Лекція 11. Енергозбереження та способи економії електроенергії
2. Технологічна витрата потужності і енергії в електричних мережах
2. Технологічна витрата потужності і енергії в електричних мережах
Технологічні витрати енергії (Тре) обумовлений активним опором лінії, обмоток трансформаторів, інших пристроїв електричної мережі і явищем корони в високовольтних лініях, а також витратою електроенергії на власні потреби станцій і підстанцій, тобто Тре - це технічні втрати плюс витрата власні потреби станцій і підстанцій [6].
Технічні втрати - це навантажувальні втрати плюс втрати холостого ходу, плюс втрати, зумовлені погодними умовами.
Під терміном «комерційні» втрати розуміється частина відпущеної електроенергії, що має значення безоблікового споживання через розкрадання електроенергії або через несплату за спожиту електроенергію.
Технологічні витрати енергії повинен враховуватися при:
- розробці оптимального режиму енергосистеми і схем з'єднання електромережі;
- прогнозуванні техніко-економічних показників роботи енергосистеми;
- розробці схем розвитку електричних мереж енергосистеми і перспективних режимів;
- визначенні ефективності заходів по його зниженню в електричних мережах;
- визначенні нормативів Тре;
- розрахунку ставки (тарифу), що враховує оплату втрат при її передачі по різних електричних мереж.
Рішення задачі розрахунку і зниження технологічних витрат і прямих втрат енергії складається з наступних етапів:
1) Розрахунки сталих режимів електричних мереж і визначення величин і структури технологічних витрат енергії за елементами мережі.
2) Аналіз отриманих результатів розрахунків і виявлення елементів з найбільшими технологічними витратами енергії.
3) Аналіз звітних даних і балансу електроенергії для виявлення частки комерційних втрат.
4) Оцінка обсягу інвестицій для реалізації заходів щодо зниження технологічних витрат енергії і прямих втрат на даний перспективний період.
Складові балансу електроенергії [6].
Баланси електроенергії складаються для оцінки роботи окремих ієрархічних рівнів управління енергосистеми - по електростанціям, підстанцій, по фідерах електричних мереж, з мережних філіям і з мережевої компанії за звітно-часові інтервали: рік, квартал і місяць.
Баланс електроенергії на кожному ієрархічному рівні включає складові [6]:
де WГ - величина електроенергії, вироблена генераторами власних станцій;
WПО - величина електроенергії, яка відпускається власним споживачам за виставленими фінансових документів (корисний відпуск електроенергії);
WСН - електроенергія, витрачена на власні потреби електростанцій, підстанцій;
WХН - електроенергія, витрачена на господарські потреби електростанцій, підстанцій;
WПН - величина електроенергії, витрачена на виробничі потреби енергосистеми;
Wп - величина електроенергії, яка надходить з інших енергосистем;
Wо - величина електроенергії, передана в суміжні енергосистеми;
DWОТЧ - величина звітних втрат електроенергії (технічні втрати + комерційні втрати).
Відпустка в мережу Wос - різниця між кількістю електроенергії Wп, що надійшла в енергосистему по лініях електропередачі від електростанцій, блок-станцій, суміжних енергосистем і кількістю електроенергії, переданої за межі енергосистеми [6]:
Корисний відпуск WПО - кількість електроенергії, відпущеної власними споживачами і врахованої розрахунковими приладами обліку, встановленими на кордонах розділу електромереж між енергопостачальною організацією та споживачами.
Витрата електроенергії на власні потреби підстанцій (WСН) - споживання електроенергії приймачами, що забезпечують умови функціонування електростанцій та підстанцій в технологічному процесі вироблення, перетворення і розподілу електричної енергії. Це витрата електроенергії на електродвигуни механізмів, освітлення та опалення головних споруд.
Витрата електроенергії на господарські потреби енергосистем (WХН) - споживання електроенергії допоміжними та непромисловими підрозділами, що знаходяться на балансі електричних станцій і підприємств електричних мереж, необхідне для обслуговування основного виробництва теплової та електричної енергії на електростанціях, а також передачі і розподілу енергії. У номенклатуру господарських потреб енергосистем входить витрата електроенергії в електромережах на наступні об'єкти та види робіт: ремонтні, механічні, монтажні, налагоджувальні, масляні господарства, бази механізації, склади обладнання і матеріалів, службові приміщення і т.д.
Витрата електроенергії на виробничі потреби енергосистем (Wпр) - споживання електроенергії районними котельнями і електробейлернимі установками як складаються на самостійному балансі, так і на балансі електростанцій, а також на перекачку води гідроакумулюючими і перекачувальними установками.
Фактичні (звітні) втрати електроенергії (DWОТЧ) - різниця між електроенергією, що надійшла в мережу, і електроенергією, відпущеної з мережі, яка визначається за даними системи обліку електроенергії.
Абсолютна величина звітних втрат:
Відносна величина звітних втрат визначається як відношення абсолютних Тре до електроенергії, відпущеної в електромережу:
Облік потоків і витрати електроенергії в енергосистемі.
Для кількісної оцінки і контролю виробленої і спожитої енергії необхідний строгий облік, який складається з двох взаємодоповнюючих операцій - реєстрації та передачі інформації.
Розрізняють розрахунковий (комерційний) і технічний (контрольний) облік, а також головний облік електроенергії.
Розрахунковий (комерційний) облік електроенергії - облік виробленої, а також відпущеної електроенергії - для грошового розрахунку за неї. Лічильники, що встановлюються для цієї мети, називаються розрахунковими лічильниками.
Розрахунковий (комерційний) облік використовується для регулювання фінансових взаємовідносин між енергосистемою і споживачами. Введено різні системи тарифів за електроенергію для розрахунків:
- з побутовими споживачами;
- з суспільно-комунальними споживачами;
- з промисловими і прирівняними до них споживачами.
Завдання електропостачальних підприємств виробляти або купувати необхідне споживачам кількість енергії. Їх робота полягає в управлінні цією енергією і її доставку кожного споживача.
Фінансові ресурси електропостачальних підприємств складаються:
- з відпуску електроенергії в распредсетей - споживачам (Wос);
- з енергії, виставленої до оплати (WОПЛ);
- від реальної оплати рахунків-фактур, тобто від кількості енергії (WРОПЛ), яка дійсно оплачена.
Технічний (контрольний) облік електроенергії - облік для контролю витрат електроенергії усередині електростанцій, підстанцій, підприємств на технологічні потреби, а також для визначення і аналізу втрат електроенергії в електричних мережах всіх класів напруги.
Приладовим урахуванням величина технологічних витрат енергії в підрозділі електричної мережі визначається як різниця даних про надходження і відпуск енергії власним споживачам і в суміжні електричні мережі. Це безпосередньо пов'язано з контролем потоків енергії на входах і виходах підприємств електричних мереж.
Головний облік - облік кількості електроенергії, що надійшла і переданої в електромережі інших енергосистем, ділянок РЕМ, фідерів підстанцій. Прилади головного обліку встановлюються на межах поділу належності та експлуатаційної відповідальності власників електромереж.
Для організації точок головного обліку відділення електричних мереж в розрізі РЕМ попередньо складається перелік встановленого обладнання. При цьому вказують: найменування підстанції, найменування осередку, де встановлений облік, вимірювальний комплекс, коефіцієнт трансформатора струму і тип лічильника.
Згідно з існуючими правилами, система обліку повинна забезпечувати визначення кількості електроенергії:
- виробленої генераторами електростанцій;
- спожитої на власні та господарські потреби електростанцій та підстанцій;
- спожитої на виробничі потреби енергосистем;
- відпущеної споживачам по лініях, що відходять від шин електростанцій безпосередньо споживачам;
- переданої в інші енергосистеми або від них;
- надійшла в електричні мережі різних класів напруги;
- відпущеної споживачам з електричних мереж;
- переданої по транзитним лініях;
- переданої на експорт.
При сучасних масштабах недооблік хоча б одного відсотка спожитої електроенергії призводить до збитків. Найбільш поширені на практиці порушення і несправності обліку: пошкодження лічильників, порушення схем з'єднання лічильників, перегорання запобіжників трансформаторів напруги, згоряння вторинних обмоток трансформаторів напруги.
Для регулювання рівня технологічних витрат енергії в електричних мережах важливим показником є напруга на шинах підстанцій. Якість електричної енергії має першорядне значення при розробці заходів щодо зниження технологічних витрат енергії. З цією метою енергоаудиторів необхідно оцінити основні показники якості електроенергії, досліджувати споживачі і джерела реактивної потужності, а також засоби і способи регулювання напруги.