Методика расчета нагрузок и потерь энергии в электрических сетях

Методика предназначена для расчета нормативов технологических потерь электрической энергии в электрических сетях организаций, осуществляющих передачу электрической энергии по электрическим сетям. Нормативы технологических потерь электроэнергии, рассчитанные по данной методике, применяются при расчете платы за услуги по передаче электроэнергии по электрическим сетям. Нормативы технологических потерь электроэнергии в планируемом периоде могут рассчитываться:

- на основе данных о схемах, нагрузках сетей и составе работающего оборудования в планируемом периоде методами расчета потерь, установленными настоящей методикой;

- на основе нормативных характеристик технологических потерь, рассчитанных в соответствии с настоящей методикой на основе расчетов потерь в отчетном (базовом) периоде. При отсутствии нормативной характеристики допускается определять нормативы потерь в планируемом периоде на основе расчетов потерь в отчетном (базовом) периоде, изменяя нагрузочные потери пропорционально квадрату отношения отпусков электроэнергии в сеть в планируемом и базовом периодах, а потери холостого хода- пропорционально мощности (количеству) работающего оборудования в планируемому базовом периодах. Термины и определения

а) Фактические(отчетные) потери электроэнергии - разность между электроэнергией, поступившей в сеть, и электроэнергией, отпущенной из сети, определяемая поданным системы учета электроэнергии.

б) Система учета электроэнергии - совокупность измерительных комплексов, обеспечивающих измерение поступления и отпуска электроэнергии из сети и включающих в себя измерительные трансформаторы тока (ТТ), напряжения (ТН), электрические счетчики, соединительные провода и кабели. Измерительные комплексы могут быть объединены в автоматизированную систему учета электроэнергии.

в) Технологические потери электроэнергии - сумма технологических потерь при транспортировке электроэнергии и потерь при реализации электроэнергии.

г) Технологические потери при транспортировке электроэнергии - сумма двух составляющих потерь:

- потерь в линиях и оборудовании электрических сетей, обусловленных физическими процессами, происходящими при передаче электроэнергии в соответствии с техническими характеристиками и режимами работы линий и оборудования (технические потери);

- расхода электроэнергии на собственные нужды подстанций.

д) Потери при реализации электроэнергии - сумма потерь, обусловленных погрешностями системы учета электроэнергии, и потерь, обусловленных хищениями электроэнергии, виновники которых не установлены.

Примечание. Потери, обусловленные хищениями электроэнергии, не являются технической характеристикой электрической сети и системы учета электроэнергии и их нормативы в данной методике не рассматриваются.

е) Технические потери - сумма трех составляющих потерь в линиях и оборудовании электрических сетей:

- потерь, зависящих от нагрузки электрической сети (нагрузочные потери);

- потерь, зависящих от состава включенного оборудования (условно-постоянные потери);

- потерь, зависящих от погодных условий.

ж) Расход электроэнергии на собственные нужды подстанций - расход электроэнергии, необходимый для обеспечения работы технологического оборудования подстанций и жизнедеятельности обслуживающего персонала.

з) Потери электроэнергии, обусловленные погрешностями системы учета электроэнергии - суммарный небаланс электроэнергии, обусловленный техническими характеристиками и режимами работы всех измерительных комплексов поступления и отпуска электроэнергии.

и) Норматив технологических потерь электроэнергии - технологические потери электроэнергии (в абсолютных единицах или в процентах установленного показателя), рассчитанные в соответствии с данной методикой при режимах работы, технических параметрах линий, оборудования сетей и системы учета электроэнергии в рассматриваемом периоде.

к) Нормативный метод расчета нагрузочных потерь электроэнергии - метод, использующий при расчете потерь весь объем имеющейся информации о схемах и нагрузках сетей данного напряжения. При увеличении оснащенности сетей средствами измерения и оперативного контроля режимов рекомендуется применение более точных методов изих перечня, установленного методикой.

л) Нормативная характеристика технологических потерь электроэнергии – зависимость норматива технологических потерь электроэнергии от структурных составляющих поступления и отпуска электроэнергии.

Нагрузочные потери электроэнергии за период Т часов (Д дней) могут быть рассчитаны одним из пяти методов в зависимости от объема имеющейся информации о схемах и нагрузках сетей (методы расположены в порядке снижения точности расчета):

1) оперативных расчетов;

2) расчетных суток;

3) средних нагрузок;

4) числа часов наибольших потерь мощности;

5) оценки потерь по обобщенной информации о схемах и нагрузках сети.

Потери мощности в сети при использовании для расчета потерь электроэнергии методов 1 - 4 рассчитывают на основе заданной схемы сети и нагрузок ее элементов, определенных с помощью измерений или с помощью расчета нагрузок элементов электрической сети в соответствии с законами электротехники.

Потери электроэнергии по методам 2 - 5 должны рассчитываться за каждый месяц расчетного периода с учетом схемы сети, соответствующей данному месяцу. Допускается рассчитывать потери за расчетные интервалы, включающие в себя несколько месяцев, схемы сетей в которых могут рассматриваться как неизменные. Потери электроэнергии за расчетный период определяют как сумму потерь, рассчитанных для входящих в расчетный период месяцев (расчетных интервалов).

Метод оперативных расчетов состоит в расчете потерь электроэнергии по формуле:

, (1)

где n – число элементов сети; D t - интервал времени, в течение которого токовую нагрузку I_ij i - г о элемента сети с сопротивлением R_i, принимают неизменной; m - число интервалов времени.

Токовые нагрузки элементов сети определяют на основе данных диспетчерских ведомостей, оперативных измерительных комплексов (ОИК) и автоматизированных систем учета и контроля электроэнергии (АСКУЭ).

Метод расчетных суток состоит в расчете потерь электроэнергии по формуле:

 

, (2)

где D W - потери электроэнергии за сутки расчетного месяца со среднесуточным отпуском электроэнергии в сеть W _ср.сути конфигурацией графиков нагрузки в узлах, соответствующей контрольным замерам; k _л -коэффициент, учитывающий влияние потерь в арматуре воздушных линий и принимаемый равным 1,02 для линий напряжением 110 кВ и выше и равным 1,0 для линий более низких напряжений; - коэффициент формыграфика суточных отпусков электроэнергии в сеть (график с числом значений,равным числу дней в месяце контрольных замеров); Д _{экв j} -эквивалентное число дней в j-м расчетном интервале, определяемое по формуле:

, (3)

где W _мi- отпуск электроэнергии в сеть в i-м месяце с числом дней Д _мi; W _м.р - то же, в расчетном месяце; N _j -число месяцев в j-м расчетном интервале.

При расчете потерь электроэнергии за месяц Д _{экв j} = Д _мi.

Потери электроэнергии за расчетные сутки D W _сут определяют как сумму потерь мощности, рассчитанных для каждого часового интервала расчетных суток.

Потери электроэнергии в расчетном периоде определяют как сумму потерь во всех расчетных интервалах года. Допускается определять годовые потери электроэнергии на основе расчета D W _сут для зимнего дня контрольных замеров, принимая в формуле (3) N _j = 12.

Коэффициент определяют по формуле:

, (4)

где W _i - отпуск электроэнергии в сеть за i-й день месяца; Д _м - число дней в месяце.

При отсутствии данных об отпуске электроэнергии в сеть за каждые сутки месяца коэффициент определяют по формуле:

, (5)

где Д _ри Д _н.р - число рабочих и нерабочих дней в месяце (Д _м= Д _р + Д _н.р); k _w -отношение значений энергии, потребляемой в средний нерабочий и средний рабочий дни k _w = W _н.p/ W _p.

Метод средних нагрузок состоит в расчете потерь электроэнергии по формуле:

 

, (6)

где D Р _ср- потери мощности в сети при средних за расчетный интервал нагрузках узлов; - коэффициент формы графика суммарной нагрузки сети за расчетный интервал; k _к - коэффициент, учитывающий различие конфигураций графиков активной и реактивной нагрузки различных ветвей сети; T _j – продолжительность j- го расчетного интервала, ч.

Коэффициент формы графика суммарной нагрузки сети за расчетный интервал определяют по формуле:

, (7)

где P _i -значение нагрузки на i-й ступени графика продолжительностью t _i,час; m - число ступеней графика на расчетном интервале; Р _ср -средняя нагрузка сети за расчетный интервал.

Коэффициент k _кв формуле (6)принимают равным 0,99. Для сетей 6 - 20 кВ и радиальных линий 35 кВ вместо значений P _i и Р _ср в формуле (7)могут использоваться значения тока головного участка I _i и I _ср.В этом случае коэффициент k _к принимают равным 1,02.

Допускается определять коэффициент формы графика за расчетный интервал по формуле:

, (8)

где - коэффициент формы суточного графика дня контрольных замеров, рассчитанный по формуле (7); - коэффициент формы графика месячных отпусков электроэнергии в сеть (график с числом значений, равным числу месяцев в расчетном интервале), рассчитываемый по формуле:

, (9)

где W _мi -отпуск электроэнергии в сеть за i-й месяц расчетного интервала; W _ср.мес - среднемесячный отпуск электроэнергии в сеть за месяцы расчетного интервала.

При расчете потерь за месяц

При отсутствии графика нагрузки значение определяют по формуле:

, (10)

Коэффициент заполнения графика суммарной нагрузки сети k _з определяют по формуле:

 

, (11)

где W _о- отпуск электроэнергии в сеть за время Т; Т _max -число часов использования наибольшей нагрузки сети.

Среднюю нагрузку i-го узла определяют по формуле:

 

, (12)

где W _i -энергия, потребленная (генерированная) в i-м узле за время Т.

Метод числа часов наибольших потерь мощности состоит в расчете потерь электроэнергии по формуле:

, (13)

где D Р _max -потери мощности в режиме наибольшей нагрузки сети; t_о- относительное число часов наибольших потерь мощности, определенное по графику суммарной нагрузки сети за расчетный интервал.

Относительное число часов наибольших потерь мощности определяют по формуле:

, (14)

где Р _max -наибольшее значение из m значений Р _i в расчетном интервале.

Коэффициент k _кв формуле(13) принимают равным 1,03. Для сетей 6 - 20 кВ и радиальных линий 35 кВ вместо значений Р _i и Р _max в формуле(14) могут использоваться значения тока головного участка I _i,и I _max. В этом случае коэффициент k _к принимают равным 1,0.

Допускается определять относительное число часов наибольших потерь мощности за расчетный интервал по формуле:

, (15)

где t_c -относительное число часов наибольших потерь мощности, рассчитанное по формуле(14) для суточного графика дня контрольных замеров.

Значения t_v иt_N рассчитывают по формулам:

, (16)

, (17)

где W _м.р - отпуск электроэнергии в сеть в расчетном месяце.

При расчете потерь за месяц t _N= 1.

При отсутствии графика нагрузки значение t_о определяют по формуле:

 

, (18)

 

Метод оценки потерь по обобщенной информации о схемах и нагрузках сети состоит в расчете потерь электроэнергии на основе зависимостей потерь от суммарной длины и количества линий, суммарной мощности и количества оборудования, полученных на основе технических параметров линий и оборудования или статистических данных.

Потери электроэнергии должны рассчитываться для характерных рабочих и ремонтных схем. В расчетную схему должны быть включены все элементы сети, потери в которых зависят от ее режима (линии, трансформаторы, высокочастотные заградители ВЧ-связи, токоограничивающие реакторы и т.п.).

Расчетные значения активных сопротивлений проводов воздушных линий (ВЛ) R _n определяют с учетом температуры провода t _n,°С, зависящей от средней за расчетный период температуры окружающего воздуха t _ви плотности тока в проводе j, А/мм²:

R _n= R ₂₀1+0,004(t_в-20+8,3j² F/300), (19)

где R ₂₀- стандартное справочное сопротивление провода сечением F, мм²,при t _n= 20°С.

Примечание. При отсутствии данных о средней плотности тока за расчетный период в каждом элементе электрической сети принимают расчетное значение j = 0,5 А/мм².

Потери электроэнергии в соединительных проводах и сборных шинах распределительных устройств подстанций (СППС) определяют по формуле:

 

, (20)

где F – среднее сечение проводов (шин); L - суммарная протяженность проводов (шин) на подстанции; j - плотность тока.

При отсутствии данных о параметрах, используемых в формуле(20), расчетные потери в СППС принимают в соответствии с табл. П.1приложения1 и относят их к условно-постоянным потерям.

Потери электроэнергии в измерительных трансформаторах тока (ТТ) определяют по формуле:

, (21)

где  P _ТТном- потери в ТТ при номинальной нагрузке; _ТТср- среднее значение коэффициента токовой загрузки ТТ за расчетный период.

При отсутствии данных о параметрах, используемых в формуле(21), расчетные потери в ТТ принимают в соответствии с табл. П.3приложения1 и относят их к условно-постоянным потерям.