Geum.ru

Содержание общие вопросы метрологического обеспечения измерительных систем 9 Брюханов В. А. 9

Вид материалаДоклад

Содержание


Метрологические задачи измерений электроэнергии для предприятий участников оптового рынка
Покатилов А.В.
Подобный материал:
1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   ...   34

Метрологические задачи измерений электроэнергии для предприятий участников оптового рынка


При коммерческом учёте электроэнергии, как товарной продукции, в условиях оптового рынка возрастает роль закона РФ “Об обеспечении единства измерений”. Следствием этого является то, что многие участники оптового и розничного рынков электроэнергии в установленном порядке разрабатывают, аттестуют и внедряют на своих энергообъектах методики выполнения измерений (МВИ) электроэнергии на основе типовых МВИ [1, 2]. В методиках заложен вероятностный подход при оценке доверительных границ неисключённой систематической погрешности (ГНСП) [3] измерительных каналов (ИК) автоматизированных информационно-измерительных систем (АИИС), представляющих собой совокупность средств измерений (СИ).

В МВИ границы неисключённой систематической погрешности ИК принято рассчитывать с доверительной вероятностью 0,95. Это означает, что в пяти вариантах из ста возможно, что фактические погрешности (ФП) измерений электроэнергии ИК превысят значения (неблагоприятные случаи) ГНСП. Если сюда добавить нарушение закона равномерного распределения ФП СИ ИК (в действительности это распределение может отличаться от равномерного), а также влияние на погрешности ИК первичных режимных параметров и др. факторов, то количество неблагоприятных случаев может только возрасти. В результате некоторые участники рынка электроэнергии несут убытки из-за неучтённых “потерь” электроэнергии.

Рассмотрим это на примерах с объектами, отличающимися вариантами комбинации ИК с различными метрологическими характеристиками и режимными первичными параметрами, в частности, коэффициентом мощности сети. Объекты объединены в электроэнергетическую систему, состоящую, например, из пяти подстанций. На каждой из них имеется ИКА, ИКВ для измерений отпущенной и соответственно израсходованной электроэнергий на собственные нужды (рис. 1). Поступившую электроэнергию WП на любой объект контролируют по показаниям ближайших соседних. ИКА (например, для объекта 1 – по ИКА на объекте 5) Границы неисключённой систематической погрешности для всех ИК одинаковы и имеют значение  0,94 %. Направление передачи активной электроэнергии показано стрелками. Реактивная электроэнергия может передаваться в обоих направлениях. Коэффициент мощности в сети составляет 0,93–0,94. Для каждого объекта требуется 10000 кВтч электроэнергии на собственные нужды.



Рис. 1. Энергообъекты

На объекте 4 имеется дополнительный источник, вырабатывающий 50000 кВтч электроэнергии в сутки. Разница между поступившей и израсходованной электроэнергией отпускается следующему объекту. По показаниям ИКА между собственниками объектов осуществляется коммерческий расчёт. Никаких дополнительных потерь электроэнергии ни на объектах, ни между ними нет. Значения ФП, ГНСП, показания ИК, фактический НБф.з и допустимый НБд небалансы, рассчитанные по [4] и выраженные (для наглядности) в абсолютных приращениях энергии, приведены в таблице 1. Расчёты произведены для двух режимов работы сети, соответствующих коэффициенту мощности при емкостной и индуктивной нагрузкам (сокращённо – cos емк. или cos инд.).

Как следует из приведённой таблицы небаланс (|НБф.з | > |НБд |) может проявиться на объектах, где ФП каналов при измерении поступившей и отпущенной электроэнергии имеют разные знаки (объекты 2, cos инд.). Но в наибольшей степени нарушение баланса наблюдается, когда, кроме того, ФП превышает ГНСП ИК (объекты 1 и 2, cos емк.) В данном случае можно говорить о явных неучтённых “потерях” электроэнергии. Возможны “потери” и в неявном виде, когда |ГНСПз | < |ФП|, а баланс сохраняется (объект 5, cos емк.), из-за одинаковых знаков погрешностей измерения отпущенной и поступившей электроэнергии. Как следует из приведённых примеров, проявление явных неучтённых “потерь” электроэнергии выражается небалансом. Небаланс может смениться балансом при других режимных параметрах первичной цепи из-за уменьшения погрешностей ИК (объект 1). Если собственник всех объектов один (границы балансового раздела между объектами отсутствуют), то никакого электроэнергетического небаланса в приведённых примерах не наблюдается (таблица 1, объект 6), и неучтённые “потери” электроэнергии на некоторых объектах обеспокоенности не вызывают. То есть роль неучтённых “потерь” электроэнергии возрастает в условиях рыночных отношений, когда происходит дробление крупных энергообъектов на более мелкие с разветвленными границами балансовой принадлежности.

Таблица 1. Погрешности измерений электроэнергии и показания ИК

Объекты
cos
ФП ИКА, %
ФП ИКВ, %
ГНСП, %
WА, кВтч
WВ, кВтч
WП, кВтч
НБф.з, кВтч
НБд, кВтч

1
ёмк.
-1,30
+0,94
0,94
148050
10094
161920
+3776
2064

инд.
-0,84
+0,88
0,93
148740
10088
160816
+1988
2061

ёмк.*






0,30*
149539*
10023*
160177*
+615*
658*

инд.*






0,28*
149683*
10007*
160103*
+413*
614*

2
ёмк.
+1,20
+0,94
0,94
141680
10094
148050
-3724
1928

инд.
+0,51
+0,88
0,93
140714
10088
148740
-2062
1924

емк*.






0,30*
140154*
10023*
149539*
-638*
450*

инд*






0,28*
140090*
10007*
149683*
-414*
574*

3
ёмк.
0,94
-0,94
0,94
131222
9906
141680
+552
1815

инд.
+0,88
-0,31
0,93
131141
9969
140714
-396
1810

4
ёмк.
+0,80
+0,7
0,94
120960
10070
131222
+192
1680

инд
+0,39
+0,98
0,93
120468
10098
131141
+575
1676

5
ёмк.
+1,20
+0,94
±0,94
161920
10094
120960

50600
-454
±1960

инд
+0,51
+0,88
0,93
160816
10088
120468

50255
-181
1949

6
ёмк.


















+342
3012

инд


















-76
2242

Представим собственников данных объектов в качестве участников энергетического рынка. Покупая, расходуя и продавая электроэнергию друг другу они получают прибыль. Очевидно, что наименьший доход из-за неучтенных “потерь” электроэнергии получат собственники тех объектов, у которых фактический небаланс НБф.з имеет наибольшее положительное значение (объект 1). Наоборот на объектах с наибольшим отрицательным НБф.з по той же причине доход будет наибольший (объект 2). Относительно меньший дополнительный доход от неучтённых “потерь” электроэнергии будут получать другие участники рынка, у которых имеет место отрицательный фактический небаланс (объекты 3 при cos инд. и 5), за счёт тех, у кого он положителен. Если выразить в рублях, то при стоимости 1,3 руб. за 1 кВт.ч электроэнергии собственники на объекте 1 недополучают 147264 руб. в месяц и наоборот, на объекте 2 собственники имеют дополнительный доход 145236 руб.

То есть, для одних участников энергорынка неучтённые “потери” могут оказаться источником дополнительных доходов, а для других – дополнительных затрат. источником дополнительных доходов, а для других – дополнительных затрат.

Один из путей снижения неучтённых потерь электроэнергии на предприятиях является проведение мероприятий по снижению уровня ГНСП ИК, например, заменой средств измерений ИК АИИС на более высокие классы точности. Другой путь снижения ГНСП ИК заключается во внесении поправок на систематические погрешности измерения электроэнергии ИК. Возможность внесения поправок, по крайней мере, для измерительных трансформаторов и потерь в линии присоединения ТН к счётчику является одним из эффективных способов снижения неучтённых “потерь” электроэнергии для каналов АИИС. Результаты приведены в таблице 1 (со звёздочками для объектов 1 и 2). Видно, что ГНСП ИК в несколько раз уменьшилась, кроме того, различие между значениями фактического небаланса и допустимого существенно сократилось и, следовательно, снизился уровень неучтённых “потерь” электроэнергии. Но данный подход требует дополнительных метрологических исследований на предмет стабильности характеристик измерительных трансформаторов каналов АИИС.

В заключение можно сформулировать следующие выводы:

– для решения задач по электроэнергосбережению необходимо правильно и с наименьшими погрешностями выполнять измерения электроэнергии;

– на энергообъектах должны разрабатываться и внедряться МВИ, учитывающие конкретную специфику этих объектов, реальные условия эксплуатации АИИС;

– при некоторых комбинациях значений погрешностей СИ ИК и первичных режимных параметров сети могут иметь место неучтённые “потери” электроэнергии в присоединении, в частности, связанные с тем, что фактические погрешности превышают границы неисключённых систематических погрешностей ИК;

– роль неучтённых потерь возрастает при дроблении по балансовой принадлежности крупных энергопредприятий на более мелкие и задача метрологии помочь выявить причины этих потерь;

– существенного снижения уровеня неучтённых “потерь” элетроэнергии и расходов, связанных с ними, а также уменьшение небаланас на энергообъектах возможно добиться, например, при внесении в алгоритмы МВИ поправок на систематические погрешности ИК с привлечением дополнительной информации о погрешностях в реальных условиях, по крайней мере, измерительных трансформаторов и эталонных средств поверки и задача метрологии помочь энергопредприятиям в изучении этого вопроса.

Литература

1. РД 34.11.333-97 Типовая методика выполнения измерений количества электрической энергии.

2. РД 153-34.0-11.209-99 Автоматизированные системы контроля и учёта электроэнергии и мощности. Типовая методика выполнения измерений электроэнергии и мощности.

3. ГОСТ 8.207-76 Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений.

4. РД 34.09.101-94 Типовая инструкция по учёту электроэнергии при её производстве, передаче и распределении.

Автор

Миронюк Николай Ефимович – зам. руководителя лаборатории ФГУП “УНИИМ”

Россия, 620000, Екатеринбург, ул. Красноармейская, 4 www.uniim.ru

Тел. (343) 350-23-13

E-mail: lab262@uniim.ru

Покатилов А.В.