РОЛЬ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ КОММЕРЧЕСКОГО УЧЕТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В СНИЖЕНИИ ПОТЕРЬ В РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЯХ

THE ROLE OF AUTOMATED ELECTRICITY METERING SYSTEMS IN REDUCING LOSSES IN DISTRIBUTION NETWORKS

Izmailov Sergei Sergeevich

Student, Department of Electric Power and Electrical Engineering Penza state University,

Russia, Penza

Konopackiy Yurii Valerevich

Scientific supervisor, associate professor, Penza state University,

Russia, Penza

АННОТАЦИЯ

В работе рассматривается роль автоматизированных систем коммерческого учёта электроэнергии в снижении потерь электроэнергии в распределительных сетях.

ABSTRACT

The paper examines the role of automated commercial electricity metering systems in reducing electricity losses in distribution networks.

Ключевые слова: АСКУЭ, коммерческий учет электроэнергии, потери электроэнергии, распределительные сети

Keywords: Automated metering system, commercial electricity metering, electricity losses, distribution networks.

Электроэнергетические компании постоянно сталкиваются с проблемой потерь электроэнергии, возникающих как по техническим, так и по коммерческим причинам. Согласно нормативным данным, потери в распределительных сетях могут достигать 5–10 % от переданной энергии, что снижает эффективность работы сетевой компании и увеличивает стоимость электроэнергии для конечных потребителей [1, 3].

Коммерческий учёт электроэнергии является ключевым инструментом для контроля и снижения потерь. Интеллектуальные системы коммерческого учёта АСКУЭ позволяют получать точные данные о потреблении, выявлять недоучёт и хищения, а также интегрироваться с системами диспетчеризации для оптимизации работы сети [2].

Цель настоящей статьи — рассмотреть влияние внедрения АСКУЭ на снижение потерь электроэнергии и предложить методы оценки эффективности внедрения таких систем. Для достижения цели рассматриваются теоретические аспекты потерь, структура АСКУЭ, механизмы снижения потерь и расчётные подходы к оценке эффективности.

Потери электроэнергии в сетях подразделяются на два основных типа:

Технические потери, обусловленные физическими процессами в оборудовании и линиях передачи. Основные источники:

-потери в проводах и кабелях (нагрев при протекании тока, сопротивление),

-потери в трансформаторах (нагрузочные и холостого хода),

-потери реактивной мощности при несоответствии нагрузочного баланса.

Технические потери можно рассчитать по известной формуле:

I – ток линии, А;

R – сопротивление линии, Ом;

t – время работы линии, ч.

Коммерческие потери, возникающие из-за:

-неточного учёта потребления,

-хищений электроэнергии,

-ошибок при снятии показаний и передачи данных.

Общие потери электроэнергии можно выразить как сумму технических ​ и коммерческих потерь​:

P_тех – технические потери в линии, А;

P_комм – коммерческие потери в линии, А;

Технические потери увеличиваются с ростом нагрузки и длины линий, а также зависят от сечения проводов, типа трансформаторов и коэффициента мощности сети. Для учета потерь используются АСКУЭ.

АСКУЭ — это комплекс технических средств и программного обеспечения для автоматизированного сбора, передачи и обработки данных о потреблении электроэнергии.

Основные элементы системы:

1. Умные счётчики (электронные, с возможностью дистанционной передачи данных);

2. контроллеры и концентраторы данных (сбор информации с нескольких точек и передача на сервер);

3. каналы передачи данных (GSM, PLC, радиоканалы, Ethernet);

4. серверная часть с программным обеспечением для обработки и анализа данных.

Сравнение традиционного и автоматизированного учетов представлено в таблице 1.

Таблица 1

Сравнение традиционного и автоматизированного учетов

Применение АСКУЭ позволяет:

-повысить точность учёта электроэнергии,

-снизить коммерческие потери,

-интегрировать данные с системами диспетчеризации,

-анализировать нагрузочные профили и оптимизировать режим работы сети.

Механизм снижения потерь с помощью АСКУЭ состоит из нескольких компонентов:

-Снижение недоучета

-Точное измерение электроэнергии уменьшает разницу между учётом и фактическим потреблением. Формула для расчёта эффекта:

P_До – потери электроэнергии до внедрения АСКУЭ;

P_После – потери электроэнергии после внедрения АСКУЭ.

Предотвращение хищений

Система позволяет своевременно обнаруживать аномальные потребления и подозрительные подключения, что сокращает коммерческие потери.

Оптимизация нагрузки и схемы сети

Анализ профиля потребления позволяет перераспределять нагрузки и снижать технические потери. Расчёт технических потерь с учётом нагрузки можно записать так:

i – номер линии;

n – общее количество элементов сети.

Контроль качества электроэнергии

Контроль коэффициента мощности (cosφ) и реактивной мощности позволяет уменьшить потери в линиях и трансформаторах. Формула для корректировки потерь с учётом cosφ:

Экономическая эффективность определяется соотношением экономии средств к затратам на внедрение:

Q – окупаемость, лет;

C_внедр – стоимость внедрения АСКУЭ;

S_год – годовая экономия от снижения потерь электроэнергии, руб/год;

Годовая экономия энергии рассчитывается по формуле:

С_эл – тариф на электроэнергию, руб/МВт*ч.

Эти расчёты позволяют оценить целесообразность внедрения АСКУЭ с точки зрения энергетической и экономической эффективности.

Современные направления развития АСКУЭ включают:

-интеграцию с системами анализа больших данных (Big Data) и искусственным интеллектом для прогнозирования потребления;

-использование IoT-устройств для дистанционного мониторинга сети;

-внедрение цифровых двойников подстанций для оптимизации потерь;

-автоматизированный контроль качества электроэнергии и коэффициента мощности;

-прогнозирование аварийных режимов и аномальных потреблений.

Эти меры позволяют не только снизить потери, но и повысить надёжность, прозрачность работы распределительных сетей и эффективность диспетчерского управления.

Заключение.

В статье показано, что внедрение систем коммерческого учёта электроэнергии является эффективным инструментом снижения потерь как технического, так и коммерческого характера. Использование АСКУЭ повышает точность учёта, позволяет выявлять хищения, оптимизировать нагрузку и оценивать экономическую эффективность. Развитие интеллектуальных систем учёта создаёт перспективу для цифровизации распределительных сетей и повышения общей энергоэффективности отрасли.

Список литературы:

1. ГОСТ 29322-2014. Электроэнергия. Коммерческий учет. Термины и определения.
2. Приказ Минэнерго России от 04.10.2022 №1070 (ред. от 09.12.2024)
3. ПУЭ. Правила устройства электроустановок, 7-е изд., Москва, 2017.