13.1. Метод характерных суточных режимов

По этому методу намечают характерные сутки в пределах расчетного периода Т. Для каждых из выбранных суток составляют графики нагрузок, которые представляют в виде ступенчатых линий, причем на каждой ступени графиканагрузка остается неизменной. Тогда потери энергии за соответствующие характерные сутки можно определить по формуле

где I_i, – ток на i-й ступени графика нагрузки; S_i – мощность на i-й ступени графика нагрузки; t_i - продолжительность ступени; n – число ступеней суточ-ного графика.

Годовые потери электроэнергии составят:

где m – число намеченных характерных суток; n_j-x - число j-х характерных суток.

В качестве характерных могут быть рабочие и выходные зимние, летние, весенние и осенние сутки, т.е. 8 суток. Тогда m = 8.

Для приближенных расчетов ориентируются лишь на характерные зимние и летние сутки. Тогда потери энергии

где ΔW_з, ΔW_л – потери энергии за характерные зимние и летние сутки; n_з, n_л – число зимних и летних характерных суток, обычно принимается n_з = 213, n_л = 152.

В условиях эксплуатации графики нагрузки формируются на основе специальных замеров в характерные сутки года. При проектировании сетей расчетные нагрузки могут быть определены лишь приближенно, поэтому вычисленные потери также являются приближенными. К недостаткам метода относится то, что он предполагает использование графиков полной, а не активной мощности, которые являются менее точными. Кроме того, на результатах расчета отражается изменение схемы сети в течение года, динамика нагрузок, изменение нагрузок электростанций и др. Поэтому потери энергии, рассчитанные за характерные сутки, не остаются неизменными в течение всего характерного для этих суток периода. Тем не менее, метод характерных режимов можно считать одним из наиболее точных. Он рекомендуется при расчете потерь в основных сетях энергосистемы, а также в качестве эталонного для сравнения с другими методами. Для повышения точности расчета годовых потерь, рассчитанных по формулам (13.11) или (13.12), рекомендуется использовать коэффициент нерегулярности k_cx, учитывающий влияние вынужденных режимов из-за изменения схемы:

Значение коэффициента k_cx может быть принято равным 1,04–1,08.

В тех случаях, когда затруднительно определить потери электроэнергии ΔW_{j x}

(формула (13.11)) за характерные сутки, можно применить подход, основанный на расчете характерных режимов. Тогда годовые потери электроэнергии находятся по формуле

где ΔP_j- нагрузочные потери мощности при j-м режиме; Δt_j - продолжительность j-го режима; k – число выбранных характерных режимов.

Основной недостаток такого подхода заключается в трудности обоснования каждого характерного режима и особенно его продолжительности.

13.2. Метод средних нагрузок

Нагрузочные потери электроэнергии за рассматриваемый период времени Т находят по формуле

где ΔР_ср – потери активной мощности при средних нагрузках сети.

В условиях эксплуатации средние нагрузки находятся на основании измерений активного W_а и реактивного W_р электропотребления:

Приближенно, а также при перспективных расчетах, когда измерить W_а и W_р невозможно, они могут быть определены по формулам

где Р_нб, Q_нб – мощности в режиме наибольших нагрузок; Р_нм, Q_нм - мощности в режиме наименьших нагрузок за период времени Т.

Таким образом, для определения потерь энергии необходимо составить схему сети со средними нагрузками, найти потокораспределение, а по нему – средние потери мощности.

Формула (13.15), однако, позволяет оценить базовую составляющую потерь электроэнергии. Вместе с тем характер графиков нагрузки отдельных узлов может быть различным, что будет отражаться на потоках мощности по ветвям схемы в различных режимах и соответственно на потерях электроэнергии. Для учета этого обстоятельства в формулу потерь энергии вводят коэффициент формы графика нагрузки:

Этот коэффициент связывают со временем использования наибольшей нагрузки Т_нб

Для участков разомкнутой сети Т_нб для активной или полной мощности может быть определено как средневзвешенное на основании известного времени наибольшей нагрузки каждого из n узлов Т_{i нб}, который питается по данному участку сети:

где Р_i – нагрузка i-го узла.

В замкнутой сети Т_ср.вз приходится определять весьма грубо по Р_i и Т_{i нб} всех узлов. Другим способом в замкнутой сети коэффициент формы для каждого участка сети может быть найден по выражению:

где k_мин представляет собой отношение наименьшей нагрузки к наибольшей на данном участке сети:

По данным для реальных графиков нагрузки сетей 10–110 кВ коэффициент формы k_ф находится в диапазоне 1,05–1,15.

Данный метод может быть использован для оценки потерь электроэнергии в замкнутых сетях напряжением 110 кВ и выше. Однако его применение ограничено в случаях оценки изменения потерь при рассмотрении различных путей по их снижению.