Tính toán phân tích chế độ làm việc của lưới điện 220KV Lào Cai – Yên Bái – Việt Trì- Vĩnh yên giai đoạn cấp điện từ Trung Quốc xét đến chế độ sự cố đóng máy phát điện Thác Bà vào làm việc. Vài nét về hiện trạng hệ thống điện miền B ắc và nhu cầu nhập khẩu điện năng từ Trung Quốc....
Trang 1BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
TINH TOAN PHAN TICH CHE DO LAM VIEC CUA LUGI DIEN 220 KV LAO CAI— YEN BAI = VIET TRI - VINH YEN GIAI
Trang 2LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là luận văn của riêng tôi Các kết quả tính toán nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kì một bản luận văn nghiên cứu nào khác
Hà nội, ngày 14 tháng lÌ năm 2006
Trang 3Mục lục 2 ` TT ———=— _ _ _MỤC LỤC ¬ _— _ o ce i A5 Add 2 Danh mục các Đẳng ra 4 Danh mục các hình Về re 5 ` `ˆ.ˆd THÊ HS 1 1 x2 v 8
Chuong 1 VAI NET VE HIEN TRANG HE THONG DIEN MIEN BAC VA NHU
CAU NHAP KHAU DIEN NANG TU TRUNG QUỐC tt 10 1.1 Nhu cầu tiêu thụ điện năng hiện nay và đặc điểm của phụ tải điện miền ; ccceccecscecsesecseeee, “.:
10
1.2 Ket day trên Hệ thống điện miễn Bác 222 2S {1
1.3 Các nhà máy điện trên Hệ thống điện miền Bắc 2 14
1.$, Những thuận lợi và khó khăn 22 14 1.5 Nhập khẩu điện năng từ nước ngoà, 22 2S 17
Chương 2 CƠ SỞ PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN PHÂN TÍCH CHẾ ĐỘ XÁC LẬP CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ ĐÁNH GIA KHA NANG DAM BAO ON DINH TINH TT 0009710191921 101111 10 TH HH 19 21, Đặt vấn đề re 19 2.2 Mô hình lưới điện trong tính toán phân tích chế độ xác lập của HTĐ L9 *‹2.1.Nhánh chuẩn 2n 20 2.2.2 Mô hình các phần tử cơ bản của hệ thống điện 21 “3 Phương trình cân bằng dòng nút 55 2S 25 2.4 Phương pháp Newton-Raphson giải hệ phương trình chế độ xác lập của HT Hee 29
2.5 Ổn định tĩnh của hệ thống điện và vấn đẻ đánh giá mức độ ổn định của hệ thống điện phức tạp 2c 31 2.6 Tính toán chế độ và ổn đinh tĩnh bằng phần mềm ứng dụng CONUS 34
2.7/ Nâng cao giới hạn ổn định bằng Bù công suất phản kháng trên lưới _—— :ctad
39
Chương 3 TÍNH TỐN CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH VÀ ON ĐỊNH PHỤC VỤ MUA ĐIỆN TỪ TRUNG QUỐC HƯỚNG LÀO CAL coc ceecvesvesescsesevsveeeveeee 40
3.1.Yêu cầu tính toán thiết kế phần lưới điện 220ky nhận điện từ trung quốc 40
Trang 4thue lục TT ————=—— — ._. ¬ a eee 3.1.1 Sơ đồ kết đây lưới điện khu ec 4I 2-12, Nhận xét phụ tấi Khủ VựC, nu 42
3.1.3 Tình trạng nguồn cấp cho hệ thống điện ¬ 43
3.2 Tính toán phân tích chế độ lưới điện 2H 45
3.2.1 Tính toán phân tích chế độ phụ tải cực đại TH nh nu 45
3.2.2 Tính toán phân tích chế độ khi phụ tai cuc tiga 48
3.3 Tính toán phân tích ổn định tĩnh lưới điện khu vực nh 49
3.4 Xác định dung lượng bù bổ SUNS VO CONS ec ceeeccceeeeeeeece 59
3.5 Kiém tra dao dong dién áp khi đóng tụ Việt TTì 2 nh 62
3.6 Nâng cao ổn định tĩnh khi vận hành tụ bù dọc 66
3-/ Tính toán phân tích chế độ sau Khi bù 2222 68
3-7.1 Chế độ phụ tải cực đại 2S 68
3-7-2 Chế độ phụ tải cực tiểu ccc 71
số: Tinh todn phan tich dn dinh tinh sau Khi bles SUU U 73
3.9 Tính đao động điện áp trên lưới khi đóng cắt tụ 83
3.9.1 Tính dao động điện áp khi đóng tụ Việt Trì và Vĩnh Yên 83
3.9.2 Tính dao động điện áp khi cắt tụ Việt Trì và Vĩnh Yên 85 3.10 Kết luận về chế độ xác lập và ổn định ĩnh ì 87 Chương 4 TÍNH TỐN PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH ĐỘNG LƯỚI ĐIỆN XINQIAO Đị ¬— 9] 4.1 Đặt vấn đề Su ¬— 91
+.2 Tinh todn ổn định động bằng chương trình PSSE HH vay 9] 4.3 Phân tích ổn định động khi sự cố trên ĐD truyền tẢi 96
4.3.1 Sự cố 1 đường day Xin Qiao đi Lào Cabello 96 4.3.2 Sự cố 1 đường day Lao Cai di Yên BÁI ro 98
4.3.3 Sự cố ngắn mạch trên ĐD 220 kV Yên Bái đi Việt Trì 100
4.3.4 Sự cố ngắn mạch trên ĐD Viét Tri di Vinh Yénww 101
KET LUAN CHUNG cccssssssscovnsriinie 103
—-
105
Trang 5Danh mục băng 0à hình uẽ 4 DANH MUC CAC BANG STT Bảng số Tên bảng Trang | Bang 3.1 | Du báo phụ tải cực đại các trạm 110 kV trong | 44 khu vực tháng 10-2006 2 Bang 3.2 | Dự báo phụ tải cực tiểu các tram 110 kV trong | 44 khu vực tháng 10-2006
3 Bảng 3.3 | Thông số dữ liệu máy biến áp 44
4 Bang 3.4 | Thông số đữ liệu đường dây 44
5 Bảng 35 | Điện áp tại các trạm 110 kV trong khu vực-chế | 46 độ cực đại 6 Bang 3.6 | Điện áp tại các trạm 110 kV trong khu vực-chế | 48 độ cực tiểu ; Kết quả biến thiên thông số phụ tải Phúc Yên 7 Bang 3.7 5] SỐ Biến thiên thông số phụ tải tại Phúc Yên 8 Bang 3.8 53 | Biến thiên thông số phụ tải tại trạm Phúc Yên 9 Bang 3.9 56 ¬ Tổng kết tính tốn ổn định tĩnh lưới điện khu vực | _ 10 | Bang 3.10 | 58 Kết quả tính toán dao động điện áp khi đóng tu 11 | Bang 3.11 62 Việt Trì Kết quả tính toán dao động điện áp khi cất tụ Việt 12 | Bang 3.12 63 Tri 1 Kết quả điện áp chế độ cực đại tại các nút chính | _ 13 | Bang 3.13 a , 69
_ trên lưới điện sau khi bù dọc, bù bổ sung
; Kết quả điện ấp chế độ cực đại tại các nút chính |
l4 | Bảng 3.14 cóc 70 |
trên lưới điện sau khi bù dọc, bù bồ sung |
; Kết quả điện áp chế độ cực tiểu tại các nút chính |
IS | Bang 3.15 a eS 72 |
Trang 6
| Danh muc bang va hinh vé —m==———————-——-——-—-— 19 20 21 22 3 2 fe Soâ—.-—, Bang 3.16 Bang 3.17 Bang 3.18 Bang 3.19 Bang 3.20 Bang 3.21 | Bang 3.22 fi
Biến thiên thông số phụ tải Phúc Yên Biến thiên thông số phụ tải Phúc Yên
Bằng VẤ ye ee
Bảng kết quả tính dao động điện áp
Rang Lat nie ee AT Bang két qua tinh dao động điện áp
Bảng kết quả tính dao động điện áp Thông số bộ điều tốc turbin TT th Hình số Hinh 2.1 2 | Hình22_ 3 Hình 2.3 4 Hình 2.4 pea _— —_ 5 Hình 2.5 pr 6 Hình 2.6 7 Hình 2.7 Hình 2.8 —= _ I ee et TT, a Bảng 4.1 ĐANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Tên hình
| Sơ đồ thay thé của nhánh ij trong HTD
Sơ đồ thay thế máy biển áp hai cuộn đây |
Sơ đồ thay thế của máy biến áp ba cuộn day _ | po _| Kết quả tính dao động điện ấp khi cất tụ Việt Trì —————————————— TH Trang _——————— 20 Sơ đồ thay thế của nguồn điện m———————— Sơ đồ thay thế của phụ tải m——————-s-»———-——.S ¬ ƒ†———
Sơ đồ khối chương trình tính toán CDXL theo
Trang 7Danh mục bảng 0ò hình 0 6 | định tĩnh | 9 ' trình 2.9 | Chu trình lặp tìm các điểm trên biên giới miền Ổn | 35 | định trong Conus 10 | Hinh 2.10 | Xác định giới hạn truyền tải 36 | |
| Hình 2.11 | Xác định miền ổn định của nút tải 36
lo trình 3.1 | Sơ đồ kết dây cơ bản lưới điện Xin Qiao-Lào Cai | 44
' 13 | Hình3.2 | Kết quả tính toán GĐXL lưới điện Xin Qiao-Lào | 48
Cai chế độ cực đại | E Hình 3.3 | Kết quả tính toán CĐXL lưới điện Xin Qiao-Lao | 50
| Cai chế độ cực tiểu
15 | Hình3.4 | Biểu đồ miễn ổn định nh phụ tải trạm Phúc Yên | 5]
khi dién 4p Xian Qiao 230 kV
16 | Hinh3.5_ | Biểu đồ miên ổn định nh phụ tải trạm Phúc Yên | 54
khi điện áp Xin giao 220 kV
17 | Hình3.6 | Biểu đồ miền ổn định tĩnh phụ tải trạm Phúc Yên | 56
khi điện ấp Xin Qiao 215 kV
18 | Hinh 3.7 | Hình 3.7 Biểu đồ miền ổn định nh phụ tải trạm 67
Phúc Yên khi bù dọc (nét liền) và không bù doc
(nét đứt) |
19 | Hình3.8 | Hình 3.8 Biểu đồ miền ổn định tính phụ tải trạm | 67
Vĩnh Yên khi bù đọc (nét liền) và không bù dọc _| (nét đứt)
29 | Hình 3.9 | Kết quả tính toán CĐXL lưới điện Xin Qiao-Lao | 7l
ma ' Cai chế độ cực đại sau khi bù -
21 | Hình 3.10 ic {qua tinh todn CDXL ludi điện Xin Qiao-Lào | 72
R Cai chế độ cực đại sau khi bù | |
22 | Hình 3.11 | Kết quả tính toán CDXL lưới điện Xin Qiao-Lào | 73
| Cai chế độ cực tiểu sau khi bù
Lê Tất Thành- CH Kỹ Thuật điện 2004-2006
——
Trang 8Danh mục bảng nà hình uẽ TU Cà TrH———————~.——— S7 2Q, T—=————————- —
Biểu đồ miền ổn định tĩnh phụ tải tram Phúc Ye khi điện áp Xian Qiao 230 kV: sau khi bù nét 23 | Hinh 3.12 én 15
= _ | liền, khi chưa bù nét đứt — Bet cut ——————— | SSSsS5
Hình 3.13 | Biểu đồ miền ổn định tinh phụ tải trạm Phúc Yên | 78
khi điện áp Xin Qiao 215 kV, khi đã bù (nét liền) và khi chưa bù (nét đứt)
an Hình 3.14 | Biểu đồ miền ổn định tĩnh phụ tải tram Phúc Yên | 8 | sau khi bù và điện áp Xian Qiao giảm xuống 210 KV- Thác Bà không phát
Hình 4
— Đồ thị góc lệch tương đối máy phát Thác Bà 96
'27 | Hình42 4.2 — Í Đồ thị góc lệch tương đối máy phát Thác Bà 97
28 | Hinh 4.3 | Dé thị góc lệch tương đối máy phát Thác Bà 98
psc
eee
22 | Hinh 4.4 | Đồ thị góc lệch tương đối máy phát Thác Bà
30 | Hình4.5 | Đồ thị góc lệch tương đối máy phát Thác Bà
pa ———————————_—
|
31 Hình 4.6 | Đồ thị góc lẹch tương đối máy phát Thác Bà ———————————_—_—
|_-
Trang 9
MỞ ĐẦU
Tinh trang thiéu dién nang trén toan HTD Quốc gia nói chung và trên HTĐ
miền Bắc nói riêng trong những năm gần đây đã dẫn đến vấn để đầu tư xây dựng thêm nhiều nguồn điện mới và mua điện từ các nước lắng giềng Ngày 15-10-2005 ký kết hợp đồng giữa Tổng công ty điện lực Việt Nam (EVN) và công ty điện lực Vân Nam (Trung Quốc) trong đó Việt Nam sẽ mua điện từ Trung Quốc hướng Lào Cai cấp điện ấp 229 kV truyền tải điện năng cho phụ tải các tỉnh Tây Bắc Việt Nam, lưới điện khu vực sẽ vận hành chính thức vào
ngày 01- 01- 2007 Với tổng sản lượng điện năng hàng năm đạt từ 1.1z l.3 tỷ
kWh, tổng công suất cực đại đạt 300 MW, nguồn từ trạm truyền tải Xin Qiao
(Trung Quốc) sẽ cấp sang Việt Nam qua Lào Cai, Yên Bái, Việt Tn, Vĩnh
Yên Theo bản ký kết hợp đồng, vì lý do ổn định khơng thể hồ HTĐ Trung
Quốc và HTĐ Việt Nam do vậy phía Việt Nam sẽ mở vòng tại một số điểm, lưới điện khi đi vào vận hành sẽ độc lập với lưới điện Việt Nam đồng thời đảm bảo chất lượng điện năng như thoả ước
Đường dây truyền tải với khoảng cách dài, mang tải lớn, phụ tải chủ yếu tập tung ở cuối nguồn, tiêu thụ nhiều công suất vô công đồng thời bao gồm nhiều
khu công nghiệp quan trọng, yêu cầu về chất lượng điện năng rất cao, điều đặc biệt khi nút Xin Qiao không phải là nút nhà máy đã đòi hỏi cấp thiết công việc nghiên cứu tính toán phân tích chế độ xác lập trong các chế độ vận hành,
tính toán bù công suất vô công, tính toán phân bổ điện áp, tính toán phân tích
ổn định tĩnh và ổn định động, tính toán dao động điện ấp khi vận hành tụ bà cho lưới điện khu vực Đây cũng là mục đích và vấn để mà luận văn đề cập
nghiên cứu tìm ra phương pháp vận hành an toàn, tin cậy, chất lượng và kinh tế cho lưới điện khu vực Với vấn đề yêu cầu thực tế trên đây, luận văn đã đi
sâu tính toán phân tích chế độ vận hành, nghiên cứu ổn định động, ổn định
tĩnh, nghiên cứu hiệu quả ứng dụng 5WVC, tụ bù đọc trong công tác thiết kế và
Trang 10
vận hành lưới điện, nâng cao chất lượng điện năng, nâng cao ổn định chung cho lưới điện khu vực Xin Qiao-Lào Cai
Với nội dung nghiên cứu và tính toán trên đây, kết quả tính toán đang được
lưới điện khu vực Xingiao-Lào Cai vận hành kiểm nghiệm thực tế (vận hành
đóng điện thử vào ngày 25- 09 - 2006 và vận hành chính thức vào ngày 01-01- 2007) Đề có được kết quả ứng dụng vào thực tế trên là nhờ sự tận tình giúp
đỡ, hướng dẫn của thầy giáo GS.TS Lã Văn Út, sự quan tâm chỉ đạo sát sao
của các cán bộ lãnh đạo Tâp đoàn điện Lực EVN, Trung Tâm Điều Độ HTĐ Quốc gia, Trùng Tâm Điều Độ HTĐ miền Bắc và các đồng nghiệp
Vậy em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Bộ môn Hệ thống điện Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, đặc biệt em tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy giáo GS.TS Lã Văn Út Thầy đã quan tâm, tận tình giúp đỡ em hoàn thành luận văn, hướng cho em phương pháp tư duy khoa học, nhìn nhận vấn
đề, cách đặt vấn đề và giải quyết vấn đề đồng thời vận dụng lý thuyết vào ứng
dụng thực tế Tác giả luận văn đồng cảm ơn ban lãnh đạo cơ quan Trung Tâm
Điều Độ HTĐ Quốc gia, Trung Tâm Điều Dé HTD miền Bắc và các đồng
nghiệp đã tạo điều kiện về thời gian, tài liệu, đóng góp ý kiến cho tác giả trong thời gian hoàn thành luận văn Nội dung nghiên cứu vận hành HTĐ độc lập với HIĐ Việt Nam trong đó có nhà máy điện, đường đây truyền tải dài, các thiết bị bù, thiết bị điều khiển là đề tài khá rộng, cùng với thời gian con han chế do đó luận văn không tránh khỏi những thiếu sót em cũng kính mong các Thầy cô giáo, bạn bè, đồng nghiệp phát hiện, bổ sung những đóng góp ý kiến
quý báu để đề tài nghiên cứu được phong phú hơn, hoàn thiện hơn và bản thân em cũng học hỏi tiến bộ nhiều hơn
Em xin chân thành cảm ơn!
Học viên lớp Cao học Kỹ thuật điện khoá 2004-2006 Lé Tat Thanh
Trang 11Khái quát chung HỨTĐÐ miền Bắc 10 Chương 1 ~` VAI NET Vi HIEN TRANG HE THONG DIEN MIEN BAC VA NHU ~
CẦU NHẬP KHẨU ĐIỆN NĂNG TỪ TRUNG QUỐC
Với nhu cầu tiêu thụ điện năng ngày càng tăng, cơ cấu nguồn hiện tại
không đáp ứng đủ công suất đỉnh của phụ tải, các nhà máy điện xây dựng mới
không vào vận hành kịp tiến độ đã dẫn đến tình trạng thiếu điện trong những
năm gần đây cho phụ tải cả nước nói chung và phụ tải miền Bắc nói riêng đồng thời kết đây không đồng bộ, phân bố nguồn và phụ tải không đồng đều
đã gây nên quá tải cục bộ một số đường dây máy biến áp trên hệ thống điện
miền Bắc Do đó yêu cầu thực tế đã đòi hỏi xây dựng các dự án mua điện từ nước ngoài để đáp ứng nhanh kịp thời nhu cầu của phụ tải và cũng là một
trong các biện pháp chống quá tải cho các đường dây, máy biến áp vốn đã vận hành trong tình trạng tải cao hoặc quá tải Một trong những dự án lớn quan
trọng là mua điện từ Trung Quốc hướng Lào Cai Một số tình hình đặc điểm chung hệ thống điện miền Bắc như trình bày sau
1.1 Nhu cầu tiêu thụ điện năng hiện nay và đặc điểm của phụ tải điện miền Bắc
Tính đến thời điểm quí II năm 2006 sản lượng trung bình ngày của các phụ
tải hệ thống điện miền Bắc đạt khoảng 58 + 62 triệu KWh tổng công suất cực đại đạt 3500 MW-+-3700 MW và công suất cực tiểu vào khoảng 1750 MW +
1900 MW, với tốc độ tăng trưởng công suất cực đại trung bình hàng năm là 10%-12%/ năm, tốc độ tăng trưởng trung bình sản lượng hàng năm là 13% - 16% Hiện nay phụ tải trên hệ thống điện miền Bắc có 2 cao điểm bao gồm cao điểm sáng xảy ra vào khoảng thời gian từ 10 giờ 30” đến l1 giờ hàng ngày, cao điểm tối rơi vào khoảng từ 18 giờ mùa đông hoặc 19 giờ mùa hè
hàng ngày, tỷ lệ giữa thấp điểm và cao điểm là 0,51- 0,6 Biểu đồ phụ tải điển
La Tất Thành-CHÍ Kỳ Thuật điện 2004-2006
Trang 12Khái quát chung HT miền Bắc | 1!
hình của hệ thống điện miễn Bắc với cao điểm trưa chuyển dịch tăng song ưu
thế vẫn là cao điểm tối Biểu đồ phụ tải nhọn vào cao điểm trưa và cao điểm
tối, lõm vào thấp điểm đêm, thành phần phụ tải ánh sáng sinh hoạt chiếm chủ
đạo trong giờ cao điểm tối Tháng tiêu thụ điện năng lớn nhất là các tháng mùa hè từ tháng 4 đến tháng 8 hàng năm Tháng 7 và tháng 8 hệ thống điện miền Bắc có sản lượng cao nhất, tháng tiêu thụ điện năng thấp nhất là tháng l
` + va 2 hang nam
Biểu đồ phụ tải có xu hướng ngày càng đầy với những đặc điểm chính:
- Tốc độ tăng trưởng điện năng vào: giờ ban ngày (từ 8 + L7 giờ) nhanh hơn tốc độ tăng trưởng điện năng vào gid cao điểm Tính tại thời điểm L1h trưa, tốc đệ
tăng trung bình là 2+2.3%/năm |
- Cực đại cao điểm tối vào mùa hè có xu hướng chuyển từ 19h đến 20h bat dau
từ năm 2001
- Tỷ lệ giữa P„„„/P„„„ của hệ thống cũng tăng dần
- Phụ tải đỉnh ban ngày (11h sáng) có xu hướng tăng nhanh và có những ngày cao hơn phụ tải đỉnh tối, sự chênh lệch giữa cao điểm tối và cao điểm ngày có xu hướng giảm dần Nhu cầu tiêu thụ điện năng vào ban ngày tăng nhanh ro rệt do những nguyên nhân sau: tỷ trọng điện tiêu thụ cho nghành công nghiệp trong tổng điện năng thương phẩm ngày càng tăng va biểu đồ ngày có xu hướng chuyển dịch cao điểm sang ban ngày trong những năm tới
1.2 Kết dây trên Hệ thống điện miền Bắc:
Phụ tải hệ thống điện miền Bắc có đặc điểm là phần lớn tập trung ở khu vực đô thị và các khu công nghiệp Các trạm lớn liên kết với nhau theo các mạch vòng và các đường dây kép, đảm bảo cung cấp điện tin cay
Cac xuat tuyén 220 kV quan trong cua khu vực miền Bắc là các đường dây nối từ nhà máy thuý điện Hoà Bình đi các trạm biến ap truyền tải như Hà Đông, Chèm, Việt trì, Nho Quan và các xuất tuyến từ nhà máy nhiệt điện Pha Lai di
Trang 13Khái quát chung HTD mién Bac 12
các trạm Bắc Giang, Bắc Ninh, Thái Nguyên, Sóc Sơn, Phố Nối, Đồng Hoà,
Tràng Bạch, Hoành Bồ Các xuất tuyến từ nhà máy thuỷ điện Hoà Bình hầu hết sử dụng dây dẫn loại ACK-500 Hiện tại các đường đây này thường xuyên vận hành với mức mang tải cao Trong trường hợp sự cố một tổ máy phát của nhiệt điện Phả Lại 2 thì các đường dây này bị quá tải nhẹ Nếu có sự cố xảy ra với Ì đường dây thì các đường dây còn lại sẽ bị quá tải nặng Các đường dây
từ 2 nhà máy nhiệt điện Phả Lại đi các trạm Bắc Giang, Bắc Ninh, Thái Nguyên, Sóc Sơn, Phố Nối, Đồng Hoà; Tràng Bạch, Hoành Bồ sử dụng dây
dẫn loại ACSR 520, ACKP 400 Mức mang tải hiện tại của các đường dây này
đều tương đối thấp, khi sự cố một đường dây thì các đường dây còn lại đều
đảm bảo vận hành trong điều kiện cho phép
Theo điều kiện phân bố địa lý tự nhiên, khả năng cung cấp và tiêu thụ điện
miền Bắc có thể chia thành 6 khu vực chính như sau:
Khu vực Tây Bắc: Bao gồm các tỉnh Hoà Bình, Sơn La, Lai Châu Khu vực này kinh tế chưa phát triển, tổng điện năng tiêu thụ khoảng 2% tổng điện năng tiêu thụ của toàn miền Bắc Nguồn cấp cho 3 tỉnh này là đường dây độc đạo
173 Hoà Bình loại dây AC185 với chiều đài 349.3 km Nên chất lượng điện áp
không đảm bảo, điện áp thấp vào cao điểm và điện áp cao vào thấp điểm đêm,
đường dây dài, hay sự cố, độ tin cậy cung cấp điện thấp Hiện nay để cung cấp điện năng cho phụ tải khu vực này đã có đường dây 176 Việt trì dự phòng Khu vực miền núi phía Bắc bao gồm 9 tỉnh Lào Cai, Hà Giang, Cao Bang, Bắc
Can, Tuyén Quang, Lang Son, Yen bai, Thai Nguyén, Phu Tho San luong
điện năng tiêu thự chiém khoang 13% tổng sản lượng điện năng toàn miền Bắc Trong đó các tỉnh Lào cai, Hà Giang, Tuyên Quang, Yên Bái đang cấp nguồn từ Trung Quốc Các tỉnh còn lại cấp nguồn từ nhà máy thuỷ điện Thác
Bà với tổng công suất đặt 115 MW và nguồn từ các trạm 220 kV Thai Nguyên, Sóc Sơn, Việt Trì Trong khu vực này phụ tải lớn nhất về sản lượng
và công suất là phụ tải thuộc tỉnh Phú Thọ
Trang 14
Khái quát chung HT miễn Bắc 13
Khu vực Đông Bắc bao gồm 4 tỉnh Hải Dương, Bac Giang, Quang Ninh, Hải Phòng là khu vực có tốc độ tăng trưởng phụ tải lớn của miền Bắc sản lượng
điện năng chiếm khoảng 22 % tổng sản lượng toàn miền Nguồn điện trong
khu vực có các nhà máy Phả Lai I, Pha Lai 2, Uong Bí và các trạm biến ấp
220 kV: Hoành Bồ, Tràng Bạch, Vật Cách, Hải Phòng, Phố Nối Các trạm biến ấp 110 kV khu vực này hầu hết được cấp từ 2 đường đây 110 kV nên độ tin cậy cung cấp điện đảm bảo
Khu vực quanh Hà Nội bao gồm các tỉnh thành: Thủ đô Hà Nội, Hà Tây, Vĩnh Phúc, Bắc Ninh, Hưng Yên Đây là khu vực tiêu thụ điện năng lớn nhất toàn
miền Bắc, tốc độ tăng trưởng phụ tải cao và cũng là khu vực nhiều khu công
nghiệp lớn nên yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện và chất lượng điện áp đồi
hỏi rất cao Hiện nay khu vực có các trạm biến áp truyền tải 220 KV cung cấp
điện năng cho khu vực từ các nhà máy điện như Hà Đông, Chèm, Mai Động,
Bắc Ninh, Phố Nối và trạm quan trọng Đông Ảnh là trạm liên kết giữa các
vùng Phụ tải khu vực có độ tin cậy cung cấp điện, chất lượng điện năng rất tốt, tính dự phòng rất cao vì cấp từ các trạm biến áp truyền tải quan trọng
Khu vực nam sông Hồng và Bắc Trung Bộ: bao gồm các tỉnh thành Hà Nam,
Nam Định, Ninh Bình, Thái Bình, Thanh Hoá, Nghệ An, Hà Tĩnh Nguồn cấp cho khu vực từ nhà máy thuỷ điện Hoà Bình, Nhiệt điện Ninh Bình, nguồn cấp từ các trạm 500 kV Nho Quan, Hà Tĩnh, các trạm 220 kV Ninh Binh, Thanh Hoá, Nam Định, Thái Bình, Nghi Sơn, Hưng Đông
Hiện nay trên hệ thống điện miễn Bắc có 15 bộ tụ bù tinh | 10 kV với tổng
dung lượng định mức 1061.1 MVAR ở cấp điện áp định mức 129.9 KV nên chất lượng điện áp trên toàn hệ thống điện miền Bác rất tốt, không còn khu vực nào có điện áp thấp, tăng khả năng tải công suất hữu công, giảm mức mang tải công suất vô cho các đường day Duong dây 500 kV mạch 2 từ Nam ra Bắc đã tăng độ tin cậy cung cấp điện, tải khoảng 1500 MW vào giờ cao
điểm cho phụ tải miền Bắc, nâng cao điện áp khu vực Bắc Trung Bộ
+
Trang 15Khái quát chung HTĐ miền Bắc 14
[mi
1.3 Các nhà máy điện trên Hệ thống điện miền Bác:
Các nhà máy điện đang vận hành trên Hệ thống điện miền Bắc bạo gồm 8 nhà
máy Hoà Bình, Phả Lại L, Phả Lại H, Uông Bí, Thác Bà, Ninh Binh, Cao Ngan,
Na Duong
Tinh dén hét nam 2005 tổng công suất đặt các nguồn điện trên hệ thống điện miền Bắc đã tăng lên 3549.5 MW, các nhà mấy thuỷ điện nhỏ chủ yếu cấp điện cho phụ tải địa phương với tổng cong suat lip dat 51.5 MW
Ngoài ra hiện nay có một số nhà máy điện thuộc sở hữu của một số đơn VỊ ngoài Tổng công ty điện lực Việt Nam (EVN) tham gia phát điện lên hệ thống
điện Quốc gia bao gồm: Nhiệt điện (NÐ) Na Dương hai tổ may 2x55 MW, nha may ND than Cao Ngan tổng công suất lắp đặt 115 MW, nhà máy thuỷ
điện (TD) Nam Mu 3x4 MW, nha may TD Na Loi (3x3MW)
Trong giai doan 2006-2010 theo dự kiến sẽ có các công trình nhà máy điện đưa vào vận hành trên hệ thống điện miền Bắc nhu ND than Uông Bí mở rong 2x300 MW, ND Hai Phong IT 2x300 MW sé vio van hanh thang 07/2008, NB
Cam Pha I — 300 MW cuối năm 2005 mới khởi công, tổ may 1 TD Tuyén
Quang đến tháng 08/2007 mới vào van hanh, ND than Mao Khé 1200 MW du Kiến đến năm 2009 đưa vào van hanh, ND Mong Duong 2x500 MW vio cudl
nam 2010
1.4 Những thuận lợi và khó khăn:
Hiện nay hệ thống điện (HTĐ) miền Bắc cơ bản đảm bảo cung cấp điện an
Trang 16Khai quat chung HTD mien Bac L5
vực Hầu hết các đường dây 220, 110 kV trên hệ thống điện miền Bắc đều vận
hành khép kín tạo thành các mạch vòng
Việc đóng điện đường dây 500 KV mạch 2 đã tạo thêm mạch liên kết giữa lưới
điện 500 kV và 220 kV, tăng cường độ ổn dink, tang do tin cay cung cấp điện,
cải thiện điện áp ở các miền, cung cấp điện nang Ur miền Nam và đảm bảo chất lượng điện năng cho miền Bắc, đặc biệt là khu vực thành phố Hà Nội
Mặt khác giảm việc điều tiết nguồn phát của nhà máy thuỷ điện Hoà Bình với
hệ thống điện Việc đưa vào vận hành đường dây 500 kV mạch 2 đóng vai trò
quan trọng trong việc tải điện từ các nhà máy điện lên hệ thống điện quốc g1a, trao đổi điện năng giữa các miền trong HTĐ Quốc gia, tạo nên mối liên kết
mạnh giữa 3 miền Bắc — Trung — Nam với công suất trao đổi từ 1000 đến 1400 MW vào giờ cao điểm Trong các năm gần đây miền Bắc có xu hướng nhận điện từ miền Trung và miền Nam
Nhiều công trình mới đường đây và trạm 220 — L10 kV đã chính thức đưa vào
vận hành góp phần đáng kể trong việc đảm bảo cung cấp điện, chống quá tải
và nâng cao ổn định vận hành của hệ thống điện
Việc khai thác tối đa các bộ tụ bù tính cao ấp tại các trạm 220 kV đã làm giảm
đáng kể tổn thất điện năng trên lưới truyền tải, góp phần đảm bảo cung cấp điện an toàn, liên tục, ổn định và kinh tế
Khó khăn co ban trong van hanh HTD mién Bac hiện nay là mặc dù đã đưa vào vận hành một số đường dây, trạm biến ap 220 kV, 110 kV va van hanh các nhà máy điện mới nhưng kết cấu lưới truyền tải chưa đáp ứng được mức tăng trưởng và yêu cầu sử dụng điện năng ngày càng cao của phụ tải, đặc biệt là các phụ tải công nghiệp lớn, chưa tạo nên mức độ dự phòng cần thiết cho hệ thống, đặc biệt vao gid cao điểm khi phụ tải đạt giá trị cực đại vẫn phải cắt giảm tải đo thiếu nguồn Lưới truyền tải 220/110 KV trong hệ thống điện miền Bắc hiện nay hầu hết vận hành hai mạch song song hoặc mạch vòng liên kết giữa các trạm biến ấp truyền tải do đó độ an toàn cung cấp điện đã được cải
Trang 17
Khai quat chung HTD mién Bac 16
thiện đắng kể so với các năm trước đây Tuy nhiên ở một số khu vực lưới điện 220 kV đã vận hành lâu năm, tình trạng thiết bị đã xuống cấp tiết diện dây dẫn nhỏ như tuyến đường đây Thanh Hoá - Nghị Sơn — Hưng Đông - Đồng Hới là loại đây ACK 300 không đáp ứng nhu cầu truyền tải điện năng cho phụ tải hiện tại và tương lai
Lưới 110 kV khu vực mạch vòng Thác Bà đã qua nhiều năm vận hành chưa được cải tạo nâng cấp nhiều, nên vào mùa mưa thường xẩy ra sự cố gây tách
Thác Bà `
Nhiều đường dây 110 kV có tiết diện nhỏ (AC120, AC150) không đáp ứng nhu cầu phụ tải tăng cao Vân thường xuyên đầy hoặc quá tải đường dây Đông
Anh đi Việt Trì Thường xuyên mở máy cắt 112 Đông Anh để tránh quá tải 2
đường dây Chèm đi Đông Anh
Các nhà máy nhiệt điện hiện đang vận hành trên hệ thống điện miền Bắc với
nhiều tổ máy chế tạo từ những năm 7O đã quá cũ, không đạt hiệu suất cao của các thiết bị như lò hơi, turbin, máy phát và các thiết bị phụ dẫn tới điện tự dùng lớn, tiêu hao nhiên liệu cao, vận hành không kinh tế, độ 6n định trong
vận hành không cao, các nhà máy nhiệt điện (NĐÐ) Phả Lại I, ND Uong Bi, ND Ninh Binh, nha may thuỷ điện Thác Bà có tuổi thọ công trình đã cao, công
suất phát không lớn, liên tục có sự cố, nhà máy NÐ Ninh Bình vẫn vận hành
chủ yếu là nâng cao điện áp khu vực, chạy bù, không có hiệu quả kinh tế, ảnh hưởng tới môi trường Tất cả những yếu tố đó đã gây khó khăn không nhỏ cho
công tác vận hành lưới điện, đặc biệt vào giờ cao điểm khi phụ tải tăng cao
Theo thống kê của trung tâm điều độ HTĐ miền Bắc trong các năm gần đây
vào giờ cao điểm hệ thống điện miền Bắc phải sa thải một lượng lớn công suất do thiếu công suất đỉnh Tháng 05 và 06-2005 đã cắt giảm phụ tải miền Bắc
do thiếu nguồn, ước tính sản lượng điện phải cất giảm khoảng 238 triệu kWVh Vào giờ cao điểm nguồn trên hệ thống điện miền Bắc vẫn chưa đáp ứng đủ công suất cho nhu cầu phụ tải, lượng công suất lớn vẫn phải truyền tải từ miền
Trang 18
Khái quát chung HTĐ miền Bắc 17
Nam ra trên 2 đường dây 500 kV điều này gây khó khăn trong vân hành và nguy hiểm cho hệ thống điện Quốc gia khi sự cố 1 trong 2 mạch đường đây
500 kV Do vậy hiện nay trên hệ thống điện miền Bắc vẫn áp dụng sa thải phụ
tải nhanh theo tần số thấp và sa thải đặc biệt khi có sự cố đường dây 500 kV hoặc sự cố nguồn trên hệ thống điện vậy nên phụ tải vẫn phải mất điện diện rộng khi có sự cố lớn trên hệ thống
`
Ce €2 Cy CD Bw ca Cc’: toot TO
1.5 Nhập khẩu điện năng từ nước ngoài
Như giới thiệu hiện trạng chung HTĐ miền Bắc ở trên do nhu cầu phụ tải tăng nhanh, một số nguồn điện vào chậm đồng thời tình trạng các nha may
điện hiện nay trên HTĐ miền Bắc vận hành đã lâu với công suất khả dụng thấp đã dẫn đến khu vực miền Bắc có nguy cơ thiếu điện từ năm 2004 đồng
thời do kết cấu lưới không đồng bộ phân bố nguồn và tải không đồng đều nên hiện tượng quá tải một số đường dây và máy biến áp vẫn xảy ra Để khắc phục hiện trạng thiếu điện năng và quá tải đường dây máy biến áp hiện nay Tổng công ty điện lực Việt Nam (EVN) đã và đang có những hợp tác điện lực với khu vực phía nam Trung Quốc Đến cuối tháng 06-2005 EVN đã mua điện
cấp 110 kV từ tỉnh Vân Nam và tỉnh Quảng Tây qua 3 hướng biên giới:
- Nhập khẩu 60 MW từ Hà Khẩu về Lào Cai vào đầu tháng 10-2004 và dự
kiến tăng lên 70 MW vào năm 2006 cung cấp điện cho phụ tải các tỉnh Lào
Cai, Lai Châu |
- Tháng 5-2005 có thêm điểm nhập khẩu 25 MW từ Đông Hưng (Trung Quốc)
về Móng Cát, Tiên Yên và sẽ tăng lên 50 — 60 MW (tháng 4-2006 đã cấp điện về đến Mông Dương cũng qua nguồn từ Đông Hưng)
- Nhập khẩu 40 MW từ cửa khẩu Thanh Thuỷ về Hà Giang từ tháng 28-06- 2005 dự kiến tăng lên 70 MW dén 100 MW vào năm 2006 Tổng công suất nhập khẩu qua 3 điểm dự kiến năm 2006 là 190 MW đến 230 MW
Trang 19
Khái quát chung HT miền Bac 18
—— Hiện nay Tổng công ty điện lực Việt Nam và công ty điện lực Vân Nam (Trung Quốc) đang nghiên cứu các giải pháp để tháng 11-2006 Việt Nam sẽ
nhập khẩu từ Vân Nam bằng lưới điện 220 kV cấp từ Xin Qiao qua Lào Cai về Yên Bái, Việt Trì và điểm cuối nguồn là Vĩnh Yên 220 kV với tổng công suất
lớn nhất 300 MW, sản lượng hàng năm đạt 1.1zl.3 tỷ kWh Do chưa kip chuẩn bị các điều kiện thuận lợi cho hoà đồng bộ 2 HT nên trước mắt phía Việt Nam sẽ vận hành tách lưới 220 kW một số khu vực Đến đầu năm 2009 khi nhà máy thuỷ điện MaLLưTang 2 — 300 MW đưa vào vận hành Việt Nam
sẽ tiếp tục nhập khẩu qua hướng Thanh Thuy (Ha Giang) cling bằng lưới điện
220 kV Dự tính đến năm 2015 Việt Nam có khả năng nhập khẩu từ Vân Nam khoảng 2000 MW
Khả năng nhập khẩu điện qua lưới 500 kVW đang được tính toán, sơ bộ cho
thấy có thể kết nối lưới điện Việt Nam với khu vực nam Trung Quốc qua đường dây 500 kV tir tram 500/220 kV Honghe (chau Hong Ha - Vân Nam)
vé tram 500 kV Séc Son |
Ngoai nhap khau dién tir Trung Quoc, trong những năm tới nước ta còn nhập
khẩu điện từ các nước trong khu vực như Lào, Campuchia, Thái Lan
Trang 20
Mô hình HTĐ trong chế độ xúc lập 19
Chương 2
CƠ SỞ PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN PHAN TÍCH CHẾ ĐỘ XÁC LẬP CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NANG DAM BAO ON
ĐỊNH TĨNH
2.1 ĐẶT VẤN ĐỀ `
Cấu trúc hệ thống điện bao gồm ba bộ phận chủ yếu: nhà máy điện, các mạng
lưới truyền tải và các hộ tiêu thụ điện
Mục đích chủ yếu của tính toán phân tích chế độ xác lập là xác định trạng thai
làm việc của các phần tử khi thiết kế và vận hành HTĐ, đánh giá các chỉ tiêu
kinh tế kỹ thuật của hệ thống lựa chọn và chỉnh định các thiết bị bảo vé role tự
động hoá HTĐ đồng thời phân tích tạo lập các tín hiệu điều khiển vận hành
HTĐ trong thời gian thực
Các yêu cầu cơ bản đối với các phương pháp tính toán phân tích chế độ xác
lập (CDXL) nhu: dam bảo độ chính xác ứng với mục đích ứng dụng trong thực
tế, có tính vạn năng, có thể tính toán với mọi sơ đồ HTĐ, tốc độ tính toán
nhanh, sử dụng đơn giản và thuận tiện Ngoài ra có tính thích ứng cao khi mô phỏng các yếu tố biến động của điều kiện vận hành và phương thức điều chỉnh
điều khiển
22 MÔ HÌNH LƯỚI ĐIỆN TRONG TÍNH TỐN PHẦN TÍCH CHẾ ĐỘ
XÁC LAP CUA HTD
Mô hình CĐXL của HTĐ nói chung có tính chất phi tuyến tuy nhiên trong Các
bài toán với yêu cầu đủ thoả mãn độ chính xác có thể sử dụng mô hình tuyến
tính với những giả thiết đơn giản hoá sau:
- Thông số điện trở, điện kháng được xem là không đổi
- Sức điện động và điện kháng máy phát không đổi
Trang 21
Mô hình HTTĐ trong chế độ xúc lập 20
2.2.1 Nhánh chuẩn
Lưới điện hiện đại thường bao gồm nhiều cấp điện áp, cấu trúc mạch vòng,
hình tia cung cấp từ nhiều nguồn Các phần tử trong hệ thống điện ngày càng đa dạng với nhiều thiết bị mới Để có mơ hình tốn học với tinh van nang và phù hợp cao với CĐXL của hệ thống điện cần chuẩn hoá các nhánh và cách biểu diễn sơ đồ Người ta thường sử dụng khái niệm nhánh chuẩn nối giữa nút ¡ và nút J như hình sau: `, T Kụ 1! T 2 cp te ` — a a
Hình 2.1: Sơ đồ thay thế của nhánh tj trong HTD
Đặc trưng của nhánh là tổng trở Z¿ nối nối tiếp với một máy biến áp lý tưởng
với hệ số kụ„ phức bao gồm phần thực và phần ảo, biến đổi cả mô đun và góc
pha, vì khi thay đổi lưới thì cũng thay đổi góc pha của điện áp tại i va j May
biến áp lý tưởng không có tổn thất, không có tổng trở, chỉ có tỷ số biến đổi Mô đun của hệ số biến áp k,, bang tỷ số giữa các vòng dây của máy biến áp thực, khi nối trong mạch sẽ bằng tỷ số mô đun điện áp hai phía Góc pha của
k¿ phụ thuộc vào tổ đấu dây của máy biến áp Kụ = oe
Các phần tử không liên quan đến hệ số biến áp (điện trở, điện kháng) có thể
coi là nhánh chuẩn có hệ số biến áp bằng 1, góc lệch pha bằng 0 Z¿¡ bao gồm
điện trở, điện dung và điện cảm Mọi phần tử trong hệ thống điện trong tính
toán chế độ xác lập đều phải đưa về nhánh chuẩn Tập hợp nhánh chuẩn ta có
lưới chuẩn, sơ đồ tính toán chuẩn được định nghĩa bao gồm toàn các nhánh
Trang 22
Mô hình HT trong chế độ xúc lập 21
chuẩn Tai các nút của sơ đồ còn có các nguồn biểu diễn bằng dòng điện bên
trong J hoặc điện áp đầu cực U
2.2.2 Mô hình các phần tử cơ bản của hệ thống điện
a) Đường dây trên không và cáp:
Với đường đây trên không và các đường dây cáp cấp điện áp 330 kV >U> 66
kV thì sơ đồ thay thế bằng một nhánh bao gồm ba phần tử với ba thông số R, X, Bohu sau: X R Oa B/2 —— B/2 L 1 Hình 2.2 Sơ đồ thay thế của đường dây
R = rạ] là tổng trở đường đây (O), I là chiều dài đường dây (km)
X = xạ.l là điện kháng đường dây (€2)
B=- j bạ1 (1/O) tổng điện dung ký sinh sinh ra
rạ điện trở đơn vị của đường dây (O/km), xạ điện kháng đơn vị của đường dây
(O/km), bạ dung dẫn đơn vị của đường dây (1/©km), hệ số biến áp kị = Ì
b) Máy biến áp điện lực:
Máy biến áp hai cuộn dây được thay thế băng sơ đồ hình T' với tôn hao không
tải của máy biến áp thay bằng nhánh Rạ, Xạ Các trị số điện trở, điện kháng
được quy về một phía máy biến áp và tính trong hệ đơn vị có tên Phía còn lại được nối với sơ đỗ ngoài thông qua máy biến áp lý tưởng có hệ số biến áp là k Máy biến áp lý tưởng với ý nghĩa là thay đổi góc pha và tỷ số biến, góc pha
phụ thuộc vào tổ đấu dây của máy biến áp
Trang 23
M6 hink HTD trong ché dé xac lap 22 Key | cao ha cao Xp Rs ca ha I + —C Ö }— Xo
Hình 2.3 Sơ đồ thay thế máy biến áp hai cuộn đây
Máy biến áp ba cuộn dây được thay thế như hình 2.4 Máy biến áp 3 cuộn dây phía trung và ha trong so đồ thay thế có„nối với 2 máy biến áp lý tưởng hệ số biến áp của máy biến áp lý tưởng phụ thuộc vào đầu phân áp và bằng tỷ số giữa các vòng dây Cac thông số của các nhánh 2, 2, Z¿, Z¿ được tính toán theo số liệu thi nghiém Uy%, AP , APE, AQe, va 1,%
Hình 2.4 Sơ đồ thay thế của máy biến áp ba cuộn dây c) Các kháng điện, tụ điện
Kháng điện và tụ điện được thay thế đơn giản bằng các nhánh có điện kháng
và dung kháng tương ứng, nhánh chuẩn có k, =1 Kháng điện đóng vai trò như
Trang 24Mo hinh HTP trong chế độ xạc lập 23
Q,„„.: công suất ba pha định mức của kháng điện (MV An)
Đối với tụ bù tĩnh bù công suất phản kháng lên hệ thống điện, nhà sản xuất thường cho các giá trị định mức U„„ (điện áp dây) và Q„ tương ứng Từ đó giá trị dung kháng được tính theo công thức sau:
Ww
— đ
Xc=——— (2.2)
O cụ, đ) Mơ hình hố máy phát điện:
Trong sơ đồ tính toán chế độ xác lâp máy phát điện được thay thế như sau:
E E——{VYV—‡——>
Hình 2.5 Sơ đồ thay thế của nguồn điện
Nếu máy phát điện cực ẩn thì xy = x„ nếu máy phát điện cực lồi thì xạ # X,
Phương trình đặc tính công suất điện tir cla may phat phat len HTD: Ụ | P= —2~ sind (2.3) Nq và công suất phản kháng của máy phát phát lên hệ thống: 2 EU Q= BY =” cosd (2.4) x, X,
ỗ là góc lệch giữa suất điện động E, và điện áp đầu cực Ủ, ở chế độ xác lập bình thường E, không đổi
Trong chế độ xác lập bình thường thì công suất điện từ cân bằng với công suất
cơ của turbin P„ = P khi đó tần số và điện áp tại các nút nằm trong giới hạn
vận hành an toàn cho phép của hệ thống điện
Nếu máy phát điện là loại không có thiết bị tự động điều chỉnh kích từ (TK)
ta mô phỏng bằng một nguồn lý tưởng có E = const được mắc nối tiếp với
một điện kháng Xa
Trang 25
M6 hink HTD trong chế độ xác lập 24
C) Mơ hùnh hố các phụ tái
Phụ tải điện thường được xác định đưới dang công suất lấy từ nút của lưới, có thể là nút thanh cái điện áp cao 110 kV, 220 kV của trạm biến áp đặc trưng
cho phụ tải toàn khu vực hoặc nút có thể là thanh cái điện áp 380 V, hay 3-35
kV Tuy theo bài toán trong yêu cầu thiết kế hay vận hành, mức độ chính xác khác nhau mà phụ tải được mô phỏng là giá trị trung bình, trị số cực đại hay là đường cong đặc tính tĩnh của phụ tải Tính toán chế độ của lưới cung cấp điện trong chế độ vận hành thì thường phải xét đến đặc tính tĩnh của phụ tải
- Khi mô hình hoá phụ tải ở đang đặc tính tính:
Phụ tải được mô phỏng theo đặc tính tính là quan hệ phi tuyến theo điện áp thanh cái và tần số của hệ thống điện Nút tải được coi là nơi lấy công suất ra theo quan hệ hàm số với tần số và điện ấp nút xác định bằng thực nghiệm và
thống kê: P,(U;, f) = @,(Ủ,, Ð và Q,CU,, Ð = nn,CU,, Ð, cụ thể như sau:
P(U, f) = Pạ (ao + a¡U + a;U”)(œ + œ¡Ð
QUU, f) = Qo(by + b,U + b,U*)(By + BA Trong do:
U, fla giá trị điện ấp và tần số được tính trong hệ đơn vị tương đối
Trong chế độ xác lập ta có công suất ứng với giá trị điện áp và tần số định mức Pạ, Qạ Các hệ số tiệm cận là a, b, œ, B thoả raãn điều kiện:
aj +a, +a, =bot+b,+b,= 1
Oy +, = Bo +B, = 1
- Khi coi phu tai la hang s6: P = const, Q = const
Tương ứng với aa = 1, bh = 1, Gy = 1, By = O và các hệ số còn lại bằng 0 - Khi mô hình hoá phụ tải ở dạng tổng trở 2, cố định:
Đây là trường hợp đơn giản hố mơ hình phụ tải, phụ tải được tính như một
nhánh nốt! đất
Trang 26
Mô hình HTĐ trong chế độ xác lập 25 U U P| R+JX P+j Q
Hình 2.6 Sơ đồ thay thế của phụ tải
Trị số tổng trở tải khi cho Pạ và Q¿ ứng với Ưu„ là:
'Z=R+jx= Ủ%(Ð, + j0,) = 2 (cose + jsing) So So (2.5)
- Khi phụ tải được cấp bởi máy biến ấp điều áp dưới tải:
Trong phạm vi điều chỉnh được của máy biến ấp (phạm vi thay đổi được của đầu phân áp) + AU thì coi P = Py va Q = Qo vì điện áp thanh cái bạ áp hầu như
không đổi còn khi nằm ngoài phạm vi điều chỉnh được của máy biến ấp (MBA) thì phụ tải sẽ thay đổi theo đặc tính tĩnh của nó Vậy có thể viết:
P(U+AU) khi U< U,,, - AU
P(U) =| Po khi U,,, - AU< U< Uy, + AU P(U-AU) khi U > U,,, + AU
Đối với công suất phản kháng ta cũng có công thức tương tự
2.3 PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG DONG NUT
Phương trình cân bằng dòng nút là cơ sở đầu tiên để tính toán chế độ,
phương trình mô tả trạng thái hệ thống điện đúng với sơ đồ lưới Giả thiết một
lưới chuẩn bao gồm n+l nút trong đó có cả nút đất Nhánh nối các nút với
nhau và tương ứng có tổng dẫn tương hỗ, nếu không có phần tử thực nào nối
giữa nút ¡ và nút j thì tổng tro Zz; = co Moi nut đều có nguồn dòng bơm vào:
- Nếu là nút trung gian J, = 0 - - Nguồn dòng đã cho J; = const
Trang 27
Mô hình HT trong chế độ xác lập 26
Nếu điện áp không đổi thì ta có nguồn ấp U; = const
Một nhánh chuẩn có sơ đồ tương ứng:
Ũ, ’ Uj U;
> 2j T7 3
Hình 2.7: Sơ đồ thay thế nhánh chuẩn 1J trong mô phỏng hệ thống điện
Trang 28Mô hình HTĐ trong chế độ xác lập 27 Thay vào phương trình trên ta có: V,UitS Y,U, =J, (2.6) is Khi j = 0 thi U, = 0 thay lần lượt ¡ = 1, 2, 3 n ta có hệ phương trình cân -bằng dòng nút sau:
YU, +¥,U, + +Y¥,U, =,
VU, +Y„U, tow + HU, =J, : 2.7)
YU, + ¥.U, te +Y,U, =J,
Đây là hệ phương trình dòng nút cho đòng chuẩn và nhánh chuẩn, ở đây điện
áp là đại lượng pha, công suất 1 pha Trong đại lượng dây thì công suất cần nhân với 3 và điện áp tính là điện áp day a? + + z ` z ^ ` ` ` Nếu nút máy phát thì ta có nguồn dòng la: J, = 5 + 2 7% ` + , ` Nếu nút tải thì ta có: J; = Bo i Nếu nút trung gian thì ta có J; = 0
Điều kiện để tồn tại chế độ xác lập là cân bằng công suất Hệ phương trình
cân bằng dòng nút không đảm bảo hết chế độ xác lập mà ta cần có hệ phương
trình cân bằng công suất nút: nhân cả hai vế của hệ phương trình 1.7 với trị SỐ liên hợp của điện áp nút U ; U 2 Ö, " U, ta được hệ phương trình cân bằng công suất nút:
YU? +¥,UU, tet ¥,U,0, =5, =P - JO,
V„Ú,Ú, +Y„U} + +Y,„Ù,Ủ, =Š, =P, - JO; (2.8)
Công thức đưới dạng tổng quất:
Trang 29
Mô hình HT trong chế độ xác lập 28
7#í
Nếu nút tải thì - §, =—P + /Q, còn nếu ¡ là nút trung gian thì vế phải bằng 0
Đây là điện ấp phức, công suất phức và tổng dẫn phức
Ta có U,=U,⁄ð, = U, (cosỗ,+j sinõ,) và ¥, = ¥,2Za, =90°thay vào hệ phương trình 2.8 ta viết dưới dạng lượng giác với 2 hệ phương trình có n phương trình:
Y,U, sina, + Ð_Y.U,U, sim(ổ, ~ ổ,—øœ,)= P(U,,/) JV=l] J Hi , ° (2.9) Y„U cosa, -3_Y.Ư,U, cos(ổ, —ở, —#„) =Ó,(U,, ƒ) J=[ J#i
Vậy hệ phương trình mô hình chế độ xác lập của hệ thống điện là hệ phi
tuyến, đại số và rất phức tạp Tính phi tuyến thể hiện trong hệ phương trình,
trong đặc tính phụ tải và nguồn Do vậy các phương pháp tính toán ngày nay
đều dựa trên phương pháp lặp Xác định biến số trong hệ phương trình chế độ
xác lập như sau: |
a) Khi hé théng cé mét nha may diéu tan:
- Cho trước ] giá trị góc ö, và cho giá trị của nó tuỳ ý, các góc pha còn lại sẽ
so sánh tương đối với góc cho trước này Nút có góc õ, gọi là nút cơ sở
- Công suất của nhà máy điều tần là biến P¿, công suất của các nhà máy còn lại là cho trước Nhà máy điều tần chính là nút k và gọi là nút cân bằng Vậy ta có núi cơ sở s và nút cân bằng k Thường thì người ta chọn nút cân bằng trùng với nút cơ sở trong tính toán chế độ xác lập của hệ thống điện Tần số hệ
thống có trị số 50 Hz
b) Khi hệ thống có nhiều nhà máy điều tần với đặc tính điều chỉnh tĩnh:
Đây là trường hợp HTĐ có nhiều khu vực, môi khu vực có một nhà máy điều tần Lúc này trong tính toán chế độ xác lập ta có:
Trang 30
Mô hình HTĐ trong chế độ xác lập 29
- Tần số là biến số cần tìm
- Mỗi nút có 4 đại lượng (P;, Q;,, U¡, và 5; ), 2 đại lượng đã cho và 2 đại lượng còn lại là biến Nút tải thì các đại lượng đã biết là P,, Q, các biến số là Ú;, và
ä, Với nút trung gian thì P, = 0, Q, = 0 và biến số là U¿, ð,
Nút nguồn thực chất là các nhà máy điện, trạm bù:
- Nút nguồn bình thường cho trước giá trị P;¿Q; biến số sẽ là ,, ð, Trong đó với giới hạn công suất vô công của nhà mấy Q > Q;> Qặn:
- Nút nguồn phát bù công suất phản kháng: cho trước P,, Q, biến số là U,, ồ, - Nút nguồn có nhà máy điều tần hay là nút cân bằng: cho giá trị điện áp U;
cần giữ và õ, = 0, ẩn số là P; và Q
- Nút bù: bao gồm máy bù đồng bộ, nút có tụ bù tĩnh, nút có bù điều chỉnh trơn SVC, ta cũng xem như nút nguồn P, = 0, Ủ; và ẩn số là Q, và ð,
24 PHƯƠNG PHÁP NEWTON - RAPHSON GIẢI HỆ PHƯƠNG TRÌNH
CHẾ ĐƠ XÁC LẬP CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN
Thuật toán Newton và Gauss-Zeiden được ap dụng phổ biến để giải hệ
phương trình chế độ xác lập của HTD Phương pháp Newton-Raphson có thể _ ấp dụng giải cho mọi hệ phương trình phi tuyến bất kỳ Nội dung phương pháp:
như sau: Giả sử cho vectơ F là tập hợp F = Œ, f; f,) và vectơ X là tập hợp X
= (x¡, x; x,) Hệ phương trình phi tuyến dạng tổng quát sau:
W.(x,,x;, „) = Ô Ứ,(x.,x,, x„)=0
WỨ,(Xị, X;› .-X„} (2.19)
W(x,,x; *„) = 0
Cho nghiêm gần đúng ban đầu X”” nào đó Ta biểu điễn ma trận W(%X) dưới = : o o :
dạng khai triển chuỗi Taylor ở lân cận điểm x”
Trang 31
Mô hình HTĐ trong chế độ xóc lập 30
W(X)= W(x) W(x) (x- xí + na xi? +
~ W(x”) +W(x®.(x- x9) (2.11)
ở đây trong khai triển Taylor và ta lấy xấp xi với thành phần bậc 1, bỏ qua thành phần bậc cao Vậy ta có hệ phương trình gần đúng:
W(x) 4W(x%).(x- x) = 0 (2.12)
V6i W(x) là ma tran dao ham cap | ciia cdc ham W tai gid tri x, va goi lA
^ ma tran Jacobi:
KT ax, ax, ax |
Ow, Ow, Ow, W(x) =! ax, Ox, Ox
Đặt gì” = xị - xế? gọi là độ lệch nghiệm Để nghiên cứu phương trình đầu 2.1 I
ta nghiên cứu phương trình gần đúng 2.12 là phương trình xấp xỉ bậc nhất của
chuối Taylor và là hệ phương trình bậc nhất Do đó nghiệm của 2.12 là nghiệm gần đúng của 2.11 - Ow ow Ow Et te Ho tte, = —w, (x) Ox, 2 Ox, Ow 6) +8, +o $= —w, (x) 5 Ox, X2 ở n (2.13) Ow Ow 2 T48, +———4£; + +—=.£„ =T—w (x19) Ox, Ox, Ox
Các giá trị x và vẽ phai la hang so vi ta tinh 6 gid tri x da cho, & day +2 “+ * ow LX ` a? 2 ` > a? ` z ° "+ * ~ 2 ^
biến số sẽ là các độ lệch s,, s; e„ Do đó hệ 2.13 là hệ phương trình tuyến tính Ta có 6, = x, - xế”, vì đã cho nghiệm xấp xỉ đầu x;/” và nếu tìm được
Trang 32
Mô hình HTĐ trong chế độ xác lap 3]
e thì ta có thé xác định được nghiệm gần đúng tiếp thco: x! =£/ + x”, sau
bước x;” ta tìm được xf”, là nghiệm gần đúng hơn Vậy sau mỗi bước lặp thì cho nghiệm chính xác hơn, sau đó lấy nghiệm xấp xỉ xO) = (x xa x) để làm xấp xỉ đầu và tính tiếp bằng cách thay vào hệ 2.13 và tìm ce!” tir hé
phuong trinh tuyén tinh 2.13 Phep lap tiếp theo thực chất là tính lại ma trận
Jacobi và vế phải của hệ 2.13 Sau đó ta lại có nghiệm chính xác hơn khi tìm _ được ø(Ð: x2, = x0), + e¡"” cứ như vậy lời giải cuối cùng cho đến khi e, đủ bé
Phép lặp Newton nếu hội tụ sẽ tiến nhanh đến lời giải khi chọn được xấp xÏ đầu gần với nghiệm chính xác, ngược lại thì phép lặp sẽ phân kỳ
2.5 ỔN ĐỊNH TĨNH CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ VẤN ĐỀ DANH GIA
MỨC ĐỘ ỒN ĐỊNH CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN PHÚC TẠP
Khả năng ổn định tĩnh của HTĐ được đảm bảo nếu có những kích động
nhỏ ngẫu nhiên xảy ra nhưng các thông số chế độ của HTĐ vẫn nằm trong giới hạn cho phép vận hành Hiện nay người ta có thể áp dụng các tiêu chuẩn
để đánh giá xem HTĐ có ổn định hay mất ổn định ở một trường hợp cụ thể nào đó Tuy nhiên khi nghiên cứu ổn định cũng cần thiết đánh giá HTĐ có ổn
định hay không ứng với rất nhiều tình huống vận hành thực tế khác nhau,
ngoài ra ứng với một tình huống cụ thể cũng cần tìm giới hạn để HTĐ có thé vận hành an toàn mà không mất ổn định điều này dòi hỏi cần xác định miền ồn định của HTĐ Để đánh giá HTĐ có ổn định hay không có thể dựa vào các khái niệm và tiêu chuẩn của A.M.Lyapunov và có thể tìm được miền giới hạn mất ổn định tuy nhiên tính phức tạp, khối lượng tính toán lớn nên người ta
thường phối hợp áp dụng các phương pháp khác nhau, các tiêu chuẩn có tính
chất gần đúng một trong những tiêu chuẩn để nghiên cứu ổn định HTĐ đó là tiêu chuẩn mất ổn định phi chu kỳ của P.S.Gidanov và tiêu chuan Hurwitz
Với nội dung tiêu chuẩn Hurwitz là hệ thống sẽ ổn định nếu tất cả các hệ số
của phương trình đặc trưng và các định thức Hurwitz dương Điều đó có nghĩa
Trang 33Mô hình HTĐ trong chế độ xác lập 32
là thay đổi dần dần các thông số chế độ cho đến khi HTĐ mất ổn định thì
hoặc là một hệ số nào đó đổi dấu hoặc là một định thức nào đó đổi dấu Hurwitz cũng chứng minh rằng ở chế độ giới hạn mất ổn định thì định thức Hurwitz cấp n sẽ đổi dấu đầu tiên tương ứng với hoặc là sự đổi dấu của số hạng tự do a„ hoặc tương ứng với sự đổi dấu của định thức n-l Trong đó khi
số hạng tự đo a, ứng với mất ổn định dạng phi chu kỳ còn sự đổi dấu của định thức n-l ứng với mất ổn định dang chu ky Do vay để khảo sát miền ổn định
tnh chỉ cần quan sát đấu của số hạng tu do a, hoặc dấu của định thức HurwItz n-1 Mặt khác mất ổn định dạng chu kỳ nguyên nhân gây ra là do các thông số của thiết bị tự động điều chỉnh và mất ổn định dạng phi chu kỳ nguyên nhân gây ra do thông số chế độ hệ thống Do vậy nếu giả thiết các thiết bị tự động
điều chỉnh làm việc đúng thì mất ổn định xảy ra trên HTĐ là mất ổn định phi
chu kỳ và chỉ cần áp dụng tiêu chuẩn a,> 0 để phát hiện tất cả các trường hợp
mất ổn định Ưu điểm của tiêu chuẩn mất ổn định phi chu kỳ là tìm được giới hạn vận hành ổn định tĩnh khi thay đổi thông số chế độ và có thể đánh giá được độ dự trữ ổn định tĩnh Một thuận lợi là định thức Jacobi của hệ phương trình chế độ xác lập trong tính toán CĐXL áp dụng thuật toán Newton-
Trang 34Mô hình HTĐ trong chế độ xác lập 33 - Gan i=0 \ Tỉnh ma trận Jacobi |, wx”) | - Cho xdp xi dau | 4 Giải hệ phương trình Wx?) dL? = W(X”) ` Tĩnh nghiệm xáp xi Days #0 *
Dinh thite TRÍ CC 2 Thong neo không
Jacobi dương ' ! ror 1 \ ] z ˆ 1 In kết quà một |L_ -~-—- 1 ' trang thdi ang + vB " ¥C : Tìm giới hạn ơn định phi chu kỳ Ị Kết thúc tính Ỳ ché độ Kết thúc tìm miễn giới 4 gs oa c2 hạn ôn định
Hình 2.8 Sơ đồ khối chương trình tính toán CĐXL theo phương phap Newton-
Raphson và chu trình lặp đánh giá mức độ ổn định HTĐ tìm giới hạn ổn định tĩnh
Kết quả chứng minh sự đồng nhất định thức Jacobi hệ phương trinh CDXL với
trị số của số hang tu do phương trình đặc trưng lấy làm cơ sở cho phương pháp
tính, Định thức Jacobi có dấu âm ứng với HTĐ mất ổn định phi chu kỳ Khối
tính toán CĐXL đưa ra các thông tin ứng với 3 trường hợp:
- Định thức Jacobi có dấu dương thì điểm làm việc của hệ thống nằm trong
miền ồn định
Trang 35
Mô hình HTĐ trong chế độ xác lập 34 - Định thức Iacobi có dấu âm thì hệ thống không ổn định, điểm làm việc nằm ngoài miền ổn định - Phép lặp không hội tụ, không tính được định thức Jacobi, điểm làm việc nằm sát biên giới hạn mất ổn định
2.6 TINH TOAN CHE BO VA ON DINH TINH BANG PHAN MEM
UNG DUNG CONUS
Trong quá trình tính toán phân tích chế độ, tính toán ổn định tĩnh trong giai
đoạn thiết kế, vận hành phục vụ phương án mua điện từ Trung Quốc hướng
Xin Qiao đi Lào Cai sử dụng phần mềm ứng dụng Conus của Bo mén HTD
trường ĐH Bách khoa Hà nội
Chương trình tính toán Conus được thiết kế và phát triển từ nghiên cứu đầu
tiên của các nhà khoa học Nga Như trình bày ở trên ngoài chức nãng tính toán
chế độ xác lập HTĐ, tính toán bù công suất phản kháng, tính toán phân bổ
Trang 36Mé hinh HTD trong ché dé xaclap — 35 Bar dau Gn điểm xuất phát Tinh CDXL va kiém tra đấu định thức Jacobi ở bước cuối „ “ * (nếu hội tu) ~^
Tiến I bước ién 1 (nht (như Lầi 1/2 ùi bước (s (so Đủ số điểm cần > 1
“ fan với bước trước : wes
bước trước) ới bước trước) tính trên giới hạn | Khoang cach du In điểm giới hạn > nhỏ giữa 2 bước s tìm được Kết thúc
Hình 2.9 Chu trình lặp tìm các điểm trên biên gidi mién 6n dinh trong Conus
Chuong trinh xay dung theo thuật toán trên đây đưa ra một phương phấp mới
tính toán thực dụng tìm miền ổn định, đánh giá mức độ én dinh cua HTD có
cấu trúc phức tạp theo những tình huống khác nhau Các kết quả có thể xác
định được: Hệ số dự trữ ổn định chung toàn hệ thống, hệ số dự trữ ổn định hệ
thống theo tình huống nguy hiểm nhất, các nút có miền ổn định hẹp, các nút
bị sụp đổ điện ấp Chương trình cũng có thể dùng để nghiên cứu ảnh hưởng
- của các yếu tố khác nhau đến tính ổn định của HTĐ: giới hạn phat công suất
phản kháng các nguồn, hiệu quả bù tĩnh nâng cao dự trữ ổn định tinh
a) Tính toán giới hạn truyền tải trên đường dây, từ đó tìm ra hệ số dự Irữ ôn
dinh tinh chung cho HTD:
Trang 37
Mô hình HT trong chè độ xóc lập 36 HTD | >xP HTĐ 2 Hình 2.10 Xác định giới hạn truyền tải
Giả sử HTĐI và HTĐ2 được nối với nhau bởi đường dây truyền tải, chiều
công suất trao đổi đang từ HTĐI sang HTĐ 2
Thay đổi đồng loạt phụ tải P, + j Q, trên HTĐ 2 cho đến khi HTĐ mất ồn định
tĩnh, Conus sẽ tìm gia công suất trao đổi giới hạn Pụy, và Quy từ HTĐI sang
HTD 2 Do dự trữ ổn định tĩnh được xáẻ định từ kết quả tính toán chế độ giới
hạn truyền tải và kết quả tính toán chế độ ban đầu:
Py
_Đ,
K, = 100% P
b) Đánh giá ổn định tĩnh cho một nút tải bất kỳ
Xác định hệ số dự trữ ổn định tĩnh tại nút phụ tải bằng cách thay đổi thông số
Trang 38Mô hình HTĐ trong chế độ xac lap 37
Thay đổi cả độ lớn của P, Q, thay đổi hệ số cos Conus sẽ xác định được miền
ồn định tĩnh của một nút tải bất kỳ khi tiến tới biên giới hạn ổn định
Với ưu điểm chạy ổn định, ít báo lỗi, kết quả tính toán chính xác, tốc độ tính
toán nhanh Hiện nay chương trình Conus đang được phát triển, liên kết trao
đổi giữ liệu với các chương trình phần mềm khác như PSSE
Ngồi tính tốn về ổn định tính, chương trình Conus còn bao gồm các chức năng: tính toán phân tích chế độ xác lập của HTD tính toán toán bù công suất phản kháng, tính toán phân bổ điện áp
Phiên bản thời kỳ đầu của Conus chạy trên hệ điều hành MS-DOS_ với những
nhược điểm về thao tác vào đữ liệu, giao điện chưa thân thiện với người sử
dụng Ngày nay bộ môn Hệ thống điện đã và dang nang cấp, sửa đổi phát
triển chương trình Conus hoàn thiện hơn, chạy trên hệ điều hành Windows, với phiên bản Conuswin: giao điện thân thiện, dễ sử dụng, cập nhật chỉnh sửa dữ liệu khá dễ dàng, chương trình chạy ổn định hơn, linh hoạt trong tính toán
áp dụng tính toán cho nhiều lĩnh vực của hệ thống điện, đưa ra kết của áp dụng thực tế sát thực Chương trình được ứng dụng trong học tập, nghiên cứu khoa học, trong công tác vận hành HTĐ (tính toán ổn định phục vụ thiết kế
đường dây 500 kV Bắc Nam), trong các ban nghành (Viện Năng Lượng,
Trung tam DD HTD Quéc gia) đ) Một số chức năng tính toán
Giao điện vào đữ liệu của chương trình rất đơn giản, được trình bày dưới dang các “Sheet” như trong phần mềm ứng dụng Excel, mỗi Sheet và một trường dữ
liệu, tạo điều kiện thuận lợi cho người sử dụng có thể truy cập để dàng từng
thông số của HTĐ mà không cần bất Kỳ thao tác phức tạp khác
Các dữ liệu mô phỏng HTĐ được lưu dưới dạng File *.abc với các đặc điểm cơ bản của cấu trúc file số liệu là mỗi thông số được thể hiện trên l hàng ngang,
tất cả các nhanh trong HTP đều được qui đổi về dạng nhánh chuẩn
+ Trường vào ra dữ liệu nút:
Trang 39
Mô hình FƯTĐ trong chế độ xác lập 38
Các thông tin cần khai báo bao gồm U - điện áp cơ bản nút kV, P, - phụ tải tác dụng của nút, Q, — phụ tải phản kháng của nút, P, — công suất phát tác dụng
của nút thể hiện nút máy phát, Q; - công suất phát phản kháng của nút khi nút
là máy phát hoặc máy bù đồng bộ hoặc S5VC , Ủ,„ giá trị điện áp nút cần giữ, Quà giới hạn dưới công suất phát phân kháng của máy phát hoặc thiết bị bù vô công, Q„ giới hạn trên công suất phát phản kháng của máy phát hoặc thiết bị bù vô công
+ Nhánh chuẩn:
Đây là trường khai báo tụ bù dọc, tụ bù tĩnh Nút có tụ bù tĩnh được thể hiện nhánh nối với đất
+ Đường đây:
Chương trình cho phép người sử dụng chỉ cần khai báo chiều đài đường dây (1), dién tro don vi (r,), dién khang don vi (x,) va dung dan don vị (b,), dòng
điện định mức Các thông số đều khai báo trong đơn vị có tên, mọi tính toán chuyển đổi sẽ được Conus thực hiện
+ Đường dây siêu cao áp:
Được khai báo riêng với nhánh đường dây, tương tự chương trình cho phép khai báo các thông số đơn vị và chiều dài đường dây
+ Nhánh MBA:
Nhánh MBA được liên kết với trường khai báo nút và trường thông số MBA
được thể hiện qua nút và số hiệu MBA
+ Thông số MBA: S„„ công suất định mức MBA, U,„ điện áp định mức MBA,
U, điện áp cuộn cao (KV), U, điện ấp cuộn hạ (KV), U, điện ấp cuộn trung
(kV), U, c+(%) điện ấp ngắn mạch giữa cuộn cao và cuộn trung (%), U, ¢ a(%) điện áp ngắn mạch giữa cuộn cao và cuộn hạ (%), Ú, +u(%) điện áp
ngắn mạch giữa cuộn trung và cuộn hạ (%), Pẹ, tồn thất không tải MBA (KW), Pc„ tổn thất ngắn mạch MBA (KkW), [,% dòng điện không tải phần trăm MBA
Trang 40
Mô hình HTĐ trong chế độ xạc lập 30
Các thông số của MBA do nhà chế tạo đưa ra được cập nhật trực tiếp từ trường
MBA mi khong can qua cdc bước tính tốn qui đổi thơng số, với mỗi máy
biến áp được qui định bởi một số hiệu đánh số thứ tự 1+ n, chương trình sẽ
truy cập vào từng máy biến áp thông qua số hiệu này + Làm biến thiên thông số tải:
'Cho phép truy cập đến từng nút tải, làm biến thiên thông số chế độ qua mã số
(code), miền biến thiên X„„„„ + Xu„„„„ bước biến thiên (Delta X) Đây là trường
khai báo cho phép người sử dụng tính toán giới hạn công suất truyền tải, miền
giới hạn phụ tải đảm bảo ổn định tĩnh và độ ổn định tại một nút tải bất kỳ
cũng như hệ số dự trữ ổn định chung của toàn HTĐ
+ Đặc tính tĩnh phụ tải: |
Công suất tiêu thụ của phụ tải không là hằng số khi điện áp và tần số hệ thống
điện thay đổi Do vậy Conus sẽ tính toán giá trị phụ tải khi thông số chế độ hệ
thống thay đổi, ao, a;, a; bạ, bạ, bạ, œ, B là các hệ số của đặc tính tĩnh phụ tải:
P(U, f) = Pp (ag + aU + a;U”(œ¿ + o,f)
QU, f) = Qo (by + BU + b,U*)(Bo + Bif)
37 NANG CAO GIGI HAN ON BINH BANG BU CONG SUAT PHAN
KHÁNG TRÊN LƯỚI ĐIỆN
Với đặc điểm lưới điện khu vực khi đường dây dài truyền tải công suất đi
xa, phụ tải tập trung chủ yếu là cuối nguồn tiêu thụ nhiều công suất phản
kháng mặt khác theo hợp đồng đã ký thì yêu cầu hệ số coso phía đầu nguồn
Xin Qiao rất cao, do không phải là nút nhà máy nên điện áp Xin Qiao có thể
không cao vì vậy tránh điện áp thấp cho phụ tải cuối nguồn đồng thời nâng
cao giới hạn ổn định tĩnh chung cho lưới điện thì có thể áp dụng phương pháp
bù công suất phản kháng
Dung lượng bù, vị trí bù và Sử dụng loại thiết bị bù công suất phản kháng cũng
là một trong những phần tính toán nghiên cứu được đề cập trong luận văn
+