Đồ án tốt nghiệp môn nhà máy điện

Đồ án tốt nghiệp môn nhà máy điện TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN Nhiệm vụ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên : Đoàn Ngọc Tuyên Lớp : Đ2- H3 Ngành: Hệ Thống Điện Cán bộ hướng dẫn : Th.S Đặng Thành Trung THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MẠNG NƠRON NHÂN TẠO DỰ BÁO NGẮN HẠN PHỤ TẢI ĐIỆN MIỀN BẮC PHẦN I. THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN Nhà máy điện kiểu: TĐ gồm 4 tổ máy x100MW Nhà máy có nhiệm vụ cấp điện cho các phụ tải sau đây: 1. Phụ tải địa phương cấp điện áp 22KV: P max =14 MW, cos φ=0,85. Gồm 2 kép x 5 MW x 4Km và 1 đơn x 4MW x4Km. Biến thiên phụ tải ghi trên bảng. Tại địa phương dùng máy cắt hợp bộvới I cắt =21KA và t cắt =0,7s và cáp nhôm, vỏ PVC với tiết diện nhỏ nhất là 70mm 2 . 2. Phụ tải cấp điện áp trung 110kV: P max =140MW, cos φ=0,86. Gồm 1 kép x 60MW và 2 đơn x 40MW. Biến thiên phụ tải ghi trên bảng. 3. Phụ tải cấp điện áp cao 220kV: P max =70 MW , cos φ=0,85. Gồm 1đơn x 70MW. Biến thiên phụ tải ghi trên bảng. 4. Nhà máy nối với hệ thống 220kV : bằng đường dây kép dài 120Km. Công suất hệ thống(không kể nhà máy đang thiết kế): 3000 MVA.Công suất dự phòng hệ thống: 150MVA. Điện kháng(công suất) ngắn mạch tính đến thanh góp phía hệ thống: X HT =1,2. 5. Tự dùng: α= 1%, cosφ=0,85. 6. Công suất phát toàn của nhà máy: ghi trong bảng SV:Đoàn Ngọc Tuyên – Lớp Đ2H3 Đồ án tốt nghiệp môn nhà máy điện Bảng biến thiên công suất Giờ 0-4 4-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-16 16-18 18-20 20-22 22-24 CS ĐP 80 80 80 80 90 90 100 100 100 90 90 CS U T 90 90 80 80 90 90 100 90 90 80 80 CS U C 90 90 80 80 90 90 90 90 100 90 80 S TNM Mùa mưa phát(185 ngày) 100% công suất, còn mùa khô (185 ngày) chỉ phát 80% công suất PHẦN II. NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MẠNG NƠRON NHÂN TẠO DỰ BÁO NGẮN HẠN PHỤ TẢI ĐIỆN MIỀN BẮC. TRƯỞNG KHOA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN PGS.TS.PHẠM VĂN HÒA Th.S.ĐẶNG THÀNH TRUNG SV:Đoàn Ngọc Tuyên – Lớp Đ2H3 Đồ án tốt nghiệp môn nhà máy điện LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay khi nhu cầu sử dụng năng lượng đang gia tăng mạnh mẽ ở tất cả các nước trên thế giới.Trong đó, nhu cầu về năng lượng điện đang đặt ra cho ngành điện lực cũng như các quốc gia những khó khăn lớn. Việc đáp ứng nhu cầu sử dụng trong công nghiệp cũng như sử dụng điện sinh hoạt với chất lượng điện năng tốt, cung cấp điện liên tục, an toàn đang là vấn đề bức thiết với mỗi quốc gia. Việc sử dụng nguồn năng lượng hiện có cũng như việc quy hoạch, khai thác nguồn năng lượng mới một cách hợp lý, không những đảm bảo về an ninh năng lượng mà còn là một vấn đề mang nhiều ý nghĩa về kinh tế, chính trị, xã hội…Sau khi học xong chương trình của ngành hệ thống điện, và xuất phát từ nhu cầu thực tế, em được giao nhiệm vụ thiết kế các nội dung sau: Phần I: Thiết kế phần điện trong nhà máy thủy điện, gồm 4 tổ máy với công suất mỗi tổ máy là 100MW, cung cấp điện cho phụ tải địa phương, phụ tải cấp trung áp 110 kV, phụ tải cấp điện áp cao áp 220 kV và phát về hệ thống qua đường dây kép dài 120 Km. Phần II: Ứng dụng mạng Norton nhân tạo trong dự báo ngắn hạn phụ tải điện Miền Bắc. Em xin chân thành cám ơn: các thầy, cô giáo Trường đại học Điện Lực đã trang bị kiến thức cho em trong quá trình học tập và các bạn trong nhóm đã cùng em xây dựng phần mềm trong phần 2 của đồ án tốt nghiệp. Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới thầy giáo trực tiếp hướng dẫn em trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp là Th.S Đặng Thành Trung. Tuy nhiên, do thời gian và khả năng có hạn, tập đồ án này không thể tránh khỏi những thiếu sót, em mong nhận được những lời nhận xét, góp ý của các thầy cô trong hội đồng chấm thi để em rút kinh nghiệm và bổ xung kiến thức còn thiếu. Em xin trân trọng cảm ơn ! Hà Nội, ngày…tháng…năm 2011 Sinh viên Đoàn Ngọc Tuyên. SV:Đoàn Ngọc Tuyên – Lớp Đ2H3 Đồ án tốt nghiệp môn nhà máy điện NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… SV:Đoàn Ngọc Tuyên – Lớp Đ2H3 Đồ án tốt nghiệp môn nhà máy điện NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐÔNG PHẢN BIỆN ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… SV:Đoàn Ngọc Tuyên – Lớp Đ2H3 Đồ án tốt nghiệp môn nhà máy điện ………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… MỤC LỤC SV:Đoàn Ngọc Tuyên – Lớp Đ2H3 Đồ án tốt nghiệp môn nhà máy điện DANH MỤC CÁC BẢNG, SƠ ĐỒ, HÌNH Phần I Bảng 1.1. Bảng thông số kỹ thuật của máy phát điện Bảng 1.2. Bảng biến thiên công suất Bảng 1.3. Công suất phụ tải toàn nhà máy Bảng 1.4. Công suất phụ tải địa phương Bảng 1.5. Công suất phụ tải cấp điện áp trung áp Bảng 1.6. Công suất phụ tải cấp điện áp cao áp Bảng 1.7. Công suất phát về hệ thống mùa mưa Bảng 1.8. Công suất phát về hệ thống mùa khô Bảng 1.9. Bảng công suất Max và Min các cấp điện áp trong ngày Bảng 2.1.A. Phân bố công suất cho MBA liên lạc Bảng 2.2.A. Thông số MBA 2 cuộn dây Bảng 2.3.A. Bảng thông số MBA tự ngẫu B2,B3 Bảng 2.4.A. Dòng cưỡng bức các cấp điện áp phương án A Bảng 2.1.B. Phân bố công suất cho MBA liên lạc Bảng 2.2.B. Thông số MBA 2 cuộn dây Bảng 2.3.B. Bảng thông số MBA tự ngẫu Bảng 2.4.B. Dòng cưỡng bức các cấp điện áp phương án B Bảng 3.1.A. Dòng ngắn mạch phương án A Bảng 3.1.B. Dòng ngắn mạch phương án B Bảng 4.1. Thông số máy cắt phương án A Bảng 4.2. Thông số máy cắt phương án B Bảng 4.3. Thông số dao cách ly phương án A Bảng 4.4. Thông số dao cách ly phương án B Bảng 4.5. Chi phí tính toán của 2 phương án SV:Đoàn Ngọc Tuyên – Lớp Đ2H3 Đồ án tốt nghiệp môn nhà máy điện Bảng 5.1. Thông số của thanh dẫn cứng Bảng 5.2. Thông số của thanh dẫn mềm Bảng 5.3. Thông số chọn cho cáp đơn Bảng 5.4. Thông số chọn cho cáp kép Bảng 5.5. Chọn máy cắt điện Bảng 5.6. Chọn dao cách ly Bảng 5.7. Chọn máy cắt 1 Bảng 5.8. Thông số BI được chọn cho cấp điện áp 220 kV và 110kV Bảng 5.9. Thông số các dụng cụ phụ tải của BI Bảng 5.10. Thông số BU được chọn cho cấp điện áp 220 kV Bảng 5.11. Thông số BU được chọn cho cấp điện áp 110 kV Bảng 5.12. Thông số các dụng cụ phụ tải của BU Bảng 5.13. Thông số BU được chọn cho cấp điện áp 13,8 kV Bảng 6.1. Thông số MBA tự dùng riêng Bảng 6.2. Thông số MBA tự dùng chung Bảng 6.3. Chọn máy cắt tự dùng Bảng 6.4. Thông số aptomat chọn Bảng 6.4. Thông số dao cách ly được chọn Bảng 6.5. Thông số aptomat chọn Hình1.1. Đồ thị phụ tải toàn nhà máy Hình 1.2. Đồ thị phụ tải địa phương Hình 1.3. Đồ thị phụ tải trung áp Hình 1.4. Đồ thị phụ tải cao áp Hình 1.5. Đồ thị phụ tải phát về hệ thống về mùa mưa Hình 1.6. Đồ thị phụ tải phát về hệ thống mùa khô SV:Đoàn Ngọc Tuyên – Lớp Đ2H3 Đồ án tốt nghiệp môn nhà máy điện Hình 1.7. Đồ thị phụ tải tổng hợp nhà máy về mùa mưa và mùa khô Hình 3.1.A. Sơ đồ thay thế đầy đủ của phương án A Hình 3.2.A. Sơ đồ điểm ngắn mạch N1 Hình 3.3.A. Sơ đồ ngắn mạch điểm N 2 Hình 3.4.A. Sơ đồ điểm ngắn mạch N 3 Hình 3.5.A. Sơ đồ điểm ngắn mạch N 3 ’ Hình 3.1.B. Sơ đồ thay thế đầy đủ của phương án B Hình 3.2.B. Sơ đồ điểm ngắn mạch N1 Hình 3.3.B. Sơ đồ điểm ngắn mạch N2 Hình 3.4.B. Sơ đồ điểm ngắn mạch N3 Hình 3.5.B. Sơ đồ điểm ngắn mạch N3’ Hình 5.1. Thanh dẫn hình máng Hình 5.2. Sứ đỡ cho thanh dẫn cứng Hình 5.3. Sơ đồ cung cấp điện cho phụ tải địa phương Hình 5.4. Sơ đồ nối các dụng cụ đo vào biến điện áp và biến dòng điện mạch 13,8 kV Hình 6.1. Sơ đồ nối điện tự dùng PHẦN II Bảng 1.1. Bảng các hàm kích hoạt Bảng 3.1. Bảng sai số trung bình khi thay đổi các hàm kích hoạt Bảng 3.2. Bảng kết quả dự báo theo thuật toán đào tạo Bảng 3.3. Bảng kết quả dự báo 24h Hình 1.1. Mô hình một Nơ ron nhân tạo Hình 1.2. Phân loại mạng nơron Hình 1.3. Kiến trúc mạng Nơ ron một lớp Hình 1.4. Kiến trúc mạng Nơ ron đa lớp SV:Đoàn Ngọc Tuyên – Lớp Đ2H3 Đồ án tốt nghiệp môn nhà máy điện Hình 1.5. Kiến trúc truyền thẳng kinh điển Hình 1.6. Kiến trúc mạng hồi quy Hình 1.7. Ba dạng chính của luật học tham số Hình 2.1. Mạng Nơ ron một lớp ẩn Hình 2.2. Đầu ra của mạng Nơ ron và tập học trước khi huấn luyện Hình 2.3. Đồ thị quá trình huấn luyện mạng Hình 2.4. Đầu ra của mạng Nơ ron sau khi huấn luyện xong Hình 3.1. Sơ đồ thuật toán Hình 3.2. Giao diện phần mềm dự báo ngắn hạn phụ tải điện Hình 3.3. Hình ảnh quá trình đào tạo của mạng MPL Hình 3.4. Đồ thị kết quả dự báo SV:Đoàn Ngọc Tuyên – Lớp Đ2H3 [...].. .Đồ án tốt nghiệp môn nhà máy điện PHẦN I THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN Chương 1 SV:Đoàn Ngọc Tuyên – Lớp Đ2H3 11 Đồ án tốt nghiệp môn nhà máy điện TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY 1.1 CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy điện thuỷ điện có tổng công suất đặt là 400 MW gồm có 4 máy phát điện kiểu thủy điện cung cấp cho phụ tải ở 3 cấp điện áp: phụ tải địa... Đ2H3 19 Đồ án tốt nghiệp môn nhà máy điện Hình 1.7 Đồ thị phụ tải tổng hợp nhà máy về mùa mưa và mùa khô Bảng 1.8 Bảng công suất Max và Min các cấp điện áp trong ngày Công suất Max Min Mưa 444 Khô 355,2 STNM SĐP (MVA) 16,471 13,176 SUT (MVA) 162,791 130,233 SUC (MVA) 82,353 65,882 SV:Đoàn Ngọc Tuyên – Lớp Đ2H3 20 Đồ án tốt nghiệp môn nhà máy điện 1.3 XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY Chọn sơ đồ nối điện chính... của toàn nhà máy tại thời điếm t SđmF - công suất biểu kiến định mức của 1 tổ máy phát Kết quả tính toán cho ở bảng 1-3 và đồ thị vẽ ở hình 1-1: SV:Đoàn Ngọc Tuyên – Lớp Đ2H3 12 Đồ án tốt nghiệp môn nhà máy điện Bảng 1.3 Công suất phụ tải toàn nhà máy Giờ STNM 0-6 6-10 10-12 12-14 14-16 16-18 18-20 22-22 22-24 mưa 444 khô 355,2 Hình1.1 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy 1.2.2 Phụ tải tự dùng của nhà máy Phần... dây trong sơ đồ bộ MF – MBA hai cuộn dây: SV:Đoàn Ngọc Tuyên – Lớp Đ2H3 25 80,212 Đồ án tốt nghiệp môn nhà máy điện Loại MBA này mang tải bằng phẳng nên không có nhu cầu điều chỉnh điện áp phía hạ, được chọn theo công thức sau: (Áp dụng công thức 2.2-Tr22-Sách Thiết kế phần điện nhà máy điện và Trạm biến áp) SđmB ≥ SđmF = 111 (MVA) Tra bảng 2.5 và 2.6-Sách Thiết kế phần điện trong nhà máy điện và trạm... nối điện chính của nhà máy điện là một khâu quan trọng trong quá trình thiết kế nhà máy điện Các phương án phải đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cho phụ tải, đồng thời thể hiện được tính khả thi và đem lại hiệu quả kinh tế Dựa vào số liệu tính toán phân bố công suất đồ thị phụ tải các cấp điện áp chúng ta vạch ra các phương án nối điện cho nhà máy 1.3.1 Cơ sở đề xuất các phương án nối dây Dựa theo... toán cho các phần sau Chương 2 TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP A PHƯƠNG ÁN A 2.1.A CHỌN MÁY BIẾN ÁP 2.1.1a Phân bố công suất các cấp điện áp của MBA 1) MBA hai cuộn dây trong sơ đồ bộ MF-MBA hai cuộn dây Công suất các máy mang tải bằng phẳng suốt 24h và được tính theo công thức: Áp dụng công thức 2.1-Tr21-Sách Thiết kế phần điện nhà máy điện và Trạm biến áp SV:Đoàn Ngọc Tuyên – Lớp Đ2H3 24 Đồ án tốt nghiệp. .. cosϕTD: hệ số công suất phụ tải tự dùng (cosϕtd = 0,85) n: số tổ máy phát PđmF: công suất tác dụng của một tổ MF SV:Đoàn Ngọc Tuyên – Lớp Đ2H3 13 Đồ án tốt nghiệp môn nhà máy điện 1.2.3 Đồ thị phụ tải các cấp điện áp Công suất phụ tải các cấp điện áp từng thời điểm xác định theo công thức sau: (Áp dụng công thức 1.4-Sách Thiết kế phần điện nhà máy điện và Trạm biến áp) S (t ) = PMax P % ( t ) cos ϕ 100 (1.2.3)... (MVA) 21 Đồ án tốt nghiệp môn nhà máy điện SdmF Mà: =111(MVA) và MBA liên lạc là tự ngẫu, nên ta có thể ghép từ 1 tới 2 bộ MF-MBA hai cuộn dây trên thanh góp điện áp phía trung Do công suất phía trung tương đối lớn nên ta phải lấy điện từ các máy phát ghép bộ và phía trung của tự ngẫu 1.3.2 Đề suất các phương án nối dây 1) Phương án A Phương án A có 1 bộ MF-MBA 2 cuộn dây nối lên thanh góp điện áp 110kV... trung - Sơ đồ phức tạp ở phía 220kV,vốn đầu tư các MBA cấp 220kV rất lớn 4) Phương án D SV:Đoàn Ngọc Tuyên – Lớp Đ2H3 23 Đồ án tốt nghiệp môn nhà máy điện Nhận xét: Qua 4 phương án ta thấy: phương án A và B đơn giản và kinh tế hơn so với phương án C và D Mặt khác đảm bảo tính cung cấp điện liên tục, an toàn, tin cậy cho các phụ tải và thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật Do đó ta sẽ giữ lại phương án A và B... thất công suất qua 2 lần máy biến áp khi SUT Min - Do có 1 bộ MF-MBA 2 cuộn dây nối bên cao nên giá thành cao hơn - Có nhiều loại MBA, gây khó khăn cho tính toán,vận hành và sửa chữa 2) Phương án B SV:Đoàn Ngọc Tuyên – Lớp Đ2H3 22 Đồ án tốt nghiệp môn nhà máy điện Ưu điểm: -Sơ đồ nối điện đơn giản, vận hành linh hoạt, số lượng thiết bị ít, cung cấp đủ công suất cho phụ tải các cấp điện áp -Chủng loại MBA . Lớp Đ2H3 Đồ án tốt nghiệp môn nhà máy điện ………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… MỤC LỤC SV:Đoàn Ngọc Tuyên – Lớp Đ2H3 Đồ án tốt nghiệp môn nhà máy điện DANH. Lớp Đ2H3 11 Đồ án tốt nghiệp môn nhà máy điện TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY 1.1. CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy điện thuỷ. – Lớp Đ2H3 Đồ án tốt nghiệp môn nhà máy điện Hình 1.7. Đồ thị phụ tải tổng hợp nhà máy về mùa mưa và mùa khô Hình 3.1.A. Sơ đồ thay thế đầy đủ của phương án A Hình 3.2.A. Sơ đồ điểm ngắn mạch