Удосконалення методів розрахунку втрат електроенергії у розподільних електричних мережах 0,4 кв

1.

Міністерство освіти і науки України
Вінницький національний аграрний університет
Інженерно-технологічний факультет
УДОСКОНАЛЕННЯ МЕТОДІВ РОЗРАХУНКУ ВТРАТ
ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ У РОЗПОДІЛЬНИХ
ЕЛЕКТРИЧНИХ МЕРЕЖАХ 0,4 КВ
Виконав студент групи ЕІ-19
Кострицький Дмитро Ігорович
Керівник д.т.н., професор
Возняк Олександр Миколайович
1

2.

ВСТУП
Задача зниження рівня втрат електроенергії є важливою складовою частиною більш загальної задачі
зменшення енергоспоживання і ефективного використання енергетичних ресурсів на основі оптимізації балансів
споживання і вироблення електричної енергії.
Існуючі на сьогоднішній день методи аналізу балансів в основномубазуються на методі експертних оцінок,
так як для цього використовується тільки невелика частина достовірної інформації – споживання енергосистеми в
цілому, вироблення енергії електростанціями і потоки енергії по «зовнішнім» перетокам. З початком
реформування енергетики України (з середини 90-х років) створилися самостійні суб’єкти хазяйнування. Вони в
теперішній час експлуатують об’єкти енергетики, які були спроектовані і побудовані без урахування технічних
вимог стосовно роботи систем обліку електроенергії в умовах функціонування енергоринку.
В даній роботі розглядаються методи та алгоритми визначення втрат електроенергії в ЕМ 0,38 кВ, у тому
числі, з використанням інформаційних засобів АСКОЕ. Метою вказаних розрахунків бачиться всебічний аналіз
втрат електроенергії в ЕМ та розробка на цих засадах технічних та організаційних заходів з керування ними.
2

3.

СТРУКТУРА ВТРАТ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ У РОЗПОДІЛЬНИХ МЕРЕЖАХ
Для електричних мереж 0,4 кВ найбільш складною проблемою є визначення та локалізація
осередків комерційних втрат електроенергії з метою планування та реалізації організаційних
заходів з їх зменшення.
3

4.

ВИДИ РОЗРАХУНКІВ ВТРАТ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ
У РОЗПОДІЛЬНИХ ЕЛЕКТРИЧНИХ МЕРЕЖАХ
Розрахунки втрат електроенергії поділяють на три види: ретроспективні,
оперативні і перспективні.
Ретроспективні розрахунки (визначення втрат електроенергії за минулі
інтервали часу) виконують для:
1. визначення структури втрат електроенергії по групах елементів електричної
мережі;
2. оцінки комерційних втрат електроенергії;
3. виявлення елементів (груп елементів) з підвищеними втратами електроенергії і
розробки заходів щодо їхнього зниження;
4. визначення фактичної ефективності впроваджених заходів щодо зниження втрат
електроенергії;
5. визначення техніко-економічних показників енергосистеми;
6. проведення фінансових розрахунків зі споживачами за втрати електроенергії в
лініях і трансформаторах, невраховувані лічильниками електроенергії.
4

5.

ВИЗНАЧЕННЯ ВТРАТ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ В ЕЛЕКТРИЧНИХ
МЕРЕЖАХ 0,4 КВ ЗАСОБАМИ АСКОЕ ТА АНАЛІЗ ВІРОГІДНОСТІ РЕЗУЛЬТАТІВ
Наявне інформаційне забезпечення задачі
Наявні якісні
характеристики схем ЕМ,
величини та характеру
електроспоживання, а
також кількісні
характеристики параметрів
пасивних елементів
Наявна повна інформація
про поопорні схеми ЕМ.
Інформація про характер
розподілу та величину
електроспоживання
уточнюється періодично
контрольними заходами
Наявна повна інформація
про поопорні схеми ЕМ.
Інформація про характер
розподілу та величину
електроспоживання
уточнюється постійно
Визначення технологічних втрат електроенергії в ЕМ 0.38 кВ
Визначення еквівалентного
опору ЕМ 0.38 кВ за
наявною інформацією
Визначення втрат
електроенергії за методом
еквівалентного опору
Визначення еквівалентного
опору ЕМ 0.38 кВ
за результатами поелементного визначення втрат
електроенергії у контрольованому звітному періоді
Визначення втрат
електроенергії за методом
еквівалентного опору
Формування пофазної
розрахункової схеми ЕМ
0.38 кВ
Визначення середніх
навантажень споживачів за
період розрахунку
Визначення втрат
електроенергії за методом
поелементних розрахунків
5

6.

ФОРМУВАННЯ РОЗРАХУНКОВОЇ СХЕМИ ЕМ 0,38 КВ
Формування пофазної розрахункової
схеми ЕМ 0,38 кВ має здійснюватися у
такій послідовності. На етапі підготовки
та впровадження АСКОЕ необхідно
всебічно
проаналізувати
склад
основного обладнання, поопорні схеми
та стан електричних мереж 0,38 кВ і на
цій підставі сформувати відповідні бази
даних. Підготовка вказаної інформації
має бути виконана особливо ретельно,
оскільки вона є джерелом для
формування розрахункової схеми ЕМ
протягом функціонування АСКОЕ і,
таким чином, її недосконалість може
вносити систематичну похибку у
результати аналізу та структурування
втрат електричної енергії.
Етапи формування
розрахункової схеми ЕМ
Можливі джерела
інформації
Стадія підготовки та впровадження АСКОЕ
Формування баз даних
основного обладнання ЕМ
(ЛЕП, комут. апаратів тощо)
Формування повної
поопорної схеми ЕМ 0,38 кВ
Формування повних
пофазних схем ЕМ 0,38 кВ
Довідкові матеріали
Паспорти на обладнання
Результати випробувань
Диспетчерські та інші
схеми ЕМ
Абонентські бази даних:
Результати прив’язки
абонентів до поопорної
схеми
Стадія експлуатації АСКОЕ
Бази даних АСКОЕ:
Формування уточненої
Підключення-відключення
розрахункової схеми ЕМ
споживачів, стан комута0,38 кВ
ційних апаратів
Визначення середніх навантажень споживачів за звітний період
Абонентські бази даних:
Інформація про електроспоживання за звітний
період
6

7.

ПОСЛІДОВНІСТЬ ВИЗНАЧЕННЯ ВТРАТ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ В ЕМ 0,38 КВ
Визначення коефіцієнту
форми
еквівалентного
графіка
навантаження
споживачів електроенергії,
що отримують живлення
від
і-ої
лінії
електропередачі є окремою
і
достатньо
складною
задачею.
На
сьогодні
відомий цілий ряд методів її
розв’язання на базі типових
графіків навантаження
Запит від АСКОЕ на визначення
технологічних втрат в ЕМ 0,38 кВ
Формування пасивної частини
розрахункової схеми ЕМ
Доповнення схеми ЕМ середніми
потужностями споживання
Визначення втрат потужності в
елементах ЕМ
Визначення kф2 та втрат електроенергії в елементах ЕМ
Коригування середніх потужностей споживачів ЕМ
і = A, B, C
Ні
Розрахунок режиму середніх навантажень для і-ої фази ЕМ
Визначення струмів, що протікають у нейтралі ЛЕП ЕМ
Точність ky
досягнено?
Так
Доповнення баз даних АСКОЕ
інформацією про втрати електроенергії в ЕМ 0,38 кВ
Очікування запиту
7

8.

РЕАЛІЗАЦІЯ ВИЗНАЧЕННЯ ЕКВІВАЛЕНТНОГО ОПОРУ
ЕМ 0,38 КВ В ПРОГРАМНОМУ КОМПЛЕКСІ "ВТРАТИ"
Для визначення та введення еквівалентного опору мережі 0,4 кВ, що живиться від трансформаторної підстанції
10(6)/0,4 кВ використовується діалогове вікно, подане на рисунку. Визначення Rек виконується за алгоритмом, що
описаний вище.
Діалогове вікно “Визначення еквівалентного
Діалогове вікно “Визначення еквівалентного
опору 0,4 кВ”, вкладка “Загальна інформація”
опору 0,4 кВ”, вкладка “Магістралі”
8

9.

ВВЕДЕННЯ ТА РЕДАГУВАННЯ ІНФОРМАЦІЇ ПРО ВІТКИ МЕРЕЖІ 0,4 КВ
У полі “Тип” задається тип вітки: 1 – лінія; 2 – комутаційний апарат.
У полі “Марка/Назва” вибирається марка проводу (якщо тип вітки 1), або назва комутаційного апарату
(якщо тип вітки 2). Для вибору марки проводу необхідно натиснути клавішу Enter у вказаному полі. На
екрані з'явиться вікно з переліком марок проводів. За допомогою клавіш необхідно вибрати марку
проводу і натиснути клавішу Enter, або кнопку ОК. Вибрана марка проводу з'явиться у полі “Марка/Назва”.
Введення назви комутаційного апарату здійснюється вручну з клавіатури.
Вікно редагування схеми мережі 0,4 кВ
Загальні результати визначення втрат
електроенергії в ЕМ 0,38 кВ
9

10.

ПОРІВНЯННЯ МЕТОДІВ РОЗРАХУНКУ ВТРАТ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ В ЕМ 0,38 КВ
Залежність втрат від
відпуску електроенергії (Кн = 1)
Відпуск Wв,
кВт´год
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
DW за поел.
розрахунком,
кВт´год
DW за екв.
опором,
кВт´год
Різниця
результатів,
кВт´год
Різниця
результатів, %
656,99
783,13
844,64
936,14
1275,44
1321,38
1365,2
1395,4
1447,1
1471,19
642,71
765,77
825,56
914,76
1240,86
1285,92
1326,6
1354
1400,4
1419,91
14,28
17,36
19,08
21,38
34,58
35,46
38,6
41,4
46,7
51,28
2,2
2,2
2,3
2,3
2,7
2,7
2,8
3,0
3,2
3,5
18131
20583
24165
25917
31940
33709
34505
35038
35929
39319
З
аналізу
результатів
розрахунків
видно,
1500
1400
1300
1200
1100
dW поел. розр.
1000
dW за Rек
900
800
700
600
15000
20000
25000
30000
35000
40000
Відпуск електроенергії, кВт*год
Залежність відхилення результатів визначення втрат за
різними методами від відпуску електроенергії (Кн = 1)
що
розбіжність результатів розрахунків практично не залежить
від відпуску електроенергії в ЕМ 0,38 кВ, тобто метод
еквівалентних опорів достатньо точно відображає реальні
процеси , що викликають втрати електроенергії в ЕМ.
1600
Відхилення результатів розрахунків,
%
№
п/п
Втрати електроенергії, кВт*год
Результати співставлення методів визначення втрат в
ЕМ 0,38 кВ (Коефіцієнт несиметрії Кн = 1)
3,6
3,4
3,2
3,0
2,8
2,6
2,4
Відхилення, %
2,2
2,0
15000
20000
25000
30000
Відпуск електроенергії, кВт*год
35000
40000
10

11.

ВИСНОВКИ
1. Методи визначення еквівалентного опору Rек базуються на певних припущеннях, але загалом
вказана методика дає достатньо точні результати, за умови, що виконуються експлуатаційні вимоги щодо
завантаження ліній ЕМ, рівномірності розподілу навантаження по фазах тощо.
2. Запровадження та широкі можливості сучасних засобів АСКОЕ дозволяють успішно вирішувати
проблеми інформаційного забезпечення задачі визначення та аналізу втрат електроенергії в розподільних
електричних мережах 0,38 кВ. Включення задачі визначення технологічних втрат електроенергії в ЕМ 0,38
кВ до переліку задач АСКОЕ робить баланс електроенергії в електричній мережі більш точним і прозорим.
3. Використання методу поелементних розрахунків у поєднанні з інформаційними можливостями
АСКОЕ дозволяє враховувати динаміку зміни конфігурації та параметрів електричної мережі 0,38 кВ в її
розрахунковій схемі на звітному проміжку часу, отже дозволяє оцінити вплив зміни експлуатаційних умов,
в тому числі обмеження електроспоживання, на значення втрат електроенергії в ЕМ.
4. На прикладах реальних ЕМ 0,38 кВ показано, що визначення втрат електроенергії за допомогою
методу поелементних розрахунків та методу еквівалентних опорів є достатньо адекватним. Для
електричних мереж, що відповідають вимогами нормативних документів результати даних методів
практично не відрізняються.
5. Похибка застосування методу еквівалентних опорів у описаній модифікації істотно залежить від
міри несиметричності навантаження ЕМ 0,38 кВ, отже він може застосовуватися лише у випадку
виконання персоналом ЕМ вимог щодо симетрування однофазного навантаження.
11

12.

ДОПОВІДЬ ЗАКІНЧЕНО.
ДЯКУЮ ЗА УВАГУ!!!
12