Початок arrow Статті arrow Расчет неустойки за пониженное качество электроэнергии

Расчет неустойки за пониженное качество электроэнергии

В решении проблемы качества электрической энергии  в РФ за последние годы заметен существенный прогресс, но до ее окончательного практического разрешения еще достаточно далеко. К тому же задача усложняется в связи с организацией оптового рынка электроэнергии. Ключевой проблемой, от решения которой зависит общий успех, является разработка методической и приборной базы, позволяющей осуществлять не только мониторинг качества электроэнергии, но и экономически «наказывать» виновников нарушений. С этой целью в настоящей статье предлагаются методические указания   для оказания правовой и технологической помощи участникам договора электроснабжения  при разработке пунктов, касающихся качества электроэнергии в условиях мониторинга качества.
Следует отметить ограничение на применение предлагаемых методических указаний. В частности, далее рассматриваются только показатели качества электроэнергии   для установившихся режимов работы, а следовательно, не обсуждаются вопросы качества электроэнергии в переходных и квазиустановившихся режимах. Одновременно заметим, что только на показатели качества, которые рассматриваются в работе, ГОСТ 13109-97 дает четкие и понятные ограничения в виде нормально и предельно допустимых значений.
Таким образом, для решения поставленной задачи необходимо решить три подзадачи:

                  1. Организовать мониторинг качества электроэнергии согласно требованиям ГОСТ 13109-97.
                  2. Рассчитать неустойку к тарифу в зависимости от величины искажений показателя качества электроэнергии    и результатов идентификации виновника этих искажений.

3. Осуществить подбор оптимальной приборной базы.
Ниже рассматриваются решения каждой из подзадач с конечной целью: создать в итоге систему экономической заинтересованности каждого участника рынка электроэнергии в улучшении качества электроэнергии.
Мониторинг качества электроэнергии является необходимым условием организации системы качества. Реализация мониторинга сегодня не представляет каких-либо технических трудностей как аппаратно, так и методически. Важно подчеркнуть, что в результате мониторинга каждому показателю качества электроэнергии по окончании каждых суток должна быть поставлена его суточная количественная оценка в соответствии с табл. 1.
Таблица 1

 

f

dU

K2u

Kou

Ки ф. А

Ки ф. В

Ки ф. С

Ku(n) ф. А

Ku(n) ф. В

Ku(n) ф. С

Т1
%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т2
%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В этой таблице:
Т1 - относительное суммарное время выхода показателя качества электроэнергии за нормально допустимые значения в течение 24 часов, %;
Т2 - относительное суммарное время выхода показателя качества электроэнергии за предельно допустимые значения в течение 24 часов, %;
df - отклонение частоты от номинала;
dU - установившееся отклонение напряжения от номинала;
Ku - коэффициент искажения синусоидальности кривой фазных напряжений;
Ku(n) - коэффициент n-й гармонической составляющей фазных напряжений;
K2u - коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности;
Kou - коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности.
Хотя мониторинг качества электроэнергии - редкое явление в РФ, но это необходимая база для расчета ежедневной неустойки к тарифу. С другой стороны, для инженера - специалиста по качеству электроэнергии приведенная табл. 1 понятна и прозрачна. Дополнительно следует заметить, что, как следует из ГОСТ 13109-97, при значениях Т1 меньших 5%, а Т2 равных нулю, источники искажений считаются ничтожными и участники договора электроснабжения не могут предъявлять претензии друг к другу.
Величина и размер неустойки во всех остальных случаях могут быть определены по табл. 2.
Таблица 2


Ti ,%

T2 ,%

0

1

2

3

4

5

Более 5

До5

0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

10,0

6

0,2

1,2

2,2

3,2

4,2

5,2

10,0

7

0,4

1,4

2,4

3,4

4,4

5,4

10,0

8

0,6

1,6

2,6

3,6

4,6

5,6

10,0

9

0,8

1,8

2,8

3,8

4,8

5,8

10,0

10

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

10,0

11-12

1,3

2,3

3,3

4,3

5,3

6,3

10,0

13-14

1,7

2,7

3,7

4,7

5,7

6,7

10,0

15-16

2,1

3,1

4,1

5,1

6,1

7,1

10,0

17-18

2,5

3,5

4,5

5,5

6,5

7,5

10,0

19-20

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

10,0

21-25

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0

26-30

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0

10,0

31-35

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0

10,0

10,0

36-40

7,0

8,0

9,0

10,0

10,0

10,0

10,0

41-45

8,0

9,0

10,0

10,0

10,0

10,0

10,0

46-50

9,0

10,0

10,0

10,0

10,0

10,0

10,0

Более 50

10,0

10,0

10,0

10,0

10,0

10,0

10,0

Если источник искажений известен, то перед значением неустойки проставляется соответствующий знак, заполняется таблица 3, после чего алгебраическим суммированием определяется суммарная неустойка к тарифу за прошедшие сутки.
Основная трудность при заполнении табл. 3 заключается в определении "виновника" искажений, т.е. знака перед величиной неустойки. Однако сказанное не относится к df и dU, поскольку поддержание этих показателей качества электроэнергии в пределах нормы является обязательством энергоснабжающей организации и, следовательно, "виновник" известен. Часто участники договора электроснабжения заранее знают "виновника" и по другим показателям качества электроэнергии и, таким образом, с обоюдного согласия, оформленного соответствующим юридическим документом, могут заранее проставить знак неустойки. Во всех остальных случаях источник искажений определяется после проведения достаточно сложных и тонких непрерывных измерений составляющих активной энергии, которые соответствуют каждому из показателей качества электроэнергии. Для пояснения сказанного обратимся к теории.
Таблица 3


20.02.03.

df

dU

К2и

Koи

Ки

Ки

Ки

Ки(п)

Ки(п)

Ки(п)

Суммарная

 

 

 

 

 

ф.А

ф.В

ф.С

ф. А

ф. В

ф. С

неустойка

Неустойка %

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При идеальной синусоидальности и симметрии напряжений и токов электрическая энергия трехфазной системы может считаться продуктом (товаром) 100%-ного качества. Поток этой энергии может быть принят в качестве первичного или основного потока, а его мощность - мощностью основного потока трехфазной системы. Практически вся электрическая энергия, вырабатываемая электрическими станциями в штатном режиме работы, удовлетворяет требованиям 100%-ного качества. Нарушение качества электрической энергии до границы балансового раздела возможно только при анормальном либо аварийном режимах их работы. Ухудшение качества электрической энергии, по существу, может возникать сразу за пределами границы балансового раздела между электрической станцией и сетевым предприятием и в дальнейшем усугубляться по мере удаления от этой границы.
Наиболее вероятными источниками нарушения качества электрической энергии, которые вызывают искажения синусоидальной формы кривых фазных напряжений и токов, являются нелинейные нагрузки (приемники электрической энергии). Источниками искажений синусоидальности являются тяговые подстанции, вентильные электроприводы, дуговые электропечи, электролизные установки, электроосветительное оборудование с газоразрядными лампами, трансформаторы и электрические машины, работающие в режиме магнитного насыщения, и т.п. Несимметрию напряжений и токов создают несимметричные линии электропередачи и распределительные устройства, однофазные приемники промышленных предприятий, тяговые подстанции, коммунальные электрические сети и др. Колебания напряжений вызывают нагрузки с резко переменным и циклическим характером изменения мощности, такие, как прокатные станы, электросварочное оборудование и пр.
Указанные потребители, а также магистральные и распределительные сети можно рассматривать как устройства, которые, потребляя энергию первичного или основного потока, вызывают искажения его качества и распространяют эти искажения по всем сетям и потребителям, т.е. выступают в роли преобразователей первичного потока энергии во вторичный, которому соответствует вторичная мощность.
Критерии количественного учета произведенной и потребленной электрической энергии связаны непосредственно с процессом ее производства и преобразования. В электротехнических терминах эти критерии количественно можно выразить такими величинами, как активная, реактивная, обменная, полная и мгновенная мощности потоков электрической энергии, действующие и мгновенные значения фазных и(или) междуфазных напряжений и линейных токов, коэффициент мощности и др.
Главный технический и коммерческий интерес представляет прежде всего измерение активной мощности и соответствующего ей потока электрической энергии, поскольку он непосредственно определяет полезный эффект потребления электрической энергии и ее преобразования в другие, необходимые пользователю виды энергии (механическую, тепловую, химическую, световую и пр.), а также затраты первичных энергоносителей и вспомогательных материалов в процессе ее производства. Принципиальной особенностью направленного потока энергии является его необратимый характер. Активная мощность представляет собой среднее (интегральное) за один период значение мгновенной мощности и характеризует интенсивность необратимого одностороннего процесса передачи электрической энергии через точку ее технического и коммерческого учета.
Исходя из критериев качества при делении суммарного потока электрической энергии на отдельные составляющие, необходимо руководствоваться альтернативным принципом, позволяющим выделить потоки энергии, которые обладают безупречным качеством, с одной стороны, и потоки энергии искажения, с другой. Более того, исходя из отмеченной выше особенности рабочего процесса в любой электрической сети, которая характеризуется режимной взаимозависимостью параллельно работающих сетевых предприятий и приемников электрической энергии, перетоками электрической энергии между ними и т.д., процедура измерения отдельных составляющих потоков энергии, особенно потоков энергии искажения, должна обеспечивать не только количественное измерение этих потоков, но и, что особенно важно для установления причины нарушения качества, определение направления этих потоков относительно границы балансового раздела между ними. То есть по известному направлению потоков активной энергии искажения можно объективно определять сторону, виновную в нарушении качества. Величина потока активной энергии непосредственно связана с объемом соответствующих материальных затрат и является определяющей при производстве коммерческих взаиморасчетов между субъектами энергорынка.
Таким образом, каждому из перечисленных ниже показателей качества электроэнергии можно поставить в соответствие следующие потоки активной энергии в трехфазных сетях:
Ku - суммарной поток активной энергии всех высших гармоник для всех фаз;
Ku(n) - поток активной энергии n-й гармонической для всех фаз;
K2u - поток активной энергии обратных симметричных составляющих для основной гармонической трехфазной системы;
Kou - поток активной энергии нулевых симметричных составляющих для основной гармонической трехфазной системы.
Измеренные потоки активной энергии в периоды нарушений качества электроэнергии (Т1 больше 5% или Т2 больше 0) помогут по окончании каждых суток определить знак неустойки в табл. 3, а после алгебраического суммирования - общую неустойку к тарифу.
Приборная база для реализации рассмотренных алгоритмов в полном объеме существует, к сожалению, только за рубежом в виде многомерных реверсивных счетчиков (ION 8500, ELSPEK, PZ4000 и т.д.) всего потока электроэнергии и отдельных его составляющих с последующим их анализом и классификацией по критериям качества. Стоимость таких счетчиков достаточно высока и составляет 5-8 тыс. долл. США. В России подобные счетчики разработаны в виде опытных образцов фирмами ООО "НПФ "СОЛИС-С" г. Москвы и НПП "Энерготехника" г. Пензы с ориентировочной стоимостью 3-4 тыс. долл. США.
В России выпускаются специализированные приборы (ППКЭ-1-50.М, Ресурс-UF, ЭРИС КЭ и т.п.) для измерения показателей качества электроэнергии, которые совместно уже с установленными стандартными счетчиками электроэнергии могут осуществлять мониторинг и, хотя и не в полном объеме, рассчитывать величину неустойки по предложенному в данной работе алгоритму. При организации системы контроля качества в этом случае желательно учитывать требования системной интеграции выбранных приборов, а следовательно, необходимо наличие соответствующего аппаратного и программного интерфейса для включения приборов контроля показателей качества электроэнергии в состав систем АСКУЭ. Это дает возможность одновременно судить, как о качестве электроэнергии, так и об объемах потребленной некачественной электроэнергии за конкретной период времени. В качестве примера можно привести действующую систему мониторинга качества в составе "АС Электроэнергия" ОАО "Компания ЭМК-Инжиниринг" г. Москвы с использованием прибора ППКЭ-1-50.М Важно отметить при этом факт появления дополнительной технологической информации для АСУТП и получения к ней доступа всем заинтересованным лицам в наиболее удобной для них форме. По утверждению фирмы, действующая система позволяет:

  1. осуществлять коммерческий учет электроэнергии;
  2. обеспечивать, в соответствии с ГОСТ 1310997, контроль качества электроэнергии, получаемой от сетей электроснабжающих организаций;
  3. обнаруживать технические и коммерческие потери электроэнергии.
  4. контролировать количество потребляемой электроэнергии, ее мощности и их отклонения от договорных условий;
  5. планировать потребности в электроэнергии объектов на основе статистических данных;
  6. обеспечивать данными экономистов с целью расчета себестоимости продукции;
  7. проводить мониторинг нагрузок;
  8. составлять статистическую отчетность;
  9. прогнозировать нагрузки.

Отметим в заключение, чем отличается предлагаемая методика от существующих:

    1. Простотой и прозрачностью алгоритмов расчета неустойки к тарифу за ухудшение качества электроэнергии.
    2. Отсутствием расчетов допустимых и измерений фактических вкладов в показатели качества электроэнергии.
    3. Обязательной организацией мониторинга качества.
    4. Производимые измерения и расчеты в рамках методики не затрагивают коммерческие интересы любой третьей стороны - не участницы договора электроснабжения.
 
< Проектирование тепловизионных приборов   Снижение потерь электроэнергии с применением компенсирующих устройств >