问题
由于美国德克萨斯州北部的一家报纸出版商错过了生产截止日期，生产中断可能会造成重大财务损失，这个地方几乎每天都有雷雨和闪电风暴。
解决方案
该报社安装了两台500 kVA的UST SagFighter™设备，到本案例研究发表之日，该设备在整个8个月的运行中成功应对了所有潜在的电事件。
背景
美国德克萨斯州北部的一家主要日报出版商制作预先印刷的、具有时代性的广告材料，以便刊登在报纸上。为了处理更多的这种材料，报纸决定建立一个新的设施与新的整理设备。然而，新地点被怀疑有电力问题。
该报聘请了第三方在几个月内收集有关新地点电力质量的数据。记录的数据表明，电压水平均方根波动在±6%以内，但也存在中度深度的随机电压跌落。
由于新业务的时间敏感性，中断或延迟将增加生产成本，有可能错过最后期限并失去广告收入。
分析
2007年每周生产近300万份报纸，出版商的运营对延迟生产或减少可用维护时间的问题非常敏感。《纽约时报》的结论是，频繁的电压下降可能导致昂贵的操作问题，这一结论得到了美国国家气象局对当地气候学的描述的支持:
“年降水量的很大一部分来自雷暴活动，在短时间内偶尔会有强降雨。雷暴全年都有，但春季最频繁。雷暴活动期间发生的风暴有时具有破坏性。”
电压跌落
美国的“凹陷”和英国的“凹陷”都是指在一个半周期到一分钟内电压下降到标称电压的10 - 90%之间。电力科学研究院(EPRI)已经确定，92%的配电和输电电能质量问题(EPRI的配电电能质量研究)是由电压下降引起的。在美国，一个典型的电力客户每年会经历40到60次电压下降事件，这些事件导致电压下降到60到90%之间，并持续几个周期，超过1秒(见图1)。
虽然电压下降发生在相当高的频率，电源中断(电压<标称的10%)是相对罕见的。EPRI DPQ的研究表明，与大约50次电压跌落相比，一个典型的客户每年经历两次中断。
配电系统电压下降主要是由于线路-接地、线路或设备故障引起的输配电系统自动故障清除操作引起的。这些断层中很大一部分是由闪电和风等随机天气事件引发的。
电压跌落保护产品
虽然电力公司无法防止电压下降，但有几种类型的产品可以帮助电力客户纠正电压下降。这些产品分为两类:使用能量储存的产品和不使用能量储存的产品。储能类型主要是不间断电源(UPS)，采用电池、电容器或飞轮作为储能介质。
没有能量存储的设备将额外的电流转换为适当的升压电压，以提高下降的电压水平在凹陷事件。
储能设备的优点是能够在电源中断和电压下降时提供存储的能量。这种中断保护可以设计为几秒到30分钟或更长时间。缺点是储能设备需要大量的电能
空间是非常昂贵的购买和操作，需要经常和昂贵的维护。
不存储能量的凹陷保护产品在纠正电压凹陷方面与存储能量的产品一样，甚至更有效。虽然这样的产品不提供中断保护，但其优点是体积更小，购买和运行成本更低，维护成本也很低。有些产品的电气效率甚至高达99%。
分析保护选项
很明显，报纸需要电压跌落保护，所以真正的问题是确定由储能设备提供的增量保护是否值得更高的成本。
在这种情况下，需要保护的设备是一个整理(报纸组装)系统。排序系统的停止可能会导致大量的加班成本和潜在的数以万计美元的广告收入损失。
根据记录的电力质量数据，该报可以预计在新设施中，每年会出现平均或更高数量的电压下降。没有数据或理由表明中断的次数会超过平均水平。对电能质量事件的预期保护为:
| 能量存储设备 | 无储能设备 | |
|---|---|---|
| 电压凹陷避免 | 50 | 50 |
| 中断了 | 2 | 0 |
| 总避免问题 | 52 | 50 |
下一步是确定每种设备的成本。图2显示了防止电能质量问题的各种类型保护的典型成本。
以当前美元计算，2 × 500kva容量设备的10年拥有成本(安装成本加上运维成本)和中断保护的增量成本可以预测:
| 美国美元(2006) | 能量存储设备 | 无储能设备 |
|---|---|---|
| 安装成本($) | 1000000年 | 250000年 |
| 10年运维成本($) | 1500000年 | 100000年 |
| 10年拥有成本($) | 2500000年 | 350000年 |
| 10年自有成本差额($)(A) | 2150000年 | - |
| 10年内避免电能质量问题 | 520 | 500 |
| 10年避免PQ问题的差异(B) | 20. | - |
| 避免的每增量问题成本($)(A÷B) | 107500年 | - |
这表明，在10年内，报纸将支付额外的费用
215,000美元/年，以避免平均每年2次中断(每次中断107,500美元)。
本分析中还应包括其他一些因素:
- 金钱的时间价值
- 未来的劳动力、材料、电池、电池处理、电力成本，
- 调整德州北部电压下降和中断的平均次数
- 可用性和可靠性
- 建筑和建筑面积的成本
问题是，这些因素是否会显著改变简单的成本分析。
考虑到因素1和因素2，储能设备的成本可能会大幅增加。考虑因素3)很可能会显示电压下降次数增加，但中断次数不会增加，因此不会改变分析结果。因素4)将不利于能源存储设备，因为更高的维护要求。包括因素5)肯定会增加更大的储能设备的成本。
显然，这些额外因素的总体影响只会增加能源存储设备的成本。
分析保护选项
最后，报社通过整理设备OEM购买了2台500 kVA的Sag战斗机™机组。这些设备可以在不存储能量的情况下纠正深度电压下降。包括安装在内，Sag战斗机™单元的成本约为250美元/kVA，与预期相符。
在“Sag Fighter™”机组投入使用的头几个月里，德克萨斯州北部几乎每天都会遭遇非常恶劣的天气事件。2007年5月和6月，该地区的降雨量接近20英寸(比正常水平高出11英寸)，并有30天的雷暴。尽管在此期间，报社的设备受到了异常高数量的电压下降事件的影响，但生产从未因电压下降而中断。
运行8个月，未出现电压跌落造成的生产损失。
解决方案
分析的关键归结为一个简单的问题:“为了避免一些额外的电能质量事件而采取保护措施，其价值是否值得额外的成本?”
基于这个简单的分析，报纸的最佳选择是Sag Fighter™，原因如下:
- 这两种装置被认为在校正电压跌落方面是同等有效的
- Sag战斗机™的首个成本大幅降低(25万美元vs 100万美元)
- “Sag Fighter™”的年运维成本大幅降低(1万美元vs 15万美元)。
避免一次中断导致的关闭的成本不值107500美元。