ПРИМЕНЕНИЕ ГЛУБОКОЙ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ С ЦЕЛЬЮ СНИЖЕНИЯ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА НЕФТЕПЕРЕКАЧИВАЮЩЕЙ СТАНЦИИ ООО ТРАНСНЕФТЬ-БАЛТИКА

APPLICATION OF DEEP REACTIVE POWER COMPENSATION IN ORDER TO REDUCE ELECTRICITY LOSSES AT THE OIL PUMPING STATION OF TRANSNEFT-BALTIKA

Vasily Ulanov

student, Department of Power Supply and Electrical Engineering, Togliatti State University,

Russia, Togliatti

Sergey Shapovalov

scientific adviser, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Togliatti State University,

Russia, Togliatti

АННОТАЦИЯ

В статье проанализирована целесообразность применения глубокой компенсации реактивной мощности с целью снижения потерь электроэнергии на нефтеперекачивающей станции ООО Транснефть-Балтика.  Предложено принять к сведению данные предложения.

ABSTRACT

The article analyzes the feasibility of using deep reactive power compensation in order to reduce electricity losses at the oil pumping station of Transneft-Baltika. It is proposed to take note of these proposals.

Ключевые слова: снижение потерь электроэнергии, глубокая компенсация реактивной мощности, нефтеперекачивающая станция.

Keywords: reduction of electricity losses, deep compensation of reactive power, oil pumping station.

Постановка проблемы. В новых экономических условиях в связи с существенным дефицитом энергетических ресурсов в РФ, потери электроэнергии стали одним из главных показателей экономической эффективности работы энергетических предприятий и отрасли в целом [1-3]. Посредством управления потерями оказывается существенное влияние на итоговый финансовый результат [3,4]. Современные промышленные предприятия всё чаще обращают внимание на данную проблему по причине возможности уменьшить свои экономические расходы и значительно улучшить технико – экономические показатели своих систем электроснабжения. Известно, что компенсация реактивной мощности является одним из наиболее действенных путей снижения потерь электроэнергии [1, 2]. Поэтому решение поставленной в работе задачи актуальна и требует дальнейших исследований.

Анализ исследований и публикаций по тематике исследования. При проведении анализа литературы по данной проблематике, установлено, что особое внимание уделяется теоретической и методологической базе, связанной с влиянием степени компенсации реактивной мощности на снижение потерь электроэнергии, а также вопросу государственного регулирования данного процесса в электрических сетях потребителей [1-5]. При этом внимание акцентируется на эффективности процесса «глубокой компенсации» реактивной мощности путём повышения коэффициента активной мощности до свехнормативных показателей [4,5].

Цель статьи. Анализ целесообразность применения глубокой компенсации реактивной мощности с целью снижения потерь электроэнергии на нефтеперекачивающей станции ООО Транснефть-Балтика.

Основная часть. Реактивная мощность является одним из наиболее существенных факторов, приводящих к потерям активной электроэнергии вследствие уменьшения значения коэффициента активной мощности cos φ системы. Известна зависимость потерь активной мощности в электрооборудовании и сетях от значения cos φ[4], показанная на рис.1

Рисунок 1. Зависимость потерь активной мощности от значения cos φ

Государственная система управления процессом компенсации реактивной мощности (КРМ) сегодня выполняет свои функции с помощью управляющих факторов, которые определяются государством и составляют ее организационную структуру [1]. Анализ литературных источников [1-5] показывает, что эти управляющие факторы могут быть как административными, с жёсткими критериями, так и экономическими, имеющие либеральный характер.

При таком подходе потребитель целиком и полностью принимает самое непосредственное участие в процессе КРМ [1, 2]. При этом введены надбавки и скидки за величину реактивной мощности, которую выдаёт потребитель в энергосистему. Указанные надбавки и скидки учтены в тарифе на оплату РМ в виде поправок [1, 2].

То есть при введении и учёте указанных управляющих факторов в виде указанных выше поправок, будут выполняться необходимые и достаточные условия для реализации положений нормированных технических показателей энергосистемы как у потребителя, так и у поставщика электроэнергии [1, 2].

Известно выражение для определения абонентского тарифа на оплату реактивной мощности, руб./квар∙ч, в которых непосредственно учитываются «нормальная» и «стимулирующая» поправки [1]:

                                                                              (1)

где С_р – установленный тариф на передачу активной электроэнергии, руб./кВт∙ч;С_Q.норм – поправка на компенсацию реактивной мощности до нормативного значения с учётом надбавок и штрафов в зависимости от выходного значения tgφпотребителя («нормальная поправка»);С_Q.стим. – поправка на компенсацию реактивной мощности до сверхнормативного значения («глубокая компенсация» РМ) с учётом надбавок в зависимости от выходного значения tgφпотребителя («стимулирующая поправка»).

При этом указанные поправки в выражении (1) являются управляющими факторами и оказывает непосредственное влияние на участие потребителя в установке КУ.

Также значительно недооценена «глубокая компенсация» РМ. В источнике [4] доказано, что, компенсируя реактивную мощность до значения tgφ = 0,35, потери активной мощности снижаются на 20 %, а выполняя глубокую компенсацию до значения tgφ = 0,10, эти же потери уменьшаются на 42 %, однако, при этом необходимо увеличить мощность компенсирующих устройств ориентировочно в 2 раза.

Однако действующим приказом [1] максимальное значение tgφ для сетей напряжением 0,4-10 кВ ограничивается значением, равном 0,4.

В источнике [5] доказано, что значение данной указанной величины не имеет обоснования и требует пересмотра в связи с новыми аспектами и полученными результатами по данной проблеме.

В источнике [4] показано, что для электрических сетей промышленных предприятий, у которых доля мощных трехфазных асинхронных двигателей достаточно велика, нижнее ограничение должно быть установлено на уровне нуля. К такому типу предприятий относится рассматриваемое в работе ООО Транснефть-Балтика, имеющим на своём балансе насосные установки с мощными асинхронными двигателями.

Также, помимо прочего, решение оптимизационной задачи показало, что практически во всех узлах схемы целесообразно и оптимально выполнить компенсацию реактивной мощности до значения tgφ=0, при этом потери активной мощности уменьшаются на 10-15 %, а в некоторых случаях – на уровень 20 % и более [4, 5].

С экономической точки зрения, компенсация РМ до максимального нормируемого значения tgφ=0,35 будет более привлекательным, так как требует меньше расходов, однако, с точки зрения таких перспективных критериев оценки, выполнять глубокую компенсацию реактивной мощности до значения tgφ=0,1 гораздо выгоднее и целесообразнее [4, 5].

Подводя итог, можно утверждать, что электрических сетях ООО Транснефть-Балтика, имеющим на своём балансе насосные установки с мощными асинхронными двигателями, проект по глубокой компенсации реактивной мощности является весьма аргументированным и экономически привлекательным [3-5].

Поэтому решение данной задачи в системе электроснабжения ООО Транснефть-Балтика указанным путём является целесообразным решением как с технической, так и с экономической стороны.

Выводы. Исходя из результатов, полученных в работе, предложено принять к сведению проведённый анализ целесообразности применения глубокой компенсации реактивной мощности с целью снижения потерь электроэнергии на нефтеперекачивающей станции ООО Транснефть-Балтика.

При проведении дальнейших исследований на данном предприятии, детально рассмотреть данный вопрос с глубоким технико – экономическим обоснованием.

Список литературы:

1. Приказ ФСТ РФ от 17 февраля 2012 года № 98-э «Об утверждении методических указаний по расчёте тарифов на услуги по передаче электрической энергии, устанавливаемых с применением метода долгосрочной индексации необходимой валовой выручки».
2.  Федеральный закон от 23.11.2009 № 261-ФЗ (ред. от 29.07.2017) «Об энергосбережении, повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации».
3. Энергетическая стратегия РФ на период до 2035 года // РД РАО «ЕЭС России». Распоряжение Правительства РФ от 9 июня 2020 г. № 1523-р – М.: Министерство энергетики, 2020.
4. Araujo, Whester J. Multicriteria decision making for reactive power com-pensation in distribution systems [Электронныйресурс] / - Режимдоступа: http://www.wseas.us/e-library/conferences/201 l/Paris/ECC/ECC-07.pdf. Датаобращения: 09.12.2020 г.
5. Araujo, Whester J Monocriteria and multicriteria based placement of re-active power sources in distribution systems [Текст] / Whester J Araujo, Petr Ya. Ekel, Rafael P. Falcao Filho, Illya Kokshenev, Henrique S Schuffner. // International journal of applied mathematics and informatics. - 2017. -Vol. 5. - №3. - P.240-248.