Управление качеством электроэнергии через стандарт ISO 50001

Качество электроэнергии (КЭ) — это совокупность ее свойств, определяющих воздействие на электрооборудование, приборы и аппараты и оцениваемых показателями качества электроэнергии (ПКЭ), численно характеризующими уровни электромагнитных помех (ЭМП) в системе электроснабжения (СЭС) по частоте, действующему значению напряжения, форме его кривой, симметрии и импульсам напряжения.

В контексте современных методов и средств обеспечения КЭ электроэнергию следует рассматривать, с одной стороны, как товар, с другой—как физическое понятие:

• электроэнергия как товар должна соответствовать определенному качеству, требованиям рынка и отличается от других видов энергии особыми потребительскими свойствами: совпадением во времени процессов производства, транспортировки и потребления; зависимостью характеристик КЭ от процессов ее потребления; невозможностью хранения и возврата некачественной электроэнергии;
• электроэнергия как физическое понятие — это способность электромагнитного поля совершать работу под действием приложенного напряжения в технологическом процессе ее производства, передачи, распределения и потребления.

Товарные отношения регулируются законами рынка и юридическими нормами, требования которых отражают уровень социального и экономического развития общества. Технологический процесс регулируется физическими законами, в данном случае законами электротехники.

Юридические нормы и требования определяют права, обязанности и ответственность участников рынка электроэнергии в части обеспечения КЭ.

Наиболее эффективным способом координации действий субъектов рынка по обеспечению КЭ в условиях эксплуатации СЭС является создание системы управления качеством в организациях субъектов рынка.

Так, Гражданский кодекс Российской Федерации обязывает энергоснабжающие организации поставлять электроэнергию, качество которой отвечает требованиям государственных (национальных) стандартов и договоров энергоснабжения.

Федеральный закон Об электроэнергетике определяет ответственность энергосбытовых организаций и поставщиков электроэнергии перед потребителями за надежность обеспечения их электрической энергией и ее качество в соответствии с техническими регламентами и иными обязательнымитребованиями.

Технические регламенты согласно закону Об основах технического регулирования устанавливают существенные требования, обеспечивающие наряду с другими объектами регулирования электромагнитную совместимость (ЭМС) технических средств в системах электроснабжения. Технический регламент Об электромагнитной совместимости устанавливает перечень низкочастотных кондуктивных помех, характеризующях КЭ по его показателям, нормируемым государственным стандартом.

Ответственность и обязанности субъектов оптового рынка электрической энергии по обеспечению КЭ устанавливаются Технологическими правилами. В технологических правилах учтены специфические возможности субъектов оптового рынка влиять на КЭ в соответствии с ГОСТ 13 109-97. Эти возможности определяются методами и средствами, которыми должен располагать субъект для обеспечения КЭ.

Таким образом, субъекты оптового рынка в лице генерирующих компаний, федеральных сетевых компаний (ФСК), потребителей, администратора торговой сети (энергосбытовые компании) и системного оператора должны рассматриваться как участники технологического процесса производства, передачи, распределения и потребления электроэнергии.

Качество электроэнергии является составляющей электромагнитной совместимости, характеризующей электромагнитную среду. Под ЭМС понимают способность электрооборудования, электрических аппаратов и приборов нормально функционировать в электромагнитной среде, не создавая недопустимых электромагнитных помех для другого оборудования, функционирующего в той же среде.

В международной и отечественной практике был принят трехсторонний подход к разрешению проблем ЭМС электрической сети и технических средств, подключенных к ней. Этот подход состоит в установлении допустимых уровней эмиссии электромагнитных помех, создаваемых техническими средствами, допустимых уровней устойчивости этих средств к ЭМП, поступающих со стороны систем электроснабжения, и допустимых уровней этих помех в СЭС—норм качества электроэнергии.

Как следует из закона Об основах технического регулирования, целью такого подхода, а следовательно, и управления качеством электроэнергии являются предотвращение причинения вреда личности или имуществу физических и юридических лиц, окружающей природной среде в результате нарушения функционирования технических средств при воздействии ЭМП, обеспечение безопасности жизни и здоровья населения, а также укрепление национальной безопасности государства.

Ухудшение КЭ или, другими словами, повышение уровня ЭМП системе электроснабжения обусловлено технологическим процессом производства, передачи, распределения и потребления электроэнергии, т.е. процессом ее функционирования. Действительно, электроэнергия является наиболее универсальным видом энергии. Ее универсальность заключаются в возможности преобразования в любой другой вид энергии, пригодный для применения. Процесс преобразования электрической энергии всегдасопровождается технологическими потерями. К ним же можно отнести и снижение качества электроэнергии. Поэтому бессмысленно стремиться к идеальному обеспечению КЭ. В нем нет необходимости. Попытка разработать соответствующие методы—дорогостоящее мероприятие. Следует только свести ЭМП, характеризующие КЭ, к некоторому минимуму, при котором их влияние на электрооборудование системы электроснабжения не нарушает условий его нормального функционирования. Именно этот уровень допустимых помех и нормируется национальным стандартом ГОСТ 13109-97.

Снижение качества электроэнергии приводит к отрицательным последствиям электротехнического и технологического характера. Среди них следует отметить:

• увеличение потерь активной и реактивной мощности;
• сокращение срока службы электрооборудования;
• увеличение капитальных вложений в СЭС;
• нарушение условий нормального функционирования электроприемников и потребителей в целом;
• нанесение вреда окружающей среде и здоровью человека, для предотвращения таких последствий или их ограничения необходимо управление качеством электроэнергии, а именно проведение методических, организационных и технических мероприятий, направленных на обеспечение КЭ в системах электроснабжения в пределах установленных норм и правил.

Методические мероприятия включают в себя:

• ограничение уровней помех, вносимых электрооборудованием потребителя, технологическим электрооборудованием электрической системы и отдельными электроприемниками;
• управление нормальными, аварийными и послеаварийными режимами путем регулирования частоты и напряжения;
• обеспечение надежности функционирования СЭС и качества электроснабжения путем совершенствования структуры электрической сети, ее средств защиты и автоматики;
• контроль и анализ КЭ;
• автоматизированное измерение показателей КЭ и вспомогательных параметров электрической энергии.

К организационным мероприятиям относятся:

• разработка и применение правовой и нормативной базы, направленной на юридическую, экономическую и финансовую поддержку условий обеспечения КЭ путем укрепления на оптовом рынке электроэнергии договорной основы в части требований к КЭ.

Технические мероприятия включают в себя:

• применение общепринятых и специализированных средств регулирования напряжения и обеспечения его качества, таких как средства компенсации реактивной мощности, фильтрокомпенсирующие и симметрирующие устройства, активные фильтры и накопители электроэнергии;
• систематический контроль КЭ;
• производство унифицированных средств измерения для учета и контроля КЭ;
• производство автоматизированных систем управления КЭ.

Список литературы

1. Хохлявин С.А. Стандарт ISO 50001: системный подход к энергоменеджменту // ЭнергоАудит. – 2009. – № 3(11). – С. 36–39.
2. Хохлявин С.А. Система энергоменеджмента: от стандартов национальных к стандартам ISO // Энергобезопасность в документах и фактах. – 2007. – № 5(17). – С. 13–17.
3. Хохлявин С.А. Система энергоменеджмента в проекте будущего стандарта EN 16001 // Энергобезопасность в документах и фактах. – 2008. – № 2(20). – С. 17–22.
4. Клюшников В.Н. О Программе разработки национальных стандартов на 2008 год // Мир стандартов. – 2008. – № 3(24). – С. 82–97.