Татаров Е.И. Электроэнергетические системы и сети

Подождите немного. Документ загружается.

D:\Мои документы\Борис\Часть 0 А4.doc

161

Коэффициент

нер

определяют по формуле:

( )

III

CBA

222

нер

515113 −













= ,

(2.22)

где

CBA

- измеренные токовые нагрузки фаз;

фн

- отношение сопротивлений нулевого и фазного проводов [6]

∗

При отсутствии данных о токовых нагрузках следует принимать:

• для линий с 1

фн

нер

;

• для линий с 2

фн

нер

Отношение

макс

τ принимают в соответствии со следующими данными:

макс

2 000 3 000 4 000 5 000 6 000

макс

0,46 0,52 0,60 0,72 0,77

Относительные потери электроэнергии, % в k линиях 0,38 кВ определяют

по формуле

∑

∆

(2.23)

где

∆

- относительные потери электроэнергии в i-й линии, определенные

по формуле (2.21);

Ii – максимальная нагрузка головного участка i-й линии.

ВЕРОЯТНОСТНО-СТАТИСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ РАСЧЁТА

ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

В настоящее время работы в этом направлении считаются наиболее пер-

спективными при анализе режимов распределительных сетей энергосистем.

Одним из конкретных направлений является установление регрессион-

ных зависимостей, позволяющих установить связь (и оценить её численно) ме-

жду изменениями основных параметров режима и потерями мощности и энер-

гии в конкретной электрической сети.

В самом общем виде интересующая нас регрессионная зависимость мо-

жет быть обозначена в виде:

(

)

ф21

d,,d,dfW K

∆

,где

∆

- зависимая переменная уравнения регрессии – в нашем случае потери

электроэнергии;

d - независимая переменная уравнения регрессии – факторы, влияющие на ха-

рактер изменения потерь электроэнергии;

ф – число учитываемых факторов.

Конкретные регрессионные зависимости как правило имеют характер по-

линомов - нормативных характеристик потерь электроэнергии (НХПЭ), в дан-

∗

[6] – Поспелов Г.Е., Сыч Н.М. Потери мощности и энергии в электрических сетях. - М.: Энергоиздат, 1981.

D:\Мои документы\Борис\Часть 0 А4.doc

162

ном приложении – со слагаемыми нулевой, первой и второй степеней от пере-

даваемой активной электроэнергии.

ОСОБЕННОСТИ РЕСЧЁТА ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В СЕТЯХ

ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Основным нормативным документом, определяющим порядок расчёта

технических потерь в энергосистемах, является “Методика расчёта норматив-

ных (технологических) потерь электроэнергии в электрических сетях”, введен-

ная приказом Минпромэнерго России от 03 февраля 2005 г. № 21.

Рассмотренные выше способы расчёта потерь могут использоваться для

определения так называемых расчётных или технических потерь, которые оп-

ределяются по известным параметрам режимов работы и параметрам элементов

сети. Они обусловлены расходом электроэнергии на нагрев проводников,

потерями холостого хода и рядом других эффектов.

Знакомство с отдельными составляющими потерь целесообразно начи-

нать с анализа графического представления структуры используемых понятий и

определения.

Фактические (отчетные) потери электроэнергии – разность между

электроэнергией, поступившей в сеть, и электроэнергией, отпущенной из сети,

определяемая по данным системы учета электроэнергии.

Технологические потери электроэнергии – сумма технологических по-

терь при транспортировке электроэнергии и потерь при реализации электро-

энергии.

Технологические потери

электроэнергии

Технологические потери

при

транспортировке

ЭЭ

Технологические потери

при

реализации

ЭЭ

Расход ЭЭ

на собственные

нужды ПС

Технические

потери ЭЭ

Условно-

постоянные

потери ЭЭ

Нагрузочные

потери ЭЭ

Потери ЭЭ,

зависящие от

погодных

условий

Потери ЭЭ,

обусловленные

погрешностями

системы учета ЭЭ

Не выявленные

хищения

электроэнергии

Фактические (отчетные)

потери электроэнергии

Потери в сфере организации

контроля за потреблением ЭЭ

Структура потерь электрической энергии

D:\Мои документы\Борис\Часть 0 А4.doc

163

Технологические потери при транспортировке электроэнергии – сум-

ма двух составляющих потерь:

– потерь в линиях и оборудовании электрических сетей, обусловленных

физическими процессами, происходящими при передаче электроэнергии в со-

ответствии с техническими характеристиками и режимами работы линий и

оборудования (технические потери);

– расхода электроэнергии на собственные нужды подстанций.

Потери при реализации электроэнергии – сумма потерь, обусловлен-

ных погрешностями системы учета электроэнергии, и потерь, обусловленных

хищениями электроэнергии, виновники которых не установлены.

Примечание. Потери, обусловленные хищениями электроэнергии, не яв-

ляются технической характеристикой электрической сети и системы учета

электроэнергии и их нормативы в данной методике не рассматриваются.

Технические потери – сумма трех составляющих потерь в линиях и обо-

рудовании электрических сетей:

– потерь, зависящих от нагрузки электрической сети (нагрузочные поте-

ри);

– потерь, зависящих от состава включенного оборудования (условно-

постоянные потери);

– потерь, зависящих от погодных условий.

Расход электроэнергии на собственные нужды подстанций – расход

электроэнергии, необходимый для обеспечения работы технологического обо-

рудования подстанций и жизнедеятельности обслуживающего персонала.

Потери электроэнергии, обусловленные погрешностями системы

учета электроэнергии – суммарный небаланс электроэнергии, обусловленный

техническими характеристиками и режимами работы всех измерительных ком-

плексов поступления и отпуска электроэнергии.

Норматив технологических потерь электроэнергии – технологические

потери электроэнергии (в абсолютных единицах или в процентах установлен-

ного показателя), рассчитанные в соответствии с данной методикой при режи-

мах работы, технических параметрах линий, оборудования сетей и системы

учета электроэнергии в рассматриваемом периоде.

Нормативный метод расчета нагрузочных потерь электроэнергии –

метод, использующий при расчете потерь весь объем имеющейся информации

о схемах и нагрузках сетей данного напряжения. При увеличении оснащенно-

сти сетей средствами измерения и оперативного контроля режимов рекоменду-

ется применение более точных методов из их перечня, установленного методи-

кой.

Нормативная характеристика технологических потерь электроэнер-

гии – зависимость норматива технологических потерь электроэнергии от струк-

турных составляющих поступления и отпуска электроэнергии.

Расчёты потерь по целям расчёта, объёму и виду используемой исходной

информации разделяют на:

1. Ретроспективные расчёты;

2. Оперативные расчёты;

D:\Мои документы\Борис\Часть 0 А4.doc

164

3. Перспективные расчёты.

В связи с особенностями схем и режимов электрических сетей различных

классов напряжения и особенностями применения методов расчёта потерь Ме-

тодика определяет нормативные методы расчета потерь для сетей следующих

классов напряжения:

330 – 750 кВ – оперативных расчетов;

35 – 220 кВ – метод расчетных суток (при отсутствии реверсивных пото-

ков) и средних нагрузок (при наличии реверсивных потоков);

6 – 20 кВ – средних нагрузок;

сети 0,38 кВ – метод оценки потерь на основе зависимости потерь от

обобщенной информации о схемах и нагрузках сети.

Отчетность определяет структуру потерь, подлежащих постатейному

учёту:

1. Нагрузочные потери в линиях, силовых трансформаторах и автотранс-

форматорах;

2. Потери холостого хода трансформаторов и автотрансформаторов;

3. Потери на корону в воздушных линиях 110 кВ и выше;

4. Расход электроэнергии на собственные нужды подстанций;

5. Расход электроэнергии в компенсирующих устройствах – батареях

конденсаторов, синхронных компенсаторах, генераторах, работающих в режи-

ме СК, статических тиристорных компенсаторах и др.

6. Потери в шунтирующих реакторах подстанций.

7. Потери в измерительных трансформаторах тока и напряжения и их

вторичных цепях, включая счётчики электроэнергии.

При выполнении расчетов следует различать статьи расхода электроэнер-

гии, определяемые как расходы на "собственные нужды" и "хозяйственные ну-

жды" ЭСО.

В заключение отметим, что программные комплексы расчёта потерь в се-

тях 6 - 10 кВ распределительных сетей энергосистем (кроме последних версий)

не могут быть применены к сетям заводского электроснабжения того же класса

напряжения в силу принципиальных отличий структуры построения сетей и

информационной обеспеченности соответствующих режимов.

ЛИТЕРАТУРА

Помимо указанных ранее:

1.Методики расчета нормативных… и ред. Казанцева. Потери электроэнергии в электрических сетях

энергосистем

Представляют интерес работы:

3.Копытов Ю. В., Чуланов Б. А. Экономия электроэнергии в промышленности. Справочник. М., Энер-

гия, 1978 (было и второе издание).

4.Поспелов, Сыч. Потери мощности и энергии в электрических сетях. М., Энергоатомиздат, 1981.

5.Железко Ю. С. Выбор мероприятий по снижению потерь электроэнергии в электрических сетях. Ру-

ководство для практических расчётов. М., Энергоатомиздат, 1989 г.

D:\Мои документы\Борис\Часть 0 А4.doc

165

РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ЭЭС НА ПЕРСПЕКТИВУ

1. Характеристики режима работы ЭЭС

Режимы потребления электроэнергии отдельных потребителей и энерго-

системы в целом характеризуются графиками электрических нагрузок, отра-

жающими изменение потребляемой мощности в течение суток или года.

Режимы потребления электроэнергии определяют режимы работы энер-

гетических установок:

• основного оборудования электростанций;

• линий электропередачи;

• трансформаторных подстанций.

В связи с этим построение перспективных графиков электрических на-

грузок необходимо для решения ряда вопросов, рассматриваемых при

проектировании развития энергосистем:

1. составления балансов мощности энергосистем и определения необходимой

мощности энергоисточ-ников;

2. выявления режимов работы различных типов электростанций и разработки

оптимальной структуры энергоисточников;

3. разработки рекомендаций по регулированию графиков нагрузки;

4. оценки эффективности объединения энергосистем на параллельную работу;

5. определения условий работы элементов электрических сетей и, в частности,

межсистемных связей (для выбора их параметров).

Для перечисленных целей используются, главным образом, суточные

графики зимнего и летнего рабочего дня, а так же годовые графики месячных

максимумов. Вид суточного графика показан на рисунке 1.

Суточный график характеризуется следующими показателями:

максимальная и минимальная нагрузка

max

min

среднесуточная нагрузка

,24

сут

ср

WР

(1)

где

сут

- суточное потребление электроэнергии;

коэффициент неравномерности нагрузки

maxmin

сут

(2)

плотность графика нагрузки

,β

maxсрсут

Р/Р

(3)

плотность годового графика нагрузки обычно характеризуется продолжитель-

ностью (числом часов) использования максимальной нагрузки:

.β8760

годmaxгодmax

⋅

P/WT

(4)

Суточный график (Рисунок 1) условно делится на три характерные зоны:

• пиковую [1] – выше линии среднесуточной нагрузки;

• полупиковую [2] – между линиями минимальной и среднесуточной нагрузок;

D:\Мои документы\Борис\Часть 0 А4.doc

166

• базисную [3] – расположенную ниже линии минимальной нагрузки.

Аналогичные показатели могут применяться также для характеристики

недельных, месячных, годовых графиков.

При решении ряда технических и экономических задач возможно выде-

ление иных зон суточного графика (Рисунок 2): ночная зона - [4]; дневная зона

(полупик) - [3]; вечерний максимум - [2]; утренний максимум - [1].

2. Методы прогнозирования режимов работы ЭЭС

Определение перспектив изменения электрических нагрузок необходимо

для решения большинства вопросов, возникающих при проектировании разви-

тия энергосистемы, в том числе выбора напряжения и схемы электрической се-

ти, основного оборудования, расчетов режимов работы сетей. Существует не-

сколько различных способов построения перспективных графиков нагрузок.

Для получения графиков на ближайшую перспективу при незначительном

изменении структуры потребления электроэнергии может быть использован

метод аналогий, по которому за основу принимается отчетный график сущест-

вующей электроэнергетической системы с необходимыми уточнениями.

В случае долгосрочного планирования, а также для новых быстро разви-

вающихся энергосистем применяются два основных способа:

• - метод обобщенных характеристик, при котором прогнозный график фор-

мируется из постоянной и переменной составляющих технологической и

коммунально-бытовой нагрузок;

• - метод суммирования типовых отраслевых гра-фиков, основанный на

использовании характерных суточных графиков активной и реактивной

мощностей для рабочих и выходных дней промышленных предприятий 12

основных отраслей промышленности. Интересующий исследователя график

нагрузки i-го узла получается в результате координированного наложения

соответствующим образом масштабированных графиков нагрузки предпри-

ятий, питающихся от этого узла. Соответственно, график нагрузки АО-

энерго определяется наложением и комбинированием графиков нагрузки

всех нагрузочных узлов системы.

Поскольку последний метод в наибольшей степени отражает физические

закономерности формирования реальных графиков нагрузок мощных узлов и

энергосистем, именно он принят для использования в учебном процессе.

Расчет суточных графиков активных и реактивных нагрузок мощных узлов

выполняется с помощью разработанной на кафедре "Электроэнергетика" учеб-

ной программы расчетов перспективных нагрузок "_seti.exe".

D:\Мои документы\Борис\Часть 0 А4.doc

167

100

0 3 6 9 1215182124

Рисунок 1 –

Почасовой график электропотребления энергосистемы

Зоны: 1 – пиковая. 2 – полупиковая; 3 – базисная.

100

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

Рисунок 2 –

Почасовой график электропотребления энергосистемы. Зоны: 1 – утренний

максимум; 2 – вечерний максимум;3 – дневная зона (полупик);

4 – ночная зона.

Основная исходная информация в форме характерных суточных графиков

активных и реактивных нагрузок (в относительных единицах) по рабочим и вы-

ходным дням предприятий различных отраслей хранится в файле исходных

данных и недоступна студенту. В соответствии с индивидуальным заданием

студент вводит дополнительную информацию об отраслевом составе предпри-

ятий в отдельных узлах нагрузки, их максимальной активной мощности и зна-

чении tgϕ в часы максимума предприятия. На основании этой информации про-

грамма производит расчет суточных графиков нагрузки предприятий в имено-

ванных единицах и на их основе формирует суточные графики режимов рабо-

чих и выходных дней для узлов и сетевого района в целом. Одновременно с

этим производится расчет некоторых интегральных характеристик режима,

требующих наиболее трудоемких однообразных вычислений.

В качестве одного из вариантов применения программного продукта в

учебном процессе результаты расчета нагрузок могут быть использованы, на-

min

ср

max

[1]

[2]

[1]

[3]

, %

Т, час

дог

[4]

[2]

[1]

[3]

, %

Т,

час

[4]

D:\Мои документы\Борис\Часть 0 А4.doc

168

пример, в качестве исходной информации для системного расчета компенсации

реактивной мощности заданного предприятия. В этом случае расчет графиков

нагрузок должен быть завершен выводом (на принтер или винчестер) первого

печатного документа, содержащего информацию о натуральном графике рабо-

ты отдельного предприятия в анализируемом узле.

После решения вопросов компенсации реактивной мощности расчет нагру-

зок должен быть повторен, но уже с учетом возможности моделирования ре-

жима работы источников реактивной мощности, в том числе управляемых в

функции времени. По результатам уточненного расчета графиков нагрузки

должен быть реализован вывод набора печатных документов, содержащих ин-

формацию о графиках работы сетевого района в целом и графиках нагрузки ин-

тересующего нас предприятия. Результаты приводятся в форме распечаток ре-

зультатов работы программы. с включением основных интегральных характе-

ристик.

3. Инструкция пользователю программы "_seti.exe"

Диалог ПЭВМ-пользователь организован по принципу иерархических или

вложенных меню.

Переход внутри меню осуществляется с помощью курсорных клавиш.

Выбор режима выполняется нажатием клавиши [ENTER] при выделенном

пункте меню.

Главное меню программы "_seti.exe" (запускающий модуль "_seti.bat")

показан на рисунке:

Занесение данных по

сетям

Расчет сетей

Печать графиков

Таблицы отраслей Для студентов доступ

запрещен

Контекстная подсказка

Пункт меню "Занесение данных по сетям" предназначен для внесения

исходной информации, необходимой для расчета графиков электропотребления

сетей, узлов и заводов.

Функциональные возможности режима:

INS

Добавить сеть

DEL

Удалить существующую сеть, отмеченную пря-

моугольником выделения (ОПВ)

ENTER

Корректировка учетных данных сети ОПВ

Доступ к редактированию характеристик узлов

сети ОПВ

Просмотр графика сети ОПВ

ESK

Выход в главное меню

Организация диалога на вложенных уровнях выполнена аналогично.

D:\Мои документы\Борис\Часть 0 А4.doc

169

Реализация режима "Расчеты сетей" комментариев не требует.

Режим "Печать графиков" предоставляет пользователю возможность вы-

вода на печать различных модификаций выходных документов:

• a Сводную форму по всей сети;

• b Короткую форму для сети; (2-е)

• c Графики сети;

• ———————————————————-

• d Короткую форму для узлов;

• e Графики узлов сети;

• f Графики отдельного узла;

• ———————————————————-

• g Графики всех заводов в заданном узле;

• h Графики отдельного завода. (1 и 2 -е)