В статье рассмотрены «новые» проблемы подготовки силовых сетей объектов к цифровой трансформации и возможные пути решения текущих проблем цифровой трансформации электросети объекта.
Известная пандемия не смогла в значительной степени повлиять на работу крупных промышленных и инфраструктурных объектов страны, но не смотря на это стали очевидными следующие факты:
- Цифровая трансформация электросетей, заданная новой энергетической стратегией России, «пробуксовывает». И происходит это, в основном, из-за снижения реальной доходности предприятий, а отчасти, вследствие традиционного для нашего менталитета планирования «на авось», хотя по факту реформу никто не отменял и с учетом текущего бума цифровизации она будет реализована скорей всего в добровольно-принудительном порядке.
- Условия для перевода силовых сетей объектов «на цифру» ухудшаются с каждым днем – типично для последних кризисов мы перешли от стагнации к стагфляции, и в электроэнергетике это подтвердилось повышением тарифов, причем с тенденцией и скоростью, на которые была вынуждена отреагировать торгово-промышленная палата (ТПП) России.
- Ближайшая перспектива для промышленных и непромышленных объектов страны в плане возможности модернизации и/или расширения инфраструктуры неутешительная – на заседании комитета ТПП РФ 11 февраля 2021 года в качестве главной причины повышения тарифов на электроэнергию был назван профицит мощности, а главным способом устранения роста цен – вывод мощностей генерации и повышение объемов экспорта.
Другими словами планируется выход на «нулевой» баланс, который de facto – дефицитный, когда новым объектам будут ограничивать выделяемую мощность, а действующим - обходиться уже выделенными объемами резервируемой мощности.
В итоге любая модернизация силового оборудования, в том числе с целью цифровой трансформации становится почти неподъемной, как финансово (с учетом роста себестоимости при падении продаж), так и энергетически, ведь проводить замену или усовершенствование придется только в рамках мощности, сэкономленной за счет энергосбережения. Одновременно с этим усугубляется проблема интеграции в силовые сети установок компенсации реактивной мощности, пассивных и активных фильтров гармоник, которые по статистическим данным в ЕС и нашей стране позволяют убрать от 15 до 60 % потерь электроэнергии в зависимости от объемов энергопотребления, характера нагрузки и режима работы объекта.
Так, недорогие релейные УКРМ не обеспечивают требуемого времени отклика на управляющие сигналы с программно-аппаратного комплекса АСУ (по нормам «Россетей» - до 20 мс), сложно интегрируются с современными программно-логическими контроллерами, отличаются значительными рисками пере- или недокомпенсации, что недопустимо в цифровых сетях и т. д. То есть после перехода «на цифру» станут ненужными.
В свою очередь эффективные АФГ, в том числе их версии Static var generator (SVG) для демпфирования наброса реактивных токов на фундаментальной частоте, очень дорогие, причем их цена напрямую зависит от мощности нагрузки и по факту очищают сеть от гармоник только выше места присоединения. Значит, это больше решение локальной проблемы гармонических возмущений, тогда, как новые ГОСТ IEC/TR 61000-3-6-2020, ГОСТ IEC/TR 61000-3-7-2020, формализовавшие эмиссию и трансмиссию гармоник между сетями разного напряжения, уже определили и допустимые уровни гармоник, и степени ответственности за их соблюдение в точках присоединения для владельца и абонента распределительной сети.
Возможные пути решения текущих проблем цифровой трансформации электросети объекта
С учетом de facto стагфляции экономики, в том числе ростом тарифов на электроэнергию и принятой резолюции комитета ТПП РФ очевидно, что единственно возможным выходом текущей ситуации для менеджментов промышленных и непромышленных объектов будет экономное вложение в мероприятия по энергосбережению, в том числе:
- Установки компенсации реактивной мощности, причем лучше тиристорные, но в случае финансовых проблем – релейные, но с возможностью малозатратной модернизации до УКРМТ заменой контакторов на тиристорные вентиля и интеграцией программно-логического контроллера. В целом такая малозатратная модернизация сегодня вполне реальна, если производитель изначально проектирует УКРМ под расширение и поставляет оборудование по договору с пролонгированием сотрудничества в ближайшей перспективе.
- Управляемые тиристорами реакторы (Тhyristor-controlled Reactor - TCR) для нивелирования рисков пере- или недокомспенсации при работе, как релейных, так и тиристорных УКРМ. Управляемые реакторы могут поставляться, как отдельно, так и в виде сборок с УКРМТ, а в случае покупки релейной УКРМ – в сборке по проекту с учетом перспективы модернизации установки компенсации реактивной мощности.
- Пассивные фильтры гармоник, изготавливаемые по пакету ГОСТ Р 59032.1-4-2020 и используемые для блокирования трансмиссии гармоник.
- АФГ, мощность которых (и соответственно цена) максимально уменьшена за счет использования УКРМ TCR для компенсации реактивных токов на фундаментальной частоте, пассивных фильтров для демпфирования наброса токов гармоник первых порядков и интеграции непосредственно возле источника гармонических возмущений.
