Тенденции в управлении качеством электроэнергии в ЕЭС России. Существующие проблемы и возможные решения

background image

background image

24

24

к

а

ч

е

с

т

в

о

 

э

л

е

к

т

р

о

э

н

е

р

г

и

и

качество электроэнергии

Тенденции 
в управлении качеством 
электроэнергии в ЕЭС 
России. Существующие 
проблемы и возможные 
решения

УДК

 621.316.7

Тульский

 

В

.

Н

., 

к

.

т

.

н

., 

директор

 

Института

 

электроэнергетики

 

ФГБОУ

 

ВО

 «

НИУ

 «

МЭИ

»

Шамонов

 

Р

.

Г

.,

к

.

т

.

н

., 

начальник

 

управления

 

сопровождения

 

ОТУ

 

и

 

режимов

 

Департамента

 

оперативно

-

технологического

 

управления

 

ПАО

 «

ФСК

 

ЕЭС

»

Развитие

 

нормативных

 

требований

 

наряду

 

с

 

применением

 

тех

-

нологических

 

инноваций

 

в

 

электрических

 

сетях

 

в

 

последние

 

годы

 

способствовали

 

прогрессу

 

в

 

области

 

управления

 

каче

-

ством

 

электроэнергии

 

в

 

электрических

 

сетях

 

России

 

напряже

-

нием

 35 

кВ

 

и

 

выше

Однако

 

хроническое

 

недофинансирова

-

ние

 

распределительных

 

электрических

 

сетей

 0,4–110 

кВ

рост

 

мощности

 

нелинейных

 

и

 

несимметричных

 

нагрузок

 

наряду

 

с

 

отсутствием

 

эффективной

 

практики

 

взаимодействия

 

электро

-

сетевых

 

компаний

 

с

 

искажающими

 

потребителями

 

не

 

позволя

-

ют

 

кардинально

 

улучшить

 

качество

 

электроэнергии

В

 

статье

 

представлена

 

оценка

 

нововведений

 

последних

 

лет

 

в

 

области

 

качества

 

электроэнергии

обозначены

 

существующие

 

пробле

-

мы

 

и

 

предложены

 

возможные

 

пути

 

их

 

решения

.

Ключевые

 

слова

качество

 

электрической

 

энергии

распределительные

 

электрические

 

сети

проектирование

 

энергосистем

О

беспечение

 

качества

 

электроснабже

-

ния

 

потребителей

 

неизменно

 

декла

-

рируется

 

как

 

одна

 

из

 

приоритетных

 

задач

 

при

 

обосновании

 

затрат

 

на

 

экс

-

плуатацию

 

и

 

развитие

 

объектов

 

электроэнер

-

гетики

 

России

Однако

 

большое

 

количество

 

претензий

 

на

 

качество

 

электроэнергии

  (

КЭ

), 

которые

 

ежегодно

 

получают

 

электросетевые

 

и

 

энергосбытовые

 

компании

свидетельствует

 

о

 

том

что

 

предпринимаемые

 

в

 

отрасли

 

меры

 

неэффективны

 

или

 

недостаточны

.

В

 

течение

 

последних

 

лет

 

принят

 

ряд

 

нор

-

мативных

 

документов

направленных

 

на

 

по

-

вышение

 

КЭ

 

в

 

электрических

 

сетях

а

 

также

 

продвигаются

 

дополнительные

 

инициативы

 

по

 

развитию

 

нормативно

-

правовой

 

базы

 

по

 

КЭ

Указанные

 

нормативные

 

изменения

 

преиму

-

щественно

 

затрагивают

 

электрические

 

сети

 

напряжением

 35 

кВ

 

и

 

выше

 

и

 

практически

 

не

 

учитывают

 

существующие

 

проблемы

 

по

 

КЭ

 

в

 

сетях

 

более

 

низких

 

классов

 

напряжения

.

Создание

 

так

 

называемых

 «

интеллектуаль

-

ных

 

систем

 

учета

 

электроэнергии

» 

с

 

возмож

-


background image

25

25

ностью

 

непрерывного

 

контроля

 

отдельных

 

показате

-

лей

 

качества

 

электроэнергии

  (

ПКЭ

направлено

 

на

 

упрощение

 

взаимодействия

 

между

 

потребителями

 

и

 

энергоснабжающими

 

организациями

 

на

 

основе

 

ле

-

гитимной

 

информации

 

о

 

состоянии

 

КЭ

 

в

 

точке

 

обще

-

го

 

присоединения

.

Развитие

 

и

 

удешевление

 

силовой

 

электроники

 

поз

-

воляют

 

разрабатывать

 

и

 

внедрять

 

в

 

электрических

 

сетях

 

современные

 

технические

 

решения

 

по

 

ком

-

пенсации

 

искажений

 

напряжения

нормированных

ГОСТ

 32144-2013 [1].

В

 

данной

 

статье

 

представлены

 

результаты

 

ана

-

лиза

 

нормативных

 

нововведений

 

в

 

области

 

управ

-

ления

 

КЭ

 

с

 

предложениями

 

по

 

дальнейшему

 

совер

-

шенствованию

 

нормативно

-

правовой

 

базы

а

 

также

 

обзор

 

тенденций

 

в

 

части

 

технических

 

решений

при

-

меняемых

 

в

 

электрических

 

сетях

 

России

 

и

 

направ

-

ленных

 

на

 

повышение

 

КЭ

.

ИЗМЕНЕНИЯ

 

В

 

ФЕДЕРАЛЬНОМ

 

ЗАКОНЕ

 

 35-

ФЗ

 

«

ОБ

 

ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ

»

В

 2021 

году

 

Государственной

 

Думой

 

Российской

 

Фе

-

дерации

 

принят

 

в

 

первом

 

чтении

 

проект

 

федераль

-

ного

 

закона

 «

О

 

внесении

 

изменений

 

в

 

Федеральный

 

закон

  «

Об

 

электроэнергетике

» (

в

 

части

 

совершен

-

ствования

 

порядка

 

взаимодействия

 

субъектов

 

элек

-

троэнергетики

 

и

 

потребителей

)».

Среди

 

предложенных

 

изменений

 — 

введение

 

по

-

нятия

 

КЭ

 

как

 

степени

 

соответствия

 

характеристик

 

электрической

 

энергии

 

в

 

определенной

 

точке

 

элек

-

трической

 

сети

 

совокупности

 

нормированных

 

по

-

казателей

устанавливаемых

 

нормативными

 

право

-

выми

 

актами

 

федеральных

 

органов

 

исполнительной

 

власти

уполномоченных

 

Правительством

 

Россий

-

ской

 

Федерации

.

Одновременно

 

предполагается

 

определить

 

пол

-

номочия

 

федеральных

 

органов

 

исполнительной

 

власти

 

по

 

установлению

 

требований

 

к

 

КЭ

а

 

также

 

обязанности

 

субъектов

 

электроэнергетики

 

и

 

потре

-

бителей

 

по

 

соблюдению

 

таких

 

требований

 

и

 

обеспе

-

чению

 

соответствия

 

им

 

технических

 

характеристик

 

и

 

параметров

 

работы

 

объектов

 

электроэнергети

-

ки

энергопринимающих

 

установок

оборудования

 

и

 

устройств

.

Необходимо

 

особо

 

выделить

 

два

 

аспекта

 

пред

-

лагаемых

 

поправок

которые

как

 

ожидается

по

-

ложительно

 

повлияют

 

на

 

КЭ

 

в

 

электрических

 

сетях

 

России

.

Во

-

первых

усиливается

 

ответственность

 

потре

-

бителей

 

по

 

выполнению

 

требований

установлен

-

ных

 

нормативными

 

правовыми

 

актами

 

Российской

 

Федерации

 

в

 

сфере

 

электроэнергетики

требований

 

технических

 

условий

 

для

 

технологического

 

присо

-

единения

 

к

 

электрическим

 

сетям

 

и

 

обязательств

 

по

 

заключенным

 

ими

 

договорам

 

при

 

осуществлении

 

своей

 

деятельности

 

в

 

части

 

соблюдения

 

параме

-

тров

 

КЭ

обусловленных

 

работой

 

принадлежащих

 

им

 

объектов

 

электроэнергетики

 

и

 

энергопринимаю

-

щих

 

устройств

.

Во

-

вторых

повышается

 

статус

 

нормативных

 

документов

 

в

 

области

 

КЭ

После

 

разработки

 

со

-

ответствующих

 

нормативных

 

правовых

 

актов

 

и

 

ут

-

верждения

 

их

 

Министерством

 

энергетики

 

требова

-

ния

 

к

 

обеспечению

 

КЭ

 

в

 

электрических

 

сетях

 

будут

 

обязательными

 

к

 

исполнению

 

как

 

со

 

стороны

 

субъ

-

ектов

 

электроэнергетики

так

 

и

 

со

 

стороны

 

потре

-

бителей

 

электроэнергии

Таким

 

образом

следует

 

ожидать

 

появления

 

дееспособных

 

организацион

-

ных

 

схем

 

взаимодействия

 

между

 

субъектами

 

элек

-

троэнергетики

 

и

 

потребителями

 

при

 

оценке

 

ПКЭ

 

предъявляемым

 

требованиям

при

 

разработке

 

и

 

ре

-

ализации

 

мероприятий

 

по

 

обеспечению

 

норматив

-

ного

 

КЭ

.

В

 

качестве

 

возможного

 

механизма

 

взаимодей

-

ствия

 

электросетевых

 

компаний

 

и

 

потребителей

ухудшающими

 

КЭ

 

в

 

точке

 

общего

 

присоединения

авторы

 

настоящей

 

статьи

 

предлагают

 

отражение

 

в

 

Правилах

 

недискриминационного

 

доступа

 

к

 

услу

-

гам

 

по

 

передаче

 

электрической

 

энергии

 

и

 

оказания

 

этих

 

услуг

утвержденных

 

Постановлением

 

Пра

-

вительства

 

Российской

 

Федерации

 

от

 27.12.2004 

 861, 

следующего

 

подхода

.

По

 

факту

 

выявления

 

электросетевой

 

организаци

-

ей

 

нарушений

 

обязательных

 

требований

 

к

 

КЭ

 

на

 

ее

 

объектах

обусловленных

 

работой

 

энергопринима

-

ющих

 

устройств

 

потребителя

 

электроэнергии

со

-

ставляется

 

акт

который

 

направляется

 

потребителю

 

электроэнергии

.

Потребитель

 

электрической

 

энергии

 

в

 

течение

 

де

-

сяти

 

рабочих

 

дней

 

с

 

даты

 

получения

 

акта

 

письменно

 

уведомляет

 

о

 

сроке

в

 

течение

 

которого

 

он

 

обеспе

-

чит

 

соблюдение

 

установленных

 

характеристик

 

путем

 

самостоятельной

 

установки

 

устройств

обеспечива

-

ющих

 

поддержание

 

параметров

 

КЭ

соответствую

-

щих

 

обязательным

 

требованиям

Указанный

 

срок

 

не

 

может

 

превышать

 

шести

 

месяцев

В

 

течение

 

десяти

 

рабочих

 

дней

 

после

 

установки

 

устройств

обеспе

-

чивающих

 

поддержание

 

параметров

 

КЭ

соответ

-

ствующих

 

обязательным

 

требованиям

потребитель

 

электроэнергии

 

информирует

 

электросетевую

 

орга

-

низацию

.

В

 

случае

 

если

 

в

 

течение

 

шести

 

месяцев

 

после

 

направления

 

электросетевой

 

организацией

 

выше

-

указанного

 

акта

 

о

 

нарушениях

 

обязательных

 

требо

-

ваний

 

к

 

КЭ

 

потребителем

 

электрической

 

энергии

 

не

 

реализованы

 

мероприятия

 

по

 

обеспечению

 

надле

-

жащего

 

КЭ

электросетевая

 

организация

 

направля

-

ет

 

в

 

адрес

 

органа

 

федерального

 

государственного

 

энергетического

 

надзора

 

запрос

 

о

 

проведении

 

про

-

верки

 

в

 

отношении

 

потребителя

 

электроэнергии

 

на

 

предмет

 

соблюдения

 

им

 

соответствующих

 

техниче

-

ских

 

регламентов

 

и

 

иных

 

обязательных

 

требований

 

по

 

КЭ

.

Орган

 

федерального

 

государственного

 

энер

-

гетического

 

надзора

 

проводит

 

необходимую

 

про

-

верку

 

в

 

отношении

 

потребителя

 

электрической

 

энергии

 

и

 

в

 

случае

 

подтверждения

 

информации

содержащейся

 

в

 

обращении

 

электросетевой

 

ор

-

ганизации

принимает

 

административные

 

меры

предусмотренные

 

законодательством

 

Российской

 

Федерации

побуждающие

 

потребителя

 

электро

-

энергии

 

к

 

выполнению

 

обязательных

 

требований

 

по

 

КЭ

.

 2 (71) 2022


background image

26

Убытки

возникающие

 

у

 

сетевой

 

организации

 

и

/

или

 

третьих

 

лиц

 

в

 

связи

 

с

 

нарушением

 

обяза

-

тельных

 

требований

 

к

 

КЭ

обусловленных

 

работой

 

энергопринимающих

 

устройств

 

потребителя

 

элек

-

трической

 

энергии

должны

 

возмещаться

 

лицом

до

-

пустившим

 

такое

 

нарушение

в

 

соответствии

 

с

 

зако

-

нодательством

 

Российской

 

Федерации

.

Важно

 

отметить

что

 

предлагаемый

 

подход

 

дол

-

жен

 

действовать

 

в

 

части

 

потребителей

получаю

-

щих

 

электроэнергию

 

для

 

производственных

 

нужд

Для

 

физических

 

лиц

 

право

 

на

 

качество

 

электриче

-

ской

 

энергии

 

установлено

 

гражданским

 

кодексом

Ограничение

 

помех

создаваемых

 

бытовыми

 

элек

-

троприемниками

может

 

быть

 

обеспечено

 

контро

-

лем

 

со

 

стороны

 

государства

 

за

 

продукцией

посту

-

пающей

 

на

 

рынок

 

бытовых

 

электроприемников

Следует

 

отметить

что

 

для

 

реализации

 

выше

-

указанного

 

подхода

 

требуется

 

развитие

 

систем

 

кон

-

троля

 

КЭ

 

в

 

электрических

 

сетях

 

на

 

основе

 

периоди

-

ческих

 

измерений

 

или

 

непрерывного

 

мониторинга

Далее

 

в

 

статье

 

представлены

 

предложения

 

с

 

учетом

 

развития

 

систем

 

интеллектуального

 

учета

 

электро

-

энергии

 

в

 

электрических

 

сетях

 

России

.

ИЗМЕНЕНИЯ

 

В

 

НОРМАТИВНЫХ

 

ТРЕБОВАНИЯХ

 

ПРИ

 

ПРОЕКТИРОВАНИИ

В

 

настоящее

 

время

 

при

 

типовом

 

проектировании

 

энергосистем

 

в

 

составе

 

ЕЭС

 

России

 

из

 

характери

-

стик

 

КЭ

 

рассматриваются

 

исключительно

 

отклонения

 

напряжения

 

в

 

узлах

 

электрических

 

сетей

 

в

 

составе

 

расчетов

 

балансов

 

активной

 

и

 

реактивной

 

мощно

-

сти

 

и

 

электрических

 

режимов

Прочие

 

показатели

характеризующие

 

искажения

 

синусоидальности

не

-

симметрию

колебания

 

и

 

провалы

 

напряжений

 

для

 

электрических

 

сетей

 

общего

 

назначения

оценива

-

ются

 

только

 

при

 

проведении

 

специализированных

 

научно

-

исследовательских

 

работ

 

для

 

районов

 

с

 

не

-

удовлетворительным

 

КЭ

.

Это

 

обусловлено

 

рядом

 

факторов

:

– 

недостатком

 

исходной

 

информации

 

о

 

фактиче

-

ских

 

ПКЭ

 

в

 

электрических

 

сетях

 

разных

 

классов

 

напряжения

;

– 

отсутствием

 

методических

 

указаний

 

по

 

расчету

 

ПКЭ

;

– 

неурегулированностью

 

вопросов

 

по

 

распределе

-

нию

 

между

 

субъектами

 

электроэнергетики

 

ответ

-

ственности

 

за

 

реализацию

 

мероприятий

 

по

 

обес

-

печению

 

КЭ

определенных

 

по

 

итогам

 

указанного

 

проектирования

.

Игнорирование

 

КЭ

 

при

 

проектировании

 

объектов

 

электроэнергетики

 

может

 

приводить

 

к

 

ухудшению

 

ПКЭ

 

при

 

развитии

 

энергосистемы

 

как

 

по

 

причине

 

подключения

 

дополнительных

 

источников

 

искаже

-

ний

 

в

 

составе

 

потребителей

 

или

 

на

 

электростанциях

так

 

и

 

по

 

причине

 

негативного

 

влияния

 

характеристик

 

электрических

 

сетей

Типичной

 

ситуацией

 

является

 

рост

 

высших

 

гармонических

 

составляющих

 

токов

 

и

 

напряжений

 

после

 

подключения

 

батарей

 

статиче

-

ских

 

конденсаторов

  (

БСК

), 

а

 

в

 

наихудших

 

случаях

 

БСК

 

вовсе

 

не

 

могут

 

быть

 

введены

 

в

 

работу

 

по

 

при

-

чине

 

перегрузки

 

при

 

резонансе

 

токов

 [2, 3].

Частично

 

исправляют

 

ситуацию

 

Правила

 

раз

-

работки

 

и

 

согласования

 

схем

 

выдачи

 

мощности

 

объектов

 

по

 

производству

 

электрической

 

энергии

 

и

 

схем

 

внешнего

 

электроснабжения

 

энергоприни

-

мающих

 

устройств

 

потребителей

 

электрической

 

энергии

утвержденные

 

приказом

 

Минэнерго

 

Рос

-

сии

 

от

 28.12.2020 

 1195. 

В

 

соответствии

 

с

 

указан

-

ным

 

документом

, «

для

 

объектов

 

по

 

производству

 

электрической

 

энергии

выдача

 

мощности

 

которых

 

осуществляется

 

с

 

использованием

 

инверторного

 

оборудования

должен

 

быть

 

выполнен

 

анализ

 

вли

-

яния

 

работы

 

инверторного

 

преобразователя

 

на

 

по

-

казатели

 

качества

 

электрической

 

энергии

 (

несимме

-

трию

несинусоидальность

в

 

точке

 

присоединения

 

объекта

 

по

 

производству

 

электрической

 

энергии

 

и

 

в

 

прилегающей

 

электрической

 

сети

».

В

 

отношении

 

схемы

 

внешнего

 

электроснабжения

 

потребителя

 

содержится

 

требование

 

о

 

необходимо

-

сти

  «

анализа

 

уровней

 

напряжения

 

в

 

точке

 

присо

-

единения

 

энергопринимающих

 

устройств

 

заявите

-

ля

 

и

 

в

 

прилегающей

 

электрической

 

сети

 

напряжением

 

6–110 

кВ

 

и

 

выше

 

энергорайона

 … 

и

 

определения

 

технических

 

решений

 

по

 

установке

 

необходимых

 

ис

-

точников

 

реактивной

 

мощности

 

и

 

средств

 

компенса

-

ции

 

реактивной

 

мощности

 

для

 

обеспечения

 

допусти

-

мых

 

уровней

 

напряжения

 

и

 

качества

 

электрической

 

энергии

». 

Однако

 

более

 

актуальное

 

требование

 

по

 

оценке

 

влияния

 

нелинейных

 

несимметричных

 

и

 

рез

-

копеременных

 

нагрузок

 

потребителей

 

на

 

КЭ

 

в

 

рам

-

ках

 

разработки

 

схемы

 

внешнего

 

электроснабжения

 

в

 

утвержденную

 

редакцию

 

вышеуказанных

 

Правил

 

не

 

включено

В

 

Методических

 

указаниях

 

по

 

технологическо

-

му

 

проектированию

 

подстанций

 

переменного

 

тока

 

с

 

высшим

 

напряжением

 35–750 

кВ

утвержденных

 

приказом

 

Минэнерго

 

России

 

от

 03.03.2021 

 103, 

содержатся

 

следующие

 

требования

: «

При

 

проек

-

тировании

 

подстанций

 

в

 

составе

 

систем

 

электро

-

снабжения

 

объектов

 

промышленного

 

производства

оборудованных

 

электроустановками

для

 

функци

-

онирования

 

которых

 

предъявляются

 

повышенные

 

требования

 

к

 

качеству

 

электрической

 

энергии

 

или

 

функционирование

 

которых

 

может

 

приводить

 

к

 

на

-

рушению

 

качества

 

электрической

 

энергии

 

в

 

точке

 

технологического

 

присоединения

 

таких

 

объектов

 

к

 

электрической

 

сети

должны

 

быть

 

разработаны

 

ме

-

роприятия

 

по

 

обеспечению

 

качества

 

электрической

 

энергии

 

для

 

надежной

 

работы

 

указанных

 

электро

-

установок

 

и

 

компенсации

 

нарушений

 

показателей

 

качества

 

электрической

 

энергии

 

в

 

точке

 

их

 

техно

-

логического

 

присоединения

 

к

 

электрической

 

сети

включая

 

применение

 

фильтросимметрирующих

 

устройств

частотно

-

регулируемого

 

привода

 

и

 

про

-

мышленных

 

агрегатов

 

бесперебойного

 

питания

Состав

 

указанных

 

мероприятий

 

должен

 

быть

 

опре

-

делен

 

и

 

обоснован

 

с

 

учетом

 

проведения

 

измерений

 

в

 

прилегающей

 

электрической

 

сети

 

в

 

характерных

 

режимах

 

ее

 

работы

».

КАЧЕСТВО 

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ


background image

27

Однако

 

на

 

сегодняшний

 

день

 

указанные

 

Методи

-

ческие

 

указания

 

не

 

введены

 

в

 

действие

 

из

-

за

 

заме

-

чаний

 

Министерства

 

юстиции

 

России

.

В

 

проект

 

Методических

 

указаний

 

по

 

проектиро

-

ванию

 

энергосистем

разрабатываемых

 

Минэнерго

 

России

включено

 

требование

: «

Для

 

энергосистем

 

(

энергорайонов

с

 

крупными

 

потребителями

харак

-

теризующимися

 

несимметричной

 

нагрузкой

должны

 

выполняться

 

расчеты

 

электроэнергетических

 

режи

-

мов

 

с

 

использованием

 

математических

 

моделей

 

для

 

расчетов

 

трехфазных

 

электрических

 

режимов

 

и

 

раз

-

рабатываться

 

мероприятия

 

по

 

минимизации

 

влияния

 

несимметричной

 

нагрузки

 

на

 

существующие

 

объек

-

ты

 

электроэнергетики

 

и

 

других

 

потребителей

».

Требование

 

по

 

расчету

 

гармонических

 

составля

-

ющих

 

токов

 

и

 

напряжений

 

для

 

энергосистем

  (

энер

-

горайонов

с

 

крупными

 

потребителями

характери

-

зующимися

 

нелинейной

 

нагрузкой

в

 

Методических

 

указаниях

 

по

 

проектированию

 

энергосистем

 

отсут

-

ствует

.

Кроме

 

того

необходимо

 

обратить

 

внимание

что

 

за

 

последние

 30 

лет

 

изменилась

 

чувствительность

 

электроприемников

 

к

 

провалам

 

напряжения

Кратко

-

временные

 

провалы

длительностью

 

менее

 

секунды

останавливают

 

технологические

 

линии

 

на

 

предпри

-

ятиях

 

из

-

за

 

сбоев

 

в

 

системе

 

управления

Отсутствие

 

методических

 

указаний

публичной

 

статистики

 

по

 

глубине

 

и

 

длительности

 

провалов

 

напряжения

не

 

позволяют

 

проектным

 

организациям

 

провести

 

тех

-

нико

-

экономическое

 

обоснование

 

целесообразно

-

сти

 

установки

 

средств

 

защиты

 

от

 

данных

 

помех

Как

 

следствие

предприятия

 

терпят

 

многомиллионные

 

убытки

С

 

учетом

 

массовости

 

нарушений

 

нормативных

 

требований

 

к

 

КЭ

 

в

 

ЕЭС

 

России

 [4], 

электросетевые

 

компании

 

уже

 

включают

 

в

 

задания

 

на

 

проектирова

-

ние

 

требования

 

по

 

учету

 

фактических

 

ПКЭ

 

и

 

харак

-

теристик

 

искажающих

 

нагрузок

 

потребителей

При

 

этом

 

возникают

 

методические

 

вопросы

требующие

 

широкого

 

обсуждения

 

и

 

отражения

 

в

 

нормативных

 

документах

К

 

числу

 

подобных

 

вопросов

 

относятся

например

следующие

:

– 

какие

 

схемы

 

замещения

 

элементов

 

энергосистем

 

необходимо

 

использовать

 

для

 

различных

 

расче

-

тов

 

ПКЭ

;

– 

как

 

определять

 

и

 

учитывать

 

в

 

расчетах

 

амплитуд

-

но

и

 

фазочастотные

 

характеристики

 

энергоси

-

стемы

;

– 

чем

 

определяется

 

оптимальная

 

размерность

 

рас

-

четных

 

моделей

;

– 

какие

 

именно

 

режимы

 

работы

 

сети

 

и

 

нагрузок

 

не

-

обходимо

 

учитывать

 

при

 

анализе

 

ПКЭ

 

и

 

для

 

раз

-

работки

 

мероприятий

 

по

 

повышению

 

КЭ

;

– 

как

 

распределять

 

мероприятия

 

по

 

обеспечению

 

КЭ

 

между

 

несколькими

 

искажающими

 

потребите

-

лями

 

и

 

электросетевой

 

компанией

 

и

 

т

.

д

.

Существует

 

потребность

 

в

 

разработке

 

и

 

утверж

-

дении

 

методик

 

расчета

 

параметров

 

КЭ

характеризу

-

ющих

 

искажения

 

синусоидальности

несимметрию

колебания

 

и

 

провалы

 

напряжений

 

в

 

электрических

 

сетях

а

 

также

 

методик

 

выбора

 

параметров

 

и

 

мест

 

установки

 

компенсирующих

 

устройств

 

для

 

обеспече

-

ния

 

КЭ

В

 

качестве

 

положительного

 

примера

 

управления

 

КЭ

 

при

 

присоединении

 

потребителей

 

может

 

быть

 

взят

 

за

 

основу

 

опыт

 

канадской

 

компании

 Hydro-

Quebec, 

которая

 

разработала

 

и

 

применяет

 

документ

 

«Emission limits for customer facilities connected to the 
Hydro-Quebec transmission system». 

В

 

указанном

 

документе

 

установлены

в

 

том

 

чис

-

ле

следующие

 

нормы

:

– 

допустимые

 

относительные

 

значения

 

токов

 

гар

-

моник

 

и

 

обратной

 

последовательности

 

в

 

токе

 

на

-

грузки

 

в

 

зависимости

 

от

 

соотношения

 

мощности

 

короткого

 

замыкания

 

в

 

узле

 

и

 

мощности

 

нагрузки

;

– 

допустимые

 

значения

 

напряжения

 

обратной

 

по

-

следовательности

которые

 

могут

 

создавать

 

элек

-

трифицированные

 

тяговые

 

нагрузки

;

– 

допустимые

 

значения

 

размаха

 

и

 

количество

 

оди

-

ночных

 

колебаний

 

напряжения

.

Перечисленные

 

нормы

 

учитываются

 

при

 

проекти

-

ровании

контролируются

 

фактическими

 

измерения

-

ми

 

при

 

технологическом

 

присоединении

 

потребите

-

лей

 

и

 

в

 

дальнейшем

 

при

 

передаче

 

электроэнергии

В

 

случае

 

превышения

 

допустимых

 

пределов

 

на

 

эмиссию

 

искажений

 

потребитель

 

обязан

 

установить

 

компенсирующие

 

устройства

В

 

России

 

отсутствуют

 

нормы

 

на

 

эмиссию

 

токов

 

высших

 

гармоник

 

и

 

токов

 

обратной

 

последователь

-

ности

 

в

 

питающую

 

сеть

 

со

 

стороны

 

потребителей

а

 

также

 

на

 

допустимые

 

режимы

 

резкопеременной

 

нагрузки

приводящие

 

к

 

колебаниям

 

напряжений

 

в

 

точке

 

общего

 

присоединения

В

 

данном

 

направлении

 

разрабатываются

 

и

 

утверж

-

даются

 

различные

 

рекомендательные

 

стандарты

 

по

 

оценке

 

влияния

 

искажающих

 

нагрузок

 

на

 

КЭ

напри

-

мер

, [5–7]. 

Однако

 

данные

 

документы

 

не

 

могут

 

быть

 

использованы

 

при

 

урегулировании

 

разногласий

 

меж

-

ду

 

электросетевыми

 

компаниями

 

и

 

потребителями

 

по

 

вопросам

 

обеспечения

 

нормативного

 

КЭ

 

в

 

энер

-

госистемах

.

КОНТРОЛЬ

 

КАЧЕСТВА

 

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

 

В

 

СОСТАВЕ

 

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ

 

СИСТЕМ

 

УЧЕТА

 

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Как

 

известно

электроэнергия

 — 

особый

 

вид

 

товара

характеризующийся

 

неразрывностью

 

процессов

 

про

-

изводства

передачи

 

и

 

потребления

Эта

 

специфика

 

безусловно

 

проявляется

 

и

 

в

 

задачах

 

управления

 

КЭ

Очень

 

сложно

 

подтвердить

 

связь

 

между

 

ущербами

 

потребителя

 

и

 

низким

 

КЭ

если

 

в

 

момент

 

техноло

-

гических

 

нарушений

приведших

 

к

 

отказам

 

обору

-

дования

  (

или

 

в

 

течение

 

длительного

 

времени

 

непо

-

средственно

 

перед

 

ними

 

в

 

случае

 

накопительного

 

негативного

 

влияния

 

низкого

 

КЭ

), 

не

 

осуществлялись

 

измерения

 

ПКЭ

Для

 

объективной

 

оценки

 

КЭ

 

на

 

соответствие

 

уста

-

новленным

 

нормам

 

как

 

со

 

стороны

 

потребителя

так

 

и

 

электросетевой

 

компании

 

на

 

границе

 

балансовой

 

 2 (71) 2022


background image

28

принадлежности

 

должен

 

быть

 

организован

 

непре

-

рывный

 

контроль

 

ПКЭ

а

 

также

 

дополнительных

 

характеристик

 

КЭ

 

по

 

току

/

мощности

Поскольку

 

со

-

временные

 

средства

 

измерений

 

электрических

 

па

-

раметров

 

являются

 

многофункциональными

 

устрой

-

ствами

позволяющими

 

измерять

 

практически

 

любые

 

характеристики

 

режима

 

работы

 

сети

оптимальным

 

решением

 

является

 

организация

 

непрерывного

 

кон

-

троля

 

КЭ

 

в

 

составе

 

систем

 

коммерческого

 

учета

 

электроэнергии

.

Значительным

но

 

явно

 

недостаточным

 

шагом

 

в

 

данном

 

направлении

 

является

 

утверждение

 

нор

-

мативных

 

требований

 

к

 

интеллектуальным

 

системам

 

учета

 

электроэнергии

.

В

 

соответствии

 

с

 

пунктом

 11 

Правил

 

предоставле

-

ния

 

к

 

минимальному

 

набору

 

функций

 

интеллектуаль

-

ных

 

систем

 

учета

 

электрической

 

энергии

 (

мощности

), 

утвержденных

 

Постановлением

 

Правительства

 

Рос

-

сии

 

от

 19.06.2020 

 890, 

в

 

состав

 

информации

 

о

 

ко

-

личестве

 

и

 

иных

 

параметрах

 

электрической

 

энергии

 

должна

 

входить

 «

информация

 

о

 

нарушении

 

индиви

-

дуальных

 

параметров

 

качества

 

электроснабжения

 

по

 

точке

 

учета

».

Пункт

 20 

указанных

 

Правил

 

ограничивает

 

состав

 

индивидуальных

 

параметров

 

качества

 

электроснаб

-

жения

 

двумя

:

– 

параметр

 

медленного

 

изменения

 

напряжения

определяемый

 

суммарной

 

продолжительно

-

стью

 

времени

 

положительного

 

и

 

отрицатель

-

ного

 

отклонения

 

уровня

 

напряжения

 

в

 

точке

 

измерения

 

электрической

 

энергии

который

 

считается

 

нарушенным

если

 

отклонение

 

про

-

изошло

 

на

 

более

 

чем

 10% 

от

 

номинального

 

на

-

пряжения

 

в

 

интервале

 

измерений

равном

 10 

ми

-

нутам

;

– 

параметр

 

перенапряжения

определяемый

 

ко

-

личеством

 

фактов

 

положительного

 

отклонения

 

уровня

 

напряжения

 

в

 

точке

 

поставки

 

электриче

-

ской

 

энергии

который

 

считается

 

нарушенным

если

 

отклонение

 

произошло

 

на

 20% 

и

 

более

 

от

 

номинального

 

напряжения

.

Дополнительно

 

интеллектуальный

 

счетчик

 

дол

-

жен

 

обеспечивать

 (

пункт

 28 

Правил

):

– 

фиксацию

 

нарушений

 

индивидуальных

 

параме

-

тров

 

качества

 

электроснабжения

  (

погрешность

 

измерения

 

параметров

 

должна

 

соответствовать

 

классу

 S 

или

 

выше

 

согласно

 

ГОСТ

 30804.4.30-

2013);

– 

наличие

 

индикатора

 

факта

 

нарушения

 

индивиду

-

альных

 

параметров

 

качества

 

электроснабжения

;

– 

отображение

 

информации

 

журнала

 

событий

где

 

должны

 

фиксироваться

 

дата

 

и

 

время

 

от

-

клонения

 

напряжения

 

в

 

измерительных

 

це

-

пях

 

от

 

заданных

 

пределов

отсутствие

 

или

 

низкое

 

напряжение

 

при

 

наличии

 

тока

 

в

 

изме

-

рительных

 

цепях

 

с

 

конфигурируемыми

 

поро

-

гами

  (

кроме

 

однофазных

 

и

 

трехфазных

 

при

-

боров

 

учета

 

электрической

 

энергии

 

прямого

 

включения

), 

отсутствие

 

напряжения

 

либо

 

значение

 

напряжения

 

ниже

 

запрограммиро

-

ванного

 

порога

 

по

 

каждой

 

фазе

 

с

 

фиксацией

 

времени

 

пропадания

 

и

 

восстановления

 

на

-

пряжения

.

Предполагается

что

 

формирование

 

скидок

 

на

 

оплату

 

электроэнергии

 

в

 

случае

 

нарушений

 

инди

-

видуальных

 

параметров

 

качества

 

электроснабже

-

ния

зафиксированных

 

интеллектуальными

 

счет

-

чиками

должно

 

стать

 

действенным

 

инструментом

побуждающим

 

электросетевые

 

компании

 

уделять

 

больше

 

внимания

 

регулированию

 

напряжения

Кроме

 

этого

потребитель

 

получает

 

легитимный

 

ис

-

точник

 

информации

которую

 

сможет

 

использовать

 

для

 

доказательства

 

в

 

суде

 

причин

 

своих

 

ущер

-

бов

 

вследствие

 

низкого

 

качества

 

поставляемой

 

энергии

.

Для

 

обеспечения

 

КЭ

 

и

 

по

 

прочим

 

показателям

 

необходимо

 

в

 

дальнейшем

 

развивать

 

требования

 

к

 

функционалу

 

систем

 

коммерческого

 

учета

 

электро

-

энергии

 

в

 

сторону

 

контроля

 

параметров

характери

-

зующих

 

искажения

 

синусоидальности

несимметрию

колебания

 

и

 

провалы

 

напряжений

Безусловно

мас

-

совое

 

внедрение

 

подобных

 

дорогостоящих

 

изме

-

рительных

 

систем

 

экономически

 

нецелесообразно

Однако

 

в

 

системах

 

электроснабжения

 

крупных

 

про

-

мышленных

 

потребителей

 

непрерывный

 

контроль

 

всех

 

ПКЭ

 

по

 [1] 

и

 

сопутствующих

 

характеристик

 

по

 

току

/

мощности

 

будет

 

оправдан

.

При

 

этом

 

следует

 

нормативно

 

закрепить

 

возмож

-

ность

 

установки

 

на

 

границе

 

балансовой

 

принадлеж

-

ности

 

системы

 

коммерческого

 

учета

 

электроэнергии

 

с

 

контролем

 

всех

 

ПКЭ

 

по

 [1] 

по

 

инициативе

 

любой

 

из

 

сторон

  (

потребителя

 

или

 

электросетевой

 

компа

-

нии

). 

Результаты

 

измерений

 

должны

 

признаваться

 

обеими

 

сторонами

Это

 

позволит

 

избежать

 

ситуаций

когда

 

одна

 

из

 

сторон

 

не

 

заинтересована

 

в

 

инструмен

-

тальном

 

подтверждении

 

своего

 

негативного

 

влияния

 

на

 

КЭ

.

РАЗВИТИЕ

 

ТЕХНОЛОГИЙ

 

ОБЕСПЕЧЕНИЯ

 

КАЧЕСТВА

 

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Проблемы

 

регулирования

 

напряжения

 

в

 

ЕЭС

 

России

а

 

также

 

мероприятия

 

по

 

обеспечению

 

нормативных

 

требований

 

по

 

показателю

  «

отклонение

 

напряже

-

ния

», 

перечисленные

 

в

 [4, 8], 

актуальны

к

 

сожале

-

нию

до

 

сих

 

пор

Не

 

умаляя

 

значимость

 

и

 

остроту

 

указанных

 

про

-

блем

 

по

 

обеспечению

 

требуемых

 

отклонений

 

на

-

пряжения

можно

 

констатировать

что

 

все

 

больше

 

внимания

 

со

 

стороны

 

потребителей

 

уделяется

 

не

-

симметрии

 

и

 

несинусоидальности

 

напряжений

ко

-

лебаниям

 

и

 

провалам

 

напряжения

Это

 

обусловлено

 

с

 

одной

 

стороны

 

ростом

 

установленной

 

мощности

 

искажающих

 

нагрузок

 

в

 

энергосистемах

а

 

с

 

другой

 — 

широким

 

применением

 

современных

 

электронных

 

устройств

восприимчивых

 

к

 

различным

 

искажениям

 

напряжения

В

 

условиях

 

доступности

 

средств

 

измерения

 

ПКЭ

позволяющих

 

обеспечить

 

непрерывный

 

контроль

 

КЭ

 

в

 

электрических

 

сетях

потребители

сталкива

-

КАЧЕСТВО 

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ


background image

29

ясь

 

с

 

технологическими

 

нарушениями

 

вследствие

 

низкого

 

КЭ

все

 

активнее

 

требуют

 

так

 

называемого

 

«

цифрового

 

качества

 

электроснабжения

», 

полно

-

стью

 

соответствующего

 [1] 

в

 

части

 

нормируемых

 

по

-

казателей

а

 

также

 

исключающего

 

наличие

 

споради

-

ческих

 

помех

 

в

 

сети

.

При

 

наличии

 

быстро

 

изменяющихся

 

в

 

широких

 

диапазонах

 

искажений

 

напряжений

 

и

 

токов

 

обес

-

печение

 

нормативного

 

КЭ

  «

классическими

» 

сред

-

ствами

 

регулирования

 

напряжения

 

и

 

компенсации

 

реактивной

 

мощности

  (

устройствами

 

регулирова

-

ния

 

напряжения

 

под

 

нагрузкой

 

трансформаторов

батареями

 

статических

 

конденсаторов

 

и

 

шунтиру

-

ющими

 

реакторами

пассивными

 

фильтрами

не

-

возможно

.

Зарубежный

 

опыт

 

компенсации

 

гармоник

 

и

 

со

-

ставляющих

 

обратной

 

последовательности

 

напря

-

жений

 

опирается

 

на

 

применение

 

компенсаторов

 

на

 

основе

 

силовой

 

электроники

так

 

называемых

 «

кон

-

диционеров

 

КЭ

» 

или

  «

активных

 

фильтров

» [9–11]. 

В

 

последние

 

годы

 

подобные

 

технологии

 

с

 

пофазным

 

регулированием

 

начинают

 

применяться

 

и

 

в

 

электри

-

ческих

 

сетях

 

России

 [12–13].

Указанные

 

устройства

 

строятся

 

на

 

основе

 

мо

-

дульных

 

многоуровневых

 

преобразователей

 

напря

-

жения

Могут

 

присоединяться

 

к

 

сети

 

параллельно

 

для

 

компенсации

 

гармоник

 

и

 

обратной

 

последова

-

тельности

 

напряжений

обусловленных

 

внешними

 

искажениями

или

 

последовательно

 

в

 

присоедине

-

ние

 

с

 

искажающей

 

нагрузкой

 

для

 

компенсации

 

гар

-

моник

 

и

 

обратной

 

последовательности

 

токов

ге

-

нерируемых

 

данной

 

нагрузкой

При

 

этом

 

одно

 

и

 

то

 

же

 

устройство

 

на

 

одном

 

объекте

 

может

 

эксплуати

-

роваться

 

в

 

обоих

 

режимах

 — 

компенсации

 

иска

-

жений

 

напряжения

 

или

 

искажений

 

тока

что

 

долж

-

но

 

быть

 

учтено

 

при

 

выборе

 

схемы

 

подключения

 

и

 

системы

 

управления

 

преобразователем

 

напря

-

жения

 [12].

Альтернативной

 

технологией

применяемой

 

в

 

элек

-

трических

 

сетях

 

России

являются

 

статические

 

тири

-

сторные

 

компенсаторы

 

с

 

пофазным

 

регулированием

 

управляемыми

 

реакторами

которые

 

позволяют

 

обес

-

печить

 

симметрию

 

напряжений

 

и

 

снизить

 

колебания

 

напряжений

однако

 

не

 

в

 

состоянии

 

в

 

полной

 

мере

 

компенсировать

 

высшие

 

гармоники

 

токов

 

и

 

напряже

-

ний

 [14–16]. 

Быстродействие

 

устройств

 

на

 

основе

 

преобразо

-

вателей

 

напряжения

 

и

 

статических

 

тиристорных

 

ком

-

пенсаторов

как

 

правило

не

 

превышает

 2 

секунд

что

 

при

 

условии

 

правильно

 

выбранной

 

мощности

 

ком

-

пенсирующего

 

устройства

 

является

 

вполне

 

доста

-

точным

 

для

 

локального

 

обеспечения

 

КЭ

в

 

том

 

числе

 

в

 

системах

 

электроснабжения

питающих

 

резкопере

-

менную

 

нагрузку

 

электрифицированного

 

транспорта

 

и

 

металлургических

 

предприятий

.

В

 

соответствии

 

с

 [4] 

и

 

на

 

основании

 

проведен

-

ных

 

в

 

последние

 

годы

 

исследований

 

состояния

 

КЭ

 

вдоль

 

Транссибирской

 

и

 

Байкало

-

Амурской

 

магистрали

а

 

также

 

в

 

системах

 

внешнего

 

элек

-

троснабжения

 

крупных

 

заводов

 

черной

 

и

 

цветной

 

металлургии

можно

 

утверждать

что

 

для

 

обеспе

-

чения

 

нормативных

 

ПКЭ

 

требуется

 

оснащение

 

электрических

 

сетей

 

большим

 

количеством

 

до

-

полнительных

 

средств

 

компенсации

суммарная

 

установленная

 

мощность

 

которых

 

может

 

достигать

 

нескольких

 

сотен

 

Мвар

 

только

 

для

 

ОЭС

 

Сибири

 

и

 

ОЭС

 

Востока

.

Реализация

 

столь

 

масштабной

 

программы

 

сдер

-

живается

 

не

 

только

 

необходимостью

 

значительных

 

затрат

но

 

и

 

отсутствием

 

в

 

настоящее

 

время

 

эффек

-

тивной

 

практики

 

распределения

 

ответственности

 

между

 

электросетевыми

 

компаниями

 

и

 

потребителя

-

ми

 

с

 

мощными

 

искажающими

 

нагрузками

 

за

 

реали

-

зацию

 

мероприятий

 

по

 

поддержанию

 

нормативного

 

КЭ

Как

 

следствие

потребители

чьи

 

нелинейные

 

несимметричные

 

и

 

резкопеременные

 

нагрузки

 

ухуд

-

На

 

прав

ах

 

рек

ламы

 2 (71) 2022


background image

30

шают

 

КЭ

 

в

 

точке

 

общего

 

присоединения

не

 

имеют

 

стимулов

 

к

 

затратам

 

на

 

установку

 

компенсирующих

 

устройств

требуя

 

от

 

электросетевых

 

компаний

 

нор

-

мированных

 

ПКЭ

 

наряду

 

с

 

прочими

 «

неискажающи

-

ми

» 

потребителями

.

Как

 

отмечено

 

выше

в

 

России

 

отсутствуют

 

нормы

 

на

 

эмиссию

 

искажений

 

в

 

питающую

 

сеть

 

со

 

сторо

-

ны

 

потребителей

Принятие

 

подобных

 

норм

 

внесет

 

ясность

 

во

 

взаимоотношения

 

электросетевых

 

ком

-

паний

 

и

 

потребителей

 

при

 

разработке

 

необходимых

 

мероприятий

 

по

 

компенсации

 

высших

 

гармоник

об

-

ратной

 

последовательности

 

и

 

колебаний

 

токов

 

и

 

на

-

пряжений

.

РИСКИ

 

УХУДШЕНИЯ

 

КАЧЕСТВА

 

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

 

В

 

ЭНЕРГОСИСТЕМАХ

 

РОССИИ

В

 

соответствии

 

с

 

результатами

 

исследований

пред

-

ставленных

 

в

 [4] 

в

 

виде

 «

карт

 

КЭ

», 

в

 

энергосистемах

 

России

во

 

многих

 

энергосистемах

 

с

 

высокой

 

долей

 

электрифицированных

 

тяговых

 

и

 

металлургических

 

нагрузок

 

наблюдаются

 

повсеместные

 

нарушения

 

нормативных

 

требований

 

по

 

показателям

характе

-

ризующим

 

искажения

 

синусоидальности

 

и

 

несимме

-

трию

 

напряжений

.

По

 

мнению

 

авторов

 

настоящей

 

статьи

суще

-

ствуют

 

значительные

 

риски

 

дальнейшего

 

ухудше

-

ния

 

КЭ

 

в

 

указанных

 

районах

 

ЕЭС

 

России

В

 

первую

 

очередь

это

 

обусловлено

 

планируемым

 

ростом

 

электрифицированных

 

тяговых

 

нагрузок

для

 

элек

-

троснабжения

 

которых

 

в

 

том

 

числе

 

реализуется

 

«

Комплексный

 

план

 

модернизации

 

и

 

расширения

 

ма

-

гистральной

 

инфраструктуры

 

на

 

период

 

до

 2024 

го

-

да

», 

утвержденный

 

распоряжением

 

Правительства

 

Российской

 

Федерации

 

 2101-

р

 

от

 30 

сентября

 

2018 

года

.

Ожидается

что

 

прирост

 

нагрузок

 

ОАО

 «

РЖД

» 

на

 

участке

 

от

 

Новосибирской

 

энергосистемы

 

ОЭС

 

Си

-

бири

 

до

 

Приморской

 

энергосистемы

 

ОЭС

 

Востока

 

в

 

ближайшие

 

годы

 

превысит

 2300 

МВт

.

Существующими

 

планами

 

развития

 

электриче

-

ских

 

сетей

 

в

 

рамках

 

указанного

 

комплексного

 

плана

 

не

 

предусматривается

 

централизованное

 

оснаще

-

ние

 

электрических

 

сетей

 

средствами

 

компенсации

необходимыми

 

для

 

подавления

 

высших

 

гармоник

 

и

 

обратной

 

последовательности

 

токов

 

и

 

напряжения

ограничения

 

колебаний

 

напряжения

.

С

 

учетом

 

вышеописанных

 

пробелов

 

в

 

законода

-

тельстве

 

в

 

части

 

распределения

 

ответственности

 

за

 

обеспечение

 

КЭ

 

между

 

электросетевыми

 

ком

-

паниями

 

и

 

потребителями

 

электроэнергии

а

 

также

 

дефицита

 

бюджетов

требующихся

 

для

 

развития

 

как

 

объектов

 

электроэнергетики

так

 

и

 

железнодорожной

 

инфраструктуры

затраты

 «

оптимизируются

» 

именно

 

за

 

счет

 

сокращения

 

мероприятий

 

по

 

обеспечению

 

нормативного

 

КЭ

.

В

 

последние

 

годы

 

в

 

Восточной

 

Сибири

 

и

 

на

 

Дальнем

 

Востоке

 

реализуется

 

большое

 

количество

 

промышленных

 

проектов

 

государственного

 

мас

-

штаба

в

 

том

 

числе

 

строительство

 

трубопроводов

обеспечивающих

 

экспорт

 

нефти

 

и

 

газа

 

в

 

страны

 

Азии

строительство

 

газохимических

 

и

 

нефтеперера

-

батывающих

 

комплексов

развитие

 

существующих

 

и

 

строительство

 

новых

 

горно

-

обогатительных

 

комби

-

натов

 

и

 

многие

 

другие

 

проекты

.

Вышеописанные

 

рост

 

искажающих

 

нагрузок

 

и

 

отсутствие

 

превентивных

 

адекватных

 

мер

 

неми

-

нуемо

 

усугубят

 

неудовлетворительную

 

ситуацию

 

с

 

КЭ

 

в

 

энергосистемах

 

ОЭС

 

Сибири

 

и

 

ОЭС

 

Восто

-

ка

 

и

 

приведут

 

к

 

огромным

 

издержкам

 

не

 

только

 

от

-

дельных

 

потребителей

 

указанных

 

регионов

 

вслед

-

ствие

 

низкого

 

качества

 

электроснабжения

  (

в

 

том

 

числе

 

ОАО

 «

РЖД

»), 

но

 

государства

 

в

 

целом

Чрез

-

вычайные

 

ситуации

наподобие

 

описанной

 

в

 [17], 

когда

 

зимой

 

при

 

экстремальных

 

морозах

 

массово

 

повредились

 

электродвигатели

 

тепловой

 

сети

 

в

 

Мо

-

гочинском

 

районе

 

из

-

за

 

низкого

 

КЭ

могут

 

стать

 

обыч

-

ным

 

явлением

А

 

это

кроме

 

экономических

 

послед

-

ствий

создает

 

непосредственную

 

угрозу

 

здоровью

 

и

 

жизни

 

жителей

 

Забайкальского

 

края

 

и

 

Амурской

 

области

Для

 

устранения

 

последствий

 

неизбеж

-

но

 

потребуются

 

значительные

 

инвестиции

 

со

 

сто

-

роны

 

частного

 

бизнеса

 

и

 

государственных

 

моно

-

полий

.

Для

 

недопущения

 

столь

 

пессимистичного

 

сце

-

нария

 

целесообразно

 

уже

 

на

 

данном

 

этапе

 

проек

-

тирования

 

развития

 

ОЭС

 

Сибири

 

и

 

ОЭС

 

Востока

 

предусматривать

 

оснащение

 

электрических

 

сетей

 

многофункциональными

 

средствами

 

компенсации

обеспечивающими

 

наряду

 

с

 

регулированием

 

на

-

пряжения

 

компенсацию

 

гармоник

 

и

 

несимметрии

 

токов

 

и

 

напряжений

При

 

этом

 

государственный

 

масштаб

 

проблемы

 

требует

 

непосредственного

 

уча

-

стия

 

федеральных

 

органов

 

в

 

поиске

 

необходимых

 

организационных

 

решений

 

и

 

источников

 

финанси

-

рования

.

ВЫВОДЫ

1. 

Принятые

 

в

 

последние

 

годы

 

и

 

готовящиеся

 

к

 

при

-

нятию

 

нормативные

 

документы

 

с

 

требованиями

 

КЭ

 

будут

 

способствовать

 

выполнению

 

требова

-

ний

 [1] 

в

 

электрических

 

сетях

 

России

Однако

 

их

 

недостаточно

 

для

 

решения

 

всех

 

существующих

 

проблем

 

в

 

области

 

КЭ

.

2. 

Первоочередными

 

дальнейшими

 

шагами

 

по

 

нор

-

мативному

 

регулированию

 

КЭ

 

должны

 

стать

:

– 

наделение

 

Министерства

 

энергетики

 

России

 

правом

 

устанавливать

 

требования

 

к

 

КЭ

а

 

также

 

обязанности

 

субъектов

 

электроэнергетики

 

и

 

по

-

требителей

 

по

 

соблюдению

 

таких

 

требований

 

и

 

обеспечению

 

соответствия

 

им

 

технических

 

ха

-

рактеристик

 

и

 

параметров

 

работы

 

объектов

 

элек

-

троэнергетики

энергопринимающих

 

установок

оборудования

 

и

 

устройств

;

– 

предоставление

 

прав

 

электросетевым

 

компани

-

ям

 

фиксировать

 

факты

 

нарушений

 

обязательных

 

требований

 

к

 

КЭ

 

на

 

ее

 

объектах

обусловленных

 

работой

 

энергопринимающих

 

устройств

 

потре

-

бителя

 

электроэнергии

с

 

последующими

 

требо

-

ваниями

 

по

 

устранению

 

выявленных

 

нарушений

 

с

 

привлечением

 

органа

 

федерального

 

государ

-

ственного

 

энергетического

 

надзора

;

КАЧЕСТВО 

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ


background image

31

ЛИТЕРАТУРА

1. 

ГОСТ

 32144-2013. 

Электрическая

 

энергия

Совместимость

 

техниче

-

ских

 

средств

 

электромагнитная

Нормы

 

качества

 

электрической

 

энергии

 

в

 

системах

 

электроснабже

-

ния

 

общего

 

назначения

. URL: https://

docs.cntd.ru/document/1200104301.

2. 

Шамонов

 

Р

.

Г

Оценка

 

влияния

 

ба

-

тарей

 

статических

 

конденсаторов

 

на

 

высшие

 

гармонические

 

со

-

ставляющие

 

напряжения

 

в

 

маги

-

стральных

 

электрических

 

сетях

 // 

Энергия

 

единой

 

сети

, 2015, 

 2(19). 

С

. 22–29.

3. 

Флеров

 

А

.

Н

., 

Солодовников

 

В

.

Е

О

 

влиянии

 

схемы

 

сети

 110 

кВ

 

и

 

выше

 

и

 

режимов

 

работы

 

низко

-

вольтных

 

конденсаторных

 

батарей

 

потребителей

 

на

 

уровни

 

высших

 

гармоник

 

напряжения

 

на

 

шинах

 

низ

-

шего

 

напряжения

 

питающих

 

цен

-

тров

 // 

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

«

Россети

» 

журнала

  «

ЭЛЕКТРО

-

ЭНЕРГИЯ

Передача

 

и

 

распределе

-

ние

», 2021, 

 4(23). 

С

. 12–17. 

4. 

Коверникова

 

Л

., 

Тульский

 

В

., 

Ша

-

монов

 

Р

Качество

 

электроэнергии

 

в

 

ЕЭС

 

России

Текущие

 

проблемы

 

и

 

необходимые

 

решения

 // 

ЭЛЕК

-

ТРОЭНЕРГИЯ

Передача

 

и

 

распре

-

деление

, 2016, 

 2(35). 

С

. 40–50.

5. 

ГОСТ

 IEC/TR 61000-3-6-2020. 

Электромагнитная

 

совместимость

 

(

ЭМС

). 

Часть

 3-6. 

Нормы

Оцен

-

ка

 

норм

 

электромагнитной

 

эмис

-

сии

 

для

 

подключения

 

установок

создающих

 

помехи

к

 

системам

 

электроснабжения

 

среднего

вы

-

сокого

 

и

 

сверхвысокого

 

напря

-

жения

. URL: https://docs.cntd.ru/

document/1200173820.

6. 

ГОСТ

 IEC/TR 61000-3-7-2020. 

Электромагнитная

 

совместимость

 

(

ЭМС

). 

Часть

 3-7. 

Нормы

Оценка

 

норм

 

электромагнитной

 

эмиссии

 

для

 

подключения

 

установок

соз

-

дающих

 

колебания

 

напряжения

к

 

системам

 

электроснабжения

 

среднего

высокого

 

и

 

сверхвысо

-

кого

 

напряжения

. URL: https://docs.

cntd.ru/document/1200173821.

7. 

ГОСТ

 IEC/TR 61000-3-14-2019. 

Электромагнитная

 

совмести

-

мость

 (

ЭМС

). 

Часть

 3–14. 

Нормы

Оценка

 

норм

 

эмиссии

 

для

 

гармо

-

ник

интергармоник

колебаний

 

напряжения

 

и

 

несимметрии

 

при

 

подключении

 

установок

создаю

-

щих

 

помехи

к

 

низковольтным

 

си

-

стемам

 

электроснабжения

. URL: 

https://docs.cntd.ru/document/
1200169343.

8. 

Воронин

 

В

., 

Гаджиев

 

М

., 

Шамонов

 

Р

Направления

 

развития

 

системы

 

регулирования

 

напряжения

 

и

 

реак

-

тивной

 

мощности

 

в

 

ЕНЭС

 // 

ЭЛЕК

-

ТРОЭНЕРГИЯ

Передача

 

и

 

распре

-

деление

, 2012, 

 2(11). 

С

. 40–47.

9. 

Пронин

 

М

Активные

 

фильтры

 

высших

 

гармоник

Направления

 

развития

 // 

Новости

 

ЭлектроТех

-

ники

, 2006, 

 2(38). 

С

. 102–104.

10. 

Khadkikar V. Enhancing Elec-
tric Power Quality Using UPQC: 
A Comprehensive Overview. IEEE 
Transactions on power electronics, 
May 2012, vol. 27, no. 5, pp. 2284-
2297.

11. 

Продукция

 

компании

 HITACHI 

ABB. URL: https://www.hitachiabb-
powergrids.com/offering/product-
and-system/facts/statcom.

12. 

Шамонов

 

Р

.

Г

., 

Алексеев

 

Н

.

А

., 

Ма

-

тинян

 

А

.

М

., 

Антонов

 

А

.

В

Опыт

 

и

 

перспективы

 

применения

 

высо

-

ковольтного

 

активного

 

фильтра

 

се

-

рии

 

МПУ

 

для

 

повышения

 

качества

 

электроэнергии

 // 

ЭЛЕКТРОЭНЕР

-

ГИЯ

Передача

 

и

 

распределение

2021, 

 2(65). 

С

. 76–82.

13. 

Мустафа

 

Г

.

М

., 

Гусев

 

С

.

И

., 

Ер

-

шов

 

А

.

М

., 

Сеннов

 

Ю

.

М

., 

Архи

-

пов

 

И

.

Л

., 

Горюшин

 

Ю

.

А

., 

Шамо

-

нов

 

Р

.

Г

., 

Демчук

 

С

.

П

Расчет

 

мощно

-

– 

разработка

 

соответствующего

 

отраслевого

 

регла

-

мента

 

по

 

КЭ

описывающего

 

обязательные

 

тре

-

бования

 

к

 

КЭ

 

и

 

обязанности

 

субъектов

 

электро

-

энергетики

 

и

 

потребителей

 

по

 

соблюдению

 

таких

 

требований

;

– 

введение

 

в

 

нормы

 

проектирования

 

требования

 

по

 

оценке

 

влияния

 

нелинейных

 

несимметричных

 

и

 

резкопеременных

 

нагрузок

 

потребителей

 

на

 

КЭ

 

в

 

рамках

 

разработки

 

схем

 

внешнего

 

электроснаб

-

жения

;

– 

разработка

 

методических

 

указаний

 

по

 

учету

 

ПКЭ

 

и

 

разработка

 

мероприятий

 

по

 

обеспечению

 

нор

-

мативного

 

КЭ

 

при

 

проектировании

 

энергосистем

;

– 

развитие

 

требований

 

к

 

системам

 

интеллектуаль

-

ного

 

учета

 

электроэнергии

 

в

 

части

 

расширения

 

состава

 

контролируемых

 

ПКЭ

.

3. 

Современные

 

отечественные

 

технологии

 

пред

-

лагают

 

решения

 

по

 

обеспечению

 

требуемо

-

го

 

КЭ

 

по

 [1]. 

Потребность

 

в

 

соответствующих

 

компенсирующих

 

устройствах

 

только

 

для

 

ОЭС

 

Сибири

 

и

 

ОЭС

 

Востока

 

оценивается

 

в

 

несколь

-

ко

 

сотен

 

Мвар

Реализация

 

столь

 

масштабной

 

программы

 

сдерживается

 

не

 

только

 

необходи

-

мостью

 

значительных

 

затрат

но

 

и

 

отсутстви

-

ем

 

в

 

настоящее

 

время

 

эффективной

 

прак

-

тики

 

распределения

 

ответственности

 

между

 

электросетевыми

 

компаниями

 

и

 

потребителями

 

с

 

мощными

 

искажающими

 

нагрузками

 

за

 

реали

-

зацию

 

мероприятий

 

по

 

поддержанию

 

норматив

-

ного

 

КЭ

.

4. 

Существуют

 

значительные

 

риски

 

дальнейшего

 

ухудшения

 

КЭ

 

в

 

ОЭС

 

Сибири

 

и

 

ОЭС

 

Востока

В

 

первую

 

очередь

это

 

обусловлено

 

планируемым

 

ростом

 

электрифицированных

 

тяговых

 

нагру

-

зок

для

 

электроснабжения

 

которых

 

в

 

том

 

числе

 

реализуется

  «

Комплексный

 

план

 

модернизации

 

и

 

расширения

 

магистральной

 

инфраструктуры

 

на

 

период

 

до

 2024 

года

», 

утвержденный

 

распо

-

ряжением

 

Правительства

 

Российской

 

Федерации

 

 2101-

р

 

от

 30 

сентября

 2018 

года

.

5. 

Для

 

недопущения

 

неприемлемых

 

издержек

 

по

-

требителей

 

и

 

государства

 

в

 

целом

 

вследствие

 

низкого

 

КЭ

 

целесообразно

 

уже

 

на

 

данном

 

эта

-

пе

 

проектирования

 

развития

 

ОЭС

 

Сибири

 

и

 

ОЭС

 

Востока

 

предусматривать

 

оснащение

 

электрических

 

сетей

 

многофункциональными

 

средствами

 

компенсации

обеспечивающими

 

наряду

 

с

 

регулированием

 

напряжения

 

компен

-

сацию

 

гармоник

 

и

 

несимметрии

 

токов

 

и

 

напря

-

жений

Государственный

 

масштаб

 

проблемы

 

требует

 

непосредственного

 

участия

 

федераль

-

ных

 

органов

 

в

 

поиске

 

необходимых

 

организа

-

ционных

 

решений

 

и

 

источников

 

финансиро

-

вания

 2 (71) 2022


background image

32

КАЧЕСТВО 

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

REFERENCES
1.  State Standard GOST 32144-2013. 

Electric energy. Electromagnetic 
compatibility of technical equip-
ment. Power quality limits in the 
public power supply systems. 
URL: https://docs.cntd.ru/docu-
ment/1200104301.

2.  Shamonov R.G. Estimation of stat-

ic capacitor bank impact on volt-
age higher harmonic components 
in power grids // 

Energiya yedinoy 

seti

 [Energy of Uni

fi

 ed Grid], 2015, 

no. 2(19), pp. 22-29. (In Rus-
sian)

3.  Flerov A.N., Solodovnikov V.E. About 

the impact of a 110 kV and higher 
voltage network diagram and op-
erating modes of consumer LV ca-
pacitor banks on the level of voltage 
higher harmonics in LV busbars of 
supplying centers // Quarterly spe-
cial issue «Rosseti» of the journal 

ELEKTROENERGIYA. Peredacha 
i raspredeleniye 

[ELECTRIC POW-

ER. Transmission and Distribution], 
2021, no. 4(23), pp. 12-17. (In Rus-
sian)

4.  Kovernikova L., Tul’skiy V., Shamo-

nov R. Energy quality in the UES 
of Russia. Current issues and re-
quired solutions //

 ELEKTROENER-

GIYA. Peredacha i raspredeleniye 

[ELECTRIC POWER. Transmission 
and Distribution], 2016, no. 2(35), 
pp. 40–50. (In Russian)

5. State Standard GOST IEC/TR 

61000-3-6-2020. Electromagnetic 
compatibility (EMC). Part 3-6. Limits. 
Assessment of emission limits for 
the connection of distorting instal-
lations to MV, HV and EHV power 
systems.  URL: https://docs.cntd.ru/
document/1200173820.

6. State Standard GOST IEC/TR 

61000-3-7-2020. Electromagnetic 
compatibility (EMC). Part 3-7. Limits. 
Assessment of emission limits for 
the connection of 

fl

 uctuating  instal-

lations to MV, HV and EHV power 
systems. URL: https://docs.cntd.ru/
document/1200173821.

7. State Standard GOST IEC/TR 

61000-3-14-2019. Electromagnetic 
compatibility (EMC). Part 3-14. 
Assessment of emission limits 
of harmonic, interharmonic, volt-
age 

fl

 uctuation and unbalance for 

the connection of disturbing in-
stallations to LV power systems. 
URL: https://docs.cntd.ru/docu-
ment/1200169343.

8. Voronin V., Gadzhiev M., Shamo-

nov R. Trends in development of the 
voltage and reactive power regula-
tion system in the Uni

fi

 ed  National 

Power Grid // 

ELEKTROENERGIYA. 

Peredacha i raspredeleniye

 [ELEC-

TRIC POWER. Transmission and 
Distribution], 2012, no. 2(11), pp. 40-
47. (In Russian)

9.  Pronin M. Active higher harmonics 

fi

 lters. Trends of development // 

No-

vosti ElektroTekhniki

 [News of Elec-

tric Engineering], 2006, no. 2(38), 
pp. 102-104. (In Russian)

10. 

Khadkikar V. Enhancing Electric 
Power Quality Using UPQC: A Comp-
rehensive Overview. IEEE Trans-
actions on power electronics, 
May 2012, vol. 27, no. 5, pp. 2284-
2297.

11. 

HITACHI ABB Products. URL: 
https://www.hitachiabb-powergrids.
com/offering/product-and-system/
facts/statcom.

12. Shamonov R.G., Alekseev N.A., Ma-

tinyan A.M., Antonov A.V. Experi-
ence and perspectives of apply-
ing the HV active 

fi

 lter of MPU se-

ries to improve the energy quality // 

ELEKTROENERGIYA. Peredacha 

i raspredeleniye 

[ELECTRIC POW-

ER. Transmission and Distribution], 
2021, no. 2(65), pp. 76-82. (In Rus-
sian)

13. Mustafa  G.M.,  Gusev S.I., Yer-

shov A.M., Sennov Yu.M., Arkhi-
pov I.L., Goryushin Yu.A., Shamo-
nov R.G., Demchuk S.P.  Power calcu-
lation for the active 

fi

 lter balancing de-

vice to normalize the busbar voltage 
at the 220 kV SS «Skovorodino» // 

Elektricheskiye stantsii

 [Electric Sta-

tions], 2015, no. 3(1004), pp. 46-53. 
(In Russian)

14. Chuprikov V.S. Normalization of en-

ergy quality parameters in UNPG 
networks by applying fast-operating 
individual phase controlled semicon-
ductor devices for reactive power 
compensation // 

Energoekspert 

[Energy Expert], 2020, no. 4(76), 
pp. 40-46. (In Russian)

15. Bryantsev  A.M.,  Pozdnyakov  S.V., 

Seleznev N.A. Magnetic-valve con-
trolled reactors with phase-wise 
power regulation // 

Elektrichestvo

 

[Electricity], 2021, no. 12, pp. 4-14. 
(In Russian)

16. Pan

fi

 

lov D.I., Lunin K.A., Asta-

shev M.G., Tul’skiy V.N. Power elec-
tronics for operating mode control 
and provision of the energy qual-
ity in distribution networks // 

ELEK-

TROENERGIYA. Peredacha i ras-

predeleniye

 [ELECTRIC POWER. 

Transmission and Distribution], 
2021, no. 4(67), pp. 106-112. (In Rus-
sian)

17. State of emergency has been in-

troduced in the Mogochinskiy re-
gion due to the failure of 17 mo-
tors and the pump in boiler rooms / 

Zabaykal’skiy rabochiy 

[Trans-Baikal 

Worker]. URL: http://

забрабочий

.

рф

/news/189133/.

сти

 

активного

 

фильтросимметри

-

рующего

 

устройства

 

для

 

нормали

-

зации

 

напряжения

 

на

 

шинах

 

ПС

 

220 

кВ

 «

Сковородино

» // 

Электри

-

ческие

 

станции

, 2015, 

 3(1004). 

С

. 46–53.

14. 

Чуприков

 

В

.

С

Нормализация

 

па

-

раметров

 

качества

 

электроэнер

-

гии

 

в

 

сетях

 

ЕНЭС

 

за

 

счет

 

примене

-

ния

 

быстродействующих

 

пофазно

 

регулируемых

 

полупроводниковых

 

устройств

 

компенсации

 

реактив

-

ной

 

мощности

 // 

Энергоэксперт

2020, 

 4(76). 

С

. 40–46.

15. 

Брянцев

 

А

.

М

., 

Поздняков

 

С

.

В

., 

Селезнев

 

Н

.

А

Магнитно

-

вентиль

-

ные

 

управляемые

 

реакторы

 

с

 

по

-

фазным

 

регулированием

 

мощно

-

сти

 // 

Электричество

, 2021, 

 12. 

С

. 4–14.

16. 

Панфилов

 

Д

.

И

., 

Лунин

 

К

.

А

., 

Аста

-

шев

 

М

.

Г

., 

Тульский

 

В

.

Н

Устрой

-

ства

 

силовой

 

электроники

 

для

 

управления

 

режимами

 

работы

 

и

 

обеспечения

 

качества

 

электри

-

ческой

 

энергии

 

в

 

распределитель

-

ных

 

сетях

 // 

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ

Передача

 

и

 

распределение

, 2021, 

 4(67). 

С

. 106–112.

17. 

Режим

 

ЧС

 

ввели

 

в

 

Могочинском

 

районе

 

из

-

за

 

сбоя

 17 

двигателей

 

и

 

насоса

 

в

 

котельных

 / 

Забайкаль

-

ский

 

рабочий

. URL: http://

забрабо

-

чий

.

рф

/news/189133/.


Оригинал статьи: Тенденции в управлении качеством электроэнергии в ЕЭС России. Существующие проблемы и возможные решения

Ключевые слова: качество электрической энергии, распределительные электрические сети, проектирование энергосистем

Читать онлайн

Развитие нормативных требований наряду с применением технологических инноваций в электрических сетях в последние годы способствовали прогрессу в области управления качеством электроэнергии в электрических сетях России напряжением 35 кВ и выше. Однако хроническое недофинансирование распределительных электрических сетей 0,4–110 кВ, рост мощности нелинейных и несимметричных нагрузок наряду с отсутствием эффективной практики взаимодействия электросетевых компаний с искажающими потребителями не позволяют кардинально улучшить качество электроэнергии. В статье представлена оценка нововведений последних лет в области качества электроэнергии, обозначены существующие проблемы и предложены возможные пути их решения.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 5(86), сентябрь-октябрь 2024

«Энергомера»: полный комплекс технических средств для организации интеллектуального учета, цифровой подстанции и цифрового РЭС от отечественного производителя

Учет электроэнергии / Тарифообразование / Качество электроэнергии
АО «Электротехнические заводы «ЭНЕРГОМЕРА»
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 5(86), сентябрь-октябрь 2024

Разработка системы расчета и оценки эффективности реализации мероприятий по снижению потерь и обеспечению качества электроэнергии на основе данных интеллектуального учета и мониторинга режимов работы электрических сетей 0,4–10 кВ

Учет электроэнергии / Тарифообразование / Качество электроэнергии
ПАО «Россети Центр» АО «Россети Научно-технический центр»
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 5(86), сентябрь-октябрь 2024

Расчетное исследование несимметричных и несинусоидальных режимов на подстанциях тягового транзита 110 кВ Тайшет — Тулун

Учет электроэнергии / Тарифообразование / Качество электроэнергии
Висящев А.Н. Тигунцев С.Г. Федосов Д.С. Зубова Е.В. Терских Ю.Н. Висящев А.А.
Спецвыпуск «Россети» № 3(34), сентябрь 2024

Исследование возможности регулирования напряжения в узлах нагрузки при помощи искусственно созданных уравнительных токов в параллельно работающих трансформаторах

Учет электроэнергии / Тарифообразование / Качество электроэнергии
Филиал ПАО «Россети Северо-Запад» в Республике Коми
Спецвыпуск «Россети» № 3(34), сентябрь 2024

Опыт метрологического обеспечения и эксплуатации АИИС КУЭ на объектах МЭС Урала

Цифровая трансформация / Цифровые сети / Цифровая подстанция Учет электроэнергии / Тарифообразование / Качество электроэнергии
Филиал ПАО «Россети» — МЭС Урала
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»