Снижение потерь электроэнергии в распределительных электрических сетях. Сравнительный анализ зарубежного и отечественного опыта

 
 
В. Э. Воротницкий, А. В. Могиленко 
 
 
 
 
 
 
 
 
СНИЖЕНИЕ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ  
В РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ 
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЗАРУБЕЖНОГО И ОТЕЧЕСТВЕННОГО ОПЫТА 
 
 
 
Монография 
 
Под общей редакцией В. Э. Воротницкого 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Москва    Вологда 
«Инфра-Инженерия» 
2023 
1 

УДК 621.311 
ББК 31.280.7 
В75 
 
Рецензенты: 
д. т. н., главный научный сотрудник, руководитель Центра интеллектуальных 
электроэнергетических систем и распределенной энергетики Института  
энергетических исследований Российской академии наук, руководитель  
Национального исследовательского комитета С6 РНК СИГРЭ,  
академик-секретарь отделения «Электроэнергетика»  
Академии электротехнических наук РФ Илюшин Павел Владимирович; 
д. т. н., профессор, заместитель проректора по подготовке научных кадров, 
профессор кафедры электроэнергетики и электромеханики  
Санкт-Петербургского горного университета, вице-президент  
Академии электротехнических наук РФ Назарычев Александр Николаевич 
 
 
Воротницкий, В. Э. 
В75   
Снижение потерь электроэнергии в распределительных электрических сетях. Сравнительный анализ зарубежного и отечественного опыта : 
монография / В. Э. Воротницкий, А. В. Могиленко ; под общ. ред. 
В. Э. Воротницкого. – Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2023. – 308 с. : 
ил., табл. 
ISBN 978-5-9729-1388-6 
 
Рассмотрены методы и средства энергосбережения и повышения энергетической эффективности, применяемые в электрических сетях напряжением 0,4–110 кВ, в 
том числе: структура, терминология, особенности расчёта, анализа, снижения потерь 
электроэнергии; динамика потерь; методы нормирования и покупки потерь на рынках 
электроэнергии различных стран. Выполнено сопоставление зарубежного опыта с 
отечественным, приведены примеры по основным разделам сравнительного анализа. 
Для специалистов, работающих в научных, проектных и эксплуатационных организациях, занимающихся вопросами расчёта, нормирования и снижения потерь 
электроэнергии в распределительных электрических сетях. Может быть полезно студентам электротехнических и электроэнергетических специальностей. 
 
УДК 621.311 
ББК 31.280.7 
 
 
 
 
 
 
ISBN 978-5-9729-1388-6 
© Воротницкий В. Э., Могиленко А. В., 2023 
 
© Издательство «Инфра-Инженерия», 2023 
 
© Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2023 
2 

ОГЛАВЛЕНИЕ 
 
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ ................................................................................... 6 
ВВЕДЕНИЕ 
............................................................................................................. 18 
ГЛАВА ПЕРВАЯ. Структура потерь электроэнергии .................................. 21 
1.1. Технические потери ......................................................................................... 21 
1.2. Нетехнические потери ..................................................................................... 24 
1.3. Результаты опросов европейских стран по структуре потерь  
электроэнергии ........................................................................................................ 33 
1.4. Принципы измерения и расчёта абсолютных потерь и структурных  
составляющих баланса электроэнергии в отдельных странах ........................... 35 
1.5. Этапы и методы определения структуры технических и нетехнических  
потерь электроэнергии 
............................................................................................ 38 
1.6. Методы и средства анализа факторов, влияющих на технические  
и нетехнические потери 
.......................................................................................... 39 
1.7. Комбинирование методов и выводы в части определения потерь ............. 42 
1.8. Российский опыт расчётов и измерения потерь электроэнергии  
и их структуры, анализа факторов, влияющих на технические  
и нетехнические потери 
.......................................................................................... 43 
1.8.1. Фактические потери, структура технологических потерь .................... 43 
1.8.2. Факторы, влияющие на уровень и структуру технологических  
потерь 
.................................................................................................................... 45 
1.8.3. Структура нетехнических потерь электроэнергии ................................ 47 
Выводы по главе 1 
................................................................................................... 54 
ГЛАВА ВТОРАЯ. Сравнительный анализ динамики потерь  
в электрических сетях различных стран 
.......................................................... 55 
2.1. Общий обзор ситуации в мире 
........................................................................ 55 
2.2. Анализ потерь и их структуры в отдельных странах ................................... 58 
2.3. Способы сравнения стран по уровню потерь электроэнергии,  
применяемые в международной практике 
............................................................ 63 
2.4. Динамика потерь электроэнергии в распределительных сетях России ..... 68 
2.5. Методология формирования ежегодного рейтинга электросетевых  
компаний России по уровню энергетической эффективности 
........................... 71 
Выводы по главе 2 
................................................................................................... 73 
ГЛАВА ТРЕТЬЯ. Мероприятия по снижению потерь электроэнергии .... 74 
3.1. Мероприятия по снижению технических потерь 
.......................................... 74 
3.1.1. Отношение сетевых компаний к снижению технических потерь 
........ 74 
3.1.2. Классификация мероприятий по снижению технических потерь ....... 74 
3.1.3. Замена компонентов сетей ....................................................................... 76 
3.1.4. Управление сетями 
.................................................................................. 102 
3.1.5. Прочие мероприятия по снижению технических потерь 
.................... 124 
3.1.6. Комплексные программы снижения технических потерь .................. 125 
3.2. Мероприятия по снижению нетехнических потерь 
.................................... 126 
 
3 

3.2.1. Основные направления и принципы снижения нетехнических 
потерь 
.................................................................................................................. 126 
3.2.2. Снижение нетехнических потерь при помощи анализа данных ........ 127 
3.2.3. Актуальные традиционные мероприятия ............................................. 131 
3.2.4. Комплексный технико-экономический подход к снижению  
нетехнических потерь ....................................................................................... 132 
3.2.5. Влияние социально-экономических особенностей отдельных стран  
на уровень нетехнических потерь ................................................................... 134 
3.2.6. Сценарии снижения нетехнических потерь в разных странах 
........... 135 
3.3. Основные направления повышения эффективности производства,  
распределения и потребления электроэнергии за рубежом 
.............................. 139 
3.3.1. Распределённая генерация. Возобновляемые источники энергии 
..... 131 
3.3.2. Накопители электроэнергии................................................................... 143 
3.3.3. Опыт и перспективы развития и внедрения зарубежных цифровых  
интеллектуальных электрических сетей и систем учёта электроэнергии 
... 144 
3.4. Сравнительная характеристика российского опыта снижения потерь  
электроэнергии в распределительных электрических сетях ............................ 150 
3.4.1. Инновационное развитие электросетевого комплекса и внедрение  
энергосберегающего оборудования и технологий 
......................................... 151 
3.4.2. Оптимизация схем и режимов электрических сетей ........................... 159 
3.4.3. Модернизация, автоматизация и интеллектуализация систем учета 
электроэнергии .................................................................................................. 159 
3.4.4. Активизация «человеческого фактора» ................................................ 161 
3.4.5. Совершенствование нормативной базы по контролю, анализу  
и снижению потерь электроэнергии в электрических сетях ........................ 162 
3.4.6. Оптимизация системы управления бизнес-процессами  
повышения энергоэффективности. Внедрение системы энергетического  
менеджмента ...................................................................................................... 162 
Выводы по главе 3 
............................................................................................. 165 
ГЛАВА ЧЕТВЁРТАЯ. Регуляторные мероприятия по снижению  
потерь 
..................................................................................................................... 167 
4.1. Нормирование и стимулирование снижения потерь .................................. 167 
4.2. Модели нормирования затрат на компенсацию потерь ............................. 169 
4.3. Возможные схемы нормирования ................................................................ 170 
4.4. Примеры покупки потерь в странах Европы 
............................................... 173 
4.5. Цели и задачи расчётов и нормирования потерь электроэнергии  
в электрических сетях России 
.............................................................................. 178 
Выводы по главе 4 
................................................................................................. 180 
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ................................................................................................... 182 
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ................................................................................. 185 
ПРИЛОЖЕНИЯ 
................................................................................................... 191 
Приложение 1. Методика расчёта коэффициентов потерь  
в распределительных сетях компании SA POWER Network  
Южной Австралии 
................................................................................................. 191 
4 

Приложение 2. Потери электроэнергии в международных энергетических  
рейтингах 
................................................................................................................ 200 
Приложение 3. Относительные потери электроэнергии в электрических  
сетях стран мира и среднедушевой ВВП ............................................................ 202 
Приложение 4. Порядок определения потерь в электрических сетях России  
и оплаты этих потерь ............................................................................................ 202 
Приложение 5. Словарь терминов 
....................................................................... 206 
Приложение 6. Примеры зарубежных исследований по оценке снижения  
технических потерь от внедрения новых технологий ....................................... 208 
Приложение 7. Опыт различных стран в части оценки и снижения  
нетехнических потерь ........................................................................................... 234 
Приложение 8. Опыт оценки влияния ВИЭ и РГ на технические потери  
в сетях ..................................................................................................................... 249 
Приложение 9. Примеры комплексной реализации и оценки  
эффективности мероприятий по снижению потерь 
........................................... 256 
 
 
 
5 

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 
 
AAAC – All Aluminium Alloy Conductor (провод из алюминиевого сплава)  
AAC – All Aluminium Conductors (алюминиевый провод) 
AbLa – Abschaltbare Lasten (переключаемые нагрузки) 
ABC – Aerial Bunch (Bundled) Cables (самонесущий изолированный провод, СИП) 
AC – Alternating Current (переменный ток) 
ACCC – Aluminum Conductor Composite Core (алюминиевый провод с 
композитным сердечником) 
ACCR – Aluminum Conductor Composite Reinforced (алюминиевый провод 
с композитным армированием) 
ACE – Asset Class Energy Efficiency (класс энергетической эффективности 
активов) 
ACSR – Aluminium Conductor Steel Reinforced (алюминиевый провод, 
усиленный сталью) 
ACSS – Aluminum Conductor Steel Supported (алюминиевый провод с поддерживающей стальной конструкцией) 
ADMS – Advanced Distribution Management System (усовершенствованная 
система управления распределением) 
AMI – Advanced Metering Infrastructure (инфраструктура интеллектуального учета) 
AMM – Advanced Metering Management (управление интеллектуальным 
учетом) 
AMM – Automated Meter Management (автоматизированное управление 
учетом) 
AMR – Automatic Meter Reading (автоматическое считывание показаний 
прибора учета) 
AMT – Amorphous Metal Transformer (трансформатор с сердечником из 
аморфного металла) 
ATC – Available Transmission Capacity (располагаемая пропускная способность) 
AWE – Automatische Wiedereinschaltung (автоматическое повторное включение, АПВ) 
BB-PLC – Broadband-PLC (широкополосный PLC) 
BESS – Battery Energy Storage System (система накопления электроэнергии с использованием аккумуляторных батарей) 
BFE – Bundesamt für Energie (Министерство энергетики Швейцарии) 
BPL – Breitband-Powerline, Broadband over Power Lines (широкополосная 
PLC, высокоскоростное соединение по силовым линиям) 
BSCCO – Bi2Sr2Ca1Cu2Oy или Bi2Sr2Ca2Cu3Oy (сверхпроводящий материал) 
BtM – Behind-the-Meter (за счетчиком, электрогенерирующий объект, 
находящийся вне пользования / собственности поставщика энергии) 
6 

CACM – Capacity Allocation and Congestion Management (управление распределением пропускной способности и устранением перегрузок) 
CAIFI – Customer Average Interruption Frequency Index (средний индекс 
частоты прерываний электроснабжения потребителя) 
CAIDI – Customer Average Interruption Duration Index (средний индекс 
длительности прерываний электроснабжения потребителя) 
CAPEX – Capital Expenditures (капитальные затраты) 
CB – Circuit Breaker (выключатель)  
CBA – Cost-Benefit Analysis (анализ затрат и эффекта) 
CEER – Council of European Energy Regulators (совет европейских энергетических регуляторов) 
CЕIs – Critical Energy Infrastructures (критически важные энергетические 
инфраструктуры) 
CЕMS – Customer Energy Management System (система энергетического 
менеджмента потребителя) 
CENS – Cost of Energy Not Supplied (стоимость недопоставленной электроэнергии) 
CHP – Combined Heating and Electric Power (комбинированное производство тепловой и электрической энергии) 
CIGRE – Conseil International des Grands Reseaux Electriques Haute Tension 
(Международная конференция по большим энергетическим системам, СИГРЭ) 
CIRED – International Conference on Electricity Distribution (Международная конференция по распределению электроэнергии) 
CMS – Condition Monitoring System (система мониторинга технического 
состояния объекта) 
COP – Coefficient of Performance (КПД – коэффициент полезного действия) 
CSI – Current-source Inverter (инвертор тока) 
CT – Current Transformer (трансформатор тока)  
CVR – Conservation Voltage Reduction (сохранение энергии посредством 
регулирования напряжения) 
DA – Distribution Automation (автоматизация распределительной сети) 
DC – Direct Current (постоянный ток) 
DER – Distributed Energy Resource (распределенные энергетические ресурсы) 
DERMS – Distributed Energy Resources Management System (система управления DER) 
DF – Distribution Franchise (передача франшизы на осуществление деятельности по распределению энергии) 
DG – Distributed Generation (распределенная генерация) 
DGM – Distributed Grid Management (управление распределительными сетями) 
DLC – Direct Load Control (прямое управление нагрузкой) 
DLF – Distribution Loss Factor (коэффициент потерь при распределении) 
7 

DLR – Dynamic Line Rating (динамическое регулирование пропускной 
способности линии) 
DMS – Distribution Management System (система управления распределением)  
DNO – Distribution Network Operators (оператор распределительных сетей)  
DNSP – Distribution Network Service Provider (распределительная компания) 
DPF – Displacement Power Factor (коэффициент сдвига мощности) 
DR – Demand Response (управление потреблением) 
DRMS – Demand Respond Management System (система управления потреблением) 
DSM – Demand Side Management (управление потреблением) 
DSO – Distribution System Operator (оператор распределительной системы) 
DSR – Demand Side Response (управление потреблением) 
DT – Distribution Transformer (распределительный трансформатор) 
ECC – Energy Consumption Curve (кривая энергопотребления) 
E-CIBS – Enhanced Customer Information Billing System (улучшенная информационная биллинговая система) 
EE – Energy Efficiency (энергетическая эффективность) 
EED – Energy Efficiency Directive (Директива по энергетической эффективности) 
EHT – Extra High Tension (сверхвысокое напряжение) 
EHV – Extra High Voltage (сверхвысокое напряжение) 
EMCS – Energy Management Control System (система контроля и управления энергопотреблением) 
EMF – Electromagnetic Field (электромагнитное поле) 
EMAS – Energy Management and Audit System (система энергетического 
менеджмента и аудита) 
EMIS – Energy Management Information Systems (информационная система энергетического менеджмента) 
EMPD – Expanded Metal Protection Door (цельнометаллическая защитная 
дверь) 
EMS – Energy Monitoring Systems (системы энергетического мониторинга) 
EPC – Energy Performance Contracting (контракт на повышение энергоэффективности) 
EPCO – Electric Power Company (электроэнергетическая компания) 
EPN – Eastern Power Network (Восточные электрические сети) 
EQS – Electricity Quality of Supply (качество поставляемой электроэнергии) 
ESCO – Energy Service Companies (энергосервисные компании) 
ESE – Energy Supply Enterprise (энергоснабжающее предприятие) 
ESO – Electricity System Operator (оператор электроэнергетической системы) 
8 

ESS – Energy Storage System (система аккумулирования энергии) 
ESTI – Eidgenössisches Starkstrominspektorat (Инспекция по энергетическим установкам высокого напряжения Швейцарии) 
ETL – Extraction, Transformation and Loading (извлечение, преобразование 
и загрузка данных) 
EUI – Energy Use Intensity (интенсивность использования энергии) 
EV – Electric Vehicle (электромобиль) 
FACTS – Flexible Alternating Current Transmission System (гибкая система 
передачи электроэнергии переменного тока) 
FC – Fixed Capacitors (постоянные конденсаторы) 
FC – Frequency Converter (преобразователь частоты) 
FCEV – Fuel Cell Electric Vehicle (автомобиль на топливных элементах) 
FCL – Fault-Current Limiters (ограничители тока короткого замыкания) 
FDCL – Fault Detection, Characterization, and Localization (выявление, описание и локализация повреждений) 
FHNW – Fachhochschule Nordwestschweiz (Высшая школа прикладных 
наук северо-западной Швейцарии) 
FIDVR – Fault-Induced Delayed Voltage Recovery (задержка восстановления напряжения, обусловленная неисправностью) 
FIS – Fast Interrupting Switches (быстродействующие коммутационные аппараты) 
FLH – Full Load Hours (число часов работы на полной мощности) 
FLM – Freileitungsmonitoring (мониторинг воздушных линий электропередачи) 
FPP – Flexible Plug and Play (проект «Возможность гибкого применения») 
FSC – Fixed Series Compensation (продольная компенсация установленного уровня) 
FUN-LV – Flexible Urban Networks at Low Voltage (проект «Гибкие городские сети низкого напряжения») 
GCSC – Thyristor-controlled Series Capacitor (последовательный конденсатор с тиристорным управлением) 
GIL – Gas-Insulated (Transmission) Line (газоизолированная линия электропередачи) 
GIS – Geographic Information System (геоинформационная система) 
GMT – Ground Mounted Transformer (трансформатор, установленный на 
земле) 
GOD – Grid Outage Diagnostics (диагностика отключения сетей) 
GOES – Grain Oriented Electrical Steels (текстурированная электротехническая сталь) 
GTASR – Gap Type Heat Resistant Aluminum Alloy Conductor Steel 
Reinforced (жаропрочный провод из алюминиевого сплава со стальным армированием) 
GXP – Grid Exit Point (точка раздела сети, граница между сетями) 
HF – High Frequency (высокая частота) 
9 

HGÜ – Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (постоянный ток высокого 
напряжения, в английском HVDC) 
HLZF – Hochlastzeitfenster (период максимальной, пиковой нагрузки) 
HöS – Höchstspannung (наивысшее напряжение) 
HP – Hourly-Pricing (почасовой тариф) 
HPF – Harmonic Power Flow (потокораспределение мощности на частотах 
гармоник) 
HRC – High Risk Customer (проблемный потребитель) 
HS – Hochspannung (высокое напряжение) 
HT – High Tension (высокое напряжение) 
HT – hybrider Transformator (гибридный трансформатор) 
HTL – Hochtemperaturleiterseile (высокотемпературный многопроволочный провод) 
HTS – High-Temperature Superconductor (высокотемпературный сверхпроводник) 
HTSL – Hochtemperatursupraleiter (высокотемпературный сверхпроводник) 
HV – High Voltage (высокое напряжение) 
HVAC – Heat, Ventilation and Air Conditioning (отопление, вентиляция и 
кондиционирование воздуха) 
HVAC – High-Voltage, Alternating Current (переменный ток высокого 
напряжения) 
HVDC – High-Voltage, Direct Current (постоянный ток высокого напряжения) 
HVDS – High Voltage Distribution System (высоковольтная распределительная система) 
ICC – Individually Calculated Customer (потребитель, для которого осуществляется индивидуальный расчет) 
IEA – International Energy Agency (Международное энергетическое агентство) 
IEEE – Institute of Electrical and Electronics Engineers (Институт инженеров 
электротехники и электроники) 
IGBT – Insulated-Gate Bipolar Transistor (биполярный транзистор с изолированным затвором) 
IGCT – Integrated-Gate Commutated Thyristor (коммутируемый тиристор с 
изолированным затвором) 
iMSys – intelligentes Messsystem (интеллектуальная система учета) 
IoT – Internet of Things («Интернет вещей»)  
IOUI – Inwestor-Owned Utilities (частные энергоснабжающие компании)  
IPC – Insulation Piercing Connector (зажим прокалывающий ответвительный) 
IPFC – Interline Power Flow Controller (регулятор потокораспределения) 
ISC – Instantaneous Self-Consumption (мгновенное значение собственного 
потребления) 
10