76
Jakość dostawy energii elektrycznej
x x x
Podsumowanie
Istnieją racjonalne powody uzasadniające obecnie tak duże zaintere-
sowanie tematyką jakości energii elektrycznej i bezpośrednio wynikają
one z rozwoju inteligentnych sieci elektroenergetycznych (smart grids).
Należą do nich przede wszystkim:
• rosnąca świadomość, że energia elektryczna jest towarem i to, co
nazywamy jakością energii, jest w swej istocie określeniem cech ofero-
wanego produktu, sprecyzowaniem jego wartości użytkowej;
• wzrost liczby i mocy jednostkowej niespokojnych, nieliniowych, nie-
kiedy również niesymetrycznych odbiorników, a także liczby technolo-
gii będących potencjalnym źródłem zaburzeń elektromagnetycznych
(napędy o regulowanej prędkości, kompensatory statyczne, systemy
przesyłu energii prądem stałym, piece łukowe prądu stałego i przemien-
nego, układy ładowania akumulatorów dla potrzeb motoryzacji itp.);
• zmniejszenie odporności odbiorników na zaburzenia elektromagnetycz-
ne – rosnąca liczba odbiorców energii skarży się na jej złą jakość, utrud-
niającą lub często uniemożliwiającą poprawną pracę urządzeń, szczegól-
nie sprzętu informatycznego; jego rozwój i redukcja wymiarów została
w dużym stopniu okupiona zmniejszeniem odporności na zaburzenia;
• rosnący koszt awarii – dla wielu końcowych odbiorców energii jej
jakość wiąże się przede wszystkim z wielkością produkcji w określonym
czasie i dużymi stratami w przypadku przerwy w jej dostawie; ekono-
miczne skutki zaburzeń elektromagnetycznych są wymierne i niekiedy
bardzo wysokie;
• wzrost efektywności przetwarzania energii – coraz popularniejsze
stają się np. wyroby energooszczędne w eksploatacji oraz materiałoosz-
czędne w produkcji silniki elektryczne i transformatory, energooszczędne
źródła światła itp. Mimo niewątpliwych zalet są one bardzo często przy-
czyną zwiększonej emisji zaburzeń i mają zmniejszony poziom odporno-
ści, co można uznać za cenę poprawy efektywności przetwarzania ener-
gii. W coraz większej liczbie przypadków oszczędność zużycia energii
elektrycznej wywołuje wzrost problemów z jej jakością. Rosnące wyma-
gania, dotyczące wydajności pracy systemu zasilającego jako całości,
powodują zwiększenie liczby technologii poprawiających jeden aspekt
pracy systemu, a negatywnie wpływających na inne. Przykładem mogą
być baterie kondensatorów do kompensacji mocy biernej, których obec-
ność zmienia charakterystyki częstotliwościowe w punkcie ich przyłącze-
nia i wywołuje zjawiska rezonansowe dla coraz mniejszych częstotliwości
(w miarę wzrostu mocy baterii);
• ekologia elektromagnetyczna – jakość energii to element większej
całości – jakości życia; promowane są wszelkie przedsięwzięcia służące
zachowaniu „czystości” środowiska, także elektromagnetycznego;
• restrukturyzacja sektora energetycznego, która wytworzyła nowe
postawy rynkowe;
• rozwój metod i środków technicznych służących do pomiaru różnych,
niekiedy bardzo złożonych w swej definicji, wskaźników jakości zasi-
lania; sprzęt pomiarowy jest powszechnie dostępny i coraz tańszy, co
sprawia, że praktycznie wszyscy uczestnicy rynku energii mają możli-
wość kontrolowania warunków zasilania;
• bardzo duża wartość sektora rynku tworzonego przez jakość ener-
gii; produkcja i serwis urządzeń przeznaczonych do rejestracji i poprawy
warunków zasilania rośnie w większości krajów;
• wzrost liczby i mocy rozproszonych źródeł energii (elektrownie wiatrowe,
źródła fotowoltaiczne itp.); w wielu krajach ich procentowy udział w całko-
witym bilansie energii jest duży i ciągle rośnie, a wpływ na lokalną jakość
energii znaczny (głównie w zakresie wartości napięcia i jego zmiany).
Literatura
1. „Handbook of power quality”, edited by Angelo Baggini, John Wiley
& Sons Ltd., 2008.
2. Z. Hanzelka, „Jakość dostawy energii elektrycznej – zaburzenia war-
tości skutecznej napięcia”, Wydawnictwa AGH, Kraków 2013.
3. IEC 61000-2-5 „Classification of electromagnetic environments. Basic
EMC publication”.
4. PN-EN 50160 „Parametry napięcia zasilającego w publicznych sie-
ciach elektroenergetycznych”.
5. PN-EN 61000-2-2 (u) „Kompatybilność elektromagnetyczna – Śro-
dowisko – Poziomy kompatybilności zaburzeń przewodzonych małej
częstotliwości i sygnałów przesyłanych w publicznych sieciach zasilają-
cych niskiego napięcia”.
6. PN-EN 61000-2-4 „Kompatybilność elektromagnetyczna – Środo-
wisko – Poziomy kompatybilności dotyczące zaburzeń przewodzonych
małej częstotliwości w sieciach zakładów przemysłowych”.
7. PN-EN 61000-3-2 „Kompatybilność elektromagnetyczna – Dopusz-
czalne poziomy – Dopuszczalne poziomy emisji harmonicznych prądu
(fazowy prąd zasilający odbiornika 16 A)”.
8. PN-EN 61000-4-7 „Kompatybilność elektromagnetyczna – Metody
badań i pomiarów – Ogólny przewodnik dotyczący pomiarów har-
monicznych i interharmonicznych oraz stosowanych do tego celu
przyrządów pomiarowych dla sieci zasilających i przyłączonych do
nich urządzeń”.
9. PN-EN 61000-4-15 „Kompatybilność elektromagnetyczna – Metody
badań i pomiarów – Miernik migotania światła – Specyfikacja funkcjo-
nalna i projektowa”.
10. PN-EN 61000-4-30 „Kompatybilność elektromagnetyczna –
Metody badań i pomiarów – Metody pomiaru jakości energii”.
11. Prawo energetyczne (DzU z 2012 r. poz. 1059).
12. Rozporządzenie Ministra Gospodarki w sprawie szczegółowych
warunków funkcjonowania systemu elektroenergetycznego z dnia
4 maja 2007 (DzU z 2007 r. nr 93, poz. 623, stan prawny na 10 lipca
2010 roku).
13. 1st (2001), 2nd (2003), 3rd (2005), 4th (2008) and 5th (2012
wraz z późniejszymi załącznikami) Benchmarking Reports on Quality of
Electricity Supply, CEER Reports.
Przypisy
1
Council of European Energy Regulators (CEER) – Working Group:
Electricity quality of supply.
2
System Average Interruption Duration Index (SAIDI) – wskaźnik prze-
ciętnego (średniego) systemowego czasu trwania przerwy długiej
w dostawach energii elektrycznej, wyznaczony w minutach na odbiorcę.
3
System Average Interruption Frequency Index (SAIFI) – wskaźnik prze-
ciętnej systemowej częstości przerw długich w dostawie energii; jest
współczynnikiem niezawodności, stanowiącym liczbę odbiorców narażo-
nych na skutki wszystkich przerw w ciągu roku, podzieloną przez łączną
liczbę obsługiwanych odbiorców.
4
Korzystną cechą środowiska przemysłowego jest występująca z reguły
koncentracja źródła zaburzeń, co zasadniczo ułatwia jego identyfikację
oraz stosowanie środków eliminacji/redukcji skutków.
5
Dostępność zasilania = (8700 –
l
r)/8760, gdzie
l
jest liczbą zaburzeń
w ciągu roku, a r średnim czasem usuwania awarii.
6
Dla porównania, analogiczne dane szacowane dla: odbiorców komunal-
nych – 0,9%, 8,8 h; szpitali i lotnisk – 0,99 %, 53 min (według EDF/EPRI).
