عقوبة الكهرباء وسوء نوعية الطاقة

عقوبات شركات الكهرباء بسبب سوء نوعية الطاقة

قد تفرض شركات الكهرباء عقوبات على المستهلكين لأسباب مختلفة تتعلق بأحداث ضعف جودة الطاقة. تهدف هذه العقوبات عادةً إلى تشجيع ممارسات استخدام أفضل للطاقة وضمان استقرار وموثوقية النظام الكهربائي. فيما يلي بعض المشاكل الشائعة لمثل هذه العقوبات:

1. عامل الطاقة المنخفض

• الوصف: عامل القدرة هو نسبة الطاقة الحقيقية (كيلوواط) إلى القدرة الظاهرة (كيلو فولت أمبير). يشير عامل الطاقة المنخفض إلى الاستخدام غير الفعال للطاقة الكهربائية.
• سبب العقوبة: يؤدي انخفاض معامل القدرة إلى زيادة تدفق التيار لحمل معين، مما يؤدي إلى زيادة الخسائر في نظام التوزيع وتقليل قدرة البنية التحتية الكهربائية.
• العتبة النموذجية: تحدد العديد من المرافق حدًا، مثل عامل الطاقة أقل من 0.9، والذي يتم عنده تطبيق العقوبات.
• التأثير: زيادة رسوم الطلب والعقوبات على فواتير الكهرباء.

2. التوافقيات المفرطة

• الوصف: التوافقيات هي تشوهات في شكل الموجة الكهربائية الناتجة عن الأحمال غير الخطية مثل محركات التردد المتغير، وأنظمة إمدادات الطاقة غير المنقطعة (UPS)، وما إلى ذلك.
• سبب العقوبة: التوافقيات المفرطة يمكن أن تؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة المعدات، والتداخل مع خطوط الاتصال، وفقدان إضافي في النظام الكهربائي.
• العتبة النموذجية: قد تحدد الأدوات المساعدة حدودًا لمستويات التشوه التوافقي الإجمالي (THD). مثل حوالي 5% لتشويه توافقيات الجهد و 8% لتشويه توافقيات التيار. (IEEE519)
• التأثير: عقوبات تجاوز حدود التشوه التوافقي.

3. عدم توازن الجهد

• الوصف: يحدث خلل في الجهد عندما لا تكون مقادير الجهد في نظام ثلاثي الطور متساوية، وغالبًا ما يكون ذلك بسبب التحميل غير المتساوي للأطوار.
• سبب العقوبة: يمكن أن يؤدي عدم توازن الجهد إلى ارتفاع درجة الحرارة وانخفاض كفاءة المحركات والمعدات ثلاثية الطور.
• العتبة النموذجية: قد تفرض المرافق عقوبات إذا تجاوز خلل الجهد نسبة مئوية معينة، عادة 1-2%.
• التأثير: تلف المعدات والعقوبات على فواتير الكهرباء.

4. تجاوز الطلب المتعاقد عليه

• الوصف: قد يكون لدى العملاء حد أقصى للطلب مع فائدتهم.
• سبب العقوبة: تجاوز هذا الطلب المتعاقد عليه يضع ضغطًا إضافيًا على البنية التحتية للمرافق.
• العتبة النموذجية: يتم تطبيق العقوبات عندما يتجاوز الطلب الفعلي المستوى المتعاقد عليه.
• التأثير: ارتفاع رسوم الطلب والعقوبات الإضافية.

5. استهلاك الطاقة التفاعلية

• الوصف: لا تؤدي الطاقة التفاعلية أي عمل مفيد ولكنها ضرورية للحفاظ على مستويات الجهد لتشغيل المعدات مثل المحركات والمحولات.
• سبب العقوبة: الطاقة التفاعلية المفرطة تزيد من الخسائر في النظام وتقلل من قدرة الشبكة على توفير الطاقة النشطة.
• العتبة النموذجية: قد تفرض المرافق حدودًا على مقدار الطاقة التفاعلية التي يمكن للعميل استهلاكها.
• Impact: Charges for reactive power consumption above the specified limit.

6. Inconsistent Load Patterns

• Description: Abrupt or inconsistent changes in load can cause instability in the electrical grid.
• Reason for Penalty: This can lead to voltage fluctuations and require additional measures by the utility to maintain stability.
• Impact: Additional charges for customers with highly variable or unpredictable load patterns.

How to Mitigate Penalties

Consumers can implement various measures to improve power quality (improve power factor, reduce harmonic distortion, balance loads, and manage reactive power consumption) and avoid penalties from electricity companies . Here are some detailed strategies and solutions:

1. Improve Power Factor

• Capacitor Banks: We can install capacitor banks to provide reactive power locally, improve the power factor and reduce the load on the utility.
• Automatic Capacitor Banks: These adjust the level of compensation based on the varying load conditions.
• Synchronous Condensers: Use synchronous condensers that can generate reactive power to improve power factor dynamically.
• Power Factor Correction Devices: Static VAR compensators (SVC) or Static Var Generator SVG (STATCOM) are very good PFC products.

2. Reduce Harmonic Distortion

• Active Harmonic Filter AHF: Install active harmonic filters that dynamically filter out harmonic currents, improving power quality.
• Passive Harmonic Filters: Use passive harmonic filters, such as tuned filters, to mitigate specific harmonic frequencies.
• Harmonic Mitigation Transformers: Utilize transformers designed to mitigate harmonic distortion, such as K-rated transformers.

3. Balance Loads Across Phases

• Load Balancing Equipment: Implement load balancing equipment to ensure that electrical loads are evenly distributed across all phases.
• Phase Shifting Transformers: Use phase-shifting transformers to help balance the load between phases.
• Regular Load Analysis: Conduct regular load analysis and monitoring to detect and correct imbalances promptly.

4. Manage Reactive Power Consumption

• Reactive Power Compensation: Implement reactive power compensation devices to manage and reduce reactive power consumption.
• Capacitor Banks: Use capacitor banks to supply reactive power locally, reducing the reactive power drawn from the grid.
• Dynamic VAR Compensation: Use dynamic VAR compensators that adjust reactive power compensation in real-time based on load conditions. We usually use Static VAr Generator SVG to solve such power quality problems.

5. Control Peak Demand

• Demand Side Management: Implement demand side management techniques to control and reduce peak demand.
• Peak Shaving: We use energy storage systems(BESS) or backup generators during peak demand periods to reduce the load on the grid.
• تحويل الأحمال: تحويل الأحمال غير الضرورية إلى فترات خارج أوقات الذروة لتجنب تجاوز حدود الطلب المتعاقد عليها.
• الاستجابة الآلية للطلب: استخدم أنظمة الاستجابة الآلية للطلب التي تضبط الاستهلاك استجابةً لإشارات المرافق خلال فترات الذروة.

6. مراقبة وتحليل جودة الطاقة

• عدادات جودة الطاقة: قم بتركيب عدادات جودة الطاقة لمراقبة وتحليل معلمات جودة الطاقة بشكل مستمر في أنظمة التوزيع الكهربائية، مثل الجهد (ترهل الجهد، وانخفاض الجهد)، والتيار، وعامل الطاقة، والتوافقيات (شكل موجة التيار، وشكل موجة الجهد).
• تحليلات البيانات: استخدم تحليلات البيانات وأدوات البرامج لتحديد مشكلات جودة الطاقة واتخاذ الإجراءات التصحيحية.
• عمليات التدقيق المنتظمة: قم بإجراء عمليات تدقيق منتظمة لجودة الطاقة لاكتشاف المشكلات وتصحيحها بشكل استباقي.

7. التعامل مع الأداة المساعدة للحلول المخصصة

• التشاور: تواصل مع شركة المرافق لفهم الأسباب المحددة للعقوبات وطلب مشورتها بشأن تدابير التخفيف.
• الحلول المخصصة: العمل مع المرافق لتطوير حلول مخصصة تعالج مشكلات محددة تتعلق بجودة الطاقة وتتوافق مع اللوائح.
• برامج الحوافز: استكشف أي برامج حوافز متاحة أو حسومات تقدمها المنشأة لتنفيذ تدابير تحسين جودة الطاقة.

خاتمة

لحل العقوبات المفروضة من شركات الكهرباء المتعلقة بسوء جودة الطاقة في أنظمة الطاقة، يجب على المستهلكين اتباع نهج شامل يتضمن تحسين عامل الطاقة، وتقليل التشوه التوافقي، وموازنة الأحمال، وإدارة استهلاك الطاقة التفاعلية، والتحكم في ذروة الطلب. تعد المراقبة المستمرة والصيانة المنتظمة لمعايير جودة الطاقة أمرًا ضروريًا لضمان الامتثال وتجنب العقوبات. إن التعامل مع شركات المرافق والاستفادة من خبراتها ومواردها يمكن أن يساعد أيضًا في تطوير حلول فعالة ومخصصة.