребителя по соглашению с сетевой организацией в регулировании реактивной мощности в часы больших и/или малых нагрузок электрической сети. С другой стороны, при нарушении потребителем установленных норм величина тарифа будет расти. В то время, пока методика только готовится к утверждению, филиал «Нижновэнерго» и другие распределительные сетевые компании интенсивно готовятся к переходу на новый уровень взаимоотношений с потребителем и новую организацию работ по управлению реактивной мощностью.

В частности проводится инвентаризация и модернизация средств учета реактивной мощности, пересматриваются технические условия на присоединение новых потребителей, производятся расчеты предельных соотношений активной и реактивной мощности для включения в договора энергоснабжения с потребителями и многие другие мероприятия. Однако одним из основных направлений работы по компенсации реактивной мощности является: компенсация потребления реактивной мощности в узлах нагрузок потребителей за счет включения в работу существующих и установки дополнительных ИРМ непосредственно в электроустановках потребителей (на уровне ГПП, потребительских ПС, ТП 6-10/0,4 кВ); снижение потоков реактивной мощности в линиях и трансформаторах кВ за счет установки источников реактивной мощности (БСК,УШР-110 кВ, БСК-10,6 кВ) на подстанциях филиала;

Алгоритм достижения ЦЕЛИ на примере филиала «Нижновэнерго» Максимальное потребление мощности Нижегородской области Р – 3454 МВт Q – 2176 МВАр; tg = Q/P=2176/3454=0.63 Для достижения tg - 0,5 необходимо ввести 449 МВАр из них 70 МВАр – ННЭ На ПС 110 кВ 379 МВАр – на объектах потребителей ЭФФЕКТ от уменьшения технологических потерь в сетях ННЭ в год По уровню напряжения ВН – 15,6 млн. кВт. час, Что составляет 2% от потерь в сетях ВН. По уровню напряжения СН 2 – 60,5 млн. кВт. час, Что составляет 13,4 % от потерь в сетях СН 2 Общий эффект - 76,1 млн. кВт. час/в год, или уменьшение тех. потерь в сети ННЭ на 4,3 % 204 МВАр ввести существующие БСК 174,7 МВАр вновь

Выгода компенсации реактивной мощности для потребителя Компенсация выгодна всем, и компенсировать надо все уровни, начиная с самого нижнего - электроприемника и поднимаясь выше. Для сетевых компаний снижение величины реактивной мощности - это в первую очередь высвобождение мощности и возможность подключения новых потребителей. Для предприятий - снижение потерь, как следствие, снижение затрат на электроэнергию, влияющих на себестоимость продукции. Здесь стоит отметить, что по оценкам отечественных и ведущих зарубежных специалистов, доля энергоресурсов, и в частности электроэнергии занимает величину порядка 30-40% в стоимости продукции. Это достаточно веский аргумент, чтобы руководителю со всей серьезностью подойти к анализу и аудиту энергопотребления и выработке методики энергосбережения. Кроме того, на некоторых предприятиях уже сейчас ощущается нехватка мощностей, поэтому высвобождение мощности также актуально.

Считается, что компенсация реактивной мощности- это решение для крупных предприятий с большим энергопотреблением. Хотя значительное количество реактивной мощности, в настоящее время генерируется (потребляется) источниками освещения (люминесцентными лампами), нелинейной нагрузкой и системами приточновытяжной вентиляции и кондиционирования. Кроме того, качество электрической энергии на предприятиях и в офисных зданиях оставляет желать лучшего. Поэтому повышенная потребляемая из сети реактивная мощность и снижение качества напряжения влечет за собой дополнительные расходы компании на оплату электроэнергии и ремонт выходящего из строя оборудования из-за плохого качества напряжения.

Методика оплаты реактивной мощности так же крайне необходима. Причем даже предприятиям, так как она помогла бы обосновать затраты на компенсацию перед финансовыми службами и владельцами компаний, что сейчас крайне сложно. Грамотная методика скидок и надбавок за компенсацию и потребление соответственно значительно улучшили бы ситуацию с реактивной мощностью в сетях.

Преимущества использования конденсаторных установок для компенсации реактивной мощности: 1.Малые удельные потери активной мощности (0,005 кВт на 1 кВАр) 2.Отсутствие вращающихся частей 3.Простой монтаж и эксплуатация 4.Невысокие капиталовложения 5.Возможность подбора любой необходимой мощности 6.Возможность установки и подключения в любой точке сети 7.Отсутствие шума во время работы 8.Небольшие затраты по эксплуатации

Проблемы, которые помогут решить конденсаторные установки: Конденсаторные установки применяются не только для того, чтобы замедлить вращение счетчика реактивной энергии; их применение позволяет решить ряд других проблем, возникающих на производстве: 1.Снизить установленную мощность силовых трансформаторов. (При снижении потребления реактивной мощности снижается потребление полной мощности). 2.Обеспечивать электропитание нагрузки по кабелю с меньшим сечением 3.Подключить дополнительно полезную нагрузку. 4.Позволяет избежать глубокой просадки напряжения на удаленных электропотребителях (Водозаборные скважины, карьерные экскаваторы с электроприводом, стройплощадки и т. д.) 5.Максимально использовать мощность автономных дизель- генераторов. (Корабельные установки, геологические партии, стройплощадки и т. д.) Облегчить пуск двигателя. (При местной компенсации)

Результаты выполнения Целевых программ управления реактивной мощностью в гг. На подстанциях филиала введено вновь 7 БСК суммарной номинальной мощностью 26,1 Мвар (в работе 15,1) ЦП УПРМ гг. Заменено 7 ПУ активной энергии на многофункциональные Стабилизировали уровень напряжения на ПС 35 кВ Калинино (ННЭ) Обеспечено присоединение электроустановок 10-ти потребителей, мощностью 6,375 МВт. Вновь установлено 4 многофункциональных приборов учета электроэнергии (ПУ) Экономический эффект составил от реализации данных целевых программ 267,86 тыс. руб.

Целевая программа управления реактивной мощностью в гг. В филиале ННЭ в 2012 г. на ПС 110 кВ Лысково планируется ввод управляемого шунтирующего реактора (УШР) мощностью 25 Мвар, что позволит плавно регулировать реактивную мощность. ЦП УПРМ гг. На особом контроле находится вопрос обеспечения нормированных значений tgφ у 10- ти крупных потребителей, превышающего установленные значения соотношения по потреблению активной и реактивной мощностей Ввод на объектах филиала 2 БСК -110 кВ общей мощностью 75 Мвар.

В рамках целевой программы филиал «Нижновэнерго» за последние 2 года провел работу с 21 потребителем, систематически превышающим потребление реактивной мощности. Из них по 10 потребителям была вынесена проблема на министерство Жилищно- коммунального хозяйства и топливно-энергетического комплекса Нижегородской области и на региональный штаб по безопасности электроснабжения. В результате проведенной работы ряд потребителей наметил на ближайшее будущее на своем предприятии ввод БСК.

Целевая программа управления реактивной мощностью в гг. Нормализация уровня напряжения в 3 узлах нагрузки Итоги реализации целевой программы УРМ гг. К декабрю 2014 г., в результате ввода БСК на ПС 110 кВ ННЭ и целенаправленной работы с потребителями, снижение потерь э/э в год составит 13 млн. кВт·ч

Значение компенсации и оптимизации реактивной мощности трудно переоценить. Время требует и от энергетиков и от потребителей повышенной дисциплины и ответственности в решении этого вопроса для достижения и теми, и другими высоких показателей в нынешней работе и качественного развития в будущем.

Компенсация = эффективность + качество! Октябрь 2011 г.