2
Ежеквартальный
спецвыпуск
№
1 (20),
март
2021
Влияние
ветрогенераторов
на
уровень
потерь
электроэнергии
в
сетях
Снижение
потерь
в
сетях
Наталия
КАЖАРСКАЯ
,
начальник
отдела
прогноза
балансов
и
нормирования
потерь
электроэнергии
управления
реализации
услуг
филиала
ПАО
«
Россети
Юг
» —
«
Ростовэнерго
»
В
настоящее
время
Россия
в
качестве
альтернативных
ис
-
точников
электроэнергии
все
чаще
использует
ветрогенера
-
торы
и
не
только
для
частного
производства
электроэнер
-
гии
,
но
и
в
промышленном
масштабе
.
Данное
направление
расширяется
с
каждым
годом
,
проектируются
и
строятся
все
новые
ветроэлектростанции
в
разных
регионах
РФ
.
В
Ростовском
регионе
в
2020
году
введено
в
про
-
мышленную
эксплуатацию
4
ветроэлектростанции
суммарной
установленной
мощностью
396,4
МВт
.
В
2021
году
планируется
дополнительно
ввести
еще
3
ветроэлектростанции
суммарной
установленной
мощностью
297
МВт
.
Годовой
объем
выработки
двух
ветро
-
парков
сопоставим
с
годовой
выработкой
электроэнергии
Цимлянской
ГЭС
.
Уже
на
сегодняшний
день
производство
электроэнергии
с
помощью
ветроэлектростанций
покрыва
-
ет
более
8%
потребляемой
мощности
региона
,
в
2021
году
планируется
довести
этот
показатель
до
15%.
При
этом
вокруг
данного
вида
альтернативного
ис
-
точника
генерации
идет
много
дискуссий
о
достоинствах
и
недостатках
,
о
влиянии
на
окружающую
среду
,
об
эконо
-
мической
целесообразности
,
стоимости
выработки
1
кВт
·
ч
,
влиянии
на
конечный
тариф
для
потребителя
и
прочие
.
Ветроэнергетика
имеет
массу
преимуществ
,
основным
из
которых
следует
считать
неограниченность
источника
,
не
-
зависимость
от
времени
суток
или
сезона
.
В
данной
статье
рассмотрим
еще
один
немаловажный
фактор
,
на
который
влияют
установленные
ветрогенерато
-
ры
—
это
потери
электроэнергии
в
сети
.
Анализ
влияния
вырабатываемой
электроэнергии
установленными
ветро
-
генераторами
на
изменение
уровня
потерь
электроэнергии
в
сети
110
кВ
проведен
на
основе
расчетных
и
фактических
данных
конкретного
электросетевого
оборудования
фили
-
ала
ПАО
«
Россети
Юг
» — «
Ростов
энерго
».
При
проектировании
и
выборе
мест
установки
ветро
-
генераторов
в
первую
очередь
учитывается
«
роза
ветров
»
и
наличие
свободных
земель
в
регионе
.
В
результате
чего
ветрогенераторы
оказались
удалены
от
центра
нагрузок
.
Все
установленные
ветрогенераторы
технологически
при
-
соединены
к
существующим
сетям
110
кВ
филиала
ПАО
«
Россети
Юг
» — «
Ростовэнерго
».
При
избытках
электро
-
энергии
в
сети
110
кВ
нередко
наблюдается
эффект
«
об
-
ратной
трансформации
»
электроэнергии
—
выдача
мощ
-
ности
в
сеть
220
кВ
ФСК
ЕЭС
.
Отличительной
особенностью
ветрогенераторов
является
неравномерность
выработки
электроэнергии
Гуковская
ВЭС
начала
поставки
электроэнергии
и
мощности
на
оптовый
рынок
электроэнергии
и
мощности
с
июня
2020
года
.
Установленная
мощность
— 100
МВт
.
Состоит
из
26
ветро
-
энергетических
установок
мощностью
3,8
МВт
каждая
3
в
течение
короткого
периода
времени
.
Вырабатываемая
мощность
колеблется
в
пределах
от
0
до
95%
в
зависимо
-
сти
от
силы
и
направления
ветра
.
Причем
в
зимнее
вре
-
мя
и
межсезонье
,
когда
в
регионе
дуют
сильные
ветра
,
ветрогенераторы
генерируют
максимальную
мощность
более
чем
20
дней
в
месяц
.
Рассмотрим
суточные
данные
о
фактических
выра
-
ботках
электроэнергии
Гуковской
ВЭС
в
сеть
110
кВ
в
де
-
кабре
2020
года
по
данным
АИСКУЭ
(
рисунок
1).
В
период
с
15
по
23
декабря
2020
года
ветрогенератор
не
вырабатывал
электроэнергию
,
а
работал
в
режиме
по
-
требления
электроэнергии
.
В
остальные
дни
выработка
электроэнергии
составила
более
чем
60%
от
ее
установлен
-
ной
мощности
.
На
рисунке
2
представлен
режим
выработки
электро
-
энергии
Гуковской
ВЭС
за
сутки
.
В
течение
суток
13
де
-
кабря
2020
года
вырабатываемая
мощность
ВЭС
также
неравномерна
.
Выработка
электроэнергии
колеблет
-
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
01.12.2020
02.12.2020
03.12.2020
04.12.2020
05.12.2020
06.12.2020
07.12.2020
08.12.2020
09.12.2020
10.12.2020
11.12.2020
12.12.2020
13.12.2020
14.12.2020
15.12.2020
16.12.2020
17.12.2020
18.12.2020
19.12.2020
20.12.2020
21.12.2020
22.12.2020
23.12.2020
24.12.2020
25.12.2020
26.12.2020
27.12.2020
28.12.2020
29.12.2020
30.12.2020
31.12.2020
Среднее значение
Рис
. 1.
Выработка
электроэнергии
Гуковской
ВЭС
в
декабре
2020
года
,
млн
кВт
·
ч
Рис
. 2.
Выработка
электроэнергии
Гуковской
ВЭС
за
13
декабря
2020
года
,
тыс
.
кВт
·
ч
10
0
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Среднее значение
4
Ежеквартальный
спецвыпуск
№
1 (20),
март
2021
ся
в
пределах
от
30
до
90%
от
ее
установленной
мощ
-
ности
.
В
течение
суток
26
декабря
2020
года
(
рисунок
3)
вы
-
работка
электроэнергии
ВЭС
находилась
в
пределах
от
0
до
90%
от
установленной
мощности
,
причем
с
0
до
16
часов
выработка
электроэнергии
составляла
более
чем
80%
от
ее
установленной
мощности
.
Таким
образом
,
в
связи
с
неравномерной
выработкой
ВЭС
в
течение
суток
значительно
меняются
режимы
ос
-
новной
сети
,
перетоки
электроэнергии
по
линиям
и
их
на
-
правление
.
На
примере
участка
сети
110
кВ
ПС
Г
2 —
ПС
Г
18 —
отп
.
на
ПС
«
Заря
» —
ПС
Г
4 —
ПС
С
3 —
ПС
С
2
на
рисунке
4
а
показано
направление
потокораспределения
при
выработке
ВЭС
более
90%
от
установленной
мощно
-
сти
и
на
рисунке
4
б
—
направление
потокораспределения
при
работе
ВЭС
в
режиме
потребления
(
нулевой
выработ
-
ке
электроэнергии
).
Изменение
потокораспределения
по
линиям
значи
-
тельно
влияет
на
уровень
нагрузочных
потерь
электро
-
энергии
.
Данное
нехарактерное
явление
требует
более
Рис
. 3.
Выработка
электроэнергии
Гуковской
ВЭС
за
26
декабря
2020
года
,
тыс
.
кВт
·
ч
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
Среднее значение
Гуковская
ВЭС (98,8МВт)
ПС С2
ПС С3
ПС Г4
ПС Г18
ПС Г2(ФСК)
ПС Заря
Гуковская
ВЭС (98,8МВт)
ПС С2
ПС С3
ПС Г4
ПС Г18
ПС Г2(ФСК)
ПС Заря
Рис
. 4.
Схема
изменения
направления
потокораспределения
:
а
)
при
выработке
ВЭС
более
90%
от
установленной
мощности
;
б
)
при
работе
ВЭС
в
режиме
потребления
(
нулевая
выработка
электроэнергии
)
а
)
б
)
Снижение
потерь
в
сетях
5
точного
расчета
фактических
потерь
электроэнергии
на
основании
почасовых
данных
АИСКУЭ
.
Расчет
потерь
на
основе
месячных
данных
о
выработке
электроэнергии
занижает
расчетное
значение
и
имеет
значительную
по
-
грешность
.
Для
определения
погрешности
расчета
потерь
электро
-
энергии
на
участке
сети
110
кВ
ПС
Г
2 —
ПС
Г
18 —
отп
.
на
ПС
«
Заря
» —
ПС
Г
4 —
ПС
С
3 —
ПС
С
2
был
произведен
расчет
потерь
электроэнергии
с
помощью
программно
-
го
комплекса
«
РТП
3»
за
декабрь
2020
года
в
трех
вари
-
антах
:
1)
расчет
потерь
электроэнергии
в
целом
за
декабрь
ме
-
сяц
2020
года
;
2)
посуточный
расчет
потерь
электроэнергии
за
декабрь
2020
года
;
3)
почасовой
расчет
потерь
электроэнергии
за
декабрь
2020
года
.
Результаты
расчета
потерь
электроэнергии
при
фак
-
тической
выработке
электроэнергии
Гуковской
ВЭС
за
декабрь
2020
года
в
объеме
34 681 565
кВт
·
ч
по
каждому
варианту
сведены
в
таблицу
1.
Таким
образом
,
для
более
точного
определения
вли
-
яния
выработки
электроэнергии
ветрогенераторами
на
фактический
уровень
потерь
требуется
производить
рас
-
четы
нагрузочных
потерь
электроэнергии
на
основе
поча
-
совых
данных
либо
учитывать
высокую
погрешность
рас
-
четов
,
которая
достигает
45%
от
расчетов
,
проведенных
в
целом
за
месяц
.
Рост
потерь
электроэнергии
в
основной
сети
,
связанный
с
неравномерной
выработкой
электро
-
энергии
в
сеть
,
в
результате
может
привести
к
росту
тари
-
фа
на
электроэнергию
для
конечного
потребителя
.
Для
снижения
влияния
данного
фактора
на
уровень
потерь
электроэнергии
в
сети
рекомендуется
:
–
использовать
аккумуляторы
для
более
равномерной
выдачи
электроэнергии
в
сеть
;
–
рассмотреть
возможность
подключения
ветрогенера
-
торов
к
сетям
220
кВ
и
выше
;
–
при
проектировании
и
определении
мест
установки
ветрогенераторов
учитывать
удаленность
от
центров
нагрузки
;
–
оценить
необходимость
проведения
реконструкции
сетей
с
целью
снижения
влияния
ветрогенераторов
на
уровень
потерь
электроэнергии
в
сети
.
Табл
. 1.
Расчетные
потери
электроэнергии
на
участке
сети
110
кВ
ПС
Г
2 —
ПС
Г
18 —
отп
.
на
ПС
«
Заря
» —
ПС
Г
4 —
ПС
С
3 —
ПС
С
2
Вариант
1.
Расчет
потерь
электроэнергии
по
месяцу
Вариант
2.
Расчет
потерь
электроэнергии
по
суткам
Вариант
3.
Расчет
потерь
электроэнергии
по
часам
960 219,0
кВт
·
ч
1 294 246,9
кВт
·
ч
1 398 325,9
кВт
·
ч
2,77%
3,73%
4,03%
Отклонение
от
расчета
потерь
по
месяцу
34,79%
45,63%
Оригинал статьи: Влияние ветрогенераторов на уровень потерь электроэнергии в сетях
В настоящее время Россия в качестве альтернативных источников электроэнергии все чаще использует ветрогенераторы и не только для частного производства электроэнергии, но и в промышленном масштабе. Данное направление расширяется с каждым годом, проектируются и строятся все новые ветроэлектростанции в разных регионах РФ.
