РАСХОД ЭНЕРГИИ НА ПЕРЕДАЧУ
9.1. СТРУКТУРА РАСХОДА ЭНЕРГИИ НА ПЕРЕДАЧУ
Передача электроэнергии по электрической сети связана с нагревом ее элементов, на что тратится часть вырабатываемой электроэнергии. Расход энергии на передачу увеличивается при возрастании загрузки элементов электрической сети, а также при росте единичной мощности агрегатов и электростанций, приводящем к необходимости передачи энергии на значительное расстояние и ее распределения по большой территории. Однако развитие сетей сопровождается появлением новых ЛЭП, ростом номинальных напряжений, вводом средств регулирования и компенсации реактивной мощности, приводящим к снижению токов в ЛЭП, что уменьшает расход энергии на передачу. В результате расход энергии на пере
дачу увеличивается примерно пропорционально отпуску энергии в сеть, а относительная его величина изменяется незначительно.
Рис. 9.2. Динамика изменений расхода энергии на передачу в ряде развитых стран: 1 — Швеция; 2 — Канада; 3 — США; 4 — Англия; 5 — Франция
Уровень расхода энергии на передачу обусловливается отдаленностью источников энергии от узлов потребления, ситуациями с
Рис. 9.1. Динамика изменений расхода энергии на передачу в Минэнерго СССР:
W — отпуск энергии в сеть; AW — потери энергии,
— потери энергии в процентах
энергоресурсами (водоток на ГЭС), структурами электрической сети, плотностью нагрузки. Значительны расходы на передачу в странах, имеющих большую территорию (СССР, США, Канада). Небольшой расход в странах, обладающих компактными энергосистемами (ФРГ, Англия).
На рис. 9.1, 9.2 соответственно приведены динамики расхода энергии на передачу в электрических сетях Минэнерго СССР и в ряде развитых стран . Снижение потерь в Канаде (2) до 7% объясняется вводом в действие сети 750 кВ.
нить вводом в работу различных средств, требующих капиталовложений. Суммарные издержки, включающие годовую долю как капиталовложений, так и эксплуатационных расходов, связанных с изменением расхода энергии, образуют зависимость, имеющую экстремум (рис. 9.3). Дополнительные к оптимальным капиталовложениям (Копт) на средства, снижающие расход энергии на передачу, вызывают рост издержек по сравнению с оптимальными затратами и, следовательно, нерациональны. Соответствующий расход энергии на передачу является оптимальным.
Из рассмотренного следует, что определенный уровень расхода энергии на передачу (потери) в народнохозяйственном смысле рационален.
Рис. 9.3. Влияние капиталовложений на расход энергии в сетях:
1 — расход энергии на передачу; 2 — затраты; 3 — суммарные издержки
На рис. 9.4 приведена структура распределения расхода на передачу между различными сетями. Здесь потери сетей 330—500 кВ включают 1% потерь на корону и 1,5% —на вращение агрегатов в режиме синхронных компенсаторов (СК).
Рис. 9.4. Структура распределения расхода энергии на передачу для различных сетей
Потери в сетях НН различных ЭЭС колеблются в диапазоне 0,5—30% (сюда в настоящее время относят и расход на плавку гололеда и потери на преобразовательных подстанциях). При плохом учете в эти потери входит и неучтенное потребление.
Сведения о потерях фиксируются в виде разности между данными об отпущенной в сеть энергии, регистрируемой учетом на генерирующих установках, и энергии, отпущенной потребителям и оплаченной по счетам. Оплата счетов обычно производится с некоторым опозданием по отношению к использованию энергии. Эти опоздания в целом на потерях в сетях не сказываются, но при учете сезонных изменений потребления, месячные данные о потерях в первую половину года ниже (рис. 9.5), а во вторую половину — выше фактических значений.
В настоящее время часто используют показатель потерь, выраженный в относительных единицах и относимый к энергии, отпускаемой в сеть ЭЭС. Энергия, поступающая к потребителям, является полезно отпускаемой энергией.
Энергия, отпускаемая другим ЭЭС из межсистемной сети, пропускается через ЛЭП высших напряжений и практически сопровождается лишь незначительным расходом на передачу в данной ЭЭС. Основной расход на передачу возникает в энергосистеме-потребителе. Если эту энергию отнести к полезному отпуску, то в зависимости от нее (а ее количество в конкретных условиях может изменяться в широких пределах) относительные потери в сетях могут также изменяться в широких пределах, например от 5 до 13%. Подобные данные не отражают сущности расхода энергии на передачу.
Расход энергии на передачу зависит от потоков мощности, протекающих через элементы электрической сети. Можно установить взаимосвязь между ними и пропускаемой через сеть энергией, содержащей (из-за неучета конкретных нюансов) вероятностную составляющую. Наиболее тесна эта взаимосвязь для распределительных сетей, не имеющих генерирующих источников.
Режим питающих сетей более доступен для расчетов. Однако здесь имеются трудно предвидимые потери мощности, обусловленные неточностью прогнозов водотоков на ГЭС, топливоснабжения на ТЭС и состояния оборудования на ТЭС и АЭС.
Общий уровень расхода энергии на передачу в значительной мере обусловлен техническими параметрами ЭС, выбранных в процессе проектирования. В эксплуатации расход энергии на передачу можно уменьшить за счет тщательного управления режимом, его оптимизации и автоматического управления. Это снижение расхода достигает нескольких процентов от расхода на передачу, т. е. возможности воздействия на него ограничены.
Фельдман М. Л., Черновец А. К. Особенности электрической части атомных электростанций. — Л.: Энергоатомиздат, 1983.
Потери энергии в электрических сетях энергосистем / Под ред. В. Η. Казанцева. — Ж л Энергоатомиздат, 1983.
Крикунчик А. Б. Прогноз развития электроэнергетики США до 2000 года // Энергохозяйство за рубежом, 1984, № 14, С. 43—45.
Рис. 9.5. Эффект смещения расхода энергии на передачу из-за задержки фиксации показаний счетчиков у потребителей:
1 — его истинное значение; 2 — регистрируемый расход
