автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Разработка методов повышения обоснованности и достоверности расчета и анализа фактических потерь и балансов электрической энергии в электрических сетях

кандидата технических наук
Туркина, Ольга Викторовна
город
Москва
год
2011
специальность ВАК РФ
05.14.02
цена
450 рублей
Диссертация по энергетике на тему «Разработка методов повышения обоснованности и достоверности расчета и анализа фактических потерь и балансов электрической энергии в электрических сетях»

Автореферат диссертации по теме "Разработка методов повышения обоснованности и достоверности расчета и анализа фактических потерь и балансов электрической энергии в электрических сетях"

Туркина Ольга Викторовна

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ ОБОСНОВАННОСТИ И ДОСТОВЕРНОСТИ РАСЧЕТА И АНАЛИЗА ФАКТИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ И БАЛАНСОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

СЕТЯХ

Специальность 05.14.02 - «Электростанции и электроэнергетические системы»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва, 2011 г.

2 4 033 2011

4854591

Работа выполнена в Открытом акционерном обществе «Научно-технический центр электроэнергетики», г. Москва

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Воротницкий Валерий Эдуардович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Лещинская Тамара Борисовна

кандидат технических наук, доцент Шелюг Станислав Николаевич

Ведущая организация: Открытое акционерное общество «Институт «Энергосетьпроект», г. Москва

Защита состоится «01» марта 2011 г. в 14 часов 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 512.002.01 при Открытом акционерном обществе «Научно-технический центр электроэнергетики» по адресу: 115201, Москва, Каширское шоссе, д. 22, корп. 3.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим направлять на имя ученого секретаря диссертационного совета Д 512.002.01 по адресу: 115201, Москва, Каширское шоссе, д. 22, корп. 3

С диссертационной работой можно ознакомиться в библиотеке и на сайте ОАО «НТЦ электроэнергетики»

Автореферат разослан « января 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Д 512.002.01, д.т.н.

Новиков Н.Л.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Балансы электрической энергии (мощности) являются основой для планирования и оптимизации режимов работы электростанций, запасов топлива, графиков ремонта оборудования, для расчета тарифов на услуги по передаче электрической энергии.

Под балансом электроэнергии (мощности) в электрической сети понимается равенство поступившей в электрическую сеть (субъекта оптового или розничного рынка) электрической энергии (мощности) и переданной потребителям электрической энергии (мощности) с учетом фактических потерь электрической энергии (мощности) на ее передачу и распределение и производственных нужд сетевой организации.

Размер фактических потерь электрической энергии в электрических сетях определяется как разница между объемом электрической энергии, поставленной в электрическую сеть из других сетей или от производителей электрической энергии, и объемом электрической энергии, потребленной энергоприни-мающими устройствами, присоединенными к этой сети, а также переданной в другие сетевые компании.

Фактические потери электроэнергии на ее передачу и распределение по электрическим сетям являются важнейшим показателем экономичности работы сетей, наглядным индикатором состояния системы учета электрической энергии, эффективности энергосбытовой деятельности и ее взаимодействия с электросетевой деятельностью.

В условиях реформирования электроэнергетики и ее разделения по технологии и видам бизнеса на многочисленные структурные подразделения - филиалы ОАО «СО ЕЭС» (РДУ, ОДУ) и ОАО «ФСК ЮС» (магистральные электросетевые компании, филиалы ФСК), региональные и межрегиональные распределительные сетевые компании (РСК, МРСК), генерирующие компании -территориальные (ТГК) и оптовые (ОГК), энергосбытовые компании (ЭСК) существенно усложнились задачи формирования структурных составляющих баланса электрической энергии и фактических потерь электроэнергии, поскольку эти составляющие «разошлись» по разным хозяйствующим и технологическим субъектам.

На сегодняшний день отсутствуют нормативные документы, регламентирующие порядок определения баланса электрической энергии в электрических сетях, а также порядок расчета его структурных составляющих, хотя требования к обоснованности и достоверности таких расчетов существенно возросли.

Важность и сложность решения перечисленных задач заключается в следующем. Сетевая компания обязана компенсировать (оплатить) фактические потери электрической энергии в своих сетях путем их покупки на оптовом (розничном) рынке электрической энергии. При расчете тарифа на оплату услуг по передаче электрической энергии по электрическим сетям сетевых компаний учитывается величина нормативных технологических потерь электрической энергии. В большинстве сетевых компаний фактические потери электрической

энергии превышают нормативные технологические потери. Соответственно, сетевая компания, оплачивая все фактические потери электрической энергии и получая при оплате услуг на передачу электрической энергии по сетям компенсацию в размере стоимости нормативных технологических потерь электрической энергии, терпит финансовые убытки из-за наличия «сверхнормативных» потерь электрической энергии. «Сверхнормативные» потери электрической энергии обусловлены погрешностями системы учета, неучтенным потреблением электрической энергии, низкой платежеспособностью потребителей, недостаточной мотивацией персонала к снижению потерь электрической энергии в сетях и многими другими причинами.

Основные направления диссертационной работы связаны с разработкой методик определения фактических потерь электрической энергии, методов расчета неучтенной потребленной электрической энергии, методов построения типовых профилей нагрузки для определения количества потребленной электрической энергии. Эти разработки позволят более подробно и обоснованно вычислить фактические потери электрической энергии в электрической сети, определить структуру сверхнормативных потерь электрической энергии, с большей эффективностью разработать программу по снижению потерь и уменьшению убытков сетевой компании по оплате сверхнормативных потерь.

Актуальность диссертационной работы подтверждается Федеральным законом Российской Федерации от 23 ноября 2009 г. № 261-ФЗ "Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации", Постановлением Правительства Российской Федерации от 27.12.2004 г. № 861 «Правила недискриминационного доступа к услугам по передаче электрической энергии и оказания этих услуг» (в редакции Постановления Правительства РФ от 21.03.2007 г. № 168) и Постановлением Правительства Российской Федерации от 31.08.2006 г. № 530 «О Правилах функционирования розничных рынков электрической энергии».

Цель работы

Целью диссертационной работы являются повышение обоснованности и достоверности расчетов баланса электрической энергии в электрических сетях различного уровня напряжения, структурных составляющих баланса, в том числе фактических потерь в условиях неполной информации о потребленной электрической энергии.

Для достижения указанной цели поставлены следующие основные задачи:

• проведение анализа динамики потерь электрической энергии в электрических сетях Российской Федерации и зарубежных стран;

• проведение анализа методов расчета фактических потерь электрической энергии и количества неучтенной потребленной электрической энергии в рыночных условиях;

• разработка методов определения фактических потерь электрической энергии для электрических сетей Единой национальной (общероссийской) электри-

ческой сети (далее - ЕНЭС) (220 кВ и выше) с учетом внутренних перетоков электрической энергии, а также для распределительных сетевых компаний (далее - РСК) (110-0,4 кВ);

• разработка методов расчета неучтенной потребленной электрической энергии с учетом имеющейся в условиях эксплуатации исходной информации;

• разработка методов расчета типовых профилей нагрузки и типовых объемов потребления с учетом имеющейся в условиях эксплуатации исходной информации;

• оценка суммарных потерь электрической энергии в электрических сетях Российской Федерации;

• оценка резервов снижения потерь электрической энергии в электрических сетях Российской Федерации;

• разработка методики анализа факторов, влияющих на уровень потерь электроэнергии и эффективность мероприятий по их снижению;

• оценка погрешностей расчета одной из составляющих фактических потерь электрической энергии в электрических сетях - переменных потерь электрической энергии в воздушных линиях из-за неучета влияния метеоусловий на активные сопротивления линий.

Методы исследования

При решении поставленных задач в работе использованы методы теории вероятностей и статистической обработки информации, структурно-балансовые методы расчета и анализа электрических сетей, классические методы теоретической электротехники. Научная новизна

Основные научные результаты, полученные в ходе выполнения диссертационной работы:

• результаты анализа потерь электрической энергии в электрических сетях Российской Федерации, в странах дальнего зарубежья и СНГ;

• методика определения фактических потерь электрической энергии для электрических сетей Единой национальной (общероссийской) электрической сети (220 кВ и выше);

• методика определения фактических потерь электрической энергии для распределительных сетевых компаний (0,4 - 1 ЮкВ);

• методы расчета неучтенной потребленной электрической энергии для сетевых компаний:

- по среднестатистическому потреблению электрической энергии;

- по типовому профилю нагрузки;

- по числу часов использования и величине мощности;

- в зависимости от ошибок и отклонений от норм в системе измерений электрической энергии;

- по установленной мощности электроприемников или договорному значению максимальной нагрузки, числу часов потребления электрической энергии;

• методы и алгоритмы построения типовых профилей нагрузки и типовых объемов потребления с учетом имеющейся в условиях эксплуатации исходной информации;

• методика анализа факторов, влияющих на уровень потерь электроэнергии и эффективность мероприятий по их снижению;

• методика и алгоритм расчета погрешности определения переменных потерь электрической энергии в воздушных линиях электропередачи из-за неучета влияния метеоусловий на активные сопротивления проводов.

Практическая ценность

Разработанные методы позволяют более обосновано и достоверно рассчитывать:

• фактические балансы и потери электрической энергии в ЕНЭС с учетом внутренних оборотов электрической энергии, как в целом по сети так и по уровням напряжения;

• фактические балансы и потери электрической энергии в электрических сетях РСК;

• количество потребленной электрической энергии при отсутствии приборов учета или при нарушении системы учета электрической энергии;

• переменные потери электрической энергии в воздушных линиях электропередачи.

Полученные с помощью разработанных методов и методик результаты расчетов позволили провести оценку резервов по снижению потерь электрической энергии и эффективности мероприятий по снижению потерь электрической энергии и впервые оценить резервы снижения потерь электрической энергии в электрических сетях Российской Федерации.

Реализация результатов работы

Методика определения неучтенной потребленной электрической энергии и методы расчета типовых профилей нагрузки включены в Правила коммерческого учета на розничных рынках электрической энергии (Приложение 10 к проекту документа «Основные положения функционирования розничных рынков электрической энергии»), разработанных во исполнение Постановления Правительства Российской Федерации от 31 августа 2006 г. №530 «Об утверждении Правил функционирования розничных рынков электрической энергии в переходный период реформирования электроэнергетики».

Методические указания по расчету и применению типовых профилей нагрузки для групп потребителей на основании данных автоматизированных информационно-измерительных систем коммерческого учета электрической энергии и мощности (АИИС КУЭ) и интервальных приборов учета электрической энергии разработаны в соответствии с Приказом ОАО «ФСК ЮС» № 245 от 03.08.07 г. Основные положения Методических указаний также включены в Правила коммерческого учета на розничных рынках электрической энергии.

Методические указания по формированию развернутого баланса электрической энергии по электрической сети распределительной сетевой компании с

разбивкой по диапазонам напряжения, внедрены во всех распределительных сетевых компаниях ОАО «Холдинг МРСК». Балансовые таблицы Методических указаний реализованы в «Инструкции об организации в Министерстве энергетики Российской Федерации работы по расчету и обоснованию нормативов технологических потерь электроэнергии при ее передаче по электрическим сетям», утвержденной приказом Минэнерго РФ № 326 от 30.12.2008 г. и зарегистрированной в Минюсте России № 13314 от 12.02.2009 г.

Апробация работы

Основные положения диссертации докладывались на 3-й, 4-ой, 5-ой, 6-ой международных научно-технических конференциях - выставках «Нормирование, анализ и снижение потерь электрической энергии в электрических сетях» (Москва, 2004, 2006, 2007, 2008), семинаре «Потери электрической энергии. Методы расчета. Мероприятия по снижению потерь» (Москва, 2005), 10-й научно-практической конференции - выставке «Метрология электрических измерений в электроэнергетике» (Москва, 2007), 4-ом и 5-ом специализированных научно-технических семинарах «Современные методы и программные средства анализа и планирования электропотребления, балансов мощности и электрической энергии» (Москва, 2006, 2007), 2-ом международной электроэнергетическом семинаре «Современные методы оценки технического состояния и способы повышения надежности электрических сетей и энергосистем» (Москва, 2006 г.), , 3-й научно-технической конференции «Разработки молодых специалистов в области электроэнергетики 2008», (Москва 2008), 3-й международной научно-технической конференции «Энергосистема: управление, конкуренция, образование» (Екатеринбург, 2008), конференции ОАО «Холдинг МРСК» «Распределительный сетевой комплекс РФ: состояние, проблемы, пути решения» (Санкт-Петербург, 2010).

Публикации

По результатам выполненных исследований опубликовано 16 работ, в том числе две в центральных журналах, входящих в список ВАК.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, изложенных на 201 стр. машинописного текста и содержащих 27 рисунков и 33 таблицы, а также 2 приложения на 40 стр. Список литературы содержит 99 наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Обоснована актуальность проблемы, отражены научная новизна и практическая ценность работы.

В первой главе проведен аналитический обзор: • динамики фактических потерь электрической энергии в электрических сетях Российской Федерации и стран дальнего зарубежья по данным Росстата России, официального сайта ОАО «ФСК ЕЭС», официальных сайтов сетевых компаний ОАО «Холдинг МРСК», European Regulators Group for Electricity & Gas, Организации Объединенных Наций, интернет ресурса - International Energy Agency;

• методов формирования структурных составляющих баланса электрической энергии на основании форм статистической отчетности Росстата России, Минэнерго России, Федеральной службы по тарифам России, а также методы формирования баланса в Украине и в странах ЮС (European Regulators Group for Electricity & Gas);

• методов формирования потребленной неучтенной электрической энергии в европейских странах на основании опыта UNIPEDE (Исследовательский комитет по экономике и тарифам. Экспертная группа по изучению вопросов, касающихся кражи электроэнергии и неоплаченных счетов (неплатежей)), в Российской Федерации на сновании анализа 23-х сетевых компаний, а также методик стран ближнего зарубежья.

В результате обзора обоснована необходимость унификации расчета балансов электрической энергии, совершенствования нормативно-правовой базы, сформулированы основные направления развития методического обеспечения по формированию структурных составляющих баланса и потерь электрической. К этим направлениям относятся:

• разработка методик формирования структурных составляющих баланса и расчета фактических потерь электрической энергии в электрических сетях ЕНЭС и РСК;

• разработка методов расчета переданной электрической энергии (полезного отпуска) при наличии искажений в системе учета электрической энергии, отсутствия приборов учета, безучетного и бездоговорного потребления, ошибок в снятии показаний счетчиков и т.п.;

• разработка типовых объемов потребления электрической энергии;

• разработка типовых профилей нагрузки для однотипных групп потребителей;

• разработка методики оценки фактической эффективности мероприятий по снижению потерь электрической энергии;

• разработка метода уточнения переменных технических потерь электрической энергии в воздушных линиях электропередачи с учетом влияния температуры воздуха, скорости ветра и рабочего тока на активное сопротивление линий.

Во второй главе на основании анализа особенностей режимов работы Единой национальной электрической сети (далее - ЕНЭС) 220 кВ и выше и распределительных сетевых компаний 0,4-110 кВ разработаны две методики.

1. Методика формирования баланса электрической энергии и расчета фактических потерь в ЕНЭС разработана с учетом особенностей сетей ОАО «ФСК ЕЭС». В сетях ОАО «ФСК ЕЭС» при разделении деятельности на генерацию, передачу и сбыт электрической энергии образовались участки сети, в которых элементы ОАО «ФСК ЮС» находятся между элементами контрагентов. Чем больше таких фрагментов, тем больше величина внутреннего оборота. В некоторых случаях передача по электрическим сетям может превысить выработку электрической энергии электростанций, расположенных на террито-

рии ЕНЭС. Таким образом, при определении отпуска из сети, если не исключать внутренний оборот, искусственно завышается величина отпуска из сети, а, следовательно, занижается процент относительных потерь электрической энергии.

Суть методики заключается в том, что для исключения внутреннего оборота поступление в сеть и отпуск из сети определяются не только, как сумма приемов в сеть и отдач из сети по границе балансовой принадлежности, но и как разность между приемом в сеть и отдачей из сети. Рассмотрено 17 вариантов расчета формирования поступления (поставки) электрической энергии в сеть и отпуска электрической энергии из сети. Ниже приведен один из этих вариантов.

Пример 1

Наименование объекта

ПС контрагента

Граница балансовой принадлежности

Линейный портал

Точка учет*

На ПС контрагента

Принадлежность отюдящи! линий

ЕНЭС

Прием

Отдача

\УОТд, ■. ЛУ ОТДП» ^ОТДП+1 . . .\Удтдгп

прп. ^^прШ'! • ' - ** п|

Поступление в сеть

Отпуск из сети

W„oct= 0У„р,+.. . .ц-Шпрш)

"0^отд|+» • •+■ ^оиоЛ" ^отдп+1 +• ■ •+^сттдл1).

при т

IX

1=1

и

ОТДП+ ^отдп+1 +• • '"^^отдп,),

и__

Поступление (поставка) электрической энергии в сеть ЕНЭС равна сумме поступлений (поставок) с шин станций и подстанций и определяется по формуле:

N I.

^ПОСТ = У.^ПОСГ. + У^^порт, Ы 1=1

»

где Wпocт - суммарное поступление (поставка) электрической энергии в сеть, тыс. кВт ч; >^посп - поступление (поставка) электрической энергии на шины ь й станции, тыс. кВт ч; - поступление (поставка) электрической энергии

на шины t-й подстанции, тыс. кВт ч; L - количество подстанций; N - количество станций.

Отпуск электрической энергии из сети ЕНЭС равен сумме отпусков электрической энергии с шин станций и подстанций и определяется по формуле:

woni=twOTni+¿wOTT„ i-1 t-1

>

где Wom - суммарный отпуск электрической энергии из сети, тыс. кВт ч; W0Tn ¡ - отпуск электрической энергии с шин i-й станции, тыс. кВт ч; Wom t - отпуск электрической энергии с шин t-й подстанции, тыс. кВт ч.

Фактические потери электрической энергии определяются по формуле:

AW<d = Wnocr - Worn - WfiH , где WnH - расход электрической энергии на производственные (с учетом хозяйственных) нужды подстанций.

Относительное значение фактических потерь электрической энергии в ЕНЭС определяется в процентах от отпуска электрической энергии из сети ЕНЭС по формуле:

AW-. = -=-^-100% w

**ОЛ1

2. Методика формирования баланса электрической энергии в электрических сетях РСК разработана с учетом того, что для этих сетей, по существу, составляется два баланса:

• баланс электроэнергии, соответствующий физике процесса передачи электрической энергии по электрической сети, так называемый «физический» баланс, сформированный в соответствии с Инструкцией по расчету и обоснованию нормативов технологических потерь электроэнергии при ее передаче по электрическим сетям (Приказ Минэнерго Российской Федерации №326 от 30.12.2008 г.);

• баланс электроэнергии, соответствующий тарифным решениям и сформированный в соответствии с п.45 Методических указаний по расчету регулируемых тарифов и цен на электрическую (тепловую) энергию на розничном (потребительском) рынке (Приказ Федеральной службы по тарифам от 6 августа 2004 г. № 20-Э/2), так называемый «экономический» баланс.

Фактические потери электрической энергии в распределительных сетях РСК в целом и по ступеням напряжения в абсолютных единицах определяются как разница между отпуском электрической энергии в сеть и полезным отпуском электрической энергии из сети:

AW„=Woc-Wno.

Отпуск электрической энергии в сеть по экономическому балансу по ступеням напряжения определяется по формулам:

w = W +AW +W -W'" -XV осэвн "поэвн т""«вн т "сттдвн "пост 11 поен п »

IV — W 1 А и/ .II/ _WCH! _urCHI .

"осэсн! ~ "ппэенп ^""ФСН! ^"отден пасни "ппнн *

W —W + ди/ +IV —WCH" •

"осэснп — "пшена т£л,гфснп т"Ътдсн1 "понн'

Woc3 нн — Wnoo HI, + HH; где WpojB,, - суммарный полезный отпуск электрической энергии потребителям по применяемым тарифам, сформированный по электрической сети РСК ступени напряжения ВН; Wn03CHI - суммарный полезный отпуск электрической энергии потребителям по применяемым тарифам, сформированный по электрической сети РСК ступени напряжения СН I; WnojC7, „ - суммарный полезный отпуск электрической энергии потребителям по применяемым тарифам, сформированный по электрической сети РСК ступени напряжения СН II; W^^ - суммарный полезный отпуск электрической энергии потребителям по применяемым тарифам, сформированный по электрической сети РСК ступени напряжения НН; Wn^ - суммарный полезный отпуск электрической энергии потребителям, подключенным к оборудованию электрической сети РСК номинального напряжения СН I, для которых тариф на услуги по передаче электрической энергии в тарифно-балансовом решении принят по уровню напряжения ВН; wnoom " суммарный полезный отпуск электрической энергии потребителям, подключенным к оборудованию электрической сети РСК номинального напряжения СН II, для которых тариф на услуги по передаче электрической энергии в тарифно-балансовом решении принят по уровню напряжения ВН; wnom - суммарный полезный отпуск электрической энергии потребителям, подключенным к оборудованию электрической сети РСК номинального напряжения НН, для которых тариф на услуги по передаче электрической энергии в тарифно-балансовом решении принят по уровню напряжения СН I; -

суммарный полезный отпуск электрической энергии потребителям, подключенным к оборудованию электрической сети РСК номинального напряжения НН, для которых тариф на услуги по передаче электрической энергии в тарифно-балансовом решении принят по уровню напряжения СН П; \У0ТДВМ -суммарная отдача электрической энергии из электрической сети ВН в электрическую сеть CHI и CHII; WOTflCH1 - суммарная отдача электрической энергии из электрической сети CHI в электрическую сеть CHII и НН; WOT1CHI] - отдача электрической энергии из электрической сети СНП в электрическую сеть НН.

Относительные фактические потери электрической энергии в целом и по уровням напряжения определяются в процентах от отпуска электрической энергии в сеть РСК и от отпуска электрической энергии в сеть РСК по экономическому балансу.

В диссертации представлены 17 типовых примеров формирования структурных составляющих баланса электрической энергии РСК.

Предложенные методики формирования баланса электрической энергии и расчета фактических потерь электрической энергии максимально адаптированы к имеющейся в сетевых организациях информации, учитывают особенности формирования структурных составляющих баланса электрической энергии в

электрических сетях ЕНЭС и РСК, уточняют перечень и порядок определения показателей баланса электрической энергии.

В третьей главе представлены разработанные методы определения одной из важнейших составляющих баланса электрической энергии - количества потребленной электрической энергии. От точности расчета этой составляющей решающим образом зависит точность определения фактических и сверхнормативных потерь электроэнергии. Разработанные методы, подразделяются на Методы определения количества потребленной электрической энергии при выявлении неисправности или утраты средств измерений, а также при выявлении фактов безучетного и бездоговорного потребления и Методы расчета и применения типовых профилей и объемов потребления электрической энергии.

При разработке методов определения количества потребленной электрической энергии при выявлении неисправности или утраты средств измерений, а также при выявлении фактов безучетного и бездоговорного потреблении обобщены и проанализированы материалы по опыту выявления и определению количества неучтенной потребленной электроэнергии 23-х энергосистем. Обобщены и проанализированы также нормативные документы стран ближнего зарубежья (Украины, Республики Беларусь, Республики Казахстан, Кыргызской республики, Молдавской республики, Республики Узбекистан).

Методы определения количества потребленной электрической энергии при выявлении неисправности или утраты средств измерений, а также при выявлении фактов безучетного и бездоговорного потребления устанавливают порядок расчета количества потребленной электрической энергии с учетом различных исходных данных.

Методы определения количества потребленной электрической энергии (см. таблицу 1) применяются для четырех случаев с учетом следующих особенностей:

1. При выявлении неисправности, утрате расчетного счетчика за исключением фактов безучетного потребления, а также временном отсутствии расчетного счетчика в связи с его снятием для поверки, ремонта, замены (в отсутствие контрольного счетчика).

1.1. Для потребителей электрической энергии, присоединенная мощность энергопринимающих устройств которых не превышает 25 кВ А, применяется Метод 1, а в случае отсутствия статистических данных - в соответствии с типовыми объемами потребления.

1.2. Для потребителей электрической энергии, присоединенная мощность энергопринимающих устройств которых превышает 25 кВ-А, применяются следующие методы расчета в порядке приоритета:

а) по среднестатистическому потреблению электрической энергии (Метод 1);

б) по типовому суточному профилю нагрузки, ранее согласованному сторонами (Метод 2);

в) по договорному значению максимальной нагрузки и числу часов потребления электрической энергии (Метод 3);

г) по перечню и номинальной мощности электроприемников и числу часов их использования (Метод 3).

Методы, применяются только в случае невозможности определить объемы электрической энергии в соответствии с Методом 1.

2. При выявлении в ходе проверки неисправности принадлежащего потребителю электрической энергии расчетного счетчика, которая не могла быть выявлена без проведения контрольной проверки и возникла по не зависящим от действий потребителя причинам, корректировка количества потребленной электрической энергии осуществляется в зависимости от характера неисправности и при условии целостности всех пломб и знаков визуального контроля, применяется расчет в соответствии с Методом 4.

3. При выявлении фактов безучетного потребления электрической энергии применяется Метод 5.

4. При выявлении фактов бездоговорного потребления электрической энергии применяется Метод 5.

Таблица 1 - Методы определения количества потребленной электрической энергии_

Порядковый номер метода Расчетные формулы Пояснения к формулам

Метод 1 wp = wH.(i+ktp)i j. _WP-."WP-k о k-W^ \Ур.| - фактическое потребление электрической энергии за аналогичный период предыдущего года (год, месяц); кер - коэффициент динамики потребления электроэнергии; АУр. 1г - фактическое потребление электрической энергии за аналогичный период в (р-к) году, к - количество лет с известным потреблением, но не менее двух лет.

Метод 2 W - '*' "' 100 w 1 "ср.в(п) q>-p Рпих ~ заявленная максимальная мощность нагрузки потребителя; к™ - коэффициент уменьшения ординат профиля нагрузки в выходные и праздничные дни ¡-го месяца (при отсутствии данных, принимается равным 1); \Уср _„<„) - среднесуточное потребление электрической энергии в выходные (праздничные) сутки; - среднесуточное потребление электрической энергии в рабочие сутки; к^ - коэффициент сезонности; Д - число дней, за которые производится расчет; Р, - значение активной нагрузки на I-й ступени типового суточного графика нагрузки, % от Рмах.

Порядковый номер метола Расчетные формулы Пояснения к формулам

Метод 3 В случаях, когда известны договорное значение максимальной активной нагрузки и число часов использования максимума нагрузки: Р Т иг_ * тпах шах тт д 'Дмк В случаях, когда известны перечень, номинальные мощности электроприемников и число часов использования этих мощностей: ^св=Р-Рус1_-Колн-Тсв.Д-10-3 = Т„ „ -1 „ ■ К _), + £ ГГ. , . Р„ ,), д [ 1-1 г 1 J = = 1,22-10"3-(З^ отоп * ^гад К-Т| Тщм - число часов использования максимума нагрузки; Д™, - число дней в году - 365 (високосный год -366); Дмес - число дней в месяце. F -площадь помещения; Р^т.ос =10 -установленная мощность источников света на 1 кв.м общей площади; Кодн = 0,3 - коэффициент одновременности включения осветительных приборов; Тсв - число часов использования электрического освещения в сутки Д - число дней, за которые производится расчет; ТМ1И ,TM np -число часов использования электрических плит и бытовых электроприборов в супси соответственно; Д - число дней, за которые производится расчет; РМ Ш1, Р,„.пр - номинальная мощность электрической плиты и бытового электроприбора соответственно; ш, 1 - количество электрических плит и бытовых электроприборов; Ко,- коэффициент спроса; Коли - коэффициент одновременности; (2ГОД - годовой расход теплоэнергии; к=860 - тепловой эквивалент 1 Ккал; Т|=0,95 - к.п.д. электронагревательных устройств (устанавливается в зависимости от условий работы электронагревательных приборов).

Метол 4 Неправильные схемы включения счетчика: 1) В одной из фаз 3-х элементного счетчика направление тока противоположно правильному. \У„д = 2 ■\'Урасх(р), 2) Отключена одна из фаз 3-х элементного счетчика (по напряжению или току). \У„Д = 0,5 ЛУр^р,. 3) Отключены две фазы 3-элементного счетчика. ^НД ~ 2 *^^расх(р), 4) На 2-х элементный счетчик не подается напряжение общей фазы. ^нд ~ Wpaot(p). Wpectp) - зафиксированное по счетчику потребление электрической энергии за расчетный период (р); К - правильное значение коэффи-

Порядковый помер метол*

Расчетные формулы

Пояснения к формулам

Использование заниженного значения коэффициента пересчета при правильной схеме включения счетчика

1) Неправильное и одинаковое во всех фазах 3-х элементной или 2-х элементной схемы значение коэффициента пересчета.

("к-О

2) Неправильные и различные для разных фаз 3-х элементной схемы значения коэффициента пересчета.

w„

3 (

К,

К, К, К,

К, Кг Kj

•W_(p)'

3) Неправильное и одинаковое значение коэффициента пересчета в двух фазах 3-х элементной схемы.

w..

К-К.

' 2

4) Неправильное значение расчетного коэффициента в одной из фаз 3-х элементной схемы, к-к.

w„ =

к.

, + 2 К)

5) Неправильное значение коэффициента пересчета при 1-фазном учете.

с-к. ,

- ,(Р)-

Увеличенные потеря напряжения в линии присоединения счетчика к трансформатору напряжения

3-и_

W„ =[i

w_(p)

циепта пересчета показаний счетчика электроэнергии; Кг - неправильное значение коэффициента пересчета; К|, Кз, Кз - правильные значения коэффициента пересчета для фаз А, В, С соответственно;

Uni, U„2, и„з - величина потерь напряжения, В, соответственно в фазах А, В, С;

ид - максимально допустимое значение потерь напряжения в линии присоединения счетчика к трансформатору напряжения, В; ином2 - номинальное (фазное) напряжение, В, подаваемое на счетчик с трансформатора напряжения.

Метод S

Расчет электрической энергии при учетном потреблении >У=Ру • ТБУ

Расчет электрической энергии при договорном потреблении \У=Ру • ТБд

шш

= Тдоплл. -ифном-С05ф- Твд

без-

без-

Ру - суммарная установленная мощность электро приемников или договорная максимальная нагрузка; Тву - число часов потребления электрической энергии за время со дня последней замены приборов учета или проверки схемы их включения, но не более чем за шесть месяцев.

Гдоп.ял - допустимая длительная то-

Порядковый номер метода Расчетные формулы Пояснения к формулам

w = 3-1доп.дл. 'U(,„oM'COS(p- ТБД (трехфазный ввод) ковая нагрузка вводного провода; 1Тф НОм - номинальное фазное напряжение; cos ф -коэффициент мощности в максимум нагрузки;ТЕд - число часов потребления электрической энергии за срок три года.

С выходом Постановления Правительства Российской Федерации от 31 августа 2006 г. № 530 «Об утверждении Правил функционирования розничных рынков электрической энергии в переходный период реформирования электроэнергетики» возникла потребность в формировании почасового баланса мощности. Эта потребность вызвана необходимостью транслировать цены электрической энергии с оптового рынка на розничный рынок, для чего необходимо знать почасовые значения количества электрической энергии поставленной с оптового рынка и потребленной на розничном рынке.

Учитывая реальное состояние коммерческого учета электрической энергии в нашей стране в Постановлении Правительства Российской Федерации от 31 августа 2006 г. № 530 допускаются расчетные способы определения количества потребленной электрической энергии, в том числе с применением типовых объемов и профилей нагрузки. На сегодняшний день в нормативно-правовых документах отсутствует порядок формирования типовых объемов и профилей нагрузки. Такой порядок разработан в диссертации.

Типовые объемы потребления электрической энергии применяются в случае отсутствия средств измерений электрической энергии для потребителей, присоединенная мощность энергопринимающих устройств которых не превышает 25 кВ А.

Алгоритм расчета типовых объемов потребления электрической энергии представлен на рисунке 1.

На этом рисунке: п' - количество выбранных потребителей предварительной исследуемой группы (предварительная выборка); XV ф - измеренное значение электрической энергии, у потребителя I предварительной выборки за рассматриваемый период (месяц) р (не менее одного месяца);щ, - среднее арифметическое (математическое ожидание) из измеренных значений электрической энергии у потребителей предварительной выборки за рассматриваемый период (месяц) р; N - общее количество потребителей в рассматриваемой однотипной группе потребителей (объем генеральной совокупности); 1,96 - коэффициент, характеризующий количество потребителей, которые с вероятностью 95 % отражают однотипную группу; 0,1 - ошибка выборки; п - количество потребителей в группе однотипных потребителей (объем выборки).

иеЯ е исследуемо! группе (выборке)

потребителей (исме *ее5Кото6цеп> »требитмеЯ и* группы однотипнее тем потребителе* % однотипной г^лпе)

Пирит

_ 2 _

тиршмов соеокугиоа*

N11'

и и еб*е— еыбории дли

1,96' N

0,1 • N+1,96'

I

Прооедеш* слуцДиого омёоремиребигеле* я числе потребителя оцютипиоА группы

I -

Сбор дани« по иктральммм приборам учета мектрмеской »нергии

Аммм соброимш двмиыя иссмдуямвб трутм

И ОЧИМв ТОЧММТМ рЖЧеТЯ

_

V/ =-Ы- О,

¿ОУ.-И',)'

156

_—у-а-\

Г Получение тиски»« обмию» йофеблеййи »леитричецв* еиертт '-1-

^сличение объема выборки

Рис. 1. Алгоритм расчета типового объема потребления электрической энергии

Типовые профили нагрузки применяются для потребителей, присоединенная мощность энергопринимающих устройств которых более 25 кВ А.

В диссертации предложены три метода построения типовых профилей нагрузки в зависимости от наличия исходной информации.

Метод 1. Метод построения типовых профилей нагрузки на основании статистического исследования нагрузки потребителей. Алгоритм расчета типовых профилей нагрузки соответствует алгоритму, представленному на рисунке 1. Отличие состоит в том, что при построении типовых профилей нагрузки используются часовые значения потребляемой мощности.

Метод 2. Метод построения типовых профилей нагрузки на основании статистического исследования нагрузки потребителей с использованием существующей информации состоит из тех же этапов, что и в первом методе. В данном методе объем выборки принимается равным количеству однотипных потребителей, у которых существуют данные из АИИС КУЭ и/или данные интервальных приборов учета.

Метод 3. «Остаточный» метод формирования профиля нагрузки состоит из следующих этапов:

• определяется почасовой профиль отпущенной электрической энергии в сеть сетевой компании по всем точкам поставки с оптового и розничного рынка электрической энергии путем суммирования объемов за соответствующий час суток;

• строятся типовые профили нагрузки для однотипных групп потребителей, у которых есть данные из АИИС КУЭ и интервальных приборов учета;

• формируются почасовые объемы потребления электрической энергии для крупных потребителей 750 кВ-А и более по интервальным приборам учета электрической энергии;

• формируются часовые объемы потребления на основании типовых профилей нагрузки предложенных потребителями и согласованных с сетевой компанией, включая типовые профили нагрузки взятые из нормативно-справочной литературы;

• для оставшихся потребителей, у которых отсутствуют данные для построения типовых профилей нагрузки, профиль нагрузки формируется по «остаточному» принципу. Рассчитывается разница между почасовым профилем нагрузки по всем точкам поставки оптового и розничного рынков (генерация розничного рынка) и суммой типовых и индивидуальных профилей нагрузки потребителей.

В четвертой главе оценены потери и резервы электрической энергии по сетевым компаниям и по Российской Федерации в целом.

Унификация подходов к расчету балансов, фактических и технологических потерь, предложенная в диссертации, позволила впервые оценить суммарные потери электрической энергии в электрических сетях России в целом, включая не только сети ОАО «ФСК ЕЭС» и ОАО «Холдинг МРСК», но и муниципальные сети, сети ОАО «РЖД», ОАО «Газпром», промышленных предприятий и др. Для этого были проанализированы и обработаны данные, полученные из обосновывающих материалов по нормативам технологических потерь электрической энергии для 1126 сетевых предприятий, представленных на утверждение в Минэнерго России.

Фактические потери электрической энергии по обработанной совокупности электрических сетей России за 2008 год составили 120,77 млрд. кВт.ч. Долевое участие сетевых организаций в указанном объеме потерь электрической энергии представлено в таблице 2.

Таблица 2

Структурные составляющие организаций, оказывающих услуги по передаче электроэнергии Доля потерь электроэнергии от суммы, %

Распределительные сетевые компании (ОАО «Холдинг МРСК») и независимые сетевые компании 60,43 %

ОАО «ФСК ЕЭС» 17,72%

Муниципальные предприятия 14,74 %

ОАО «РЖД» 2,86 %

Предприятия нефтяной промышленности 1.89%

Промышленные предприятия 1,84%

Предприятия газовой промышленности 0,41 %

Предприятия Минобороны 0,08 %

Деревни (поселки) 0,02 %

Прочие 0,06 %

Фактические потери электрической энергии по данным Росстата по Российской Федерации за 2007 год составили 104,86 млрд. кВт.ч. или 11,18 % от отпуска в сеть, за 2008 год - 109,24 млрд. кВт.ч. или 11,43 % от отпуска в сеть, 2009 год - 100,5 млрд. кВт.ч. или 11,05 % от отпуска в сеть. Если экстраполировать полученные результаты на все электрические сети России, то суммарные потери электрической энергии в них можно оценить на уровне 130 млрд. кВт.ч. или 13,6 % от отпуска в сеть. Согласно Приложению 3 к Энергетической стратегии до 2030 года потери электроэнергии должны бьггь на уровне не более 8 % от отпуска в сеть. В связи с этим возникла необходимость в определении резервов снижения потерь электрической энергии. Оценка этих резервов показала, что:

• резерв снижения потерь электроэнергии в электрических сетях ОАО «ФСК ЕЭС» находится в диапазоне от 1,3-3,1 млрд. кВт.ч;

• минимальный резерв снижения потерь электроэнергии по РСК, составляет 9,96 млрд. кВт.ч;

• минимальный резерв снижения потерь электроэнергии в муниципальных предприятиях коммунальной энергетики составляет 7,84 млрд .кВт.ч;

• суммарный резерв снижения потерь электроэнергии может составлять 2530 млрд. кВт.ч при учете всех сетевых компаний, оказывающих услуги по передаче электроэнергии на территории Российской Федерации, или около 20 % от суммарной величины потерь электрической энергии.

Очевидно, что величина этого резерва и мероприятия по его реализации должны быть уточнены в 2011-2012гг. в результате проведения энергетических обследований электрических сетей.

В пятой главе представлена методика анализа факторов, влияющих на уровень потерь электроэнергии и фактическую эффективность мероприятий по их снижению.

Для реализации вычисленных резервов потребуется до 110 млрд. рублей капиталовложений только на совершенствование учета электроэнергии и 2,85 трл. рублей на реновацию распределительных электрических сетей до 2020 г. Эффективность вложения такого большого объема средств будет в значительной степени зависеть от полноты учета факторов, влияющих на изменение потерь электроэнергии в электрических сетях и структурных составляющих потерь, как на стадии разработки программы снижения потерь, так и на стадии оценки фактического эффекта от выполненных мероприятий.

Для оценки фактического эффекта от внедренных в исследуемом периоде мероприятий по снижению технических и нетехнических потерь электроэнергии определяется общее изменение фактических потерь электроэнергии (84Шф ) в исследуемом периоде (I) по отношению к фактическим потерям электроэнергии в предшествующем периоде (1-1).

Укрупненно изменение фактических потерь электроэнергии определяется по формуле:

«<> =8Д\*4» +г<>спт + 5^)СПНт+8л<г> где ""т • «г - изменение технических и нетехнических потерь электроэнергии в исследуемом периоде (0, соответственно; мсп т- мел нт _ эффективность в виде изменения потерь электроэнергии от внедрения мероприятий по снижению технических и нетехнических потерь электроэнергии, соответственно.

Эффективность в виде изменения потерь электроэнергии от внедрения мероприятий по снижению нетехнических потерь электроэнергии определяется по формуле:

»МО! НТ = ««£> -8ДУ4" -Ч^-ЙД!^ _

Изменение фактических потерь определяется по формуле:

и(0

где л<~", - абсолютное значение фактических потерь электроэнергии в предшествующем и исследуемом периодах, соответственно. Расчет эффективности определяется по формуле: 8\У| =Д\УфП-Д\Уфя,

где Д\\^ФИ, - фактические потери электроэнергии в ¡-й электрической

сети до и после внедрения комплекса мероприятий соответственно.

Для некоторых мероприятий, приведенных ниже возможно использовать прямой расчет эффективности.

1. Замена средств измерений электроэнергии (повышение класса точности измерительного комплекса)

Расчет фактического эффекта выполняется по формуле:

(Snvi-W 11 100

где w> - объем электроэнергии, зафиксированный i-м измерительным комплексом, кВт.ч 5|Wi' 62 Wi - допустимая относительная погрешность i-ro измерительного комплекса до и после выполнения мероприятия по замене средств измерений, соответственно, %.

2. Приведение точки измерения электроэнергии к точке поставки электроэнергии (к границе балансовой принадлежности)

Эффективность от внедрения мероприятия по снижению потерь электроэнергии оценивается как:

8w¡ = W|¡ -

.4 100 )

где W2¡ - расход электроэнергии в точке учета; - потери электроэнергии от точки учета до точки поставки, обозначенная в договоре или соглашении об информационном соглашении, %; - расход электроэнергии в точке поставки.

3. Проведение рейдов по выявлению безучетного потребления Эффектом от проведения рейда в исследуемом периоде является согласованный и предъявленный к оплате объем электроэнергии, сформированный по актам о безучетном потреблении, из которого исключается объем электроэнергии, согласованный и предъявленный к оплате за периоды, предшествующие исследуемому периоду.

4. Установка приборов учета на границе с собственниками муниципального жилья (учета на вводе в многоквартирный дом)

Эффект от установки приборов учета на вводе в многоквартирный дом можно определить по формуле:

N

где W¡ - объем полезного отпуска, зафиксированный измерительным комплексом, установленным на вводе в ¡-й многоквартирный дом; - объем полезного отпуска, сформированный по данным счетчиков, учитывающих потребление электроэнергии по каждой .¡-й квартире.

Задача оценки экономической эффективности мероприятий по снижению потерь является важнейшей при разработке программ снижения и прогнозе потерь на краткосрочную и долгосрочную перспективу.

Расчеты экономической эффективности мероприятий по снижению нетехнических потерь электроэнергии должны выполняться на основе статистических данных полученных эффектов по отдельным мероприятиям или их группам за предшествующие годы, с обязательным учетом влияющих факторов, которые напрямую связаны с этими мероприятиями.

Ожидаемое снижение потерь электроэнергии от внедрения мероприятия по снижению нетехнических потерь равно:

где № - физический объем планируемого ¿-го мероприятия; у® - удельный эффект в виде снижения нетехнических потерь электроэнергии, определенный по результатам ранее выполненного ¡-го мероприятия или их группы, кВт.ч/ед. объема мероприятия.

В шестой главе представлены методика и алгоритм расчета погрешности определения переменных потерь электрической энергии в воздушных линиях электропередачи из-за неучета влияния метеоусловий на активные сопротивления проводов.

Годовые переменные потери электроэнергии в 1 км линии рассчитываются для трех вариантов удельного сопротивления провода по формулам:

= 3 ■ К* ■ • ^ • [\+а- (г^ - 20°)]- Т,, С•[! + «• ('« -20°)]-Т,

1=1

где 1ср ■, - средний ток нагрузки провода, А, в ¡-м месяце года; Т, - количество часов в 1-м месяце года; Кф - коэффициент формы графика нагрузки; 1*20° -удельное активное сопротивление при температуре провода +20°С, Ом/км; а=0,004 1/град - температурный коэффициент электрического сопротивления сталеалюминевых проводов.

Формулы по определению температуры провода определялись на основании уравнения теплового баланса путем решения этого уравнения относительно тока нагрузки и построения зависимости тока от температуры провода, скорости ветра и температуры воздуха. Таким образом, формула температуры провода для АС 120/27 при и=0,5 м/с и ^ = 0 °С получена путем аппроксимации в диапазоне температур провода от «минус» 40 °С до «плюс» 80 °С при температуре воздуха от «минус» 40 °С до «плюс» 40 °С:

=а-12+Ь1 + с,

где а - коэффициент, °С/А2; Ь - коэффициент, °С/А; с - коэффициент, °С.

Получены численные значения коэффициентов а, Ь, с для различных марок проводов, скоростей ветра и температуры воздуха.

Погрешности расчета потерь электроэнергии рассчитываются по формулам:

8 _(А^м,-АУУ„.,)-1009Ь =(Д%.)-Д^...|.«))-|00% |

' ' ДХУ,,.,

где Д\^20) - годовые переменные потери электроэнергии, рассчитанные с учетом активного сопротивления при 1„ = 20 °С; AW(tв) - годовые переменные потери электроэнергии, рассчитанные с учетом изменения активного сопротивления в зависимости от температуры воздуха по месяцам; Д\У(1в,|Л) - годовые переменные потери электроэнергии, рассчитанные с учетом изменения активного сопротивления в зависимости от тока нагрузки, температуры воздуха и скорости ветра, принятой 0,5 и 5 м/с, по месяцам.

Полученные зависимости представлены на рисунках 2-3.

Рис. 2. Зависимости погрешностей расчета переменных потерь электроэнергии от рабочего тока для провода АС 300/39 при и = 0,5 м/с

Рис. 3. Зависимости погрешностей расчета переменных потерь электроэнергии от рабочего тока для провода АС 300/39 при г) = 5 м/с

Перспективным направлением повышения точности расчета активных сопротивлений может стать автоматическая регистрация в условиях эксплуатации температуры провода с помощью специализированных средств контроля температуры проводов воздушных линий. Другим направлением является расчет активных сопротивлений воздушных линий электропередачи с использованием автоматизированных метеопостов, регистрирующих температуру и скорость ветра вдоль трассы линий и оперативного контроля их токовых нагрузок.

Повышением точности расчета переменных потерь электрической энергии в воздушных линиях может стать автоматизация расчетов с учетом активных сопротивлений в зависимости от метеоусловий (счетчики потерь).

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

По результатам диссертационной работы, выполненной в соответствии с поставленными целями и задачами исследования, можно сформулировать следующие основные выводы и результаты:

1. Проведен анализ динамики потерь электрической энергии в электрических сетях Российской Федерации и стран дальнего зарубежья, а также ана-

лиз существующих методов формирования структурных составляющих баланса электрической энергии. Показано, что относительные потери в электрических сетях Российской Федерации в 2,5-3 раза выше, чем в промышленно развитых странах.

2. Установлено, что в настоящее время в отечественной практике отсутствуют:

• единые подходы к расчету баланса электрической энергии в электрических сетях;

• оценки величины резервов снижения потерь в электрических сетях России;

• единая статистическая отчетность по потерям электрической энергии в электрических сетях России.

3. Разработаны:

• Методика формирования баланса электрической энергии и расчета фактических потерь в ЕНЭС, позволяющая в условиях имеющейся информации исключить величину внутреннего оборота электрической энергии и соответственно, корректно определять относительные потери электроэнергии;

• Методика формирования баланса электрической энергии в электрических сетях РСК, позволяющая объединить в себе два алгоритма формирования балансов электрической энергии: «физического» и «экономического»;

• Методы определения количества потребленной электрической энергии при выявлении неисправности или утраты средств измерений, а также при выявлении фактов безучетного и бездоговорного потребления, позволяющие: учитывать разнообразие исходных данных и особенности нарушений учета электрической энергии; более обоснованно взимать штрафы с потребителей, нарушивших правила потребления электрической энергии; рассчитывать объем неучтенной электроэнергии при отсутствии приборов учета;

• Методы расчета и применения типовых профилей и объемов потребления электрической энергии, позволяющие решить задачу приведения фактического количества потребленной электрической энергии за расчетный период к почасовым значениям потребления;

• Методика анализа факторов, влияющих на уровень потерь электрической энергии и фактическую эффективность мероприятий по их снижению, позволяющая определить основные подходы к оценке фактической эффективности мероприятий и к их прогнозу с учетом этих мероприятий;

• Алгоритм расчета переменных потерь электрической энергии в воздушных ЛЭП, позволяющий учитывать влияние температуры воздуха, рабочего тока и скорости ветра на активное сопротивление линии.

4. С использованием предложенных методик и разработанных унифицированных форм по составлению баланса электрической энергии собраны и обработаны данные по 1126 сетевым компаниям, что позволило оценить:

• фактические потери электрической энергии в электрических сетях России, которые составляют около 130 млрд. кВт.ч., в то время как по данным Росстата России они равны 109,24 млрд. кВт.ч;

• резервы снижения потерь электрической энергии в электрических сетях ОАО «ФСК ЕЭС», в электрических сетях РСК и муниципальных предприятиях, а также суммарный резерв снижения потерь электрической энергии в электрических сетях России, который равен 20 % от общей суммарной величины потерь электрической энергии.

Основное содержание работы отражено в следующих публикациях:

1. В.Э. Воротницкий, О.В. Туркина. Оценка погрешностей расчета переменных потерь электроэнергии в BJI из-за неучета метеоусловий // Электрические станции, 2008. - № 10 - С. 42-49.

2. Воротницкий В.Э., Калинкина М.А., Паринов И.Л., Туркина О.В. Методика анализа уровня и структуры потерь электроэнергии с учетом эффективности мероприятий по их снижению. // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики, 2008. - №11-12/1 - С. 72-80. Казанский государственный энергетический университет.

3. P.S. Abakhshin, V.E. Vorotnitski, M.V. Egorov, M.A. Kalinkina, B.I. Makok-lyuev, A.S. Polizharov, T.N.Protopopova, O.V. Turkina. Methods and software tools for evaluation, forecasting and analysis of electric power and energy balances in electric power companies of Russia.//lntcrnational Council on Large Electric Systems. Conseil International des Grands Reseaux Elcctriques (CIGRE). C4 _307_2010, 2010.

4. V.E. Vorotnitskii, O.V. Turkina. An Estimate of the errors when calculating the varying electric power losses in overhead lines due to neglecting weather conditions // Power Technology and Engineering, 2008. - №6, vol. 42.

5. С.П. Анисимов, A.A. Деянова, В.Э. Воротницкий, E.B. Комкова, О.В. Туркина, В.Н. Апряткин. Служебная инструкция по выявлению и методика определения неучтенной потребленной электрической энергии. // Нормирование, анализ и снижение потерь электрической энергии в электрических сетях: Сборник докладов третьей международной научно-технической конферен-ции-выставки-2004. - М„ ЭНЛС, 2004.

6. В.Э. Воротницкий, Е.В. Комкова, О.В. Туркина, В.II. Апряткин. Методы и средства выявления несанкционированного потребления электрической энергии при наличии приборов учета // Учебно-методическое пособие. - М., ИУЭ ГУУ, ВИПКэнерго, ИПКгосслужбы, 2005. - 64 с.

7. В.Э. Воротницкий, М.А. Калинкина, О.В. Туркина, И.А. Румянцева, A.M. Шевченко, А.Т. Демчук. Проект методики определения фактических потерь электрической энергии в электрических сетях // Четвертый научно-технический семинар-выставка: Сборник докладов. - М., ДиалогЭлектро, 2006.-е. 21-25.

8. В.Э. Воротницкий, О.В. Туркина. Проект методики расчета количества потребленной неучтенной электрической энергии. // Нормирование и снижение

потерь электрической энергии в электрических сетях Сборник докладов четвертого научно-технического семинара-выставки. - М., ДиалогЭлектро, 2006.-с. 29-34.

9. В.Э. Воротницкий, М.А. Калинкина, О.В. Туркина. Методика определения фактических потерь электрической энергии в электрических сетях. // Современные методы и программные средства анализа и планирования электропотребления, балансов мощности и электрической энергии: Сборник докладов четвертого специализированного научно-технического семинара. - М., ЭЛЕКС КМ, 2006.-е. 98-110.

10.В.Э. Воротницкий, Е.В. Комкова, О.В. Туркина, A.B. Ляхов. Проект Правил коммерческого учета электроэнергии на розничном рынке,- Энергоэксперт, №2,2007.

И.С.Г1. Макуха, В.Э. Воротницкий, М.А. Калинкина, О.В. Туркина. Основные изменения Порядка расчета и обоснования нормативов технологических потерь электрической энергии при ее передаче по электрическим сетям. // Нормирование и снижение потерь электрической энергии в электрических сетях Сборник докладов пятого научно-технического семинара-выставки. -М., ДиалогЭлектро, 2007.-е. 10-12.

12.Р.Н. Бердников, В.Э. Воротницкий, М.А." Калинкина, И.А. Паринов О.В. Туркина. О результатах расчета потерь электрической энергии и мероприятиях по их снижению в электрических сетях 220-500 кВ МЭС ОАО «ФСК ЕЭС». // Нормирование и снижение потерь электрической энергии в электрических сетях Сборник докладов пятого научно-технического семинара-выставки. - М., ДиалогЭлектро, 2007.-е. 10-12.

13.П.И. Оклей, В.В. Иноземцев, М.А. Калинкина, О.В. Туркина. Об особенностях формирования баланса электрической энергии в распределительных электрических сетях. // Современные методы и программные средства анализа и планирования электропотребления, балансов мощности и электрической энергии: Сборник докладов пятого специализированного научно-технического семинара. - М., ЭЛЕКС КМ, 2007.-е. 64-73.

14. В.Э. Воротницкий, C.B. Заслонов, М.А. Калинкина, И.А. Паринов О.В. Туркина. Методы и средства расчета, анализа и снижения потерь электрической энергии при ее передаче по электрическим сетям. // Методическое пособие. - М., ДиалогЭлектро, 2006. - 166 с.

15.Е.В. Комкова, О.В. Туркина. Формирование типовых профилей нагрузки // Коммунальный комплекс, 2008. - №11(53) - С. 76-81.

16. Воротницкий В.Э., Туркина О.В. О результатах и путях совершенствования, нормирования и снижения потерь электроэнергии в электрических сетях. Сборник докладов конференции: «Распределительный сетевой комплекс РФ: состояние, проблемы, пути решения». Кабель-news, № 5, 2010, с. 60-63.

Подписано к печати_

Тираж 80 экз.; заказ 3 5 . Формат 1/16. ОАО «НТЦ электроэнергетики», 115201, Москва, Каширское шоссе, д.22, корп.З

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Туркина, Ольга Викторовна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ РАСЧЕТА ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ И КОЛИЧЕСТВА НЕУЧТЕННОЙ ПОТРЕБЛЕННОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В РЫНОЧНЫХ УСЛОВИЯХ.

1.1 динамика фактических потерь электроэнергии в электрических сетях стран зарубежья и российской федерации.

1.2 структура, анализ, проблемы и задачи формирования структурных составляющих баланса электрической энергии.

1.3 Обзор методов расчета количества неучтенной потребленной электрической энергии в условиях отсутствия нормативно-правовой базы.

ГЛАВА 2. МЕТОДИКИ ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ БАЛАНСА

2.1 Методика формирования баланса электрической энергии и расчета фактических потерь электрической энергии в электрических сетях Единой национальной элек i рической сети (далее -ЕНЭС).

2.2 Методика формирования баланса электрической энергии и расчета фактических потерь электрической энергии в распределительных сетевых компаниях (далее - рск).

ГЛАВА 3. МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ДОСТОВЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ПОТРЕБЛЕННОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ.

3.1 Методы определения количества потребленной электрической энергии при выявлении неисправности или утраты средств измерений, а также при выявлении фактов безучетного и бездоговорного потребления.

3.2 Порядок расчета типовых объемов потребления элек грической энергии.

3.3 Методы и порядок разработки и применения типовых профилей нагрузки.

ГЛАВА 4. ОЦЕНКА ПОТЕРЬ И РЕЗЕРВОВ СНИЖЕНИЯ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ СЕТЕВЫХ КОМПАНИЙ И РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ В

ЦЕЛОМ.

4.1 Оценка резервов снижения потерь электроэнергии в электрических сетях ОАО «ФСК ЕЭС»

4.2 Оценка резервов снижения потерь электроэнергии в электрических сетях РСК.

4.3 Оценка резервов снижения потерь электроэнергии в электрических сетях муниципальных предприятиях коммунальной энергетики.

ГЛАВА 5. МЕТОДИКА АНАЛИЗА ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА УРОВЕНЬ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ И ФАКТИЧЕСКУЮ ЭФФЕКТИВНОСТЬ МЕРОПРИЯТИЙ ПО ИХ СНИЖЕНИЮ

ГЛАВА 6. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПОГРЕШНОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕРЕМЕННЫХ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЯХ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ ИЗ-ЗА НЕУЧЕТА ВЛИЯНИЯ МЕТЕОУСЛОВИЙ НА АКТИВНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРОВОДОВ.

Введение 2011 год, диссертация по энергетике, Туркина, Ольга Викторовна

Балансы электрической энергии (мощности) являются основой для планирования и оптимизации режимов работы электростанций, запасов топлива, графиков ремонта оборудования, для расчета тарифов на услуги по передаче электрической энергии.

Под балансом электроэнергии (мощности) в электрической сети понимается равенство поступившей в электрическую сеть (субъекта оптового или розничного рынка) электрической энергии (мощности) и переданной потребителям электрической энергии (мощности) с учетом фактических потерь электрической энергии (мощности) на ее передачу и распределение и производственных нужд сетевой организации.

Размер фактических потерь электрической энергии в электрических сетях определяется как разница между объемом электрической энергии, поставленной в электрическую сеть из других сетей или от производителей электрической энергии, и объемом электрической энергии, потребленной энергопринимающими устройствами, присоединенными к этой сети, а также переданной в другие сетевые компании.

Фактические потери электроэнергии на ее передачу и распределение по электрическим сетям являются важнейшим показателем экономичности работы сетей, наглядным индикатором состояния системы учета электрической энергии, эффективности энергосбытовой деятельности и ее взаимодействия с электросетевой деятельностью.

В условиях реформирования электроэнергетики и ее разделения по технологии и видам бизнеса на многочисленные структурные подразделения -филиалы ОАО «СО ЕЭС» (РДУ, ОДУ) и ОАО «ФСК ЕЭС» (магистральные электросетевые компании, филиалы ФСК), региональные и межрегиональные распределительные сетевые компании (РСК, МРСК), генерирующие компании - территориальные (ТГК) и оптовые (ОГК), энергосбытовые компании (ЭСК) существенно усложнились задачи формирования структурных составляющих баланса электрической энергии и фактических потерь электроэнергии, поскольку эти составляющие «разошлись» по разным хозяйствующим и технологическим субъектам.

На сегодняшний день отсутствуют нормативные документы, регламентирующие порядок определения баланса электрической энергии в электрических сетях, а также порядок расчета его структурных составляющих, хотя требования к обоснованности и достоверности таких расчетов существенно возросли.

Важность и сложность решения перечисленных задач заключается в следующем. Сетевая компания обязана компенсировать (оплатить) фактические потери электрической энергии в своих сетях путем их покупки на оптовом (розничном) рынке электрической энергии [1,2]. При расчете тарифа на оплату услуг по передаче электрической энергии по электрическим сетям сетевых компаний учитывается величина нормативных технологических потерь электрической энергии [3]. В большинстве сетевых компаний фактические потери электрической энергии превышают нормативные технологические потери. Соответственно, сетевая компания, оплачивая все фактические потери электрической энергии и получая при оплате услуг на передачу электрической энергии по сетям компенсацию в размере стоимости нормативных технологических потерь электрической энергии, терпит финансовые убытки из-за наличия «сверхнормативных» потерь электрической энергии. «Сверхнормативные» потери электрической энергии обусловлены погрешностями системы учета, неучтенным потреблением электрической энергии, низкой платежеспособностью потребителей, недостаточной мотивацией персонала к снижению потерь электрической энергии в сетях и многими другими причинами.

Решению данной проблемы посвящена настоящая диссертационная работа.

Основные направления диссертационной работы связаны с разработкой методик определения фактических потерь электрической энергии, методов расчета неучтенной потребленной электрической энергии, методов построения типовых профилей нагрузки для определения количества потребленной электрической энергии. Эти разработки позволят более подробно и обоснованно вычислить фактические потери электрической энергии в электрической сети, определить структуру сверхнормативных потерь электрической энергии, с большей эффективностью разработать программу по снижению потерь и уменьшению убытков сетевой компании по оплате сверхнормативных потерь.

Актуальность диссертационной работы подтверждается Федеральным законом Российской Федерации от 23 ноября 2009 г. № 261-ФЗ "Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации"[4], Постановлением Правительства Российской Федерации от 27.12.2004 г. № 861 «Правила недискриминационного доступа к услугам по передаче электрической энергии и оказания этих услуг» (в редакции Постановления Правительства РФ № 168 от 21.03.2007 г.) [2] и Постановлением Правительства Российской Федерации от 31.08.2006 г. № 530 «О Правилах функционирования розничных рынков электрической энергии» [5].

Цель диссертационной работы - повышение обоснованности и достоверности расчетов баланса электрической энергии в электрических сетях различного уровня напряжения, структурных составляющих баланса, в том числе фактических потерь в условиях неполной информации о потребленной электрической энергии.

Для достижения указанной цели поставлены следующие основные задачи: о проведение анализа динамики потерь электрической энергии в электрических сетях Российской Федерации и зарубежных стран; о проведение анализа методов расчета фактических потерь электрической энергии и количества неучтенной потребленной электрической энергии в рыночных условиях; о разработка методов определения фактических потерь электрической энергии для электрических сетей Единой национальной (общероссийской) электрической сети (далее - ЕНЭС) (220 кВ и выше) с учетом внутренних перетоков электрической энергии, а также для распределительных сетевых компаний (далее - РСК) (110-0,4 кВ); о разработка методов расчета неучтенной потребленной электрической энергии с учетом имеющейся в условиях эксплуатации исходной информации; о разработка методов расчета типовых профилей нагрузки и типовых объемов потребления с учетом имеющейся в условиях эксплуатации исходной информации; о оценка суммарных потерь электрической энергии в электрических сетях Российской Федерации; о оценка резервов снижения потерь электрической энергии в электрических сетях Российской Федерации; о разработка методики анализа факторов, влияющих на уровень потерь электроэнергии и эффективность мероприятий по их снижению; о оценка погрешностей расчета одной из составляющих фактических потерь электрической энергии в электрических сетях - переменных потерь электрической энергии в воздушных линиях из-за неучета влияния метеоусловий на активные сопротивления линий.

Методы исследования

При решении поставленных задач в работе использованы методы теории вероятностей и статистической обработки информации, структурно-балансовые методы расчета и анализа электрических сетей, классические методы теоретической электротехники. Научная новизна

Основные научные результаты, полученные в ходе выполнения диссертационной работы: о результаты анализа потерь электрической энергии в электрических сетях Российской Федерации, в странах дальнего зарубежья и СНГ; о методика определения фактических потерь электрической энергии для электрических сетей Единой национальной (общероссийской) электрической сети (220 кВ и выше); о методика определения фактических потерь электрической энергии для распределительных сетевых компаний (0,4 - 1 ЮкВ); о методы расчета неучтенной потребленной электрической энергии для сетевых компаний:

- по среднестатистическому потреблению электрической энергии;

- по типовому профилю нагрузки;

- по числу часов использования и величине мощности;

- в зависимости от ошибок и отклонений от норм в системе измерений электрической энергии;

- по установленной мощности электроприемников или договорному значению максимальной нагрузки, числу часов потребления электрической энергии; о методы и алгоритмов построения типовых профилей нагрузки и типовых объемов потребления с учетом имеющейся в условиях эксплуатации исходной информации; о методика анализа факторов, влияющих на уровень потерь электроэнергии и эффективность мероприятий по их снижению; о методика и алгоритм расчета погрешности определения переменных потерь электрической энергии в воздушных линиях электропередачи из-за неучета влияния метеоусловий на активные сопротивления проводов.

Практическая ценность

Разработанные методы позволяют более обосновано и достоверно рассчитывать: о фактические балансы и потери электрической энергии в ЕНЭС с учетом внутренних оборотов электрической энергии, как в целом по сети так и по уровням напряжения; о фактические балансы и потери электрической энергии в электрических сетях РСК; о количество потребленной электрической энергии при отсутствии приборов учета или при нарушении системы учета электрической энергии; о переменные потери электрической энергии в воздушных линиях электропередачи.

Полученные с помощью разработанных методов и методик результаты расчетов позволили провести оценку резервов по снижению потерь электрической энергии и эффективности мероприятий по снижению потерь электрической энергии и впервые оценить потери электрической энергии в электрических сетях Российской Федерации.

Реализация результатов работы

Методика определения неучтенной потребленной электрической энергии и методы расчета типовых профилей нагрузки включены в Правила коммерческого учета на розничных рынках электрической энергии (Приложение 10 к проекту документа «Основные положения функционирования розничных рынков электрической энергии»), разработанных во исполнение Постановления Правительства Российской Федерации от 31 августа 2006 г. № 530 «Об утверждении Правил функционирования розничных рынков электрической энергии в переходный период реформирования электроэнергетики».

Методические указания по расчету и применению типовых профилей нагрузки для групп потребителей на основании данных автоматизированных информационно-измерительных систем коммерческого учета электрической энергии и мощности (АИИС КУЭ) и интервальных приборов учета электрической энергии разработаны в соответствии с Приказом ОАО «ФСК ЕЭС» № 245 от 03.08.07 г.[6]. Основные положения Методических указаний также включены в Правила коммерческого учета на розничных рынках электрической энергии.

Методические указания по формированию развернутого баланса электрической энергии по электрической сети распределительной сетевой компании с разбивкой по диапазонам напряжения, внедрены во всех распределительных сетевых компаниях ОАО «Холдинг МРСК». Балансовые таблицы Методических указаний реализованы в «Инструкции об организации в Министерстве энергетики Российской Федерации работы по расчету и обоснованию нормативов технологических потерь электроэнергии при ее передаче по электрическим сетям», утвержденной приказом Минэнерго РФ №326 от 30.12.2008 г. и зарегистрированной в Минюсте России № 13314 от 12.02.2009 г.[7].

Апробация работы

Основные положения диссертации докладывались на 3-й, 4-ой, 5-ой, 6-ой международных научно-технических конференциях - выставках «Нормирование, анализ и снижение потерь электрической энергии в электрических сетях» (Москва, 2004, 2006, 2007, 2008), семинаре «Потери электрической энергии. Методы расчета. Мероприятия по снижению потерь» (Москва, 2005), 10-й научно-практической конференции - выставке

Метрология электрических измерений в электроэнергетике» (Москва, 2007), 4-ом и 5-ом специализированных научно-технических семинарах «Современные методы и программные средства анализа и планирования электропотребления, балансов мощности и электрической энергии» (Москва, 2006, 2007), 2-ом международной электроэнергетическом семинаре «Современные методы оценки технического состояния и способы повышения надежности электрических сетей и энергосистем» (Москва, 2006 г.), , 3-й научно-технической конференции «Разработки молодых специалистов в области электроэнергетики 2008», (Москва 2008), 3-й международной научно-технической конференции «Энергосистема: управление, конкуренция, образование» (Екатеринбург, 2008), конференции ОАО «Холдинг МРСК» «Распределительный сетевой комплекс РФ: состояние, проблемы, пути решения» (Санкт-Петербург, 2010). Публикации

По результатам выполненных исследований опубликовано 16 работ, в том числе две в центральных журналах, входящих в список ВАК. Личный вклад

Личный вклад автора в диссертационную работу состоит в следующем: о анализ методов формирования фактических потерь электрической энергии в Российской Федерации и странах дальнего зарубежья; о формирование структурных составляющих баланса электрической энергии по ЕНЭС и РСК; о разработка методологии формировании структурных составляющих баланса электрической энергии в электрических сетях ЕНЭС и РСК; о разработка типовых примеров формирования структурных составляющих баланса электрической энергии в электрических сетях ЕНЭС и РСК; о сбор и анализ методов расчета неучтенной потребленной электрической энергии по 17-ти сетевым компаниям; о сбор и анализ способов несанкционированного потребления электрической энергии; о обобщение, дополнение и структурирование методов расчета неучтенной потребленной электрической энергии; о разработка методов расчета и применения типовых профилей нагрузки, необходимых при формировании переданной электрической энергии, с учетом ограниченного набора исходных данных в сетевых компаниях; о сбор и анализ статистических данных по потерям электрической энергии в электрических сетях Российской Федерации и стран дальнего зарубежья; о формирование отчетного показателя (фактических потерь) электрической энергии по Российской Федерации с использованием имеющейся информации в существующей отчетной документации; о определение резерва снижения потерь электрической энергии в Российской Федерации; о разработка методики и алгоритма расчета погрешности определения переменных потерь электрической энергии в воздушных линиях электропередачи из-за неучета влияния метеоусловий на активные сопротивления проводов.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, изложенных на 201 стр. машинописного текста и содержащих 27 рисунков и 33 таблицы, а также 2 приложения на 40 стр. Список литературы содержит 99 наименований.

Заключение диссертация на тему "Разработка методов повышения обоснованности и достоверности расчета и анализа фактических потерь и балансов электрической энергии в электрических сетях"

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

1. Приведен алгоритм расчета активного сопротивления с учетом температуры воздуха, рабочего тока и скорости ветра, который можно использовать для голых проводов различных марок.

2. Получена зависимость активного сопротивления от температуры воздуха, рабочего тока и скорости ветра для проводов АС 35/6,5, АС 120/27, АС 300/39 при и=0,5 м/с и и=0,5 м/с (рисунки 6.1-6.2).

3. Вычислены относительные погрешности расчета активного сопротивления с учетом температуры воздуха по формуле (6.1) при 1:пр = 1в по отношению к активному сопротивлению при 20 °С. Относительные погрешности составляют от «минус» 8 % до «плюс» 30 % в диапазоне температур «минус» 40°С - «плюс» 40°С. Значительные погрешности расчета этих сопротивлений наблюдаются в области низких температур.

4. Вычислены относительные погрешности расчета активного сопротивления с учетом температуры воздуха, рабочего тока и скорости ветра по отношению к активному сопротивлению при 20 °С для проводов АС 35/6,5, АС 120/27, АС 300/39 при и=0,5 м/с, которые составляют от «минус» 40 % до «плюс» 25 % в диапазоне температур «минус» 40°С - «плюс» 40°С.

5. Вычислены относительные погрешности расчета активного сопротивления с учетом температуры воздуха, рабочего тока и скорости ветра по отношению к активному сопротивлению при 20 °С для проводов АС 35/6,5, АС 120/27, АС 300/39 при и=5 м/с, которые составляют от «минус» 15 % до «плюс» 25 % в диапазоне температур «минус» 40°С - «плюс» 40°С.

6. Определены относительные погрешности расчета активного сопротивления с учетом температуры воздуха, рабочего тока и скорости ветра по отношению к активному сопротивлению по формуле (1) при Шр = 1в для проводов АС 35/6,5, АС120/27, АС 300/39 при и=0,5 м/с, которые находятся в пределах: от «минус» 6 % до «плюс» 5 %, при рабочих токах от 20 А до 180 А; от «минус» 6 % до «минус» 40 %, при рабочих токах от 180 А и выше.

7. Вычислены относительные погрешности расчета активного сопротивления с учетом температуры воздуха, рабочего тока и скорости ветра по отношению к активному сопротивлению по формуле (6.1) при Шр = 1в для проводов АС 35/6,5, АС120/27, АС 300/39 при о=5 м/с, которые не превышают «минус» 5 %.

8. При загрузке линии на 15-40 % от максимально допустимого тока для проводов АС 35/6,5, АС 120/27, АС 300/39 при и=0,5 м/с учет тока нагрузки и скорости ветра не обязателен, достаточно учесть температуру воздуха.

9. При загрузке линии на 50-90 % от максимально допустимого тока целесообразно рассчитывать активное сопротивление с учетом температуры воздуха, рабочего тока и скорости ветра, поскольку относительные погрешности находятся в диапазоне от «минус» 2 % до «минус» 30 %.

10. При расчете годовых потерь электроэнергии для проводов АС 120/27 и АС 300/39 при и=0,5 м/с при загрузке линий на 5-20 % в течение года достаточно учитывать температуру воздуха. Относительная погрешность составляет 5-6 %. При загрузке от 30% и выше рекомендуется учитывать ток нагрузки, температуру воздуха и скорость ветра. Относительная погрешность составляет от «минус» 2 % до «минус» 30 %.

11. При расчете годовых потерь электроэнергии для провода АС 120/27 при скорости ветра равной 5 м/с относительные погрешности не превышают «минус» 0,7 %, соответственно, для расчета годовых потерь электроэнергии достаточно учитывать температуру воздуха. Для проводов АС 300/39 учет тока нагрузки, температуры воздуха и скорости ветра достаточно учитывать при загрузке линии от 50 % и выше. Относительная погрешность составляет от «минус» 2 % до «минус» 5 %.

12. Перспективным направлением повышения точности расчета активных сопротивлений может стать автоматическая регистрация в условиях эксплуатации температуры провода с помощью специализированных средств контроля температуры проводов воздушных линий [99]. Другим направлением является расчет активных сопротивлений воздушных линий электропередачи с использованием автоматизированных метеопостов, регистрирующих температуру и скорость ветра вдоль трассы линий и оперативного контроля их токовых нагрузок.

Повышением точности расчета переменных потерь электрической энергии в воздушных линиях может стать автоматизация расчетов с учетом активных сопротивлений в зависимости от метеоусловий (счетчики потерь).

Заключение

По результатам диссертационной работы, выполненной в соответствии с поставленными целями и задачами исследования, можно сформулировать следующие основные выводы и результаты:

1. Проведен анализ динамики потерь электрической энергии в электрических сетях Российской Федерации и стран дальнего зарубежья, а также анализ существующих методов формирования структурных составляющих баланса электрической энергии. Показано, что относительные потери в электрических сетях Российской Федерации в 2,5-3 раза выше, чем в промышленно развитых странах.

2. Установлено, что в настоящее время в отечественной практике отсутствуют:

• единые подходы к расчету баланса электрической энергии в электрических сетях;

• оценки величины резервов снижения потерь в электрических сетях России;

• единая статистическая отчетность по потерям электрической энергии в электрических сетях России.

3. Разработаны:

• Методика формирования баланса электрической энергии и расчета фактических потерь в ЕНЭС, позволяющая в условиях имеющейся информации исключить величину внутреннего оборота электрической энергии и соответственно, корректно определять относительные потери электроэнергии;

• Методика формирования баланса электрической энергии в электрических сетях РСК, позволяющая объединить в себе два алгоритма формирования балансов электрической энергии: «физического» и «экономического»;

• Методы определения количества потребленной электрической энергии при выявлении неисправности или утраты средств измерений, а также при выявлении фактов безучетного и бездоговорного потребления, позволяющие: учитывать разнообразие исходных данных и особенности нарушений учета электрической энергии; более обоснованно взимать штрафы с потребителей, нарушивших правила потребления электрической энергии; рассчитывать объем неучтенной электроэнергии при отсутствии приборов учета;

• Методы расчета и применения типовых профилей и объемов потребления электрической энергии, позволяющие решить задачу приведения фактического количества потребленной электрической энергии за расчетный период к почасовым значениям потребления;

• Методика анализа факторов, влияющих на уровень потерь электрической энергии и фактическую эффективность мероприятий по их снижению, позволяющая определить основные подходы к оценке фактической эффективности мероприятий и к их прогнозу с учетом этих мероприятий;

• Алгоритм расчета переменных потерь электрической энергии в воздушных ЛЭП, позволяющий учитывать влияние температуры воздуха, рабочего тока и скорости ветра на активное сопротивление линии.

4. С использованием предложенных методик и разработанных унифицированных форм по составлению баланса электрической энергии собраны и обработаны данные по 1126 сетевым компаниям, что позволило оценить:

• фактические потери электрической энергии в электрических сетях России, которые составляют около 130 млрд. кВт.ч., в то время как по данным Росстата России они равны 109,24 млрд. кВт.ч;

• резервы снижения потерь электрической энергии в электрических сетях ОАО «ФСК ЕЭС», в электрических сетях РСК и муниципальных предприятиях, а также суммарный резерв снижения потерь электрической энергии в электрических сетях России, который равен 20 % от общей суммарной величины потерь электрической энергии.

Библиография Туркина, Ольга Викторовна, диссертация по теме Электростанции и электроэнергетические системы

1. Федеральный закон от 26 марта 2003 г. № 35-Ф3 «Об электроэнергетике».

2. Постановление Правительства Российской Федерации № 861 от 27.12.2004 г. «Правила недискриминационного доступа к услугам по передаче электрической энергии и оказания этих услуг» (в редакции Постановления Правительства РФ № 168 от 21.03.2007 г.).

3. Постановление Правительства Российской Федерации № 109 от 26 февраля 2004 г. «О ценообразовании в отношении электрической и тепловой энергии в Российской Федерации» (в редакции Постановления Правительства РФ от 31.12.2004 N893).

4. Федеральный закон Российской Федерации от 23 ноября 2009 г. №261-ФЗ "Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации".

5. Постановление Правительства Российской Федерации № 530 от 31.08.2006 г. «О Правилах функционирования розничных рынков электрической энергии».

6. Приказ ОАО «ФСК ЕЭС» № 245 от 03.08.07 г.

7. Топливо и энергетика России. Справочник специалиста топливно-энергетического комплекса. Под ред. A.M. Мастепанова. М.: ИАЦ Энергия, 2005 г. - 608 с.

8. Воротницкий В.Э. Потери электроэнергии в электрических сетях. Ситуация в России. Зарубежный опыт анализа и снижения. М.: ДиалогЭлектро, 2006.-71 с.

9. Официальный сайт ОАО «МРСК Северо-Запада»: www.mrsksevzap.ru.

10. Официальный сайт ОАО «МРСК Центра и Приволжья»: www.mrskcp.ru.

11. Официальный сайт ОАО «МРСК Центра»: www.mrsk-l.ru.

12. Официальный сайт ОАО «МРСК Юга»: www.mrsk-yuga.ru.

13. Официальный сайт ОАО «МРСК Северного Кавказа»: www.mrsksk.ru.

14. Официальный сайт ОАО «МРСК Сибири»: www.mrsk-sib.ru.

15. Официальный сайт ОАО «МРСК Волги»: www.mrsk-volgi.ru.

16. Официальный сайт ОАО «МРСК Урала»: www.mrsk-ural.ru.

17. Официальный сайт ОАО «Тюменьэнерго»: www.te.ru. 23.Официальный сайт ОАО «ДРСК»: www.drsk.ru.

18. Официальный сайт ОАО «Янтарьэнерго»: www.yantene.ru.

19. Официальный сайт ОАО «Курганэнерго»: www.kurganenergo.ru.

20. Воротницкий В.Э. Нормирование и снижение потерь электроэнергии в электрических сетях: результаты, проблемы, пути решения // Энергоэксперт. -2007.-№3.-С. 10-19.

21. Официальный сайт ОАО «ФСК ЕЭС»: www.fsk-ees.ru.

22. Electricity distribution losses A consultation document. January 2003 03/03 Office of Gas and Electricity Markets.

23. Treatment of Losses by Network Operators ERGEG Position Paper, 2008.

24. Electricity Information. OECD Publishing, 2007.

25. Energy Balances of OECD Countries. OECD Publishing, 2007.

26. Интернет ресурс: The Forum of Indian Regulators. http://www.foir-india.org. Presentation on Power Sector Scenario in Punjab.

27. Интернет ресурс: International Energy Agency.

28. Ron Millard, PB Power South Africa, and Mike Emmerton, PB Power Hong Kong Non-technical losses — how do other countries tackle the problem? /22nd AMEU Technical Convention.

29. Распоряжение Правительства Российской Федерации от 13 ноября 2009 г. № 1715-р «Энергетическая стратегия России на период до 2030 года».

30. Портал по энергосбережению: www.energosovet.ru. Стратегия повышения энергоэффективности в муниципальных образованиях.

31. Башмаков И.А. Единый топливно-энергетический баланс как инструмент анализа, прогноза и индикативного планирования развития энергетики. Интернет сайт НКО Фонд "Энергоэффективность: www.energosberfond.ru.

32. ГОСТ 21027-75. Системы энергетические. Термины и определения.

33. Овсейчук В.А. Сверхнормативные потери электроэнергии. Экономические последствия. Новости Электротехники. 2008. - № 5 (30).

34. Приказ Федеральной службы по тарифам от 6 августа 2004 г. № 20-Э/2 «Об утверждении Методических указаний по расчету регулируемых тарифов и цен на электрическую (тепловую) энергию на розничном (потребительском) рынке».

35. Постановление Государственного комитета Российской Федерации по статистике от 19 сентября 2000 г. № 81 «Об утверждении статистического инструментария для организации ФЭК России статистического наблюдения за деятельностью предприятий электроэнергетики».

36. Воротницкий В.Э., Заслонов C.B., Калинкина М.А., Паринов И.А., Туркина О.В. Методы и средства расчета, анализа и снижения потерь электрической энергии при ее передаче по электрическим сетям. М.: ДиалогЭлектро, 2006.

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

38. Письмо Минэнерго России № АШ-635/09 от 01.02.2010 о подготовке и представлении отчётности в 2010 году.

39. Приказ Росстата России от 23 сентября 2008 № 235 «Об утверждении форм федерального статистического наблюдения для организации за деятельностью предприятий».

40. Приказ Министерства энергетики Российской Федерации от 7 августа 2008 г. № 20 «Об утверждении перечня предоставляемой субъектами электроэнергетики информации о производственно-хозяйственной деятельности, форм и порядка ее предоставления».

41. ГНД 34.09.104-2003. Приказ Министерства топлива и энергетики Украины. Методика составления структуры баланса электроэнергии в электрических сетях 0,38-150 кВ, анализа его составляющих и нормирование технологических затрат электроэнергии.

42. КАБ1НЕТ М1ШСТР1В УКРА1НИ. Постанова, Правила в!д 26.07.1999 № 1357. Правила пользования электрической энергии.

43. Распоряжения ОАО «ФСК ЕЭС» от 12.01.2007 № 4р/ 2р «Об организации согласованной процедуры составления баланса электроэнергии и нормирования потерь электроэнергии по РСК при тарифообразовании 2008 года».