Что такое активная, реактивная и полная мощность нагрузки стабилизатора?

В отличии от вычисления мощности при постоянном токе, формулы для вычисления мощности в цепях переменного тока достаточно сложны. В общем случае электрическая мощность в этом случае имеет интегральные зависимости.

Для определения полной мощности нагрузки необходимо вычислить активную и реактивную мощность. Полная мощность определяется как векторное сложение этих величин.

Активная мощность — это полезная часть мощности, та часть, которая определяет прямое преобразования электрической энергии в другие необходимые виды энергии. Для каждого электрического прибора вид преобразования энергии свой: в электрической лампочке электроэнергия преобразуется в свет и тепло, в утюге электроэнергия преобразуется в тепло, в электродвигателе электроэнергия преобразуется в механическую энергию. Фактически, активная мощность определяет скорость полезного потребления энергии.

Реактивная мощность — мощность определяемая электромагнитными полями, образующимися в процессе работы приборов. Реактивная мощность, как правило, является «вредной» или «паразитной». Реактивная мощность определяется характером нагрузки. Для такого прибора как лампочка она равна нулю, в процессе горения лампы электромагнитные поля практически не образуются. В процессе работы электродвигателя реактивная мощность может достигать больших значений. Понятие реактивной мощности тесно связано с понятием «пусковые токи».

При выборе стабилизатора напряжения необходимо определять полную мощность потребителей. Самый точный способ — найти значение полной мощности прибора в его паспорте. Если такой возможности нет, то для определения полной мощности приборов с большими «пусковыми токами» принято использовать повышающий коэффициент «4».

Следует также учитывать, что номинальная мощность стабилизатора напряжения может указываться разными производителями стабилизаторов и ИБП в различных диапазонах входных параметров тока. Китайские производители часто завышают реальную мощность устройства в два и более раз.

Особое внимание при выборе подходящего стабилизатора напряжения или источника бесперебойного питания следует обратить на возможность использования стабилизатора при реактивной нагрузке. Часто производители указывают, что номинальная мощность стабилизатора или ИБП указана без учета реактивной нагрузки. В паспортных данных стабилизаторов и источников питания можно найти фразу «устройство не может использоваться для реактивной нагрузки».

Для работы с приборами, имеющими большую реактивную мощность мы рекомендуем использовать специальные стабилизаторы напряжения и ИБП компании «Бастион». Эти приборы характеризуются большой перегрузочной мощностью и хорошей защитой от помех в сети по нагрузке.

Подробные ответы вы можете найти в следующих статьях:

Сравнение реальных мощностей стабилизаторов напряжения разных марок

Сравнение стабилизаторов напряжения Ресанта, APC, Voltron, Калибри, Teplocom

Стабилизаторы напряжения для котлов отопления

Преимущества релейных стабилизаторов напряжения «Бастион»

Стабилизатор напряжения для холодильника

Стабилизаторы напряжения для насосов

Стабилизатор напряжения для кондиционера и сплит-системы

Реактивная электроэнергия — оплата

Законодательство в области электроэнергетики предусматривает довольно внушительный набор упоминаний о необходимости оплаты потребителю в адрес сетевой организации реактивной мощности, однако, фактически, такая оплата в настоящее время не осуществляется.

Давайте разберемся почему так происходит.

Известный всем еще со школьной скамьи треугольник мощностей, творчески переработанный в иллюстрации к данной статье, говорит о том, что полная мощность состоит из активной мощности, то есть идущей на полезную работу, а также реактивной мощности, которая, соответственно, на полезную работу не идет.

По сути, реактивная мощность — это потери. Чем больше реактивная мощность, тем больше сетевая организация должна передать энергии, чтобы электроустановки потребителя выполнили полезную работу.

По логике потребитель должен либо компенсировать сетевой организации затраты на передачу «лишней» мощности, либо устанавливать у себя компенсаторы реактивной мощности, которые стоят совсем не дешево.

Законодательство на первый взгляд здесь на стороне сетевой организации.

В правилах оказания услуг по передаче электрической энергии, указано, что:

• При необходимости потребитель обязан установить оборудование, обеспечивающие регулирование реактивной мощности.
• Потребитель обязан поддерживать на границе балансовой принадлежности значения показателей качества электрической энергии, в том числе соблюдать значения соотношения потребления активной и реактивной мощности, определяемые для отдельных энергопринимающих устройств (групп энергопринимающих устройств).
• Сетевая организация обязана определять значения соотношения потребления активной и реактивной мощности для отдельных энергопринимающих устройств. Правила определения установлены соответствующим приказом Минэнерго РФ.
• Если сетевая организация выявляет нарушение потребителем соотношения активной и реактивной мощности, далее:
  • Составляется акт.
  • Потребитель уведомляет о сроке в течение которого он установит компенсаторы реактивной мощности.
  • Если уведомления от потребителя нет, либо в установленные сроки (не более 6 месяцев) компенсаторы не установлены, в отношении потребителя применяется повышающий коэффициент к тарифу на услуги по передаче электроэнергии.

Размер повышающего коэффициента устанавливается в соответствии с методическими указаниями, утверждаемыми федеральным органом исполнительной власти в области государственного регулирования тарифов.

При технологическом присоединении в технических условиях для заявителей сетевая организация указывает требования к устройствам контроля и учета качества электроэнергии, к том числе соотношению активной и реактивной мощности.

В правилах розничных рынков электроэнергии указано, что:

• Обязанность потребителя по обеспечению функционирования компенсации реактивной мощности является существенным условием договора энергоснабжения.
• Потребитель обязан поддерживать на границе балансовой принадлежности значения показателей качества электрической энергии соблюдать значения соотношения потребления активной и реактивной мощности для отдельных энергопринимающих устройств.

Почему же при столь детальной проработке вопроса об обязанностях потребителя по поддержанию соотношения активной и реактивной мощности и оплате сетевой организации услуг по передаче с повышающим коэффициентом при нарушении данного соотношения, в настоящее время потребители фактически не доплачивают за реактивную мощность?

Всё просто.

В настоящее время повышающие коэффициенты установлены только в отношении потребителей, подключенных к сетям единой национальной (общероссийской) электрической сети.

То есть, для потребителей, не имеющих договор оказания услуг по передаче электроэнергии с ПАО «ФСК ЕЭС» зафиксировать нарушение соотношения активной и реактивной мощности можно, а вот наказать за это нельзя.

В результате в распределительных сетях контроль реактивной мощности осуществляется только на этапе технологического присоединения, где сетевая организация может включить установку компенсаторов реактивной мощности в технические условия.

Контроль коэффициента мощности, балансировка активной и реактивной мощности

Автор: По Специалист по маркетингу 26 ноября 2018 г.

Что такое управление активной и реактивной мощностью и как оно связано с фотоэлектрическими солнечными установками?

Активная мощность (Вт) — это реальная мощность или полезная мощность, которую можно использовать для выполнения работы и питания нагрузок (приборов, ламп и т. д.). Реактивная мощность (ВАР) — это воображаемая мощность или полная мощность, которая не выполняет никакой полезной работы, но оказывает значительное влияние на производительность системы, компоненты, стабильность и общую экономичность системы.

При увеличении потребности в мощности ток, потребляемый от линии передачи, высок, что, в свою очередь, снижает напряжение на стороне нагрузки. Когда потребность в мощности низкая, уровень напряжения питания на стороне нагрузки очень высок. Каждый из этих случаев вызовет дисбаланс в системе.

Управление реактивной мощностью является важной частью управления уровнями напряжения в электроэнергетической системе. По сути, реактивная мощность может регулироваться как средство повышения уровней напряжения или поглощаться как средство снижения уровней напряжения.

Солнечная фотоэлектрическая установка представляет собой источник энергии периодического действия, зависящий от колебаний солнечного света в районе, где она установлена. Большинство установленных инверторов настроены на выработку только реальной мощности. Это может быть проблемой для коммерческих сайтов с низким коэффициентом мощности. Если солнечный фотоэлектрический инвертор обеспечивает только реальную мощность, то коэффициент мощности на объекте может значительно снизиться. Это не только вызывает проблемы с регулированием напряжения на объекте, но также может привести к штрафам или дополнительным платежам со стороны коммунальных служб.

Балансировка активной и реактивной мощности вместе с контролем коэффициента мощности обеспечивает большую эксплуатационную гибкость и повышенную надежность системы. Управление коэффициентом мощности может принести пользу владельцам и операторам солнечных электростанций за счет увеличения нагрузочной способности и снижения потерь мощности, повышения напряжения и отсрочки модернизации.

Как Solar-Log® может обеспечить управление активной и реактивной мощностью посредством управления коэффициентом мощности для фотоэлектрических солнечных электростанций?

Операторы установки могут устанавливать внутренние параметры на уровне инвертора, которые позволяют инвертору работать с фиксированным коэффициентом мощности или изменять реактивную мощность. Изменение реактивной мощности будет зависеть от уровня генерации или напряжения на клеммах инвертора.

Управление активной мощностью и регулирование реактивной мощности обычно представляет собой серьезную техническую проблему. Большинство инверторов не способны автоматически динамически вводить или поглощать реактивную мощность в ответ на локальные измерения напряжения.

Эта техническая задача упрощается благодаря Solar-Log®. Solar-Log® 1900 PM+ и Solar-Log 2000 PM+ упростили эту задачу благодаря портам ввода-вывода, которые могут принимать и отправлять широкий спектр сигналов от различных сетевых операторов. Солар-Лог® 1900 PM+ и Solar-Log 2000 PM+ можно комбинировать с измерителем Solar-Log® для измерения таких величин, как активная мощность, реактивная мощность, напряжение и ток. Используя информацию, предоставленную счетчиком, Solar-Log® может контролировать реактивную мощность в точке подачи.

Solar-Log® создает гибкое решение для операторов коммунальных служб, предоставляя динамическую платформу, способную подавать или поглощать реактивную мощность в ответ на измерения местного напряжения. Система может поддерживать уровни напряжения в пределах их нормальных диапазонов и повышать эффективность за счет добавления входов/выходов и реле энергии. Solar-Log® позволяет операторам энергосистем контролировать активную и реактивную мощность в зависимости от выработки, нагрузки и собственного потребления.

Это решение, в свою очередь, уравновешивает потоки мощности (активной и реактивной мощности) и обеспечивает контроль коэффициента мощности во время высокой пиковой нагрузки. Другие функции, такие как фиксированное значение, коэффициент сдвига cos phi или связанные с производительностью функции cos phi, могут быть реализованы без дополнительных измерений с помощью предоставленного решения.

Что такое реактивная мощность и что происходит в фотогальванической установке?

Наш коллега

Серхио Фернандес из нашей делегации в Марокко описывает влияние реактивной мощности на фотогальваническую установку.

Генерация реактивной мощности в энергетических системах обычно является одной из самых больших головоломок промышленной установки для менеджеров по энергетике и их операторов.

Действительно, это связано с неисправностью установки, а также с возможными санкциями со стороны энергосбытовой компании.

Начнем с освежения теоретических понятий, связанных с энергией:

В треугольнике мощности есть активная мощность , реактивная мощность и полная мощность . Активная мощность (Р) — это мощность, способная совершать полезную работу, то есть хорошая мощность. Реактив (Q) не производит полезной работы, но генерирует электрические и магнитные поля, которые могут быть вредными. Полная мощность (S) – это полная мощность, полученная в результате сложения активной и реактивной мощностей. Разница между этими векторами образует угол, называемый фи . Косинус этого угла называется коэффициентом мощности и обычно рассчитывается как отношение активной мощности к полной мощности.

Это значение позволяет количественно оценить использование активной мощности по сравнению с полной мощностью и может принимать значения от -1 до 1. Чем ближе коэффициент мощности к 1, тем лучше .

Полная мощность измеряется в вольт-амперах (ВА) , активная мощность в ваттах (Вт) и реактивная мощность в реактивных вольтах (ВАР).

Когда мощность потребляется в течение определенного времени, она становится энергией. Энергия активной мощности равна ватт-час (Втч), т.е. количество энергии, потребляемой в течение одного часа.

Поскольку единица измерения предыдущих степеней ВА, ВАР или Вт является небольшой единицей, мы добавляем префикс «кило» (к) , который умножается на тысячу, и это более привычно сегодня. Аналогично для префиксов мега (M) или гига (G). Все чаще встречается в этом секторе: «Установка двух пиковых мегаватт (2 МВт) и производство трех целых и семи гигаватт-часов в год (3,7 ГВтч)».

Это теоретическая часть. Реактивная мощность обычно известна как плохая энергия, которая появляется, когда у нас есть машины и двигатели. Мы говорим, что реактивная мощность плохая, потому что не производит эффективной работы , а существует при наличии витков и их надо снабжать энергией.

Что происходит, когда клиент просит нас спроектировать фотоэлектрическую установку?

Естественно, наша первая и самая главная цель – обеспечить экономию энергии и денег для нашего клиента . Для этого мы поставили перед собой основную цель по снижению потребления активной энергии (кВтч). Но как влияет понятие «другие»? Эта концепция счета, столь распространенная в промышленных установках, где так распространены индуктивные и емкостные нагрузки, и которая также добавляется к счету нашего клиента, увеличивается за счет вырабатываемой реактивной энергии.

Что мы можем сделать, чтобы исправить это?

Мы должны учитывать, что инвертор обычно производит активную мощность, потому что cos phi мощности, которую нам дает инвертор, практически всегда равен 1.