48
СЕТИ
РОССИИ
к
а
ч
е
с
т
в
о
э
л
е
к
т
р
о
э
н
е
р
г
и
и
качество электроэнергии
О
рганизация
в
электросете
-
вых
компаниях
непрерыв
-
ного
автоматизированно
-
го
мониторинга
качества
электроэнергии
(
КЭ
)
на
основе
ста
-
ционарных
средств
измерения
соз
-
даёт
новые
возможности
для
про
-
ведения
анализа
КЭ
и
разработки
мероприятий
по
его
повышению
.
Подходы
к
контролю
КЭ
в
Единой
национальной
электрической
сети
(
ЕНЭС
),
реализуемые
ОАО
«
ФСК
ЕЭС
»,
описаны
в
[1, 2].
В
то
же
время
КЭ
в
электриче
-
ских
сетях
зависит
как
от
характе
-
ристик
и
режимов
работы
энергоси
-
стемы
,
так
и
от
состава
и
режимов
работы
электроустановок
потреби
-
телей
.
Соответственно
,
как
электро
-
сетевые
компании
,
так
и
потреби
-
тели
должны
нести
ответственность
за
поддержание
нормативного
КЭ
в
электрических
сетях
.
При
реализации
подобного
подхода
на
практике
возникает
потребность
в
работоспособных
методиках
распределения
ответ
-
ственности
каждой
из
сторон
на
основе
количественных
показате
-
лей
,
а
также
в
механизмах
реализа
-
ции
финансовых
санкций
за
недо
-
пустимое
ухудшение
нормативных
показателей
качества
электро
-
энергии
(
ПКЭ
).
В
настоящее
время
целостная
система
необходимых
методических
и
нормативных
доку
-
ментов
по
данному
направлению
отсутствует
.
В
данной
статье
предложены
подходы
к
распределению
ответ
-
ственности
за
обеспечение
норма
-
тивного
КЭ
между
электросетевыми
компаниями
и
потребителями
по
различным
ПКЭ
.
Подходы к
обеспечению
нормативного
качества
электроэнергии
Для обеспечения качества электроэнергии в электриче-
ских сетях России необходимо формирование методик
распределения ответственности между сетевыми компа-
ниями и потребителями, а также механизмов реализа-
ции финансовых санкций за ухудшение показателей ка-
чества электроэнергии.
Олег БОЛЬШАКОВ, Владимир ВОРОНИН, к.т.н.,
Роман ШАМОНОВ, к.т.н.,
ОАО «ФСК ЕЭС»,
Владимир ТУЛЬСКИЙ, к.т.н., НИУ «МЭИ»
49
№
1 (22),
январь
–
февраль
, 2014
ОТВЕТСТВЕННОСТЬ
ПО
ПОКАЗАТЕЛЮ
«
ОТКЛОНЕНИЕ
ЧАСТОТЫ
»
Отклонение
частоты
Δ
f
являет
-
ся
единственным
ПКЭ
,
ответствен
-
ность
за
который
в
ЕЭС
России
воз
-
ложена
на
ОАО
«
СО
ЕЭС
».
Несмотря
на
это
большинство
электросетевых
компаний
сертифицируют
КЭ
в
сво
-
ей
сети
в
том
числе
и
по
данному
показателю
,
принимая
тем
самым
на
себя
часть
ответственности
пе
-
ред
потребителем
за
регулирование
частоты
в
энергосистеме
.
При
этом
действующими
кон
-
струкциями
оптового
и
розничного
рынков
в
России
между
потребите
-
лями
и
ОАО
«
СО
ЕЭС
»,
а
также
между
сетевыми
компаниями
и
ОАО
«
СО
ЕЭС
»
не
предусматриваются
дого
-
ворные
отношения
.
Соответствен
-
но
,
отсутствуют
дееспособные
меха
-
низмы
предъявления
финансовых
претензий
в
адрес
ОАО
«
СО
ЕЭС
»
в
случае
несоответствия
Δ
f
норматив
-
ным
требованиям
.
Возможным
выходом
могло
бы
стать
формирование
договорных
отношений
между
сетевыми
ком
-
паниями
и
ОАО
«
СО
ЕЭС
»,
предусма
-
тривающих
финансовую
ответствен
-
ность
ОАО
«
СО
ЕЭС
»
за
поддержание
нормативного
значения
Δ
f
.
В
этом
случае
конструкция
обеспечения
от
-
ветственности
могла
бы
выглядеть
в
соответствии
со
схемой
,
представ
-
ленной
на
рис
. 1.
Оплата
обоснованных
финансо
-
вых
претензий
потребителей
к
ОАО
«
СО
ЕЭС
»
в
части
качества
регулиро
-
вания
частоты
в
ЕЭС
России
может
осуществляться
за
счёт
страховых
выплат
по
схеме
,
аналогичной
той
,
по
которой
сейчас
страхуется
ответ
-
ственность
ОАО
«
СО
ЕЭС
»
за
нару
-
шения
системной
надёжности
.
ОТВЕТСТВЕННОСТЬ
ПО
ПОКАЗАТЕЛЮ
«
ОТКЛОНЕНИЕ
НАПРЯЖЕНИЯ
»
Существующие
организацион
-
ные
и
технические
проблемы
ре
-
гулирования
напряжения
в
ЕЭС
России
,
связанные
с
размыванием
ответственности
между
сетевыми
компаниями
,
генерацией
и
ОАО
«
СО
ЕЭС
»,
описаны
в
[3].
Тем
не
менее
следует
признать
,
что
«
на
перед
-
нем
фронте
»
перед
потребителем
находятся
именно
электросетевые
компании
со
своими
средствами
регулирования
напряжения
и
ком
-
пенсации
реактивной
мощности
,
которыми
они
могут
и
обязаны
управлять
с
целью
поддержания
требуемых
отклонений
напряжения
δ
U
у
на
выводах
электроприёмников
потребителей
(
по
ГОСТ
13109-97)
или
в
точке
передачи
электроэнер
-
гии
(
по
ГОСТ
Р
54149 -2010).
Потребитель
со
своей
стороны
может
оказывать
негативное
влия
-
ние
на
δ
U
у
в
электрических
сетях
режимами
потребления
/
генерации
реактивной
мощности
,
выходящи
-
ми
за
диапазоны
,
установленные
в
нормативных
документах
или
дого
-
воре
с
сетевой
компанией
на
пере
-
дачу
электроэнергии
.
Предлагается
следующее
рас
-
пределение
ответственности
между
электросетевой
компанией
и
потре
-
бителем
за
показатель
δ
U
у
:
электро
-
сетевая
компания
обеспечивает
не
-
обходимые
диапазоны
изменения
напряжения
на
границе
балансовой
принадлежности
,
а
потребитель
обе
-
спечивает
допустимые
режимы
по
-
требления
/
генерации
реактивной
мощности
.
При
этом
требования
к
допустимым
диапазонам
изменения
напряжения
на
границе
балансо
-
вой
принадлежности
и
допустимым
режимам
потребления
/
генерации
реактивной
мощности
должны
быть
установлены
нормативно
с
возмож
-
ностью
коррекции
в
договорах
.
Фиксация
фактических
δ
U
у
и
перетоков
реактивной
мощности
(tg
ω
)
должна
осуществляться
по
по
-
казаниям
стационарных
средств
измерения
ПКЭ
и
средств
коммер
-
ческого
учёта
электроэнергии
и
мощности
на
границе
балансовой
принадлежности
.
В
случае
выхода
напряжения
и
/
или
tg
ω
за
установленные
преде
-
лы
должен
применяться
механизм
неустойки
к
стоимости
электро
-
энергии
,
отпущенной
потребителю
.
Очевидно
,
при
реализации
данного
подхода
потребуется
разработать
систему
расчёта
скидок
/
надбавок
,
учитывающих
:
•
соотношение
нарушений
по
δ
U
у
и
/
или
по
tg
ω
(
нарушение
только
по
δ
U
у
;
только
по
tg
ω
;
по
δ
U
у
и
по
tg
ω
);
•
значение
и
длительность
выхода
δ
U
у
и
/
или
tg
ω
за
установленные
пределы
.
Схема
распределения
ответ
-
ственности
сторон
по
показателю
δ
U
у
представлена
на
рис
. 2.
Ответственность
ОАО
«
СО
ЕЭС
»
за
качество
регулирования
напря
-
жения
в
энергосистемах
с
учётом
требований
к
КЭ
можно
обеспечить
на
основе
договоров
с
электросе
-
тевыми
компаниями
по
аналогии
с
подходом
,
предложенным
в
преды
-
дущем
разделе
по
показателю
Δ
f
.
Рис
. 1.
Обеспечение
ответственности
по
показателю
«
отклонение
частоты
»
50
СЕТИ РОССИИ
Для
этого
потребуется
сформиро
-
вать
систему
количественных
пока
-
зателей
,
характеризующих
качество
регулирования
режима
со
стороны
ОАО
«
СО
ЕЭС
»
путём
управления
электростанциями
и
средствами
регулирования
напряжения
и
ком
-
пенсации
реактивной
мощности
в
электрических
сетях
,
являющихся
объектами
диспетчеризации
.
ОТВЕТСТВЕННОСТЬ
ПО
ПОКАЗАТЕЛЯМ
,
ХАРАКТЕРИЗУЮЩИМ
ИСКАЖЕНИЯ
СИНУСОИДАЛЬНОСТИ
И
НЕСИММЕТРИЮ
НАПРЯЖЕНИЙ
На
сегодняшний
день
как
в
Рос
-
сии
,
так
и
за
рубежом
отсутствуют
однозначные
и
нормативно
закре
-
плённые
подходы
к
установлению
ответственности
потребителей
за
искажения
напряжения
в
питаю
-
щей
сети
по
показателям
,
характе
-
ризующим
искажения
синусоидаль
-
ности
и
несимметрию
напряжений
:
K
U
, K
U(n)
, K
2U
.
Наибольшее
распространение
за
рубежом
получил
подход
,
при
котором
нормируются
параметры
тока
нагрузки
в
части
высших
гар
-
моник
и
несимметрии
.
При
этом
нормы
устанавливаются
относи
-
тельно
токов
короткого
замыкания
в
точке
присоединения
потребителя
к
сетям
общего
назначения
.
Это
зна
-
чит
,
что
в
мощной
энергосистеме
со
значительными
токами
коротких
замыканий
допустимо
присоедине
-
ние
более
мощных
нелинейных
и
несимметричных
нагрузок
по
срав
-
нению
с
«
маломощными
»
энергоси
-
стемами
,
в
которых
присоединение
даже
сравнительно
небольшой
ис
-
кажающей
нагрузки
приведёт
к
на
-
рушению
нормативных
требований
по
K
U
, K
U(n)
, K
2U
.
Российские
ГОСТ
на
КЭ
(
ГОСТ
13109-97,
ГОСТ
Р
54149-2010)
нормируют
только
показатели
по
напряжению
.
В
качестве
методиче
-
ских
подходов
к
установлению
от
-
ветственности
потребителей
за
ис
-
кажения
напряжения
в
питающей
сети
по
показателям
,
характеризую
-
щим
искажения
синусоидальности
и
несимметрию
напряжений
,
пред
-
лагается
рассмотреть
следующие
.
Первый
подход
—
нормирование
характеристик
тока
нагрузки
По
аналогии
с
зарубежным
подходом
необходимо
будет
раз
-
работать
и
нормативно
закрепить
предельные
значения
параметров
тока
,
характеризующие
его
неси
-
нусоидальность
и
несимметрию
,
в
абсолютных
или
относительных
величинах
(
относительно
тока
трёх
-
фазного
короткого
замыкания
)
на
границе
балансовой
принадлежно
-
сти
.
При
этом
в
части
высших
гармо
-
ник
целесообразно
использовать
не
более
двух
-
трёх
интегральных
показателей
,
характеризующих
не
-
синусоидальность
тока
в
широком
диапазоне
частот
(
например
,
псо
-
фометрическое
значение
тока
и
среднеквадратическое
значение
тока
в
диапазоне
частот
).
Соответственно
,
необходимо
,
чтобы
стационарные
средства
из
-
мерений
ПКЭ
непрерывно
фикси
-
ровали
ПКЭ
по
напряжению
(
K
U
,
K
U(n)
, K
2U
)
и
факты
выхода
параме
-
тров
тока
нагрузки
по
несинусои
-
дальности
и
несимметрии
за
допу
-
стимые
пределы
.
В
случае
выхода
контролируе
-
мых
ПКЭ
за
установленные
преде
-
лы
должен
применяться
механизм
неустойки
к
стоимости
электроэнер
-
гии
,
отпущенной
потребителю
,
по
аналогии
с
подходом
,
описанным
для
δ
U
у
.
Система
расчёта
скидок
/
надбавок
должна
учитывать
:
•
соотношение
нарушений
по
K
U
,
K
U(n)
, K
2U
и
/
или
по
параметрам
тока
(
нарушение
только
по
ПКЭ
;
только
по
параметрам
тока
;
по
ПКЭ
и
по
параметрам
тока
);
•
значение
и
длительность
выхода
ПКЭ
за
установленные
пределы
.
Второй
подход
—
по
мощности
(
энергии
)
При
анализе
несинунсоидаль
-
ных
и
/
или
несимметричных
токов
и
напряжений
общепринято
счи
-
тать
,
что
нелинейная
и
/
или
несим
-
метричная
нагрузка
«
генерирует
»
активные
мощности
(
энергии
)
выс
-
ших
гармоник
и
обратной
после
-
довательности
.
Таким
образом
,
по
значению
и
направлению
активной
мощности
высших
гармоник
и
об
-
ратной
последовательности
можно
оценивать
степень
влияния
иска
-
жающей
нагрузки
на
КЭ
на
границе
балансовой
принадлежности
.
Соответственно
,
как
и
в
случае
с
подходом
,
описанным
для
показа
-
теля
δ
U
у
,
к
потребителю
, «
генериру
-
ющему
»
в
сеть
активную
мощность
искажений
,
может
применяться
ме
-
ханизм
неустойки
к
стоимости
отпу
-
щенной
электроэнергии
.
Также
,
по
аналогии
с
экологиче
-
ским
мониторингом
предприятий
,
целесообразно
будет
установить
квоты
на
активную
энергию
иска
-
жений
,
которую
могут
выдать
в
сеть
Рис
. 2.
Обеспечение
ответственности
по
показателю
«
отклонение
напряжения
»
51
№
1 (22),
январь
–
февраль
, 2014
нелинейные
и
несимметричные
по
-
требители
.
Перед
применением
данный
подход
нуждается
в
углублённой
методической
проработке
и
прак
-
тической
апробации
в
системах
электроснабжения
с
источниками
искажений
различного
состава
и
мощности
.
ОТВЕТСТВЕННОСТЬ
ПО
ПОКАЗАТЕЛЯМ
«
ПРОВАЛ
НАПРЯЖЕНИЯ
»
И
«
ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЕ
»
На
текущем
этапе
развития
элек
-
троэнергетики
кратковременные
спорадические
события
,
характе
-
ризуемые
такими
ПКЭ
,
как
«
провал
напряжения
»
и
«
перенапряжение
»,
следует
воспринимать
в
качестве
неотъемлемого
свойства
работы
любой
энергосистемы
.
От
данных
явлений
на
уровне
электрических
сетей
напряжением
6
кВ
и
выше
экономически
оправданными
сред
-
ствами
в
полной
мере
защититься
невозможно
.
Однако
это
не
означа
-
ет
,
что
электросетевые
компании
не
обязаны
предпринимать
меры
по
сокращению
количества
и
глубины
провалов
напряжения
и
кратности
перенапряжений
.
Так
же
как
и
практически
на
все
остальные
ПКЭ
,
на
данные
ПКЭ
мо
-
гут
оказывать
влияние
и
энергоси
-
стемы
,
и
потребители
.
Безусловно
,
подавляющая
часть
провалов
напряжения
и
перена
-
пряжений
обусловлена
событиями
на
объектах
магистральной
и
рас
-
пределительных
сетей
,
а
также
на
объектах
генерации
энергосистемы
.
К
ним
относятся
короткие
замы
-
кания
в
электрических
сетях
и
электроустановках
электростанций
,
коммутации
основного
электрообо
-
рудования
,
удары
молнии
в
энер
-
гообъекты
и
пр
.
С
другой
стороны
,
события
,
приводящие
к
провалам
напряжения
и
перенапряжениям
на
шинах
подстанций
электросетевых
компаний
,
нередки
и
на
объектах
потребителей
:
короткие
замыкания
и
коммутации
в
сетях
потребителей
,
запуски
мощных
электродвигателей
.
В
настоящее
время
ПКЭ
«
провал
напряжения
»
и
«
перенапряжение
»
являются
ненормируемыми
пока
-
зателями
.
Тем
не
менее
электросе
-
тевые
компании
должны
наладить
сбор
и
систематизацию
статистиче
-
ской
информации
о
количестве
,
глу
-
бине
и
длительности
данных
помех
.
Зарубежный
опыт
в
данной
области
показывает
,
что
частота
возникно
-
вения
подобных
событий
меняется
в
течение
года
.
Наличие
достоверной
информа
-
ции
о
характеристиках
«
провалов
напряжения
»
и
«
перенапряжений
»
в
сети
позволит
разрабатывать
и
реа
-
лизовывать
адекватные
организа
-
ционные
и
технические
мероприя
-
тия
по
защите
от
них
.
ИНФОРМАЦИОННОЕ
СОПРОВОЖДЕНИЕ
ЗАДАЧИ
Создаваемая
в
ОАО
«
ФСК
ЕЭС
»
система
мониторинга
КЭ
в
ЕНЭС
предусматривает
непрерывное
из
-
мерение
практически
всех
ПКЭ
и
характеристик
КЭ
,
необходимых
для
реализации
описанных
выше
подхо
-
дов
по
распределению
ответствен
-
ности
между
сетевой
компанией
и
потребителями
[2].
Исключение
составляют
лишь
интегральные
по
-
казатели
,
характеризующие
несину
-
соидальность
тока
в
произвольном
диапазоне
частот
,
непрерывное
из
-
мерение
которых
пока
не
предусмо
-
трено
.
Для
определения
степени
ответ
-
ственности
сторон
по
показателю
δ
U
у
наряду
с
результатами
измере
-
ния
ПКЭ
потребуются
данные
о
tg
ω
.
Легитимным
источником
данных
по
этому
показателю
могут
являться
как
сами
средства
измерения
ПКЭ
,
так
и
автоматизированные
системы
коммерческого
учёта
электроэнер
-
гии
.
Статистика
о
провалах
напря
-
жения
/
перенапряжениях
в
сетях
должна
формироваться
с
учётом
ак
-
тов
расследования
технологических
нарушений
,
в
которых
отражается
сторона
,
из
-
за
которой
произошло
событие
.
Необходимо
также
отметить
,
что
при
утверждении
законодательно
подхода
,
предусматривающего
фи
-
нансовую
ответственность
сетевых
компаний
и
потребителей
за
ухуд
-
шение
КЭ
,
существенно
возрастут
требования
к
метрологическому
обеспечению
контроля
КЭ
вплоть
до
уровня
требований
,
предъявляе
-
мых
к
коммерческому
учёту
элек
-
троэнергии
.
С
учётом
этого
целесообразно
в
перспективе
стремиться
к
интегра
-
ции
автоматизированных
систем
коммерческого
учёта
электроэнер
-
гии
и
контроля
КЭ
.
Тем
более
что
современные
средства
измерения
такие
возможности
уже
предостав
-
ляют
.
ВЫВОДЫ
1.
Сформулированы
общие
прин
-
ципы
распределения
финансо
-
вой
ответственности
за
ухудше
-
ние
КЭ
между
электросетевыми
компаниями
и
потребителями
.
Для
повышения
ответственности
ОАО
«
СО
ЕЭС
»
за
качество
регули
-
рования
частоты
и
напряжения
в
энергосистемах
целесообраз
-
но
сформировать
систему
соот
-
ветствующих
договоров
между
электросетевыми
компаниями
и
ОАО
«
СО
ЕЭС
».
2.
Финансовую
ответственность
за
ухудшение
КЭ
предлагается
реа
-
лизовать
на
основе
механизма
определения
поправочного
ко
-
эффициента
,
увеличивающего
или
уменьшающего
стоимость
электроэнергии
,
отпущенной
электросетевыми
компаниями
потребителям
.
3.
Система
автоматизированного
контроля
КЭ
,
создаваемая
ОАО
«
ФСК
ЕЭС
»,
позволяет
вырабо
-
тать
подходы
к
распределению
ответственности
за
состояние
КЭ
между
электросетевой
ком
-
панией
и
потребителями
,
в
т
.
ч
.
с
установлением
штрафных
санк
-
ций
к
каждой
из
сторон
в
случае
несоответствия
ПКЭ
норматив
-
ным
требованиям
.
ЛИТЕРАТУРА
1.
О
.
Большаков
,
В
.
Воронин
,
В
.
Пелымский
,
Р
.
Шамонов
,
В
.
Тульский
,
М
.
Толстов
.
Управле
-
ние
качеством
электроэнергии
в
ЕНЭС
. «
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ
.
Пере
-
дача
и
распределение
», 2012,
№
1(10),
с
. 66—71.
2.
О
.
Большаков
,
В
.
Воронин
,
Р
.
Шамонов
,
В
.
Тульский
,
М
.
Тол
-
стов
.
Автоматизация
анализа
ка
-
чества
электроэнергии
в
ЕНЭС
.
«
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ
.
Передача
и
распределение
», 2013,
№
1(16),
с
. 56—62.
3.
В
.
Воронин
,
М
.
Гаджиев
,
Р
.
Ша
-
монов
.
Направления
развития
системы
регулирования
напря
-
жения
и
реактивной
мощности
в
ЕНЭС
. «
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ
.
Пе
-
редача
и
распределение
», 2012,
№
2(11),
с
. 38—45.
Оригинал статьи: Подходы к обеспечению нормативного качества электроэнергии
Для обеспечения качества электроэнергии в электрических сетях России необходимо формирование методик распределения ответственности между сетевыми компаниями и потребителями, а также механизмов реализации финансовых санкций за ухудшение показателей качества электроэнергии.
