Конденсаторные установки УКРМ 0.4 — выбор по экономической целесообразности

В представленной публикации рассмотрены вопросы изменения подхода к выбору технических средств компенсации реактивной мощности в условиях цифровой экономики и новой «Энергетической стратегии России», а также ориентировочный выбор УКРМ по экономической целесообразности.

До недавнего времени необходимость применения установок повышения коэффициента мощности в потребительских сетях низкого напряжения de facto определялась только экономической выгодой — возможностью сократить счета за электроэнергию после интеграции УКРМ по выбранному способу компенсации.

Однакое есть нюансы:

• согласно положений договоров оказания услуг по передаче электроэнергии электросетевой организации потребителю (абоненту) в потребительской сети должны быть и поддерживаться в требуемом состоянии любые УКРМ 0.4, а сетевая организация оставляет за собой право проверки этих устройств (п. 3.2.3. и 3.5.10. типового договора ПАО «МОЭСК»);
• изменения подп. «в» и «е» п. 14 «Правил недискриминационного доступа...» постановлениями Правительства РФ N 937 и N 1622 (от 13.08.2018 и от 21.12.2018 соответственно) обязывают потребителя обеспечивать как техническое состояние устройств регулирования реактивной мощности, так и соотношение активной и реактивной энергии по ТУ в точке поставки (на границе балансовой принадлежности).

В целом на демонстрацию финансовой выгоды от применения УКРМ 0.4 в потребительских сетях ориентированы и указания с таблицами подбора конденсаторной установки по коэффициентам мощности cosj и реактивной мощности tgj, калькуляторы производителей — технически некорректные, поскольку не учитывают ряда важных факторов, в том числе режима нагрузки, наличия или отсутствия нагрузок и питающих линий 6-10 кВ, синхронных двигателей, токов высших гармоник, типа, числа и потерь в трансформаторах, места интеграции УКРМ и пр.

Инициация в нашей стране нового тренда «цифровой экономики», а больше — утверждение Правительством РФ «Энергетической стратегии Российской Федерации» на период до 2035 года (распоряжение № 1523-р от 09.06.2020) с целью «цифровой трансформации и интеллектуализации отраслей» ТЭК в целом и электроэнергетики в частности, в корне изменили подход к выбору технических средств компенсации реактивной мощности.

Так, для обеспечения эффективной работы интеллектуальных систем контроля и управления силовая потребительская сеть должна быть «чистой» от наброса токов, как гармоник/интергармоник, так и любых реактивных на фундаментальной частоте индуктивного или емкостного характера, а используемые средства компенсации — быстродействующими и управляться полупроводниковыми контроллерами.

То есть, по факту, интеграция УКРМ (вернее УКРМТ с тиристорными ключами) становится обязательной вне зависимости от наличия или отсутствия финансовой выгоды, а сам подбор установки по кВАр должен выполняться по расчетам на основе полного анализа параметров сети, чтобы исключить негативы влияния и потери, вызываемые токами гармоник.

Ориентировочный выбор конденсаторной установки УКРМ 0.4 по экономической целесообразности

Компенсация реактивной мощности сегодня может и должна рассматриваться не только и не столько в финансовом аспекте, сколько с точки зрения очистки силовой сети от наброса индуктивных токов со стороны нагрузок, определяющего пакет негативов от нестабильности параметров качества электроэнергии до потерь мощности и износа кабелей, оборудования, устройств и приборов.

Вместе с тем, в превалирующем большинстве случаев, интеграция УКРМТ по способу групповой или индивидуальной компенсации (оптимально вместе с АФГ и/или пассивными фильтрами гармоник) дает прямую финансовую выгоду благодаря снижению потерь активной анергии ΔР на передачу реактивной.

Превентивные расчеты должны вестись только по коэффициенту реактивной мощности tgj, поскольку cosj является не информативным, а также при сравнении tgj_ф (фактического) с tgj_н (нормативного — максимальная норма tgj для сетей напряжением до 1 кВ — 0.35 по приказу Минэнерго России N 380 от 23.06.2015). Для ориентировочных расчетов можно использовать формулы (полный вывод формул здесь):

• прямой выгоды за счет сокращения потребления активной мощности при снижении tgj_ф в сравнении с tgj_н:

Где:

• 0.7 — КИП (изменения потерь) по справочникам для промышленных объектов.
• Qф — фактически потребляемая реактивная мощность и фактический коэффициент реактивной мощности, определяемые по измерениям в часы пик/минимум активной нагрузки, по годовым графикам потребления (приложение 3 договора на присоединение) или по методу расчета с использованием среднегодовых коэффициентов спроса и использования по паспортным (справочным) данным для определенного типа оборудования.

То есть, по факту, чем меньше будет фактический коэффициент реактивной мощности по отношению к нормативному значению, тем больше финансовая выгода от снижения потерь реактивной энергии.

• экономической целесообразности компенсации с учетом затрат на УКРМТ и сроков окупаемости:

Где:

• N — суммарное время работы оборудования в год,
• Т_сред — средний по году тариф поставщика за оплату электроэнергии,
• Зу — общие (покупка, установка, настройка) затраты на УКРМТ,
• Т_н — нормативный срок окупаемости, вычисляемый по процентной ставке по кредитам, которая на момент конца весны 2020 была 8.77 (т. е. срок окупаемости 8 лет).

Эта формула позволяет выйти на оптимальный пороговый коэффициент реактивной мощности, при котором интеграция УКРМТ окупится в течение срока, определяющего эффективность принятого решения.