Основные отличительные свойства электрической энергии

Электрическая энергия и мощность как особые объекты гражданского оборота: вопросы теории и практики Текст научной статьи по специальности «Право»

Текст научной работы на тему «Электрическая энергия и мощность как особые объекты гражданского оборота: вопросы теории и практики»

Электрическая энергия и мощность как особые объекты гражданского оборота: вопросы теории и практики

Изменение экономических отношений в рамках Единой энергетической системы страны с неизбежностью влечет и необходимость в разработке новых, адекватных социально-экономическим отношениям, юридических конструкций и моделей. В последние годы принят ряд нормативных правовых актов, которые упорядочивают отношения на оптовом рынке электрической энергии (мощности). Однако многие из них имеют недостатки как юридико-технического, так и концептуального характера. Для правильной квалификации отношений, складывающихся по поводу обращения электрической энергии и мощности на оптовом рынке страны, прежде всего необходимо раскрыть гражданско-правовые понятия электрической энергии и мощности, а также определить их место в системе объектов гражданских прав.

Что касается электрической энергии, то в общепринятом понимании электрическую энергию отождествляют с электрическим током, под которым в физике признается процесс, представляющий собой движение материи (заряженных частиц: электронов, ионов и др.). С точки зрения принадлежности электрической энергии к тому или иному виду объектов гражданских прав ее определяют по-разному, но все существующие подходы можно в целом свести к четырем основным теориям: вещной, обязательственной, смешанной и автономной.

Матиящук Светлана Владимировна —

доцент кафедры гражданского права СибУПК, кандидат юридических наук.

Сторонники вещной теории рассматривают электроэнергию как вещь (товар), обладающую квалифицирующими признаками, что соответствует формулировкам ст. 3 Федерального закона от 26 марта 2003 г. № 35-ФЗ «Об электроэнергетике» и перечню постановления Правительства Российской Федерации от 13 августа 1997 г. № 1013 «Об утверждении перечня товаров, подлежащих обязательной сертифика-ции»1.

В обязательственной теории делается акцент на том, что электрическая энергия не является имуществом и под электрической энергией подразумевается определенные действия (деятельность), которые по своей гражданско-правовой природе относятся к числу услуг либо работ2 . В обоснование данной позиции исследователи справедливо ссылаются на такие свойства электрической энергии, как неосязаемость; неотделимость от источника и средств передачи (генератора и электросетей); синхронность и неразрывность процесса производства, передачи и потребления; несохраняемость. При этом нельзя не учитывать и другое, а именно то, что физические свойства того или иного объекта гражданских прав не имеют для гражданского права значения, поскольку смысл категории объектов гражданских прав заклю-

1 СЗ РФ. 1997. № 33. Ст. 3899.

2 См., например: Агарков М. М. Подряд: (Текст и комментарии к ст. 220—235 ГК РФ). М., 1924. С. 13; Нестолий В. Г. Договор энергоснабжения — самостоятельный институт российского гражданского права // Сиб. юрид. вестн. 2003. № 3. С. 43.

чается в установлении для них определенного правового режима, т. е. возможности совершения с ними определенных сделок3.

Сущность смешанной теории заключается в признании за электрической энергией статуса «смешанного объекта», содержащего элементы как объекта вещных прав, так и элементы объекта обязательственных прав. Авторы данной теории предлагают определять электроэнергию как вещь, лишенную материального субстрата, и относят ее к категории «бестелесного имущества»4.

Сторонники автономной теории рассматривают энергию как явление, имеющее самостоятельную правовую природу. Они делают выводы о том, что электроэнергия является особым объектом гражданских прав5, а также особым видом имущества6.

Подход к определению электрической энергии как вещи (товара) сформировался сравнительно недавно под влиянием практики торгового оборота, прежде всего в свете проводимых реформ, направленных

3 Гражданское право: учеб.: В 2 т. / Отв. ред. Е. А. Суханов. 2-е изд., перераб. и доп. М., 2000. Т. 1. С. 294—295.

4 См., например: Жанэ А. Субъективный состав договора энергоснабжения // ЭЖ-Юрист. 2003. № 2. С. 7; Мурзин Д. В. Ценные бумаги — бестелесные вещи: Правовые проблемы современной теории ценных бумаг. М., 1998. С. 67—68.

5 См., например: Витрянский В. В. Договор энергоснабжения и структура договорных связей по реализации и приобретению электроэнергии // Хоз-во и право. 2005. № 3. С. 36, 43; Свирков С. А. Структура договорных связей по снабжению электрической энергией: Автореф. дис. . канд. юрид. наук. М., 2006. С. 15.

6 См., например: Лапач В. А. Система объектов гражданских прав. СПб., 2002. С. 311—

312; Осипчук Е. Л. Договор энергоснабжения в системе договорных отношений на рынке

электрической энергии России: Автореф. дис. . канд. юрид. наук. М., 2004. С. 18.

на «искусственное», т. е. отличное от технологии процесса, разделение субъектов электроэнергетики по видам деятельности (генерацию, передачу, распределение и сбыт энергии). Очевидно, что электрическая энергия представляет собой ценность, которая способна выступать в качестве предмета возмездных сделок. При этом возникают сомнения в юридической природе этого феномена, не вписывающегося в число объектов прав, известных гражданскому праву. Объясняется это прежде всего характером тех отношений, в рамках которых электрическая энергия возникает. Так, правовая охрана этого объекта гражданского права не может осуществляться с помощью тех же способов, что и охрана вещей. Кроме того, в науке гражданского права остается дискуссионным вопрос об отнесении электрической энергии к объектам права собственности. Интересно отметить, что это дискуссия возникла уже в начале прошлого столетия. Так, в Швейцарском гражданском уложении 1907 г. электроэнергия признавалась объектом права собственности, а на этот специфический объект распространялся правовой режим, устанавливаемый для движимого имущества. В отличие от такого подхода зарубежного законодателя, И. М. Тютрюмов считал, что объектом права собственности могут признаваться лишь материальные предметы — вещи. Невещественные блага, например электрическая энергия, не могут относиться к объектам права собственности, поскольку владение, являющееся одним из существенных правомочий права собственности, едва ли возможно по отношению к электро-энергии7.

Объяснить сущность отношений, складывающихся по поводу обращения электрической энергии, можно лишь обратившись к рассмотре-

7 Тютрюмов И. М. Гражданское право. Юрьев, 1922. С. 132.

нию не только права собственности, под которым согласно классическому подходу понимается наиболее полное господство лица над вещью8 , но и к экономической природе этих отношений. Как известно, гражданское право создает правовую базу экономических отношений, в том числе и в сфере электроэнергетики. И как следствие, именно экономический признак должен быть положен в основу отнесения электрической энергии к той или иной группе объектов гражданских прав. Объектом отношений по снабжению электрической энергией выступает самостоятельное экономическое благо, и есть основания для признания этого материального блага особым видом имущества. Реформирование энергетического комплекса России диктует необходимость отнесения электрической энергии к категории достаточно близкой по сути к вещам. Между тем электрическая энергия обладает особыми технологическими свойствами, отличающими ее от других объектов гражданских прав. Поскольку электрическая энергия технологически неразрывно связана с иными объектами (генераторами, трансформаторами, воздушными и кабельными линиями электропередачи, которые вместе с электрическими подстанциями образуют электросети), выполняющими опосредующие функции, то для нее необходим особый правовой режим, который с учетом требований экономических преобразований должен определяться по модели вещных прав. Следовательно, для электроэнергии должен устанавливаться правовой режим вещных прав с учетом особенностей, обусловленных спецификой технологии процесса ее производства и передачи. Таким образом, появление сегодня на оптово-розничных рынках электроэнергии и точек ее поставки свидетельству-

8 Кулагин М. И. Избранные труды по акционерному и торговому праву. М., 2004. С. 253.

ет о необходимости четкой регламентации перехода такой ценности, как электрическая энергия, из имущественной сферы одного лица в имущественную сферу другого.

Как известно, оптовым рынком электрической энергии (мощности) России признается сфера обращения электрической энергии (мощности) в рамках Единой энергетической системы страны, которая представляет собой совокупность производственных объектов, связанных единым процессом производства и передачи электроэнергии в условиях централизованного оперативно-диспетчерского управления. При этом из самого названия данного рынка видно, что сферой его обращения признается не только электрическая энергия как таковая, но и сопряженная с ней физическая величина — мощность. Интересно обратить внимание на то, что мощность является товаром только оптового рынка электроэнергии России. Это прежде всего объясняется тем, что обращение электроэнергии на этом рынке имеет ряд технологических особенностей, которые несвойственны функционированию производственных объектов электроэнергетики вне рамок данной системы (т. е. на розничных рынках электроэнергии). Одной из главных особенностей Единой энергетической системы являются перетоки электроэнергии из одной энергосистемы в другую. И как следствие, только на оптовом рынке возникает вопрос о правовой природе отношений, вызываемых обращением особого товара — мощности.

Согласно п. 36 Правил оптового рынка электрической энергии (мощности) переходного периода, утвержденными постановлением Правительства РФ от 24 октября 2003 г. № 643 (в ред. от 31 июня 2006 г.)9, под генерирующей мощностью понимается особый товар, покупка которо-

9 СЗ РФ. 2003. № 44. Ст. 4312; СЗ РФ. 2006. № 36. Ст. 3835.

го предоставляет участнику оптового рынка право требования обеспечения готовности генерирующего оборудования к выработке электроэнергии установленного качества в количестве, необходимом для удовлетворения потребности в электрической энергии данного участника. Выяснения точного содержания данного термина очень важно для правильной квалификации отношений, связанных с обращение особого товара — мощности. Федеральный закон «Об электроэнергетике» выделяет такие понятия, как «установленная генерирующая мощность», «максимально доступная мощность» и «рабочая генерирующая мощность». Для анализа этих понятий прежде всего необходимо обратиться к рассмотрению технологических особенностей построения и функционирования оптового рынка электроэнергии (мощности) России.

К основным причинам формирования Единой энергетической системы страны, созданной еще в середине XX в., можно отнести следующие:

Во-первых, производство электрической энергии в отдельных регионах нашей страны обходилось чрезмерно дорого, поэтому экономически более целесообразным было не развивать местную генерацию, а использовать мощности соседних регионов. И как следствие, при проектировании и строительстве объектов Единой энергетической системы в основу принимаемых решений закладывались инженерные расчеты, которые исходили из минимизации затрат на производство и передачу электроэнергии в целом по стране.

Во-вторых, наша страна размещена в нескольких часовых поясах, поэтому одни и те же электростанции могут последовательно обслуживать различные регионы в нескольких часовых поясах по мере смены в них дня и ночи. Такая организация отрасли позволяла покры-

вать пиковые потребности в потреблении электрической энергии в одном регионе за счет высвободившихся мощностей в другом. Кроме того, такая организация отрасли позволяла также обеспечить высокую надежность электроснабжения всех потребителей благодаря возможности параллельной работы электростанций. Например, выход из строя какой-либо станции не приводил к перерыву снабжения потребителей электроэнергией, поскольку Единая энергетическая система позволяла использовать мощности соседних областей. Более того, такая «взаимопомощь» электростанций создавала предпосылки для взаимной компенсации непредвиденных отклонений потребляемой энергии отдельных регионов, а также создавала необходимые условия для проведения в системе ремонтных работ без ущерба для потребителей.

В целях обеспечения необходимого уровня надежности Единой энергосистемы страны необходимо забронировать такой резерв «стратегической» мощности, который превышал бы объем пиковых нагрузок потребителей энергетической системы (по оценкам, это величина должна быть не менее 20%10). Например, в случае аварии на какой-либо электростанции использование резерва генерирующих мощностей соседних регионов позволит обеспечить бесперебойное снабжения потребителей энергией. Очевидно, что чем выше показатели объема резерва мощности, тем лучше обеспечивается надежное и бесперебойное снабжение потребителей электроэнергией. Таким образом, резерв генерирующих мощностей оказывает решающее влияние на надежность и бесперебойность работы Единой энергетической системы страны, и поэтому с учетом технологических особенностей функционирования этой системы его необходимо рассматривать, с

10 Тукенов А. А. Рынок электроэнергии: от монополии к конкуренции. М., 2005. С. 38.

одной стороны, как фактор препятствующий формированию конкурентных отношений, но с другой — в качестве фактора, обеспечивающего бесперебойное и надежное электроснабжение.

Кроме того, практически ни одна из тепловых и атомных электростанций Единой энергетической системы России не осуществляет полноценного регулирования частоты как одного из основных показателей качества электрической энергии. Особенностью объединенных энергосистем является наличие транзитных линий электропередачи, которые, как правило, имеют ограниченную пропускную способность по сравнению с установленной мощностью энергосистем. Поскольку даже небольшие изменения частоты в энергосистемах могут вызвать существенное отклонение показателей качества и надежности электроснабжения, постольку, кроме регулирования частоты, необходимо регулировать и передачу электрической энергии от одной энергосистемы к другой. Эти функции в пределах Единой энергетической системы страны выполняют отдельные электростанции, при этом их постоянное участие в регулировании данных процессов сопряжено с дополнительными расходами на обеспечение диапазонов автоматического регулирования технологической автоматики котлов, реакторов и гидроагрегатов. Для таких электростанций — поставщиков мощности на оптовый рынок — предусмотрено возмещение условно постоянных затрат, связанных с участием в регулировании частоты электрического тока и обеспечении готовности генерирующего оборудования к производству электроэнергии в сфере Единой энергетической системы страны.

Как отмечают специалисты, основная задача рынка мощности заключается в обеспечении наличия в рамках Единой энергетической системы России такого количества

действующих генерирующих мощностей, которое достаточно для покрытия спроса на электрическую энергию в системе в любое время с соответствующими параметрами надежности и качества (включая резервы генерирующих мощностей). Очевидно, что мощность по своему экономическому значению несомненно является товаром, т. е. объектом менового оборота.

В правоприменительной практике нередко возникает вопрос: относится ли мощность к количественной или качественной характеристики ее сопряженной величины — электроэнергии? Для ответа на поставленный вопрос необходимо обратиться к технологическим особенностям функционирования оптового рынка России. С одной стороны, если мощность, как было показано выше, предназначена для создания так называемого «стратегического резерва», то она выступает количественной характеристикой. С другой стороны, если некоторые электростанции (так называемые поставщики мощности на оптовом рынке) участвуют в регулировании частоты электрического тока, то в данном случае мощность можно рассматривать как качественную характеристику.

Отношение законодателя к электрической энергии и мощности как особым объектам гражданских прав проявляется чисто формально: законодатель, называя электроэнергию и мощность товарами, нигде прямо не обозначает их в качестве вещей. Так, Федеральный закон «Об электроэнергетике» признал электроэнергию и мощность объектами договоров купли-продажи и поставки. В то же время правила ГК РФ о купле-продаже и поставке не предназначены для регулирования отношений11 , складывающихся в рамках Единой энергетической системы страны.

По своим физическим свойствам электрическая энергия и мощность настолько специфичны, что отнесе-

11 Витрянский В. В. Указ. соч. С. 43.

ние их к той или иной группе объектов может быть осуществлено только исходя из их характеристик как особых видов имущества, без признания их объектами права собственности. Следовательно, электроэнергия и мощность являются движимым имуществом не в силу признания объектами права собственности, а по решению законодателя распространить на эти специфические объекты особенности правового режима, устанавливаемого для движимых вещей. Вместе с тем

электроснабжение через присоединенную сеть настолько специфично, что нуждается в особом правовом регулировании. Поэтому предпочтительным представляется использовать договор энергоснабжения в качестве «модельной конструкции» для регулирования отношений, связанных с производством и передачей электроэнергии в рамках Единой энергетической системы страны с учетом технологических особенностей функционирования данного рынка.

Качество электрической энергии Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

КАЧЕСТВО / QUALITY / СВОЙСТВО / PROPERTY / ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ / ELECTRICAL ENERGY / РЕЖИМНАЯ УПРАВЛЯЕМОСТЬ / MODE CONTROLLABILITY / ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА / QUALITY INDICATORS / ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА / ELECTRIC POWER SYSTEM / QUALITY OF ELECTRICAL ENERGY

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Дубицкий Михаил Александрович, Сухарева Елизавета Андреевна

Выполнен анализ категории качества . Показано несовершенство определений для термина « качество электрической энергии» в существующих стандартах. Необходимо заменить в существующих стандартах определение для термина « качество электрической энергии». Качество электрической энергии комплексное свойство . Основными его единичными свойствами являются: напряжение, синусоидальность напряжения, симметрия трехфазной системы напряжений, частота (в зависимости от того, какой вид электрической энергии рассматривается). Каждое единичное свойство характеризуется соответствующими показателями качества электрической энергии . Требуемое качество регламентируется нормативными значениями показателей качества электрической энергии .

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

QUALITY OF ELECTRICAL ENERGY

The category of quality is analyzed. The paper demonstrates the imperfection of the definitions for the term of quality of electrical energy used in existing standards and indicates the necessity to replace this definition. Quality of electrical energy is a complex property . Its main characteristics are: voltage, voltage sinusoidality, symmetry of a three-phase system of voltage, frequency (depending on the type of electrical energy being considered). Each single property is characterized by corresponding quality indicators of electrical energy . The demanded quality is regulated by the standard values of electrical energy quality indicators .

Текст научной работы на тему «Качество электрической энергии»

Рис. 6. Токи самозапуска (а) и напряжения (б) на шинах трансформатора при исчезновении напряжения на йТ = 0,2 сек

Здесь также видно, что ток синхронного двигателя СТД-3150 вносит самую большую долю в суммарный пусковой ток всех потребителей. И такое положение наблюдается почти для всех бестоковых пауз. В среднем можно считать, что эта доля составляет 40-50% от суммарного пускового тока. Для сравнения можно взять асинхронный двигатель 4А3М3150 аналогичной мощности — привод компрессора В 1/1. Его средний ток составляет в суммарном токе только около 12%, или в четыре раза меньше, чем у СД.

Необходимо подчеркнуть, что при неблагоприятном фазовом сдвиге появления восстановленного напряжения помимо увеличения тока самого СД, увеличивается ток остальных электродвигателей, для которых СД выступает в качестве последовательного соединенного с сетью генератора, правда на весьма короткое время — (0,5-1) период питающего напряжения.

Как и для случая кратковременных снижений напряжения, помимо напряжений, токов и скорости вращения, здесь также рассчитывалось поведение во времени технологических переменных — производительности турбомеханизмов и их напора.

Отличие поведения этих переменных от рассмотренных ранее определяется более интенсивным торможением приводов, и как следствие — более резкое снижение производительности и напора.

При длительных бестоковых паузах, например, для привода СТД-3150 компрессора особенность процесса торможения состоит в том, что, когда напор компрессора становится равным статическому, производительность падает до нуля, момент резко уменьшается и интенсивность торможения падает. С этих позиций можно объяснить и поведение напора — при закрытом обратном клапане и слабом торможении он на небольшом отрезке времени изменяется очень мало.

Результаты вычислительных экспериментов на математических моделях технологического комплекса используются для создания реальных схем самозапуска высоковольтных электроприводов. В частности, они предусматривают такой режим самозапуска, при котором ток трансформатора в процессе пуска не превышает заданной величины.

Статья поступила 2.02.2015 г.

1. Гоппе Г.Г., Павлов В.Е. Исследование условий самоза- мущениях в электрических сетях // Вестник ИрГТУ. 2013. пуска электроприводов технологических установок при воз- № 12 (83). С. 252-257.

КАЧЕСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ © М.А. Дубицкий1, Е.А. Сухарева2

Иркутский национальный исследовательский технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

1Дубицкий Михаил Александрович, кандидат технических наук, доцент кафедры электрических станций, сетей и систем, тел.: 89025779502, e-mail: dubitskii_ma@mail.ru

Dubitsky Mikhail, Candidate of technical sciences, Associate Professor of the Department of Electric Power Stations, Networks and Systems, tel.: 89025779502, e-mail: dubitskii_ma@mail.ru

2Сухарева Елизавета Андреевна, студентка, тел.: 89500835335, e-mail: sukharevaean@gmail.com Sukhareva Elizabetha, Student, tel.: 89500835335, e-mail: sukharevaean@gmail.com

новными его единичными свойствами являются: напряжение, синусоидальность напряжения, симметрия трехфазной системы напряжений, частота (в зависимости от того, какой вид электрической энергии рассматривается). Каждое единичное свойство характеризуется соответствующими показателями качества электрической энергии. Требуемое качество регламентируется нормативными значениями показателей качества электрической энергии.

Ключевые слова: качество; свойство; электрическая энергия; режимная управляемость; показатели качества; электроэнергетическая система.

QUALITY OF ELECTRICAL ENERGY M.A. Dubitsky, E.A. Sukhareva

Irkutsk National Research Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russia.

The category of quality is analyzed. The paper demonstrates the imperfection of the definitions for the term of quality of electrical energy used in existing standards and indicates the necessity to replace this definition. Quality of electrical energy is a complex property. Its main characteristics are: voltage, voltage sinusoidality, symmetry of a three-phase system of voltage, frequency (depending on the type of electrical energy being considered). Each single property is characterized by corresponding quality indicators of electrical energy. The demanded quality is regulated by the standard values of electrical energy quality indicators.

Keywords: quality; quality of electrical energy; property; electrical energy; mode controllability; quality indicators; electric power system.

В существующих государственных стандартах «Качество электрической энергии — степень», например:

— ГОСТ 23875-88 «Качество электрической энергии. Термины и определения»: «Качество электрической энергии — степень соответствия параметров электрической энергии их установленным значениям» [1].

— ГОСТ Р 54130-2010. «Качество электрической энергии. Термины и определения»: «Качество электрической энергии — степень соответствия характеристик электрической энергии в данной точке электрической системы совокупности нормированных значений показателей качества электрической энергии» [2].

— ГОСТ 32144-2013. «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения.»: «Качество электрической энергии — степень соответствия характеристик электрической энергии в данной точке электрической системы совокупности нормированных показателей качества электрической энергии» [3].

— ГОСТ Р ISO 9000-2005 «Системы менеджмента качества. Основные положения и словарь» предлагает следующую трактовку: «Качество — степень соответствия совокупности присущих характеристик требованиям» [4].

Степень (по Толковому словарю русского языка, словарям Ефремовой, Кузнецова, Ожегова, Ушакова, Дмитриева, Большой Советской энциклопедии) — это величина, мера или число, которые не могут быть качеством. Иногда авторы монографий и пособий, рассматривая проблему обеспечения качества электрической энергии, не дают определения для этого термина [5-9 и др.]. Поэтому существует объективная необходимость определения понятия «качество электрической энергии».

Философская категория качества (а категории, как известно, это наиболее общие и фундаментальные понятия, отражающие существенные, всеобщие свой-

ства и отношения явлений действительности и познания [10]) впервые была проанализирована греческим философом Аристотелем в III в. до н. э. Аристотель утверждал, что качеством именуется, прежде всего, то, «благодаря чему предметы называются такими-то»

[11]. Благодаря качеству возможно различие между предметами.

В XIX веке исследованием категории качества занимался немецкий философ Георг Вильгельм Фридрих Гегель. Им было дано фундаментальное определение качества как философской категории: «Качество есть вообще тождественная с бытием непосредственная определенность. ». «Нечто есть благодаря своему качеству то, что оно есть, и, теряя свое качество, оно перестает быть тем, что оно есть.». По Гегелю, качество — это признак или характеристика отличия предмета (или продукта деятельности человека) от всех остальных. Гегель отмечал неразрывное единство качества и количества: «Те или иные количественные изменения имеют свой предел, свою качественную границу, выход за которую ведет к установлению нового соотношения количества и качества»

[12]. Известный пример: вода при нагревании перестает быть водой, превращаясь в пар, который имеет уже другие, свои собственные свойства и характеристики (т.е. иное качество).

Фридрих Энгельс, рассматривая качество, выделял два аспекта: «Во-первых, всякое качество имеет бесконечно много количественных градаций, доступных измерению и наблюдению; во-вторых, существуют не качества, а только вещи, обладающие качеством, и притом бесконечно многими качествами» [13].

В толковом словаре Ожегова: «Качество — совокупность существенных признаков, свойств, особенностей, отличающих предмет или явление от других и придающих ему определенность» [14].

Международной организацией по стандартизации (ISO) предложено определение для понятия «качество»: это «совокупность характеристик объекта, относящихся к его способности удовлетворять обуслов-

ленные или предполагаемые потребности». В соответствии со стандартом ИСО 8402-86: «Качество -совокупность свойств и характеристик продукции или услуги, которые придают им способность удовлетворять обусловленные или предполагаемые потребности» [15].

Понятие качества продукции регламентировано в Российской Федерации государственным стандартом ГОСТ 15467-79 «Управление качеством продукции. Основные понятия. Термины и определения»: «Качество — это совокупность свойств продукции, обусловливающих ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением» [16].

Электрическая энергия является целевым продуктом электроэнергетической системы (ЭЭС), товаром, который продается и покупается (качество товаров это свойство или совокупность свойств).

Качество электрической энергии — комплексное свойство

Качество электрической энергии характеризует совершенство технологического процесса производства, передачи, распределения и использования потребителями электрической энергии. Основными его характеристиками (далее будем называть — единичными свойствами) являются: напряжение (соответствующее стандартному); синусоидальность напряжения; симметрия трехфазной системы напряжений; частота (в зависимости от того, какой вид электрической энергии рассматривается, рис. 1).

Предлагается следующее определение для термина «качество электрической энергии». Качество электрической энергии — это комплексное свойство, представляющее собой совокупность свойств электрической энергии, определяющих ее пригодность для нормальной работы электроэнергетической системы (включая потребителей электрической энергии).

свойства «качество электрической энергии».

Напряжение (соответствующее стандартному). В России приняты стандартные напряжения в соответствии с ГОСТ 29322-92 (МЭК 38-83) «Межгосударственный стандарт. Стандартные напряжения» [17]. Введение стандартных напряжений предполагает соответствующее изменение (отметим, не снижение и не повышение, а изменение при переходе на другое стандартное напряжение) качества электрической энергии. Переход от одного стандартного напряжения к другому ведет к установлению нового соотношения количества (имеется в виду уровень — «величина» напряжения) и качества электрической энергии. Так, например, переход на высокое напряжение необходим для передачи электрической энергии на дальние расстояния, так как это, как известно, позволяет уменьшить ее потери.

Синусоидальность напряжения. Синусоидальное напряжение — это переменное напряжение, которое изменяется по синусоидальному закону. Синусоидальность напряжения в ЭЭС обеспечивается соответствующей конструкцией генераторов [18], путем:

— улучшения формы кривой распределения магнитного поля в воздушном зазоре синхронной машины и ее приближения к синусоидальной;

— подавления высших гармоник ЭДС с помощью соответствующей конструкции обмоток (укорочение шага обмотки; распределение обмотки по пазам таким образом, чтобы число в катушечной группе было больше 1; скос пазов обмотки).

Синусоидальность напряжения позволяет наиболее экономично осуществлять производство, передачу, распределение и использование электрической энергии.

Симметрия трехфазной системы напряжений. Трехфазная система считается симметричной, когда напряжения и токи каждой из фаз имеют одинаковую амплитуду, а сдвиг амплитуды по фазе равен 120 градусов. Система, не соответствующая этим

Рассмотрим единичные свойства комплексного Переменный электрический ток

■ Симметрия трехфазной системы напряжений

условиям, называется несимметричной.

Постоянный электрический ток

Рис. 1. Единичные свойства комплексного свойства «качество электрической энергии»

Частота. Частота ЭДС генератора пропорциональна скорости вращения ротора и числу пар полюсов его ротора

где р — число пар полюсов; п — скорость вращения ротора (об/мин).

В условиях дефицита мощности снижается частота в ЭЭС. Заводы-изготовители паровых турбин для предотвращения их разрушения указывают допустимый диапазон изменения частоты в ЭЭС. Указывается и частота, при которой турбина должна быть остановлена (45 Гц). Лавинообразное снижение частоты («лавина частоты») может привести к полному погашению ЭЭС. При лавинообразном снижении частоты лавинообразно снижается и напряжение («лавина напряжения») в сети.

Частота переменного тока не во всех странах одинаковая. В России и ряде других стран она составляет 50 Гц, а, например, в США и Канаде — 60 Гц.

Показатели качества электрической энергии

Для оценки и управления качеством электрической энергии используются количественные характеристики единичных свойств качества электрической энергии — показатели качества электрической энергии. Каждое из свойств может характеризоваться несколькими показателями качества электрической энергии.

Требуемое качество регламентируется нормативными значениями показателей с учетом требований, определяющих пригодность электрической энергии для нормальной работы ЭЭС (включая потребителей электрической энергии). При этом учитываются возможности режимной управляемости ЭЭС [19, 20]. Показатели качества электрической энергии могут выражаться в физических единицах измерения (например, вольт, герц) или условных единицах измерения (процент отклонения от регламентируемого стандарта), а также быть безразмерными (вероятность наступления ожидаемого события). Показатели качества электрической энергии обычно задаются в виде интервала (допустимого диапазона изменения значений контролируемой величины), в котором контролируемая величина должна находиться с вероятностью не менее заданной. Допустимые интервалы (нормально допустимые и предельно допустимые), а также вероятности, с которыми в этих интервалах будут находиться контролируемые величины, зависят от нагрузки в ЭЭС (минимальная она или максимальная).

Так, например, в соответствии с ГОСТ 13109-97 [21] предлагается 11 основных показателей. По единичным свойствам качества электрической энергии они распределяются следующим образом.

Единичное свойство напряжение — показатели:

— установившееся отклонение напряжения;

— размах изменения напряжения;

— длительность провала напряжения;

— коэффициент временного перенапряжения.

Единичное свойство синусоидальность напряжения — показатели:

— коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения;

— коэффициент п-ой гармонической составляющей напряжения.

Единичное свойство симметрия трехфазной системы напряжений — показатели:

— коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности;

— коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности.

Единичное свойство частота — показатели — отклонение частоты.

На рис. 2 (в соответствии с ГОСТ 13109-97) показано соотношение комплексного свойства «качество электрической энергии» с его единичными свойствами и показателями качества электрической энергии, характеризующими каждое из единичных свойств.

С 1 июля 2014 года был введен в действие ГОСТ 32144-2013 (Электрическая энергия. Совместимость средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения) в качестве национального стандарта Российской Федерации. Часть показателей качества электрической энергии в этом стандарте остались такими же, как и в ГОСТ 13109-97 (например, отклонение частоты); некоторые показатели изменили свое название (например, коэффициент л-ой гармонической составляющей напряжения изменил название на значения коэффициентов гармонических составляющих напряжения); не были включены (например, импульсное напряжение); были введены и новые (например, длительность прерывания напряжения); есть также и показатели, которые находятся в стадии доработки (например, допустимые уровни напряжения сигналов, передаваемых по электрическим сетям).

Без какого-либо обоснования изменился допустимый диапазон изменения значений для отдельных показателей качества электрической энергии. Например, для показателей, относящихся к медленным изменениям напряжения, положительные и отрицательные отклонения напряжения в точке передачи электрической энергии в соответствии с ГОСТ 32144-2013 не должны превышать 10% номинального или согласованного напряжения в течение 100% времени интервала в одну неделю [3]. Вместе с тем, в ГОСТ 13109-97 даны нормально допустимые от (-5% до +5%) и предельно допустимые (от -10% до +10%) значения отклонений от установившегося напряжения соответственно для часов минимума и максимума нагрузок в ЭЭС [21]. Расширение диапазона допустимых отклонений напряжения в соответствии с ГОСТ32144-2013 снижает требования к качеству поставляемой электрической энергии. Кроме того, этим стандартом снимается ответственность за качество электрической энергии у (на зажимах) конечных электроприемников.

Рис. 2. Показатели качества электрической энергии

1. Выполнен анализ категории «качество». Показано несовершенство определений для термина «качество электрической энергии» в существующих стандартах, где «качество — степень (и далее по тексту)». Степень — это величина, мера или число, которые не могут быть качеством.

2. Необходимо заменить в существующих стандартах определение для термина «качество электрической энергии». Оно должно быть следующим: «Качество электрической энергии — это комплексное свойство, представляющее собой совокупность свойств электрической энергии, определяющих ее пригодность для нормальной работы электроэнер-

гетической системы (включая потребителей электрической энергии)».

3. Качество электрической энергии — комплексное свойство. Основными его единичными свойствами являются: напряжение, синусоидальность напряжения, симметрия трехфазной системы напряжений, частота (в зависимости от того, какой вид электрической энергии рассматривается).

4. Каждое единичное свойство характеризуется соответствующими показателями качества электрической энергии. Требуемое качество регламентируется нормативными значениями показателей качества электрической энергии.

Статья поступила 6.02.2015 г.

1. ГОСТ 23875-88. Качество электрической энергии. Термины и определения. М.: Изд-во стандартов, 1988. 62 с.

2. ГОСТ Р 54130-2010. Качество электрической энергии. Термины и определения. М.: Изд-во стандартов, 2010. 32 с.

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

3. ГОСТ 32144-2013. Электрическая энергия. Совместимость средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назна-

чения. М.: Изд-во стандартов, 2013. 16 с.

4. Международный стандарт ИСО 9000:2005 (ГОСТ Р ИСО 9000:2005). Системы менеджмента качества. Основные положения и словарь. М.: Изд-во стандартов, 2005. 36 с.

5. Баркан Я.Д. Эксплуатация электрических систем: уч. пособие для электроэнергет. спец. вузов. М.: Высшая школа, 1990. 304 с.

6. Жежеленко И.В., Саенко Ю.Л. Показатели качества электроэнергии и их контроль на промышленных предприятиях. 3-е изд., перераб. и доп. М: Энергоатомиздат, 2000. 252 с.

7. Жежеленко И.В. Показатели качества электроэнергии и их контроль на промышленных предприятиях. 2-е изд., пере-раб. и доп. М: Энергоатомиздат, 1986. 168 с.

8. Висящев А.Н. Качество электрической энергии и электромагнитная совместимость в электроэнергетических системах: учеб. пособие. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 1997. Ч. 1. 187 с.

9. Висящев А.Н. Качество электрической энергии и электромагнитная совместимость в электроэнергетических системах: учеб.. пособие. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 1997. Ч. 2. 92 с.

10. Советский энциклопедический словарь / Научно-редакционный совет: А.М. Прохоров (предс.). М.: Советская энциклопедия, 1981. 1600 с.

11. Шибкова О.С. Категория «качество» в учении Аристотеля и его последователей: III Международные Бодуэновские чтения «И.А. Бодуэн де Куртенэ и современные проблемы теоретического и прикладного языкознания». Казань, 23-25 мая 2006 г. Труды и материалы в 2 т. Казань: Изд-во КГУ, 2006. Т. 2. С. 189-191.

12. Гегель. Энциклопедия философских наук. Т. 1. Наука логики. М: Наука, 1974.

13. Прохоров Ю.К. Управление качеством: учеб. пособие. СПб.: ГУИТМО, 2007. 144 с.

14. Ожегов С.И., Шведова Н.Ю. Толковый словарь русского

языка. 4-е изд. М.: Энциклопедия, 1997.

15. Международные стандарты. Управление качеством продукции. ИСО 9000-9004, ИСО 8402. М.: Изд-во стандартов, 1988.

16. ГОСТ 15467-79. Управление качеством продукции. Основные понятия. Термины и определения. М.: Изд-во стандартов, 1979.

17. ГОСТ 29322-92 (МЭК 38-83) Межгосударственный стандарт. Стандартные напряжения. М.: Изд-во стандартов, 1992.

18. Вольдек А.И. Электрические машины: учебник для студентов вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. Л.: Энергия, 1974. 840 с.

19. Dubitsky M.A. RELIABILITY OF ENERGY SYSTEMS. Reliability: Theory & Applications. Elektronic journal of international group on reliability. ISSN 1932-2321. Vol. 8. № 3, issue of September’ 2013.

20. Дубицкий М.А. Надежность энергоснабжения и безопасность систем энергетики // Вестник ИрГТУ. 2013. № 9 (80). С. 211-216.

21. ГОСТ 13109-97. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. Минск: Межгос. совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 1998.

ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ УЗЛОВ АСИНХРОННОЙ НАГРУЗКИ С ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫМИ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ

Иркутский государственный университет путей сообщения, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Чернышевского, 15. Иркутский национальный исследовательский технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Корректное моделирование несимметричных режимов систем электроснабжения невозможно без корректного учета асинхронной нагрузки, создающей эффект снижения несимметрии в точках ее подключения. Эффективное использование таких моделей возможно только при наличии точных данных о параметрах схем замещения двигателя для прямой и обратной последовательностей. Методики определения указанных параметров на основе справочных данных дают заметно различающиеся результаты. Преодоление указанной трудности возможно на основе применения методов параметрической идентификации узлов асинхронной нагрузки в фазных координатах. На современных производствах широко применяются регулируемые асинхронные электроприводы, оснащенные статическими преобразователями частоты. Поэтому становится актуальной задача идентификации узлов нагрузки, содержащих наряду с обычными двигателями частотно-регулируемые асинхронные электроприводы. В статье предложена методика параметрической идентификации узлов асинхронной нагрузки, содержащих нерегулируемые асинхронные электродвигатели, а также приводы, оснащенные статическими преобразователями частоты. Результаты компьютерного моделирования показали применимость предложенной методики для определения несимметричных режимов систем электроснабжения. В рассмотренном примере погрешность определения коэффициента несимметрии по обратной последовательности при использовании модели, полученной в результате идентификации, не превышала 1,6%.

1Закарюкин Василий Пантелеймонович, доктор технических наук, профессор кафедры электроэнергетики транспорта, тел.: (3952) 638345, e-mail: zakar49@mail.ru

Zakaryukin Vasily, Doctor of technical sciences, Professor of the Department of Transport Electric Engineering, tel.: (3952) 638345, e-mail: zakar49@mail.ru

2Крюков Андрей Васильевич, доктор технических наук, профессор кафедры электроэнергетики транспорта, профессор кафедры электроснабжения и электротехники ИРНИТУ, тел.: (3952) 628723, e-mail: and_kryukov@mail.ru Kryukov Andrei, Doctor of technical sciences, Professor of the Department of Transport Electric Engineering, Professor of the Department of Power Supply and Electrical Engineering of the Irkutsk National Research Technical University, tel.: (3952) 628723, e-mail: and_kryukov@mail.ru

3Ле Конг Зань, аспирант, тел.: 89501322506, e-mail: danh_lecong150287@mail.ru Le Cong Danh, Post graduate, tel.: 89501322506, e-mail: danh_lecong150287@mail.ru

Что такое электроэнергетика?

Эле́ктроэнерге́тика — отрасль энергетики , включающая в себя производство, передачу и сбыт электроэнергии . Электроэнергетика является наиболее важной отраслью энергетики, что объясняется такими преимуществами электроэнергии перед энергией других видов, как относительная лёгкость передачи на большие расстояния, распределения между потребителями, а также преобразования в другие виды энергии (механическую, тепловую, химическую, световую и др.). Отличительной чертой электрической энергии является практическая одновременность её генерирования и потребления, так как электрический ток распространяется по сетям со скоростью, близкой к скорости света .

Особенности отечественного производства электроэнергии

Отечественная объединенная энергетическая система составляет совокупность электростанций, электро- и теплосетей, функционирующих в режимах генерации, передачи и распределения тепловой и электрической энергии. На сегодняшний день производство электроэнергии в Украине осуществляется на атомных, тепловых, гидроэлектростанциях. Также генерация электроэнергии происходит на станциях, работающих на альтернативных источниках (СЭС, ВЭС и т. д.).

Структура производства электроэнергии в Украине на начало 2022 года

По данным Министерства энергетики, по итогам 2021 года в объединенной энергетической системе Украины было произведено 156,5 млрд. кВт-ч электроэнергии, что на 5,2% больше, чем за 2020 год. Что касается общей структуры генерации электрической энергии, то она по итогам прошлого года выглядит так:

Атомные электростанции – более 55%.
ТЭС и ТЭЦ – 29,3%, что на 12,5% меньше, чем за 2020 год.
ГЭС и ГАЭС – 6,7%.
Доля возобновляемой энергетики (солнечные, ветровые, биостанции) составила более 8%.

На сегодняшний день в объединенной энергосистеме Украины функционируют:

4 атомные электростанции;
15 ТЭС и 43 ТЭЦ;
8 крупных гидроэлектростанций и 3 ГАЭС.

В последние годы значительно возросло количество промышленных солнечных и ветровых электростанций. Большая их часть находится в южных областях Украины.

Что касается стоимости производимой электроэнергии, то самая дешевая электрическая энергия генерируется на атомных и гидроэлектростанциях. Самая дорогая альтернативная э/э. Что касается последней, то активное развитие возобновляемой энергетики в Украине началось после принятия в 2008 году «зеленого тарифа», согласно которому электроэнергия, генерируемая из энергии солнца, ветра и т. д., покупается в системе по цене, что значительно выше рыночной.

Действующая программа стимулирования развития ВИЭ рассчитана до 2030 года. При этом предусмотрено постепенное снижение стоимости «зеленой» электрической энергии. Что касается производства электроэнергии из альтернативных источников, то ожидается, что к 2030 году ее доля в общей структуре должна возрасти до 25-30% (на сегодняшний день этот показатель составляет 8%).

Как взаимосвязаны структура производства электроэнергии и конечная стоимость на э/э

Электрическая энергия является специфическим продуктом. Особенность производства электроэнергии в том, что ее генерация должна соответствовать потреблению. То есть невозможно накопить определенную мощность электрической энергии, а затем продать ее конечному потребителю.

Что касается стоимости электроэнергии, то она зависит от ряда факторов:

Структуры производства электрической энергии. Например, если увеличивается доля генерации электроэнергии на АЭС, то стоимость э/э может уменьшаться.
Балансировки энергетической системы.
Изменения спроса и предложения в зависимости от сезона.
Трансграничной торговли электроэнергией (импорта и экспорта).

Еще одним важным элементом инфраструктуры электроэнергетического сектора являются биржи, помогающие сформировать объективную цену на товар. В Украине право проведения электронных аукционов на рынке двусторонних договоров получило ООО “Украинская энергетическая биржа”. В торговой системе УЭБ производители, трейдеры, поставщики и небытовые потребители имеют равный доступ к товару, что влияет на объективность его стоимости.

Стать участником электронного аукциона достаточно просто — для этого перейдите на сайт биржи (ueex.com.ua) и в разделе “Аккредитация” выберите направление “Электроэнергия”.

Настройте Email-рассылку УЕБ и канал в Telegram, чтобы получать оперативную информацию с электроэнергетического рынка.