Utrata transmisji
Transmisji straty , znany również jako utratę sieci , to różnica pomiędzy elektrycznej energii wytwarzanej w elektrowni i energii elektrycznej używanych w punkcie połączenia sieci konsumentów. Straty przesyłu w systemach trójfazowych w Europie Środkowej stanowią około 6% mocy sieci, uśrednionej na różnych poziomach napięcia. W Niemczech około 5,7% energii elektrycznej dostarczanej do sieci elektrycznej jest tracone z powodu strat w sieci . W latach 2000-2012 strata przesyłu zmniejszyła się o ok. 28% (z 34,1 do 24,6 TWh). Straty przesyłu wynikają głównie z rezystancji omowej linii przesyłowych. Prąd przepływający przez kable powoduje ich nagrzewanie, zwane również stratą omową. Ponadto w stratach sieciowych odgrywają rolę również straty zależne od napięcia spowodowane wyładowaniami koronowymi , straty w kontekście kompensacji mocy biernej oraz straty w transformatorach mocy .
Porównanie systemów
Z typową linią napowietrzną pracującą pod napięciem 380 kV z przewodami w wiązce 4 × 564/72 Al / St , która jest przeznaczona do przesyłu maksymalnie 1,1 GW na system trójfazowy, zależne od prądu straty omowe 11,6 MW i 245 kW na długości 100 km występują straty zależne od napięcia, głównie w wyniku wyładowań koronowych. Przy maksymalnej mocy powoduje to utratę transmisji wynoszącą nieco ponad 1% mocy oddawanej na 100 km. Dominujące straty omowe można pozornie nieco zmniejszyć przez większe przekroje przewodów, ale waga wzrasta i napotyka niedopuszczalne ekonomicznie ograniczenia kosztów linii napowietrznych i konstrukcji masztów w stosunku do kosztów energii.
Aby zmniejszyć bezwzględne straty liniowe i spełnić zasadę N-1 , podwójne systemy z dwoma trójfazowymi systemami na maszcie są często eksploatowane równolegle i tylko z mniej niż połową maksymalnej mocy na system przewodowy. W przypadku krótkotrwałej awarii systemu, na przykład zwarcia doziemnego, które często występuje na liniach napowietrznych, skutkuje przerwaniem linii i automatycznym ponownym załączeniem , drugi system przesyłowy może przejąć całą zdolność przesyłową bez przerwanie dostaw.
Względne straty wynoszące około 1% na odcinku 100 km pozostają w przybliżeniu stałe w przypadku linii napowietrznej nawet przy niższych zdolnościach przesyłowych. Z drugiej strony w przypadku kabli podziemnych straty kompensacyjne niezależne od obciążenia są dodawane jako główny składnik strat, podczas gdy straty omowe są zmniejszane, ponieważ dla podziemnych systemów kablowych wybiera się większe przekroje przewodów. Podziemny system kablowy 380 kV podobny do powyższej linii napowietrznej ma ok. 15 razy większe zapotrzebowanie na moc bierną ze względu na wyższą powłokę pojemnościową , co prowadzi do około 25% większych strat przy typowym rocznym obciążeniu 30% w podziemnym systemie kablowym w porównaniu do systemu linii napowietrznej.
Linie 380 kV to linie o najniższych stratach w sieciach elektroenergetycznych zwyczajowo w Europie Środkowej, w oparciu o moc maksymalną. Przy niższych poziomach napięcia, takich jak system dystrybucyjny 110 kV, a zwłaszcza w sieci średniego napięcia , występują większe straty względne na 100 km, dlatego napięcia te są wykorzystywane do regionalnych dystrybucji na mniejszych odległościach. Nawet przy transformacji między różnymi poziomami napięcia występują przede wszystkim straty cieplne w transformatorach mocy, dlatego w sieci energetycznej występuje całkowita utrata przesyłu wynosząca ok. 6% przy średnich odległościach między odbiornikiem a elektrownią Europa. Przy większych odległościach przestrzennych między odbiorcami a elektrowniami występują większe straty całkowite, dlatego sensowne jest budowanie elektrowni jak najbliżej odbiorców.
zmniejszenie
Aby utrzymać efektywne straty transmisji na niskim poziomie, napięcie robocze dobiera się na możliwie najwyższym poziomie, aby zmniejszyć dominujące straty omowe przy tej samej mocy transmisji. Na przykład w Kanadzie części trójfazowej sieci Hydro-Québec pracują pod napięciem 735 kV.
Ponadto na duże odległości stosuje się wysokonapięciową transmisję prądu stałego (HVDC), która działa przy napięciu stałym do ± 800 kV. Dodatkowe straty przetwornika, które występują w przypadku HVDC w wyniku zamiany trójfazowego prądu przemiennego na prąd stały iz powrotem na trójfazowy prąd przemienny, są kompensowane przez zmniejszone straty przesyłu z pewnych długości linii.
Indywidualne dowody
- ↑ Generacja. Bilans - miesięczny raport o dostawach energii elektrycznej. W: Równowaga. Federalny Urząd Statystyczny, 2019, dostęp 10 lipca 2019 .
- ↑ Zużycie energii w Niemczech w 2012 r., S.30 . Strona internetowa AG Energiebilanzen. Źródło 7 listopada 2013 r.
- ↑ a b Szacunkowe straty i straty energii dla projektu budowy linii 380 kV Wahle - Mecklar (PDF; 69 kB), BR Oswald, University of Hanover, 1 listopada 2007.