1. ЗАДАЧА СНИЖЕНИЯ ПОТЕРЬ ЭНЕРГИИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ ЭНЕРГОСИСТЕМ
1.1. Общая постановка задачи. Основные понятия и определения
Основная задача энергосистем (энергообъединений) — надежное снабжение потребителей электрической и тепловой энергией нормированного качества при минимальных затратах на выработку, передачу и распределение энергии. Обычно эта задача вследствие ее многокритериальности в общем виде не имеет строгого решения и сводится к решению по одному критерию при замене всех остальных ограничениями.
Часть выработанной электроэнергии расходуется в электрических сетях на создание электрических и магнитных полей, что является необходимым технологическим расходом на ее передачу. В связи с тем, что полезно отпущенная потребителям энергия —
меньше, чем энергия, отпущенная в сеть —
технологический расход энергии на передачу обычно называют потерями—
(техническими потерями). К нереализованной энергии относят также ее часть, израсходованную в сетях на производственные нужды энергосистем (ремонтные базы, электрокотельные и т.п.) —
Баланс энергии в сети можно представить в виде
где
—так называемые коммерческие потери.
Коммерческие потери появляются в балансе энергии как составляющая потерь в связи с тем, что отпущенная в сеть энергия определяется по счетчикам электроэнергии, фиксирующим отпуск энергии в сеть собственными станциями, блок-станциями и соседними энергоуправлениями, а величина полезно отпущенной энергии вычисляется по сумме оплаченных счетов от потребителей за этот же период времени. В связи с неодновременностью записей показаний счетчиков и оплаты счетов, погрешностью приборов учета возможен небаланс 
. Необходимо добавить, что отнести его к потерям можно лишь условно, это потери учета, и физически, как технологический расход, они не существуют.
Потери энергии принято подразделять на постоянные и переменные. К постоянным потерям относятся потери холостого хода электрооборудования, корона линий электропередачи и т. п. Строго говоря, они в незначительной мере изменяются при изменении нагрузки элемента, но этим изменением можно пренебречь. Переменные потери — это часть потерь, которая зависит от нагрузки элемента. Рассматриваемые ниже методы расчета касаются в основном переменных потерь, а методы планирования и прогнозирования потерь оперируют в качестве исходной информации с полными потерями.
Энергетическая система в связи с естественным ростом нагрузок и изменением их распределения по территории постоянно реконструируется с целью обеспечить передачу энергии потребителям с наименьшими потерями. Уровень потерь энергии предопределяется на стадии проектирования системы и зависит в основном от объема капиталовложений, отвлекаемых в развитие электрических сетей, и уровня развития электромашиностроения. Методы проектирования, основанные на определении экономической эффективности решения, позволяют получить оптимальное решение для определенного временного уровня в развитий сети и соответствующих ему нагрузок потребителей. Как следствие этого решения получается технико-экономически обоснованный проектный уровень потерь. Если не будет ошибок в прогнозе нагрузок и отставаний в развитии сети, то можно ожидать, что фактические потери будут близки к проектному уровню и не будет необходимости в дополнительно разрабатываемых технических мероприятиях по уменьшению потерь в сети.
Если фактические потери энергии в энергосистеме ниже проектного уровня, то можно утверждать, что это достигнуто за счет опережающего роста пропускной способности сети или за счет экономически неоправданных мероприятий по капиталовложениям. Но даже в этом случае энергосистема должна планировать и внедрять Организационные мероприятия по уменьшению потерь энергии, направленные на совершенствование эксплуатационного обслуживания сетей и оптимизацию режимов работы и схемы сети. Как правило, организационные мероприятия выполняются без дополнительных капиталовложений.
При фактических потерях выше проектного уровня можно предположить, что есть отставание в темпах прироста пропускной способности сети по сравнению со схемой развития или опережающий рост нагрузок. В этом случае энергосистема должна разработать и внедрить наиболее эффективные технические мероприятия по уменьшению потерь в сетях, приводящие к реконструкции сети.
В условиях эксплуатации широко используются отчетные потери, определяемые из (1.1) в абсолютном исчислении:
(1.2)
Иногда высказывается мнение, что режим работы сети нужно вести при минимальных потерях энергии. Строго говоря, это справедливо лишь для распределительной сети при оптимизации ее режимов в условиях эксплуатации. В системообразующих сетях энергосистем и объединений режим ведется при минимизации затрат на выработку, передачу и распределение энергии при народнохозяйственных ограничениях (необходимость сжигания низкосортных видов топлива, обеспечение водотока по требованию других отраслей народного хозяйства и т. п.). В этом случае потери, не являясь определяющим показателем, могут отличаться от минимально возможных.
Для работ, связанных со снижением потерь энергии, особую роль играет определение этой величины расчетным путем, что позволяет выполнить:
- Расчет величины потерь энергии как показателя работы энергосистемы.
- Прогнозирование величины потерь в энергосистеме и планирование ее сетевым предприятиям.
- Выявление очагов потерь (в том числе и коммерческих) и, следовательно, определение путей снижения потерь.
- Выбор эффективных мероприятий по снижению потерь энергии.
Как видно из сказанного, на различных этапах проектирования развития сети, планирования режима и ведения режима системы постоянно решается задача минимизации потерь энергии (в некоторых задачах потерь мощности). В тех же случаях, когда больший эффект достигается за счет поддержания других критериев экономичности, величина потерь может использоваться как ограничение.
