автореферат диссертации по энергетике, 05.14.01, диссертация на тему:Разработка принципов и методик нормирования и планирования потерь электроэнергии в сетях 110-500 кв ОАО "НЭС Кыргызстана"

КЫРГЫЗСКО-РОССИЙСКИЙ СЛАВЯНСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ

62 11 /47 На правах рукописи

УДК 621.3.017:575.2

Вишнев Николай Владимирович

РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПОВ И МЕТОДИК НОРМИРОВАНИЯ И ПЛАНИРОВАНИЯ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В СЕТЯХ

110-500 КВ ОАО "НЭС КЫРГЫЗСТАНА"

Специальность: 05.14.01 - Энергетические системы и комплексы

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата технических наук

ГЪ Научный руководитель:

^ -С^УНх/^ кандидат технических наук,

доцент Симаков Ю.П.

Бишкек - 2007

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ........................................................................... 5

1. ПОТЕРИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ. ПРОБЛЕМА РОСТА ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ЭНЕРГОКОМПАНИЯХ КЫРГЫЗСТАНА И СТРАН СНГ......................................................................... 10

1.1 Потери электроэнергии в современных рыночных условиях......... Ю

1.2 Потери электроэнергии в энергосистемах стран СНГ................. 11

1.3 Реструктуризация Кыргызской энергосистемы. Проблема возросших потерь электроэнергии в Кыргызстане...........................

1.4 Выводы............................................................................

2. АНАЛИЗ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В СЕТЯХ 110-500 КВ ОАО "НЭС КЫРГЫЗСТАНА"............................................................ 22

2.1 Анализ структуры фактических потерь электроэнергии в сетях 110500 кВ ОАО "НЭС Кыргызстана"................................................ 22

2.2 Анализ основных показателей фактического баланса и потерь электроэнергии предприятий высоковольтных электрических сетей

ОАО "НЭС Кыргызстана"...................................................................... 29

2.2.1 Анализ основных показателей фактического баланса и

потерь электроэнергии Таласского ПВЭС................................. 29

2.2.2 Анализ основных показателей фактического баланса и

потерь электроэнергии Чуйского ПВЭС................................... 33

2.2.3 Анализ основных показателей фактического баланса и

потерь электроэнергии Нарынского ПВЭС................................. 35

2.2.4 Анализ основных показателей фактического баланса и

потерь электроэнергии Иссык-Кульского ПВЭС......................... 39

2.2.5 Анализ основных показателей фактического баланса и

потерь электроэнергии Ошского ПВЭС.................................... 42

2.2.6 Анализ основных показателей фактического баланса и

потерь электроэнергии Жалал-Абадского ПВЭС....................... 47

2.3 Выводы............................................................................ 51

3. НОРМАТИВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОТЕРЬ

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ СЕТЕЙ 110-500 КВ ОАО "НЭС КЫРГЫЗСТАНА" 53 3.1 Норматив потерь электроэнергии. Нормативные характеристики

потерь электроэнергии............................................................ 53

3.2. Оценка структуры потерь электроэнергии в сети 110-500 кВ ОАО "НЭС Кыргызстана"...................................................................................57

3.2.1. Расчет нагрузочных потерь электроэнергии....................... 57

3.2.2. Оценка условно- постоянных потерь электроэнергии сети 110500 кВ ОАО "НЭС Кыргызстана"............................................. 60

3.2.3 Оценка климатических потерь электроэнергии в сетях ОАО

"НЭС Кыргызстана".............................................................. 64

3.3 Нормативные характеристики технических потерь электроэнергии 68

3.3.1 Нормативные характеристики потерь электроэнергии Таласского ПВ ЭС................................................................. ^

3.3.2 Нормативные характеристики потерь электроэнергии Чуйского ПВЭС.................................................................................

3.3.3 Нормативные характеристики потерь электроэнергии Нарынского ПВЭС................................................................. 93

3.3.4 Нормативные характеристики потерь электроэнергии Иссык-Кульского ПВЭС.................................................................

3.3.5 Нормативные характеристики потерь электроэнергии Ошского ПВЭС................................................................................ 97

3.3.6 Нормативные характеристики потерь электроэнергии Жалал-Абадского ПВЭС.................................................................... ^

3.4 Выводы............................................................................. 1Л„

4. НОРМИРОВАНИЕ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ 110- 500 КВ ОАО "НЭС КЫРГЫЗСТАНА".СВЕРХНОРМАТИВНЫЕ

П0ТЕРИ....................................................................................... 105

4.1 Принципы нормирования потерь электроэнергии....................... 105

4.2 Нормирование потерь электроэнергии в сетях 110-500 кВ ОАО

"НЭС Кыргызстана"................................................................ 106

4.2.1 Принципы нормирования потерь электроэнергии в сетях 110-500

кВ ОАО "НЭС Кыргызстана"........................................................................................................106

4.2.2 Расчет прогнозируемого норматива потерь электроэнергии................^

4.2.3 Расчет фактического норматива потерь электроэнергии........................109

4.3 Программное обеспечение расчетов................................................................................^

4.4 Сверхнормативные потери электроэнергии..............................................................116

4.4.1 Сверхнормативные потери электроэнергии в сетях 110-500 кВ

ОАО "НЭС Кыргызстана"......................................................... 118

4.4.2 Методика оценки сверхнормативных потерь электроэнергии в сетях 110-500 кВ ОАО "НЭС Кыргызстана", обусловленных

пониженной относительно плановой величины выработки ТЭЦ г.

с 118 Бишкек.............................................................................

4.4.3 Оценка сверхнормативных потерь электроэнергии на её передачу по электрическим сетям 110-500 кВ ОАО "НЭС Кыргызстана" при превышении плановых показателей фактических объёмов отпуска электроэнергии в электрические сети

Распределительных компаний................................................................. ^

4.5 Выводы........................................................................... 125

ЗАКЛЮЧЕНИЕ........................................................................

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ............................. 129

ПРИЛОЖЕНИЯ........................................................................ 139

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы диссертации.

В конце 90-х годов практически во всех энергокомпаниях стран СНГ наблюдался стабильно высокий уровень потерь электроэнергии. При любой модели взаимоотношений на рынке электроэнергии, потери - это прямые убытки, как для энергокомпаний, так и рядовых потребителей. В связи с этим, снижение потерь электроэнергии при ее транспорте является одной из основных задач энергосбережения.

Обзор многочисленных публикаций в этой области показал, что в настоящее время действенным механизмом, стимулирующим разработку и внедрение мероприятий по снижению потерь электроэнергии, остается нормирование потерь в электрических сетях. При этом сложность процедуры нормирования требует серьезных разработок нормативно-правовой и методической базы, обеспечивающей её прозрачность для всех заинтересованных сторон. Анализ существующих в Кыргызстане нормативных и методических документов, определяющих порядок расчета и утверждения норматива потерь электроэнергии в сетях 110- 500 кВ показал, что их количества недостаточно для сетей такого функционального уровня. Поэтому разработка подобных документов для Национальной электрической сети Кыргызстана является одной из наиболее актуальных задач.

Связь темы диссертации с крупными научными программами.

Настоящая работа выполнена по заказу Государственного агентства по энергетике при Правительстве Кыргызской Республики, в соответствии с планами научно-исследовательской работы (НИР) Кыргызского Научно-Технического Центра по энергетике «Энергия» и планами НИР Кыргызско -Российского Славянского Университета.

Цель и задачи исследований.

Целью диссертационной работы является повышение экономичности работы сети 110-500 кВ Открытого Акционерного Общества "Национальная Электрическая Сеть Кыргызстана" (ОАО "НЭС Кыргызстана") путем снижения потерь электроэнергии, на основе внедрения принципов и методик нормирования потерь электроэнергии.

Указанная цель диссертационной работы определила задачи исследований:

- провести анализ и выполнить оценку структуры потерь электроэнергии в сетях 110-500 кВ ОАО "НЭС Кыргызстана";

- выполнить оценку влияния режимных параметров на потери электроэнергии в сетях 110-500 кВ ОАО "НЭС Кыргызстана";

- выполнить оценку влияния составляющих баланса электроэнергии на потери ОАО "НЭС Кыргызстана" в соответствии с современным балансовым делением энергосистемы Кыргызстана;

разработать методики расчета, анализа, нормирования и прогнозирования потерь электроэнергии на базе опыта стран СНГ, применительно к условиям Кыргызстана.

Научная новизна диссертации состоит:

- в дальнейшем развитии математических моделей технических потерь электроэнергии в зависимости от влияющих на потери факторов не только в виде квадратичных зависимостей, но и в виде степенных и экспоненциальных зависимостей, позволивших учесть фактические уровни напряжений в сетях различных классов;

- в разработке методики нормирования потерь электроэнергии в электрических сетях всех предприятий высоковольтных электрических сетей и ОАО "НЭС Кыргызстана" в целом на основе полученных обобщенных и многофакторной нормативных характеристик технических потерь;

- в разработке методик оценки сверхнормативных потерь электроэнергии, обусловленных влиянием различных факторов.

Практическая значимость работы

На основании результатов диссертационной работы разработаны и введены в действие (Постановление исполнительного совета Государственного агентства по энергетике при Правительстве Кыргызкой Республики от 07.10.2005№ 175 А/П):

- «Положение о порядке расчета, утверждения и изменения норматива потерь электроэнергии в сетях 110-500 кВ ОАО "НЭС Кыргызстана»;

- «Методика по расчёту норматива потерь электроэнергии электрических сетях 110-500 кВ ОАО "НЭС Кыргызстана»;

- «Методика оценки сверхнормативных (сверхплановых) потерь электроэнергии в электрических сетях ОАО «Национальная электрическая сеть Кыргызстана»;

- Программа расчета норматива технических потерь электроэнергии «РНТП-1».

Применение полученных в диссертации математических моделей и методик, позволило:

1) рассчитать и обосновать норматив потерь на период регулирования;

2) осуществлять прогноз потерь электроэнергии по ОАО "НЭС Кыргызстана" согласно современной балансовой и организационной структуре;

3) разработать мероприятия по снижению потерь электроэнергии в сетях 110-500 кВ ОАО "НЭС Кыргызстана".

Обоснованность и достоверность результатов подтверждаются практическим применением разработанных моделей и методик в фактических условиях нормирования потерь ОАО "НЭС Кыргызстана",

сопоставлением точности прогноза по полученным зависимостям с фактическими (отчетными) данными, сопоставлением математических моделей, полученных в результате исследований, с моделями, полученными другими авторами при схожих условиях, проверкой адекватности полученных регрессионных зависимостей по известным статистическим критериям.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

- математические модели технических потерь электроэнергии для элементов транзитных и магистральных сетей 220-500 кВ ОАО "НЭС Кыргызстана" исходя из фактических режимов их работы;

- методики нормирования и прогнозирования потерь электроэнергии в сетях 110-500 кВ ОАО "НЭС Кыргызстана" на основе полученных регрессионных уравнений нормативных характеристиках потерь электроэнергии;

- методики оценки сверхнормативных потерь электроэнергии в сетях 110500 кВ ОАО "НЭС Кыргызстана";

- принципы обоснования и утверждения норматива потерь электроэнергии в сетях ОАО "НЭС Кыргызстана".

Личный вклад в решение проблемы.

Диссертация выполнена автором на основе 4-летних исследований и работы в Центральной диспетчерской службе ОАО "НЭС Кыргызстана" и аспирантуре КРСУ.

На основе анализа научных материалов и исходной информации автором сформулированы цели и задачи исследований, намечены основные пути их реализации.

Самостоятельно проведена значительная часть теоретических и прикладных исследований, разработка прикладных программ расчета норматива потерь, разработка рекомендаций по совершенствованию

процедуры нормирования потерь электроэнергии в сетях 110-500 кВ ОАО "НЭС Кыргызстана".

Апробация работы

Результаты работы докладывались на международных научно-практических конференциях:

- «Единое образовательное пространство 21 века» (Бишкек 2003 г.);

- «Эффективная энергетика» (Казань 2004 г);

- «Нормирование, анализ и снижение потерь электроэнергии в электрических сетях - 2004» (Москва 2004 г.).

Проекты разработанных нормативных документов и прикладных программ проходили апробацию и находились в опытной эксплуатации в ЦДС ОАО "НЭС Кыргызстана".

Публикации

По теме диссертации опубликовано 11 научных работ в специализированных изданиях Кыргызстана, Казахстана, и России.

Объем и структура диссертации.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Общий объем диссертации 164 страницы машинописного текста, в том числе 23 таблицы, 36 рисунков в основном тексте, 32 таблицы в приложениях, список использованной литературы из 82 наименований.

10

ГЛАВА 1

ПОТЕРИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ. ПРОБЛЕМА РОСТА ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ЭНЕРГОКОМПАНИЯХ КЫРГЫЗСТАНА И СТРАН

СНГ

1.1 Потери электроэнергии в современных рыночных условиях

За последние 30-40 лет наработана обширная методическая база, касающаяся вопросов расчета, нормирования и прогнозирования потерь электроэнергии в сетях всех классов напряжения. Реструктуризация энергокомпаний и переход от плановой к рыночной экономике после распада СССР, потребовала коренных изменений в методических и технологических подходах к этим вопросам.

В настоящее время, когда рынок диктует свои условия, и каждый потерянный киловатт-час электроэнергии расценивается прямыми финансовыми убытками, вопросы энергосбережения и, как один из аспектов этой проблемы - снижение потерь электроэнергии остро поставлены перед энергокомпаниями различных уровней.

Специалисты энергокомпаний, а так же правительственных и научно-исследовательских организаций стран СНГ вот уже более 15 лет продолжают искать новые пути к решению задач упорядочения взаимоотношений на рынке электроэнергии и снижения потерь электроэнергии в электрических сетях.

Изучение передового опыта показало, что приоритетные направления для исследований можно выделить следующие:

вопросы расчета потерь электроэнергии /1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11/; ^ вопросы нормирования и расчета нормативов потерь

/1,12,13,14,15,16,17,18/; ^ разработка нормативных характеристик технических потерь /1,2,13,14,15,18/;

^ вопросы анализа электроэнергетического баланса /1,2,19,20,21,22,23,24/; вопросы прогноза потерь электроэнергии /2,7,13,22,25,26,27,28/;

^ разработка и внедрения мероприятий по снижению потерь

электроэнергии (далее МСП) /2,22,29,30,31/; ^ вопросы совершенствования системы учета, разработка концепции и внедрение автоматизированных систем контроля и учета (далее АСКУЭ) /2,20,22,23,24,32,33,34,35,36,37/; ^ вопросы формирования и совершенствования механизмов

функционирования оптового рынка электроэнергии

/25,26,27,28,31,33,38,39,40,41/; ^ Задачи разработки прикладного программного обеспечения для расчета, нормирования и прогнозирования потерь электроэнергии /1,2,14,25,42,43/.

1.2 Потери электроэнергии в энергосистемах стран СНГ

В настоящее время во многих странах СНГ происходит становление новых отношений на рынке электроэнергии. Переход от централизованных к рыночным методам управления ставит новые задачи перед персоналом энергокомпаний для повышения эффективности управления.

Электроэнергетика, в силу своих особенностей перенесла процессы децентрализации коммерческого управления одной из последних из отраслей промышленности практически во всех странах постсоветского пространства. Связано это с тем, что разделение Единой энергосистемы бывшего СССР и затем каждого из независимых государств наталкивалось на объективные и субъективные обстоятельства, связанные с отсутствием действенной законодательной базы как межгосударственного, так и внутригосударственного уровней.

Отсутствие стабильности в экономике государств, социально-экономическая напряженность наложила свой отпечаток на работу вновь образованных энергокомпаний. Сегодня во всех государствах СНГ потери электроэнергии - одна из наиболее острых проблем электроэнергетики.

Анализ уровня потерь электроэнергии государств СНГ показал, что в большинстве случаев их величина превышает 10-12 % от отпуска электроэнергии в сеть при стабильной динамике роста /22,24/.

При этом, по мнению аналитиков прослеживается зависимость между спадом производства и уровнем потерь в различных государствах, т. е. характер потребления и соотношение промышленных и бытовых потребителей может достаточно наглядно говорить о том, что наиболее высокий уровень потерь наблюдается в районах со слабо развитой промышленностью /44/. Преобладание бытовых потребителей и организационно- техническая сложность учета отпущенной электроэнергии населению вызывает значительный рост коммерческой составляющей потерь. Таким образом, объективными причинами роста потерь электроэнергии, характерными для всех энергокомпаний стран СНГ в анализируемый период /22,44,45,46,47,48/ можно считать:

- изменение структуры потребления;

- снижение загрузки линий напряжением 500 кВ и выше;

- снижение объемов "малопотерьного" отпуска элек