Penalización eléctrica y mala calidad de la energía

Sanciones de las empresas eléctricas por mala calidad de la energía

Las compañías eléctricas pueden imponer sanciones a los consumidores por diversos motivos relacionados con eventos de mala calidad de la energía. Estas sanciones generalmente tienen como objetivo fomentar mejores prácticas de uso de energía y garantizar la estabilidad y confiabilidad del sistema eléctrico. A continuación se muestran algunos problemas comunes de este tipo de sanciones:

1. Factor de potencia bajo

• Descripción: El factor de potencia es la relación entre la potencia real (kW) y la potencia aparente (kVA). Un factor de potencia bajo indica un uso ineficiente de la energía eléctrica.
• Motivo de la penalización: Un factor de potencia bajo conduce a un mayor flujo de corriente para una carga determinada, y las pérdidas aumentarán en el sistema de distribución y se reducirá la capacidad de la infraestructura eléctrica.
• Umbral típico: Muchas empresas de servicios públicos establecen un umbral, como un factor de potencia inferior a 0,9, al cual se aplican sanciones.
• Impacto: Aumento de cargos por demanda y penalizaciones en las facturas de electricidad.

2. Armónicos excesivos

• Descripción: Los armónicos son distorsiones en la forma de onda eléctrica causadas por cargas no lineales , como variadores de frecuencia, sistemas de fuentes de alimentación ininterrumpida (UPS), etc.
• Motivo de la sanción: Los armónicos excesivos pueden provocar sobrecalentamiento del equipo, interferencias con las líneas de comunicación y pérdidas adicionales en el sistema eléctrico.
• Umbral típico: las empresas de servicios públicos pueden especificar límites en los niveles de distorsión armónica total (THD). Por ejemplo, alrededor del 5 % para la distorsión de los armónicos de tensión y el 8 % para la distorsión de los armónicos de corriente. (IEEE519)
• Impacto: Sanciones por exceder los límites de distorsión armónica.

3. Desequilibrio de voltaje

• Descripción: El desequilibrio de voltaje ocurre cuando las magnitudes de voltaje en un sistema trifásico no son iguales, a menudo debido a una carga desigual de las fases.
• Motivo de la penalización: El desequilibrio de voltaje puede causar sobrecalentamiento y reducción de la eficiencia de los motores y equipos trifásicos.
• Umbral típico: las empresas de servicios públicos pueden imponer sanciones si el desequilibrio de voltaje excede un cierto porcentaje, comúnmente entre 1 y 2 %.
• Impacto: Daños a los equipos y sanciones en las facturas de electricidad.

4. Exceder la demanda contratada

• Descripción: Los clientes podrán tener contratado un nivel máximo de demanda con su servicio público.
• Motivo de la penalización: Exceder esta demanda contratada genera una tensión adicional en la infraestructura de la empresa de servicios públicos.
• Umbral típico: Las penalizaciones se aplican cuando la demanda real excede el nivel contratado.
• Impacto: mayores cargos por demanda y sanciones adicionales.

5. Consumo de energía reactiva

• Descripción: La potencia reactiva no realiza ningún trabajo útil pero es necesaria para mantener los niveles de voltaje para el funcionamiento de equipos como motores y transformadores.
• Motivo de la sanción: La potencia reactiva excesiva aumenta las pérdidas en el sistema y reduce la capacidad de la red para suministrar energía activa.
• Umbral típico: las empresas de servicios públicos pueden imponer límites a la cantidad de energía reactiva que un cliente puede consumir.
• 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.
• Cambio de carga: cambie las cargas no esenciales a períodos de menor actividad para evitar exceder los límites de demanda contratados.
• Respuesta automatizada a la demanda: utilice sistemas automatizados de respuesta a la demanda que ajusten el consumo en respuesta a las señales de los servicios públicos durante los períodos pico.

6. Monitorear y analizar la calidad de la energía

• Medidores de calidad de energía: instale medidores de calidad de energía para monitorear y analizar continuamente los parámetros de calidad de energía en sistemas de distribución eléctrica, como voltaje (caída de voltaje, caída de voltaje), corriente, factor de potencia y armónicos (forma de onda de corriente, forma de onda de voltaje).
• Análisis de datos: utilice herramientas de software y análisis de datos para identificar problemas de calidad de la energía y tomar acciones correctivas.
• Auditorías periódicas: realice auditorías periódicas de la calidad de la energía para detectar y rectificar problemas de forma proactiva.

7. Interactuar con la empresa de servicios públicos para obtener soluciones personalizadas

• Consulta: interactúe con la empresa de servicios públicos para comprender los motivos específicos de las sanciones y buscar su asesoramiento sobre medidas de mitigación.
• Soluciones personalizadas: trabaje con la empresa de servicios públicos para desarrollar soluciones personalizadas que aborden problemas específicos de calidad de energía y cumplan con las regulaciones.
• Programas de incentivos: explore los programas de incentivos o reembolsos disponibles ofrecidos por la empresa de servicios públicos para implementar medidas de mejora de la calidad de la energía.

Conclusión

Para resolver las sanciones de las compañías eléctricas relacionadas con la mala calidad de la energía en los sistemas eléctricos, los consumidores deben adoptar un enfoque integral que incluya mejorar el factor de potencia, reducir la distorsión armónica, equilibrar las cargas, gestionar el consumo de energía reactiva y controlar la demanda máxima. El monitoreo continuo y el mantenimiento regular de los parámetros de calidad de la energía son esenciales para garantizar el cumplimiento y evitar sanciones. Relacionarse con la empresa de servicios públicos y aprovechar su experiencia y recursos también puede ayudar a desarrollar soluciones efectivas y personalizadas.