Снижение потерь электроэнергии: Программа по снижению потерь электроэнергии в электрических сетях

Снижение потерь электрической энергии: АО «ЭПИЦ»

Одним из существенных проявлений неэффективного расхода ресурсов при передаче и распределении электроэнергии являются потери электрической энергии и мощности в сетях и сетевом оборудовании. На данный момент в электрических сетях Российской Федерации потери электрической энергии относительно общего её отпуска в среднем составляют 13%, в тоже время в развитых странах аналогичный показатель потерь варьируется от 4% до 8%.

Для эффективного внедрения мероприятий по снижения уровня потерь электрической энергии и мощности АО «ЭПИЦ» применяет комплексный подход к решению проблем энергосбережения и повышения энергоэффективности

В рамках реализации программ энергоэффективности и энергосбережения специалисты АО «ЭПИЦ» предлагают разработку следующих мероприятий необходимых для снижения уровня потерь электрической энергии и мощности:

• расчёт и анализ структуры потерь электрической энергии и мощности в электрической сети/на предприятии;
• оптимизация схемы электрической сети на основе расчётов электрических режимов и потерь электрической энергии и мощности;
• регулирование напряжения на линиях электропередачи и разработка мероприятий по компенсации реактивной мощности;
• внедрение автоматизации и дистанционного управления электрическими распределительными сетями напряжением 6-20 кВ.
• применение современного электротехнического оборудования, отвечающего требованиям энергосбережения;
• снижение расхода электроэнергии на собственные нужды электроустановок;
• перевод электрической сети (участков сети) на более высокий класс напряжения.

Важным элементом снижения уровня потерь электрический энергии и мощности является учёт требований повышения энергетической эффективности на этапе проектирования электросетевых и промышленных объектов.

АО «ЭПИЦ» предлагает выполнение услуг по разработке требований и проектированию электросетевых, а также промышленных объектов с учётом требований повышения энергетической эффективности и энергосбережения

Комплексный подход по разработке и внедрению описанных выше мероприятий позволяет достичь в относительно короткие сроки значительного эффекта снижения уровня потерь электрической энергии и мощности в электрических сетях и на промышленных предприятиях.

Меры по снижению потерь электроэнергии на промышленных предприятиях

Библиографическое описание:

Бейтуллаева, Р. Х. Меры по снижению потерь электроэнергии на промышленных предприятиях / Р. Х. Бейтуллаева, Х. А. Халикова, М. Ф. Коржовова. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2018. — № 11 (197). — С. 69-71. — URL: https://moluch.ru/archive/197/48538/ (дата обращения: 08.06.2021).



В данной статье рассмотрены мероприятия по снижению потерь электроэнергии и проблемы сбережения электроэнергии на основе анализа режимов электрических сетях и режим работы электроустановок. Также рассмотрены эффективные мероприятия по снижению технических потерь электроэнергии.

Ключевые слова: силовые трансформаторы, потери энергии, потери холостого хода, компенсация реактивной мощности, потребление энергии, маломощные двигатели.

Потери энергии характерны для всех систем распределения электроэнергии главным образом благодаря потерям активной мощности и потерям в трансформаторах.

Правильнoе проектирование и эксплуатация электрических систем позволяют не только свести к минимуму потери энергии, но и обеспечивают снижение затрат на электроэнергию. Меры по снижению электрических потерь можно разделить на две группы: технические и организационные.

Организационные меры дополнительных материальных средств, дополнительных материалов и труда не требует.

Технические меры требуют дополнительные материальные средства такие как:

a) применение установок для компенсации реактивной мощности,

b) замена загруженных трансформаторов. В качестве примера расмотрим промышленное предприятия “Шуртаннефтегаз” УШК.

Определение потерь электроэнергии на данном предприятии определяются двумя способами:

Первый способ установить электронные счётчики на на входе и выходе элекрических сетей и определение разницы показателей. На этом этапе обнаруженные потери мощности определяются из погрешностей электронных счётчиков, погрешностей измерительных трансформаторов и других факторов. [1]

Второй способ использовать показатели со счётчиков установленных на входе и выходе и с помощью различных методов рассчитать потери электрической энергии.

Потери мощности и энергии рассмотрим на примере «Шуртанефтегаз» УШК через подстанцию «Шуртан-16» электрическим потребителям предприятия трансформировано 6300 кВт активной и 4600 кВар реактивной энергии в среднем в год. Через подстанцию «Шуртан-8» было трансформировано 1036 кВт активной энергии и 4600 кВар реактивной энергии среднем в год. [1]

В результате потери мощности и энергии составили:

Таблица 1

Вход	Выход	ΔР кВт	ΔQ кВар	ΔWа кВт*с	ΔWр кВар*с
Сети 110 кВ	Ш-16 Т1,Т2	89,712305	489,9774	794905,25	4472649,1
Сети 6 кВ	Трансформаторные подстанции	105,481979	485,175996	972046,1956	4362949,501
Сумма		195,194284	975,153396	1766951,4456	8835598,601

Здесь ΔР и ΔQ— потери активной и реактивной мощности, ΔWактив ва ΔWреакт — потери активной и реактивной энергии.

Чтобы выявить потери мощности и энергии на основании показаний электронных счётчиков были использованы следующие методы.

1. Метод средних нагрузок.
2. Метод максимальных нагрузок.

На предприятии «Шуртанефтегаз» УШК для уменьшения потерь электрической энергии компенсируется реактивная мощность путём повышения коэффициента активной мощности. Компенсация реактивной мощности является одним из основных показателей. Для предприятий большой мощности существуют два способа уменьшения потребления реактивной мощности из энергосистемы. [1]

А) Организационный способ;

В первую очередь надо рассмотреть организационные способы так как для них не требуются дополнительных затрат. Потребители реактивной энергии в основном асинхронные двигатели, трансформаторы, вентильные преобразователи и должны быть произведены и решены следующие задачи:

а) Определение малозагруженных двигателей и замена их на маломощные, анализ и изменение схем соединений;

б) Понижение напряжения для маломощных двигателей;

в) Провести техический осмотр двигателей по заданному графику.

г) Сокращение режимов холостого хода при работе трансформаторов и двигателей.

д) Замена асинхронных двигателей на синхронные без отрицательного воздействия на технологический процесс.

е) Использование оптимальных схем для вентильных преобразователей.

Б) Использование компенсирующих установок.

Понижение потерь мощности можно добиться в результате анализа рабочих состояний и компенсации реактивной мощности в нужной степени, а также оптимально расположить компенсирующие устройства.

Вследствие оптимального расположения конденсаторных установок и компенсации реактивной мощности потери электрической энергии уменьшились и составили:

Таблица 2

Вход	Выход	σΔР кВт	σΔQ кВар	σΔWа кВт*с	σΔWр кВар*с
Сети 110 кВ	Ш-16 Т1,Т2	15,494	84,34	135727,44	797399,743
Сети 6 кВ	Трансформаторные подстанции	25,887	63,6718	226778,004	613541,509
Сумма		41,3819	148,0128	364505,444	1410941,252

σΔР и σΔQ —потери активной и реактивноймощности, σΔWа и σΔWр—потери активной и реактивнойэнергии.

Вследствие этих преобразований повысилось качество электрической энергии на 1,4 %, повышение эффективности рабочих режимов. На предприятии для внутреннего электро- снабжения мощность которая поступает из энергосистемы уменьшилась на 26000 тысяч кВар* часов. Коэффициент реактивной мощности понизился до tgφ =0.35–0.4 и коэффи-

циент активной мощности повысился до соsφ = 0.93–0.96.

Исследование по энергосбережению показали что применение частотных преобразо- вателей в некоторых отраслях промышленности дали положительные результаты. При применении частотных преобразователей удалось сэкономить 5000 кВт*с.

– Уменьшается потери активной мощности.

– Защита от различных повреждений.

– Возможность изменения скорости вращения двигателей.

– Увеличивает службу работы двигателей.

Правильнoе проектирование и эксплуатация электрических систем позволяют не только свести к минимуму потери энергии, но и обеспечивают снижение затрат на электроэнергию. Потери энергии вызываются наличием включенных трансформаторов даже при отсутствии нагрузки. Неиспользуемое оборудование должно быть отключено. Применение трансформаторов приводит к потерям энергии. Путем правильного выбора оборудования и рабочего напряжения можно сократить число необходимых трансформаторов и уменьшить потери энергии. [2]

Известны некоторые причины потери энергии — это низкие коэффициенты мощности в дополнение к значительным потерям напряжения в сети и увеличению размеров штрафов, налагаемых энергоснабжающими компаниями, могут привести к росту потерь энергии и стоимости электроснабжения. Необходимо провести исследования электроэнергетической системы, а также изучить возможности использования конденсаторов для изменения значений коэффициента мощности. Для предприятий, неэффективно расходующих энергию, это позволит в некоторых случаях достичь экономии в размере 10–15 %.

Коэффициент загрузки представляет собой еще один параметр, характеризующий способность предприятия эффективно использовать электроэнергию. Уменьшение нагрузки, позволяющее приблизить это отношение к единице без снижения уровня производства, приводит к повышению экономичности работы предприятия.

Литература:

1. Отчёт по проведению комплексных мероприятий по снижению потерь электроэнергии и энергосбережения в электрических сетях УДП «Шуртаннефтегаз» 2015 год.
2. Справочник по электрическим машинам под общей редакцией Копылова И. П.и Б. К. Клокова в двух томах. Москва. Издательство Энергоатомиздат, 1988 год.

Основные термины (генерируются автоматически): реактивная мощность, потеря энергии, активная мощность, реактивная энергия, электрическая энергия, потеря, трансформатор, минимум потери энергии, правильное проектирование, холостой ход.

Потери электроэнергии в электрических сетях: виды, причины, расчет

Потери электроэнергии в электрических сетях неминуемы, поэтому важно чтобы они не превышали экономически обоснованного уровня. Превышение норм технологического расхода говорит о возникших проблемах. Чтобы исправить ситуацию необходимо установить причины возникновения нецелевых затрат и выбрать способы их снижения. Собранная в статье информация описывает многие аспекты этой непростой задачи.

Виды и структура потерь

Под потерями подразумевается разница между отпущенной потребителям электроэнергией и фактически поступившей к ним. Для нормирования потерь и расчетов их фактической величины, была принята следующая классификация:

• Технологический фактор. Он напрямую зависит от характерных физических процессов, и может меняться под воздействием нагрузочной составляющей, условно-постоянных затрат, а также климатических условий.
• Расходы, затрачиваемые на эксплуатацию вспомогательного оборудования и обеспечение необходимых условий для работы техперсонала.
• Коммерческая составляющая. К данной категории относятся погрешности приборов учета, а также другие факторы, вызывающие недоучет электроэнергии.

Ниже представлен среднестатистический график потерь типовой электрокомпании.

Примерная структура потерь

Как видно из графика наибольшие расходы связаны с передачей по воздушным линиям (ЛЭП), это составляет около 64% от общего числа потерь. На втором месте эффект коронированния (ионизация воздуха рядом с проводами ВЛ и, как следствие, возникновение разрядных токов между ними) – 17%.

Коронный разряд на изоляторе ЛЭП

Исходя из представленного графика, можно констатировать, что наибольший процент нецелевых расходов приходится на технологический фактор.

Основные причины потерь электроэнергии

Разобравшись со структурой, перейдем к причинам, вызывающим нецелевой расход в каждой из перечисленных выше категорий. Начнем с составляющих технологического фактора:

1. Нагрузочные потери, они возникают в ЛЭП, оборудовании и различных элементах электросетей. Такие расходы напрямую зависят от суммарной нагрузки. В данную составляющую входят:

• Потери в ЛЭП, они напрямую связаны с силой тока. Именно поэтому при передаче электроэнергии на большие расстояния используется принцип повышения в несколько раз, что способствует пропорциональному уменьшению тока, соответственно, и затрат.
• Расход в трансформаторах, имеющий магнитную и электрическую природу ( 1 ). В качестве примера ниже представлена таблица, в которой приводятся данные затрат на трансформаторах напряжения подстанций в сетях 10 кВ.

Потери в силовых трансформаторах подстанций

Нецелевой расход в других элементах не входит в данную категорию, ввиду сложностей таких расчетов и незначительного объема затрат. Для этого предусмотрена следующая составляющая.

2. Категория условно-постоянных расходов. В нее входят затраты, связанные со штатной эксплуатацией электрооборудования, к таковым относятся:

• Холостая работа силовых установок.
• Затраты в оборудовании, обеспечивающем компенсацию реактивной нагрузки.
• Другие виды затрат в различных устройствах, характеристики которых не зависят от нагрузки. В качестве примера можно привестисиловую изоляцию, приборы учета в сетях 0,38 кВ, змерительные трансформаторы тока, ограничители перенапряжения и т.д.

3. Климатическая составляющая. Нецелевой расход электроэнергии может быть связан с климатическими условиями характерными для той местности, где проходят ЛЭП. В сетях 6 кВ и выше от этого зависит величина тока утечки в изоляторах. В магистралях от 110 кВ большая доля затрат приходится на коронные разряды, возникновению которых способствует влажность воздуха. Помимо этого в холодное время года для нашего климата характерно такое явление, как обледенение на проводах высоковольтных линий, а также обычных ЛЭП. Гололед на ЛЭП

Учитывая последний фактор, следует учитывать затраты электроэнергии на расплавление льда.

Расходы на поддержку работы подстанций

К данной категории отнесены затраты электрической энергии на функционирование вспомогательных устройств. Такое оборудование необходимо для нормальной эксплуатации основных узлов, отвечающих за преобразование электроэнергии и ее распределение. Фиксация затрат осуществляется приборами учета. Приведем список основных потребителей, относящихся к данной категории:

• системы вентиляции и охлаждения трансформаторного оборудования;
• отопление и вентиляция технологического помещения, а также внутренние осветительные приборы;
• освещение прилегающих к подстанциям территорий;
• зарядное оборудование АКБ;
• оперативные цепи и системы контроля и управления;
• системы обогрева наружного оборудования, например, модули управления воздушными выключателями;
• различные виды компрессорного оборудования;
• вспомогательные механизмы;
• оборудование для ремонтных работ, аппаратура связи, а также другие приспособления.

Коммерческая составляющая

Под данными затратами подразумевается сальдо между абсолютными (фактическими) и техническими потерями. В идеале такая разница должна стремиться к нулю, но на практике это не реально. В первую очередь это связано с особенностями приборов учета отпущенной электроэнергии и электросчетчиков, установленных у конечных потребителей. Речь идет о погрешности. Существует ряд конкретных мероприятий для уменьшения потерь такого вида.

К данной составляющей также относятся ошибки в счетах, выставленных потребителю и хищения электроэнергии. В первом случае подобная ситуация может возникнуть по следующим причинам:

• в договоре на поставку электроэнергии указана неполная или некорректная информация о потребителе;
• неправильно указанный тариф;
• отсутствие контроля за данными приборов учета;
• ошибки, связанные с ранее откорректированными счетами и т.д.

Что касается хищений, то эта проблема имеет место во всех странах. Как правило, такими противозаконными действиями занимаются недобросовестные бытовые потребители. Заметим, что иногда возникают инциденты и с предприятиями, но такие случаи довольно редки, поэтому не являются определяющими. Характерно, что пик хищений приходится на холодное время года, причем в тех регионах, где имеются проблемы с теплоснабжением.

Различают три способа хищения (занижения показаний прибора учета):

1. Механический. Под ним подразумевается соответствующее вмешательство в работу прибора. Это может быть притормаживание вращения диска путем прямого механического воздействия, изменение положения электросчетчика, путем его наклона на 45° (для той же цели). Иногда применяется более варварский способ, а именно, срываются пломбы, и производится разбалансирование механизма. Опытный специалист моментально обнаружит механическое вмешательство.
2. Электрический. Это может быть как незаконное подключение к воздушной линии путем «наброса», метод инвестирования фазы тока нагрузки, а также использование специальных приборов для его полной или частичной компенсации. Помимо этого есть варианты с шунтированием токовой цепи прибора учета или переключение фазы и нуля.
3. Магнитный. При данном способе к корпусу индукционного прибора учета подносится неодимовый магнит.

Магнит может воздействовать только некоторые старые модели электросчетчиков

Практически все современные приборы учета «обмануть» вышеописанными способами не удастся. Мало того, подобные попытки вмешательства могут быть зафиксированы устройством и занесены в память, что приведет к печальным последствиям.

Понятие норматива потерь

Под данным термином подразумевается установка экономически обоснованных критериев нецелевого расхода за определенный период. При нормировании учитываются все составляющие. Каждая из них тщательно анализируется отдельно. По итогу производятся вычисления с учетом фактического (абсолютного) уровня затрат за прошедший период и анализа различных возможностей, позволяющих реализовать выявленные резервы для снижения потерь. То есть, нормативы не статичны, а регулярно пересматриваются.

Под абсолютным уровнем затрат в данном случае подразумевается сальдо между переданной электроэнергией и техническими (относительными) потерями. Нормативы технологических потерь определяются путем соответствующих вычислений.

Кто платит за потери электричества?

Все зависит от определяющих критериев. Если речь идет о технологических факторах и расходах на поддержку работы сопутствующего оборудования, то оплата потерь закладывается в тарифы для потребителей.

Совсем по иному обстоит дело с коммерческой составляющей, при превышении заложенной нормы потерь, вся экономическая нагрузка считается расходами компании, осуществляющей отпуск электроэнергии потребителям.

Способы уменьшения потерь в электрических сетях

Снизить затраты можно путем оптимизации технической и коммерческой составляющей. В первом случае следует принять следующие меры:

• Оптимизация схемы и режима работы электросети.
• Исследование статической устойчивости и выделение мощных узлов нагрузки.
• Снижение суммарной мощности за счет реактивной составляющей. В результате доля активной мощности увеличится, что позитивно отразится на борьбе с потерями.
• Оптимизация нагрузки трансформаторов.
• Модернизация оборудования.
• Различные методы выравнивания нагрузки. Например, это можно сделать, введя многотарифную систему оплаты, в которой в часы максимальной нагрузки повышенная стоимость кВт/ч. Это позволит существенно потребление электроэнергии в определенные периоды суток, в результате фактическое напряжение не будет «проседать» ниже допустимых норм.

Уменьшить коммерческие затраты можно следующим образом:

• регулярный поиск несанкционированных подключений;
• создание или расширение подразделений, осуществляющих контроль;
• проверка показаний;
• автоматизация сбора и обработки данных.

Методика и пример расчета потерь электроэнергии

На практике применяют следующие методики для определения потерь:

• проведение оперативных вычислений;
• суточный критерий;
• вычисление средних нагрузок;
• анализ наибольших потерь передаваемой мощности в разрезе суток-часов;
• обращение к обобщенным данным.

Полную информацию по каждой из представленных выше методик, можно найти в нормативных документах.

В завершении приведем пример вычисления затрат в силовом трансформаторе TM 630-6-0,4. Формула для расчета и ее описание приведены ниже, она подходит для большинства видов подобных устройств.

Расчет потерь в силовом трансформаторе

Для понимания процесса следует ознакомиться с основными характеристиками TM 630-6-0,4.

Параметры TM 630/6/0,4

Теперь переходим к расчету.

Итоги расчета

Список использованной литературы

• Ю. Железко «Потери электроэнергии. Реактивная мощность. Качество электроэнергии: Руководство для практических расчетов» 2009
• Поспелов Г.Е. «Потери мощности и энергии в электрических сетях» 1981
• Шведов Г.В., Сипачева О.В., Савченко О.В. «Потери электроэнергии при ее транспорте по электрическим сетям: расчет, анализ, нормирование и снижение» 2013
• Фурсанов М.И. «Определение и анализ потерь электроэнергии в электрических сетях энергосистем» 2005

Коммерческие потери электроэнергии и их снижение

Чем больше потерь электроэнергии у сетевых компаний, тем выше цена на электроэнергию, постоянное повышение которой тяжелым бременем ложится на потребителя.

Общие сведения

Структура фактических потерь электроэнергии состоит из многих составляющих.  Ранее их часто укрупнено объединяли в две большие группы: технические и коммерческие потери. К первым относили нагрузочные, условно-постоянные потери и расход электроэнергии на собственные нужды подстанций. Все остальные потери, в том числе инструментальные погрешности измерений, относили ко второй группе потерь. В такой классификации есть определенные условности. Расход электроэнергии на собственные нужды не является по своей сути «чистыми» техническими потерями, и учитывается электросчетчиками. Так же и метрологические погрешности, в отличие от других составляющих коммерческих потерь, имеют иную природу возникновения. Поэтому «коммерческие потери» изначально трактовались довольно обширно, есть даже такое определение, как «допустимый уровень коммерческих потерь» — значение коммерческих потерь электроэнергии, обусловленное погрешностями системы учета электроэнергии (электросчетчиков, трансформаторов тока и напряжения) при соответствии системы учета требованиям ПУЭ. [1]

В настоящее время при классификации потерь электроэнергии более часто употребляется термин «технологические потери электроэнергии», определение которого установлено Приказом  Минэнерго РФ от 30.12.08 № 326 «Об организации в Министерстве энергетики Российской Федерации работы по утверждению нормативов технологических потерь электроэнергии при ее передаче по электрическим сетям». Собирательное выражение «коммерческие потери электроэнергии» на сегодняшний день не закреплено в законодательстве, но встречается в отраслевых нормативно-технических документах. В одном из них под коммерческими потерями понимается разность между отчетными и техническими потерями, при этом  «техническими потерями электроэнергии» считается весь «технологический расход электроэнергии на ее транспорт по электрическим сетям, определяемый расчетным путем» [2].

Также, в форме федерального статистического наблюдения № 23-Н «Сведения о производстве и распределении электрической энергии», утвержденной Приказом Федеральной службы государственной статистики от 01.10.2012 г. № 509, используется отчетный показатель «коммерческие потери». Его определение в рамках формы 23-Н звучит как «данные о количестве электроэнергии, не оплаченной абонентами», без приведения формулы расчета. В отраслевых же отчетных документах сетевых компаний, например в формах 2-рег, 46 –ЭЭ (передача), указываются только фактические потери, а в макетах 7-энерго подробная структура технологических потерь. Коммерческие потери, а также нетехнические или нетехнологические, в этих формах не указываются.

В таблицах для обоснования и экспертизы технологических потерь электроэнергии на регулируемый период [3], заполняемых сетевыми организациями,  математическая разность между фактическими и технологическими потерями электроэнергии называется «нетехнические потери электроэнергии»,  хотя логичнее назвать их «нетехнологические».

Чтобы избежать путаницы  в применяемой терминологии, в укрупненной структуре фактических потерь электроэнергии более корректно обозначить две группы:

1. Технологические потери.

2. Коммерческие потери.

Технологические потери включают в себя технические потери в электрических сетях, обусловленные физическими процессами, происходящими при передаче электроэнергии, расход электроэнергии на собственные нужды подстанций, и потери, обусловленные допустимыми погрешностями системы учета электроэнергии [3].

Они не являются убытками предприятия в полной мере этого слова, так как стоимость их нормативного объема учитывается в тарифе на передачу электроэнергии. Средства на покрытие финансовых издержек, связанных с приобретением электроэнергии для компенсации технологических потерь в рамках установленного норматива, поступают в сетевую компанию в составе собранной выручки за передачу электроэнергии.

Технические потери электроэнергии можно рассчитать по законам электротехники, допустимые погрешности приборов учета – на основании их метрологических характеристик, а расход на собственные нужды подстанций определить по показаниям электросчетчиков.

Коммерческие потери невозможно измерить приборами и рассчитать по самостоятельным формулам. Они определяются математически как разность между фактическими и технологическими потерями электроэнергии и не подлежат включению в норматив потерь электроэнергии. Затраты, связанные с их оплатой, не компенсируются тарифным регулированием.

Применяемое определение «коммерческие» (англ. «commerce» – «торговля») для этого вида потерь, подчеркивает связь убытка с процессом оборота товара, которым является электроэнергия. Потери электроэнергии, относимые к категории коммерческих, большей частью являются электропотреблением, которое по разным причинам не зафиксировано документально. Поэтому оно не учтено как отдача из сетей, и никому из потребителей не предъявлено к оплате.

В соответствии с действующим законодательством, сетевые организации обязаны оплачивать фактические потери электрической энергии, возникшие в принадлежащих им объектах сетевого хозяйства [4], следовательно, и коммерческие потери в их составе. Коммерческие потери электроэнергии в отличие от технологических являются прямым финансовым убытком сетевых компаний. Являясь, с одной стороны, причиной денежных расходов сетевого предприятия, они в то же время являются и его упущенной выгодой от неоплаченной передачи электроэнергии. Поэтому сетевые организации в большей степени, чем другие участники рынка электроэнергии, заинтересованы в максимально точном учете электроэнергии и правильности расчетов её объемов в точках поставки на границах своей балансовой принадлежности.

Можно говорить о некорректности перекладывания на сетевые компании всей финансовой ответственности за коммерческие потери электроэнергии, поскольку причины их возникновения, а также  эффективность их выявления и устранения зависят не только от электросетевых компаний. Но факт остается фактом: коммерческие потери электроэнергии являются «головной болью» в первую очередь сетевых организаций.

В то же время несовершенство законодательно — правовой базы, отсутствие у сетевых предприятий прямых договорных отношений по энергоснабжению с потребителями, недостаточное финансирование и невозможность значительного увеличения штата сотрудников, контролирующих электропотребление, ограничивает возможности сетевых организации в выявлении и устранении причин возникновения коммерческих потерь электроэнергии.

Причины возникновения коммерческих потерь электроэнергии

Величина коммерческих потерь электроэнергии зависит от значений других структурных показателей баланса электроэнергии. Чтобы узнать объем коммерческих потерь электроэнергии за определенный период, необходимо сначала составить баланс электроэнергии рассматриваемого участка электрической сети, определить фактические потери и рассчитать все составляющие технологических потерь электроэнергии. Дальнейший анализ потерь электроэнергии помогает локализовать их участки и выявить причины их возникновения для последующего выбора мероприятий по их снижению.

Основные причины коммерческих потерь электроэнергии можно объединить в следующие группы:

1.    Инструментальные, связанные с погрешностями измерений количества электроэнергии.

2.    Погрешности определения величин отпуска электроэнергии в сеть и полезного отпуска потребителям.

3.    Несанкционированное электропотребление.

4.    Погрешности расчета технологических потерь электроэнергии.

 1.      Работа измерительных комплексов электроэнергии сопровождается инструментальной погрешностью, величина которой зависит от фактических технических характеристик приборов учета и реальных условий их эксплуатации. Требования к измерительным приборам, установленные законодательными и нормативно–техническими документами, влияют в конечном итоге на максимально допустимую величину недоучета электроэнергии, которая входит в состав нормативных технологических потерь. Отклонение фактического недоучета электроэнергии от расчетного допустимого значения относится к коммерческим потерям.

Основные причины, приводящие к появлению коммерческих «инструментальных» потерь:

— перегрузка вторичных цепей измерительных трансформаторов тока (ТТ) и напряжения (ТН),

— низкий коэффициент мощности (cos φ) измеряемой нагрузки,

— влияние на счетчик электроэнергии магнитных и электромагнитных полей различной частоты,

— несимметрия и значительное падение напряжения во вторичных измерительных цепях,

— отклонения от допустимого температурного режима работы,

— недостаточный порог чувствительности счетчиков электроэнергии,

— завышенный коэффициент трансформации измерительных ТТ,

— систематические погрешности индукционных электросчетчиков.

Также на результат измерений влияют следующие факторы, наличие которых во многом определяется существующим в сетевой организации уровнем контроля состояния и правильности работы используемого парка  приборов учета:

— сверхнормативные сроки службы измерительных комплексов,

— неисправность приборов учета,

— ошибки при монтаже приборов учета, в т. ч. неправильные схемы их подключения, установка измерительных ТТ с различными коэффициентами трансформации в разные фазы одного присоединения и т.п.

До сих пор в эксплуатации имеются устаревшие, выработавшие свой ресурс индукционные электросчетчики класса точности 2,5. Причем такие приборы учета встречаются не только у потребителей – граждан, но и у потребителей — юридических лиц.

Согласно действовавшему до 2007г. ГОСТ 6570-96 «Счетчики активной и реактивной энергии индукционные», срок эксплуатации счетчиков электроэнергии с классом точности 2,5 был ограничен первым межповерочным интервалом, а с 01.07.97 выпуск счетчиков класса 2,5 прекращен.

Индукционные счетчики класса точности 2,5 исключены из Государственного реестра средств измерений, они не производятся и не принимаются на поверку. Срок поверки для однофазного индукционного счетчика составляет 16 лет, а трехфазного – 4 года. Поэтому, по срокам межповерочного интервала, трехфазные индукционные электросчетчики класса точности 2,5 не должны применяться для коммерческого учета электроэнергии уже несколько лет.

Действующий в настоящее время ГОСТ Р 52321-2005 (МЭК 62053-11:2003) распространяется на электромеханические (индукционные) счетчики ватт-часов классов точности 0,5; 1 и 2. Для индукционных электросчетчиков класса 2,5 в настоящее время нет действующих нормативных документов, устанавливающих  метрологические требования.

Можно сделать вывод о том, что применение в настоящее время однофазных индукционных электросчетчиков с классом точности 2,5 в качестве средств измерения не соответствует положениям Федерального закона от 26.06.2008 № 102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений».

 2.      Погрешности определения величин отпуска электроэнергии в сеть и полезного отпуска потребителям обусловлены следующими факторами:

— Искажения данных о фактических показаниях счетчиков электроэнергии на любом этапе операционного процесса. Сюда относятся ошибки при визуальном снятии показаний счетчиков, неточная передача данных, неправильный ввод информации в электронные базы данных и т.п.

— Несоответствие  информации о применяемых приборах учета, расчетных коэффициентах, их фактическим данным. Ошибки могут возникать уже на этапе заключения договора, а также при неточном внесении информации в электронные базы данных, их несвоевременной актуализации и т.п. Сюда же следует отнести случаи замены приборов учета без одновременного составления актов и фиксации показаний снятого и установленного счетчика, коэффициентов трансформации измерительных трансформаторов.

— Неурегулированные договорные условия в области электроснабжения и оказания услуг по передаче электроэнергии в отношении состава точек поставки, приборов учета и применяемых алгоритмов расчета потерь в электрооборудовании при их установке не на границе  балансовой принадлежности. Подобные ситуации могут приводить не только к ошибкам в расчетах, особенно при смене владельца объекта, реструктуризации организаций — потребителей электроэнергии и т.п., но и к фактическому «бездоговорному» электроснабжению объектов  в отсутствие официального внесения  конкретных точек поставки в договоры энергоснабжения или оказания услуг по передаче электроэнергии.

— Неодновременность снятия показаний приборов учета электроэнергии, как у потребителей, так и по точкам поступления электроэнергии в сеть (отдачи из сети).

— Несоответствие календарных периодов выявления и включения неучтенной электроэнергии в объемы её передачи.

— Установка приборов учета не на границе балансовой принадлежности сетей, неточности и погрешности применяемых алгоритмов расчета потерь электрической энергии в элементах сети от границы балансовой принадлежности до точки измерения, либо отсутствие таких алгоритмов для «дорасчета» потерь электроэнергии.

— Определение количества переданной электроэнергии расчетными методами в отсутствие приборов учета или его неисправности.

— «Безучетное» электроснабжение, с определением количества потребленной электроэнергии по установленной мощности электроприемников, а также с применением других нормативно-расчетных методик. Такие случаи нарушают положения Федерального закона № 261 — ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации » от 23.11.2009, в части оснащения приборами учета электрической энергии и их ввода в эксплуатацию.

— Недостаточная оснащенность приборами учета электрической энергии границ балансовой принадлежности электрических сетей, в т.ч. с многоквартирными жилыми домами.

— Наличие бесхозяйных сетей, отсутствие работы по установлению их балансодержателей.

— Применение замещающей (расчетной) информации за время недоучета электроэнергии при неисправности прибора учета.

 3.      Несанкционированное электропотребление.

К данной категории следует отнести так называемые «хищения» электроэнергии, к которым относят несанкционированное присоединение к электрическим сетям, подключение электроприемников помимо электросчетчика, а также любые вмешательства в работу приборов учета и иные действия с целью занижений показаний счетчика электроэнергии. Сюда же следует отнести и несвоевременное сообщение в энергоснабжающую организацию о неисправностях приборов учета.

Несанкционированное электропотребление электроэнергии часто составляют основную долю коммерческих потерь, особенно в сети 0,4кВ. Всевозможными способами хищений электроэнергии занимаются в большинстве своем бытовые потребители, особенно в частном жилом секторе, но имеются случаи хищения электроэнергии промышленными и торговыми предприятиями, преимущественно небольшими.

Объемы хищений электроэнергии возрастают в периоды  пониженной температуры воздуха, что свидетельствует о том, что основная часть не учитываемой электроэнергии в этот период расходуется на отопление.

4. Погрешности расчетов технологических потерь электроэнергии:

Поскольку коммерческие потери —  расчетная величина, получаемая математически, то погрешности определения технологического расхода  электроэнергии имеют прямое влияние на значение коммерческих потерь. Погрешности расчетов технологических потерь обусловлены применяемой методикой расчетов, полнотой и достоверностью информации. Точность расчетов нагрузочных потерь электроэнергии, проводимых методов оперативных расчетов или расчетных суток, несомненно выше, чем при расчетах по методу средних нагрузок или обобщенным параметрам сети. К тому же, реальные технические параметры элементов электрической сети зачастую имеют отклонения от справочных и паспортных значений, применяемых в расчетах, что связано с продолжительностью их эксплуатации и фактическим техническим состоянием электрооборудования. Информация о параметрах электрических режимов работы сети, расходах электроэнергии на собственные нужды, также не обладает идеальной достоверностью, а содержит некоторую долю погрешности. Все это определяет суммарную погрешность  расчетов технологических потерь. Чем выше их точность, тем более точным будет и расчет коммерческих потерь электроэнергии.

Пути снижения коммерческих потерь

Мероприятия, направленные на снижение коммерческих потерь электроэнергии определяются причинами их возникновения. Многие мероприятия по снижению коммерческих потерь электроэнергии, достаточно подробно освещены в научно-технической литературе [5], [6]. Основной перечень мероприятий, направленных на совершенствование приборов учета электроэнергии  приведен в отраслевой инструкции [1].

Мероприятия по снижению коммерческих потерь электроэнергии можно условно разделить на две группы:

1. Организационные, повышающие точность расчетов показателей баланса электроэнергии, в т.ч. полезного отпуска потребителям.

2. Технические, в основном связанные с обслуживанием и совершенствованием систем  учета электроэнергии.

К основным организационным мероприятиям следует отнести следующие:

— Проверка наличия актов разграничения балансовой принадлежности по точкам поставки внешнего и внутреннего сечения учета электроэнергии, своевременная фиксация всех точек поставки электроэнергии, проверка на соответствие с договорными условиями.

— Формирование и своевременная актуализация баз данных о потребителях электроэнергии и группах учета, с привязкой их к конкретным элементам схемы электрической сети.

— Сверка фактических  технических характеристик приборов учета и применяемых в расчетах.

— Проверка наличия и правильности алгоритмов «дорасчета» потерь при установке приборов учета  не на границе балансовой принадлежности.

— Своевременная сверка показаний приборов учета, максимальная автоматизация операционной деятельности по расчетам объемов электроэнергии для исключения влияния «человеческого фактора».

— Исключение практики «безучетного» электроснабжения.

— Выполнение расчетов технологических потерь электроэнергии, повышение точности их расчетов.

— Контроль фактических небалансов электроэнергии на ПС, своевременное принятие мер по устранению сверхдопустимых отклонений.

— Расчеты «пофидерных» балансов электроэнергии в сети, балансов по ТП 10(6)/0,4 кВ, в линиях 0,4 кВ, для выявления «очагов» коммерческих потерь электроэнергии.

— Выявление хищений электроэнергии.

— Обеспечение персонала, выполняющего проверки приборов учета и выявление хищений  электроэнергии, необходимым инструментом и инвентарем. Обучение методам выявления хищений  электроэнергии, повышение мотивации дополнительным материальным вознаграждением с учетом эффективности работы.

 К основным техническим мероприятиям, направленным на  снижение коммерческих потерь электроэнергии, следует отнести следующие:

— Инвентаризация измерительных комплексов электроэнергии, маркирование  их знаками визуального контроля, пломбирование электросчетчиков, измерительных трансформаторов, установка и пломбирование  защитных кожухов клеммных зажимов измерительных цепей.

— Своевременная инструментальная проверка приборов учета, их поверка и калибровка.

— Замена счетчиков электроэнергии и измерительных трансформаторов на приборы учета  с повышенными классами точности.

— Устранение недогрузки и перегрузки трансформаторов тока и напряжения, недопустимого уровня потерь напряжения в измерительных цепях ТН.

— Установка приборов учета на границах балансовой принадлежности, в т.ч. пунктов учета электроэнергии на границе раздела балансовой принадлежности, проходящей по линиям электропередач.

— Совершенствование расчетного и технического учета электроэнергии, замена устаревших измерительных приборов, а также  приборов учета с техническими параметрами, не соответствующими законодательным и нормативно – техническим требованиям.

— Установка приборов учета за пределами частных владений.

— Замена «голых» алюминиевых проводов ВЛ – 0,4 кВ на СИП, замена вводов в здания, выполненных голым проводом, на коаксиальные кабели.

— Внедрение автоматизированных информационно-измерительных систем коммерческого учета электроэнергии (АИИС КУЭ), как для промышленных, так и для бытовых потребителей.

Последнее из перечисленных мероприятий является наиболее эффективным в  снижении коммерческих потерь электроэнергии, поскольку является комплексным решением основных ключевых задач, обеспечивая достоверное и дистанционное получение информации от каждой точки измерения, осуществляя постоянный контроль исправности приборов учета. Кроме того, максимально усложняется осуществление  несанкционированного электропотребления,  и упрощается выявление «очагов» потерь в кратчайшие сроки с минимальными трудозатратами. Ограничивающим фактором широкой автоматизации учета электроэнергии является дороговизна систем АИИС КУЭ. Реализацию данного мероприятия возможно осуществлять поэтапно, определяя приоритетные узлы электрической сети для автоматизации учета на основании  предварительного энергетического обследования с оценкой экономической эффективности внедрения проекта.

Для решения вопросов по снижению коммерческих потерь электроэнергии также необходимо совершенствовать нормативно-правовую базу в области энергоснабжения и учета электроэнергии. В частности, применение нормативов потребления коммунальных услуг по электроснабжению должно побуждать абонентов к скорейшей установке приборов учета (устранения их неисправностей), а не к подсчету  выгоды от их отсутствия. Процедура допуска представителей сетевых компаний для проверки состояния приборов учета и снятия их показаний у потребителей, в первую очередь у физических лиц, должна быть максимально проста, а ответственность за несанкционированное электропотребление усилена.

Заключение

Коммерческие потери электроэнергии являются серьезным финансовым убытком сетевых предприятий, отвлекают их денежные средства от решения других насущных задач в области электроснабжения.

Снижение коммерческих потерь электроэнергии является комплексной задачей, которая в своем решении требует разработки конкретных мероприятий на основе предварительного энергообследования и определения фактической структуры потерь электроэнергии и их причин.

АНО «Агентство по энергосбережению УР» выполняет все работы, связанные с энергетическим обследованием предприятий, мониторингом электропотребления, расчетом и нормированием технологических потерь электроэнергии, определением структуры потерь электроэнергии и разработкой мероприятий по их снижению.

 ЛИТЕРАТУРА:

1.       РД 34.09.254 «Инструкция по снижению технологического расхода электрической энергии на передачу по электрическим сетям энергосистем и энергообъединений. И 34-70-028-86», М., СПО Союзтехэнерго, 1987

2.      РД 153-34.0-09.166-00 «Типовая программа проведения энергетических обследований подразделений электрических сетей АО-энерго», СПО ОРГРЭС, 2000

3.      Приказ Министерства энергетики РФ от 30.12.2008 г. № 326 «Об организации в Министерстве энергетики Российской Федерации работы по утверждению нормативов технологических потерь электроэнергии при ее передаче по электрическим сетям»

4.      Правила недискриминационного доступа к услугам по передаче электрической энергии и оказания этих услуг (утв. Постановлением Правительства РФ от 27.12.2004 г. № 861)

5.      Воротницкий В.Э, Калинкина М.А. Расчет, нормирование и снижение потерь электроэнергии в электрических сетях (Учебно-методическое пособие) – М.: ИУЭ ГУУ, ВИПКэнерго, ИПКгосслужбы, 2003

6.      Воротницкий В.Э., Заслонов С.В., Калинкина М.А., Паринов И.А., Туркина О.В. Методы и средства расчета, анализа и снижения потерь электрической энергии при ее передаче по электрическим сетям М.: ДиалогЭлектро, 2006

автор Мохов С.Л.

АО «МСК Энерго»

1	Организационные мероприятия
1.1	Выравнивание нагрузок фаз в электросетях 0,4 кВ	01.01.13	31.12.18	Службы ТП, КЛ и ВЛ	155 ТП	60	5	5	5	5	5
1.2	Выявление хищении эл.энергии в результате проведения рейдов	01.01.13	31.12.18	ТСПУ	24 рейда (4 рейда в год)	10	3	3	3	3	3
1.3	Отключение трансформаторов на подстанциях 20кВ и ниже с сезонной нагрузкой	01.05.13	30.09.18	ОДС	24 тр-ра ежегодно	5	3	3	3	3	3
2	Технические мероприятия
2.1	Оптимизация загрузки эл. сети за счет реконструкции старых КЛ и подстанций	01.01.13	31.12.18	Службы ТП, КЛ и ВЛ	10 ТП	5,0	3	3	3	3	3
2.2	Замена проводов на перегруженных линиях 10 кВ и ниже	01.01.13	31.12.18	Службы ТП, КЛ и ВЛ	2,6 км	5,0	3	3	3	3	3
2.3	Замена КЛ-10 кВ и ниже на КЛ большего сечения	01.01.13	31.12.18	Службы ТП, КЛ и ВЛ	3 км	5,0	3	3	3	3	3
3	Совершенствование систем расчетного и технического учета
3.1	Замена коммерческих средств учета у потребителей на приборы с повышенным кл. точности	01.01.13	31.12.18	ТСПУ	6000 точек	26	10	10	10	10	10
4	Всего	01.01.13	31.12.18			116,00	30,00	30,00	30,00	30,00	30,00
4.1	СПРАВОЧНО:Всего в процентах от фактических потерь электроэнергии					0,17	0,04	0,04	0,04	0,04	0,04
4.2	СПРАВОЧНО: Всего в процентах от отпуска электроэнергии в сеть					0,02	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01

Основные меры по снижению потерь электроэнергии

Те люди, которые имеют какое-либо отношение к технике, знают, что на пути к каждому дому или квартире теряется ощутимая часть электроэнергии.  При этом основными факторами потерь электроэнергии являются прежде всего сопротивление металлических проводников прохождению электрического тока и реактивное емкостное или индукционное сопротивление. 

Основное негативное свойство потерь электроэнергии заключается не только в неиспользовании для бытовых или производственных нужд потерянной части, но и в снижении нормативного напряжения в электрических сетях.  Известно, что для изготовления электрических проводов и кабелей используются в основном медь или алюминий, причем оба металла имеют достаточно высокое удельное сопротивление электричеству.  Удельное сопротивлении меди составляет 0,017 Ом на 1 метр проводника сечением  1 мм2,  что составляет 0,6  от удельного сопротивления алюминия.  Однако учитывая в целом приемлемую цену на эти металлы, сделали их наиболее применяемыми в электротехнической промышленности.

Потери электрической энергии при преодолении электрического сопротивлении превращаются в тепловую энергию, способствующей нагреванию проводников и еще большему росту сопротивления.  Поэтому основными мерами снижения потерь электроэнергии естественно являются меры по максимальному снижению электрического сопротивления на всех участках электрических сетей.  Первым напрашивающимся техническим решением снижения сопротивления является увеличение сечения проводников, в соответствии с законами физики чем больше сечение провода, тем меньшим сопротивлением он обладает.  Однако большое увеличение сечения проводников приведет к значительному и неразумному удорожанию и их стоимости и в целом электромонтажных работ.  В этой связи  Правилами устройства электроустановок рекомендовано применение в бытовых электросетях медных проводов оптимальным сечением на вводе 5 мм2, что соответствует диаметру проводника 2,5 мм,  а во внутридомовой разводке оптимальное сечение – 2,5 мм2.

Второй доступной мерой для снижения значительной части потерь электроэнергии специалисты рекомендуют периодически уделять внимание состоянию многочисленных контактов, их прочности и плотности с целью снижения до минимальных величин так называемого переходного сопротивления.  Для получения более прочных и электрически плотных контактов необходимо полностью исключить всевозможные скрутки  и другие ненадежные контакты, заменив их на современные унифицированные и эффективные клеммники.

Электрический ток при однофазной двухпроводной схеме электроснабжения приходит в наши дома по одному проводу, именуемому в электротехнике фазой, но выполнив свою цель ему нужно куда-то уходить именно по второму нулевому проводу.  Как вытекает из практики меры по снижению сопротивления фазового провода являются трудоемкими и затратными, в то время как затраты на снижение сопротивления нулевого провода могут оказаться минимальными при профессионально грамотном устройстве линий электропередач.  Эти меры предусматривают повторное заземление нулевого провода на каждой опоре,  в  результате чего параллельно нулевому проводу появляется как бы второй провод от нулевого провода домашней сети до нулевого провода трансформаторной подстанции. При этом сопротивление непосредственно нулевого провода значительно снижается,  снижаются и излишние потери электроэнергии.  Снижение потерь электрического тока помимо значительной экономии в его расходовании приводит также и к повышению безопасности при использовании электрической энергии.   

«Россети Московский регион» снижает потери при передаче электроэнергии по своим сетям

10.02.2020

«Россети Московский регион» (ПАО «МОЭСК») отмечает снижение потерь электрической энергии при передаче по сетям компании. По итогам 2019 года потери составили 7,67% от отпуска электроэнергии в сеть. Годом ранее этот показатель достигал 8,10% от отпуска в сеть. В натуральном выражении потери сократились более чем на 400 млн кВтч. Такого объема электроэнергии хватило бы, чтобы обеспечивать электроснабжение Сергиево – Посадского района Подмосковья в течение года.

«Россети Московский регион» ежегодно проводит комплекс мероприятий для снижения потерь в электросетях компании. Применяются как технические, так и организационные решения. Одна из наиболее эффективных мер по снижению потерь – установка приборов учета с удаленным сбором данных на границе балансовой принадлежности с потребителями Московской области и Новой Москвы. По итогам 2019 года установлено около 72 тыс. «умных» счетчиков. Реализация программы по замене старых счетчиков на новые интеллектуальные приборы учета продолжится и в текущем году. Приборы учета с удаленным сбором данных позволяют энергетикам эффективно проводить мероприятия по выявлению и предотвращению хищений электрической энергии и определять очаги потерь, что, в свою очередь, повышает качество электроэнергии и надежность оказываемых услуг по ее передаче.

Продолжается рейдовая работа по выявлению неучтенного потребления, проведению инструментальных проверок приборов учета потребителей, контрольному снятию показаний.

Уровень потерь при передаче электроэнергии – один из основных показателей эффективности электросетевой компании. Сэкономленные за счет мероприятий по снижению потерь средства, будут направлены на финансирование инвестиционной программы, реконструкцию и модернизацию электросетевых объектов столичного региона, что приобретает особую актуальность в условиях осенне-зимнего периода.

Почему мы не уделяем больше внимания снижению потерь в энергосистеме?

Основываясь на данных EIA об общих розничных продажах электроэнергии в США в 2016 году и средней розничной цене на электроэнергию за тот же период, годовая стоимость общих потерь системы в США составляет поразительные 19 миллиардов долларов. Эта цифра основана на последнем расчете общего среднего коэффициента потерь в США в размере 4,7% в 2015 году EIA. Есть много способов рассчитать системные потери, поэтому ваши цифры могут отличаться от приведенных выше, но в любом случае можно посмотреть на цифры ОГРОМНЫ! Достаточно ли мы делаем для снижения системных потерь?

Любой, кто работал над проектированием систем или оборудования передачи и распределения, хорошо осведомлен о потерях, которые накапливаются, когда мы перемещаем энергию из точки генерации в использование и преобразуем ее в полезные уровни напряжения для потребителей.Потери мощности зависят от конфигурации и характеристик сети, а также от режима работы. Основная часть потерь в энергосистеме приходится на первичные и вторичные распределительные системы. Некоторые потери в сети фиксированы, а другие зависят от текущего потока. Переменные потери пропорциональны квадрату тока, поэтому увеличение тока приводит к большему увеличению потерь. Сумма фиксированных и переменных потерь называется техническими потерями. К нетехническим потерям относятся потери, связанные с измерением, бухгалтерским учетом или хищениями.Здесь мы сосредоточимся на технических потерях.

Технические потери можно уменьшить разными способами, включая, помимо прочего, увеличение размера кабеля, уменьшение длины кабеля, добавление параллельного фидера, правильное расположение распределительных трансформаторов, поддержание надлежащего коэффициента мощности, например, путем добавления конденсаторов, минимизации сращивания кабелей и обеспечения все соединения высокого качества, замена изношенных кабелей, балансировка тока фазы фидера и нагрузки, с использованием таких программ, как нормы времени использования и программы сокращения для оптимизации факторов нагрузки и модернизации трансформаторов и вспомогательного оборудования подстанции.

Анализ системных потерь — важная функция в коммунальном хозяйстве. Как указано выше, существует множество факторов, влияющих на потери, поэтому существует множество переменных, которые необходимо проанализировать, чтобы получить данные о потерях для отдельной системы. Исторически определение системных потерь в коммунальной системе было трудоемким и дорогостоящим. Следовательно, коммунальные предприятия, возможно, ждали в течение длительного периода времени, например, подачи следующего общего прецедента, чтобы обновить свои оценки убытков. Однако точная информация о потерях в системе необходима для обеспечения точных закупок и определения стоимости различных улучшений системы.Потери в сети являются важным фактором при оценке обновлений системы и принятии решений о программах, которые изменяют общий спрос, таких как альтернативы спроса и распределения энергии, а также программы энергосбережения. Коммунальные предприятия также нуждаются в хорошо задокументированных данных о потерях, чтобы рассматривать дела о возмещении затрат в рамках регистрации ставок.

Растущее распространение технологий интеллектуальных сетей увеличивает важность регулярной оценки потерь в системе и упрощает ее выполнение. Ранее статические и предсказуемые уровни и модели использования энергии уступили место более быстрым изменениям как в энергопотреблении, так и в качестве мощности, которые могут повлиять на потери в системе.К счастью, одна технология интеллектуальной сети, усовершенствованная инфраструктура счетчиков, может помочь в анализе системных потерь. Ameren Services недавно поделилась своим опытом использования данных AMI и мощной платформы управления данными для расчета системных потерь в каждой части энергосистемы Ameren Illinois почти в реальном времени. Согласно этой статье, этот инструмент позволит Ameren проводить исследования потерь в системе практически по запросу, а также выполнять другие очень ценные функции, такие как согласование расчетов на региональном сетевом рынке электроэнергии.

Другие технологии интеллектуальных сетей также могут помочь снизить системные потери. В конечном итоге Ameren намеревается использовать свой пакет данных и аналитики AMI для определения оптимального местоположения DER, что может помочь снизить потери несколькими способами. Технологии управления распределением и автоматизации, системы управления спросом и накопления энергии — это лишь некоторые из растущего списка технологий интеллектуальных сетей, которые могут помочь снизить потери мощности за счет выравнивания, снижения или повышения качества и, следовательно, эффективности потоков энергии.

Мы пока не можем изменить физику, но у энергетических компаний есть больше инструментов, чем когда-либо, для снижения системных потерь с использованием технологий интеллектуальных сетей, передовых операционных систем и сторонних поставщиков, таких как DER. Даже этот первый большой шаг — определение того, где можно экономически сократить потери, — гораздо более управляемый. Более чем несколько поставщиков электроэнергии борются с потерями в системе вместе с другими улучшениями в области модернизации. Расскажите нам, что ваша организация делает для снижения системных потерь.

Снижение потерь при передаче электроэнергии

Несмотря на то, что технический прогресс повысил эффективность системы передачи США, около 5% электроэнергии теряется при передаче и распространение.Омические потери относятся к джоулевам тепловым потерям, когда электричество встречает сопротивление в проводниках линии передачи. Поскольку масштаб потерь с учетом квадрата тока провода поддержание высокого напряжения (и низкого тока) помогает снизить потери.

Для перемещения электроэнергии на большие расстояния используются более эффективные высоковольтные линии электропередачи. На подстанциях подается электричество высокого напряжения. вниз, чтобы его можно было распределить по линиям электропередачи более низкого напряжения. Эти менее эффективные распределительные линии приводят к более высоким потерям электроэнергии.

Стратегии снижения потерь при передаче

Существует множество возможностей для повышения эффективности системы передачи электроэнергии. Однако рыночные и политические ограничения делают некоторые решения более сложными. практично, чем другие.

Сверхпроводящие материалы могут проводить электричество практически без сопротивления, но требуют охлаждения почти до абсолютного нуля. Эти требования к охлаждению обычно делают сверхпроводящие материалы слишком дорогими, чтобы их можно было рассматривать в качестве линий передачи.

Однако достижения в технологии сверхпроводников с более высокими температурами снизили требования к охлаждению, а также снизили стоимость их эксплуатации. Город Эссен, Германия, установил сверхпроводящий кабель длиной 0,6 мили (самый длинный в мире на момент его установки в 2014 году), охлаждаемый жидким азотом. соединяет два больших трансформатора.

Помимо почти полного исключения потерь электроэнергии, кабель может передавать в пять раз больше энергии. Сверхпроводящие кабели также могут устранить необходимость По данным Extreme Tech, для повышения напряжения передачи и устранения необходимости в дорогостоящем оборудовании, таком как трансформаторы.

Высоковольтные линии электропередачи постоянного тока обеспечивают большую КПД по более типичным линиям переменного тока. Однако относительно высокая стоимость этого подхода делает его наиболее практичным в течение длительного времени. передача на расстояние.

Гибкие системы передачи переменного тока, или ФАКТЫ, могут помочь увеличить эффективность существующих систем распределения электроэнергии за счет поддержания допустимых пределов напряжения. Эта технология регулирует количество подаваемой мощности. в энергосистему или поглощаются ею.

FACTS позволяют более сильно загружать линии переменного тока, повышают надежность системы передачи и уменьшают колебания мощности. Эти системы требуют новые технологии управления, но не требуют изменения материалов системы распределения.

О бета-версии

Beta Engineering спроектировала и построила множество высоковольтных проектов по всей стране. Мы специализируемся на услугах EPC для газоизолированных подстанций (GIS), распределительных устройств и подстанций, FACTS и линий электропередачи высокого напряжения.Взгляните на избранные проекты из нашего портфолио, чтобы узнать больше о решениях EPC, которые может предоставить вам бета-версия.

Снижение потерь в распределительных сетях и повышение эффективности сети

Технические потери в электрических распределительных сетях являются неотъемлемым следствием передачи и распределения энергии. Хотя полностью устранить их невозможно, их можно и нужно свести к минимуму за счет повышения энергоэффективности с помощью интеллектуальных подключенных инструментов.

Выгоды от снижения потерь в электрических распределительных сетях многогранны:

• Финансы: Потери при распределении электроэнергии могут быть очень дорогостоящими. Например, в 2018 году в европейских странах потери составляли от 2% до 14%. Эти потери представляют собой миллиарды евро ежегодных потерь в распределительных сетях от электроэнергии, которая была произведена, но никогда не использовалась и не выставлялась в счетах.
• Экологические преимущества: T&D во всем мире может сэкономить около 500 метрических тонн углекислого газа в год за счет повышения эффективности глобальной сети, например, снижения технических потерь.Более энергоэффективная сеть требует меньшего энергопотребления, что может снизить загрязнение воздуха, избежать потери ресурсов и сократить использование ископаемого топлива.
• Нормативный акт: Новые правила требуют, чтобы распределительные сети повышали эффективность, например Директива ЕС по энергоэффективности (2012/27 / EU) и Директива 2019/944. Они также внедряются на уровне отдельных стран. Например, Швеция недавно добавила положение о предельном уровне доходов, в котором учитывается сокращение потерь в сети, а в Великобритании действуют политики, призванные стимулировать DSO к более эффективному управлению потерями.

Технические потери неизбежны

Есть два типа потерь — нетехнические потери, такие как кража или ошибки счетчика, и технические потери. Сегодня мы сосредоточимся на технических потерях, которые можно разделить на две категории : переменные технические потери и постоянные / фиксированные технические потери .

Технические потери вызваны энергией, рассеиваемой в проводниках, оборудовании, используемом для передачи, субпередачи и распределительных линий, а также магнитными потерями в трансформаторах.Передача электроэнергии, естественно, неэффективна из-за таких факторов, как неэффективное сетевое оборудование, потери, возникающие при транспортировке энергии на большие расстояния между генерацией и потреблением, а также перегрузка сети, которая нарушает нормальный поток электроэнергии.

• От 1/4 до 1/3 технических потерь в распределительных сетях являются фиксированными потерями. Они не зависят от тока и могут быть вызваны такими факторами, как потери тока утечки или потери, вызванные постоянной нагрузкой на измерительные или регулирующие элементы.
• Напротив, от 2/3 до 3/4 технических потерь — это переменные технические потери, которые зависят от количества распределяемой электроэнергии. Они вызваны импедансом системы, например кабелей или проводов, и пропорциональны квадрату тока.

Технические потери, как переменные, так и фиксированные, наиболее часто возникают в первичных и вторичных распределительных линиях. Существует ряд причин, но наиболее частыми из них являются

.

• Длинные распределительные линии
• Перегрузка линий
• Несимметричный фазный ток фидера
• Жилы распределительных линий недостаточного сечения
• Установка распределительных трансформаторов вдали от центров нагрузки

Но распределительные сети могут использовать проверенные методы минимизации потерь

Повышение эффективности сети, решение проблемы потребления энергии потребителями с помощью инструментов реагирования на спрос и улучшение управления DER — все это помогает коммунальным предприятиям преодолевать потери в распределительных сетях.Это потому, что все они сосредоточены на способах более эффективного использования энергии — будь то устранение потерь энергии за счет лучшего управления сетью, более эффективная интеграция DER в сеть для минимизации потерь или поддержка потребителей, чтобы лучше управлять своей собственной энергией с использованием стороны спроса. инструменты.

Любая стратегия улучшения сетевых потерь должна быть нацелена на все три столпа снижения потерь: организационная стратегия, технические решения и управление данными:

1. Организационная стратегия вращается вокруг реализации операционных стратегий, таких как балансировка нагрузки между фазами.
2. Технический выбор фокусируется на выборе эффективных компонентов или решений.
3. Управление данными концентрируется на использовании данных для понимания и отслеживания энергопотребления и потерь.

Все три категории можно адресовать с помощью подключенных цифровых технологий.

Методы снижения потерь основаны на умных технологиях, повышающих эффективность

Замена существующей инфраструктуры распределительной сети дорогостоящая и сложная.Вместо этого рентабельной альтернативой усовершенствованию сети, включая минимизацию технических потерь, является сохранение существующей инфраструктуры распределения электроэнергии с одновременным внедрением компонентов интеллектуальной сети и передового программного обеспечения. Переход на интеллектуальную подключенную технологию снижает потери при оптимальном использовании существующих энергоресурсов и дает операторам распределения больше контроля над своей сетью. Давайте посмотрим на несколько примеров.

Ярким примером являются передовые системы управления распределением, которые могут служить основой любой стратегии минимизации потерь и активного управления распределительными сетями.ADMS — это комплексный набор инструментов / платформа для управления распределением и оптимизации сети. Его функциональные возможности дают сетевым операторам возможность снижать потери, обеспечивая полное представление о распределительной сети для более точного обнаружения потерь, оптимизации напряжения и ситуационной осведомленности в реальном времени для мониторинга, управления и координации взаимосвязанных активов. Кроме того, объединяя несколько функций в единое решение для управления сетью, операторы распределения могут снизить потери, выявляя и устраняя колебания напряжения, вызванные DER.

Другой пример — эффективные компоненты, такие как высокоэффективные трансформаторы с низкими потерями. Это может значительно улучшить производительность как при потере нагрузки, так и без потери нагрузки. Они могут активно управлять потерями и рассеиваемой мощностью, динамически изменяя конфигурацию сети с помощью программного обеспечения, созданного для оценки потерь, например ADMS и аналитики. Затем эти инструменты могут автоматически в режиме реального времени вычислять кратчайший и наименее устойчивый путь к потоку электронов.

Кроме того, проверенные на практике компоненты также работают вместе.Например, интеллектуальный трансформатор, включающий последовательный трансформатор, работающий вместе с обычной активной частью, набор слаботочных контакторов низкого напряжения и ПЛК для управления операциями, может обеспечить стабильность и надежность за счет упрощения обслуживания, поддерживая выходное напряжение в заданном диапазоне. , и позволяя легко настраивать по мере необходимости.

Наконец, устранение потерь со стороны спроса с помощью таких технологий, как интеллектуальные измерения, открывает значительные возможности для сокращения потерь. Например, в отчете говорится, что потребление энергии можно снизить в 2 раза.8%, если в домах использовались умные счетчики в сочетании с домашними дисплеями. Это может снизить потери в распределительной сети на 5,5% из-за снижения потребления. Кроме того, использование этих инструментов реагирования на спрос потенциально может снизить потери примерно на 3% за счет переноса части нагрузки с пикового периода на непиковый.

Начать работу по повышению эффективности сети

Для более глубокого изучения того, как распределительные сети могут начать повышать эффективность и сокращать потери, прочитайте наш пример использования «Эффективность сети — сокращение технических потерь.”

▷ Потери мощности в распределительных линиях: как их уменьшить?

Потери при передаче и распределении электроэнергии составляют большую часть потерь мощности во всей системе.

Наибольшие суммы этих потерь происходят в первичных и вторичных распределительных линиях, и их можно классифицировать как технические или нетехнические потери.

С учетом сказанного, позвольте A.N объяснить нам все о потерях мощности и рассказать, как их уменьшить.Если вы хотите, чтобы вас опубликовали в этом блоге, отправьте нам письмо.

Технические потери электроэнергии

Технические потери возникают, когда энергия рассеивается оборудованием и проводниками в распределительных линиях. Потери зависят от характеристик сети и режима работы. Есть две категории технических потерь мощности; фиксированные технические потери и переменные технические потери.

Фиксированные технические потери

На фиксированные потери в распределительных линиях приходится от четверти до трети общих технических потерь.Обычно они проявляются в виде тепла и шума и возникают всякий раз, когда трансформатор находится под напряжением.
Фиксированные потери зависят не от протекающего тока нагрузки, а от

.

• Потери тока утечки
• Потери холостого хода
• Корона потери
• Диэлектрические потери

Переменные технические потери

Переменные потери пропорциональны квадрату тока нагрузки и составляют от 2/3 до технических потерь в системе распределения.
Переменные потери возникают из-за импеданса линии, контактного сопротивления и джоулевых тепловых потерь.

Причины технических потерь

• Неэффективное оборудование, такое как трансформаторы, насосы, электрические машины и промышленные нагрузки.
• Несоответствующий размер проводника в распределительных линиях
• Длинные распределительные линии
• Неуравновешенность нагрузки между фазами
• Низкий коэффициент мощности.
• Перегрузка линий
• Трансформаторы установлены далеко от центров нагрузки
• Произвольный монтаж распределительных систем для удовлетворения требований новых территорий
• Плохое качество изготовления

Рисунок 1: Распределительная линия, которая не обслуживается должным образом | изображение: manojbpl.blogspot.com

Коммерческие (нетехнические) потери электроэнергии

Нетехнические потери, также называемые коммерческими потерями, связаны с неизученными поставками, неправильным выставлением счетов, несвоевременным выставлением счетов, неправильным тарифом, неисправными счетчиками и хищениями энергии.

Неизмеренные поставки — это те, которые могут быть не учтены, когда оценочные суммы используются для расчета количества электроэнергии, за которую выставляется счет. Кроме того, некоторые потребители могут вмешиваться в счетчики, чтобы они показывали меньшую мощность, чем фактически используется.

Кража энергии может произойти, когда потребители вмешиваются в счетчики или вступают в сговор с персоналом коммунального предприятия для выполнения незаконных подключений.

Как снизить потери мощности в распределительных линиях

Потери при распределении электроэнергии невозможно устранить, но их можно свести к минимуму путем надлежащего планирования систем распределения, чтобы гарантировать, что мощность останется в установленных пределах. Некоторые из способов уменьшить потери включают:

• Использование надлежащей техники соединения и минимальное количество соединений.
• Регулярный осмотр соединений, изоляторов, плавких предохранителей, выключателей низкого напряжения, трансформаторов, втулки-стержня трансформатора и другого распределительного оборудования.
• Правильный выбор размера проводника, а также трансформатора с точки зрения эффективности, размера и расположения. В частности, важно расположить распределительные трансформаторы в центре нагрузки и, по возможности, свести их количество к минимуму.
• Питание тяжелых потребителей прямо из кормушек
• Поддерживайте сетевые компоненты и заменяйте изношенные, изношенные или неисправные.
• Правильное управление нагрузкой и балансировка нагрузки
• Использование точных и защищенных от взлома электронных счетчиков.
• Повышение коэффициента мощности за счет добавления шунтирующих конденсаторов.

Рисунок 2: Коррекция коэффициента мощности с использованием конденсаторного бака на подстанции | изображение: manojbpl.blogspot.com

Сводка

Потери мощности в электрической распределительной сети могут быть минимизированы за счет правильного планирования и проектирования линий, использования эффективного оборудования как на уровне распределения, так и на уровне потребителей.Кроме того, необходимо проводить периодическое техническое обслуживание и замену неисправного и энергоэффективного распределительного оборудования и деталей.
Спасибо,
A.N.

Три проверенных способа снижения потерь электроэнергии в зданиях

Поскольку экономия затрат является основной проблемой для операторов, первый подход — попытаться снизить потери электроэнергии в зданиях. Кроме того, сама электросеть потребляет энергию.

Три проверенных способа снижения потерь электроэнергии в зданиях (фото: Эдвард Чани)

Более того, если сеть не спроектирована надлежащим образом или не адаптирована к потребностям пользователя, сеть является причиной потерь энергии и в то же время не будет обеспечить удовлетворение с точки зрения качества и доступности электроэнергии.

Как снизить потери электроэнергии в зданиях?

Рассмотрим три проверенных способа снижения потерь электроэнергии в зданиях:

1. Улучшение коэффициента мощности
2. Уменьшение коэффициента гармоник
3. Уменьшение тепловых потерь в электросети

1. Повышение коэффициента мощности

Реактивная мощность потребляется в магнитных цепях таких нагрузок, как двигатели, и в некомпенсированных люминесцентных лампах.Если не исправить, ток, циркулирующий в проводниках, увеличивается, хотя используется тот же уровень активной мощности.

Значительное количество этих самоиндуктивных нагрузок связано с фазовым сдвигом на тока и напряжения в электроустановке на участке . Косинус угла этого фазового сдвига называется коэффициентом мощности : cos φ = PF .

Для cos φ = 1 , ток и напряжение синфазны, и ток минимален.

Чем больше отклонение от этого идеального значения, тем больше ухудшение работы со следующими пятью последствиями:

1. Перегрузка по току в электросети на объекте и в сети электроснабжения общего пользования,
2. Дополнительные потери энергии (Джоуль эффект) по сети,
3. Перегрузка и перегрев трансформаторов и снижение доступной активной мощности (см. пример расчета ниже),
4. Падение напряжения в конце линии, которое может вызвать ненормальную работу некоторых чувствительных устройств,
5. Во многих случаях финансовый штраф, взимаемый распределителем энергии (чьи установки также перегружены реактивной мощностью, потребляемой их потребителями), расчет которого варьируется в зависимости от страны и распределителя.

Генераторы реактивной мощности (конденсаторы)

Решением этой проблемы является установка генераторов реактивной мощности (конденсаторов) либо ближе всего к потребляющим ее потребителям (локальная компенсация), либо в выбранных точках электросети (центральная компенсация).

Компенсация относится к низковольтной части сети электроснабжения, а иногда, в случае более мощных установок, к средневольтной части. Правильная компенсация позволяет поддерживать работу установки при коэффициенте мощности выше 0.93, что считается удовлетворительным.

Однако установки не могут постоянно работать в одной и той же конфигурации: цепи переключаются, нагрузки активируются или удаляются, двигатели запускаются и останавливаются. Также нежелательно оставлять компенсацию, рассчитанную для максимальной нагрузки, постоянно подключенной, , поскольку существует риск «чрезмерной компенсации», ведущей к перенапряжениям , которые могут повредить установку и оборудование.

На практике оптимальная компенсация возможна с использованием конденсаторов, сгруппированных в «ступеньки» , при этом каждая ступенька подключена к электрической цепи через контактор, управляемый регулятором в зависимости от измеренного коэффициента мощности.

Пример (добавление силовой нагрузки к существующему промышленному объекту)

Требование //

Для добавления силовой нагрузки P2 = 100 кВт с cosφ = 0,7 к существующему промышленному объекту с силовой трансформатор Sn = 630 кВА , для обеспечения общей активной мощности нагрузки P = 450 Вт с cos φ = 0,8 .

Предварительная проверка //

• Полная потребляемая мощность S ₁ = P ₁ / cos φ = 450/0.8 = 563 кВА и
• Реактивная мощность Q ₁ = √ (S ₁ ² — P ₁ ² ) = 338 кВАр
• Полная мощность дополнительной нагрузки является S ₂ = P ₂ / cosφ = 100 / 0,7 = 143 кВА
• его реактивная мощность Q ₂ = √ (S ₂ ² — P ₂ ² ) = 102 кВАр

Полная полная мощность, обеспечиваемая трансформатором, равна S = √ (P ² + Q ² ), где:

• P = P1 + P2 = 550 кВт и
• Q = Q1 + Q2 = 440 кВАр i.е. S = 704 кВА
• Новый коэффициент мощности составляет cos φ = P / S = 0,78

Результат //

Мощность существующего трансформатора недостаточна для обеспечения общей нагрузки.

Решение //

Компенсация реактивной мощности Определите батарею конденсаторов: для этого скорректированная реактивная мощность должна допускать неравенство:

• S = √ (P ² + Q ² ) <630 кВА поэтому:
• Q _max = √ (S ² — P ² ) = √ (630 ² — 550 ² ) = 307 кВАр

Таким образом, необходимо обеспечить минимум:

• Q — Q _max = 440-307 = 133 кВАр для получения минимального cos φ = P / S = 550/630 = 0.873
• Установленная конденсаторная батарея 200 кВАр дает: Q = 440-200 = 240 кВАр и
• S = √ (P ² + Q ² ) = √ (550 ² + 240 ² ) = 600 кВА

, где cos φ = P / S = 550/600 = 0,917 . Стоимость 12 000 евро (автоматизированная конденсаторная батарея).

Преимущества:

1. Экономия:
   • Активная мощность, соответствующая нагреву контуров: 3000 кВтч / год, т.е.е. 200 евро в год
   • При максимальной потребляемой мощности (в кВА): 2500 евро в год ,
   • При удалении 7000 евро в год в пени (остановка до потребления 250 000 кВАрч в год).
2. Нет необходимости заменять трансформатор на более мощную модель: запас мощности по-прежнему имеется.
3. Работа трансформатора в лучших условиях, ведущая к увеличению срока службы.
4. Короткое время, необходимое для возврата инвестиций: 1.3 года .

Вернуться к содержанию ↑

2. Уменьшить коэффициент гармоник

«Гармоники» (токи или напряжения с частотой, кратной рабочей частоте 50 или 60 Гц) генерируются определенными «не- linear »оборудования , в частности, содержащего электронные компоненты: бытовое оборудование, компьютеры, инверторы, частотно-регулируемые приводы и т. д. Они накладываются на ток или напряжение в электросети.

Эти гармоники распространяются вверх по сети и создают форму загрязнения для всего остального оборудования, часть которого очень чувствительна . Они также являются причиной потерь энергии из-за эффекта Джоуля, который может достигать 10% в проводниках, трансформаторах и всем остальном оборудовании.

Рисунок 1 — Графическое представление гармоник

Для сохранения качества электроэнергии (формы волны, частоты и т. Д.) Необходимо, чтобы эти гармоники были уменьшены или устранены: для этого устанавливаются фильтры подавления гармоник, адаптированные к сети и оборудование в здании: их конструкция требует узкоспециализированной проработки.

В особо специфических промышленных случаях (печи, используемые в металлургии, сварочные аппараты) эти фильтры неадекватны, и сеть электроснабжения должна быть спроектирована с учетом этой функции.

Вернуться к содержанию ↑

3. Уменьшить тепловые потери в электросети

Эти потери вызваны током, протекающим по всем частям электросети в здании (эффект Джоуля ).

Замена старых аппаратов или оборудования на более современное оборудование может значительно снизить эти потери:

1. Распределительные трансформаторы (до 3 МВА)

Технологические разработки в материалах и, в частности, ламинировании могут снизить потери холостого хода от От 15% до 20% независимо от того, является ли трансформатор маслонаполненным или сухим.

Масляный трансформатор «MINERA», герметичного типа с соединением сборных шин «Canalis»

2. Электрические распределительные щиты и корпуса

Исследования в области распределительной архитектуры позволили сократить длину проводов примерно на 40% , тем самым уменьшив потери энергии из-за Эффект Джоуля примерно на 30% (см. Рисунок 1).Кроме того, существует возможность экономии за счет выбора электрического распределительного устройства, встроенного в распределительный щит.

Рисунок 1 — Эволюция архитектуры электрического распределительного щита между 1980 и 2010 годами

Это частный случай контакторов , которые часто встречаются в некоторых числах в автоматизированных системах: например, в то время как старая схема контактора модели D выключатель на пускателе двигателя на 20 А потребляет стабильно 20 Вт, более новым моделям требуется всего 7 Вт и меньше.

Такое сокращение может также избежать необходимости в кондиционировании воздуха в электрическом помещении .

ИБП (источник бесперебойного питания)

КПД инвертора варьируется в зависимости от характеристик питаемой нагрузки (в частности, от коэффициента мощности): современные технологии позволили значительно улучшить КПД инвертора (значение которого возрастает по мере увеличения мощности коэффициент увеличивается) примерно на 10-15% по сравнению со старыми системами.

Таким образом, в зависимости от мощности защищенной сети можно значительно сэкономить, заменив старые инверторы.

Вернуться к содержанию ↑

Ссылка // Энергосбережение в зданиях Н. Чаумье (Schneider Electric)

Ключевые процессы по снижению нетехнических потерь

В предыдущих статьях по нетехническим потерям (NTL) мы изучили, что такое NTL и почему это важно для всех из нас; и стратегии их обнаружения и уменьшения.

Хотя некоторый уровень потерь присущ бизнесу по распределению коммунальных услуг, коммунальные предприятия должны предпринять усилия, необходимые для снижения потерь до такой степени, чтобы они не обременяли общество (через тарифы или государственные субсидии) или коммунальные предприятия (потеря доходов, влияющая на их способность инвестировать в лучшей сетке для вознаграждения акционеров).

Эта статья изначально была опубликована в Smart Energy International 3-2019. Прочтите полный digimag здесь или подпишитесь, чтобы получить печатную копию здесь.

Кроме того, коммунальное предприятие обязано обнаруживать и удалять манипуляции, которые могут вызвать проблемы с безопасностью.

Обнаружение и устранение кражи — это не одноэтапное действие; Это это процесс, охватывающий различные области полезности. Рабочий процесс ниже резюмирует предлагаемый процесс.

Рассматривать часть этих операций или рассматривать их как самостоятельные действия — верный способ проиграть.Давайте рассмотрим эти шаги, их взаимозависимость и критические факторы, влияющие на каждую из них.

Идентифицировать

Это критическое действие, обычно включающее в себя анализ данных от всех клиентов, ища закономерности, которые позволили бы предположить возможные мошенничество. Затем определение наиболее вероятных клиентов, которые будут проводить такие мошенничество / кража.

Большинство утилит обычно выполняют эту операцию с помощью простых фильтрует с помощью сценариев SQL или таблиц Excel. Эти фильтры могут искать резкое снижение потребления или нулевое потребление и некоторые другие простые подсказки.Другая полезная и часто используемая информация — это аннотации для считывателя счетчиков, и данные предыдущих проверок и работ по техническому обслуживанию, выполненных на заказчике удобства.

К сожалению, эти аннотации, исторические исследования и записи о техническом обслуживании обычно представляют собой бумажные копии и труднодоступны для обработка.

Этот метод не позволяет совместно проверять разные данные. категории и факторы, которые должным образом соотнесены, будут влиять на них и обеспечивать их с более подробной информацией, позволяющей более глубокий анализ и обнаружение.Первоначальная проблема что это приведет к сбору и обработке огромного количества данных поступающие из независимых хранилищ данных (баз данных).

Получение и обработка таких данных требует значительного усилия, требующие нескольких человеко-часов. Он также подвержен манипуляциям с данными. ошибки, плохая или отсутствующая документация исследований и результатов, и предоставит мало возможностей для дальнейшего улучшения. Помните, что эта простая фильтрация процессы обычно рассматривают только одну категорию данных, не учитывая корреляции с несколькими разными типами данных.Наконец, вычислительная производительность необходимо учитывать требования к расчетам с использованием нескольких источников данных. аккаунт, чтобы избежать очень трудоемкой обработки.

Неправильная идентификация потенциальной кражи приведет к неэффективная работа и плохие результаты. Этот процесс может быть разумным эффективен при указании на простые мошенничества, которые, кстати, наиболее вероятны встречаются в районах с низким доходом и приводят к низкому восстановлению энергии (или воды). С другой стороны, этот процесс неэффективен при более изощренном мошенничестве, как и те типы, которые профессионалы выбирают для элитного жилого, коммерческого или даже промышленные клиенты («большая рыба»), которые могут остаться незамеченными для лет, что привело к значительным финансовым потерям для коммунального предприятия.

Многие коммунальные предприятия не могут эффективно выявить потенциальную кражу, что приводит к невозможности быстро обнаружить и «поймать» мошенников, что приводит к к неэффективным проверкам. Это дорого обходится и, конечно же, очень дорого. утечка доходов, в результате чего остается много краж (особенно крупных, наиболее ценных единицы) незамеченными, часто беспокоя невинных клиентов бесплодными инспекции. Дополнительная проблема заключается в том, что в таких случаях восстановление энергия / вода обычно зависят от платежеспособности клиента.

Этот метод обнаружения кражи — с помощью ручного мониторинга, фильтрация и отчетность — несет потенциальные проблемы целостности с высоким вероятность неточного и подверженного ошибкам отчета. Это требует много времени и определяет ограниченную сумму кражи.

Метод можно значительно улучшить, если добавить специализированное программное обеспечение, включая такие инструменты, как аналитика данных, ИИ (искусственный интеллект) и ML (машинное обучение), а также автоматизацию процессов. Автоматизация с помощью программного обеспечения позволит больше вводить и анализировать, например, географические и сеточные (ГИС) данные, сезонные и погодные данные, социально-экономическая информация и др.Проверка и исправление качества данных неправильные или несогласованные данные обычно требуют значительных усилий при внедрении.

Когда утилита уже находится в процессе внедрения AMI / интеллектуальный учет, сложность увеличивается вместе с объемом данных приобретаются современными интеллектуальными счетчиками для измерения данных и сигналов тревоги в режиме, близком к реальному времени. Для этого потребуется автоматический сбор данных, а также специализированная аналитика данных. программное обеспечение, которое должно учитывать все соответствующие данные. Системы MDM обычно включают несколько простых инструментов анализа данных, которые позволяют ограниченную проверку.

Кроме того, при удаленном учете нет визуального чтение. Следовательно, первый визуальный осмотр счетчика в поисках возможные нарушения, не существует, что устраняет важный источник подсказки.

Последнее замечание — по мере того, как утилита становится умнее с мошенничеством процессы обнаружения и восстановления, очень часто методы мошенничества также получают более сложный, и его труднее обнаружить. Умные счетчики больше трудно подделать, и одним из нежелательных последствий является то, что мошеннические клиенты также станут умнее.Профили мошенничества также будут развиваться из-за эволюции средств и методов обнаружения, и важно, чтобы как процесс и программный инструмент могут адаптироваться к этим изменениям и развиваться.

Анализировать

После того, как команда NTL получит результат действия «Идентифицировать», который представляет собой список подозрительных учетных записей, следующим этапом является анализ отфильтрованных клиентов и квалифицировать их. Это означает, что аналитики проверит информацию. доступны и определить, что может быть кражей, и определить, кого проверять, на основании имеющихся данных.Это требует поиска и анализа данных в деталь.

Глядя на эти показания, например, на настоящее и историческое потребление, местонахождение и др., указания по определению — например, текущее и историческое потребление, местоположение и другие факторы — принимается решение о том, стоит ли осматривать этого клиента, или нет.

К сожалению, описанный ранее процесс ручного Идентификация обычно не дает информации, которая помогает квалифицировать каждого клиент, и, как следствие, сбор данных для анализа не возможно без значительных человеческих усилий.Поэтому аналитики сделают это. только в единичных случаях по их усмотрению.

Учитывая огромное количество данных, которые нужно собрать, и манипулировать, единственный способ эффективно выполнять действия один и два — это через программное обеспечение, которое не только выполняет скрининг, но и предоставляет все данные актуальны для анализа в удобном виде, чтобы их можно было легко проконсультировать и проанализировать. Это программное обеспечение должно включать алгоритмы, которые автоматически оценивают вероятность кражи. Пользовательский интерфейс (пользовательский интерфейс) должен иметь эффективные средства для отображать все соответствующие данные для поддержки процесса анализа, чтобы аналитики могли проверяйте то, что кажется им важным, всего несколькими щелчками мыши.

Опыт показал, что адекватное программное обеспечение может удвоить эффективность проверок.

Выбрать

После того, как аналитики сделали свою работу и определили, кто лучшие кандидаты для проверки, это нормально, что количество инспекций намного больше, чем возможность инспектирования, поскольку количество инспекционные группы ограничены его стоимостью. Следующим этапом должно быть выберите, какие проверки сделать в приоритетном порядке.

Для того, чтобы сделать выбор, аналитикам потребуется проанализировать вся информация для определения количества отобранных клиентов для инспекционных групп.Это требует, чтобы аналитики имели легкий доступ ко всей связанной информации на кончиками пальцев, для чего требуется всего несколько щелчков мышью.

Некоторые утилиты поддерживают предыдущие действия с мошенничеством пакеты управления или статистики, предназначенные для общего использования. Это требует долгий и дорогостоящий процесс внедрения и настройки и может быть полезен до некоторой степени, но не будет обеспечивать все необходимые функции.

Кроме того, процесс обслуживания программного обеспечения и будущее обновления обычно требуют значительных и постоянных усилий, что не является экономически эффективным.

Выполнить

Полевые бригады проводят проверки в рамках выполнения фазы, и обычно являются частью других отделов под непосредственным контролем другой менеджер.

Распространенная стратегия — нанимать сторонние команды из подрядчик для выполнения большинства проверок, иногда зарезервировав внутренний команда специалистов для проверки самых технически сложных объектов, таких как промышленные и крупнотоннажные, а также проводить аудит сторонней работы.

Одним из ключевых вопросов для всего процесса является возможность ДОВЕРЯТЬ результаты проверок. Качество проверок и, следовательно, точность отчетов может зависеть от действий человека или нет возможно по какой-то причине сделать осмотр.

Неправильная отчетность может нарушить любой из этих возможных результаты. Возможные причины — недостаточная подготовка, отсутствие необходимых оборудование для проверки возможной неисправности, недостаточно времени для выполнения точный осмотр или даже сговор.Очень важно обеспечить адекватное обучение инспекционного персонала и хорошо продуманная инспекция и порядок отчетности. Помимо тщательного осмотра, это очень важно. соблюдать процедуру проверок, регистрировать все действия и, в случае обнаружения мошенничества, чтобы точно получить доказательства для юридической обработки, поскольку эти регистры будут поддерживаем все дальнейшие действия.

Монитор

Каждый результат проверки — важная новая составляющая информация для проверки точности прогнозов и всех предыдущих процессы, и, следовательно, нуждается в мониторинге.Понимание того, что пошло согласно предсказанию, то, что не произошло, а затем узнав о проблемные вопросы, это ключ к улучшению.

Излишне говорить, что объем данных снова огромен и практично для ручной обработки. Данные должны автоматически возвращаться в программное обеспечение для аналитики, которое сделало бы большую часть задачи, переоценив свой бизнес правила, саморегулирующие свои внутренние параметры с помощью методов машинного обучения, и указывать на несоответствия.

Помимо программных проверок и оптимизаций, будут ситуации, когда инспекция не сообщает о мошенничестве, а команда необходимо дополнительно проанализировать дело.Приведу пример. Однажды мы обнаружили очень четкую ситуация неожиданно низкого потребления некоторыми покупателями новостройки. Оказалось, что это проблема с обновлением биллинговой системы, в результате чего программное обеспечение исключало этих клиентов. Другими типичными примерами являются клиенты неправильно зарегистрированные, сломанные или ошибочно откалиброванные счетчики, неверные данные измерений введены в биллинговую систему, проверки, которые были запланированы, но не предпринимаемые и т. д. Бизнес-правила должны автоматически проверять наличие таких проблем.

Еще одним важным аспектом является точность проверок, и автоматическая проверка всех подходящих мер для проверок. Некоторый примеры: регистрировать время каждой проверки; проверить соответствие результаты проверки каждой команды на прогнозы программного обеспечения; и проверьте количество «непроверенных» по сравнению с результатами других команд.

Аналитики должны отслеживать эффективность полного процесс. Анализ должен включать плохие результаты или плохое соответствие результатов. к прогнозируемым.Этот посмертный мониторинг и анализ являются ключевыми для следующий шаг — найти недостатки в процессе, в проверках и в бизнес-правила и улучшить. Вспомогательный программный инструмент должен дополнительно включить функцию бизнес-аналитики, чтобы помочь аналитикам во всех задачах связанный с этим шагом.

Улучшение

Процесс улучшения непрост, поскольку, опять же, огромная объем данных, собранных на всех предыдущих этапах, будет постоянно увеличиваться и следует учитывать в процессе обучения и совершенствования.

В предыдущих проектах базы данных о мошенничестве легко выросли до несколько петабайт.

Программное обеспечение аналитики должно поддерживать его без производительности вопросы. Каждый цикл добавляет новую информацию в базу знаний.

Искусственный интеллект и методы машинного обучения должен поддерживать эту обработку.

Ключевые показатели Индикаторы

Вышеописанный процесс преследует одну ожидаемую цель — помочь обнаружить и устранить как можно больше краж, нетехнических потерь и угроз безопасности насколько это возможно, и максимально использовать доступные ресурсы.

Как и в любом процессе, важно контролировать все результаты и предоставить данные для проверки, исправления, управления, аудита и улучшение. Системе необходимо собрать данные о результатах и ​​рассчитать показатели эффективности и поддержка обоснованных решений. Наиболее распространенные (и наиболее важные) KPI:

• AT&C — все технические и коммерческие потери утилита распределения. Он рассчитывается в процентах и ​​измеряет, сколько счета за электроэнергию или воду не выставляются клиентам по сравнению с общей суммой. произведены / закуплены и распространены среди клиентов.

• NTL (Нетехнические потери, иногда называемые коммерческие потери) — оценивает, сколько энергии или воды не выставляется счет клиентам по нетехническим причинам. Обычно это выражается как процент рассчитывается как [NTL = (AT&C — TL) / AT&C]. Он состоит из мошенничество, кража и проблемы с процессами (измерения, человеческие и системные ошибки). TL стоит за технические потери, вызванные несовершенством физических процессов распределения; например, электрическое сопротивление и утечки воды.

• Эффективность полевых проверок — в процентах рассчитывается как общее количество случаев краж, зарегистрированных в ходе проверок, деленное на количество выполненных проверок.

• Продуктивность полевых проверок — процент, который рассчитывается по количеству вычтенной энергии или воды (имеется в виду количество энергии или воды, которые не были зарегистрированы и за которые не был выставлен счет в течение период мошенничества), разделенный на количество проверок.

Хотя это самые важные, есть много других PKI.Программное обеспечение должно отслеживать и вычислять PKI и делать их своевременно доступны на панели управления авторизованным пользователям — менеджерам и директора.

Определение команды

Помимо реализации хорошо продуманного процесса, как описано выше, коммунальное предприятие должно укомплектовать ящики квалифицированной командой. Аналитики потерь требуется новый набор навыков. Это ключевая функция и одна из самых сложных в котором можно найти квалифицированных людей. С технической стороны эти профессионалы нужны знания в двух разных областях: IT и электрика (газ или вода) распределение.

Эти навыки в идеале дадут им возможность выполнять операции «группы аналитики данных» и обеспечивают следующие результаты: цель анализ, управление процессами, анализ действий и бизнес-правил для снижение потерь, выбор объектов для проверки, анализ результатов и улучшения дизайна.

Выводы

Для выполнения такие задачи, а также эффективный мониторинг и контроль всего процесса.Пакетный инструмент для борьбы с мошенничеством или статистический пакет поможет выполнить часть работы, в основном шаги с первого по третий. Однако это потребует дорогостоящей реализации, настройка, человеческие операции, обслуживание и обновления и, следовательно, результат в дорогостоящей эксплуатации и высокой совокупной стоимости владения, существенно выше удельной стоимости лицензий на программный пакет.

Время — еще одно важное измерение, так как кража не остановитесь и подождите, пока вы разрабатываете свой программный инструмент — и ежемесячная стоимость упущенная выгода может быть вашим самым важным финансовым соображением.

Реализация решения, которое легко и быстро внедрить, и будет поддерживать утилиту на всех этапах процесса, как описано в этом статье, требуется мощное, простое в эксплуатации решение, которое можно интегрировать с вашими корпоративными базами данных и охватить все этапы процесса, чтобы поддержать вас на успешное путешествие по сокращению NTL. SEI

Об авторе

Руй Мано — вице-президент Choice Technologies. Он имеет большой опыт работы в интеллектуальных сетях, автоматизации электрических систем IoT / SCADA / EMS / DMS, а также в области аналитики для обнаружения мошенничества / краж и снижения потерь.Мано — автор статей и лектор на конференциях в Латинской Америке, США и Европе. Choice Technologies — технологическая компания, специализирующаяся на аналитических системах и методологиях защиты доходов.

потеряно в передаче: сколько электроэнергии пропадает между электростанцией и вашей вилкой?

Сколько энергии теряется по пути, когда электричество передается от электростанции к розетке в вашем доме? Этот вопрос исходит от Джима Барлоу, архитектора из Вайоминга, в рамках нашего проекта IE Questions.

Чтобы найти ответ, нам нужно разбить его шаг за шагом: сначала превратить сырье в электричество, затем переместить это электричество в ваш район и, наконец, направить это электричество через стены вашего дома в вашу розетку.

Шаг 1. Производство электроэнергии

Электростанции — угольные, газовые, нефтяные или атомные — работают по тому же общему принципу. Плотный материал сжигается для выделения тепла, которое превращает воду в пар, который вращает турбину, вырабатывающую электричество.Термодинамические ограничения этого процесса («Черт возьми, эта возрастающая энтропия!») Означают, что только две трети энергии в сырье фактически попадает в сеть в виде электричества.

Потери энергии на электростанциях: около 65%, или 22 квадриллиона БТЕ в США в 2013 г.

На этом графике показана тепловая эффективность различных типов электростанций. Все типы станций имеют примерно одинаковую эффективность, за исключением природного газа, эффективность которого в последние годы улучшилась за счет добавления электростанций с комбинированным циклом.(Линия эффективности угля почти идентична ядерной энергии и поглощена фиолетовым цветом).

Шаг 2: Перемещение электроэнергии — передача и распределение

Большинство из нас живет не рядом с электростанцией. Так что нам нужно как-то подвести электричество в наши дома. Это похоже на работу для линий электропередач.

Трансмиссия

Во-первых, электричество передается по высоковольтным линиям электропередачи на большие расстояния, часто на многие мили по стране.Напряжение в этих линиях может составлять сотни тысяч вольт. Не стоит связываться с этими строками.

Почему такое напряжение? Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно обратиться к физике средней школы, а именно к закону Ома. Закон Ома описывает, как связаны количество энергии в электричестве и его характеристики — напряжение, ток и сопротивление. Это сводится к следующему: потери в масштабе квадрата тока провода. Этот квадратный коэффициент означает, что крошечный скачок тока может вызвать большой скачок потерь.Поддержание высокого напряжения позволяет нам поддерживать низкий ток и потери на низком уровне. (Для ботаников-историков: именно поэтому AC выиграл битву течений. Спасибо, Джордж Вестингауз.)

Jordan Wirfs-Brock / Inside Energy

Провисание линий электропередач фактически является ограничивающим фактором в их конструкции. Инженеры должны следить за тем, чтобы они не подходили слишком близко к деревьям и зданиям.

Когда это электричество пропадает, куда оно девается? Нагревать. Электроны, движущиеся вперед и назад, сталкиваются друг с другом, и эти столкновения нагревают линии электропередач и воздух вокруг них.

Вы действительно можете услышать эти потери: этот треск, когда вы стоите под опорой передачи, теряется электричество. Вы также можете увидеть потери: обратите внимание, как линии электропередач провисают посередине? Отчасти это серьезность. Но остальное — электрические потери. Тепло, как и тепло от потери электричества, заставляет металлические линии электропередач расширяться. Когда они это делают, они провисают. Линии электропередач в жаркие дни становятся слабее и негерметичнее.

Распределение

Высоковольтные линии электропередачи большие, высокие, дорогие и потенциально опасные, поэтому мы используем их только тогда, когда электричество необходимо для транспортировки на большие расстояния.На подстанциях недалеко от вашего района электричество переходит на более мелкие линии электропередач с более низким напряжением, например, на деревянных столбах. Сейчас мы говорим о десятках тысяч вольт. Затем трансформаторы (предметы в форме банок, сидящие на этих столбах) еще больше понижают напряжение до 120 вольт, чтобы сделать вход в ваш дом безопасным.

Как правило, меньшие линии электропередач означают большие относительные потери. Таким образом, даже несмотря на то, что электричество может перемещаться по высоковольтным линиям намного дальше — на десятки или сотни миль — потери низкие, около двух процентов.И хотя ваша электроэнергия может проходить несколько миль или меньше по низковольтным распределительным линиям, потери высоки, около четырех процентов.

Потери энергии при передаче и распределении: около 6% — 2% при передаче и 4% при распределении — или 69 триллионов БТЕ в США в 2013 году

Jordan Wirfs-Brock

На этом графике показан средний процент потерь электроэнергии во время передачи и распределения по штатам с 1990 по 2013 гг. самые высокие потери все густо заселены.

Интересный факт: потери при передаче и распределении, как правило, ниже в сельских штатах, таких как Вайоминг и Северная Дакота. Почему? В менее густонаселенных штатах больше высоковольтных линий передачи с низкими потерями и меньше низковольтных распределительных линий с высокими потерями. Изучите потери при передаче и распределении в вашем штате на нашей интерактивной графике.

Потери при передаче и распределении также различаются от страны к стране. В некоторых странах, например в Индии, потери достигают 30 процентов.Часто это происходит из-за похитителей электроэнергии.

Шаг 3. Использование электричества в вашем доме

Коммунальные предприятия тщательно измеряют потери от электростанции до вашего счетчика. Им приходится это делать, потому что каждый потерянный кусок съедает их прибыль. Но как только вы купили электричество и оно поступает в ваш дом, мы теряем информацию о потерях.

Ваш дом и провода внутри ваших стен представляют собой своего рода черный ящик, и подсчитать, сколько электричества теряется — электричества, за которое вы уже заплатили, — сложно.Если вы хотите узнать, сколько электричества теряется в вашем доме, вам нужно либо оценить его, используя электрическую схему вашего дома, либо измерить его, поставив счетчики на все свои приборы. Вы помешаны на энергии, пытаясь это сделать? Дайте нам знать, мы будем рады получить от вас известие!

Энергия, потерянная в проводке внутри ваших стен: мы не знаем! Это могло быть незначительно, а могло быть еще несколько процентов.

Будущее потерь при передаче и распределении

Сетевые инженеры работают над такими технологиями, как сверхпроводящие материалы, которые могут существенно снизить потери при передаче и распределении электроэнергии до нуля.Но на данный момент стоимость этих технологий намного выше, чем деньги, потерянные коммунальными предприятиями из-за их существующих горячих, негерметичных линий электропередач.

Более экономичное решение для снижения потерь при передаче и распределении — это изменить способ и время использования энергии. Убытки не являются постоянной величиной. Они меняются каждое мгновение в зависимости от погоды и энергопотребления. Когда спрос высок, например, когда мы все запускаем наши кондиционеры в жаркие летние дни, убытки выше. Когда спрос невелик, например, посреди ночи, потери меньше.Коммунальные предприятия экспериментируют со способами более равномерного распределения электроэнергии, чтобы минимизировать потери.

Тот же принцип применим к вашему дому, который по сути является вашей личной сеткой. Вы можете уменьшить потери в своем доме, равномерно распределяя потребление электроэнергии в течение дня, вместо того, чтобы запускать все свои приборы сразу.

Суммирование убытков

• При производстве электроэнергии мы потеряли 22 квадриллиона британских тепловых единиц на угольных, газовых, атомных и нефтяных электростанциях в США в 2013 году.С. — это больше, чем энергия всего бензина, который мы потребляем в данном году.
• Перенося электроэнергию с заводов в дома и на предприятия по сети передачи и распределения, мы потеряли в 2013 году 69 триллионов британских тепловых единиц — это примерно то количество энергии, которое американцы используют для сушки нашей одежды каждый год.