Потери электроэнергии при эксплуатации систем электроснабжения

Общие понятия

Для транспортировки до места потребления такого энергоресурса как электрическая энергия не используются другие виды энергоресурсов (например, в отличие от газа, нефти или воды). Для преобразования и передачи электрической энергии расходуется часть самой передаваемой электроэнергии. Поэтому при преобразовании и передаче электроэнергии возможны ее потери. Основная задача, стоящая перед предприятиями и организациями, состоит в снижении потерь электроэнергии до экономически обоснованного уровня. Одно из важных направлений энергосбережения в энергетике - это снижение потерь электроэнергии в электрических сетях до экономически обоснованного уровня. При развитии энергетики, в целом, рост потерь энергии в электрических сетях неизбежен, поэтому необходимо проводить мероприятия, направленные на снижение электрических потерь в линиях электропередач, трансформаторах, реакторах и т.д. Основными мероприятиями, направленными на снижение потерь электроэнергии в электросетевом комплексе, могут быть:

концентрация производства электроэнергии вблизи от основного потребителя;

  • - применение когенерационных установок (см. раздел 6);
  • - совершенствование материалов линий электропередач;

загрузка малозагруженных трансформаторов до коэффициента загрузки 0,8-0,9.

Причины роста потерь электроэнергии:

  • - общая тенденция к концентрации производства электрической энергии на крупных электростанциях;
  • - непрерывный рост нагрузок электрических сетей, связанный с естественным ростом нагрузок потребителей (в основном строительство предприятий, жилых и торговых комплексов);

- отставание темпа роста пропускной способности электрических сетей от темпов роста потребления электрической энергии и генерирующих мощностей.

В настоящее время существенно обострилась проблема высокого уровня потерь электроэнергии (ПЭ) в электрических сетях сетевых компаний. По данным электросетевых компаний фактические потери электроэнергии в электрических сетях России за период 2004 - 2014 гг. увеличились на 39,5 %.

Одной из задач для снижения потерь электроэнергии является формирование постоянной системы мониторинга уровня и структуры потерь в электрических сетях всех напряжений.

Под потерями электрической энергии принято понимать разницу между энергией, отпущенной в энергосистему, и энергией, полезно потребленной из этой энергосистемы определенными потребителями на предприятиях за один и тот же период времени:

dW = Wo-Wn, (4.1)

где Wo - отпущенная электроэнергия за отчетный промежуток времени;

Wn - потребленная электрическая энергия за отчетный промежуток времени.

Такие потери dW называют фактическими или отчетными потерями.

При учете электроэнергии из-за погрешностей приборов учета возникают технологические потери электроэнергии (ТПЭ). Потери электроэнергии могут происходить также из-за неправильного учета или несанкционированного ее потребления. Такие потери называют коммерческими, которые определяются по формуле:

dWk=dW-dWm, (4.2)

где dW - отчетные потери;

dWm - технологические потери.

Часть коммерческих потерь, обусловленная допустимой погрешностью систем учета электроэнергии, технологически неизбежна, поэтому входит, согласно ныне действующему приказу [6], в общую сумму потерь.

Технологические потери электроэнергии при ее передаче по электрическим сетям за отчетный период могут быть рассчитаны как в целом, так и по разным уровням напряжений:

  • - на высоком напряжении (110 кВ и более (ВН));
  • - на среднем первом напряжении (27,5-60 кВ (CHI));
  • - на среднем втором напряжении (1-20 кВ (СНП));
  • - на низком напряжении (0,4 кВ и ниже (НН)).

Технологические ПЭ можно определить только расчетным путем, исходя из известных законов физики и метрологических характеристик приборов учета электроэнергии.

Технологические потери электроэнергии в электрических сетях, возникающие при ее передаче по электрическим сетям, состоят из потерь, не зависящих от величины передаваемой мощности (нагрузки) - условно-постоянных потерь, и потерь, объем которых зависит от величины передаваемой мощности (нагрузки) - нагрузочных (переменных) потерь.

Для того, чтобы осуществить мониторинг уровня ПЭ согласно уравнению (4.1) необходим мониторинг значений отпущенной и потребленной энергий Wo и Wn, а для организации мониторинга структурной детализации потерь, согласно уравнению (4.2) - необходимо осуществлять мониторинг параметров режима электрической сети, определяющих значение ТПЭ dWm.

В качестве инструментальной базы обеспечения мониторинга ПЭ могут быть использованы автоматизированные информационно-измерительные системы диспетчерского управления (АСДУ). В настоящее время системы АСДУ внедряются на энергетических предприятиях, в распределительных сетевых компаниях (РСК) и энергосбытовых компаниях. В качестве мониторинга учета электроэнергии внедряются и автоматизированные информационно-измерительные системы контроля и учета электроэнергии (АИИС КУЭ). Эти системы позволяют контролировать отпуск и потребление электроэнергии, обеспечивают точное значение потерь электроэнергии в сетях и трансформаторах, а также исключают возможность несанкционированного отбора электроэнергии.

Необходимым условием создания таких систем является разработка программных средств, обеспечивающих интеграцию информации АСДУ и АИИС КУЭ и выполнение расчетов фактических ПЭ и их составляющих - технических и коммерческих потерь - для отдельных фрагментов электрических сетей.

Современные системы построены на современном приборном оборудовании и рассмотрены в главе 5 настоящего пособия.

Потери электроэнергии в сетях считаются основными показателями эффективности и экономичности их работы. Это своего рода индикатор энергосберегающей деятельности предприятий. Большое количество потерь электроэнергии в сетях показывает на то, что в этой сфере существуют определенные проблемы. Решение этих проблем - первостепенная задача, поскольку потери энергии в сетях влияют на процентное соотношение издержек в конечной стоимости продуктов. Цена продукции могла бы быть намного ниже для обычных потребителей, если бы свелись к минимуму потери электроэнергии в сетях.

По оценкам международных аналитиков, считается допустимой потеря электроэнергии на уровне 4-5 %. При таких показателях деятельность предприятия является энергоэффективной и экономически выгодной. Максимальные потери электроэнергии в сетях из-за природы их возникновения могут достигать 10 %.

Разделение потерь на составляющие может быть произведено по разным критериям: характеру потерь (постоянные, переменные), классам напряжения, группам элементов, производственным подразделениям и т. п.

С целью анализа и нормирования потерь согласно [7], предлагается использовать укрупненную структуру потерь электроэнергии, в которой потери разделены на составляющие исходя из их физической природы и специфики методов их расчета.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >