Влияние отклонений действующего напряжения воздушных линий от номинального значения на относительные потери электроэнергии и удельные дисконтированные затраты на ее передачу
Ключевые слова:
действующее напряжение, статическая характеристика нагрузки, потери электроэнергии, активная и реактивная мощности, суммарные удельные дисконтированные затраты, линия электропередачи
Аннотация
Сниженное качество электроэнергии — одна из основных причин роста потерь электроэнергии в электрических сетях, ведущая к росту удельных дисконтированных затрат и тарифов на отпускаемую электроэнергию. Цель настоящей работы — анализ влияния отклонений действующего значения напряжения воздушных линий электропередачи (ВЛ) 35.. .500 кВ от номинального на условно-постоянные и нагрузочные потери электроэнергии при различных значениях плотности графика нагрузки, а также влияние отклонений напряжения на удельные суммарные дисконтированные затраты, как для случая повышения напряжения, так и при его понижении. Путем использования статических характеристик нагрузки по активной и реактивной мощностям для линий напряжением 35.500 кВ доказывается, что любое отклонение напряжения от номинального неминуемо ведет к росту технических потерь электроэнергии и нарушению нормальной работы действующих электроустановок энергосистем и потребителей. Проанализировано изменение условно-постоянных и нагрузочных потерь при изменении действующего напряжения для ВЛ 500 кВ для различных значений плотности графика нагрузки линии. В связи с тем, что суммарные дисконтированные затраты не определяют полностью реальных затрат на передачу одного киловатт-часа электроэнергии по ВЛ и не могут быть критерием при сопоставлении вариантов с различными передаваемыми мощностями или различным сроком расчетного периода, предложена оригинальная экономико-математическая модель ЛЭП, построенная на основании суммарных дисконтированных удельных затрат, с помощью которой рассматривается их изменение при варьировании действующего напряжения линии. Результаты исследования могут быть использованы для создания детальной методики по выявлению основных причин, вызывающих потери электроэнергии в воздушных линиях электропередачи, а также для экономической оптимизации режима рабочих напряжений эксплуатируемых ЛЭП с различными значениями плотности графика их нагрузки.
Литература
1. Железко Ю.С., Артемьев А.В., Савченко О.В. Расчет, анализ и нормирование потерь электроэнергии в электрических сетях. М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2005.
2. Железко Ю.С. Потери электроэнергии. Реактивная мощность. Качество электроэнергии. Руководство для практических расчетов. М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2009.
3. Воротницкий В.Э. Энергосбережение и повышение энергетической эффективности в электрических сетях. М.: Теплоэнергетик, 2016.
4. Сафонов Д.Т., Лютаревич А.Г., Долингер С.Ю., Бирюков С.В. Влияние отклонения напряжения на потери мощности в электрооборудовании электрических сетей и потребителей // Омский научный вестник. 2013. № 2 (120). С. 203—206.
5. Петрова Е.Г. Определение потери мощности при потере напряжения в радиальных сетях с учетом характеристик нагрузки и других параметров электрических систем. М.: Изд-во МЭИ, 1996.
6. Железко Ю.С., Шаров Ю.В., Зарудский Г.К., Сипачева О.В., Шведов Г.В. Потери электроэнергии в электрических сетях: основные сведения, расчет и нормирование. М.: Издат. дом МЭИ, 2011.
7. Шаров Ю.В. Гаджиев М.Г. Измерение потерь мощности на корону в линиях сверхвысокого напряжения // Электро. 2010. № 3. С. 19—23.
8. Геркусов А.А. Оптимизация потерь электроэнергии, передаваемой по воздушным линиям напряжением 110 кВ и выше // Научно-технические ведомости СПбГПУ. 2015. № 1 (214). С. 89—96.
9. Лисина Л.Ф. Балансы реактивной мощности и их составляющие // Вестник Ангарской гос. техн. академии. 2013. № 7. С. 62—67.
10. Воротницкий В.Э., Рабинович М.А., Краковский С.К. Оптимизация режимов электрических сетей 220…750 кВ по реактивной мощности и уровням напряжения // Энергия единой сети. 2013. № 3(8). С. 50—59.
11. Бурман А.П., Розанов Ю.К., Шакарян Ю.Г. Управление потоками электроэнергии и повышение эффективности электроэнергетических систем М.: Изд-во МЭИ, 2012.
12. Горожанкин П.А., Майоров А.В., Макаровский С.Н., Рубцов А.А. Управление напряжением и реактивной мощностью в электроэнергетических системах. Европейский опыт // Электрические станции. 2008. № 6. С. 40—47.
13. Конюхова Е.А. Электроснабжение объектов. М.: Академия, 2004.
14. Статические характеристики электрических нагрузок [Электрон. ресурс] www.5fan.ru/wievjob. php?id=74337 (дата обращения 14.01.2019).
15. Барановский А.И. и др. Экономика промышленности. Т. 1. Общие вопросы экономики. М.: Изд-во МЭИ, 1997.
16. Барановский А.И. и др. Экономика промышленности. Т. 2. Экономика и управление энергообъектами. М.: Изд-во МЭИ, 1998.
17. Improved Decision Aid Methods and Tools to Support Evaluation of Investment for Transport and Energy Networks in Europe. Deliverable 3.2. Methodological Developments [Электрон ресурс] www.eva-tren.eu/ Documenti/D3.2_final.pdf (дата обращения 14.01.2019).
18. Геркусов А.А., Макаров В.М. Технико-экономическое обоснование выбора параметров и режимов работы проектируемых линий электропередачи // Вестник Ивановского гос. энергетического ун-та. 2016. Т. 20. № 2. С. 66—73.
19. Геркусов А.А., Габдулвалиева Е.И. Экономическая коррекция плотностей тока в проводах действующих воздушных линий 110…220 кВ // Известия вузов. Серия «Проблемы энергетики». 2018. № 9 — 10. С. 25—32.
20. Кочкин В.И., Шакарян Ю.Г. Применение гибких (управляемых) электропередач переменного тока в энергосистемах. М.: Изд-во Торус Пресс, 2011.
--
Для цитирования: Геркусов А.А. Влияние отклонений действующего напряжения воздушных линий от номинального значения на относительные потери электроэнергии и удельные дисконтированные затраты на ее передачу // Вестник МЭИ. 2020. № 1. С. 39—48. DOI: 10.24160/1993-6982-2020-1-39-48.
#
1. Zhelezko Yu.S., Artem'ev A.V., Savchenko O.V. Raschet, Analiz i Normirovanie Poter' Elektroenergii v Elektricheskikh Setyakh. M.: Izd-vo NTS ENAS, 2005. (in Russian).
2. Zhelezko Yu.S. Poteri Elektroenergii. Reaktivnaya Moshchnost'. Kachestvo Elektroenergii. Rukovodstvo dlya Prakticheskikh Raschetov. M.: Izd-vo NTS ENAS, 2009. (in Russian).
3. Vorotnitskiy V.E. Energosberezhenie i Povyshenie Energeticheskoy Effektivnosti v Elektricheskikh Setyakh. M.: Teploenergetik, 2016. (in Russian).
4. Safonov D.T., Lyutarevich A.G., Dolinger S.Yu., Biryukov S.V. Vliyanie Otkloneniya Napryazheniya na Poteri Moshchnosti v Elektrooborudovanii Elektricheskikh Setey i Potrebiteley. Omskiy Nauchnyy Vestnik. 2013;2 (120):203—206. (in Russian).
5. Petrova E.G. Opredelenie Poteri Moshchnosti pri Potere Napryazheniya v Radial'nykh Setyakh s Uchetom Kharakteristik Nagruzki i Drugikh Parametrov Elektricheskikh Sistem. M.: Izd-vo MEI, 1996. (in Russian).
6. Zhelezko Yu.S., Sharov Yu.V., Zarudskiy G.K., Sipacheva O.V., Shvedov G.V. Poteri Elektroenergii v Elektricheskikh Setyakh: Osnovnye Svedeniya, Raschet i Normirovanie. M.: Izdat. Dom MEI, 2011. (in Russian).
7. Sharov Yu.V. Gadzhiev M.G. Izmerenie Poter' Moshchnosti na Koronu v Liniyakh Sverkhvysokogo Napryazheniya. Elektro. 2010;3:19—23. (in Russian).
8. Gerkusov A.A. Optimizatsiya Poter' Elektroenergii, Peredavaemoy po Vozdushnym Liniyam Napryazheniem 110 kV i Vyshe. Nauchno-tekhnicheskie Vedomosti SPbGPU. 2015;1 (214):89—96. (in Russian).
9. Lisina L.F. Balansy Reaktivnoy Moshchnosti i Ikh Sostavlyayushchie. Vestnik Angarskoy Gos. Tekhn. Akademii. 2013;7:62—67. (in Russian).
10. Vorotnitskiy V.E., Rabinovich M.A., Krakovskiy S.K. Optimizatsiya Rezhimov Elektricheskikh Setey 220…750 kV po Reaktivnoy Moshchnosti i Urovnyam Napryazheniya. Energiya Edinoy Seti. 2013;3(8): 50—59. (in Russian).
11. Burman A.P., Rozanov Yu.K., Shakaryan Yu.G. Upravlenie Potokami Elektroenergii i Povyshenie Effektivnosti Elektroenergeticheskikh Sistem M.: Izd-vo MEI, 2012. (in Russian).
12. Gorozhankin P.A., Mayorov A.V., Makarovskiy S.N., Rubtsov A.A. Upravlenie Napryazheniem i Reaktivnoy Moshchnost'yu v Elektroenergeticheskikh Sistemakh. Evropeyskiy Opyt. Elektricheskie Stantsii. 2008;6:40—47. (in Russian).
13. Konyukhova E.A. Elektrosnabzhenie Ob′ektov. M.: Akademiya, 2004. (in Russian).
14. Staticheskie Kharakteristiki Elektricheskikh Nagruzok [Elektron. Resurs] www.5fan.ru/wievjob.php?id=74337 (Data Obrashcheniya 14.01.2019). (in Russian).
15. Baranovskiy A.I. i dr. Ekonomika Promyshlennosti. T. 1. Obshchie Voprosy Ekonomiki. M.: Izd-vo MEI, 1997. (in Russian).
16. Baranovskiy A.I. i dr. Ekonomika Promyshlennosti. T. 2. Ekonomika i Upravlenie Energoob′ektami. M.: Izd-vo MEI, 1998. (in Russian).
17. Improved Decision Aid Methods and Tools to Support Evaluation of Investment for Transport and Energy Networks in Europe. Deliverable 3.2. Methodological Developments [Elektron Resurs] www.eva-tren.eu/Docu- menti/D3.2_final.pdf (Data Obrashcheniya 14.01.2019).
18. Gerkusov A.A., Makarov V.M. Tekhniko-ekonomicheskoe Obosnovanie Vybora Parametrov i Rezhimov Raboty Proektiruemykh Liniy Elektroperedachi. Vestnik Ivanovskogo Gos. Energeticheskogo Un-ta. 2016; 20;2:66—73. (in Russian).
19. Gerkusov A.A., Gabdulvalieva E.I. Ekonomicheskaya Korrektsiya Plotnostey Toka v Provodakh Deystvuyushchikh Vozdushnykh Liniy 110…220 kV. Izvestiya Vuzov. Seriya «Problemy Energetiki». 2018;9 — 10: 25—32. (in Russian).
20. Kochkin V.I., Shakaryan Yu.G. Primenenie Gibkikh (Upravlyaemykh) Elektroperedach Peremennogo Toka v Energosistemakh. M.: Izd-vo Torus Press, 2011. (in Russian).
--
For citation: Gerkusov A.A. The Influence of Overhead Power Line Effective Voltage Deviations from the Nominal Value on Relative Power Losses and on Specific Discounted Costs for Power Transmission. Bulletin of MPEI. 2020;1:39—48. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2020-1-39-48
2. Железко Ю.С. Потери электроэнергии. Реактивная мощность. Качество электроэнергии. Руководство для практических расчетов. М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2009.
3. Воротницкий В.Э. Энергосбережение и повышение энергетической эффективности в электрических сетях. М.: Теплоэнергетик, 2016.
4. Сафонов Д.Т., Лютаревич А.Г., Долингер С.Ю., Бирюков С.В. Влияние отклонения напряжения на потери мощности в электрооборудовании электрических сетей и потребителей // Омский научный вестник. 2013. № 2 (120). С. 203—206.
5. Петрова Е.Г. Определение потери мощности при потере напряжения в радиальных сетях с учетом характеристик нагрузки и других параметров электрических систем. М.: Изд-во МЭИ, 1996.
6. Железко Ю.С., Шаров Ю.В., Зарудский Г.К., Сипачева О.В., Шведов Г.В. Потери электроэнергии в электрических сетях: основные сведения, расчет и нормирование. М.: Издат. дом МЭИ, 2011.
7. Шаров Ю.В. Гаджиев М.Г. Измерение потерь мощности на корону в линиях сверхвысокого напряжения // Электро. 2010. № 3. С. 19—23.
8. Геркусов А.А. Оптимизация потерь электроэнергии, передаваемой по воздушным линиям напряжением 110 кВ и выше // Научно-технические ведомости СПбГПУ. 2015. № 1 (214). С. 89—96.
9. Лисина Л.Ф. Балансы реактивной мощности и их составляющие // Вестник Ангарской гос. техн. академии. 2013. № 7. С. 62—67.
10. Воротницкий В.Э., Рабинович М.А., Краковский С.К. Оптимизация режимов электрических сетей 220…750 кВ по реактивной мощности и уровням напряжения // Энергия единой сети. 2013. № 3(8). С. 50—59.
11. Бурман А.П., Розанов Ю.К., Шакарян Ю.Г. Управление потоками электроэнергии и повышение эффективности электроэнергетических систем М.: Изд-во МЭИ, 2012.
12. Горожанкин П.А., Майоров А.В., Макаровский С.Н., Рубцов А.А. Управление напряжением и реактивной мощностью в электроэнергетических системах. Европейский опыт // Электрические станции. 2008. № 6. С. 40—47.
13. Конюхова Е.А. Электроснабжение объектов. М.: Академия, 2004.
14. Статические характеристики электрических нагрузок [Электрон. ресурс] www.5fan.ru/wievjob. php?id=74337 (дата обращения 14.01.2019).
15. Барановский А.И. и др. Экономика промышленности. Т. 1. Общие вопросы экономики. М.: Изд-во МЭИ, 1997.
16. Барановский А.И. и др. Экономика промышленности. Т. 2. Экономика и управление энергообъектами. М.: Изд-во МЭИ, 1998.
17. Improved Decision Aid Methods and Tools to Support Evaluation of Investment for Transport and Energy Networks in Europe. Deliverable 3.2. Methodological Developments [Электрон ресурс] www.eva-tren.eu/ Documenti/D3.2_final.pdf (дата обращения 14.01.2019).
18. Геркусов А.А., Макаров В.М. Технико-экономическое обоснование выбора параметров и режимов работы проектируемых линий электропередачи // Вестник Ивановского гос. энергетического ун-та. 2016. Т. 20. № 2. С. 66—73.
19. Геркусов А.А., Габдулвалиева Е.И. Экономическая коррекция плотностей тока в проводах действующих воздушных линий 110…220 кВ // Известия вузов. Серия «Проблемы энергетики». 2018. № 9 — 10. С. 25—32.
20. Кочкин В.И., Шакарян Ю.Г. Применение гибких (управляемых) электропередач переменного тока в энергосистемах. М.: Изд-во Торус Пресс, 2011.
--
Для цитирования: Геркусов А.А. Влияние отклонений действующего напряжения воздушных линий от номинального значения на относительные потери электроэнергии и удельные дисконтированные затраты на ее передачу // Вестник МЭИ. 2020. № 1. С. 39—48. DOI: 10.24160/1993-6982-2020-1-39-48.
#
1. Zhelezko Yu.S., Artem'ev A.V., Savchenko O.V. Raschet, Analiz i Normirovanie Poter' Elektroenergii v Elektricheskikh Setyakh. M.: Izd-vo NTS ENAS, 2005. (in Russian).
2. Zhelezko Yu.S. Poteri Elektroenergii. Reaktivnaya Moshchnost'. Kachestvo Elektroenergii. Rukovodstvo dlya Prakticheskikh Raschetov. M.: Izd-vo NTS ENAS, 2009. (in Russian).
3. Vorotnitskiy V.E. Energosberezhenie i Povyshenie Energeticheskoy Effektivnosti v Elektricheskikh Setyakh. M.: Teploenergetik, 2016. (in Russian).
4. Safonov D.T., Lyutarevich A.G., Dolinger S.Yu., Biryukov S.V. Vliyanie Otkloneniya Napryazheniya na Poteri Moshchnosti v Elektrooborudovanii Elektricheskikh Setey i Potrebiteley. Omskiy Nauchnyy Vestnik. 2013;2 (120):203—206. (in Russian).
5. Petrova E.G. Opredelenie Poteri Moshchnosti pri Potere Napryazheniya v Radial'nykh Setyakh s Uchetom Kharakteristik Nagruzki i Drugikh Parametrov Elektricheskikh Sistem. M.: Izd-vo MEI, 1996. (in Russian).
6. Zhelezko Yu.S., Sharov Yu.V., Zarudskiy G.K., Sipacheva O.V., Shvedov G.V. Poteri Elektroenergii v Elektricheskikh Setyakh: Osnovnye Svedeniya, Raschet i Normirovanie. M.: Izdat. Dom MEI, 2011. (in Russian).
7. Sharov Yu.V. Gadzhiev M.G. Izmerenie Poter' Moshchnosti na Koronu v Liniyakh Sverkhvysokogo Napryazheniya. Elektro. 2010;3:19—23. (in Russian).
8. Gerkusov A.A. Optimizatsiya Poter' Elektroenergii, Peredavaemoy po Vozdushnym Liniyam Napryazheniem 110 kV i Vyshe. Nauchno-tekhnicheskie Vedomosti SPbGPU. 2015;1 (214):89—96. (in Russian).
9. Lisina L.F. Balansy Reaktivnoy Moshchnosti i Ikh Sostavlyayushchie. Vestnik Angarskoy Gos. Tekhn. Akademii. 2013;7:62—67. (in Russian).
10. Vorotnitskiy V.E., Rabinovich M.A., Krakovskiy S.K. Optimizatsiya Rezhimov Elektricheskikh Setey 220…750 kV po Reaktivnoy Moshchnosti i Urovnyam Napryazheniya. Energiya Edinoy Seti. 2013;3(8): 50—59. (in Russian).
11. Burman A.P., Rozanov Yu.K., Shakaryan Yu.G. Upravlenie Potokami Elektroenergii i Povyshenie Effektivnosti Elektroenergeticheskikh Sistem M.: Izd-vo MEI, 2012. (in Russian).
12. Gorozhankin P.A., Mayorov A.V., Makarovskiy S.N., Rubtsov A.A. Upravlenie Napryazheniem i Reaktivnoy Moshchnost'yu v Elektroenergeticheskikh Sistemakh. Evropeyskiy Opyt. Elektricheskie Stantsii. 2008;6:40—47. (in Russian).
13. Konyukhova E.A. Elektrosnabzhenie Ob′ektov. M.: Akademiya, 2004. (in Russian).
14. Staticheskie Kharakteristiki Elektricheskikh Nagruzok [Elektron. Resurs] www.5fan.ru/wievjob.php?id=74337 (Data Obrashcheniya 14.01.2019). (in Russian).
15. Baranovskiy A.I. i dr. Ekonomika Promyshlennosti. T. 1. Obshchie Voprosy Ekonomiki. M.: Izd-vo MEI, 1997. (in Russian).
16. Baranovskiy A.I. i dr. Ekonomika Promyshlennosti. T. 2. Ekonomika i Upravlenie Energoob′ektami. M.: Izd-vo MEI, 1998. (in Russian).
17. Improved Decision Aid Methods and Tools to Support Evaluation of Investment for Transport and Energy Networks in Europe. Deliverable 3.2. Methodological Developments [Elektron Resurs] www.eva-tren.eu/Docu- menti/D3.2_final.pdf (Data Obrashcheniya 14.01.2019).
18. Gerkusov A.A., Makarov V.M. Tekhniko-ekonomicheskoe Obosnovanie Vybora Parametrov i Rezhimov Raboty Proektiruemykh Liniy Elektroperedachi. Vestnik Ivanovskogo Gos. Energeticheskogo Un-ta. 2016; 20;2:66—73. (in Russian).
19. Gerkusov A.A., Gabdulvalieva E.I. Ekonomicheskaya Korrektsiya Plotnostey Toka v Provodakh Deystvuyushchikh Vozdushnykh Liniy 110…220 kV. Izvestiya Vuzov. Seriya «Problemy Energetiki». 2018;9 — 10: 25—32. (in Russian).
20. Kochkin V.I., Shakaryan Yu.G. Primenenie Gibkikh (Upravlyaemykh) Elektroperedach Peremennogo Toka v Energosistemakh. M.: Izd-vo Torus Press, 2011. (in Russian).
--
For citation: Gerkusov A.A. The Influence of Overhead Power Line Effective Voltage Deviations from the Nominal Value on Relative Power Losses and on Specific Discounted Costs for Power Transmission. Bulletin of MPEI. 2020;1:39—48. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2020-1-39-48
Опубликован
2019-03-14
Выпуск
Раздел
Электротехнические комплексы и системы (05.09.03)
