Xây dựng giải thuật và dung lượng trạm biến áp 220,4kv cấy mới để giảm tổn thất công suất tác dụng trên lưới 0,4kv luận văn thạc sĩ

DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 2 1 Lưới điện phân phối đơn giản 6 Hình 2 2 Lưu đồ cho việc chọn địa điểm trạm14 Hình 3 1 Lưới điện kín và hở 31 Hình 3 2 Sơ đồ thực tế của 3 nhóm phụ tải 33 Hình 3 3 Lưu đồ giải thuật đề nghị 36 Hình 4 1 Mạng 1 nguồn có 7 nhánh 37 Hình 4 2 Dòng điện trên các nhánh của lưới điện38 Hình 4 3 Cấu hình lưới điện khi vận hành kín 39 Hình 4 4 Lưới điện khi vận hành hình tia, khóa mở 8 9 40 Hình 4 5 Cấu hình lưới khi tính bằng TOPO 40 Hình 4 6 Lưới điện được mở rộng đặt thêm trạ.

DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình Lưới điện phân phối đơn giản Hình 2 Lưu đồ cho việc chọn địa điểm trạm14 Hình Lưới điện kín hở 31 Hình Sơ đồ thực tế nhóm phụ tải 33 Hình 3 Lưu đồ giải thuật đề nghị 36 Hình Mạng nguồn có nhánh 37 Hình Dịng điện nhánh lưới điện38 Hình Cấu hình lưới điện vận hành kín 39 Hình 4 Lưới điện vận hành hình tia, khóa mở 8-9 40 Hình Cấu hình lưới tính TOPO 40 Hình Lưới điện mở rộng đặt thêm trạm nút số 42 Hình Vận hành lưới điện kín 42 Hình Vận hành với khóa mở khóa 4-5 12-13 43 Hình Lưới điện có thêm trạm biến áp sau chạy TOPO 44 Hình 10 Một phần lưới điện hạ Trảng Dài 48 Hình 11 Sơ đồ vận hành lưới điện Trảng Dài hữu 51 Hình 12 Cấu hình lưới sau tái cấu hình 52 Hình 13 Lắp đặt thêm trạm vào khu vực 153 Hình 14 Tái cấu hình sau lắp đặt thêm trạm vào khu vực 54 Hình 15 Lắp đặt trạm vào khu vực 255 Hình 16 Tái cấu hình sau lắp đặt trạm vào khu vực 56 Hình 17 Lắp đặt trạm vào khu vực 357 Hình 18 Tái cấu hình sau lắp đặt trạm vào khu vực 58 DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng Phạm vi ứng dụng toán tái cấu trúc lưới Bảng 2 Đặc tính địa điểm đặt trạm biến áp 13 Bảng 23 Bảng giá thành san lấp đất độ dốc với nhiều loại đất khác 15 Bảng Số liệu phụ tải 37 Bảng Tổn thất công suất lưới điện vận hành bình thường 38 Bảng Dịng điện tính tốn đóng khóa điện 5-6, đường dây 7-6 39 Bảng 4 Tổn thất công suất vận hành với khóa mở 8-9, đường dây 7-8 41 Bảng Tổn thất cơng suất có trạm biến áp lưới điện 43 Bảng Tóm tắt trường hợp lưới điện 15 nút 45 Bảng Số liệu phụ tải 45 Bảng Tổn thất công suất lưới điện vận hành bình thường 49 Bảng Tóm tắt trường hợp lưới điện Trảng Dài 59 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN TÓM TẮT LUẬN VĂN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC CÁC BẢNG CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 11 Đặt vấn đề 12 Nội dung nghiên cứu 13 Mục tiêu nghiên cứu đề tài 14 Phạm vi nghiên cứu 15 Phương pháp giải toán 16 Điểm đề tài 17 Giá trị thực tiễn đề tài 18 Bố cục chuyên đề CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 21 Lưới điện phân phối 211 Đặc điểm lưới điện phân phối 212 Vận hành hở lưới điện phân phối 213 Các toán tái cấu trúc lưới điện phân phối góc độ vận hành 214 Thực trạng lưới phân phối 22 Trạm biến áp 11 221 Các trạm biến áp 11 222 Vai trò trạm biến áp hệ thống điện 11 223 Vị trí trạm biến áp 12 224 Địa điểm đặt trạm biến áp 12 225 Diện tích khả dụng 14 226 Địa hình, địa 14 227 Các tính chất địa lý địa chất đất 15 228 Lối ra, vào trạm 16 23 Các phương pháp tái cấu hình lưới điện [3] 16 231 Giới thiệu 16 232 Mơ hình toán học DNRC: 18 233 Phương pháp Heuristic [5] 19 2331 Phương pháp trao đổi nhánh đơn giản 19 2332 Mơ hình dịng chảy tối ưu 19 224 Phương pháp tối ưu kiến – Ant Colony Optimization Method [6] 20 24 Các phương pháp xác định tổn thất công suất [7]–[11] 22 241 Phương pháp xác định theo τ 22 242 Phương pháp xác định theo τp τq 24 243 Tính phương pháp 2τ 24 244 Phương pháp hệ số phụ tải [12] 25 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP ĐỀ XUẤT 27 31 Giới thiệu 27 311 Đánh giá mức độ cân pha lưới điện 27 312 Đánh giá mức độ giảm điện trở đơn vị 28 313 Tái cấu hình lưới 28 314 Tăng điện áp vận hành 28 315 Xây dựng thêm nối tuyến 29 316 Bù công suất phản kháng 29 317 Cấy thêm trạm biến áp 29 32 Phương pháp đề xuất 29 CHƯƠNG 4: VÍ DỤ KIỂM TRA 37 41 Lưới điện nhánh, nguồn 37 42 Lưới điện P Trảng Dài – Biên Hòa – Đồng Nai 45 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 11 Đặt vấn đề Với tốc độ tăng trưởng phụ tải cao nên lưới điện thường xuyên phải đối mặt với tình trạng tải điện áp thấp, năm gần ngành điện lại tiếp nhận hệ thống lưới điện nông thôn, điều kiện địa bàn cấp điện rộng, địa hình phức tạp, phân bố phụ tải khơng đồng vùng, thời tiết diễn biến phức tạp, lưới điện cũ nát, tồn nhiều cấp điện áp trung áp (35, 22, 10, kV), tốc độ tăng trưởng phụ tải cao (từ 2001- 2014 tăng trưởng trung bình xấp xỉ 14%/năm), biểu đồ phụ tải xấu (chênh lệch công suất cao điểm thấp điểm ngày lên đến 50 - 60%), phụ tải công nghiệp có yêu cầu khắt khe độ ổn định cung cấp điện chất lượng điện Sự cân đối tăng trưởng phụ tải đầu tư cải tạo lưới điện nhiều năm qua (kể lưới điện truyền tải) vấn đề mà ngành điện phải đối diện dẫn đến tổn thất điện lớn, cố nhiều độ tin cậy cung cấp điện lưới điện thấp Một số giải pháp nhằm giảm tổn thất lưới phân phối Mục tiêu giảm tổn thất lưới điện phân phối đòi hỏi phải có nhiều giải pháp đồng bộ, có biện pháp quản lý, hành nhằm giảm tổn thất thương mại, sau xin giới thiệu số biện pháp nhằm giảm tổn thất sau: + Biện pháp quản lý kỹ thuật - vận hành: Không để tải đường dây, máy biến áp, thường xuyên theo dõi thơng số vận hành lưới điện, tình hình tăng trưởng phụ tải để có kế hoạch vận hành, cải tạo lưới điện, hoán chuyển máy biến áp đầy, non tải cách hợp lý, không để tải đường dây, tải máy biến áp lưới điện Đảm bảo vận hành phương thức tối ưu: Thường xun tính tốn kiểm tra đảm bảo phương thức vận hành tối ưu lưới điện Đảm bảo trì điện áp giới hạn cao cho phép theo quy định hành khả chịu đựng thiết bị Kiểm tra, bảo dưỡng lưới điện tình trạng vận hành tốtThực kiểm tra bảo dưỡng lưới điện đảm bảo tiêu chuẩt kỹ thuật vận hành Thực tốt công tác quản lý kỹ thuật vận hành ngăn ngừa cố: Đảm bảo lưới điện không bị cố để trì kết dây có TTĐN thấp Thực vận hành kinh tế máy biến áp: Đối với khách hàng có TBA chuyên dùng mà tính chất phụ tải hoạt động theo mùa vụ, đơn vị kinh doanh bán điện phải vận động, thuyết phục khách hàng lắp đặt thêm MBA có công suất nhỏ riêng phù hợp phục vụ cho nhu cầu cấp nguồn điện hạ khu vực có điều kiện để tách MBA khỏi vận hành Hạn chế thành phần không cân sóng hài bậc cao: Thực kiểm tra khách hàng gây méo điện áp lưới điện Trong điều kiện gây ảnh hưởng lớn đến méo điện áp, yêu cầu khách hàng phải có giải pháp khắc phục + Đảm bảo phụ tải với đường dây, khu vực Giảm tổn thất điện mục tiêu quan trọng đơn vị Điện lực, ngồi biện pháp giải pháp truyền thống việc tiếp cận làm chủ công nghệ biện pháp đem lại hiệu giúp nâng cao lực cho công tác giám sát vận hành lưới điện để giảm tổn thất Hiện có nhiều biện pháp để giảm tổn thất cơng suất q trình phân phối điện như: bù công suất phản kháng, nâng cao điện áp vận hành lưới điện phân phối, tăng tiết diện dây dẫn Tuy nhiên, biện pháp mang tính khả thi kỹ thuật lại tốn chi phí đầu tư lắp đặt thiết bị thực Mục tiêu đặt giảm tổn thất công suất, cấy thêm trạm biến áp kết hợp với tái cấu trúc hình lưới điện phân phối phù hợp cịn nâng cao chất lượng điện, hạn chế sụt áp cuối đường dây giảm thiểu rủi ro cho hộ tiêu thụ điện có cố điện có cố hay cần sửa chữa, bảo đưỡng đường dây Trong đó, biện pháp tái cấu hình lưới thơng qua việc chuyển tải cách đóng/mở cặp khố điện có sẵn lưới kết hợp với việc cấy thêm trạm biến áp nhằm mở rộng lưới phối phụ tải tăng dần giảm tổn thất điện đáng kể đạt cân công suất tuyến dây đáp ứng với việc phụ tải tăng dần mà khơng cần nhiều chi phí để cải tạo tồn lưới điện từ lựa chọn hình lưới vận hành thời gian dài để vận hành nhằm mang lại tính khả thi kỹ thuật mang lại lợi ích kinh kế Ngồi mục tiêu giảm tổn thất công suất, cấy thêm trạm biến áp kết hợp tái cấu trúc lưới điện phân phối phù hợp nâng cao khả mang tải lưới điện, làm giảm sụt áp cuối đường dây giảm thiểu rủi ro cho số lượng hộ tiêu thụ bị điện có cố hay cần sửa chữa đường dây Trong thực tế việc mở rộng lưới điện thông qua cấy thêm trạm việc lựa chọn vị trí để cấy thêm trạm biến áp cần phải thực thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật ràng buộc điện áp, dòng điện, độ tin cậy, thuận lợi thi cơng, tính khả thi việc mở rộng… Trong đó, việc tái cấu hình lưới điện điều kiện phải thoả mãn ràng buộc kỹ thuật với hàng trăm khoá điện lưới điện phân phối điều vơ khó khăn điều độ viên Do đó, để kết hợp việc tái cấu hình có xem xét đến cấy thêm trạm biến áp cần phương pháp đề xuất phù hợp với lưới điện phân phối thực tế cần có giải thuật đủ mạnh để kết hợp việc cấy thêm trạm biến áp kết hợp với tái cấu trúc lưới nhằm đạt mục tiêu giảm tổn thất công suất lưới điện phân phối Do đó, việc xây dựng giải thuật tái cấu hình lưới điện phân phối nhằm giảm tổn thất công suất phụ tải thay đổi nhằm mang lại hiệu kinh tế lưới điện Việt Nam Trên sở kết cơng trình nghiên cứu trước đạt được, đề tài: Như vậy, việc tìm vị trí cấy trạm kết hợp với tái cấu hình lưới điện phân phối giải thuật tái cấu hình nhằm tìm cấu hình tốt với mục tiêu tổn thất công suất bé mang lại lợi ích khác nâng cao khả mang tải lưới điện, làm giảm sụt áp cuối đường dây giảm thiểu rủi ro cho số lượng hộ tiêu thụ bị điện có cố hay cần sửa chữa đường dây Trên sở kết cơng trình nghiên cứu trước đạt được, đề tài “Xây dựng giải thuật dung lượng trạm biến áp 22/0,4kv cấy để giảm tổn thất công suất tác dụng lưới 0,4kv”, với mục đích nghiên cứu, áp dụng thuật toán nhằm để lưới điện phân phối vận hành với tổn thất công suất bé nhằm mang lại lợi ích cho Cơng ty quản lý lưới điện nói riêng ngành điện nói chung 12 Nội dung nghiên cứu Mục tiêu đề tài chọn giải thuật phù hợp nhằm với vị trí, dung lượng phù hợp để cấy thêm trạm biến áp với tổn thất công suất bé  Tìm hiểu nội dung lưới điện phân phối, lưới điện hạ thế, trạm biến áp  Tìm hiểu giải thuật tái cấu hình lưới điện kết hợp với việc chọn vị trí dung lượng cấy trạm biến áp  Đề xuất phương pháp giải toán  Kiểm tra lưới phân phối cụ thể phần mềm PSS- ADAP để kiểm chứng 13 Mục tiêu nghiên cứu đề tài Mục tiêu đề tài nghiên cứu việc: Đề xuất vị trí dung lượng trạm biến áp cấy vào lưới điện nhằm giảm tổn thất lưới điện hạ 14 Phạm vi nghiên cứu - Vị trí dung lượng trạm biến áp - Thuật toán tái cấu hình - Đề xuất phương pháp giải toán - Sử dụng phần mềm PSS- ADEPT kiểm chứng 15 Phương pháp giải toán - Khảo sát lưới điện - Đề xuất phương án giải toán 16 Điểm đề tài - Đề xuất giải thuật - Áp dụng kiểm tra lưới điện 17 Giá trị thực tiễn đề tài - Cung cấp phương pháp cấy thêm trạm biến áp có xét đến tái cấu hình lưới điện - Làm tài liệu tham khảo cho công tác nghiên cứu 18 Bố cục chuyên đề Đề tài gồm chương Chương : Mở đầu Chương : Cơ sở lý thuyết Chương : Phương pháp đề xuất Chương : Ví dụ kiểm tra Chương : Kết luận Tài liệu tham khảo CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 21 Lưới điện phân phối 211 Đặc điểm lưới điện phân phối Hệ thống điện phân phối lưới điện chuyển tải điện trực tiếp từ trạm biến trung gian đến khách hàng Đường dây truyền tải thường vận hành mạch vòng hay mạch tia, đường dây phân phối điện vận hành hở trường hợp Nhờ cấu trúc vận hành hở mà hệ thống relay bảo vệ cần sử dụng loại relay dòng Để tái cung cấp điện cho khách hàng sau cố, hầu hết tuyến dây có mạch vòng liên kết với đường dây kế cận cấp điện từ trạm biến áp trung gian khác hay từ trạm biến áp có đường dây bị cố Việc khôi phục lưới thực thông qua thao tác đóng/cắt cặp khố điện nằm mạch vịng, lưới phân phối có nhiều khố điện Một đường dây phân phối ln có nhiều loại phụ tải khác phụ tải phân bố không đồng đường dây Mỗi loại tải lại có thời điểm đỉnh tải khác thay đổi ngày, tuần mùa Vì vậy, đường dây, đồ thị phụ tải không phẳng ln có chênh lệch cơng suất tiêu thụ Điều gây tải đường dây làm tăng tổn thất lưới điện phân phối [1] Để giảm tổn thất điện chống tải đường dây, điều độ viên thay đổi cấu trúc lưới điện vận hành thao tác đóng/cắt cặp khố điện có lưới Vì vậy, q trình thiết kế, loại khố điện lắp đặt vị trí có lợi để thao tác đóng/cắt khố vừa giảm chi phí vận hành vừa giảm tổn thất điện Hay nói cách khác, hàm mục tiêu trình vận hành lưới điện phân phối cực tiểu chi phí vận hành bao gồm chi phí chuyển tải tổn thất điện Bên cạnh đó, trình phát triển, phụ tải liên tục thay đổi, xuất nhiều mục tiêu vận hành lưới điện phân phối để phù hợp với tình hình cụ thể Tuy nhiên, điều kiện vận hành lưới phân phối phải thoả mãn điều kiện: - Cấu trúc vận hành hở - Tất phụ tải cung cấp điện phạm vi sụt áp cho phép - Các hệ thống bảo vệ relay phải thay đổi phù hợp ... dung lượng trạm biến áp 22 /0,4kv cấy để giảm tổn thất công suất tác dụng lưới 0,4kv? ??, với mục đích nghiên cứu, áp dụng thuật toán nhằm để lưới điện phân phối vận hành với tổn thất công suất bé... tế cần có giải thuật đủ mạnh để kết hợp việc cấy thêm trạm biến áp kết hợp với tái cấu trúc lưới nhằm đạt mục tiêu giảm tổn thất công suất lưới điện phân phối Do đó, việc xây dựng giải thuật tái... đoạn, khó để giải tốn tái cấu trúc phương pháp giải tích tốn học truyền thống 11 22 Trạm biến áp 221 Các trạm biến áp Trạm biến áp phần tử quan trọng hệ thống điện, dung lượng trạm biến áp toàn