Варианты расчетов окупаемости УКРМ: маркетинговый и технический

Анонс: Текущее состояние отечественного рынка технических средств компенсации неактивной мощности. Маркетинговые и технически корректные расчеты экономической целесообразности и окупаемости интеграции технических средств компенсации реактивной мощности.

Текущее состояние отечественного рынка в целом и сегмента технических средств компенсации неактивной мощности (реактивной, мощности гармоник, искажений) в частности, к сожалению, характеризуется политикой продаж «любой ценой». Это обусловило появление расчетов экономической целесообразности мероприятий и окупаемости продукции, которые даже при максимальной толерантности нельзя признать актуальными и технически корректными, но, тем не менее, эти расчеты предлагаются и торговыми компаниями, и самими производителями установок повышения коэффициента мощности, пассивных и активных фильтров гармоник и т.д.

Маркетинговые расчеты экономической целесообразности и окупаемости интеграции технических средств компенсации реактивной мощности.

К типовым «маркетинговым» инсинуациям можно отнести обоснование экономического эффекта и сроков окупаемости конденсаторных установок компенсации реактивной мощности за счет:

прямого снижения потребления реактивной мощности.

Как правило, берутся данные счетчика реактивной энергии, находят текущий «фактический» коэффициент мощности cos ϕ, по проектному (или «нормативному») cos ϕ определяют объем сокращения потребления реактивной мощности ∆Q и умножают полученный результат на текущий тариф оплаты за электроэнергию. Такой расчет по факту является nonsense, поскольку потребитель платит по показаниям счетчика активной энергии, а реактивная мощность используется для определения коэффициента tg ϕ (отношение реактивной и активной энергии), превышение которого за порог нормированного значения ведет к наложению штрафов в виде надбавки к тарифу согласно п. 16 действующей с июня 2020 версии «Правил недискриминационного доступа…»;

оплаты без надбавок к тарифу при повышении коэффициента мощности выше «нормируемого» значения.

Такой подход сложно считать технически корректными, поскольку:

по действующему Приказу Минэнерго N 380 от 23.06.2015 нормируется коэффициент реактивной мощности, а не cos ϕ; коэффициент мощности de facto является малоинформативным – при cosϕ на уровне 0.97 значение tgϕ = 0.25, а потребляемая реактивная энергия составляет порядка 24% от всей полной мощности;
даже при выходе на нормативное значение tgϕ на практике всегда есть резерв экономии за счет дальнейшего повышения коэффициента реактивной мощности;

снижения полного тока в сети и, «как следствие этого» снижения потерь активной энергии.

Расчет предполагает определение средних значений реактивных токов до и после компенсации через реактивную мощность, которая в свою очередь находится через активную мощность и tg (arccosϕ), что наводит на мысль о сознательном психологическом давлении на покупателя через искусственное усложнение расчетов.

Кроме того, в этой методике, как и в других игнорируется факт того, что:

во всех типах интеллектуальных счетчиков реактивная мощность рассчитывается по действующим значениям тока на фундаментальной (50 Гц) и всем нефундаментальным частотам.

Рис. Формулы расчета в интеллектуальных счетчиках разного типа.

Но поскольку при обосновании выбора конденсаторной установки речь идет о компенсации только на фундаментальной частоте, то следует учитывать и коэффициент нелинейных искажений тока нагрузки THDI, который показывает долю токов гармоник в полном токе;

Рис. Потери активной мощности на передачу неактивной мощности нефундаментальных частот в зависимости общего коэффициента гармонических искажений тока (начало ординат - 100% потерь активной мощности на фундаментальной частоте).
на текущий момент прямая финансовая выгода от внедрения установок компенсации реактивной мощности может быть просчитана только по снижению потерь активной энергии на передачу реактивной составляющей, но только в условиях низких гармонических возмущений в сети. В другой ситуации придется учитывать эмиссию гармоник, тем более, что с началом действия с 1 января ГОСТ IEC/TR 61000-3-6-2020 и ГОСТ IEC/TR 61000-3-7-2020 следует ожидать введения нормируемых показателей эмиссии гармоник, сверх-, интергармоник в точках оценки (присоединения) и, соответственно, штрафных санкций за их несоблюдение, как и в случае нормирования коэффициента реактивной мощности.

Оценочный расчет прямой финансовой выгоды и срока окупаемости установок компенсации реактивной мощности.

Если условно предположить, что:

коэффициент нелинейных искажений тока в сети THD (I) близок к нулю или при необходимости его вклад в потери активной мощности будут учтены исходя из зависимости ∆Р = 1 + THD²;
ΔР = Рф – Рн = Кип*(Qф – Qн), где Рф, Qф – фактические, Рн, Qн – нормативные (при нормативном значении tgϕ по договору или Приложению к приказу Минэнерго N 380 от 23.06.2015) значения активной, реактивной мощности, а коэффициент изменения потерь активной мощности (Кип) для промышленных предприятий (согласно справочников) 0.07;
для оценки срока окупаемости внедрения конденсаторной установки компенсации реактивной мощности используется актуальная средневзвешенная процентная ставка кредитных организаций по кредитным операциям для нефинансовых организаций (при кредитовании на срок более года) согласно книгам 1 и 3 «Методических рекомендаций….» ОАО РАО «ЕЭС России» (утверждены приказом N 155 от 31.03.2008).

Справка:

На момент начала зимы 2020 ПАО Сбербанк удерживает 7.01% годовых, а значит нормативный срок окупаемости Тн (обратная величина) будет 14 лет
на предприятии ведется учет потребления электроэнергии с помощью интеллектуальных счетчиков и известны фактические значения активной Рф и реактивной Qф мощности в часы пиковых нагрузок,

то для определения экономической целесообразности и срока окупаемости с высокой достоверностью могут быть использованы формулы (см. математический вывод и техническое обоснование здесь):

ΔР = 0.7*Qф*(tgϕ_ф – tgϕ_н)/(tgϕ_ф*(1 – 0.7*tgϕ_н))

– формула показывает текущее состояние баланса мощности и целесообразность проведения мероприятий по компенсации реактивной мощности, и по факту при tgϕф ≥ tgϕн никаких действий в этом направлении не нужно;
ΔР = 0.7*Qф*(tgϕ_пр – tgϕ_ф)/(tgϕ_пр*(1 – 0.7*tgϕ_ф))

– формула показывает реальное снижение потерь активной энергии при уменьшении коэффициента реактивной мощности ниже фактического значения до уровня tgϕ_пр, а прямая финансовая выгода от экономии Э может быть просчитана по формуле Э = ΔР*N*Т_сред, где N – количество часов работы предприятия в год (ч/год), а Т_сред - усредненный тариф за оплату электроэнергии в руб/(кВт*ч);
0.7*Qф*(tgϕ_пр – tgϕ_ф)/(tgϕ_пр*(1 – 0.7*tgϕ_ф)) ≤ Зу/(Тн*N*Т_сред)

– формула показывает экономическую целесообразность использования конденсаторной установки с учетом суммарных затрат на ее интеграцию в сеть Зу (в рублях) и текущего порогового срока окупаемости Тн (сегодня 14 лет).

Вернуться в раздел

2312 07.12.2020