Результаты оценки фактического снижения потерь с учетом установки компенсирующих устройств

Балансовый метод оценки потерь с использованием инструментального измерения потерь на участках сети.

Инструментальное измерение и учет потерь на любом участке (элементе) сети или в целом в сети структурного подразделения энергокомпании заключается в формировании баланса мощности и энергии по показаниям приборов учета фиксируемых одновременно в точках приема и отпуска рассматриваемой сети.

Баланс мощности и электроэнергии определяется выражением.

Wпр-Wотп-?Wт-WНБд = 0.

Рпр-Ротп-?Рт-РНБд = 0.

где Wпр-объем электроэнергии, принятый в сеть, Wотп-объем электроэнергии отпущенный из сети,.

?Wт-технические потери электроэнергии в сети,.

WНБд-допустимый небаланс электроэнергии, обусловленный нормативными погрешностями измерительных комплексов.

Рпрмощность, принятая в сеть, Ротпмощность отпущенная из сети,.

?Рттехнические потери мощности в сети, РНБд — допустимый небаланс мощности электроэнергии, обусловленный нормативными погрешностями измерительных комплексов.

Величины ?Wт, ?Рт определяются расчетным путем по методике (приложение 1) и инструкции И-34.09.101−94 для электрических сетей 10−220 кВ и распределительных сетей 10−6/0,4 кВ. Величины? Wнб, ?Рнб определяется по методике (приложение 2).

В распределительных электрических сетях в структуре общих потерь имеется величина коммерческих и сверхнормативных потерь.

Баланс мощности и электроэнергии в распределительных электрических сетях определяется следующим выражением:

Wпр-Wотп-?Wт-DWкНБд = 0 где? Wккоммерческие потери в сети.

Обоснование границы участка сети (контура) при инструментальном определении потерь в сети.

Измерение потерь мощности и энергии на любом участке сети как указано выше определяется разницей принятой и отпущенной из сети объемов мощности или электроэнергии. При определении суммарных потерь электроэнергии в сети используется метод поэлементных расчетов потерь, а суммарные потери определяются расчетом потерь в каждом элементе сети и последующем определении их сумм.

При инструментальном учете потерь на участке сети метод поэлементного учета в принципе не может быть использован, т.к. в данном случае метрологические потери или потери при измерении на отдельном элементе внесут в суммарные потери дополнительные или несуществующие потери. Эти потери должны быть учтены только в точках приема и отпуска электроэнергии. При инструментальном учете потерь в питающих или транспортных сетях, необходимо выделить границы транспортной сети или «контур» участка.

«Контур» участка определяется коммерческими точками учета на приеме в сеть и отпуска из сети. На рисунке 1 определен один из участков ВЛ-110.

Рисунок 4.1. Участок ВЛ-110 кВ.

Внешний «контур» определяется точками коммерческого учета на приеме электроэнергии в сеть. Внутренний контур определяется точками коммерческого учета при отпуске электроэнергии из сети собственным и транзитным потребителям.

На примере рисунка 4.1, инструментальный учет потерь в транспортной сети может быть осуществлен при установке приборов учета на всех присоединениях от ТЭЦ до ПС и одновременном снятии показании приборов учета с помощью устройств сбора и передачи данных (УСПД), с последующей обработкой данных в центре сбора информации (ЦС).

Для распределительной сети 6−10 кВ инструментальный учет по «контуру» сети может быть выполнен 2-мя путями:

a) аналогично как в транспортной сети контур фидера определяется между головным учетом в начале фидера и конечных точках коммерческого учета, где установлены приборы учета потребителей.

б) использование метода расчета по «головному» учету, когда отсутствует коммерческий учет у потребителей или же невозможность одновременного снятия показаний приборов учета установленных у потребителей. В данном случае технические потери определяются расчетным путем, по формуле 1 (приложение1). Пропуск электроэнергии «головного учета» определяется по показаниям прибора учета установленного на.

«голове» фидера.

Косвенным методом по замерам фазных значений токов и напряжений на «голове» и наиболее удаленной точкой коммерческого учета (Рисунок 4.2).

Рисунок 4.2 Структурная схема метода расчета потерь электроэнергии в линии 0,380 кВ по фазным значениям тока и напряжения на базе КТС.

Технические средства измерения и учета потерь электроэнергии Для реализации инструментального учета потерь электроэнергии необходимо использование комплекса технических средств имеющих сертификат Госстандарта РК.

В состав технических средств измерения и учета электроэнергии входят:

• -Приборы и измерительные преобразователи (датчики) учета электроэнергии, обеспечивающие измерение с необходимой точностью, отображение и преобразование измеренных параметров в электроэнергии импульсы или цифровые сигналы.
• -устройства сбора передачи данных, обеспечивающих сбор данных от приборов учета, первичную отработку и передачу информации в специализированный вычислительный комплекс (центр обработки данных).
• -каналы (средства) передачи информации от УСПД в центры обработки данных.
• -специализированный вычислительный комплекс для центра обработки информации на базе IBM, совместимого компьютера с платой ввода (адаптер). Программное обеспечение (ПО) — состоит из системных, функционального и технологического. В качестве системного программного обеспечения приняты операционная система Miсrоsоft Windоws 2000 Sеrvеr и система управления базой данных Miсrоsоft SQL Sеrvеr.

В качестве специализированного программного обеспечения применяется лицензированное базовое программное обеспечение, позволяющее отображать, обрабатывать и хранить и прообразовывать информацию для протокольной передачи данных на соответствующий уровень. Выявление и локализация коммерческих потерь электроэнергии становится одной из актуальных задач в условиях рынка электроэнергии. Данная проблема тесно связана с проблемой достоверизации показаний измерительных комплексов (ИК) учета электроэнергии. Для выявления коммерческих потерь электроэнергии необходимо разделить суммарные отчетные потери электроэнергии на техническую и коммерческую составляющие, а затем разнести суммарные коммерческие потери по отдельным участкам электрической сети и соответствующим ИК. На основании таких расчетов можно организовать метрологическую проверку ИК, которые вызывают подозрение.

Математическая постановка задачи таких расчетов может базироваться на хорошо проработанной для электроэнергетических расчетов теории оценивания состояния. Оценивание состояния электроэнергетической системы сводится к расчету ее установившегося режима на основе измерений мгновенных значений токов, напряжений и мощностей. При достоверизации энергораспределения в качестве исходных данных используются измерения энергии, полученные с измерительного комплекса учета электроэнергии.

Задача расчетов заключается в определении расчетных потоков энергии Wiрас. на основании измеренных Wiизм. В условиях, когда измерения энергии имеют большие погрешности либо подвержены искажению, достоверность расчетной модели базируется на минимизации взвешенной суммы квадратов ошибок измерений.

(4.1).

где N — общее число рассматриваемых ИК учета ЭЭ, аi — весовой коэффициент, определяющий степень доверия к i-му измерению.

Математическая модель распределения потоков энергии в электрической сети обеспечивает соблюдение балансовых соотношений во всех узлах, а учет потерь электроэнергии осуществляется путем расчета продольной и поперечной составляющей потерь на каждом участке электрической сети. Чем выше точность средств учета электроэнергии, тем меньше будет разность между расчетным Wiрас измеренным Wiизм количеством учтенной электроэнергии. Относительное значение расчетной погрешности характеризует фактическую погрешность i-го измерительного комплекса.

dW = (Wi / Wiизм)100% (4.2).

Предлагаемый метод достоверизации учитываемых потоков ЭЭ позволяет производить оценочную метрологическую диагностику ИК.

Из теории оценивания известно, что чем большее число измерений (точек учета электроэнергии) имеется в схеме сети, тем выше избыточность системы наблюдения и тем с большей степенью достоверности можно определить погрешности конкретных измерительных комплексов. ИК в точках коммерческого учета представляют собой минимальный состав ИК, обеспечивающий наблюдаемость (возможность расчета) энергораспределения в сети. ИК технического учета создают избыточность системы измерения и благодаря им возможна достоверизация показаний для коммерческих измерений. При проведении подобных расчетов важна целостность энергетического баланса рассматриваемой энергосистемы или ее фрагмента. Повышение точности расчетных значений энергии Wiизм по сравнению с измеренными Wiрас возможно благодаря тому, что в расчетах несколько раз фигурируют измерения одного и того же объема электроэнергии, сначала поступающего в сеть, затем распределяемого в сети и, наконец, отпускаемого потребителям. Накопление статистики по расчетным погрешностям ИК dW на основании обработки нескольких временных срезов дает возможность получения данных по систематическим (устойчивым во времени) погрешностям учета. Особый интерес представляет выявление систематических погрешностей измерительных комплексов коммерческого учета у потребителей электроэнергии. В ситуации, когда расчетное значение энергии превышает измеренное, в данной точке сети существует вероятность занижения показания отпускаемого объема электроэнергии. Причиной этого может служить либо обычная погрешность учета электроэнергии, либо занижение показаний приборов учета происходит из-за возможных хищений электроэнергии.

Методика позволяет производить расчет энергетических балансов в привязке к схеме электрической сети и параметрам режима контрольного замера, что существенно повышает точность расчета технических потерь. На основе методики достоверизации энергораспределения в сложной электрической сети разработан программный комплекс «Баланс», позволяющий производить расчеты в схемах размерностью до 600 узлов и 2500 точек учета электроэнергии (Уральский государственный технический университет). Программа «Баланс» позволяет производить расчет фактических и допустимых небалансов электроэнергии, как для отдельных узлов, так и для подрайонов расчетной схемы замещения электрической сети. При проведении серии «расчетов для одной сети с использованием данных учета ЭЭ, относящихся к различным временным периодам, производится накопление статистических данных по расчетным относительным погрешностям? W для всех ИК. Последующая статистическая обработка этих временных рядов позволяет выявить ИК, у которых погрешность учета ЭЭ носит систематический (устойчивый во времени) характер. С помощью программы «Баланс» удается получить оценки коммерческих потерь ЭЭ для различных потребителей.

На рисунке 4 представлена схема простейшей тестовой электрической сети и результаты расчетов с использованием программы «Баланс». Рядом с условными изображениями трансформаторов тока приведены показания счетчиков электроэнергии и их расчетные аналоги. В числителе представлены показания счетчиков электроэнергии (измерения) Wiизм, а в знаменателе — расчетные потоки.

Расчеты с помощью программы «Баланс» проводятся на основе показаний счетчиков электроэнергии. Проведенные расчеты в большинстве случаев показали наличие больших коммерческих потерь электроэнергии для энергоснабжающих организаций.