Проблемы качества электроэнергии в потребительских сетях и способы их устранения

Анонс: Проблемы качества электроэнергии в потребительских сетях и цифровая трансформация. Качество электроэнергии в силовых сетях объектов низкого и низкого среднего напряжения. Активные и пассивные фильтры гармоник для локализации источников искажений.

Если абстрагироваться от популярной сегодня демагогии по поводу «цифровой зрелости», «искусственного интеллекта», «интернета энергии» и т.д., и объективно оценивать текущее состояние качества электроэнергии в сетях всех уровней напряжения, а особенно низковольтных и сегмента 1 – 10 кВ, то даже сама возможность цифровой трансформации электросетей вызывает глубокие сомнения, ведь разве можно обеспечить:

• контролируемость и управляемость силового оборудования со сложно прогнозируемым и явно неоптимальным (рабочим) режимом работы;
• надежный, быстрый и, главное, точный обмен данными между контроллерами, датчиками в сети и серверами программно-аппаратных комплексов АСУ в условиях больших электромагнитных помех;
• моделирование и прогнозирование работы систем в ситуации, когда стабильность электроснабжения зависит даже не от пары электросетевая компания-Потребитель, а от всей цепочки Абонентов, Субабонентов и поставщиков, по факту «обменивающихся» перетоками реактивной мощности и гармоническими искажениями.

Усиливает негативы текущего состояния силовых потребительских сетей буквальное игнорирование, как Минэнерго, так и монополиста ПАО «Россети» реальных проблем качества электроэнергии в сетях низкого и низкого среднего напряжения.

Так, Приказ N 465 Минэнерго РФ от 14.05.2019 по техническому освидетельствованию оборудования, зданий, сооружений не только ориентирован на сети 1 кВ и выше (т.е. проверяться должны статические компенсаторы, конденсаторные установки низкого среднего напряжения), но и de facto пока не работает.

С начала года наряду с ГОСТ 32144-2013 действуют ГОСТ IEC/TR 61000-3-6-2020, ГОСТ IEC/TR 61000-3-7-2020 по эмиссии (и трансмиссии) гармоник, но пока игнорируются ПАО «Россети», ПАО «ФСК ЕЭС» и др. при заключении договоров электроснабжения и составлении ТУ на технологическое присоединение.

Само ПАО «Россети» пока интенсивно лоббирует интересы IT отрасли в своих новых концепциях, стандартах организации, а СТО 34.01-3.2.11-012-2017 не пересматривается уже 4 года и до сих пор нет СТО по фильтрокомпенсирующим устройствам для низковольтных сетей, хотя согласно теории, логике и положениям ГОСТ IEC/TR 61000-3-6-2020, ГОСТ IEC/TR 61000-3-7-2020 именно здесь генерируется и накапливается при трансмиссии превалирующий объем гармонических искажений.

Качество электроэнергии в силовых сетях объектов низкого и низкого среднего напряжения.

Сегодня уже не является откровением факт, что академический подход к оценке влияния потребительской сети на качество электроэнергии в точке присоединения по анализу ожидаемого и действительного вкладов в искажения параметров не популярен ни у сетевых организаций, ни у подразделений энергетика объектов.

Технические условия на присоединение и договора электроснабжения типовые с рецепцией пороговых норм некоторых параметров качества с ГОСТ 32144-2013, причем в аспекте генерируемых искажений нередко нормируется малоинформативный коэффициент мощности (а не tgϕ), а эмиссия (и трансмиссия) гармоник в лучшем случае устанавливается по THDU. Наряду с этим, и согласование договора, разработка ТУ при новом присоединении, и корректировка соглашений Абонента с сетевой организацией при расширении, модернизации силовой сети должны выполняться по алгоритму и схеме, проверенным практикой и даже введенным в обязательные курсы обучения профильных специалистов.

Причем важно учитывать то, что интеграция в силовую сеть любого технического средства для нивелирования искажений вносит изменения в сетевые параметры сети – пассивные фильтры в дополнение к своей основной функции генерируют реактивную мощность, что влияет на баланс и проектирование конденсаторных установок компенсации, УКРМ влияют на напряжение в сети, активные фильтры гармоник очищают сеть от наброса токов ниже места присоединения, но сами являются источниками эмиссии гармонических возмущений и т.д.

Активные и пассивные фильтры гармоник для локализации источников искажений.

Текущую ситуацию с локализацией источников гармонических возмущений в силовых сетях объектов правомерно признать парадоксальной, ведь несмотря на:

• финансовые сложности, а часто и технический дефолт ряда отечественных предприятий для очистки сетей от гармонических возмущений, в том числе в рамках цифровой трансформации менеджментам предлагают безумно дорогие активные фильтры гармоник (АФГ), причем само ПАО «ФСК ЕЭС» продвигает пакетные решения АФГ от зарубежных производителей, хотя программы импортозамещения вроде пока никто не отменял;
• безусловный факт преимущественного засорения превалирующего большинства силовых сетей объектов гармониками первых порядков, простые, недорогие и эффективные пассивные фильтры гармоник на отечественном рынке купить очень сложно.

De facto в подавляющем большинстве случаев ддля устранения гармонических возмущений в силовой сети объекта, в том числе «мигрирующих» через ТП гармоник вполне достаточно одно- или многозвенного узкополосного пассивного фильтра, что снизит финансовую нагрузку на менеджмент при реализации проекта в текущих непростых экономических условиях. Однако выбор, проектирование и интеграция пассивного фильтра гармоник, как, впрочем, и АФГ, УКРМТ и т.д. должны проводиться только на базе полного энергоаудита объекта с анализом пакета параметров качества электроэнергии в сети.