Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 6
1. ДИНАМИКА, СТРУКТУРА И АНАЛИЗ ПОТЕРЬ
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ 14
АНАЛИЗ ОТЧЕТНЫХ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ РОССИИ И ДАЛЬНЕГО ЗАРУБЕЖЬЯ 14
ДИНАМИКА ИЗМЕНЕНИЯ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ ОАО «ТАТЭНЕРГО» 19
1.2.1. Работа по выполнению норматива потерь
электроэнергии в Татарской энергосистеме с 1995 по
2004 годы 19
Анализ причин роста потерь электроэнергии в период реформирования электроэнергетики. Структура коммерческих потерь электроэнергии 24
Уточнение структуры баланса электроэнергии сетевых компаний 30
1.3. МЕРОПРИЯТИЯ ПО СНИЖЕНИЮ ПОТЕРЬ
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ, ПРОВОДИМЫЕ В ЗАРУБЕЖНЫХ
СТРАНАХ 34
Мероприятия по снижению коммерческих потерь электроэнергии 34
Средства и системы снятия и передачи показаний счетчиков электроэнергии 40
1.4. ВЫВОДЫ 43
2. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ДОСТОВЕРИЗАЦИИ ОБЪЕМА
ОКАЗАННЫХ УСЛУГ ПО ПЕРЕДАЧЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В
РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЯХ 10-0,4 кВ 44
АНАЛИЗ СТРУКТУРЫ ПОЛЕЗНОГО ОТПУСКА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В РАЗРЕЗЕ ГРУПП ПОТРЕБИТЕЛЕЙ 44
ФОРМИРОВАНИЕ ОБЪЕМА ОКАЗАННЫХ УСЛУГ ПО ПЕРЕДАЧЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ГРАЖДАНАМ-ПОТРЕБИТЕЛЯМ 48
Система самообслуживания при расчетах за потребленную населением электроэнергию 48
Основные принципы комплексного подхода по достоверизации объема оказанных услуг по передаче электроэнергии 51
Формирование объема оказанных услуг по передаче электроэнергии физическим лицам на основе выставления ежемесячных счетов-квитанций 52
Методика определения объема оказанных услуг по передаче электроэнергии физическим лицам при системе выставления ежемесячных счетов-квитанций.. 53
2.3. ВЫВОДЫ 58
3. АНАЛИЗ ЧИСЛЕННОСТИ ПЕРСОНАЛА СЕТЕВЫХ
КОМПАНИЙ, ВЫПОЛНЯЮЩЕГО ЭНЕРГОСБЫТОВЫЕ
ФУНКЦИИ 59
ПРИНЦИПЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧИСЛЕННОСТИ И СТРУКТУРА ПЕРСОНАЛА ПРЕДПРИЯТИЙ 59
РАСЧЕТ НЕОБХОДИМОЙ ЧИСЛЕННОСТИ ПЕРСОНАЛА СЕТЕВОЙ КОМПАНИИ 66
Анализ периодичности снятия показаний приборов учета электроэнергии у граждан-потребителей 66
Анализ норматива численности и функций персонала сетевых организаций, выполняющего энергосбытовые функции 74
3.3. ВЫВОДЫ 78
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ УЧЕТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В
РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ 79
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СЧЕТЧИКОВ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ , 1 79
ВНЕДРЕНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УЧЕТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ У ЮРИДИЧЕСИХ ЛИЦ 86
МЕРОПРИЯТИЯ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ УЧЕТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ У МЕЛКОМОТОРНЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ
И ФИЗИЧЕСКИХ ЛИЦ 96
4.3.1. Замена однофазных счетчиков класса точности 2,5 на
современные приборы учета класса точности 2,0 и
выше 96
4.3.2. Эффективность применения АСКУЭ БП у физических
лиц и мелкомоторных потребителей 101
4.3. ВЫВОДЫ ПО
КОМПЛЕКСНОЕ ПРИМЕНЕНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ
СИСТЕМ УЧЕТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 111
5.1. ПОСТРОЕНИЕ ХАРАКТЕРНЫХ ГРАФИКОВ НАГРУЗКИ 111
Обоснование необходимости построения графиков нагрузки 111
Применение вероятностно-статистических методов
при построении графиков нагрузи 115
5.1.3. Построение характерных графиков нагрузки
сельскохозяйственных потребителей 120
5.2. РАСЧЁТ ТЕХНИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В
РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЯХ 0,4-10 кВ НА ОСНОВЕ
ДАННЫХ АСУЭ 124
5.2.1. Методика расчета нормативных технологических
потерь электроэнергии в электрических сетях 124
5.2.2. Расчет и анализ потерь электроэнергии в
распределительных сетях 125
ПРИМЕНЕНИЕ АСУЭ В ЦЕЛЯХ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 131
СОСТАВЛЕНИЕ БАЛАНСОВ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА ОСНОВЕ ДАННЫХ АСУЭ. МЕТОД ВЫЯВЛЕНИЯ ПРИЧИН НЕБАЛАНСА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 133
ВЫВОДЫ 146
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 147
ПРИЛОЖЕНИЯ 149
Приложение Ш 149
Приложение П2 155
Приложение ПЗ 161
Приложение П4 163
Приложение П5 218
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 234
Введение к работе
Актуальность темы
В настоящее время вопросам расчета и анализа потерь электроэнергии (ПЭ) и разработке мероприятий по их снижению посвящается большое количество исследований.
Электрическая энергия является единственным видом продукции, для перемещения которой от мест производства до мест потребления не используются другие ресурсы, при этом расходуется часть самой передаваемой электроэнергии, поэтому ее потери неизбежны. Задача состоит в определении их экономически обоснованного уровня, снижение потерь электроэнергии в электрических сетях до этого уровня - одно из важных направлений энергосбережения.
За последние годы в электроэнергетике России произошли весьма существенные изменения. Прежде всего, они связаны с реформированием энергетической отрасли. В результате «распаковки» энергосистем РФ существенно выросли отчетные потери электроэнергии (ОПЭ).
По мнению международных экспертов, ОПЭ при ее передаче и распределении в электрических сетях большинства стран можно считать удовлетворительными, если они не превышают 5%. ПЭ на уровне 10% можно считать максимально допустимыми с точки зрения физики передачи электроэнергии по сетям. Это подтверждается и докризисным уровнем ПЭ в большинстве энергосистем бывшего СССР, который не превышал 10%. Так как сегодня этот уровень вырос в 1,5-2, а по отдельным предприятиям электрических сетей - даже в 3 раза, очевидно, что причиной этого роста является увеличение доли коммерческой составляющей.
Резкое обострение проблемы снижения ПЭ в электрических сетях требует активного поиска новых путей ее решения и подходов к выбору соответствующих мероприятий, а главное, к организации работы по снижению
потерь. Эти пути и подходы должны выбираться и реализовываться с учетом того, что:
вышел ряд новых Законов РФ и постановлений Правительства;
произошли изменения в системе управления энергетикой, хозяйственной деятельности АО-энерго, во взаимоотношениях энергоснабжающих организаций между собой и потребителями;
с ростом коммерческой составляющей потерь значительно повысилась роль мероприятий по совершенствованию расчетного и технического учета электроэнергии, выявлению ее хищений;
возникла проблема формирования тарифов на электроэнергию и их защиты в региональных энергетических комиссиях с учетом нормативов потерь в сетях по ступеням напряжения: 110 кВ и выше, 6 (10)-35 кВ и 0,4 кВ;
повысилась актуальность расчета нормативов потерь электроэнергии для стимулирования их снижения и для учета в коммерческих расчетах между АО-энерго и РАО «ЕЭС России» в условиях ФОРЭМ.
В связи с резким сокращением инвестиций в развитие и техническое перевооружение электрических сетей, в совершенствование систем управления их режимами, расчетного и технического учета электроэнергии, возник ряд негативных тенденций, отрицательно влияющих на уровень потерь в сетях, в частности:
из-за недостатка компенсирующих устройств и общего спада нагрузки увеличились избытки зарядной мощности в системообразующих сетях 220 кВ и выше, возросли до опасных пределов уровни напряжения в узлах, что привело к соответствующему росту ПЭ на корону в ВЛ 220 кВ и выше, в стали силовых трансформаторов;
из-за старения сетей увеличилось число ремонтов, аварий, отказов оборудования, что приводит к неоптимальным режимам работы сетей и соответствующему росту технических потерь электроэнергии;
- все больший экономический ущерб энергоснабжающим организациям наносит низкий технический уровень существующей системы учета электроэнергии, ее физический и моральный износ, несоответствие современным требованиям.
Особенно высокий уровень ПЭ характерен для распределительных сетей 10-0,4 кВ (PC 10-0,4 кВ). Отчетные данные показывают, что величина коммерческих потерь электроэнергии (КПЭ) в PC 10-0,4 кВ составляет до 50% от величины фактических потерь электроэнергии. В PC 10-0,4 кВ основными потребителями являются сельскохозяйственные, мелкомоторные потребители и население, которые нуждаются в постоянном контроле со стороны сетевых и энергосбытовых организаций. Снижение ПЭ в сетях низкого напряжения является сложной и трудоемкой задачей в связи с большим количеством хищений электроэнергии на уровне 0,4кВ, неплатежами за потребленную электроэнергию, неудовлетворительным состоянием расчетного учета электроэнергии у потребителей, а также удаленностью объектов потребителей друг от друга, большим количеством точек учета и низким потреблением каждым из объектов электроснабжения.
Из вышеотмеченного следует, что на фоне происходящих изменений хозяйственного механизма в энергетике и подъема экономики в стране проблемы снижения ПЭ и организации учета в электрических сетях не только не утратили свою актуальность, а наоборот выдвинулись в одну из задач обеспечения финансовой стабильности энергоснабжающих организаций.
Особую актуальность приобретают разработка и внедрение автоматизированных систем учета электроэнергии (АСУЭ), позволяющих иметь полную информацию об объектах электроснабжения. В тоже время на сегодняшний день отсутствует обоснованная концепция и решения по созданию и применению АСУЭ в PC 10-0,4 кВ для установки приборов учета в коммунально-бытовом секторе в целях достоверизации объема оказанных услуг по передаче электроэнергии и снижения КПЭ. Основными причинами
указываются высокие затраты на установку и обслуживание данных систем, которые ставят под сомнение экономическую эффективность их внедрения. В связи с вышеизложенным, актуальной задачей является обоснование эффективности внедрения средств автоматизации систем технического учета электроэнергии с расширением их функций для снижения и КПЭ. Кроме того, не менее важным становится разработка методов и внесение изменений в существующий алгоритм определения величины полезного отпуска электроэнергии (ПОЭ) с учетом накопленного опыта энергосистем России, а также комплексный подход при разработке новых мероприятий по снижению ПЭ.
Вопросам расчета и анализа потерь электроэнергии, мероприятиям по их снижению посвящены работы ученых В.Э. Воротницкого, Ю.С. Железко, В.Г. Пекелис, М.А. Калинкиной и др. Проблемы формирования полезного отпуска электроэнергии и объема оказанных услуг по передаче электроэнергии обсуждались в работах и публикациях А.И. Фаенсон, В.Н. Апряткина. Активная работа по изучению проблематики автоматизации систем учета электроэнергии ведется научными работниками Московского энергетического института, Иркутского государственного университета, Южного федерального университета, а также конструкторскими бюро ОАО «Концерн «Энергомера», ООО «Инкотекс» и др.
Подтверждением актуальности темы диссертации является и тот факт, что она выполнялась в соответствии с Федеральным законом РФ «Об энергосбережении» и «Правилами функционирования розничных рынков электрической энергии в переходный период реформирования электроэнергетики» (далее Правила), утвержденными Постановлением правительства РФ №530 от 30.08.2006.
Цель и задачи работы
Цель работы состоит в повышении достоверности определения технических и коммерческих ПЭ в системах электроснабжения объектов сельскохозяйственного назначения на основе совершенствования систем и методов учета электроэнергии.
Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие научно-технические задачи:
Анализ динамики отчетных потерь электроэнергии в распределительных сетях 10-0,4 кВ и причин их роста в период реформирования энергетической отрасли.
Оценка структуры и динамики полезного отпуска электроэнергии в разрезе групп потребителей районных электрических сетей (РЭС).
Обоснование эффективности внедрения автоматизированных систем учета электроэнергии в комплексе с оптимизацией численности персонала сетевых компаний (СК), выполняющего энергосбытовые функции.
Целесообразность замены счетчиков устаревших конструкций класса 2,5 на современные многофункциональные приборы учета электроэнергии повышенного класса точности (2,0 и выше).
Построение профилей нагрузки характерных групп потребителей электроэнергии, ведение баланса электроэнергии и расчет технических потерь электроэнергии, выявление хищений электроэнергии и проверка работоспособности приборов учета, используя данные АСУЭ.
Методы исследования определялись характером каждой из поставленных задач и опирались на положения математической статистики. Технические исследования и расчеты выполнялись на ПЭВМ с использованием стандартных программ.
Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций диссертации определяется корректным использованием при решении поставленных задач методов теории вероятности и математической статистики, сопоставлением расчетных и экспериментальных результатов, общепринятыми в энергетике методами экономической оценки инвестиционных решений.
Научная новизна работы заключается в следующем:
Обоснована необходимость внедрения АСУЭ в PC 10-0,4 кВ при оптимизации существующего количества персонала сетевых компаний; доказана приоритетность применения данных систем с расширением функций по расчету баланса, норматива потерь электроэнергии и выявления причин небаланса электроэнергии.
Доказана экономическая эффективность замены счетчиков устаревших конструкций класса точности 2,5 на класс точности 2,0 и выше, обеспечивающая снижение коммерческих потерь электроэнергии в PC 10-0,4 кВ.
Усовершенствована методика определения объема оказанных услуг по передаче электроэнергии в части расчета коэффициента среднесуточного потребления электроэнергии физическими лицами на основе переданных ими данных.
Построены характерные графики нагрузок сельскохозяйственных потребителей с учетом изменения структуры потребления в период реформирования электроэнергетики, повышающие достоверность расчетов технических потерь электроэнергии в PC 10-0,4 кВ.
Уточнена структура баланса электроэнергии в части выделения в отдельную составляющую величины начисленной электроэнергии по выявленным фактам бездоговорного потребления.
Практическая ценность работы заключается в том, что предложенные технико-экономические решения позволяют увеличить достоверность определения составляющих баланса электроэнергии, определить приоритетность разработки и внедрения мероприятий по совершенствованию учета электроэнергии в зависимости от структуры ПОЭ. Внедрение и широкое применение АСУЭ, которое экономически оправдано в PC 10-0,4 кВ, дополнения в методику определения ПОЭ в части расчета среднесуточного потребления электроэнергии гражданами-потребителями дают возможность увеличить точность расчета отчетных и технических ПЭ, и, как следствие, ведут к снижению КПЭ.
Основные положения, выносимые на защиту
Обоснование целесообразности применения АСУЭ в PC 10-0,4 кВ с расширением функций для организации коммерческого учета электроэнергии, составления балансов электроэнергии, профилей энергопотребления характерных нагрузок, расчетов норматива ПЭ, выявления хищений электроэнергии.
Необходимость приоритетной установки многофункциональных счетчиков повышенных классов точности у бытовых и мелкомоторных потребителей за счет средств СК.
Внесение изменений в методику определения объема оказанных услуг по передаче электроэнергии физическим лицам в части использования показаний приборов учета, передаваемых гражданами-потребителями.
Внесение изменений в структуру баланса электрической энергии в части исключения величины электроэнергии, начисленной по актам бездоговорного потребления электроэнергии, из состава ОПЭ и выделения ее в качестве отдельной составляющей. __
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на конференциях и семинарах: вторая научно-практическая конференция «Автоматизированные системы контроля и учета энергоресурсов (АСКУЭ)», г. Екатеринбург, ГУ «Свердловгосэнергонадзор», «СГЭН-ЦЕНТР», 2002г.; межрегиональная научно-практическая конференция «Управление снижением потерь в электрических сетях. Энергетические обследования электросетевых компаний», г. Екатеринбург, Уральский государственный технический университет - УПИ, 2003г.; третья международная научно-техническая конференция-выставка «Нормирование, анализ и снижение потерь электроэнергии в электрических сетях-2004», г. Москва, ВНИИЭ, 2004г.; молодежная научно-практическая конференция ОАО «Сетевая компания», г. Казань, 2006г., ОАО «Сетевая компания»; итоговая молодежная научно-практическая конференция ОАО «Татэнерго», г. Казань, Татэнерго, 2006г.; конкурс «Энергоэффективного оборудования и технологии» в рамках выставки «Энергетика. Ресурсосбережение», г. Казань, ОАО «Казанская ярмарка», 2006г.; пятый научно-технический семинар-выставка «Нормирование и снижение потерь электрической энергии в электрических сетях», г. Москва, Диалог-Электро, 2007г.; вторая молодежная международная научная конференция «Тинчуринские чтения», г.Казань, Казанский государственный энергетический университет - КГЭУ, 2007 г.
