Методы расчета переменных потерь электроэнергии

 

В зависимости от ступени напряжения и информационной обеспеченности используются следующие методы расчетов переменных потерь электроэнергии в оборудовании электрической сети ЭСО (методы представлены в порядке понижения точности получаемых результатов расчета) [6]:

- оперативных расчетов;

- контрольных суток;

- средних нагрузок;

- числа часов наибольших потерь;

- оценки потерь по обобщенной информации о схемах и нагрузках сети;

- оценки потерь с использованием измеренных значений потерь напряжения.

 

Метод оперативных расчетов

Область применения

Метод применяется в основном для расчета переменных потерь электроэнергии в замкнутых электрических сетях напряжением 220 кВ и выше. При наличии необходимого количества информации рекомендуется использование этого метода и для определения потерь в сетях более низкого напряжения.

Применение метода оперативных расчетов возможно с использованием специально разработанных программных комплексов, обеспечивающих расчет серии режимов по данным телеизмерений (ТИ).

Перечень исходных данных для расчета

Исходная информация разделяется на условно-постоянную и переменную.

В состав условно-постоянной информации входят данные о: составе ТИ и ТС; местах их расстановки; схемах подстанций; параметрах схемы замещения электрической сети; названиях элементов; допустимых пределах изменения параметров; базовых режимах и т.п. Условно постоянная информация один раз заносится в локальную информационную базу и корректируется по мере необходимости.

В состав переменной информации входят телесигналы (ТС) и ТИ.

Исходная схема замещения электрической сети представляется в традиционной форме в виде массива узлов и массива ветвей.

 

Расчет технических потерь электроэнергии выполняется с использованием следующих исходных данных:

- схема электрической сети с указанием на ней:

- наименований центров питания (ЦП);

- отходящих от ЦП линий;

- номеров (наименований) ПС и номинальных мощностей установленных в них силовых трансформаторов;

- нормальных разрезов (точек деления) сети;

- марок, сечений и длин воздушных и кабельных линий;

- мест установки счетчиков расчетного и технического учета электроэнергии, фиксирующих отпуск электроэнергии в электрическую сеть;

- элементов электрической сети, находящихся на балансе потребителя;

- параметры элементов сети (активные и реактивные сопротивления линий и трансформаторов);

- реактивные проводимости ветвей на землю;

- номинальные напряжения узлов сети;

- начальные приближения модулей напряжения узлов;

- активные и реактивные нагрузки всех узлов по данным ТИ;

- активные и реактивные проводимости узлов на землю;

- активные мощности генерирующих узлов, кроме балансирующего узла;

- допустимые пределы изменения генерируемой активной мощности генерирующих узлов;

- допустимые пределы изменения генерируемой реактивной мощности генерирующих узлов;

- балансирующий узел и номера опорных генераторных узлов.

Методика расчета

Методика основана на расчете переменных потерь электроэнергии в каждом i-м элементе электрической сети на промежутке времени Dt_j. Суммарные переменные потери электроэнергии в оборудовании электрической сети за расчетный период определяются по формуле:

, (6.4.1.1)

где n – число элементов сети;

m – количество интервалов времени Dt_j в расчетном периоде;

DW_ij – переменные потери электроэнергии в сопротивлении i-го элемента на промежутке времени Dt_j, МВт;

DР_ij – переменные потери мощности в сопротивлении i-го элемента при нагрузках, измеренных на промежутке времени Dt_j, МВт.

Из формулы (6.4.1.1) видно, что чем меньше величина Dt_ij, тем точнее результат расчета. Следовательно, наиболее точным является определение потерь мощности по результатам расчетов установившихся режимов (УР) "в темпе процесса" по одной из известных программ с использованием текущих значений телеизмерений (ТИ) и непрерывным контролем телесигналов (ТС), т.е. коммутационного состояния сети.

В результате расчета УР определяют уровни напряжения в узлах сети, фазовые углы напряжения, потоки активной и реактивной мощности по ветвям схемы сети, потери активной и реактивной мощности в сети, а также отклонения модулей напряжения, потоков активной мощности и токов контролируемых линий от допустимых пределов. Потери активной мощности умножают по формуле (6.4.1.1) на их длительность, соответствующую дискретности расчетов и определяют суммарные переменные потери электроэнергии в линиях и трансформаторах электрических сетей за расчетный период.

 

Переменные потери электроэнергии в линии (ВЛ или КЛ) и двухобмоточном трансформаторе на интервале времени Dt_j определяются по формуле:

(6.4.1.2)

где R – сопротивление элемента сети (ВЛ, КЛ или двухобмоточного трансформатора), Ом;

I_j – токовая нагрузка элемента сети, принимаемая на интервале времени Dt_j неизменной, А;

P_j, Q_j – значения активной и реактивной мощностных нагрузок элемента сети, принимаемые на интервале времени Dt_j неизменными, МВт, Мвар, соответственно;

U_j – значение напряжения на элементе, принятое на интервале Dt_j неизменным, кВ;

DР_j – потери мощности в сопротивлении элемента, МВт.

Переменные потери электроэнергии в автотрансформаторе (трехобмоточном трансформаторе) на интервале времени Dt_j определяются для каждой обмотки отдельно и суммируются:

 

(6.4.1.3)

где P_jВ, P_jС, P_jН, Q_jВ, Q_jС, Q_jН, I_jВ, I_jС, I_jН – значения активной и реактивной мощностей, токовых нагрузок по обмоткам автотрансформатора, принимаемые на интервале Dt_j неизменными, МВт, Мвар, А, соответственно;

U_jВ, U_jС, U_jН – значения напряжения по высокой, средней и низкой обмоткам автотрансформатора на интервале времени Dt_j, кВ;

R_АТВ, R_АТС R_АТН – активные сопротивления обмоток автотрансформатора, Ом.

 

Если в формуле (6.4.1.3) использовались сопротивления обмоток, приведенные к напряжению высшей обмотки, то вместо U_С и U_Н используется U_В.

При отсутствии измерений на низкой стороне автотрансформаторов на каждом интервале времени Dt_j расчетного периода Т допускается выполнять расчет потерь электроэнергии по данным обмоток высшего и среднего напряжения.

 

Переменные потери электроэнергии в токоограничивающем реакторе на интервале времени Dt_j определяются по формуле:

, (6.4.1.4)

где DР_Н – значение потерь активной мощности в фазе реактора при его номинальном токе, кВт;

I_Н – значение номинального тока, А;

I_j – значение рабочего тока, принимаемого на интервале Dt_j неизменными, А.

 

 

Метод контрольных суток

Область применения

Метод является одним из вариантов метода характерных суток [6-7].

Метод применяется в основном для расчета переменных потерь электроэнергии в замкнутых электрических сетях напряжением 220 кВ и выше. При наличии необходимого количества информации рекомендуется использование этого метода и для определения потерь в сетях более низкого напряжения.

Метод применяется при отсутствии исходных данных, необходимых для определения потерь электроэнергии по методу оперативных расчетов.