Практика снижения потерь электрической энергии в распределительных сетях

В статье дается краткий обзор основных механизмов снижения коммерческих потерь в распределительных электрических сетях. На конкретных примерах продемонстрирована эффективность реализации программы по модернизации учета электроэнергии в локальных участках сети.

Потери электроэнергии при ее транспортировке неизбежны. Их уровень в сетях является одним из важнейших показателей состояния систем учета электроэнергии, эффективности энергосбытовой деятельности, оперативного, ремонтного и эксплуатационного обслуживания электрических сетей, оптимальности их развития. Фактические (отчетные) потери электроэнергии определяют как разность электрической энергии, поступившей в сеть, и электроэнергии, потребленной на собственные нужды, отпущенной из сети потребителям или переданной в смежные сети.

Виды потерь электроэнергии

На сегодняшний день потери электроэнергии можно разделить на две составляющие:

1. Технические потери электроэнергии, обусловленные физическими процессами в проводах и электрооборудовании, происходящими при передаче электроэнергии по электрическим сетям (полностью устранить технические потери невозможно, их снижение достигается за счет совершенствования технологических процессов и модернизации энергетического оборудования).
2. Коммерческие потери электроэнергии, обусловленные хищениями электрической энергии, несоответствием фактически потребленного объема электроэнергии оплате за электроэнергию бытовыми потребителями и другими причинами в сфере организации контроля за потреблением энергии.

Если технические потери не относятся к прямым убыткам предприятий электрических сетей, так как они закладываются в тариф на передачу электроэнергии, то коммерческие потери являются убытками сетевых организаций. Основные потери электроэнергии находятся в сетях 0,4- 20 кВ. Они обусловлены такими факторами, как моральный и физический износ электрических сетей, некорректное формирование полезного отпуска из-за отсутствия человеческих ресурсов для полного снятия показаний в связи с постоянным увеличением количества потребителей, удаленность объектов, хищение электроэнергии.

Аналитические методы выявления очагов потерь

С чего начинать, где искать потери электрической энергии, сколько их? Это самые часто задаваемые вопросы по направлению реализации услуг электрической энергии. Для того чтобы разработать мероприятия по снижению потерь электроэнергии, необходимо их оценить. Для этого на сегодня разработана, пожалуй, самая эффективная методика — расчет балансов электрических сетей.

Расчет балансов — определение величин отпуска в электрическую сеть предприятия, полезного отпуска электрической энергии — та величина электроэнергии, которую получают потребители коммунальных услуг (к которым относятся как частные жилые дома, так и многоквартирные жилые дома, а также приравненные к ним СНТ, гаражные кооперативы и т.д.), коммерческие потребители (юридические лица — офисы, киоски, магазины и т.д., крупные предприятия — заводы, крупные сети супермаркетов), территориальные сетевые организации, потребители оптового рынка — и потерь электрической энергии. Расчет производится по ПС, РП, ТП, отходящим фидерам 6-20 кВ по сети 0,4 кВ.

Однако для того чтобы произвести корректный расчет балансов, необходимо систематически проводить трудоемкую и кропотливую работу по многим направлениям, в которых участвует практически весь персонал электросетевых предприятий. Рассчитывается:

• установка технических учетов электроэнергии на источниках питания, которые позволяют определить отпуск в сеть;
• наладка опроса и поддержание систем дистанционного сбора данных (СДСД), для того чтобы не задействовать персонал для ежемесячных списаний показаний;
• актуализация поопорных схем по всем классам напряжения;
• локализация участков сети (выделение участков сети с помощью технических учетов);
• непрерывная актуализация базы данных и т. д.

И лишь после этого становится возможным оценить уровень потерь в электрических сетях и разработать перечень мероприятий, направленных на уменьшение уровня потерь электроэнергии. К таким мероприятиям относятся:

• инвестпрограммы по модернизации учета электроэнергии в локальных участках сети;
• проведение массовых списаний показаний;
• проведение рейдовых работ с целью выявления неучтенного потребления электрической энергии;
• модернизация электрооборудования (замена оголенных участков проводов на изолированные и тл.);
• оптимизация схем и режимов работы сети;
• оповещение в СМИ результатов работ по выявленным фактам неучтенного потребления.

Дополнительно расчеты балансов позволяют определить неисправные приборы учета, находящиеся на ПС/ТГУРП. Однако необходимо учитывать тот факт, что на сегодня большинство производственных отделений работает в режиме дефицита ресурсов человеческих, технических, временных, что не позволяет ими распыляться Учитывая этот факт, работу необходимо планировать так, чтобы при минимальных затратах ресурсов получать максимальный эффект. Для этого необходимо проводить качественную аналитику балансов.

Например, имея большое количество подстанций на территории производственного подразделения, необходимо выделить те из них, где максимально большие потери электроэнергии — это касается как относительных, так и абсолютных значений потерь. В этих подстанциях выделить фидеры 6-20 кВ по тому же принципу. Далее, после проверки корректности привязок РП/ТП к фидеру, потребителей к источникам питания, анализируем корректность расходов по потребителям и определяем одно или совокупность мероприятий, направленных на снижение потерь электроэнергии в выбранном участке сети.

Применение методов снижения потерь электроэнергии на практике

В производственном отделении «Центральные электрические сети» филиала ОАО «МРСК Урала» — «Свердловэнерго» наибольшую эффективность среди методов снижения потерь показали инвестпрограммы по модернизации учета электроэнергии в локальных участках сети. На сегодня это является самым эффективным методом снижения потерь электроэнергии, повышения наблюдаемости сети, повышения качества формирования полезного отпуска.

В Сысертском районе по подстанциям «Щелкун», «ВИЗ* и «Ключи» в 2017-2018 годах в 6 фидерах 0,4-10 кВ потери по году составляли более 50% — свыше 38 млн кВт ч (таблица 1).

Окупаемость данного проекта была запланирована до конца 2024 года, начало его реализации — 2018 год. В качестве потребителей в данных фидерах преобладали физические лица, а именно частный сектор. Соответственно, списание показаний давало временный эффект снижения потерь электроэнергии, и в качестве самого эффективного мероприятия было выбрано мероприятие, направленное на модернизацию учета электрической энергии. Суть модернизации заключается в том, что потребителям на границу балансовой принадлежности устанавливаются интеллектуальные учеты с дальнейшим их переводом в статус коммерческого (расчетного) и в РП/ТП на секции шин технические учеты — для корректного проведения балансового расчета как по РГУТП в отдельности, так и по фидеру в целом.

Данное мероприятие позволяет более качественно формировать объем полезного отпуска (потребленной электрической энергии потребителями) за счет удаленного сбора данных с приборов учета, поэтому отпадает возможность направлять персонал производственных отделений для визуального снятия показаний (контроля), исключает доучетные присоединения и другие способы воровства электрической энергии (неучтенное потребление электрической энергии), позволяет отключать потребителей удаленно по заявке сбытовых организаций, что соответствует ПП РФ № 890 от 19062020 г. «О порядке предоставления доступа к минимальному набору функций интеллектуальных систем учета электрической энергии (мощности)».

Дополнительно ко всему этому с помощью интеллектуальных систем учета возможно производить замеры мгновенных значений, что позволяет контролировать нагрузку в сети, для контроля качества электрической энергии, чтобы избежать перегрузов в сети. Также программное обеспечение интеллектуальных приборов учета позволяет запрограммировать ПУ так, чтобы они отключали потребителя при превышении максимальной мощности. Дополнительно появилась возможность настроить систему, чтобы она сигнализировала диспетчеру о вскрытии корпуса прибора учета. Современные приборы учета оборудованы защитой от действия постоянных магнитных полей (магнитов) с целью искажения объема потребленной электрической энергии.

В Сысертском районе на подстанциях «Щелкун», «ВИЗ» и «Ключи» и ВЛ 10 кВ Комплекс, Космаково, Ново-Ипатово, Щелкун, Бобровка, Ключи было установлено 6993 приборов учета. После реализации программы по монтажу приборов учета в данных фидерах заметно снизился отпуск в сеть (более чем на 25%), при этом полезный отпуск вырос (примерно на 6%), что положительно сказалось на уровне потерь (таблица 2).

За 2 года потери электроэнергии суммарно с 79 млн кВт·ч снизились до 22 млн кВт·ч, что составляет 57 млн кВт·ч, (в перерасчете на тариф покупки потерь, который примерно равен 2.2 руб за кВт·ч) или 114 млн руб. Дополнительно в копилку экономии можно добавить затраты на работу по списанию показаний.

Однако не всегда можно реализовать инвестпрограммы на тех или иных фидерах в короткий период, необходимо планировать проведение иных мероприятий, таких как массовое списание показаний, направленное на списание показаний у абонентов, которые давно не передают показания, с целью включения списанных объемов в полезный отпуск. Однако данное мероприятие необходимо проводить регулярно, так как через несколько месяцев ситуация с формированием полезного отпуска при непередаче показаний потребителями возобновится.

Необходимо проводить рейдовые проверки для выявления неучтенного потребления электрической энергии. Оптимизация схем позволит проводить более качественный расчет баланса путем исключения закольцованной сети. Замена оголенных проводов положительно сказывается на технических потерях электроэнергии и затрудняет создание набросов на линию электропередачи.

В Белоярском районе по результатам расчетов баланса по трансформаторным подстанциям был определен участок для проведения инструментальных проверок. Так по ТП 6130 ПС «Логиново» за 9 месяцев 2020 года потери составляли 60% — 95 тыс. кВт·ч (таблица 3). От данной ТП подключено всего 7 потребителей (10 точек учета).

С места была проведена аналитика в части расходов электроэнергии, корректности привязок потребителей к ТП. В связи с тем, что отклонений выявлено не было, по всем присоединенным потребителям были направлены специалисты для проведения инструментальных проверок. При проведении проверок выявлено, что у одного из потребителей стоял заряженный прибор учета, на основании чего был составлен акт неучтенного потребления электрической энергии.

Таким образом, с помощью расчетов балансов возможно получать информацию об очагах потерь электроэнергии и разрабатывать мероприятия для их устранения. Важно понимать, что в разных ситуациях может работать одно мероприятие, но не работать другое, или необходима совокупность методов снижения потерь электроэнергии. К сожалению, если не прибегать к модернизации систем учета электроэнергии, то все мероприятия будут иметь разовый характер, то есть если было проведено 100% снятие показаний на фидере, то это не гарантирует снижение потерь в последующих периодах, и данное мероприятие необходимо будет повторять регулярно.

Оригинал статьи: Практика снижения потерь электрической энергии в распределительных сетях