Помощь студентам в учебе
Методы расчета потерь электроэнергии
|
Введение
1 Структура технологических потерь электроэнергии
2 Мероприятия по снижению потерь электроэнергии в электрических сетях
3 Методы расчета потерь электроэнергии
3.1 Методы расчета нагрузочных потерь
3.2 Методы расчета условно-постоянных потерь
3.3 Методы расчета потерь, зависящих от погодных условий
3.4 Расход электроэнергии на собственные нужды подстанции. Расчет погрешности при определении потерь электрической энергии вероятностно-статистическим методом
4.1 Математическая модель расчёта потерь мощности
4.2 Задача и способ исследования, схемы для расчетов
4.3 Описание используемого программного обеспечения
4.4 Анализ графиков нагрузки
4.5 Расчет потерь в ЛЭП 35, 110, 220 кВ, при реальном графике электрической нагрузки, различном коэффициенте корреляции между активной и реактивной мощностями, и различным временем протекания наибольшей мощности
4.6 Расчет потерь в ЛЭП 35, 110, 220 кВ, при реверсивном перетоке мощности
4.7 Сравнительный анализ вероятностно-статистического метода с методом средних нагрузок
5 Анализ расчета погрешности при определении потерь электрической энергии вероятностно-статистическим методом
5.1 Анализ источников погрешности
5.2 Погрешность метода расчёта и вычислений
5.3 Анализ погрешности определения потерь электроэнергии
6 Исследование способов снижению погрешности определения потерь электрической энергии
6.1 Способы снижения погрешности определения потерь
6.2 Расчет погрешности определения потерь электрической энергии на примере линии постоянного тока Волгоград-Донбасс
6.3 Исследование погрешности при задании мощности 24-мя точками (суточный график)
6.4 Исследование погрешности вычисления потерь мощности при различных законах распр6.5 Расчет потерь в сетях переменного тока 35, 110, 220 кВ, при реверсивном перетоке мощности с использованием нового метода линеаризацииеделения мощности
7 Экономическая оценка мероприятий по снижению потерь электроэнергии
7.1 Расчет потерь электроэнергии
7.2 Мероприятия по снижению потерь
7. 3 Экономическая часть
8 Расчет освещения терминального класса
8.1 Общие положения
8.2 Естественное освещение
8.3 Совмещенное освещение
8.4 Искусственное освещение
8.5 Общие термины
8.6 Расчет освещенности
Заключение
Список использованных источников
1 Структура технологических потерь электроэнергии
2 Мероприятия по снижению потерь электроэнергии в электрических сетях
3 Методы расчета потерь электроэнергии
3.1 Методы расчета нагрузочных потерь
3.2 Методы расчета условно-постоянных потерь
3.3 Методы расчета потерь, зависящих от погодных условий
3.4 Расход электроэнергии на собственные нужды подстанции. Расчет погрешности при определении потерь электрической энергии вероятностно-статистическим методом
4.1 Математическая модель расчёта потерь мощности
4.2 Задача и способ исследования, схемы для расчетов
4.3 Описание используемого программного обеспечения
4.4 Анализ графиков нагрузки
4.5 Расчет потерь в ЛЭП 35, 110, 220 кВ, при реальном графике электрической нагрузки, различном коэффициенте корреляции между активной и реактивной мощностями, и различным временем протекания наибольшей мощности
4.6 Расчет потерь в ЛЭП 35, 110, 220 кВ, при реверсивном перетоке мощности
4.7 Сравнительный анализ вероятностно-статистического метода с методом средних нагрузок
5 Анализ расчета погрешности при определении потерь электрической энергии вероятностно-статистическим методом
5.1 Анализ источников погрешности
5.2 Погрешность метода расчёта и вычислений
5.3 Анализ погрешности определения потерь электроэнергии
6 Исследование способов снижению погрешности определения потерь электрической энергии
6.1 Способы снижения погрешности определения потерь
6.2 Расчет погрешности определения потерь электрической энергии на примере линии постоянного тока Волгоград-Донбасс
6.3 Исследование погрешности при задании мощности 24-мя точками (суточный график)
6.4 Исследование погрешности вычисления потерь мощности при различных законах распр6.5 Расчет потерь в сетях переменного тока 35, 110, 220 кВ, при реверсивном перетоке мощности с использованием нового метода линеаризацииеделения мощности
7 Экономическая оценка мероприятий по снижению потерь электроэнергии
7.1 Расчет потерь электроэнергии
7.2 Мероприятия по снижению потерь
7. 3 Экономическая часть
8 Расчет освещения терминального класса
8.1 Общие положения
8.2 Естественное освещение
8.3 Совмещенное освещение
8.4 Искусственное освещение
8.5 Общие термины
8.6 Расчет освещенности
Заключение
Список использованных источников
Потери электроэнергии в электрических сетях – важнейший показатель экономичности их работы, наглядный индикатор состояния системы учета электроэнергии, эффективности энергосбытовой деятельности энергоснабжающих организаций. Этот индикатор все отчетливей свидетельствует о накапливающихся проблемах, которые требуют безотлагательных решений в развитии, реконструкции и техническом перевооружении электрических сетей, совершенствовании методов и средств их эксплуатации и управления, в повышении точности учета электроэнергии, эффективности сбора денежных средств за поставленную потребителям электроэнергию и т.п.
В настоящее время почти повсеместно наблюдается рост абсолютных и относительных потерь электроэнергии при одновременном уменьшении отпуска в сеть. Так, с 1994 по 1998 г.г. абсолютные потери электроэнергии в сетях АО-энерго России увеличились с 67,7 до 78,6 млрд.кВт.ч, а относительные – с 8,74 до 10,81%. В электрических сетях России в целом относительные потери выросли с 10,09 до 12,22%.
По мнению международных экспертов, относительные потери электроэнергии при ее передаче и распределении в электрических сетях большинства стран можно считать удовлетворительными, если они не превышают 4-5%. Потери электроэнергии на уровне 10% можно считать максимально допустимыми с точки зрения физики передачи электроэнергии по сетям. Это подтверждается и докризисным уровнем потерь электроэнергии в большинстве энергосистем бывшего СССР, который не превышал, как правило, 10%. Так как сегодня этот уровень вырос в 1,52, а по отдельным электросетевым предприятиям – даже в 3 раза, очевидно, что на фоне происходящих изменений хозяйственного механизма в энергетике, кризиса экономики в стране проблема снижения потерь электроэнергии в электрических сетях не только не утратила свою актуальность, а наоборот выдвинулась в одну из задач обеспечения финансовой стабильности организаций.
Сверхнормативные потери электроэнергии в электрических сетях – это прямые финансовые убытки электросетевых компаний. Экономию от снижения потерь можно было бы направить на техническое переоснащение сетей; увеличение зарплаты персонала; совершенствование организации передачи и распределения электроэнергии; повышение надежности и качества электроснабжения потребителей; уменьшение тарифов на электроэнергию.
Снижение потерь электроэнергии в электрических сетях – сложная комплексная проблема, требующая значительных капитальных вложений, необходимых для оптимизации развития электрических сетей, совершенствования системы учета электроэнергии, внедрения новых информационных технологий в энергосбытовой деятельности и управления режимами сетей, обучения персонала и его оснащения средствами поверки средств измерений электроэнергии и т. п.
Структура потерь может быть представлена с различной степенью детализации. Можно выделять в общих потерях потери в различных группах элементов (в линиях, трансформаторах и т.п.), потери различной динамики изменения (переменные и условно-постоянные) и т.п. Расчет потерь необходим для поиска очагов потерь и разработки конкретных мероприятий по их снижению.
Производство на электростанциях каждого киловатт-часа требует определенных затрат, поэтому стоимость «потерянных» киловатт-часов должна быть возмещена увеличением стоимости энергии, дошедшей до потребителя. Единственной величиной, известной достоверно и не требующей проверки, являются фактические (отчетные) потери. Они представляют собой простую разность между количеством электроэнергии, полученной сетью от электростанций, и электроэнергией, оплаченной потребителями. Например, если в течение месяца от станций получено 100 млн. кВт•ч, а оплачено 84 млн. кВт•ч, то потери составили 16 млн. кВт•ч. Означает ли это, что стоимость энергии, получаемой потребителем, должна быть увеличена в 100/84=1,19 раза по сравнению с ее отпускной ценой с электростанций?
Ведь вполне возможен вариант, что из 16 млн. кВт•ч половина представляет собой не транспортный расход, а хищения энергии. И их предлагается оплатить законопослушным гражданам? Если бы в тариф включались все фактические потери, энергоснабжающей организации не надо было бы особо заниматься поиском хищений, – всё равно, те, кто платит, оплатят электроэнергию и за тех, кто ворует. Вот именно здесь и проявляется поле деятельности РЭК, которая должна оценить, соответствует ли уровень потерь, предлагаемый энергоснабжающей организацией для включения в тариф, техническим параметрам оборудования сети или покрывает и часть хищений? Как правильно установить уровень потерь (норматив), включение которого в тариф экономически обосновано? Решить эту задачу можно, лишь правильно представляя себе реальную структуру отчетных потерь.
К настоящему времени разработано достаточно большое количество методов расчета технических потерь электроэнергии. Эти методы – результат многолетней работы большой армии специалистов, которые в различные годы посвятили себя уточнению расчетов потерь в сетях. Защищено большое количество кандидатских и докторских диссертаций по этой тематике, а вопрос и поныне остается актуальным и до конца не изученным. Это связано с тем, что отсутствует полная и достоверная информация о нагрузках электрических сетей всех ступеней напряжения. Причем, чем ниже номинальное напряжение сети, тем менее полная и достоверная информация о нагрузках имеется в наличии.
Различия методов, предложенных отдельными специалистами, в основном заключаются в попытках или восполнить недостающую информацию, или повысить ее точность за счет обобщения, использования статистических данных за аналогичные прошедшие периоды и т.п.
Расчёт потерь электрической энергии (далее-ЭЭ) является одной из самых сложных задач, которую приходится решать органам исполнительной власти в области регулирования тарифов в процессе тарифного регулирования ОРЭ и РРЭ, системному оператору ОРЭ для определения предварительных диспетчерских графиков, коммерческому оператору при расчётах плановых режимов субъектов ОРЭ в режиме на сутки вперёд в актуализированной расчётной модели ОРЭ, субъектам ОРЭ при согласовании актов учёта перетоков и актов оборота при несовпадении точек измерений с точками поставки ОРЭ.
В настоящей дипломной работе рассматривается применение вероятностно-статистического метода расчета нагрузочных потерь электрической энергии, оценка его области использования и способы снижения методической погрешности.
В настоящее время почти повсеместно наблюдается рост абсолютных и относительных потерь электроэнергии при одновременном уменьшении отпуска в сеть. Так, с 1994 по 1998 г.г. абсолютные потери электроэнергии в сетях АО-энерго России увеличились с 67,7 до 78,6 млрд.кВт.ч, а относительные – с 8,74 до 10,81%. В электрических сетях России в целом относительные потери выросли с 10,09 до 12,22%.
По мнению международных экспертов, относительные потери электроэнергии при ее передаче и распределении в электрических сетях большинства стран можно считать удовлетворительными, если они не превышают 4-5%. Потери электроэнергии на уровне 10% можно считать максимально допустимыми с точки зрения физики передачи электроэнергии по сетям. Это подтверждается и докризисным уровнем потерь электроэнергии в большинстве энергосистем бывшего СССР, который не превышал, как правило, 10%. Так как сегодня этот уровень вырос в 1,52, а по отдельным электросетевым предприятиям – даже в 3 раза, очевидно, что на фоне происходящих изменений хозяйственного механизма в энергетике, кризиса экономики в стране проблема снижения потерь электроэнергии в электрических сетях не только не утратила свою актуальность, а наоборот выдвинулась в одну из задач обеспечения финансовой стабильности организаций.
Сверхнормативные потери электроэнергии в электрических сетях – это прямые финансовые убытки электросетевых компаний. Экономию от снижения потерь можно было бы направить на техническое переоснащение сетей; увеличение зарплаты персонала; совершенствование организации передачи и распределения электроэнергии; повышение надежности и качества электроснабжения потребителей; уменьшение тарифов на электроэнергию.
Снижение потерь электроэнергии в электрических сетях – сложная комплексная проблема, требующая значительных капитальных вложений, необходимых для оптимизации развития электрических сетей, совершенствования системы учета электроэнергии, внедрения новых информационных технологий в энергосбытовой деятельности и управления режимами сетей, обучения персонала и его оснащения средствами поверки средств измерений электроэнергии и т. п.
Структура потерь может быть представлена с различной степенью детализации. Можно выделять в общих потерях потери в различных группах элементов (в линиях, трансформаторах и т.п.), потери различной динамики изменения (переменные и условно-постоянные) и т.п. Расчет потерь необходим для поиска очагов потерь и разработки конкретных мероприятий по их снижению.
Производство на электростанциях каждого киловатт-часа требует определенных затрат, поэтому стоимость «потерянных» киловатт-часов должна быть возмещена увеличением стоимости энергии, дошедшей до потребителя. Единственной величиной, известной достоверно и не требующей проверки, являются фактические (отчетные) потери. Они представляют собой простую разность между количеством электроэнергии, полученной сетью от электростанций, и электроэнергией, оплаченной потребителями. Например, если в течение месяца от станций получено 100 млн. кВт•ч, а оплачено 84 млн. кВт•ч, то потери составили 16 млн. кВт•ч. Означает ли это, что стоимость энергии, получаемой потребителем, должна быть увеличена в 100/84=1,19 раза по сравнению с ее отпускной ценой с электростанций?
Ведь вполне возможен вариант, что из 16 млн. кВт•ч половина представляет собой не транспортный расход, а хищения энергии. И их предлагается оплатить законопослушным гражданам? Если бы в тариф включались все фактические потери, энергоснабжающей организации не надо было бы особо заниматься поиском хищений, – всё равно, те, кто платит, оплатят электроэнергию и за тех, кто ворует. Вот именно здесь и проявляется поле деятельности РЭК, которая должна оценить, соответствует ли уровень потерь, предлагаемый энергоснабжающей организацией для включения в тариф, техническим параметрам оборудования сети или покрывает и часть хищений? Как правильно установить уровень потерь (норматив), включение которого в тариф экономически обосновано? Решить эту задачу можно, лишь правильно представляя себе реальную структуру отчетных потерь.
К настоящему времени разработано достаточно большое количество методов расчета технических потерь электроэнергии. Эти методы – результат многолетней работы большой армии специалистов, которые в различные годы посвятили себя уточнению расчетов потерь в сетях. Защищено большое количество кандидатских и докторских диссертаций по этой тематике, а вопрос и поныне остается актуальным и до конца не изученным. Это связано с тем, что отсутствует полная и достоверная информация о нагрузках электрических сетей всех ступеней напряжения. Причем, чем ниже номинальное напряжение сети, тем менее полная и достоверная информация о нагрузках имеется в наличии.
Различия методов, предложенных отдельными специалистами, в основном заключаются в попытках или восполнить недостающую информацию, или повысить ее точность за счет обобщения, использования статистических данных за аналогичные прошедшие периоды и т.п.
Расчёт потерь электрической энергии (далее-ЭЭ) является одной из самых сложных задач, которую приходится решать органам исполнительной власти в области регулирования тарифов в процессе тарифного регулирования ОРЭ и РРЭ, системному оператору ОРЭ для определения предварительных диспетчерских графиков, коммерческому оператору при расчётах плановых режимов субъектов ОРЭ в режиме на сутки вперёд в актуализированной расчётной модели ОРЭ, субъектам ОРЭ при согласовании актов учёта перетоков и актов оборота при несовпадении точек измерений с точками поставки ОРЭ.
В настоящей дипломной работе рассматривается применение вероятностно-статистического метода расчета нагрузочных потерь электрической энергии, оценка его области использования и способы снижения методической погрешности.
Потери электроэнергии в электрических сетях - важнейший показатель экономичности их работы, наглядный индикатор состояния системы учета электроэнергии, эффективности энергосбытовой деятельности энергоснабжающих организаций.
Этот индикатор все отчетливей свидетельствует о накапливающихся проблемах, которые требуют безотлагательных решений в развитии, реконструкции и техническом перевооружении электрических сетей, совершенствовании методов и средств их эксплуатации и управления, в повышении точности учета электроэнергии, эффективности сбора денежных средств за поставленную потребителям электроэнергию и т.п.
В настоящей работе исследована погрешность нового метода расчета потерь электроэнергии. Метод расчёта потерь электроэнергии в распределительных сетях, основанный на классическом, понятном и общеизвестном подходе к моделированию процессов передачи и распределения электроэнергии установившимися режимами, и дополненный с помощью математического аппарата теории вероятностей учётом дисперсий исходной измерительной информации – активной и реактивной мощностей. Предложенный метод позволяет непосредственно рассчитывать потери электроэнергии с достаточно низкой погрешностью.
Анализ проводился на примере ЛЭП постоянного и переменного тока. Для анализа были взяты линии различного класса напряжения, различные коэффициенты корреляции между активной и реактивной мощностями, линии с реверсивными перетоками мощности.
В ходе работы был произведен анализ типовых графиков электрических нагрузок предприятий с различной сферой деятельности, с целью максимального приближения данных расчета к реальным условиям. В результате анализа был посчитан коэффициент неравномерности графика электрической нагрузки соответствующий действующим промышленным предприятиям, так же в результате анализа удалось установить, что корреляция между активной и реактивной мощностью практически для любой нагрузки близок к единице
Вероятностно-статистический метод позволяет учесть график электрической нагрузки каждого из потребителей, так же учитывается ковариация между активной и реактивной мощностью, учитывается изменение напряжения при изменении передаваемой мощности. Данный метод позволяет корректно считать потери электрической энергии в сетях с реверсивными перетоками мощности, и применим к сетям любого класса напряжения.
Так же в ходе работы были рассмотрены различные методы позволяющие на несколько порядков снизить погрешность вычислений потерь электрической энергии. В его основе не классический метод линеаризации функции в виде касательной в точке математического ожидания, а прямая, проведенная через точки максимальной и минимальной нагрузок. Как показали расчеты, погрешность удалось снизить на восемь и более порядков.
Этот индикатор все отчетливей свидетельствует о накапливающихся проблемах, которые требуют безотлагательных решений в развитии, реконструкции и техническом перевооружении электрических сетей, совершенствовании методов и средств их эксплуатации и управления, в повышении точности учета электроэнергии, эффективности сбора денежных средств за поставленную потребителям электроэнергию и т.п.
В настоящей работе исследована погрешность нового метода расчета потерь электроэнергии. Метод расчёта потерь электроэнергии в распределительных сетях, основанный на классическом, понятном и общеизвестном подходе к моделированию процессов передачи и распределения электроэнергии установившимися режимами, и дополненный с помощью математического аппарата теории вероятностей учётом дисперсий исходной измерительной информации – активной и реактивной мощностей. Предложенный метод позволяет непосредственно рассчитывать потери электроэнергии с достаточно низкой погрешностью.
Анализ проводился на примере ЛЭП постоянного и переменного тока. Для анализа были взяты линии различного класса напряжения, различные коэффициенты корреляции между активной и реактивной мощностями, линии с реверсивными перетоками мощности.
В ходе работы был произведен анализ типовых графиков электрических нагрузок предприятий с различной сферой деятельности, с целью максимального приближения данных расчета к реальным условиям. В результате анализа был посчитан коэффициент неравномерности графика электрической нагрузки соответствующий действующим промышленным предприятиям, так же в результате анализа удалось установить, что корреляция между активной и реактивной мощностью практически для любой нагрузки близок к единице
Вероятностно-статистический метод позволяет учесть график электрической нагрузки каждого из потребителей, так же учитывается ковариация между активной и реактивной мощностью, учитывается изменение напряжения при изменении передаваемой мощности. Данный метод позволяет корректно считать потери электрической энергии в сетях с реверсивными перетоками мощности, и применим к сетям любого класса напряжения.
Так же в ходе работы были рассмотрены различные методы позволяющие на несколько порядков снизить погрешность вычислений потерь электрической энергии. В его основе не классический метод линеаризации функции в виде касательной в точке математического ожидания, а прямая, проведенная через точки максимальной и минимальной нагрузок. Как показали расчеты, погрешность удалось снизить на восемь и более порядков.