Тема 4. Потери мощности и электроэнергии в электрических сетях
Время самостоятельной работы – 4 часа.
4.1. Понятие «потерь электроэнергии»
Транспортировка любого товара от мест производства до мест продажи, а затем до мест использования требует затрат каких-либо ресурсов, которые, расходуясь, совершают полезную работу по транспортировке товара. Например, транспортировка товаров электрифицированным железнодорожным транспортом требует затрат электроэнергии, доставка автотранспортом – затрат бензина и т.д. Электроэнергия же является таким товаром, для передачи которого от электростанций (мест производства) к потребителям по электрическим сетям не используются другие ресурсы, а затрачивается часть самой транспортируемой электроэнергии.
При транспортировке товара автотранспортом говорят «расход бензина на доставку товара составил столько-то литров». Однако при транспортировке электроэнергии по электрическим сетям обычно говорят «потери электроэнергии составили столько-то кВт.ч». Отсюда следует, что термины характеризующие затраты на выполнение одной и той же работы – транспортировки товара – могут быть различны. Использование термина «потери электроэнергии» не совсем удачно, поскольку вызывает у неспециалистов ассоциации с потерей товара при его транспортировке, т.е. с плохо организованным процессом транспортировки электроэнергии. В связи с этим целесообразнее вместо термина «потери электроэнергии» использовать термин «технологический расход электроэнергии на ее транспортировку по электрическим сетям». Но, с другой стороны, в объем технологического расхода ресурса на доставку товара вряд ли имеет смысл включать: - возможные хищения ресурса (например, хищения бензина из бензобака); - его нерациональный расход (например, автомашина едет по нерациональному пути, что приводит к увеличению расхода бензина); - его неверный учет за счет большой погрешности измерений (например, фактически машина заправлена 80 литрами бензина, а счетчик показывает 100 литров). К этим составляющим технологического расхода как раз больше подходит термин «потери ресурса».
Расходы на доставку товара включаются в его цену, а, значит, регламентируются законодательством в сфере экономической деятельности. Так, глава 25 Налогового кодекса РФ, посвященная налогу на прибыль организаций и регулирующая понятия доходы и расходы организаций, оперирует в текстах статей то термином «расход», то термином «потери». Кроме того, в сфере электроэнергетики термин «потери электроэнергии» прижился очень давно. Поэтому, используя в дальнейшем термин «потери электроэнергии», необходимо осознавать, что не весь объем этих потерь является по своей физической природе потерями, а является ресурсом для выполнения работы по передаче электроэнергии по электрическим сетям от электростанций к потребителям.
4.2. Укрупненная структура фактических потерь электроэнергии
Фактические (отчетные) потери электроэнергии – разность электроэнергии, поступившей в сеть, и отпущенной из сети, определяемая по данным системы учета электроэнергии. Как и для любого другого товара, Налоговый кодекс выделяет различные составляющие этих потерь.
Разделим фактические потери электроэнергии на четыре составляющие по их физической природе и методам их определения:
1) Технические потери электроэнергии, обусловленные физическими процессами, происходящими при передаче электроэнергии по электрическим сетям и выражающимся в преобразовании части электроэнергии в тепло в элементах сетей. Данная составляющая потерь определяется расчетным путем в соответствии с законами электротехники.
2) Расход электроэнергии на собственные нужды подстанций, необходимый для обеспечения работы технологического оборудования подстанций и жизнедеятельности обслуживающего персонала. Расход электроэнергии на собственные нужды подстанций регистрируется счетчиками, установленными на трансформаторах собственных нужд.
3) Потери, обусловленные допустимой погрешностью системы учета. Данная составляющая потерь электроэнергии определяется на основе данных о метрологических характеристиках и режимах работы приборов системы учета.
4) Коммерческие потери. Данная составляющая потерь не имеет математического описания и поэтому не может быть определена самостоятельно. Традиционно под коммерческими потерями понимают хищения электроэнергии и ее недоучет из-за проблем в сфере организации учета потребления электроэнергии. Это неверно, поскольку расчетное значение коммерческих потерь определяется как разность отчетных потерь и суммы первых трех составляющих потерь. При таком определении коммерческих потерь в их состав попадают также потери, обусловленные погрешностью расчета технических потерь из-за неточностей в исходной информации и погрешностей используемого метода расчета, а также потери, обусловленные сверхдопустимой погрешностью системы учета. В идеальном случае коммерческие потери электроэнергии в электрической сети, определяемые расчетным путем, должны быть равны нулю.
В отчетных документах расход электроэнергии на собственные нужды подстанций рассматривается как составляющая технических потерь. С учетом этого обстоятельства на рис. 4.1 показана структура фактических потерь. Погрешность конкретного прибора учета является случайной величиной и может принимать как отрицательное (недоучет электроэнергии), так и положительное (переучет электроэнергии) значение. В первом случае фактические потери будут больше технических на величину недоучета электроэнергии, а во втором случае – меньше на величину переучета. Для большого количества приборов учета в среднем характерен недоучет электроэнергии. Как правило, приборы учета, фиксирующие поступление электроэнергии, имеют более высокий класс точности по сравнению с приборами, фиксирующими отпуск электроэнергии, поскольку первых существенно меньше, чем вторых. Чем выше класс точности прибора, тем меньше его погрешность. Поэтому недоучет на поступлении оказывается меньшим, чем недоучет на отпуске. В этих условиях в целом для электрической сети характерен недоучет электроэнергии, что и отражено на рисунке 4.1 прибавлением, а не вычитанием, к техническим потерям потерь от погрешностей приборов учета.
Рис. 4.1. Структура фактических потерь электроэнергии
Для любых процессов в природе соблюдается баланс: количество энергии, поступившей на объект, всегда равно сумме энергии, ушедшей с объекта и израсходованной внутри него. На практике, в цифровом выражении баланс электроэнергии на объектах, как правило, не выполняется. Небаланс объясняется как неточностью измерения приборами учета составляющих баланса, так и наличием составляющих, которые не фиксируются приборами, а определяются расчетным путем (например, технические потери). Таким образом, физически баланс электроэнергии на объекте выполняется, но за счет вышеописанных факторов у нас складывается картина о его невыполнении. Таким образом, при определении баланса электроэнергии всегда будет присутствовать некоторый небаланс, который является составляющей коммерческих потерь.
Рассмотрим физический смысл составляющих фактических потерь. Первые три составляющие укрупненной структуры потерь относят к технологическим потерям электроэнергии, обусловленным затратами на ее транспорт по электрическим сетям и ее учет. С другой стороны, первая, вторая и четвертая составляющие потерь имеют физический характер: для компенсации этих потерь необходимы затраты дополнительных энергоносителей на электростанциях. Третья составляющая потерь характеризует неточность учета электроэнергии, при этом величина этой составляющей потерь физически не теряется в электрических сетях, для их компенсации не требуется затрат энергоносителей. В то же время, как и все другие составляющие потерь, неточность учета приводит к экономическим потерям сетевых компаний.