Анализ факторов, влияющих на уровень потерь электроэнергии

В статье рассмотрены структура фактических потерь электроэнергии, основные этапы анализа структурных составляющих фактических потерь, обозначены факторы, оказывающие влияние на изменение потерь электроэнергии, и приведены методы оценки фактической эффективности мероприятий по снижению потерь электроэнергии.

Снижение потерь электроэнергии в электрических сетях является важнейшей государственной задачей, т.к. резервы этого снижения по России в целом по различным укрупненным оценкам составляют 15-25 млрд. кВт.ч в год. Для реализации этих резервов может потребоваться до 20-30 млрд. рублей капиталовложений на оптимизацию загрузки электрических сетей и совершенствование учета электроэнергии, т.е. на внедрение долгосрочной (10-15 лет) технико-экономически обоснованной программы по снижению потерь. Эффективность вложения такого большого объема  денежных и материальных средств будет в значительной степени зависеть от учета всей полноты факторов, влияющих на изменение потерь электроэнергии в электрических сетях и их структурных составляющих, как на стадии разработки программы снижения потерь, так и на стадии оценки фактического эффекта от выполненных мероприятий.

 Цели статьи:

• рассмотреть наиболее существенные факторы, которые необходимо учитывать при разработке программ снижения потерь на период регулирования тарифов (или прогнозный период) при прогнозе потерь, а также при оценке фактической эффективности внедрения мероприятий;
• наметить основные этапы анализа изменения потерь и их структуры на различных уровнях их формирования;
• рассмотреть основные подходы к оценке расчетной и фактической эффективности мероприятий по снижению потерь электроэнергии.

1. Основные этапы анализа изменения потерь электроэнергии

Фактические потери электрической энергии включают в себя [1]: технические и нетехнические потери, потери, обусловленные допустимыми погрешностями приборов учета.

Задача анализа причин изменения уровня потерь электроэнергии является комплексной задачей и состоит из нескольких этапов.

Этап1 – Оценка динамики фактических, технологических и нетехнических потерь электроэнергии, которая включает в себя:

• оценку динамики структурных составляющих фактических потерь электроэнергии по годам;
• сравнение фактических потерь электроэнергии за исследуемый период с утвержденными нормативными потерями электроэнергии и с потерями электроэнергии в бизнес-плане сетевой компании.

Этап2 – Анализ динамики изменения структурных составляющих баланса электроэнергии, выявление причин их изменения, как в исследуемом периоде, так и при прогнозировании, который включает в себя:

• анализ приема электроэнергии в сеть, отдачи электроэнергии из сети, отпуска электроэнергии в сеть и полезного отпуска;
• анализ фактических, технических и нетехнических потерь электроэнергии;
• анализ погрешностей средств измерений;
• оценку эффективности выполненных мероприятий по снижению потерь электроэнергии;
• составление или корректировку программы по снижению потерь электрической энергии.

Факторы, влияющие на структурные составляющие баланса электроэнергии можно разделить на две группы: факторы, зависящие от действий персонала сетевой компании (мероприятия по снижению технических и нетехнических потерь) –и факторы, не зависящие от действий персонала сетевой компании.

Первую группу можно разделить на факторы, влияющие на изменение технических и нетехнических потерь электроэнергии.

К факторам, влияющим на изменение технических потерь электрической энергии относятся:

• изменение топологии электрической сети;
• изменение параметров оборудования электрической сети;
• ввод (демонтаж) оборудования электрической сети;
• мероприятия по снижению технических потерь, в том числе: замена проводов на перегруженных линиях; замена перегруженных и недогруженных силовых трансформаторов; установка и ввод в работу устройств по компенсации реактивной мощности; изменения потокораспределения реактивной мощности по основной сети; выравнивание нагрузки фаз (снижение несимметрии нагрузок электрической сети 0,4 кВ) и т.д.;

К факторам, влияющим на изменение нетехнических потерь электроэнергии, относятся:

• формирование полезного отпуска электрической энергии;
• мероприятия по снижению нетехнических потерь электрической энергии, в том числе: замена старых, отработавших свой ресурс индукционных счетчиков класса точности 2,5 на новые; установка дополнительных СЭ, ТТ и ТН, обеспечивающих учет отпуска и потерь электроэнергии по ступеням напряжения; активизация внедрения АИИС КУЭ на электрических станциях, подстанциях, у крупных потребителей с постепенным переходом к внедрению АИИС КУЭ бытового потребления; проведение рейдов по выявлению безучетного и бездоговорного потребления; установка выносного учета электрической энергии; применение самонесущих изолированных и защищенных проводов для ВЛ напряжением 0,4‑10 кВ и т.д.

Ко второй группе факторов относятся:

• уменьшение (в связи с выходом из строя) количества точек измерений, участвующих в формировании структурных показателей баланса;
• изменение общего объема полезного отпуска электроэнергии;
• изменение долевого распределения полезного отпуска по группам потребителей;
• бездоговорное присоединение потребителей к электрической сети
• безучетное потребление электроэнергии потребителями;
• изменение климатических условий (температуры, осадков и т.п.).

Этап 3 – Прогнозирование потерь электрической энергии на регулируемые периоды с учетом результатов анализа, проводимого на этапах 1 и 2.

Прогнозные «фактические» потери электроэнергии определяются по формуле:

где, W_OCt., W_ПОt- отпуск в сеть и полезный отпуск электрической энергии в электрической сети, соответственно, в год t;

     ,  - изменение  отпуска в сеть и полезного отпуска электроэнергии соответственно, в (t+1) году с учетом влияющих факторов.

Известны различные методы прогнозирования структурных составляющих баланса и потерь электроэнергии, например [2, 3], которые из-за ограничений объема статьи здесь не рассматриваются.

Прогнозные технологические потери электроэнергии определяются по формуле:                            ,

где,  – условно-постоянные и нагрузочные потери электроэнергии в электрической сети в год (t);

         - потери, обусловленные допустимыми погрешностями приборов учета, принимаемые по базовому году (t);

         ,  - изменение условно-постоянных и нагрузочных потерь электроэнергии в электрических сетях в (t+1) году, определяются с учетом ожидаемых изменений состава оборудования и нагрузок электрической сети.

Прогнозное значение нагрузочных потерь электроэнергии в год (t+1) в первом приближении (без учета изменения состава оборудования) может быть определено по формуле [4]:

где    - отпуск электроэнергии в сеть в периодах (t+1) и (t), соответственно.

Этап 4 – Сравнение прогнозных и сложившихся потерь электрической энергии по окончанию периода.

Разница между сложившимися и планируемыми фактическими потерями электрической энергии определяется по формуле:

                                              (1)

Сложившиеся фактические потери в году (t+1) определяются:

где    - фактические отпуск в сеть и полезный отпуск электрической энергии в электрической сети, соответственно, в год (t+1).

Этап 5 – Определение причин изменения фактических потерь электроэнергии прогнозных и сложившихся в конце прогнозируемого периода.

Разницу, полученную по формуле (1), оценивают с учетом выше перечисленных факторов изменения фактических, технических и нетехнических потерь электроэнергии для оценки реального эффекта, полученного от мероприятий по снижению потерь электроэнергии, и дополнительных факторов, которые не могли быть учтены при прогнозировании потерь.

Этап 6 – Определение фактической эффективности мероприятий по снижению потерь электроэнергии.

Этап 7 – Составление или корректировка программы по снижению потерь электроэнергии.

Рассмотренные этапы анализа по существу являются составляющими системы мониторинга потерь электроэнергии [5].

Читайте также продолжение: Методы оценки фактической эффективности мероприятий по снижению потерь электроэнергии

Авторы:   В.Э. Воротницкий, М.А. Калинкина, И.А. Паринов, О.В. Туркина (Филиал ОАО «НТЦ электроэнергетики» - ВНИИЭ)