Базові моделі розрахунку втрат електричної енергії в розподільчих мережах

Сучасні алгоритми та програми розрахунку втрат електричної енергії побудовані таким чином, щоб у максимальній мірі використати можливості, що надаються інформаційно-обчислювальними комплексами керування режимами електричних мереж персоналу розподільних компаній з питань акумулювання, підготовки, узагальнення й оперативної корекції всієї наявної вихідної інформації. Інформаційно-обчислювальні комплекси надають користувачеві широкі можливості щодо автоматизації ведення диспетчерського журналу оперативних перемикань, фіксуючи, таким чином, у пам'яті ЕОМ не тільки актуальну топологію електричної мережі, але й усі її зміни, що відбулися за розрахунковий період. Реалізація цього завдання не вимагає додаткових витрат, а залежить тільки від дотримання виробничої дисципліни на підприємстві. У зв'язку із цим, при розробці програмного забезпечення особлива увага приділена коректному врахуванню впливу змін топології розподільної мережі та присутності джерел розосередженої генерації на показники режимів, а, отже, і на інтегральну величину втрат електричної енергії, які мали місце протягом звітного періоду. Врахування зазначених факторів дозволяє підвищити ефективність розрахунків і домогтися максимальної адекватності одержуваних результатів при використанні кожної з розрахункових моделей.

Відповідно до вітчизняної практики, для оцінки навантажувальних втрат електричної енергії в розподільчих мережах передбачено використання декількох методів та їх комбінацій. У загальному випадку, кожний з методів, маючи різні методичну й інформаційну похибки, орієнтований на певний склад і обсяг вихідних даних. У зв'язку із цим кожен метод розрахунку безпосередньо пов'язаний із процедурою, використовуваною для моделювання навантажень вузлів розподільної мережі, і далі для визначення потокорозподілення. Різне інформаційне забезпечення окремих підстанцій і навіть окремих ліній розподільчої мережі в межах однієї й тієї ж енергопостачальної компанії припускають можливість застосування різних підходів до моделювання електричних навантажень і, відповідно, різних методів розрахунку навантажувальних втрат.

Звичайно на практиці в розподільчих мережах розрахунок режиму здійснюється без урахування втрат потужності в елементах мережі й при номінальній напрузі в її вузлах. Разом з тим, при наявності телевимірювань навантажень, напруг і при моделюванні режиму в реальному або квазіреальном часу розрахунок потокорозподілення може бути проведений з урахуванням зазначених факторів. У цьому випадку він виконується одночасно із процедурою оцінки втрат потужності й режиму напруг ітераційними методами. Досвід показав, що збіжність процесу досягається після виконання 3 - 4 ітерацій.

Поелементний розрахунок втрат у методичному плані має забезпечувати найбільш точні результати. При орієнтації на даний метод для довільної ділянки мережі i, i+1 маємо:

, (2.1)

, (2.2)

або

, (2.3)

, (2.4)

залежно від форми завдання інформації про навантаження.

У наведених формулах , , - навантаження елемента мережі з опором у момент часу t, отримані після корекції режиму, U_i,t, U_i+1,t - напруги у вузлах мережі i та i+1 у момент часу t.

При відсутності можливості регулярного моделювання режимів, для розрахунків рекомендують метод числа еквівалентних діб, при використанні якого втрати електричної енергії в мережах 6 - 10 кв визначаються в такий спосіб

, (2.5)

де - добові втрати електроенергії в лінії, обчислені, наприклад, відповідно до моделі (2.2), D_e – еквівалентне число днів, що характеризує звітний період T (N_T днів) з позиції нерівномірності добового електроспоживання; K_fm – коефіцієнт форми графіка, сформованого з N_T значень добового відпуску електроенергії в лінію.

Відповідно до методу середніх навантажень, який застосовується при неможливості моделювання режиму навіть для окремої доби розрахункового періоду, інтегральна величина втрат визначається в такий спосіб

, (2.6)

де К = 0,99, K_f – коефіцієнт форми графіка відпуску електроенергії в мережу за розрахунковий період Т, - втрати потужності в лінії при середніх за розрахунковий період навантаженнях.

Коли режим електричної мережі оцінюється тільки на підставі максимальних навантажень ТП, втрати енергії визначаються з використанням числа годин найбільших втрат

, (2.7)

де К = 1,03, - число годин найбільших втрат потужності, - втрати потужності в лінії, обчислені на підставі сформованих оцінок максимальних навантажень ТП.

Всі без винятку моделі працюють відносно коректно, якщо протягом розрахункового періоду конфігурація лінії була незмінна. Разом з тим, для розподільчих мереж, особливо при наявності джерел розосередженої генерації характерна достатньо висока динаміка, що може помітно відбитися на якості розрахунків. Інформаційно-обчислювальний комплекс керування режимами, окрім можливості підвищити достовірність інформації про навантаження й параметри мережі, вибирати найбільш адекватний метод розрахунку втрат, дозволяє також урахувати і фактор змінення топології аналізованої лінії протягом звітного періоду.