Анализ небалансов электроэнергии в распределительных сетях напряжением 10 кВ и критерии их оценки

Анализ небалансов электроэнергии в распределительных сетях напряжением 10 кВ и критерии их оценки

В настоящее время все более важным становится выявление участков электрических сетей с высокой долей коммерческих потерь, величина которых в отдельных районах может превышать 50% в структуре отчетных потерь. В связи с этим возникает актуальность задачи проведения анализа небалансов электроэнергии по элементам распределительной сети 0,4 и 10 кВ и выявления участков, где величина коммерческих потерь наиболее значима.

Баланс электроэнергии — система показателей, характеризующая соответствие потребления электроэнергии в энергосистеме, расхода ее на собственные нужды и потерь в электрических сетях величине выработки электроэнергии в энергосистеме с учетом перетоков мощности из других энергосистем [1].

Данное определение можно применить и к участку распределительной сети. Получим, что баланс электроэнергии на участке сети определяется соотношением:

Анализ небалансов электроэнергии в распределительных сетях напряжением 10 кВ и критерии их оценки 1
(1)

где

  • WПС — прием электроэнергии в сеть
  • ΔWП — суммарные расчетные потери
  • WПН — расход электроэнергии на производственные и хозяйственные нужды
  • WПО — полезный отпуск

Суммарные расчетные потери электроэнергии можно определить по формуле:

Анализ небалансов электроэнергии в распределительных сетях напряжением 10 кВ и критерии их оценки 2
(2)

где

  • ΔWТП — технические потери электроэнергии
  • ΔWПИ — потери, обусловленные нормативными инструментальными погрешностями измерения электроэнергии
  • ΔWКП — коммерческие потери.

Структура баланса электрической энергии (ЭЭ) распределительной сети представлена на рис. 1.

Из формул (1)-(2) коммерческие потери определяются следующим образом:

Анализ небалансов электроэнергии в распределительных сетях напряжением 10 кВ и критерии их оценки 3
(3)

В структуре коммерческих потерь выделяют несколько составляющих (рис. 1):

  • Потери обусловленные несвоевременностью оплаты электроэнергии бытовыми потребителями
  • Потери связанные со сверхнормативными инструментальными погрешностями измерения
  • Хищения электроэнергии
  • Потери, связанные с организацией контроля потребления энергии [2]
Анализ небалансов электроэнергии в распределительных сетях напряжением 10 кВ и критерии их оценки 4
Рис. 1 – Структура баланса электрической энергии

Проблема выполнения анализа небалансов по элементам сети заключается в необходимости обработки больших объемов данных, многофакторной зависимости и сложности расчета, особенно если они выполняются в объемах региональной электросетевой компании.

Для примера рассмотрим балансы электроэнергии в сети 10 кВ, выполненные на базе Топкинского района электрических сетей. В качестве исходных данных использовались месячные расходы электроэнергии по фидерам 10 кВ и трансформаторным подстанциям 10/0,4 кВ за 2008 год, определенные на основании показаний приборов учета. Величина небаланса (коммерческих потерь) определялась по формуле (3). Технологические потери (сумма технических потерь и потерь, обусловленных нормативными инструментальными погрешностями измерения электроэнергии) рассчитывались в программном комплексе РТП-3. Результаты расчета отображены на рис. 2.

Анализ небалансов электроэнергии в распределительных сетях напряжением 10 кВ и критерии их оценки 5
Рис. 2 – Величина небалансов по фидерам за 2008 год

Из графика (рис. 2) видно, что величина небаланса в абсолютном значении по фидеру изменяется в течение года неравномерно. В большинстве случаев в зимние месяцы происходит увеличение небаланса, а в летние — его уменьшение. Это обусловлено увеличением потребления электроэнергии и возрастанием количества случаев ее хищения в зимнее время. Также на графике проведено ранжирование фидеров по величине небаланса, что позволило выделить группу фидеров с значительным (более 100 тыс. кВт*ч) небалансом. Однако оценивать эффективность передачи электроэнергии по фидеру исключительно по величине небаланса не является аргументированным в связи с недостоверность информации.

Для решения задач анализа небалансов предлагаем метод сравнительной оценки эффективности работы фидера по следующим критериям:

  • Величина потерь электроэнергии в абсолютных единицах (ΔWП)
  • Величина потерь в относительных единицах (отношение потерь электроэнергии к поступлению в сеть) (ΔWП%)
  • Величина технических потерь (ΔWТП)
  • Коммерческие потери электрической энергии (ΔWКП)

Для определения фидеров с наиболее значимыми небалансами их необходимо проранжировать по каждому критерию (фидеру с наибольшим значением присваивается наименьший ранг) и рассчитать балл по каждому фидеру путем суммирования рангов, как показано в табл. 1.

Анализ небалансов электроэнергии в распределительных сетях напряжением 10 кВ и критерии их оценки 6
Таблица 1 – Сравнительная оценка фидеров по эффективности передачи электроэнергии

Из рис. 3 видно, что суммарный объем небаланса по 5 фидерам составляет порядка 44% от общей величины небаланса в сети 10 кВ, что подтверждает адекватность выбранных критериев и метода оценки фидеров по эффективности передаче электроэнергии.

Выводы:

  1. Применение метода сравнительной оценки позволяет оперативно обрабатывать большое количество данных по небалансам в распределительных сетях 0,4 и 10 кВ
  2. Использование критериев оценки позволит выявить участки распределительной сети с наименьшей эффективностью для проведения целенаправленного анализа и разработки мероприятий по снижению потерь.

Список литературы

  1. ГОСТ 21027-75 «Системы энергетические. Термины и определения»
  2. Железко Ю.С. Расчет, анализ и нормирование потерь электроэнергии в электрических сетях / Железко Ю.С., Артемьев А.В., Савченко О.В. — М., «Издательство НЦ ЭНАС», 2005

Источник: Анализ небалансов электроэнергии в распределительных сетях напряжением 10 кВ и критерии их оценки / Р.А. Храмцов, Р.Б. Наумкин // Вестник КузГТУ. — 2009. — №5. — C. 69-72

Добавить комментарий

Gekoms LLC

Коллектив экспертов большая часть опыта и знаний которых востребованы в области промышленной автоматизации, разработке технически сложного оборудования, программировании АСУТП, управлении электроприводом. Телефон: +7(812) 317-00-87 Email: info@gekoms.com Сайт: https://gekoms.org