(Luận văn thạc sĩ hcmute) tái cơ cấu hình lưới khôi phục cung cấp điện cho huyện hòn đất

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ ÐÀM VĂN ÐỒNG TÁI CẤU HÌNH KHƠI PHỤC CUNG CẤP ÐIỆN CHO LƯỚI ÐIỆN HUYỆN HÒN ÐẤT NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - 60520202 S K C0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 04/2018 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TÁI CẤU HÌNH KHƠI PHỤC CUNG CẤP ĐIỆN CHO LƢỚI ĐIỆN HUYỆN HÒN ĐẤT NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN MÃ SỐ HỌC VIÊN: 1620605 GVHD: P.GS.TS TRƢƠNG VIỆT ANH HVTH: ĐÀM VĂN ĐƠNG Tp Hồ Chí Minh, tháng 04 năm 2018 i Luan van LỜI CẢM TẠ Trước hết, em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc em gửi đến PGS.TS.Trương Việt Anh, thầy tận tụy dạy hướng dẫn em suốt q trình nghiên cứu để hồn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM giảng dạy em suốt năm học vừa qua Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn đến tất người thân, bạn bè, lãnh đạo, đồng nghiệp Điện Lực Hịn Đất ,trong Cơng Ty Điện Lực Kiên Giang tạo điều kiện cho thời gian tinh thần suốt q trình học tập để hồn thành luận văn thạc sĩ Xin trân trọng cảm ơn! Hòn Đất, ngày 28 tháng năm 2018 Học viên Đàm Văn Đông i Luan van ii Luan van iii Luan van LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: Đàm Văn Đơng Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 5/10/1974 Nơi sinh: Hà Nội Quê quán: Huyện Thái Thụy, Tỉnh Thái Bình Dân tộc: Kinh Chỗ ở: Số 357, Khu phố Đường Hòn, Thị Trấn Hòn Đất, Huyện Hòn Đất, Tỉnh Kiện Giang Điện thoại: 0963831977 E-mail: pcdamdong@gmail.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: 1.Đại học: Hệ đào tạo: Chính Qui Thời gian đào tạo: khóa ĐKC 1993-1998 Nơi học (trường, thành phố): Trường Đại học sư phạm kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh Ngành học: Điện khí hóa cung cấp điện Tên đồ án, luận án mơn thi tốt nghiệp: Dùng máy tính để đo tần số Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án thi tốt nghiệp: 6/1998 Trường Đại học sư phạm kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh III Q TRÌNH CƠNG TÁC CHUN MƠN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm Từ tháng 11/1998 đến Công ty Điện lực Kiên Cán kỹ thuật Giang iv Luan van LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu tôi.Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Hòn Đất, ngày 28 tháng 02 năm 2018 Người cam đoan Đàm Văn Đơng v Luan van TĨM TẮT Tái cấu trúc lưới điện phân phối nhằm mục đích giảm tổn thất công suất, cân tải đường dây, khôi phục lưới điện phân phối nhanh sau cố, v…v…Việc thực cách thay đổi trạng thái đóng/mở khóa chuyển mạch khóa phân đoạn Luận văn trình bày giải thuật hiệu để tìm trạng thái tối ưu khóa điện nhằm thỏa mãn hai mục tiêu sau: -Mục tiêu 1: Giảm tổn thất công suất điện trung áp cho lưới điện HuyệnHòn Đất -Mục tiêu 2: Đảm bảo cấp điện ổn định cho lưới điện huyện Hịn Đất có cố Luận văn áp dụng giải thuật Giải thuật Merlin Back để giải tốn tái cấu hình lưới điện để có lưới điện tối ưu thời điểm vận hành.Nhằm khẳng định tính xác để tài, luận văn sử dụng phần mềm PSS/DEPHT để chạy mô lưới điện trung áp huyện Hòn Đất để nhằm đưa phương pháp vận hành tối ưu khắc phục nhanh lưới điện bị cố.Phương pháp áp dụng vượt trội so với phương pháp khác chất lượng giải pháp hiệu tính tốn vi Luan van ABSTRACT Restructuring the distribution grid is aimed at reducing power losses, balancing loads between lines, and recovering the distribution grid after a crash, etc It is done by changing Open / close status of switches and segment keys This thesis presents an efficient algorithm for finding the optimum state of the locks to satisfy the following two objectives: -Objective 1: Reduce power losses of medium voltage electricity grid District of Hon Dat -Objective 2: Ensure stable electricity supply for Hon Dat district electricity grid When something goes wrong The thesis uses the Merlin algorithm and Back algorithm to solve the grid reconfiguration problem to obtain a new optimal grid at the time of operation In order to confirm the accuracy of the data, the PSS / DEPHT software was used to run the medium voltage electrical grid in Hon Dat district in order to provide optimal operation method and to overcome the fastest grid power failure The method of application has outperformed other methods of quality of solutions and computational efficiency vii Luan van MỤC LỤC TỔNG QUAN 1 Lý chọn đề tài Tình hình nghiên cứu nước nước Tính cấp thiết đề tái Mục tiêu nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Nội dung nghiên cứu CƠ SỞ LÝ THUYẾT Giới thiệu đề tài Phương pháp nghiên cứu giải tốn tổn hao cơng suất,giàm ∆A 2.1 Bài toán 1- Cực tiểu hàm chi phí 2.2 Bài toán 2- Cực tiểu hàm tổn thất điện 10 2.3 Bài tốn 4-Cân cơng suất đường dây trạm 12 2.4 Bài tốn 5-Khơi phục lưới điện sau cố 13 2.5 Bài tốn 6-Tái cấu hình lưới theo hàm đa mục tiêu 13 2.6 Bài tốn 3-Xác định cấu hình lưới giảm ∆P 14 2.6.1 Các phương pháp giải toán 15 2.6.1.1 Kết hợp heuristics tối ưu hóa 15 2.6.1.2 Các giải thuật túy dựa heuristics 17 2.6.1.3 Các giải thuật dựa trí tuệ nhân tạo 19 Cơ sở lựa chọn toán lưới điện Điện lực Hòn Đất 20 3.1 Đơn giản hóa lưới điện phân phối Điện lực Hòn Đất 20 3.2 Xây dựng đồ thị phụ tải đăc trưng 21 3.3 Tính tổn thất tính tổn thất điện 22 3.4 Đánh giá hiệu trước sau tái cấu hình 22 ÁP DỤNG CHO LƢỚI ĐIỆN HỊN ĐẤT Mơ tả lưới điện Điện Lực Hòn Đất 23 Tái cấu hình tuyến 474 Hịn Đất 26 viii Luan van Hình :3.13 Thơng số P0,Q0 máy biến áp 39 Luan van Hình :3.14 thơng số máy biến áp Hình :3.15 Thơng số thiết bị đóng cắt 40 Luan van Hình :3.16 Thơng số nguồn 4.4.2 Tính tốn tổn thất chƣơng tr nh PSS/ADEPT -Phương thức thực hiện: +Bước 1: Nhập liệu phụ tải trạm khách hàng trạm chuyên dùng vào trương trình PSS/ADEPT +Bước 2: Dùng phần mềm PSS/ADEPT chạy chương trình TOPO chọn điểm dừng tối ưu có tổn thất nhỏ nhất, Chạy chương trình tính tốn tổn thất (Branch power looses) trước tái cấu hình sau tái cấu hình -Tính toán tổn thất 24h ngày tuyến đường dây trước tái cấu hình: + Trạng thái đóng cắt thiết bị lưới 41 Luan van Tên Tuyến Tên khóa/Trạng thái MC Cầu số 2/ MC 474RG khóm/đóng mở 474HĐ Vườn MC474HĐ/Đóng MC huyện MC vàm Răng / MC đội/Đóng 476HĐ Đóng MC476HĐ/Đóng MC Cầu MC Hịn/Đóng 478HĐ MC478HĐ/Đóng MC Vườn khóm/đóng Hịn Me/mở Lình MC/Linh Huýnh/Đóng Huỳnh 3/đóng +Tổn thất điện phát tuyến trước tái cấu hình: Điện tổn thất lấy cách chạy toán phân bố công suất phần mềm PSS/ADEPT phát tuyến kết đưa vào bảng sau: Giờ Tổn thất tuyến 474HĐ Tổn thất tuyến 474RG (kW) 476HĐ 478HĐ Ghi (kW) 178 276 174.3 275 172.9 270.2 177.4 268.7 179.5 270.4 190.7 304.9 206.02 316 42 Luan van 204.3 314 202.15 317.4 10 210.8 316,1 11 219.3 305 12 217.1 325 13 203.9 312 14 205.2 314 15 206.1 313 16 205.7 315.2 17 208.79 316.5 18 216.32 321,7 19 227.1 330 20 221.5 333 21 214.7 327 22 203.2 306 23 190.6 290 24 185.5 285 Tổng 4635.58 6399.3 Bảng 3.1.Điện tổn thất phát tuyến trước tái cấu hình 43 Luan van * Điện tổn thất lấy từ việc chạy mơ phần mềm Pss/Adept Hình 3.17.Điện tổn thất lấy từ việc chạy mô phần mềm Pss/Adept tuyến 474 RG 474 HĐ Hình 3.18.Điện tổn thất lấy từ việc chạy mô phần mềm Pss/Adept tuyến 476HĐ 478HĐ 44 Luan van - Tính tốn tổn thất 24h ngày tuyến đường dây sau tái cấu hình: Trạng thái đóng cắt thiết bị lưới +Trạng thái đóng cắt thiết bị lưới Tên Tuyến 474RG Tên khóa/Trạng thái MC Cầu số 2/ MC Đóng 474HĐ Vườn khóm/mở MC474HĐ/Đóng MC huyện MC vàm Răng / MC đội/Đóng 476HĐ Đóng MC476HĐ/Đóng MC Cầu MC Hịn/Đóng 478HĐ MC478HĐ/Đóng MC vườn khóm /mở Hịn Me/đóng Lình MC/Linh Hnh/Đóng Huỳnh 3/mở MC Hịn me/đóng +Tổn thất điện phát tuyến sau tái cấu hình Điện tổn thất lấy cách chạy tốn phân bố cơng suất phần mềm PSS/ADEPT phát tuyến kết đưa vào bảng sau: Giờ Tổn thất tuyến 474HĐ Tổn thất tuyến 474RG (kW) 476HĐ 478HĐ Ghi (kW) 174 236.9 174 270 172.9 212.9 45 Luan van 175 214.7 179.5 225.7 192 297 206.02 293 204.3 290 204 283 10 209 297 11 219.3 287.9 12 219 284.5 13 201 284 14 198 291.8 15 204 252.1 16 202 310 17 209 253.12 18 218 324 19 215 272.6 20 219 272.48 21 207 314 22 198 247.6 23 185 294 24 180 219.8 46 Luan van Tổng 4585.02 6308.3 Bảng 3.2.Điện tổn thất phát tuyến sau tái cấu hình 4.4.3 So sánh tỉ lệ tổn thất điện trƣớc sau tái cấu hình STT Điện tổn thất tuyến Điện tổn thất tuyến Ghi 474HĐ 474RG 476HĐ 478RG (kWh) (kWh) Trước tái cấu 4635.58 6399.3 hình Sau tái cấu 4585.02 6308.3 hình Chênh lệch 50.56 91 4.4.4 Đánh giá hiệu tính tốn tổn thất lƣới sau tái cấu hình -Tuyến 474RG 474 HĐ Tên phát tuyến Điện Điện tổn nhận ngày lấy thất ngày (kWh) Tỉ lệ tổn Ghi thất (%) từ chương trình CMIS 2.0 (kWh)* 47 Luan van Tuyến 474 RG 218678.8 4635.58 2.12 4585.02 2.10 474 HĐ trước tái cấu hình Tuyến 474 RG 218678.8 474 HĐ 0.02 Chênh lệch *Điện nhận hàng ngày phát tuyến lấy từ chương trình Cmis 2.0 ngành điện -Tuyến 476 HĐ 478 HĐ Tên phát tuyến Điện Điện tổn nhận ngày lấy thất ngày (kWh) Tỉ lệ tổn Ghi thất (%) từ chương trình CMIS 2.0 (kWh)* Tuyến 476 HĐ 253875.5 6399.3 2.52 6308.3 2.48 478 HĐ trước tái cấu hình Tuyến 476 HĐ 253875.5 478 HĐ sau tái cấu hình 0.040 Chênh lệch *Trong bảng điện nhận hàng ngày phát tuyến lấy từ chương trình Cmis 2.0 ngành điện Như vây tuyến 474RG 474HĐ sau tái cấu hình tổn thất giảm được: 48 Luan van %Δ Agiảm = = =0.9% = =1.5% - Tuyến 476HĐ 478HĐ giảm được: %Δ Agiảm = -Khi lưới điện tái cấu trúc xong, không giảm lượng điện tổn thất ngày mà đạt nhiều vấn đề khác quản lý vận hành không sản lượng điện tuyến đường dây (một ngày 250000kwh x giá điện bình quân 1700 đ/kWh ) tuyến đường dây cần chuyển nguồn để công tác, để thí nghiệm thiết bị trạm 110kV bị cố phải truyền tải điện từ trạm 110kV khác đến.Hoặc tuyến đường dây bị cố cô lập đoạn nhỏ lưới điện, cịn lại đóng điện để đảm bảo thời gian điện số lượng khách hàng bị điện Mặt khác bán kính lưới điện phù hợp chất lượng điện tốt làm cho thiết bị sử dụng điện vận hành tốt … Như việc tái tái cấu trúc giải nhiều tốn cơng việc vận hành quản lý lí hệ thống điện đem lại hiệu kinh tế cao 49 Luan van Chƣơng VI KẾT LUẬN 1.Kết luận Tái cấu trúc lại lưới điện phân phối Huyện Hịn Đất có dạng mạch vịng vận hành hình tia nhằm vừa đáp ứng tiêu chí mặt kỹ thuật, đảm bảo chi phí vận hành tối ưu Đồng thời đảm bảo cung cấp cho nhiều loại phụ tải cách tốt phát triển lưới điện sau Bài toán tái cấu hình lưới điện phân phối đưa giải nhiều mục tiêu khác như: Giảm tổn thất điện lưới điện, giảm thời gian điện, đáp ứng số độ tin cung cấp điện SADI, SAIFI, MAIFI, cải thiện khả mang tải lưới điện, cải thiện tình trạng khơng cần tải v.v Đề tài tái trúc lưới điện Hòn Đất góp phần giảm tổn thất điện Điện Lực Hòn Đất, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện , góp phần tối ưu hóa chi phí cho đơn vị công tác quản lý vận hành , đem lại hiệu kinh tế cao 2.Hạn chế Mặc dù nhiều cố gắng, thời gian kiến thức hạn hẹp dẫn đến đề tài có hạn chế sau: -Mất nhiều nhân cơng công tác nhập số phụ tải thời điểm khác nhau, chưa có phần mềm chuyển đổi liệu phụ tải từ chương trình ADAS sang PSS/ADEPT - Chưa tách thành phần phụ tải lưới điện bao gồm : Quản lý tiêu dùng dân cư, Nông- Lâm nghiệp, Công Nghiệp , Kinh doanh dịch dụ, ngành nghề khác -Chưa đề cập đến hệ thống phối hợp bảo vệ lưới điện thay đổi cấu trúc lưới -Nguồn điện cung cấp từ trạm trung gian 110kV coi tuyệt đối 50 Luan van - Không đề cập đến phần vốn đầu tư để thay đổi kết cấu lưới vận hành Hƣớng phát triển đề tài Đề tài dừng lại việc tính tốn tổn thất lưới điện trung Nhưng phần tính tốn tổn thất lưới điện hạ chưa xây dựng được, để mở rộng phát triển để tài bổ sung thêm phần tính tốn tổn thất lưới điện hạ phần tính tốn tổn thất phi kỹ thuật quản lý lưới điện 51 Luan van TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Trương Việt Anh, Quyến Huy Ánh, Nguy n Bội Khuê (2004), “Hàm F giải thuật Heuristic vòng kín tái cấu trúc lưới điện phân phối giảm tổn thất cơng suất”, tạp chí khoa học & cơng nghệ trường đại học kỹ thuật , 48 +49/2004 2.Trương Việt Anh (2014), “ Các giải thuật tái cấu hình lưới điện phân phối”, Chương 1: Tổng quan, tr 6-34 3.Trương Việt Anh (2014), “ Các giải thuật tái cấu hình lưới điện phân phối”, Chương 4: Tái cấu hình giảm tổn thất lượng, tr 74-86 4.A.Merlin and H Back, "Search for a minimal-loss operating spanning tree configuration in an urban power distribution system," Proc 5th Power System Computation Conference (PSCC), Cambridge, UK, 1975, pp.1-18 S.Civanlar, J J Grainger,H.Yin, and S S H Lee, “Distribution feeder reconfiguration for loss reduction,” IEEE Trans Power Del., vol 3, no.3, pp.1217– 1223, Jul 1988 W.M Liu, Chin H.C and Yu G.J "An Effective Algorithm for Distribution Feeder Loss Reduction by Switching Operations", IEEE Trasmission and Distribution Conference 1999 52 Luan van S K L 0 Luan van ... CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TÁI CẤU HÌNH KHƠI PHỤC CUNG CẤP ĐIỆN CHO LƢỚI ĐIỆN HUYỆN HÒN ĐẤT NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN MÃ SỐ HỌC VIÊN: 1620605 GVHD: P.GS.TS TRƢƠNG VIỆT ANH HVTH: ĐÀM VĂN ĐƠNG Tp Hồ... điện 22 3.4 Đánh giá hiệu trước sau tái cấu hình 22 ÁP DỤNG CHO LƢỚI ĐIỆN HỊN ĐẤT Mơ tả lưới điện Điện Lực Hòn Đất 23 Tái cấu hình tuyến 474 Hịn Đất 26 viii Luan van Tái. .. -Mục tiêu 2: Đảm bảo cấp điện ổn định cho lưới điện huyện Hịn Đất có cố Luận văn áp dụng giải thuật Giải thuật Merlin Back để giải tốn tái cấu hình lưới điện để có lưới điện tối ưu thời điểm