Качество электрической энергии: состояние и проблемы

IV Всероссийская научно-техническая конференция "Качество электрической энергии. Контроль, анализ, управление". Москва, 4 апреля 2018 Качество электрической энергии: состояние и проблемы Коверникова Л.И., к.т.н., с.н.с. ИСЭМ СО РАН 1 50 лет первому ГОСТу на качество электрической энергии ГОСТ 13109-67. Электрическая энергия. Нормы показателей качества электрической энергии у ее приемников, присоединенных к электрическим сетям общего назначения. Введен в действие с 1 января 1970 г. 2 50 лет первому ГОСТу на качество электрической энергии Манькин Эмануил Абрамович Потери на вихревые токи в обмотках трансформаторов при несинусоидальном токе. Электричество, 1955, №12, с.48-52 3 50 лет первому ГОСТу на качество электрической энергии Мельников Н.А. К вопросу о качестве электроэнергии. Электричество, 1968, №5. «В современном обществе электрическая энергия нашла применение во всех сферах человеческой деятельности. Поэтому ее качество непосредственно отражается на условиях жизни и деятельности людей. Качество электрической энергии влияет также и на технико-экономические показатели отдельных устройств … и систем электроснабжения в целом. Улучшая качество электрической энергии, можно повысить эти показатели; ухудшая – снизить» 4 50 лет первому ГОСТу на качество электрической энергии «Надо надеяться, что выход в свет ГОСТ на качество электрической энергии не только приведет к повышению технико-экономических показателей отечественных энергетических систем, но и повысит наш интерес и внимание к обеспечению оптимальных решений – как при проектировании систем электроснабжения, так и в условиях их эксплуатации» 5 Что еще было сделано в области качества электрической энергии? Железко Ю.С., Живов С.А. Применение скидок и надбавок к тарифам за качество электроэнергии. Промышленная энергетика, 1990, №11. «…в условиях хозяйственной самостоятельности предприятий единственным способом постепенного приведения фактических значений показателей качества электроэнергии к нормам … является экономическое стимулирование мероприятий по повышению качества электроэнергии». 6 Что еще было сделано в области качества электрической энергии? Экономический механизм управления качеством электрической энергии: 1. Правила присоединения потребителей к сети общего назначения по условиям влияния на качество электроэнергии. Промышленная энергетика, 1991, № 8. 2. Правила применения скидок и надбавок к тарифам за качество электроэнергии. Промышленная энергетика, 1991, № 8. 3. Прейскурант № 09-01. Тарифы на электрическую и тепловую энергию. М.: Прейскурантиздат, 1990. 7 Правила определения вклада потребителей в искажение качества электрической энергии Правила присоединения потребителей к сети общего назначения по условиям влияния на качество электроэнергии. Промышленная энергетика, 1991, № 8.  Пд  [(П На  П Са )d п ] а 1 – допустимый расчетный вклад потребителя по любому ПКЭЭ ПН – нормированное значение ПКЭЭ ПС – значение ПКЭЭ при отключенном потребителе d п  Pп /Pпр – доля нагрузки потребителя в нагрузке подстанции a – показатель степени, учитывающий механизм суммирования ПКЭЭ от различных источников Если  Пд  (П ва  а а 1 По ) , то влияние потребителя на качество ЭЭ в точке присоединения не превышает 8 допустимого Правила определения виновника искажения качества электрической энергии Правила применения скидок и надбавок к тарифам за качество электроэнергии. Промышленная энергетика, 1991, № 8. П д .к  П в- (П ва а а 1  П д ) – допустимый контрольный вклад потребителя в ПКЭЭ, сравниваемый с фактическим, для определения виновника искажения П в – значение ПКЭЭ при включенном потребителе П о – значение ПКЭЭ при отключенном потребителе П ф  П в - П о Если – фактический вклад потребителя П д .к  П ф , то влияние потребителя на качество ЭЭ в точке присоединения не превышает допустимого 9 Скидки (надбавки) к тарифам на электрическую энергию за качество Прейскурант № 09-01. Тарифы на электрическую и тепловую энергию. М.: Прейскурантиздат, 1990. Т1, % До 5 6 7 8 9 … 31-35 36-40 41-45 46-50 более 50 Т2,% 0.2 0.4 0.6 0.8 … 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 1 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 … 7.0 8.0 9.0 10.0 10.0 2 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 … 8.0 9.0 10.0 10.0 10.0 3 3.0 3.2 3.4 3.6 3.8 … 9.0 10.0 10.0 10.0 10.0 4 4.0 4.2 4.4 4.6 4.8 … 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 5 5.0 5.2 5.4 5.6 5.8 … 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 более 5 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 … 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10 Экономический механизм управления качеством электрической энергии В Главгосэнергонадзоре Минэнерго СССР. Промышленная энергетика, 1990, № 11. «В настоящее время не существует практически приемлемых и убедительных методов аппаратного определения вклада потребителя в ухудшение качества электрической энергии» 11 Экономический механизм управления качеством электрической энергии в действии Судебная электротехническая экспертиза по делу №А78-1996/03-С1-26/48 Арбитражного суда Читинской области 12 Что имеем в настоящее время в области качества электрической энергии? Ущерб от низкого качества ЭЭ в России “по минимальной оценке около 25 млрд. долларов в год” Добрусин Л.А. Инвестиции в электроэнергетику России и программа повышения их эффективности. Доклад. VI Всероссийский Энергетический форум “ТЭК России в ХХI веке”, Москва, Государственный Кремлевский Дворец, 1-4 апреля 2008 г. Итоговые материалы. 13 Что имеем в настоящее время в области качества электрической энергии? Всероссийская конференция с международным участием "Энергетика России в XXI веке. Инновационное развитие и управление", 1-3 Сентября 2015, Иркутск, ИСЭМ СО РАН, http://sei.irk.ru/energy21 14 Что имеем в настоящее время в области качества электрической энергии? Качество электрической энергии: современное состояние, проблемы и предложения по их решению / Л.И. Коверникова, В.В. Суднова, Р.Г. Шамонов и др.; отв. ред. Н.И. Воропай. – Новосибирск: Наука, 2017. kovernikova@isem.irk.ru 15 Что имеем в настоящее время в области качества электрической энергии? Авторский коллектив: Адвокатское бюро «А. Серков и Партнеры», АНО «ЭлектроСертификация», ООО «ЛИНВИТ», ПАО «МРСК Волги», ПАО «ФСК ЕЭС», Филиал ПАО «Ленэнерго» – «Кабельная сеть», Забайкальский государственный университет, НИУ «Московский энергетический институт», Томский политехнический университет, Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН 16 Что имеем в настоящее время в области качества электрической энергии?  Из анализа результатов измерений показателей качества электрической энергии следует , что нарушения требований ГОСТа 32144–2013 имеют массовый и систематический характер во всех энергосистемах России. Значительно превышают нормы стандарта показатели δU(-) и δU(+), KU и KU(n), K2U  Измеренные KI(n) и KI в линиях электропередачи 110 кВ свидетельствуют о том, что большое количество присоединений работает с высокими значениями коэффициентов, вследствие чего в электрических сетях возникают дополнительные потери. 17 Что имеем в настоящее время в области качества электрической энергии? Несовершенство нормативно-правовой базы Законодательные документы:  Гражданский кодекс РФ от 30.11.1994 г. № 51–ФЗ,  Закон РФ от 7.02.1992 г. № 2300–1 «О защите прав потребителей»,  Закон РФ от 26.03.2003 г. № 35–ФЗ «Об электроэнергетике» содержат положения о необходимости обеспечения требуемого ГОСТом качества электрической энергии и ответственности за него, но сами обязательные требования к качеству электрической энергии на законодательно-правовом уровне не установлены. 18 Что имеем в настоящее время в области качества электрической энергии? Несовершенство нормативно-правовой базы Федеральный закон РФ от 27.12.2002 г. № 184–ФЗ «О техническом регулировании» Статья 12. Принципы стандартизации Стандартизация осуществляется в соответствии с принципами добровольного применения стандартов ГОСТ 32144-2013 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. Введен в действие с 1 июля 2014 г. 19 1. Предложения по управлению качеством электрической энергии Анализ ситуации в области качества электрической энергии позволяет сделать вывод о необходимости создания в России Единой системы обеспечения качества электрической энергии. Для ее формирования необходимо:  разработать законодательно-правовые и нормативнотехнические документы по построению и функционированию системы обеспечения качества электрической энергии,  сформировать бизнес-процессы по управлению качеством электрической энергии 20 2. Предложения по совершенствованию нормативно-правовой базы  Разработать и ввести в действие законодательноправовым документом Технический регламент на электрическую энергию, в котором должны быть установлены обязательные требования к качеству электрической энергии и формы обязательного подтверждения соответствия качества этим требованиям,  Провести анализ действующих стандартов в области качества электрической энергии и их корректировку с целью гармонизации, а также совершенствования с учетом опыта их применения 21 2. Предложения по совершенствованию нормативно-правовой базы Необходимо разработать нормативно-правовые документы, в которых:  разграничить обязанности и ответственность всех субъектов электроэнергетики и потребителей за поддержание качества электрической энергии,  разработать предложения, направленные на повышение мотивации сетевых организаций реализовывать мероприятия по улучшению качества электрической энергии,  разработать предложения, направленные на усиление ответственности потребителей за искажения, вносимые ими в сеть, 22 2. Предложения по совершенствованию нормативно-правовой базы  разработать правила присоединения искажающих потребителей с определением форм и схем оценки соответствия качества электрической энергии установленным требованиям,  разработать методику определения долевого вклада искажающих потребителей в суммарные искажения электрической энергии. В разрабатываемых правилах и методиках необходимо учитывать, что значения показателей, характеризующих несинусоидальность, несимметрию, колебания напряжения зависят не только от потребителей, но и от питающей сети 23 3. Предложения по совершенствованию правового регулирования отношений сторон по договору энергоснабжения в части качества электроэнергии Необходимо разработать методики определения размера гражданско-правовой ответственности за нарушение требований к качеству электрической энергии в денежном выражении, а именно:  методику, позволяющую производить объективные расчеты сумм неосновательного обогащения, получаемого потребителями электрической энергии при вынужденном использовании ими энергии ненадлежащего качества, от оплаты которой они вправе отказаться на основании статьи 542 Гражданского кодекса РФ, 24 3. Предложения по совершенствованию правового регулирования отношений сторон по договору энергоснабжения в части качества электроэнергии  методику определения размера реального ущерба, причиненного потребителям электроэнергии и их имуществу, включая скрытый, связанный с сокращением срока службы электрооборудования, подключенного к сети, в которой показатели качества энергии не соответствуют требованиям ГОСТа 32144– 2013, но не выходят за критические значения, приводящие к мгновенному отключению или выходу из строя электрооборудования потребителей. 25 Об определении вклада потребителя и сети в искажение качества электрической энергии Н. А. Мельников. К вопросу о качестве электроэнергии. Электричество, 1968, №5, с. 1-6. «Для стимулирующих расчетов с абонентами полезен прибор, интегрирующий величину экономического ущерба, обусловленного отличием фактического режима напряжений от оптимального. При этом должно быть разделение ответственности обеих сторон – электроснабжающей организации и самого абонента» 26 Об определении вклада потребителя и сети в искажение качества электрической энергии  Черепанов В.В., Каргапольцев В.П., Павлович А.Г., Серебренников Н.А. Определение ответственности энергосистемы и потребителя за снижение качества электроэнергии. Промышленная энергетика, № 3, 1990, с. 38-39.  Соколов В.С., Ермилов М.А., Серков А.В., Громов А.В., Чернышова Н.В. Проблемы установления размера ответственности за ухудшение качества электрической энергии и пути их решения. Промышленная энергетика, 2000, № 8, с. 52-55. 27 Цифровое качество электрической энергии – задача первостепенной важности для российской энергетики В России поставлена задача создания цифровой экономики, для которой потребуется цифровое качество электрической энергии, т.е. качество способное обеспечивать функционирование электронного оборудования в различных отраслях производства, торговли, образования, медицины, услуг и других сферах жизни и деятельности людей 28 Цифровое качество электрической энергии – задача первостепенной важности для российской энергетики Мельников Н.А. К вопросу о качестве электроэнергии. Электричество, 1968, №5. «… во многих случаях для контроля за качеством электрической энергии не годятся ни приборы текущего контроля – как стрелочные, так и с цифровым отсчетом, ни регистрирующие (самопишущие)» 29 kovernikova@isem.irk.ru Спасибо за внимание ! 30