2. Классификация методов расчета нагрузочных потерь

1. Метод поэлементных расчетов. Потери рассчитываются как сумма потерь на каждом из элементов электрической сети. Используется следующая расчетная формула

к T/t

Wн = 3* t *  Ri* *I ²_ij ^, (6)

i=1 i=1

где к - число элементов в сети; I _ij - токовая нагрузка i-го элемента с сопротивлнием Ri в момент времени J; t - период опроса датчиков, фиксирующих токовые нагрузки элементов.

2. Метод характерных режимов. В этом методе рассчитываются суммарные потери мощности для электрической системы для характерного режима работы. Потери электроэнергии получают, умножая потери мощности на продолжительность характерного режима. В виде формулы это выглядит следующим образом.

n

Wн =  P_i t_i ^, (7)

i=1

где P_{i -} нагрузочные потери мощности в сети в i - м режиме продолжительностью t_i часов; n - число режимов.

3. Метод характерных суток. Основан на выделении в рассматриваемом интервале времени характерных суток, определении количества таких суток в рассматриваемом интервале времени и определении потерь электроэнергии за характерные сутки. Расчетная формула имеет вид

m

Wн =  W i ^c Dэк i , (8)

i=1

где W i ^{c -} потери электроэнергии за характерные сутки; m - число характерных суток; Dэк i - эквивалентная продолжительность i - го характерного графика.

4. Метод числа часов наибольших потерь электроэнергии . Этот метод основан на расчете для режима максимальных нагрузок потерь мощности в электрической сети и умножении этих потерь на время максимальных потерь .

Wн = P_мах *  , (9)

где P_мах - потери мощности в режиме максимальных нагрузок;  - время максимальных потерь.

5. Метод средних нагрузок. В этом методе для расчета потерь используются вычисленные значения потерь мощности при средних за рассматриваемый период времени нагрузках. Расчетная формула имеет вид.

Wн = P_ср *К_ф² * Т , (10)

где P_ср - потери мощности в сети при средних нагрузках узлов за время Т; К_ф - коэффициент формы графика мощности или тока равный отношению среднего к действующему значению.

6. Статистические методы, использующие регрессионные зависимости потерь электроэнергии от обобщенных характеристик схем и режимов электрических сетей.

Методы 1-5 предусматривают проведение расчетов электрической сети при заданных параметрах схемы и нагрузок для определения потерь активной мощности в элементах сети и в целом по всей сети.

Расчет нагрузочных потерь в транзитных сетях

Данные сети характеризуются резкими колебаниями передаваемых мощностей. Поэтому наиболее приемлемый метод расчета потерь электроэнергии в транзитных сетях является метод поэлементного расчета, использующего формулу (6). Обычно транзитные линии имеют измерения активных и реактивных мощностей с двух концов, а так же напряжения на шинах. В этом случае квадрат тока в линии может быть вычислен через мощности, и напряжение, а потери электроэнергии в элементе сети будут находиться следующим образом.

W_i = (P² _i + Q ² _i )/ U²_i * R_i * t (11)

Здесь P _i , Q _i - активная и реактивная мощности в линии; U_i - напряжение в точке, где выполнен замер мощностей. Точность расчета потерь в транзитных линиях определяется интервалом времени, точностью измерений напряжений и мощностей, точностью задания сопротивления.

Расчет нагрузочных потерь в замкнутых сетях 110 кВ и выше

Методы расчета потерь электроэнергии в замкнутых сетях основаны на расчете установившихся режимов замкнутых электрических сетей. Данные об узловых нагрузках, генерациях, уровнях напряжений, о конфигурации сети, параметрах элементов сети получаются, как правило, по результатам контрольных замеров.

Такие методы дают тем большую точность расчета, чем меньше транзитные потоки энергии, передаваемые по сети, и чем более стабильны графики ее нагрузки. Для расчета потерь электроэнергии используется выражение (9).

Расчет потерь электроэнергии в радиальных сетях 6-20 кВ

Сети 6-20 кВ энергосистем характеризуются относительной простотой схемы каждой линии, большим количеством таких линий и низкой достоверностью информации о нагрузках трансформаторов 6-20/0.4 кВ. Перечисленные факторы вместе с дефицитом трудовых ресурсов в ФЭС и РЭС делают нецелесообразным на данном этапе применение для расчетов потерь электроэнергии в этих сетях методов, основанных на наличии информации о каждом элементе сети. В этих сетях получили распространение методы, основанные на представлении линий и трансформаторов 6-20 кВ в виде эквивалентного сопротивления.

Нагрузочные потери электроэнергии в линии определяются по одной из двух формул в зависимости от того, какая информация о нагрузке головного участка имеется. Может быть информация об активной и реактивной энергии, переданной по головному участку за время Т, или максимальная токовая нагрузка I_max.

В первом случае расчет проводится по методу средних нагрузок (10). Только активные потери находятся через отпуск электроэнергии и эквивалентное сопротивление.

P_ср = 3 I ² * R_эк =((W_p² + W_q²)/ (U_эк² * T² ) ) * R_эк . (12)

После подстановки P_ср в формулу (10) получим

Wн = ((W_p² + W_q²)/ (U_эк² * T² ))* R_эк * К_ф² * Т или

Wн = ((W_p² + W_q²)/ (U_эк² * T ))* R_эк * К_ф² . (13)

Во втором случае потери рассчитываются по выражению

P_ср = 3 I_max ² * R_эк *  . (14)

В приведенных выше формулах W_p , W_q - пропуски активной и реактивой энергий через головной участок сети; U_эк - эквивалентное напряжение, учитывающее изменение фактического напряжения как во времени, так и вдоль линии; R_эк - эквивалентное сопротивление.

Эквивалентное напряжение определяется по эмпирической формуле, в которой задействованы напряжения в режимах максимальных и минимальных нагрузок и коэффициенты, зависящие от класса напряжения рассчитываемой сети.

Эквивалентное сопротивление сети вычисляется следующим образом.

_{n m}

R_эк = ( ( S_тi² * R_лi) + (S_тj² * R_тj ))/ S_тг² = R_эк^л + R_эк^т . (15)

^{i j}

Здесь S_тг - суммарная номинальная мощность трансформаторных подстанций, присоединенных к рассматриваемой линии; S_тi² - суммарная номинальная мощность трансформаторных подстанций, получающих питание по i- му участку линии с сопротивлением R_лi; n - число участков линии; S_тj - номинальная мощность j - ой трансформаторной подстанции с сопротивлением R_тj; m - число трансформаторных подстанций.