Структурный анализ потерь мощности и энергии

Структурным анализом называют расчленение суммарного показателя на составные части, относящиеся к различным организационным или технологическим элементам производственного объекта.

В методическом плане структурный анализ близок к балансовому методу. Отличие только в том, что балансовый метод предназначен для описания взаимодействия рассматриваемой части сети с внешними элементами, а структурный анализ предназначен для изучения ее внутренних свойств.

В организационном отношении структурный анализ производственного показателя министерства сводится к расчленению по ПЭО – по ПЭС и т.д.

В технологическом отношении можно выделить составляющие для трансформаторов, ЛЭП различного уровня напряжения.

При анализе потерь мощности и энергии каждую составляющую дополнительно расчленяют на потери в поперечных элементах схем, зависящие от напряжения, и на потери в продольных элементах, зависящие от нагрузочных токов. Существенное практическое значение имеет структурный анализ потерь: активной и реактивной мощностей в режимах максимума и минимума нагрузок и активной энергии за отчетный интервал времени.

Возможны три основных метода инженерного использования результатов структурного анализа потерь мощности и энергии:

1) сопоставление значений, получаемых для одного и того же структурного подразделения в различные интервалы времени. Сопоставление выполняется при использовании ЭВМ с аппаратом математической статистики, который позволяет выделить существенные и несущественные расхождения. Для существенных расхождений необходимо определить причины, вызвавшие их, и разработать мероприятия по снижению потерь энергии;

2. сопоставление отношений потерь мощности и энергии в целом или по технологическим составляющим к суммарным технико-экономическим параметрам электрических сетей (стоимость основных фондов, площадь распределения электроэнергии), а также их суммарной загрузке (отпуск энергии в сеть или отпуск из сети). К этому относятся широко используемое отношение потерь энергии к отпуску из сети, выраженное в процентах;

3) статистическая обработка на ЭВМ отчетных данных структурного анализа в сочетании с технико-экономическими показателями для вычисления параметров статических (регрессионных) моделей. На основании таких моделей можно определить нормативы потерь мощности и энергии.

Группу однородных элементов, объединенных при структурном анализе в единое целое, называют компаунд-сетью. В границах определенных структурных подразделений различают компаунд-сети ЛЭП различных классов напряжения и компаунд-сети трансформаторов. Процентное отношение потерь энергии к отпуску из сети можно принять в качестве простейшего норматива для конкретной компаунд-сети. Более корректным с математической точки зрения является процентное соотношение к среднеарифметическому отпуску:

. (6)

где - потери энергии;

А₁-А₂ – отпуск энергии в сеть и из сети.

При небольших изменениях режимах работы сети, величину можно считать практически неизменяемой и рассматривать как коэффициент линейной регрессии между потерями и загрузкой сети:

. (7)

А – изменяющийся среднеарифметический отпуск энергии;

- оценка соответствующих потерь

Для характеристики компаунд-сети можно использовать эквивалентное активное сопротивление, при загрузке которого расчетным отпуском энергии получается соответствующее значение потерь:

. (8)

где А – среднеарифметический отпуск энергии;

- потери, соответствующие этапу отпуска;

U – напряжение, к которому приводится величина R;

Т - длительность интервала времени, для которого рассматриваются значения А и .

При небольших изменениях режима величину R можно также считать практически неизменной и рассматривать как коэффициент квадратичной регрессии между потерями энергии и загрузкой сети. Соответствующая регрессионная зависимость имеет вид:

. (9)

Соотношения (7) и (9) можно использовать при анализе и планировании потерь энергии, однако необходимо помнить, что они являются предельно упрощенными нормативными моделями. Модель (7) можно применять для любой компаунд-сети при условии, что в ней нет кругового обмена энергией, а (9) – при допущении о подобии графиков I(t) во всех элементах компаунд-сети. Модели (7) и (9) учитывают только один фактор работы сети. Чтобы обеспечить достаточную эффективность нормативных моделей в них должен отражаться ряд факторов. Построить такие модели можно с помощью математических методов многофакторного регрессионного анализа.