Актуальность проблемы качества электрической энергии

Практически каждый современный человек является потребителем электрической энергии - мобильные телефоны, персональные компьютеры, кондиционеры и прочие сложные энергопотребители еще 20-30 лет назад недоступные большинству людей, сегодня стали обычным явлением. Повсеместное распространение данного оборудование потребовало не только наращивание количества вырабатываемой и транспортируемой электроэнергии, но и постоянное ужесточение, и совершенствование ее характеристик и параметров, иначе говоря, совершенствование качества.

Как правило, рядовой обыватель редко задумывается о проблеме качества электрической энергии до того момента пока не проявляется его (качества) отсутствие в виде регулярных перебоев в электроснабжении, некорректно работающей или испорченной бытовой техники.

С производственными потребителями картина несколько иная: в данном случае проблемы с качеством электроэнергии непосредственно отражаются на качестве и количестве выпускаемой продукции или оказываемых услуг, поэтому во избежание экономического ущерба и издержек мониторинг и контроль за показателями качества электроэнергии осуществляется, как правило, регулярно, а не по факту произошедшего отклонения или возникновения аварийной ситуации. Однако, несмотря на более серьезный подход к вопросу обеспечения необходимого уровня качества электроэнергии, проблема качественной энергии по целому ряду причин актуальна для отраслей производства, информации, услуг и пр.

Так по данным исследований проведенных в 2001 году исследовательским центром «Primena», ущерб от некачественной электрической энергии ежегодно приносит ущерб экономике США от 14 до 25 млрд. долларов в год. Более современные исследования показали, что проблемы с качественной электроэнергией обходятся экономике ЕС в районе 15 млрд. евро.[1]

В течение последнего десятилетия проблеме качества электрической энергии уделяется все большее внимание, тем не менее, проблема весьма далека от решения. В условиях Российской энергетики устаревание и износ материально-технической базы, недостаточная квалификация рабочего и обслуживающего персонала, несовершенство нормативно-правовой и коммерческой мотивации как производителей и транспортировщиков электрической энергии, так и потребителей, и ряд других вопросов препятствует кардинальному решению проблемы качества энергии. А ведь, по мнению российских специалистов, спрос на электроэнергию гарантированного качества имеет несколько фундаментальных причин:

• 1.    В последнее время электроэнергия стала рассматриваться не как ресурс, а скорее как товар, для которого гарантированное качество создает стимул и для покупателя, и для продавца. Поставщики энергии в ближайшем будущем будут способны дифференцировать предложения по цене энергии в зависимости от уровня ее качества, таким образом, воз никает

• 2.    Высокое качество электроэнергии гарантирует эффективность ее выработки, передачи и потребления, что особенно актуально в рамках федерального закона "Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности»; [2]

• 3.    Снижение уровня государственного регулирования на рынке электроэнергии и переход на рыночную модель функционирования.^]

• 4.    Перспективы ужесточения правовой ответственности производителей и поставщиков электроэнергии перед потребителями.[4]

непосредственная финансовая заинтересованность всех участников цепочки «генерирование-транспортировка-потребление»;

На сегодняшний день повышение качества электроэнергии можно достигнуть только применением комплексного подхода включающего в себя не только материально-технические аспекты, но и нормативно-правовые. Наиболее ответственным и проблемным участком являются распределительные сети в диапазоне 0,22 - 10 кВ. Ведь в этих сетях происходит мгновенное постоянное изменение целого ряда параметров: нагрузки, силы тока, напряжения и пр., из-за чего затруднительно обеспечивать стабильное качество электрической энергии у всех потребителей в любой момент времени. Отчасти данная проблема решается посредством разработки и внедрения в электрические сети устройств, средств и способов регулирования отдельных показателей качества электрической энергии: сюда можно отнести компенсаторы реактивной мощности, вольтодобавочные трансформаторы, частотные заградители, устройства автоматической частотной разгрузки, регулирования трансформаторов и многое другое.

Развития технологий в данном направлении ведется весьма активно, но, тем не менее, не смотря на техническое совершенствование устройств и оборудования, система контроля и регулирования качества электроэнергии обладает двумя существенными недостатками - это, во-первых недостаточной степенью автоматизации и во-вторых, что самое важное, не «системность», т.е. не согласованностью отдельных компонентов в работе, что может привести к ситуациям, когда деятельность одного устройства по компенсированию какого-либо показателя качества, немедленно приводит к ухудшению другого. Логичным решением данной проблемы видится разработка и внедрение Агротехника и энергообеспечение. - 2014. - № 1 (1) |⁴ 32

способов и средств максимально автоматизированного контроля и регулирования качества электрической энергии, позволяющие в режиме реального времени отслеживать качество электрической энергии и осуществлять при необходимости мгновенное регулирование для достижения требуемого уровня качества, при минимальном участии человека. Первые шаги в данном направлении уже сделаны: повсеместно в электрических сетях внедряются системы АСКУЭ, ИАСКУЭ и АИИС КУЭ, задачей которых является мониторинг рабочих параметров сети и обработку полученной информации[5]. На основе данных систем можно реализовать более совершенную интеллектуальную систему(ы), которая сможет не только измерять показатели качества, но и мгновенно изменять их посредством включения и выключения регулирующих устройств на требуемом участке сети, при этом не оказывая влияния на всю сеть.

Актуальность разработки и внедрения автоматизированной системы контроля качества электрической энергии сложно переоценить, ведь ежегодный ущерб от некачественной энергии исчисляется миллиардами рублей, долларов и евро, тысячами тонн бракованной или недоотпущенной продукции, а иногда угрозой или ущербом человеческому здоровью и жизни.