Kompensacja mocy biernej

W sieciach elektroenergetycznych oprócz mocy czynnej, która przetwarzana jest na energię użyteczną, występuje dodatkowo niekorzystna moc bierna, która zmniejsza zdolności przesyłowe linii, transformatorów. Pobierana jest przez urządzenia elektryczne o charakterze indukcyjnym (głównie silniki).
Aby zminimalizować to zjawisko (względem punktu kontrolnego jakim jest zainstalowany
licznik energii elektrycznej) należy zainstalować układ o  charakterze przeciwnym do indukcyjnego (czyli prąd musi wyprzedzać napięcie zasilające), który skompensuje to opóźnienie. Sytuacja taka ma miejsce w  przypadku dołączenia do sieci urządzeń pojemnościowych. Wspólne działanie układów: indukcyjnego obciążenia i  pojemnościowego kompensatoradoprowadza do wzajemnego zniesienia się przesunięć prądu i  napięcia w  czasie a tym samym do zniwelowania negatywnego zjawiska a w konsekwencji dozminimalizowania opłaty za pobór biernej energii elektrycznej.
U każdego odbiorcy pobór energii biernej jest inny. Różnorodność odbiorników a także charakter ich pracy zmienia się w czasie. W praktyce ciężkie jest  zbudowanie prostego statycznego układu pojemnościowego współpracującego z urządzeniami działającymi nieregularnie. Dlatego nowoczesne kompensatory pojemnościowe buduje się w  postaci baterii kondensatorów o różnej mocy które dynamicznie dopasowująj się do chwilowego poboru energii biernej. Zainstalowany regulator mierzy obciążenie indukcyjne i dołącza do sieci odpowiednie kondensatory o różnych mocach tak aby jak najefektywniej nadążać za zmianami wielkości obciążenia indukcyjnego. Tworzony w  danej chwili przez baterię zespół kondensatorów wymaga przygotowania stopni kompensacyjnych złożonych z kondensatorów o różnej mocy. Ich wielkość szacuje się na podstawie pomiarów przeprowadzonych u odbiorcy.


Dla wyeliminowania przesyłania mocy biernej (głównie indukcyjnej) stosuje się kompensację. Przez stosowanie kompensacji uzyskuje się:

-  zmniejszenie strat przesyłu energii elektrycznej,
-  zmniejszenie spadku napięć w sieciach,
-  zwiększenie zdolności przesyłowej linii, transformatorów,
-  wyeliminowanie opłat za ponadoptymalny pobór energii biernej.

Udział energii biernej w sieci regulowany jest przez ustalany współczynnik mocy biernej, przekroczenie którego powoduje pobieranie przez dostawcę za ponadoptymalny pobór energii biernej.

Opłaty pobrane przez dostawcę za ponadoptymalny pobór energii biernej

Opłaty pobiera się za ponadoptymalny pobór energii biernej według stawek procentowych liczonych od wartości energii czynnej, pobieranej w okresie rozliczeniowym. Procentowe stawki, zależne od przekroczenia optymalnego współczynnika tgj0 = 0,4 lub ustalonego w umowie, zawiera tabela.

Dla przekroczeń większych niż 0,9 dopłatę ustala się indywidualnie ze wzoru:

D% = 56 (tgj - tgj₀)

W uzasadnionych przypadkach strony mogą uzgodnić w umowie inną wartość dopuszczalnego tgj niż = 0,4  nie niższą jednak niż 0,2.

Jeżeli układ pomiarowo- rozliczeniowy umożliwia wyznaczenie poboru energii biernej w strefach czasowych to rozliczeniom podlega ponadoptymalny pobór tej energii w strefach szczytowych lub dzienno- szczytowych. W przypadku gdy układ pomiaowo-rozliczeniowy uniemożliwia rozliczanie w strefach czasowych sposób rozliczenia określa dostawca w umowie.

W przypadku poboru energii biernej, przy braku poboru energii czynnej, opłacie podlega całość pobranej energii biernej, przy zastosowaniu najniższej stawki opłat za energię elektryczną czynną w tej grupie taryfowej, do której odbiorca jest zakwalifikowany.

Odbiorca pobierający bez uprzedniego uzgodnienia z dostawcą energię czynną przy współczynniku pojemnościowym ponosi dodatkową opłatę, wynikającą z ilości kilowarogodzin wprowadzonych do sieci sprzedawcy i najniższej stawki opłat za energię elektryczną w tej grupie taryfowej, do której odbiorca jest zakwalifikowany.

Odbiorca pobierający energię elektryczną z kilku przyłączy objętych sumującym układem pomiarowo-rozliczeniowym rozliczany jest za pobór energii biernej odrębnie dla tych przyłączy. Jeśli warunki poboru energii biernej dla poszczególnych przyłączy nie są zróżnicowane w stopniu uzasadniającym przeprowadzenie rozliczeń odrębnych dla każdego przyłącza można, prowadzić rozliczenia łączne dla tych przyłączy.

W uzasadnionych przypadkach, przy występowaniu szybkozmiennych obciążeń mocą bierną, rozliczenia związane z przekroczeniem optymalnej wartości współczynnika tgj₀ = 0,4 lub ustalonego w umowie przeprowadzane są na podstawie bezpośredniego pomiaru nadwyżki energii biernej, pobranej powyżej tej wartości, określonej zależnością:

Dtg = tgj - tgj₀ ) A_qxb& A_p

gdzie:

A_qxb ? nadwyżka energii biernej, zmierzona bezpośrednio w okresie rozliczeniowym,

A_p ? energia czynny w okresie rozliczeniowym

Wartość nadwyżki energii biernej A_qxb odczytuje się z urządzenia rejestrującego pobór energii biernej po przekroczeniu współczynnika tgj ponad wartość współczynnika tgj₀ = 0,4 lub określonego w umowie.

Jak wynika z powyższych zapisów opłacie podlega zarówno pobór energii biernej z sieci jak i oddawanie, które rejestrowane są przez liczniki energii elektrycznej, których zabudowa w grupach taryfowych A i B należy do obowiązków odbiorcy energii elektrycznej

Sposoby kompensacji mocy biernej

Poprawę współczynnika mocy biernej ( co równoznaczne jest z brakiem opłat )  uzyskujemy przez stosowanie baterii kondensatorów.

Stosujemy następujące  rodzaje kompensacji :

-  indywidualna ,  polegająca na przyłączeniu kondensatorów wprost do zacisków odbiornika

- grupowa , polegająca na przyłączeniu kondensatorów do szyn rozdzielni (obejmuje wszystkie zasilane z
tej rozdzielni odbiorniki).

W nowoprojektowanych układach do kompensacji mocy biernej stosuje się statyczne baterie kondensatorów, podzielone na człony regulacyjne w celu dopasowania do występujących zmiennych obciążeń.

Do sterowania załączania i wyłączania członów kondensatorowych, w celu uzyskania pożądanego współczynnika mocy biernej stosuje się mikroprocesowe regulatory, które oprócz podstawowej funkcji posiadają możliwość wskazania innych parametrów (np. napięcia, prądu, wyższych harmonicznych) oraz współpracy z urządzeniami do transmisji danych, oraz komputerami.