Компенсация реактивной мощности (КРМ) в структуре систем теплоснабжения городов («метод энергетической сетки»)

В настоящем предложении изложена модель сетки, компенсирующей реактивную мощность на базе действующих структур ЖКХ городов (населенных пунктов). Предложение относится к схемным решениям. Экономический эффект оценивается в 15-25% от потребления электроэнергии, соответственно высвобождается полная мощность трансформаторных подстанций и электрическая мощность генерации, приводит к экономии топлива.

Компенсация реактивной мощности (КРМ) в структуре систем теплоснабжения городов («метод энергетической сетки»)

Проблема компенсации реактивной энергии и мощности возникла одновременно с применением на практике переменного и особенно трехфазного тока. При включении в цепь индуктивной или емкостной составляющей нагрузки (двигатели, промышленные печи и линии электропередач) между электроустановкой и источником возникает обмен потоками энергии, суммарная мощность которого равна нулю, но при этом он вызывает дополнительные потери активной энергии, потери напряжения и снижает пропускную способность электрических сетей. В целом, ухудшается качество электроэнергии, что влечет к увеличению мощности ее потребления и генерации на источнике. На современном уровне развития техники, вопрос качества ресурса снабжения потребителей также актуален, как его объем и надежность энергосистемы. Известно, что альтернативой строительства новых объектов генерации и передачи электроэнергии, является энергосбережение в энергосистеме и компенсация реактивной мощности (энергии): компенсация РМ, как правило, в десятки раз дешевле и эффективнее строительства новых объектов генерации и передачи электроэнергии.

Существуют разные способы снижения реактивной мощности (энергии) в энергосистеме, что обусловлено множеством факторов, имеющих место

-          на источнике генерации электроэнергии,
-          в системе транспорта и распределения электроэнергии,
-          у потребителя электроэнергии.

Каждый участок энергосистемы от генерации электроэнергии до ее потребления вносит свою составляющую долю в общую величину реактивной мощности (энергии). Следовательно, компенсация реактивной мощности - это проблема энергосистемы и потребителя. Получается, что энергокомпания несет убытки и риски, возникающие по причине потребителя, а потребитель несет убытки и риски, возникающие по причине энергокомпании.

Разграничение зон ответственности за реактивную составляющую мощности между генерацией, распределительной электросетевой компанией и потребителем - пожалуй, самая сложная задача в процессе управления реактивной мощностью.

Рассмотрим проблему компенсации РМ на уровне потребителя. Для компенсации реактивной мощности у потребителя целесообразно разрабатывать комплекс мероприятий: установка компенсирующих устройств является только одним из них.

В общих чертах, действие компенсирующих устройств основано на том, что на участке цепи с индуктивной или емкостной нагрузкой устанавливается дополнительный источник реактивной мощности. Таким образом, описанный выше обмен потоками энергии происходит между этим источником РМ и электроустановкой (генератором, потребителем, трансформатором, линией, преобразователем) на коротком участке цепи, не проходя по основным сетям и, следовательно, не вызывая в них негативных последствий.

Нами проанализированы некоторые аспекты деятельности в электроэнергетическом бизнесе мощностей на примере технико-экономической состоятельности объектов ОАО «МОЭК» г. Москвы. Данные объекты выбраны не случайно по своей географии:

-          Выше 1000 В: основными центрами концентрации электрической мощности являются трансформаторные подстанции РТС и КТС, имеющие «точечное» расположение в городе; АИТ и МК относятся к объектам до 1000 В.

-          До 1000 В: ЦТП (ИТП) представляют собой узлы общей «рассеянной энергетической сетки», находящейся в одной управляемой структуре (ОАО «МОЭК»). Если учесть, что в городе около 40 тыс. жилых зданий и примерно столько же нежилых объектов, то сеть ЦТП (более 10 тыс. объектов, обслуживаемых одной организацией), покрывающая весь город, МОЖЕТ и ДОЛЖНА быть использована энергосистемой для компенсации реактивной мощности и разгрузки энергосистемы.

Итак, мы имеем готовую «сетку», ценную для энергосистемы города, как рабочую площадку для разгрузки энергосистемы. Как известно, в российских городах «модель энергетической сетки» на базе действующих систем теплоснабжения не используется, и примеров ее применения нет - в этом НОВИЗНА предложения. Если работы в этом направлении будут предприняты, то возможно придется отработать отдельные механизмы экономического и нормативно-правового урегулирования. Сама «модель энергетической сетки» не противоречит законам физики в принципе и должна дать положительные результаты. На практике, полагаю, можно будет сделать ожидаемые выводы.

В данном предложении рассматривается метод «энергетической сетки» для оптимизации реактивной мощности у потребителя и в энергосистеме, а не способы оптимизации самой реактивной мощности. Способы оптимизации должны быть технически и экономически обоснованы. Это возможно применением специальных устройств, изменением состава оборудования на более энергоэффективное, изменением режимов и графиков нагрузок, изменением электрической схемы, изменением технологии ремонтов и обслуживания, изменением параметров генерации и переключениями, и т.д.

В советский период, также как и за рубежом, электрическая мощность (энергия) всегда была и есть продуктом купли-продажи. По данной теме разработана масса нормативно-технической и правовой документации, однако их действие малоэффективно. Реактивная мощность - это часть полной электрической мощности, которая также является предметом купли-продажи (в тарифах), но в современных экономических условиях является также и «рычагом» управления энергосистемой. В связи с чем, услуги по компенсации (генерации) реактивной мощности, также как и сам процесс компенсации (генерации), являются предметом купли-продажи. Как показывают аналитические расчеты, при грамотной организации бизнеса срок окупаемости проекта короткий (менее года), что делает проект инвестиционно привлекательным капиталовложением. Однако, следует учесть, что меры предпринятые в этом направлении не могут быть половинчатыми: предлагается разработка и внедрение комплекса мер, не только технических, но и организационных. Цель последних: не остановиться на уровне компенсации реактивной мощности у потребителя, а дойти до уровня выделения полной высвобождаемой мощности для ее перераспределения (присоединение новых потребителей) и разгрузки энергосистемы, и таким образом перейти к процессу управления мощностью и формированию топливного плана города, к программам развития новых источников. Только тогда рынок реактивной мощности становится реальным рынком.

Источник: www.energosovet.ru/entech.php