Tổng quan độ tin cậy của hệ thống điện

Đề tài Nghiên cứu, tính toán độ tin cậy của lưới truyền tải Đề tài Nghiên cứu, tính toán độ tin cậy của lưới truyền tải Mục lục Chương 1 3 Tổng quan độ tin cậy của hệ thống điện 3 1 1 Các khái niệm về.

Đề tài: Nghiên cứu, tính tốn độ tin cậy lưới truyền tải Mục lục Chương 1: Tổng quan độ tin cậy hệ thống điện 1.1 Các khái niệm độ tin cậy .3 1.1.1 Nguyên nhân gây điện thiệt hại điện .3 1.1.1.1 Nguyên nhân gây điện 1.1.1.2 Thiệt hại điện: 1.1.2 Định nghĩa độ tin cậy 1.1.2 Các tiêu đánh giá độ tin cậy hệ thống điện .4 1.1.3 Các phương pháp đánh giá độ tin cậy Chương 2: Đánh giá độ tin cậy lưới điện truyền tải phương pháp không gian trạng thái .8 2.1 Trạng thái không gian trạng thái 2.2 Mơ hình trạng thái phần tử 2.3 Các phương pháp tính tốn độ tin cậy 11 2.3.1 Quá trình Markov với trạng thái rời rạc thời gian rời rạc (xích Markov) 11 2.3.2 Q trình Markov có trạng thái rời rạc thời gian liên tục .13 2.3.3 Hợp trạng thái : 15 2.3.4 Phương pháp liệt kê trạng thái 17 2.3.5 Phương pháp trạng thái lát cắt tối thiểu (minimal- cut- states) 19 2.4 Tần suất trạng thái thời gian trạng thái 20 Chương 3: 22 Thuật tốn xây dựng chương trình đánh giá độ tin cậy cung cấp điện lưới truyền tải 22 3.1 Thuật toán 22 3.1.1 Dữ liệu tính toán: 23 Trang: Đề tài: Nghiên cứu, tính tốn độ tin cậy lưới truyền tải 3.1.2 Tìm đường nối từ nguồn đến phụ tải: 23 3.1.3 Vùng bảo vệ vùng sửa chữa phần tử: 23 3.2 Phân tích ảnh hưởng hỏng hóc phần tử đến độ tin cậy cung cấp điện nút phụ tải: 23 3.3 Ví dụ tính độ tin cậy cung cấp điện lưới truyền tải .26 Chương 35 Đánh giá tính tốn độ tin cậy cho số trạm 35 4.1 So sánh độ tin cậy nút phụ tải 220kv Trạm Huế Hòa Khánh 35 4.1.1 Các sơ đồ liệu độ tin cậy 35 4.1.2 Tính độ tin cậy cho nút phụ tải Huế ( PT3 ) 38 4.1.3 Tính tốn độ tin cậy cho nút phụ tải Hòa Khánh (PT4) 40 4.1.4 Kết luận .42 4.2 Tính tốn độ tin cậy cho nút phụ tải 110kV Sợi Huế (tính từ tranh 110kV TBA 220kV Huế) 42 4.2.1 Các sơ đồ độ tin cậy: 42 4.2.2 Tính độ tin cậy 47 4.3 Tính toán độ tin cậy cho TBA 220kV Huế .49 4.3.1 Các sơ đồ độ tin cậy 49 4.3.2 Tính độ tin cậy 51 4.4 Độ tin cậy nút phụ tải 110kv Sợi Huế ( tính từ lưới 220kV ) .52 4.4.1 Cách tính độ tin cậy 52 4.4.2 Kết tính tốn .53 4.4.3 Thiệt hại hàng năm nút phụ tải 110kV Sợi Huế 53 Trang: Đề tài: Nghiên cứu, tính tốn độ tin cậy lưới truyền tải Chương 1: Tổng quan độ tin cậy hệ thống điện 1.1 Các khái niệm độ tin cậy 1.1.1 Nguyên nhân gây điện thiệt hại điện Hệ thống điện làm việc xuất cố gây điện, tần suất xuất cố phụ thuộc vào chất lượng thiết bị, phương thức vận hành hệ thống, yếu tố khách quan,…Để đánh giá mức độ an toàn vận hành hệ thống, người ta đưa khái niệm độ tin cậy Độ tin cậy tiêu then chốt phát triển kỹ thuật, đặc biệt xuất hệ thống phức tạp nhằm hoàn thành chức quan trọng lĩnh vực công nghiệp khác 1.1.1.1 Nguyên nhân gây điện  Có nhiều nguyên nhân gây điện, mà nguyên nhân là: - Do trình bảo dưỡng sữa chữa, thay thiết bị Khi thiết bị hệ thống phải đưa để sữa chữa bảo dưỡng phải cắt điện q trình - Do cố bên thiết bị gây nên điện - Do yếu tố tự nhiên gây nên điện Ví dụ bão, lũ lụt… - Trong q trình vận hành thiếu hụt cơng suất nên cắt điện để cân công suất 1.1.1.2 Thiệt hại điện: Mất điện gây nên tổn thất to lớn cho người cung cấp điện khách hàng sử dụng điện  Đối với người cung cấp điện: - Làm doanh thu việc khách hàng điện - Bồi thường chi phí gây ảnh hưởng tới khách hàng - Chịu phản hồi xấu từ khách hàng - Tạo niềm tin khách hàng  Đối với khách hàng sử dụng điện: - Ảnh hưởng tới trình sản xuất sinh hoạt Trang: Đề tài: Nghiên cứu, tính tốn độ tin cậy lưới truyền tải - Làm trình sản xuất bị ngưng lại khiến cho thời gian tiền bạc doanh nghiệp Làm cho khách hàng cảm thấy khó chịu điện mùa hè Một số trường trường hợp gây nên hậu người bệnh viện… 1.1.2 Định nghĩa độ tin cậy Độ tin cậy xác suất để hệ thống (hoặc phần tử) hoàn thành triệt để nhiệm vụ yêu cầu khoảng thời gian định điều kiện vận hành định Để đánh giá ĐTC sơ đồ cung cấp điện, ta cần phải khảo sát tiêu định lượng ĐTC sơ đồ nối điện khác hệ cung cấp điện Các tiêu là: xác suất làm việc an toàn P(t) hệ thời gian khảo sát t, thời gian trung bình T lần cố, hệ số sẵn sàng A hệ, thời gian trung bình sửa chữa cố, sửa chữa định kỳ, Tính tốn ĐTC sơ đồ cung cấp điện để xác định giá trị trung bình thiệt hại năm ngừng cung cấp điện, phục vụ tốn tìm phương án cung cấp điện tối ưu hài hoà hai tiêu : cực tiểu vốn đầu tư cực đại mức độ đảm bảo cung cấp điện 1.1.3 Các tiêu đánh giá độ tin cậy hệ thống điện Để đánh giá độ tin cậy hệ thống điện, ta thường đánh gia theo tiêu sau: - Xác suất điện phụ tải - Cường độ điện phụ tải - Thiệt hại kinh tế tính tiền điện - Thời gian điện trung bình cho phụ tải /năm - Số lần điện trung bình cho phụ tải năm 1.1.4 Các phương pháp đánh giá độ tin cậy Ngày nay, có nhiều phương pháp sử dụng để đánh giá độ tin cậy, phương pháp có ưu, nhược điểm riêng cho toán cụ thể Đối với hệ thống điện, người ta thường sử dụng phương pháp sau 1.1.4.1 Phương pháp cấu trúc nối tiếp - song song Phương pháp bao gồm việc lập sơ đồ độ tin cậy áp dụng phương pháp giải tích đại số Boole lý thuyết xác suất tập hợp để tính toán độ tin cậy Trang: Đề tài: Nghiên cứu, tính tốn độ tin cậy lưới truyền tải Sơ đồ độ tin cậy hệ thống xây dựng sở phân tích ảnh hưởng hư hỏng phần tử đến hư hỏng hệ thống Sơ đồ độ tin cậy khác với sơ đồ vật lý mô tả quan hệ vật lý phần tử Sơ đồ độ tin cậy bao gồm: - Các nút có nút phát (nguồn), nút tải nút trung gian - Nhánh thể khối chữ nhật mô tả trạng thái tốt phần tử Phần tử bị hỏng tương ứng với việc xóa khối tương ứng sơ đồ Nhánh nút tạo thành mạng lưới nối nút nguồn nút tải sơ đồ Có thể có nhiều đường nối nut phát nút tải, đường gồm nhiều nhánh ghép nối tiếp Theo sơ đồ, trạng thái tốt hệ thống trạng thái có đường nối từ nút nguồn đến nút tải Còn trạng thái hỏng hệ thống xảy nút nguồn nút tải bị tách rời hỏng phần tử Các dạng sơ đồ độ tin cậy hình 1.1 sau - Sơ đồ nối tiếp (hình a): Hệ thống hỏng tất phần tử hỏng - Sơ đồ song song (hình b): Hệ thống hỏng tất phần tử hỏng - Sơ đồ hỗn hợp (hình c): Hệ thống hỏng số phần tử hỏng Trên sở phân tích sơ đồ độ tin cậy tính tốn giải thích, ta tính tiêu độ tin cậy hệ thống Hình a Sơ đồ nối tiếp Hình b Sơ đồ song song Hình c Sơ đồ hỗn hợp Hình 1.1: Các dạng sơ đồ độ tin cậy hệ thống 1.1.4.2 Phương pháp không gian trạng thái Trong phương pháp hệ thống diễn tả trạng thái hoạt động khả chuyển trạng thái Trang: Đề tài: Nghiên cứu, tính tốn độ tin cậy lưới truyền tải Trạng thái hệ thống xác định tổ hợp trạng thái phần tử Mỗi tổ hợp trạng thái phần tử cho trạng thái hệ thống Phần tử có nhiều trạng thái khác như: trạng thái tốt, trạng thái hỏng, trạng thái bảo dưỡng định kỳ… Do thay đổi trạng thái phần tử làm cho hệ thống chuyển sang trạng thái Tất trạng thái cuả hệ thống tạo thành khơng gian trạng thái Hệ thống trạng thái Do tổng xác suất trạng thái Ưu phương pháp xét phần tử có nhiều trạng thái khác với giả thiết định áp dụng phương pháp trình Markov cách hiệu để tính xác suất trạng thái từ tính tiêu độ tin cậy hệ thống 1.1.4.3 Phương pháp hỏng hóc Phương pháp hỏng hóc phương pháp hiệu để nghiên cứu độ tin cậy hệ thống phức tạp, áp dụng tốt cho hệ thống điện Cây hỏng hóc cho phép đánh giá hệ thống chất lượng số lượng quan điểm độ tin cậy Về mặt chất lượng, hỏng hóc cho hình ảnh rõ ràng nguyên nhân, cách thức xảy hỏng hóc hành vi hệ thống Hơn nữa, phương pháp hỏng hóc cho phép tính tiêu độ tin cậy hệ thống Phương pháp hỏng hóc mơ tả đồ thị quan hệ nhân dạng hỏng hóc hệ thống, hỏng hóc hệ thống hỏng thành phần sở đại số Boole 1.1.4.4 Phương pháp đường tối thiểu Từ nút nguồn đến nút phụ tải có nhiều đường, đường gồm số phần tử nối tiếp nối liền nút nguồn với nút phụ tải Đường tối thiểu đường khơng có nút xuất hai lần Các đường phụ thuộc vào có phần tử tham gia nhiều đường Sau tìm đường, ta có sơ đồ độ tin cậy hệ thống bao gồm đường nối song song hình sau Trang: Đề tài: Nghiên cứu, tính tốn độ tin cậy lưới truyền tải Hình 1.2: Sơ đồ độ tin cậy theo phương pháp đường tối thiểu Sơ đồ có m đường song song T1,T2,…,Tm Nếu giả thiết đường đủ khả đáp ứng phụ tải hệ thống tốt có đường tốt, điều mô tả hàm Boole sau: xác suất tốt hệ thống là: Trạng thái hỏng hệ thống xảy tất đường hỏng, kí hiệu trạng thái hỏng hóc hệ thống phần tử, ta có hàm Boole mơ tả quan hệ trạng thái hỏng hóc hệ thống trạng thái hỏng hóc phần tử Hàm T nhận từ nhờ định lý Morgan Xác suất trạng thái hỏng hệ thống là: Xác suất trạng thái tốt hệ thống là:  Ở nhóm tác giả chọn phương pháp khơng gian trạng thái để tính tốn độ tin cậy Phương pháp trình bày kĩ chương Trang: Đề tài: Nghiên cứu, tính tốn độ tin cậy lưới truyền tải Chương 2: Đánh giá độ tin cậy lưới điện truyền tải phương pháp không gian trạng thái 2.1 Trạng thái không gian trạng thái Theo phương pháp không gian trạng thái, hệ thống diễn tả trạng thái hoạt động khả chuyển trạng thái Trạng thái hệ thống xác định tổ hợp trạng thái phần tử Mỗi tổ hợp trạng thái phần tử cho trạng thái hệ thống Phần tử có nhiều trạng thái khác trạng thái tốt (TTT), trạng thái hỏng (TTH), trạng thái bảo quản định kỳ (TTBQĐK) v v… Do thay đổi trạng thái phần tử làm cho trạng thái chuyển sang trạng thái Tất trạng thái có hệ thống tạo thành khơng gian trạng thái (KGTT) Hệ thống luôn trạng thái nên tổng xác suất trạng thái (XSTT) phải Một hệ thống vật lý mà trạng thái biến đổi theo thời gian cách ngẫu nhiên, ta gọi hệ diễn trình ngẫu nhiên Quá trình Markov mơ hình tốn học diễn tả q trình ngẫu nhiên phần tử hệ thống liên tiếp chuyển từ trạng thái sang trạng thái khác thoả mãn điều kiện: hệ thống trạng thái chuyển trạng thái xảy thời điểm ngẫu nhiên phụ thuộc vào trạng thái đương thời không phụ thuộc vào khứ trình Nếu hệ thống có n trạng thái, thời điểm t hệ thống trạng thái i đơn vị thời gian hệ thống lại trạng thái i (i=1→n) với xác suất pii chuyển sang trạng thái j với xác suất pij (j=1→n i ≠ j ) Các trạng thái hệ thống : Trạng thái hấp thụ : rơi vào trạng thái hệ thống khơng thể khỏi Trang: Đề tài: Nghiên cứu, tính tốn độ tin cậy lưới truyền tải Trạng thái trung gian : hệ thống rơi vào trạng thái này, sau hệ thống chuyển sang trạng thái khác Quá trình Markov đồng thời gian hệ thống trạng thái tuân theo luật phân bố mũ với xác suất chuyển pij không phụ thuộc vào thời gian gọi cường độ chuyển trạng thái định nghĩa: λij =( +) = j/X(t)=i])= (2 1) với X(t+∆t), X(t) trạng thái hệ thống thời điểm (t+∆t) t Nếu ∆t đủ nhỏ ta có gần : pij (∆t) ≈ λij ∆t (2 2) Quá trình Markov khơng đồng λij hàm thời gian Quá trình Markov phân trình sau : a Rời rạc khơng gian rời rạc thời gian b Rời rạc không gian liên tục thời gian c Liên tục không gian thời gian Đối với HTĐ chuyển trạng thái xảy có hỏng hóc hay phục hồi phần tử Với giả thiết TGLV TGPH phần tử có phân bố mũ, thời gian hệ thống trạng thái tuân theo phân bố mũ, cường độ chuyển trạng thái số không phụ thuộc vào thời gian, ta sử dụng q trình Markov đồng Với hệ thống điện nghiên cứu độ tin cậy phương pháp không gian trạng thái ta sử dụng q trình a b 2.2 Mơ hình trạng thái phần tử Đối với phần tử bị cố khơng có phương thức thao tác đổi nối để hạn chế phạm vi điện mơ hình hóa dạng hai trạng thái, trạng thái bình thường N trạng thái hỏng R (bị cố sửa chữa phục hồi) Hình 2.1.a Giả thiết trình chuyển trạng thái trình Markov đồng Trang: Đề tài: Nghiên cứu, tính tốn độ tin cậy lưới truyền tải b) Hình 2.1: Mơ hình hai (a) ba trạng thái (b) phần tử Xác suất trạng thái: Tần suất trạng thái: fR  PR TR PN   PN  Trong đó: λ μ cường độ cố cường độ TR TR phục hồi phần tử; T T thời gian làm N R việc an tồn trung bình thời gian sửa chữa (phục hồi) trung bình phần tử Tuy nhiên lưới có đặt dao cách ly phân đoạn, có phần tử mà bị cố nhân viên vận hành thực cắt dao phân đoạn để hạn chế phạm vi điện sau máy cắt gần cắt (giả thiết máy cắt hoàn toàn tin cậy) Đối với phần tử có mơ hình ba trạng thái Hình 2.1.b 2.3 Các phương pháp tính tốn độ tin cậy 2.3.1 Quá trình Markov với trạng thái rời rạc thời gian rời rạc (xích Markov) Giả thiết hệ thống S có trạng thái S1, S2, Sn chuyển trạng thái hệ thống xảy thời điểm định t0, t1, tn gọi bước trình Trang: 10 Đề tài: Nghiên cứu, tính tốn độ tin cậy lưới truyền tải  Dữ liệu độ tin cậy phần tử đánh số sơ đồ: Bảng 4.5: Dữ liệu độ tin cậy phần tử Phần tử Loại thiết bị 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 TG MC ĐD MC TG MC ĐD MC TG MC ĐD MC TG MC ĐD MC TG MC ĐD MC TG MC ĐD MC TG MC ĐD MC MC ĐD MC TG MC ĐD Trang: 45 Cường độ cố λ (lần/năm) 0.010 0.100 0.198 0.100 0.010 0.100 0.225 0.100 0.010 0.100 0.180 0.100 0.010 0.100 0.153 0.100 0.010 0.100 0.207 0.100 0.010 0.100 0.288 0.100 0.010 0.100 0.432 0.100 0.100 0.018 0.100 0.010 0.100 0.099 Thời gian đổi nối (h)/lần đổi nối 0.80 0.20 0.50 0.20 0.80 0.20 0.50 0.20 0.80 0.20 0.50 0.20 0.80 0.20 0.50 0.20 0.80 0.20 0.50 0.20 0.80 0.20 0.50 0.20 0.80 0.20 0.50 0.20 0.20 0.50 0.20 0.80 0.20 0.50 Thời gian sửa chữa (h)/ lần sửa chữa 5.00 30.00 10.00 30.00 5.00 30.00 10.00 30.00 5.00 30.00 10.00 30.00 5.00 30.00 10.00 30.00 5.00 30.00 10.00 30.00 5.00 30.00 10.00 30.00 5.00 30.00 10.00 30.00 30.00 10.00 30.00 5.00 30.00 10.00 Đề tài: Nghiên cứu, tính toán độ tin cậy lưới truyền tải 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 MC TG MC ĐD MC TG MC ĐD MC TG MC ĐD MC TG MC ĐD MC TG MC ĐD MC TG MC ĐD MC TG MC ĐD MC 0.100 0.010 0.100 0.378 0.100 0.010 0.100 0.090 0.100 0.010 0.100 0.252 0.100 0.010 0.100 0.018 0.100 0.010 0.100 0.360 0.100 0.010 0.100 0.360 0.100 0.010 0.100 0.378 0.100 0.20 0.80 0.20 0.50 0.20 0.80 0.20 0.50 0.20 0.80 0.20 0.50 0.20 0.80 0.20 0.50 0.20 0.80 0.20 0.50 0.20 0.80 0.20 0.50 0.20 0.80 0.20 0.50 0.20 30.00 5.00 30.00 10.00 30.00 5.00 30.00 10.00 30.00 5.00 30.00 10.00 30.00 5.00 30.00 10.00 30.00 5.00 30.00 10.00 30.00 5.00 30.00 10.00 30.00 5.00 30.00 10.00 30.00  Vùng bảo vệ sửa chữa phần tử sơ đồ: Bảng 4.6 Vùng bảo vệ sửa chửa phần tử Phần tử Trang: 46 2 4 28 28 6 Vùng bảo vệ 3 5 - - - Vùng sửa chữa 28 4 - - Đề tài: Nghiên cứu, tính tốn độ tin cậy lưới truyền tải 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 Trang: 47 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 6 8 10 10 12 12 14 14 16 16 18 18 20 20 22 22 24 24 26 26 16 29 29 31 16 33 33 35 35 37 37 39 39 41 41 43 43 45 45 47 10 10 11 12 14 14 16 16 18 18 29 20 22 22 24 24 26 26 28 28 18 31 30 18 35 37 37 39 39 41 41 43 43 45 45 47 47 49 49 11 13 29 29 33 19 21 23 25 31 32 29 34 36 38 49 42 44 46 - 12 13 15 33 33 63 21 23 25 27 27 33 35 36 38 40 42 44 46 48 - 63 63 20 63 63 - 15 17 17 17 - 17 19 30 34 - 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 10 12 14 16 18 20 22 24 26 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 31 35 37 39 41 43 45 47 49 29 - 33 - 63 - Đề tài: Nghiên cứu, tính tốn độ tin cậy lưới truyền tải 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 47 49 49 51 51 53 53 55 55 57 57 59 59 61 16 51 51 53 53 55 55 57 57 59 59 61 61 63 63 18 48 50 52 54 56 58 60 29 50 52 54 56 58 60 62 33 61 17 62 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 49 51 53 55 57 59 61 - 51 53 55 57 59 61 63 - - - - Nhận thấy nút phụ tải sau trạm Sợi Huế, nút phụ tải lại nối với tuyến đường dây khác nhau, nghĩa đường dây đứt có đường điện từ đường dây cịn lại; thông số máy cắt Vậy nên độ tin cậy nút phụ tải sau 110kv Huế (không tinh đến nút phụ tải sau trạm Sợi Huế) Vậy nên ta tính độ tin cậy nút phụ tải sau trạm Sợi Huế nút phụ tải sau trạm Huế 4.2.2 Tính độ tin cậy  Xác định mã đường nút nguồn nút PT7 Đ1: 1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13-14-15-16-17-29-30-31-32 Đ2: 1-28-27-26-25-24-23-22-21-20-19-18-17-29-30-31-32 Đ3: 17-29-30-31-32 Đ4: 48-47-46-45-44-43-42-41-40-39-38-37-36-35-34-33-17-29-30-31-32 Đ5: 48-49-50-51-52-53-54-55-56-57-58-59-60-61-62-63-17-29-30-31-32  Kết tính tốn chương trình Trang: 48 Đề tài: Nghiên cứu, tính tốn độ tin cậy lưới truyền tải De tai: Nghien cuu tinh toan tin cay luoi truyen tai SONHANH = 63 soduongnoi = TRANGTHAIDOINOI = Columns through 15 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 Columns 16 through 30 1 0 Columns 31 through 45 1 0 Columns 46 through 60 0 0 Columns 61 through 63 0 TRANGTHAISUACHUA = Columns through 15 0 0 Columns 16 through 30 Trang: 49 0 Đề tài: Nghiên cứu, tính tốn độ tin cậy lưới truyền tải Columns 31 through 45 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Columns 46 through 60 0 0 Columns 61 through 63 0 xacsuatTTH = 0.0470 xacsuatTTT = 0.9530  Chú thích kết quả: Phụ tải điện khi: - Sự cố phần tử: 16, 17, 18, 29, 30, 31, 32, 33, 63 - Một phần tử: 17, 29, 30, 31, 32 trạng thái sữa chữa 4.3 Tính toán độ tin cậy cho TBA 220kV Huế 4.3.1 Các sơ đồ độ tin cậy Trang: 50 Đề tài: Nghiên cứu, tính tốn độ tin cậy lưới truyền tải Hình 4.5: Sơ đồ thiết bị phân phối (đơn giản) Tất máy cắt dao cách ly trạng thái đóng Để đánh giá độ tin cậy sơ đồ hình 4.5(a), ta ký hiệu phần tử sơ đồ 4.5(b)  Dữ liệu độ tin cậy sơ đồ Bảng 4.8: Dữ liệu độ tin cậy phần tử sơ đồ Phần tử Loại thiết bị MC TG MC MBA MC Trang: 51 Cường độ cố λ (lần/năm) 0.10 0.01 0.10 0.20 0.10 Thời gian đổi nối (h)/lần đổi nối 0.20 0.80 0.20 1.00 0.20 Thời gian sửa chữa (h)/ lần sửa chữa 30.00 5.00 30.00 240.00 30.00 Đề tài: Nghiên cứu, tính tốn độ tin cậy lưới truyền tải 10 11 12 13 14 TG MC TG MC MBA MC TG MC MC 0.01 0.10 0.36 0.10 0.20 0.10 0.01 0.10 0.10 0.80 0.20 0.50 0.20 1.00 0.20 0.80 0.20 0.20 5.00 30.00 10.00 30.00 240.00 30.00 5.00 30.00 30.00  Vùng bảo vệ vùng sửa chữa phần tử sơ đồ: Bảng 4.9: Vùng bảo vệ vùng sửa chữa phần tử sơ đồ Phần tử 10 11 12 13 14 10 11 12 13 14 1 3 5 7 9 11 11 Vùng bảo vệ 14 14 14 7 9 11 10 11 13 14 10 13 14 14 12 11 13 4.3.2 Tính độ tin cậy  Mã đường phần tử sơ đồ: Đ1: 1-2-3-4-5-6 Đ2: 13-12-11-10-9-8-7-6 Đ3: 1-2-14-12-11-10-9-8-7-6 Đ4: 13-14-2-3-4-5-6 Trang: 52 12 12 10 11 12 13 14 Vùng sửa chữa 14 5 7 9 11 11 13 14 - Đề tài: Nghiên cứu, tính tốn độ tin cậy lưới truyền tải  Kết tính chương trình De tai: Nghien cuu tinh toan tin cay luoi truyen tai SONHANH = 14 soduongnoi = TRANGTHAIDOINOI = 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 TRANGTHAISUACHUA = 0 0 xacsuatTTH = 9.4013e-04 xacsuatTTT = 0.9991 Chú thích kết quả: Phụ tải điện : -Sự cố phần tử 5,6,7,14 -Phần tử trạng thái sữa chữa 4.4 Độ tin cậy nút phụ tải 110kv Sợi Huế ( tính từ lưới 220kV ) 4.4.1 Cách tính độ tin cậy Để đơn giản cho việc tính toán độ tin cậy cho phụ tải sau trạm 110kV, ta chia việc tính tốn thành cấp gồm: Trang: 53 Đề tài: Nghiên cứu, tính tốn độ tin cậy lưới truyền tải Tính tốn cấp I: Tính độ tin cậy từ 220kV trạm 500kV đến 220kV trạm 220kV Tính tốn cấp II: Tính độ tin cậy trạm biến áp 220kv ( từ 220kV xuống 110kV) Tính tốn cấp III: Tính độ tin cậy từ 110kV trạm 220kV đến 110kV trạm 110kV Theo nguyên tắc nối tiếp nên tích xác xuất hỏng cấp xác xuất hỏng phụ tải sau 110kV Hình 4.6: cấp tính tốn độ tin cậy cho phụ tải sau cai trạm 110kV nghĩa 4.4.2 Kết tính tốn  Xác suất trạng thái tốt nút phụ tải 110kV Sợi Huế  Xác suất trạng thái hỏng nút phụ tải 110kV Sợi Huế 4.4.3 Thiệt hại hàng năm nút phụ tải 110kV Sợi Huế Trạm biến áp 220kV Sợi Huế có máy biến áp có công suất 25 MVA Công suất phụ tải cực đại Trạm biến áp 18 MW ( chiếm 80% công suất định mức ) Thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax = 4000h Trang: 54 Đề tài: Nghiên cứu, tính tốn độ tin cậy lưới truyền tải Sản lượng điện bình quân bị hàng năm phụ tải phía 110kV Sợi Huế là: Amđ = PHSH Pmax Tmax = 0.048677 x 18000 x 4000 = 3504744 (kWh) Với giá bán điện bình quân lưới điện truyền tải cấp 110kV trở lên (giờ bình thường) cmđ = 1388 (đồng/kWh) Vậy thiệt hại điện hàng năm nút phụ tải 110kV Sợi Huế là: Hmđ = Amđ cmđ = 3504744 1388 = 4.864.584.672 (đồng)  Nhận xét: Tuy công suất trạm 110kV Sợi Huế không lớn ( 25 MVA ) xác xuất hỏng phần tử cao làm cho tổng thiệt hại lớn ( lên đến gần tỷ đồng) Điều trạm 110kV Sợi Huế đường dây đơn, nên dễ điện Để giảm bớt tổn thất, nhóm tác giả kiến nghị nên làm đường dây kép từ 110kV Trạm biến áp 220kV Huế đến 110kV trạm Sợi Huế Chương trình tính tốn độ tin cậy: disp('De tai: Nghien cuu tinh toan tin cay luoi truyen tai') %% DOC DU LIEU DO TIN CAY CUA CAC PHAN TU TRONG SO DO % LAMDA, Tdoinoi,Tsuachua dulieudotincay= xlsread('Vi_Du_Chuong3.xlsx'); %%Vung bao ve cua cac phan tu dulieuvungbaove= xlsread('Vungbaove_C3.xlsx'); sizedulieu = size(dulieuvungbaove); SONHANH = sizedulieu(1) %%% Cac duong noi tu nguon den nut xet tin cay duongnoi = xlsread('Duongnoi_Chuong3.xlsx'); %% Vung sua chua cua cac phan tu dulieuvungsuachua = xlsread('Vungsuachua_C3.xlsx'); dulieuDTC = zeros (SONHANH,3); for k=1 : SONHANH dulieuDTC(k,1)=dulieudotincay(k,1); dulieuDTC(k,2)=dulieudotincay(k,2); dulieuDTC(k,3)=dulieudotincay(k,3); end % Ma hoa vung bao ve : VUNGBAOVE co kich thuoc vuong bang so phan tu, % phan tu o cot thu nhat bi su co thi cac phan tu hang tuong ung se % duoc ma hoa bang neu nam vung bao ve t = size(dulieuvungbaove); vungbaove = zeros(SONHANH,SONHANH); for ii=1:t(1) for jj=1:t(2) if dulieuvungbaove(ii,jj)>0 Trang: 55 Đề tài: Nghiên cứu, tính tốn độ tin cậy lưới truyền tải vungbaove(ii,dulieuvungbaove(ii,jj))=1; end end else end t=size(dulieuvungsuachua); vungsuachua=zeros(SONHANH,SONHANH); for ii=1:t(1) for jj=1:t(2) if dulieuvungsuachua(ii,jj)>0 vungsuachua(ii,dulieuvungsuachua(ii,jj))=1; else end end end clear t sizeduongnoi = size(duongnoi); soduongnoi= sizeduongnoi(1) %%%Tinh cac trang thai doi noi phantusuco =1; %trangthaidoinoi =zeros(1,SONHANH); maTTduongnoidoinoi=zeros(soduongnoi,SONHANH); while phantusuco 0 maduongnoidoinoi(kk,ii)=1; else maduongnoidoinoi(kk,ii)=0; end end end for kk=1:soduongnoi ff1=find(maduongnoidoinoi(kk,:)==1); if length(ff1)>0 maTTduongnoidoinoi(kk,phantusuco)=1; %TTH else maTTduongnoidoinoi(kk,phantusuco)=0; %TTT end end phantusuco=phantusuco+1; end %while TRANGTHAIDOINOI=zeros(1,SONHANH); for ii=1:SONHANH TRANGTHAIDOINOI(ii)=1; for jj=1:soduongnoi TRANGTHAIDOINOI(ii)=TRANGTHAIDOINOI(ii)*maTTduongnoidoinoi(jj,ii); end end %%%%% KET THUC TIM TRANG THAI CUA SO DO KHI SU CO DANG DUOC DOI NOI %%%%% %% TIM TRANG THAI CUA SO DO TRONG LUC SUA CHUA %% phantusuco =1; %trangthaidoinoi =zeros(1,SONHANH); Trang: 56 Đề tài: Nghiên cứu, tính tốn độ tin cậy lưới truyền tải maTTduongnoisuachua=zeros(soduongnoi,SONHANH); while phantusuco 0 maduongnoisuachua(kk,ii)=1; else maduongnoisuachua(kk,ii)=0; end end end for kk=1:soduongnoi ff1=find(maduongnoisuachua(kk,:)==1); if length(ff1)>0 maTTduongnoisuachua(kk,phantusuco)=1; %TTH else maTTduongnoisuachua(kk,phantusuco)=0; %TTT end end phantusuco=phantusuco+1; end %while TRANGTHAISUACHUA=zeros(1,SONHANH); for ii=1:SONHANH TRANGTHAISUACHUA(ii)=1; for jj=1:soduongnoi TRANGTHAISUACHUA(ii)=TRANGTHAISUACHUA(ii)*maTTduongnoisuachua(jj,ii); end end %%%% KET THUC TIM TRANG THAI SUA CHUA %%%% %% TINH CHI TIEU DO TIN CAY %% XStrangthaidoinoi = zeros(1,SONHANH); XStrangthaisuachua = zeros(1,SONHANH); tonglamdaTs=0; tonglamdaTr=0; % tinh tong so lamda(i)*Ts(i) cho n phan tu % tinh tong so lamda(i)*Tr(i) cho n phan tu for kk=1:SONHANH lamda = dulieuDTC(kk,1); Ts = dulieuDTC (kk,2); %1/nam Tr = dulieuDTC (kk,3); tonglamdaTs=tonglamdaTs+lamda*Ts; tonglamdaTr=tonglamdaTr+lamda*Tr; end % Xac suat trang thai binh thuong PN (khong phan tu nao bi hong) xacsuatPN=1/(1+(tonglamdaTs+tonglamdaTr)); for kk=1:SONHANH lamda = dulieuDTC(kk,1); Ts = dulieuDTC (kk,2); %1/nam Tr = dulieuDTC (kk,3); XStrangthaidoinoi(kk) = xacsuatPN*lamda*Ts; XStrangthaisuachua(kk) = xacsuatPN*lamda*Tr; end tongXSdoinoi = 0; Trang: 57 Đề tài: Nghiên cứu, tính tốn độ tin cậy lưới truyền tải tongXSsuachua = 0; for pp = 1:SONHANH tongXSdoinoi = tongXSdoinoi + XStrangthaidoinoi(pp); tongXSsuachua = tongXSsuachua + XStrangthaisuachua(pp); end t2 = find(TRANGTHAIDOINOI ==1); xacsuatTTHdoinoi=0; for i=1:length(t2) xacsuatTTHdoinoi=xacsuatTTHdoinoi+XStrangthaidoinoi(t2(i)); end t2 = find(TRANGTHAISUACHUA ==1); xacsuatTTHsuachua=0; for i=1:length(t2) xacsuatTTHsuachua=xacsuatTTHsuachua+XStrangthaisuachua(t2(i)); end %Tong xac suat trang thai hong cua phan tu dang xet TRANGTHAIDOINOI TRANGTHAISUACHUA xacsuatTTH=xacsuatTTHdoinoi+xacsuatTTHsuachua %xac suat trang thai tot xacsuatTTT=1-xacsuatTTH %%%% end %%%% Trang: 58 Đề tài: Nghiên cứu, tính tốn độ tin cậy lưới truyền tải Trang: 59 ... lưới truyền tải Chương 1: Tổng quan độ tin cậy hệ thống điện 1.1 Các khái niệm độ tin cậy 1.1.1 Nguyên nhân gây điện thiệt hại điện Hệ thống điện làm việc xuất cố gây điện, tần suất xuất cố phụ... án cung cấp điện tối ưu hài hoà hai tiêu : cực tiểu vốn đầu tư cực đại mức độ đảm bảo cung cấp điện 1.1.3 Các tiêu đánh giá độ tin cậy hệ thống điện Để đánh giá độ tin cậy hệ thống điện, ta thường... vận hành hệ thống, yếu tố khách quan, …Để đánh giá mức độ an toàn vận hành hệ thống, người ta đưa khái niệm độ tin cậy Độ tin cậy tiêu then chốt phát triển kỹ thuật, đặc biệt xuất hệ thống phức