Снижение потерь электроэнергии – важнейший путь энергосбережения в электрических сетях

В. Э. Воротницкий, доктор техн. наук, профессор, главный научный сотрудник ОАО «НТЦ ФСК ЕЭС»

Рост потерь электроэнергии в электрических сетях (далее ПЭЭС) России все отчетливее свидетельствует о следующих накапливающихся проблемах, требующих безотлагательного решения:

• реконструкция и техническое перевооружение электрических сетей,
• совершенствование учета электроэнергии, в первую очередь в части замены устаревших приборов, оперативности и точности сбора данных об отпущенной в сеть и потребленной электроэнергии,
• повышение эффективности сбора денежных средств за поставленную потребителям электроэнергию,
• налаживание конструктивного взаимодействия электросетевых и энергосбытовых организаций при расчете и анализе фактических и прогнозных балансов электроэнергии в электрических сетях и т.п.

По мнению международных экспертов и опыту передовых отечественных электрических сетей, относительные потери электроэнергии при ее передаче и распределении в электрических сетях можно считать удовлетворительными, если они не превышают 4–5% от отпуска электроэнергии в эти сети. Потери электроэнергии на уровне 10% можно считать максимально допустимыми с точки зрения физики передачи электроэнергии по сетям [1]. Сказанное подтверждается данными, представленными в табл. 1.

Анализ потерь электроэнергии

Хронический недостаток инвестиций в развитие и реконструкцию российских электрических сетей, в совершенствование систем управления их режимами, учета электроэнергии привел к их значительному физическому и моральному износу (до 70%), что отрицательно повлияло на динамику относительных потерь электроэнергии в отечественных электрических сетях в целом и на уровень потерь в отдельных электросетевых организациях.

По данным Федеральной службы государственной статистики (Росстата), абсолютные фактические потери электроэнергии в электрических сетях России в 2009 году составили 100,96 млрд кВт•ч, или 11,05% от отпуска электроэнергии в сеть, равного 913,9 млрд кВт•ч. В этом же году суммарные потери электроэнергии¹ в электрических сетях ОАО «ФСК ЕЭС» и ОАО «Холдинг МРСК» (далее – МРСК) составили 78,817 млрд кВт•ч (см. табл. 2), т.е. около 78% от суммарных потерь электроэнергии по данным Росстата².

Как показывает анализ, значительная часть потерь электроэнергии (около 20%) в большом количестве территориальных электросетевых организаций (ТСО) и предприятий (около 3000), оказывающих услуги по передаче электрической энергии, не учитывается Росстатом в суммарной величине потерь электроэнергии в электрических сетях. В сводном балансе электроэнергии эти потери попадают в графу полезного отпуска электроэнергии.

С учетом потерь электроэнергии в электрических сетях этих ТСО, присоединенных к сетям МРСК и ОАО «ФСК ЕЭС», фактические суммарные ПЭЭС в России приблизительно оцениваются в 120 млрд кВт•ч в год. По отношению к суммарному отпуску электроэнергии в сеть в 2009 году 913,9 млрд кВт•ч это составляет 13,1%, что в 1,5–2,0 раза выше, чем в электрических сетях промышленно развитых стран (см. табл. 1) и в электрических сетях Минэнерго СССР в конце 1980-х годов, когда они находились на уровне 8,65%.

Если не предпринимать активных усилий по сдерживанию роста потерь электроэнергии, этот рост будет продолжаться уже в ближайшем будущем в связи с повышением тарифов на электроэнергию и сопутствующей мотивацией потребителей к безучетному потреблению электроэнергии, а также в связи с неоптимальной загрузкой электрических сетей, дополнительными потерями из-за низкого качества электроэнергии и т.п. Тенденции такого роста наметились в ряде отечественных
РСК. В отдельных распределительных линиях 0,4–10,0 кВ некоторых РСК фактические относительные потери электроэнергии уже достигают 30–40% и сравнялись с потерями в сетях отсталых африканских стран. Как правило, такие потери характерны для районов с неплатежеспособным населением, высоким уровнем бездоговорного и безучетного потребления электроэнергии, низкой организацией энергосбытовой деятельности и отсутствием взаимодействия энергосбытов, электрических сетей, правоохранительных органов и администраций местного самоуправления.

Резерв снижения потерь электроэнергии в электрических сетях России

Суммарный резерв снижения ПЭЭС в настоящее время по минимальным оценкам находится в пределах 15–25 млрд кВт•ч, в том числе:

• около 3–5 млрд кВт•ч – резерв снижения технических потерь, обусловленных физическими процессами передачи электроэнергии;
• 12–20 млрд кВт•ч – резерв снижения коммерческих потерь, обусловленных погрешностями системы учета электроэнергии, бездоговорным и безучетным потреблением электроэнергии, недостатками в системе сбора и обработки данных о полезном отпуске электроэнергии потребителям и другими причинами [1].

Наличие указанных резервов объясняется следующими факторами:

• значительным моральным и физическим износом электросетевого оборудования;
• неоптимальными режимами работы электрических сетей по уровням напряжения и реактивной мощности;
• недостаточной мотивацией и квалификацией персонала электросетевых компаний для разработки и внедрения эффективных программ снижения потерь электроэнергии в сетях;
• использованием несовершенных расчетных методов определения количества отпущенной и потребленной электроэнергии при отсутствии приборов учета;
• несовершенством нормативной базы для эффективной борьбы с хищениями электроэнергии;
• недопустимыми погрешностями измерений объемов электроэнергии, поступившей в электрические сети и отпущенной из электрических сетей;
• несовершенством системы снятия показаний приборов учета и выставления счетов за потребленную электроэнергию;
• ростом бездоговорного и безучетного потребления электроэнергии (хищений) в связи с ростом тарифов на электроэнергию и рядом других причин.

Значительное превышение фактических потерь над технологически обоснованными требует системного подхода к решению этой проблемы на долговременной и постоянной основе. Передовой зарубежный опыт показывает, что даже при сравнительно благополучных относительных потерях электроэнергии в сетях отдельных зарубежных электрокомпаний временное ослабление внимания к ним неизменно приводит к росту потерь.

Пути выхода из сложившейся ситуации

Снижение потерь электроэнергии в электрических сетях требует существенных затрат на следующие мероприятия:

• модернизацию электросетевого оборудования и внедрение новой энергосберегающей техники и технологий, в первую очередь устройств компенсации реактивной мощности и средств регулирования напряжения;
• совершенствование и автоматизацию средств и систем учета электроэнергии;
• совершенствование и внедрение новых информационных технологий для расчетов фактических и прогнозных балансов электроэнергии в электрических сетях, технических и коммерческих потерь, разработку и оценку эффективности мероприятий по снижении потерь;
• научно-исследовательские, проектные и опытно-конструкторские работы, связанные с расчетами, анализом, нормированием и снижением потерь электроэнергии в электрических сетях, разработкой и совершенствованием нормативных документов.

Для снижения потерь электроэнергии в электрических сетях³ на 1 млрд кВт•ч необходимо затратить от 0,8 до 3,0 млрд руб. со сроком окупаемости затрат от 2 до 8 и более лет.

Результаты снижения ПЭЭС

Снижение потерь электроэнергии в электрических сетях позволяет:

• уменьшить убытки электросетевых организаций из-за сокращения оплаты сверхнормативных потерь и аккумулировать дополнительные средства на дальнейшее снижение потерь;
• разгрузить электрические сети от дополнительных потоков мощности и тем самым обеспечить возможность подключения дополнительной мощности к электрическим сетям;
• снизить расход топлива и вредные выбросы на электрических станциях за счет снижения выработки электроэнергии для компенсации потерь;
• снизить объемы строительства генерирующих мощностей для надежного электроснабжения потребителей при намечающемся дефиците активной мощности;
• уменьшить тарифы на услуги по передаче электроэнергии по электрическим сетям и тарифы на электроэнергию для конечных потребителей.

Продолжение читайте в следующем номере, где будут представлены энергосберегающие мероприятия, позволяющие снизить ПЭЭС.

Литература

1. Бохмат И.С., Воротницкий В.Э., Татаринов Е.П. Снижение коммерческих потерь в электроэнергетических системах // Электрические станции.– 1998.– № 9.
2. Treatment of Losses by Network Operators – ERGEG Position Paper Ref: E08-ENM-04–0315 July. 2008.

¹ Достоверные данные о суммарных потерях электроэнергии в электрических сетях России за 2010–2013 годы пока отсутствуют.

² Оставшиеся 22 % – это потери в электрических сетях ОАО «Татэнерго», ОАО «Башкирэнерго», ОАО «Иркутская электросетевая компания», ОАО «Новосибирскэнерго», ряде крупных муниципальных электрических сетей и т. п., которые впрямую учитываются Росстатом в балансе электроэнергии страны.

³ По предварительным оценкам специалистов ОАО «НТЦ ФСК ЕЭС».