2 Тарифы и учет электроэнергии
В данном Руководстве не рассматриваются конкретные тарифы, поскольку в мире действуют столько же различных тарифов, сколько энергоснабжающих компаний.
Некоторые из тарифов очень сложные по структуре, но определенные элементы являются для всех них общими и направленными на то, чтобы стимулировать потребителей к контролю потребления и снижения стоимости, производства, передачи и распределения. Имеются два основных метода, которые позволяют снизить стоимость электроэнергии, поставляемой потребителям:
снижение потерь энергии при ее производстве, передаче и распределении; в принципе, минимальные потери в энергосистеме достигаются тогда, когда все ее компоненты функционируют при коэффициенте мощности 1,0;
снижение пикового спроса на электроэнергию при одновременном увеличении спроса в периоды низкого энергопотребления, благодаря чему обеспечивается более полное использование генерирующей установки и минимизируется степень ее резервирования.
Снижение потерь
Хотя оптимальное условие, указанное выше в первом способе снижения стоимости электроэнергии, не может быть реализовано на практике, многие структуры тарифов основаны частично как на величине максимума нагрузки кВА, так и на потребленных кВт . ч. Поскольку при заданной нагрузке в кВт . ч минимальное значение кВА имеет место при коэффициенте мощности, равном единице, то потребитель может минимизировать свои затраты на оплату энергии, приняв меры по повышению коэффициента мощности своей нагрузки (этот вопрос рассматривается в главе K). Максимум нагрузки кВА, обычно используемый для тарифных целей, представляет собой наибольшее, среднее за фиксированный промежуток времени (обычно 10, 30 или 60 минут) значение нагрузки в кВА, имевшее место в течение каждого расчетного периода. Этот принцип описан ниже в подразделе «Принцип учета максимального потребления электроэнергии».
Снижение пикового спроса на электроэнергию
Вторая цель, т.е. снижение пикового спроса на электроэнергию при одновременном увеличении спроса в периоды низкого энергопотребления, привела к появлению тарифов, которые предлагают существенное снижение стоимости электроэнергии:
в определенные часы в течение суток;
в определенные периоды года.
Простейшим примером является бытовой потребитель с водонагревателем накопительного типа (или комнатным электрообогревателем накопительного типа). Датчик электроэнергии имеет два цифровых регистра, один из которых работает днем, а другой (переключаемый таймером) - ночью. Контактор, управляемый этим таймером, замыкает цепь питания водонагревателя, и потребление им электроэнергии показывается регистром, к которому применяется сниженный тариф. Этот нагреватель может быть включен и выключен в любое время в течение дня, но учет энергии будет проводиться по обычному тарифу. Крупные промышленные потребители могут иметь три или четыре тарифа, действующие в разные периоды суток, и аналогичное число тарифов для разных периодов года. В таких схемах соотношение стоимости киловатт в час в периоды максимального и минимального спроса в течение года может достигать 10:1.
Счетчики энергии
Следует отметить, что для реализации этого вида учета с использованием традиционного электромеханического оборудования необходимы высококачественные приборы и устройства. К настоящему времени внедрены в эксплуатацию последние разработки в области электронного учета, микропроцессоров и дистанционного телеуправления(1) из диспетчерского центра энергоснабжающей организации (призванного изменить распределение периодов пикового потребления по времени, на протяжении года и др.). Это позволило значительно облегчить применение рассмотренных выше принципов.
Как отмечалось выше, в большинстве стран некоторые тарифы частично основаны на учете не только потребленных киловатт в час, но и потребленной полной мощности (кВт . ч) в течение расчетных (обычно трехмесячных) периодов. Максимальное потребление полной мощности, зафиксированное счетчиком, который будет описан далее, представляет собой фактически максимальное среднее количество кВА, зафиксированное в последующие интервалы на протяжении расчетного периода, т.е. максимум нагрузки в кВА.
2 Тарифы и учет электроэнергии
На рис. C10 показана типовая кривая спроса на электроэнергию для двухчасового периода, разделенного на 10-минутные интервалы. Счетчик измеряет среднее значение кВА в течение каждого из этих 10-минутных интервалов.
Рис. C10: Максимальное среднее значение мощности за двухчасовой период
Принцип учета максимального потребления электроэнергии
Счетчик кВА • ч во многом аналогичен счетчику кВт • ч потребленной энергии с той разницей, что в нем соотношение фаз тока и напряжения было изменено с тем, чтобы он измерял кВА . ч. Кроме того, вместо набора шкал декадных датчиков, используемых в обычном счетчике электроэнергии, данный прибор оснащен вращающимся стрелочным указателем. Когда этот указатель поворачивается, он измеряет кВА • ч, перемещая перед собой красный индикатор. По окончании 10 минут стрелочный указатель поворачивается на определенную часть шкалы (он спроектирован так, что не сможет совершить полный оборот за 10 минут), а затем электрически сбрасывается в нулевое положение, чтобы начать новый 10-минутный цикл. Красный индикатор остается в положении, которое было достигнуто измерительным указателем, и это положение соответствует количеству кВА. ч, потребленных нагрузкой в течение 10 минут. Вместо шкалы, градуированной в кВА. ч, можно использовать градуировку в единицах средней мощности (кВА). Эта ситуация поясняется ниже.
Предположим, что точка, в которой остановился красный индикатор, соответствует 5 кВА . ч. Известно, что в течение 10 мин, т.е. 1/6 часа, имели место потоки реактивной мощности. Если теперь 5 кВА • ч разделить на количество часов, то можно получить среднее количество кВА за этот период.
В данном случае среднее количество кВА за указанный период составит:
Каждая точка шкалы будет аналогичным образом градуирована, т.е. среднее величина кВА будет в шесть раз больше, чем величина кВА • ч для данной точки. Аналогичное рассуждение можно применить к любому другому интервалу времени возврата указателя в исходное положение. В конце расчетного периода красный индикатор будет находиться в максимальном из всех средних значений, зафиксированных за рассматриваемый отчетный период. В начале каждого расчетного периода красный индикатор возвращается в нулевое положение. Описанные выше электромеханические счетчики в настоящее время быстро заменяются электронными приборами. Однако, основные принципы измерения, используемые в этих электронных счетчиках, остались такими же, что и описанные выше.
