Потери электроэнергии при передаче: Учёт и снижение потерь при передаче электроэнергии

Содержание

Потери электроэнергии и способы борьбы с ними

Библиографическое описание:

Шойимова, С. П. Потери электроэнергии и способы борьбы с ними / С. П. Шойимова. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2015. — № 23 (103). — С. 278-280. — URL: https://moluch.ru/archive/103/23801/ (дата обращения: 23.12.2022).

В статье представлены основные проблемы электроэнергетики, такие как потери электрической энергии. Проведён анализ источников потерь в электрических сетях.

Ключевые слова: электроэнергия, электрическая сеть, источники энергии, нагрузки сети, мощность энергии.

Электрическая энергия является единственным видом продукции, для перемещения которого от мест производства до мест потребления не используются другие ресурсы. Для этого расходуется часть самой передаваемой электроэнергии, поэтому ее потери неизбежны, задача состоит в определении их экономически обоснованного уровня. Снижение потерь электроэнергии в электрических сетях до этого уровня одно из важных направлений энергосбережения [1]. Рост потерь энергии в электрических сетях определен действием вполне объективных закономерностей в развитии всей энергетики в целом. Основными из них являются: тенденция к концентрации производства электроэнергии на крупных электростанциях; непрерывный рост нагрузок электрических сетей, связанный с естественным ростом нагрузок потребителей и отставанием темпов прироста пропускной способности сети от темпов прироста потребления электроэнергии и генерирующих мощностей. Потери электроэнергии в электрических сетях являются экономическим показателем состояния сетей. По мнению международных экспертов, в области энергетики относительные потери электроэнергии при ее передаче в электрических сетях не должны превышать 4 %. Потери электроэнергии на уровне 10 % можно считать максимально допустимыми [2]. На основании уровня потерь электроэнергии можно сделать выводы о необходимости и объеме внедрения энергосберегающих мероприятий. Фактические потери определяют как разность электроэнергии, поступившей в сеть отпущенной из сети потребителям, их можно разделить на три составляющие: 1) технические потери электроэнергии, обусловленные физическими процессами в проводах и электрооборудовании, происходящими при передаче электроэнергии по электрическим сетям, включают в себя расход электроэнергии на собственные нужды подстанций; 2) потери электроэнергии, обусловленные погрешностью системы учета, как правило, представляют недоучет электроэнергии, обусловленный техническими характеристиками и режимами работы приборов учета электроэнергии на объекте; 3) коммерческие потери, обусловленные несанкционированным отбором мощности электроэнергии, несоответствием оплаты за электроэнергию бытовыми потребителями показаниям счетчиков и другими причинами в сфере организации контроля за потреблением энергии. Коммерческие потери не имеют самостоятельного математического описания и, как следствие, не могут быть рассчитаны автономно. Их значение определяют как разницу между фактическими потерями и суммой первых двух составляющих, представляющих собой технологические потери. Потери электроэнергии в сетях определяются тремя основными факторами [1]: 1. За счёт погрешности измерений фактически отпущенной в сеть энергии и полезно отпущенной электроэнергии для потребителей. 2. За счёт занижения полезного отпуска в результате технических потерь. 3. За счёт неучтённых подключений потребителей (в частности, хищений электроэнергии). Высокие потери электроэнергии в сетях, как правило, говорят либо о каких-либо накапливающихся проблемах сетей электропередачи, либо о неэффективной работе оборудования. По сути, любые потери электроэнергии в сетях, выходящие за рамки некой минимальной планки — это сигнал для специалиста, означающий, что требуется реконструировать или же технически переоснащать имеющийся комплекс. Если уровень потерь электроэнергии слишком высок, это говорит об очевидных проблемах, связанных со следующими вопросами: 1. Медленное развитие электросети; 2. Устаревшее техническое оборудование; 3. Несовершенство методов управления сетью; 4. Несовершенство методов учета электроэнергии; 5. Неэффективность процесса сбора платы за поставляемую электроэнергию. Разумеется, в идеальном состоянии потери электроэнергии в сетях должны полностью отсутствовать, однако всегда существуют невосполнимые технические потери (из-за физических процессов передачи электроэнергии, её трансформации и распределения), определяемые расчётом с некоторой погрешностью [2]. В случае, если погрешность высока, как правило, такая сеть малоэффективна, так как вызывает высокие коммерческие потери.

Способы борьбы с потерями: Первый способ основан на снижении сопротивления нулевого провода. Как известно ток течет по двум проводам: нулевому и фазному. Если увеличение сечения фазного провода достаточно затратное (стоимость меди или алюминия плюс работы по демонтажу и монтажу), то сопротивление нулевого провода можно уменьшить достаточно просто и очень дешево. Этот способ использовался с момента прокладки первых линий электропередач, но в настоящее время часто не используется. Заключается он в повторном заземлении нулевого провода на каждом столбе электролинии или (и) на каждой нагрузке. В этом случае параллельно сопротивлению нулевого провода подключается сопротивление земли между нулем трансформатора подстанции и нулем потребителя. Второй простейший способ тоже основан на снижении сопротивления. Только в этом случае необходимо проверять оба провода ноль и фазу. В процессе эксплуатации воздушных линий из-за обрыва проводов образуется места локального повышения сопротивления — скрутки, сростки и т. д. В процессе работы в этих местах происходит локальный разогрев и дальнейшая деградация провода, грозящая разрывом. Такие места видны ночью из-за искрения и свечения. Необходимо периодически визуально проверять электролинию и заменять особо плохие ее отрезки или линию целиком. Для ремонта лучше всего применить самонесущие алюминиевые изолированные кабели СИП. Они называются самонесущими, т. к. не требуют стального троса для подвески и не рвутся под тяжестью снега и льда. Такие кабели долговечны, есть специальные аксессуары для легкого и удобного крепления их к столбам и зданиям. Третьим способом является замена отслужившей воздушной линии на новую. 4. Способ основан на применении специальных стабилизаторов напряжения на входе в дом или другой объект. Такие стабилизаторы бывают как однофазного, так и трехфазного типа. Они увеличивают cos φ и обеспечивают стабилизацию напряжения на выходе в пределах ±5 %, при изменении напряжения на входе ±30 %. Их мощностной ряд может быть от сотен Вт до сотен кВт [1]. 5. Способ компенсации потерь электроэнергии. Это способ использования устройств компенсации реактивной мощности. Если нагрузка индуктивная, например, различные электромоторы, то это конденсаторы, если емкостная, то это специальные индуктивности Самым эффективным решением является вынос электросчетчика из здания и установка его на опоре линии электропередачи в специальном герметичном боксе. В этом же боксе устанавливаются вводный автомат с пожарным УЗО и разрядники защиты от перенапряжений. Этот способ снижения потерь за счет использования трехфазного подключения. При таком подключении снижаются токи по каждой фазе, а, следовательно, потери в линии и можно равномерно распределить нагрузку.

Литература:

Артемьев А. В., Савченко О. В. Расчет, анализ и нормирование потерь электроэнергии в электрических сетях: Руководство для практических расчетов. — М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2004. — С. 280.: ил.

Железко Ю. С. Потери электроэнергии. Реактивная мощность. Качество электроэнергии: Руководство для практических расчетов. — М.: ЭНАС, 2009. — С. 456.

Основные термины (генерируются автоматически): нулевой провод, потеря электроэнергии, сеть, потеря, снижение сопротивления, электрическая энергия.

Ключевые слова

источники энергии,

электроэнергия,

мощность энергии,

электрическая сеть,

нагрузки сети,

мощность энергии.

электроэнергия, электрическая сеть, источники энергии, нагрузки сети, мощность энергии.

Потери электроэнергии или расход на передачу?

Перемещение любых материальных предметов из одного места в другое требует затрат энергоносителей. При их перемещении с помощью автотранспорта расходуется бензин или другие углеводороды, с помощью электродвигателей — электроэнергия и т. п. Электрическая же энергия является единственным видом продукции, которая для своего перемещения на сотни километров от электрических станций к потребителям расходует часть самой себя, не требуя для этого других ресурсов.

Для понимания уникальности процесса транспортировки электроэнергии целесообразно сравнить его с процессом транспортировки тепловой энергии. Часть тепловой энергии в процессе транспортировки так же теряется — уходит через тепловую изоляцию труб (изоляция не может быть идеальной). Эти потери являются технологическими (неизбежными), они не могут быть устранены полностью, хотя могут быть уменьшены улучшением изоляции труб, в том числе и с помощью их замены на трубы из более совершенных материалов, что требует больших капиталовложений. Вместе с тем такие потери не совершают полезной работы по транспортировке самой тепловой энергии по трубам: ее транспортировка осуществляется за счет расхода другой энергии (электрической), потребляемой двигателями насосных станций. Иногда трубы разрушаются, и горячая вода хлещет наружу. К этой части потерь термин «потери» применим в полной мере.

Потери при транспортировке электроэнергии имеют совсем другие свойства. Технологические (неизбежные) потери электроэнергии совершают полезную работу. А ситуаций, когда электроэнергия «хлещет наружу» из проводов, физически не может быть.

При перемещении предметов с помощью автотранспорта никто не говорит: «Потери бензина составили 15 л», говорят: «Расход бензина составил 15 л». Расход же электроэнергии на проведение в такой же степени полезной работы, как и в случае с автотранспортом, традиционно называют потерями электроэнергии. Этот термин в среде неспециалистов вызывает представление о плохо организованном процессе транспортировки электроэнергии, ассоциируясь с потерями при перевозке зерна, угля и проч.

Все эти обстоятельства приводят, на первый взгляд, к выводу о целесообразности использования термина «расход электроэнергии на ее передачу по электрическим сетям» или, как это сейчас используется в некоторых формах отчетности, «технологический расход электроэнергии». Однако эти термины также не вполне описывают суть явления.

Фактические (отчетные) потери электроэнергии определяют как разность электроэнергии, поступившей в сеть, и электроэнергии, отпущенной из сети потребителям. Эти потери включают в себя составляющие различной природы: потери в элементах сети, имеющие чисто физический характер, расход электроэнергии на работу оборудования, установленного на подстанциях и обеспечивающего передачу электроэнергии, погрешности фиксации электроэнергии приборами ее учета и, наконец, хищения электроэнергии путем воздействия на счетчики, неуплату или неполную оплату показаний счетчиков и т. п. Применение ко всем этим составляющим, особенно к последней, термина «расход» представляется не вполне адекватным.

С позиций логики к технологическому расходу можно бесспорно отнести технические потери в элементах сети и расход электроэнергии на собственные нужды (СН) подстанций. Эти процессы сопровождаются физическим расходом энергии. Физическим расходом энергии являются и ее хищения, однако эту составляющую потерь нельзя отнести к технологическому расходу, так как хищения электроэнергии не являются особенностями технологического процесса передачи электроэнергии.

Система учета электроэнергии состоит из измерительных трансформаторов тока (ТТ), напряжения (ТН) и собственно приборов учета. Эти устройства не могут быть идеальными и, как будет показано в дальнейшем, отрицательные погрешности измерительных устройств, приводящие к недоучету электроэнергии, являются объективным, физически объяснимым их свойством. И хотя погрешности приборов физически не изменяют количество энергии, а лишь неточно отражают его, они являются элементами технологического процесса. Поэтому недоучет электроэнергии, обусловленный погрешностями устройств системы учета, также относится к технологическим потерям.

Вместе с тем технологический расход может быть нерационально большим. При этом к его нерациональной части применение термина «потери» имеет определенную логику.

При расчете режимов электрических сетей термин «потери электроэнергии» применяется в связке с другими аналогичными терминами, например, «потери мощности», «потери напряжения». Чтобы быть до конца последовательными, необходимо говорить «технологический расход напряжения», что выглядит уже несколько абсурдным. С другой стороны, «расход электроэнергии на СН подстанций» трудно назвать «потерями электроэнергии на СН подстанций», хотя этот расход является частью отчетных потерь.

Широко распространенные обозначения упомянутых величин ΔU, ΔР и ΔW ассоциируются с потерями, а не с расходом. В зарубежной технической литературе на всех основных языках для рассматриваемой величины используется термин, соответствующий русскому термину «потери»: energy losses (англ), pertes en eneigie (франц. ) и т. п.

Представляется, что, взвесив все за и против, целесообразнее все-таки использовать традиционный термин «потери», терпеливо объясняя неспециалистам, что без потерь передать электроэнергию нельзя — это часть электроэнергии, совершающая полезную работу по транспортировке другой, основной ее части от мест производства до мест потребления.

Факторы потерь при передаче | АЭМС

Когда вы транспортируете электричество по сети столбов и проводов, часть его теряется в виде тепла. Коэффициенты потерь при передаче рассчитываются Оператором энергетического рынка Австралии (AEMO) для отражения этих потерь электроэнергии.

Генераторы, расположенные в конце линии со слабой передачей, будут зарабатывать меньше. Факторы потерь при передаче помогают показать новым производителям, какие местоположения, вероятно, будут наиболее прибыльными. Таким образом, коэффициенты потерь при передаче обеспечивают важный сигнал о наилучшем месте для размещения новых генерирующих активов, чтобы минимизировать затраты для потребителей.

Энергетическая система Австралии реструктурируется, поскольку угольные генераторы уходят, а новые ветряные и солнечные генераторы подключаются по всей сети. Генераторы получают разные сигналы о том, сколько их энергии будет потеряно при транспортировке по мере изменения типа и местоположения электростанций.

Количество потерянной мощности зависит от:

удаленности генератора от потребителей — тем больше теряется мощность, чем дальше он перемещается
напряжение и сопротивление линий электропередачи — «качество» линии
сколько мощности проходит по линии — более сильно нагруженная линия означает больше тепла и больше потерь.

Коэффициенты потерь при передаче рассчитываются AEMO каждый год. Модели и методология для этих расчетов выполняются AEMO в соответствии с Национальными правилами электроэнергетики и в консультации с заинтересованными сторонами.

Почему важны коэффициенты потерь при передаче?

Физические потери являются неизбежным следствием транспортировки электроэнергии. Коэффициенты потерь при передаче отражают эти физические потери, поэтому истинная стоимость транспортировки электроэнергии очевидна для инвесторов в новые генераторы. Например, они позволяют производителю учитывать стоимость физических потерь при рассмотрении вопроса о том, следует ли подключаться к концу длинной слабой линии вдали от потребителей.

Недавний опыт работы с факторами потерь

Коэффициенты потерь всегда менялись из года в год – в зависимости от того, какие генераторы работают и насколько меняется нагрузка, а также от того, где строятся новые генераторы и закрываются другие генераторы.

Что меняется, так это предсказуемость этих факторов потерь.

За последние несколько лет на периферии системы было подключено больше генераторов, поэтому электричество должно проходить дальше, а сети работают при более низком напряжении. Это особенно характерно для северо-запада Виктории, северного Квинсленда и юго-запада Нового Южного Уэльса. Эти соединения часто находятся в более слабых частях системы с более низким напряжением, что усугубляет электрические потери.

В настоящее время существует беспрецедентное количество генераторов, желающих подключиться к энергосистеме. И все больше генераторов подключаются в местах, где уже подключено много других генераторов, поэтому некоторые линии становятся сильно загруженными, что увеличивает электрические потери.

Что делается в отношении факторов потерь?

При быстром присоединении к системе новых производителей как никогда важно, чтобы инвесторы в генерирующие активы имели доступ к актуальной информации о новых генерирующих проектах и доступ к ключевой технической информации, такой как данные сетевого моделирования. В октябре 2019 г.AEMC ввела новое правило, чтобы предоставить разработчикам более полную информацию о том, какие проекты нового поколения находятся в стадии разработки, чтобы помочь обосновать их инвестиционные решения.

Кроме того, AEMO предпринимает шаги по совершенствованию методологии и информации о факторах потерь, включая более частую публикацию прогнозируемых значений предельных факторов потерь и консультации с заинтересованными сторонами для уточнения аспектов методологии.

Основной задачей является улучшение координации инвестиций в производство и передачу на национальном рынке электроэнергии. Предлагаемые AEMC реформы COGATI направлены на создание необходимого количества новой инфраструктуры передачи в нужном месте в нужное время с наименьшими затратами для потребителей. Предлагается, чтобы реформы легли в основу работы Совета по энергетической безопасности по проектированию рынка до 2025 года и будут действовать в сочетании с Планом интегрированной системы AEMO, в котором определены необходимые инвестиции в передачу.

Потери при передаче – Elexon BSC

Потери в системе передачи распределяются между участниками BSC с помощью множителей потерь при передаче (TLM). Коэффициенты потерь при передаче существуют для каждой зоны TLF (в соответствии с существующими группами точек энергоснабжения) для каждого сезона BSC, чтобы распределять потери при передаче на географической основе.

Как это относится к вам

По мере того, как энергия транспортируется от места производства к конечному потребителю, часть ее теряется. В соответствии с договоренностями BSC эти потери учитываются двумя способами:

Потери в системе передачи
Потери в распределительных сетях

Потери в системе передачи распределяются между сторонами BSC с помощью множителей потерь при передаче (TLM).

Потери в распределительных сетях распределяются с помощью коэффициентов потерь в линии (LLF)

Подробнее о потерях в распределительных сетях

Изменения в TLM

Согласно подзаконным актам и изменениям в лицензии CMA обязал ввести коэффициенты потерь при передаче для каждой зоны TLF.

Это было инициировано P350 и реализовано с 1 апреля 2018 года.

Посмотрите наш веб-семинар для получения дополнительной информации:

Доступ к оперативным данным

Служба отчетности механизма балансировки (BMRS) является основным каналом для предоставления оперативных данных, касающихся договоренности о балансировании и расчетах за электроэнергию в Великобритании.

https://www.bmreports.com/bmrs/?q=transmission/

Доступ к данным TLF

Данные доступны через портал Elexon, но мы создали специальную веб-страницу, чтобы выделить все соответствующие данные, график предстоящих данных и руководство по внедрению.

Просмотр основных данных TLF

Исторические данные

Исторические множители потерь передачи Исторические данные множителей потерь передачи можно загрузить с портала Elexon,

http://www.elexonportal.co.uk/historictlmdata

Предполагаемая корректировка потерь при передаче (ETLMO) Историческая оценочная корректировка потерь при передаче (ETLMO) — это ориентировочные параметры, установленные для целей отчетности Службы отчетности механизма балансировки (BMRS).

http://www.elexonportal.co.uk/etlm

Эти параметры представляют собой расчетные значения «Корректировки потерь при передаче» (TLMOj+) и «Корректировки потерь при передаче» (TLMOj-). ISG ежегодно пересматривает значения ETLMO от имени группы BSC.

Расчет TLM

В соответствии с соглашениями BSC TLM применяются к измеряемым объемам, не относящимся к Механизму балансировки межсоединений (BM), в качестве средства масштабирования для учета потерь в системе передачи.

Блокам Interconnector BM назначается TLM, равный 1, и они освобождаются от потерь при передаче.

Определение BSC

Потери при передаче в системе определяются в BSC как сумма измеряемого объема блока BM по всем блокам BM (с импортируемыми блоками BM, имеющими отрицательное значение измеряемого объема блока BM).

Формулы для расчета TLM изложены в разделе T BSC, параграф 2.3.1.

Существует только два значения TLM для расчетного периода, зоны и сезона BSC:

один для Единиц BM, принадлежащих Торговым единицам, которые продаются в Расчетный период
один для Единиц BM, принадлежащих Торговым единицам, поставка которых осуществляется в Расчетный период

Измеренный объем, скорректированный TLM, для каждой единицы BM описывается как «Кредитная энергия» единицы BM.

Потери электроэнергии при передаче: Учёт и снижение потерь при передаче электроэнергии

Потери электроэнергии и способы борьбы с ними

Ключевые слова

Похожие статьи

Анализ симметрии напряжения в распределительных…

Современное состояние проблемы расчёта и анализа

Окупаемость мероприятий направленных на уменьшение

Меры по

Исследования воздействия несимметрии напряжения на…

Алгоритм для расчета

Исследование коэффициента несимметрии напряжений по…

Технология повышения энергоэффективности

Компенсация реактивной мощности в районных