Nghiên cứu ảnh hưởng khi đấu nối các nguồn năng lượng mới vào lưới điện 110kv khu vực tỉnh quảng trị (tóm tắt)

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHAN NGỌC QUANG NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG KHI ĐẤU NỐI CÁC NGUỒN NĂNG LƢỢNG MỚI VÀO LƢỚI ĐIỆN 110KV KHU VỰC TỈNH QUẢNG TRỊ C C R UT.L D Chuyên ngành : Kỹ thuật điện Mã số : 8520201 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN Đà Nẵng - Năm 2021 Cơng trình đƣợc hồn thành TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS NGÔ VĂN DƢỠNG Phản biện 1: TS Hạ Đình Trúc Phản biện 2: TS Ngô Minh Khoa C C R UT.L D Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ ngành Kỹ thuật Điện họp Trường Đại học Bách khoa vào ngày 20 tháng 03 năm 2021 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng Trường Đại học Bách Khoa - Thư viện Khoa Điện, Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Trên địa bàn tỉnh Quảng Trị có trạm nguồn 220kV Đông Hà cấp điện cho lưới 110kV Trạm 220kV Đông Hà đóng điện vào tháng 10/2012, xây dựng huyện Triệu Phong, tỉnh Quảng Trị Hiện nay, phần phụ tải điện tỉnh Quảng Trị cấp điện từ nguồn thủy điện vừa nhỏ địa bàn Trong đó, thủy điện Quảng Trị Đa Krơng đấu nối lưới điện 110kV, thủy điện lại đấu nối lưới điện trung áp 35, 22kV Theo Quyết định 428/QĐ-TTg ngày 18 tháng năm 2016 phê duyệt điều chỉnh Quy hoạch phát triển Điện lực Quốc gia giai đoạn 2011- 2020 có xét đến năm 2030 (Quy hoạch VII điều chỉnh) định hướng đầy đủ nguồn lượng cung cấp điện Theo đó, đẩy nhanh phát triển nguồn điện từ lượng tái tạo (thủy điện, điện gió, điện mặt trời, điện sinh khối, v.v…), bước gia tăng tỷ trọng điện sản xuất từ nguồn lượng tái tạo cấu nguồn điện Việc đầu tư phát triển nhanh nguồn điện tập trung lưới điện truyền tải chưa đáp ứng kịp, mà cụ thể khu vực huyện Hướng Hóa huyện Đăk Rơng tỉnh Quảng Trị có nhiều nguồn điện, công suất đặt nguồn thủy điện, phong điện lớn nhiều so với phụ tải vùng khu vực Do cần thiết phải có đánh giá ảnh hưởng đấu nối nguồn lượng vào lưới điện mặt: trào lưu cơng suất, thơng số vận hành (điện áp, dịng điện…) tải điểm nút khả mang tải lưới điện chế độ vận hành khác C C R UT.L D (max, min, điển hình) giai đoạn trước sau đấu nối nguồn lượng Đề xuất giải pháp nâng tiết diện dây dẫn (thay dây cải tạo kẹp thêm dây…), điều chỉnh công suất phát nguồn phát điều phối tải hợp lý Đó lý học viên đề xuất đề tài luận văn: “Nghiên cứu ảnh hưởng đấu nối nguồn lượng vào lưới điện 110kV khu vực tỉnh Quảng Trị” Mục tiêu nghiên cứu Luận văn tập trung vào việc nguyên cứu kết lưới hệ thống điện 110kV khu vực tỉnh Quảng Trị giai đoạn từ 2020-2025 đề xuất giải pháp nâng cao khả vận hành an toàn hệ thống điện Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Trong phạm vi thực luận văn, tác giả phân tích lưới điện hữu từ đề xuất giải pháp tối ưu đảm bảo vận hành an toàn cho đường dây 110kV phạm vi địa bàn tỉnh Quảng Trị Ý nghĩa khoa học tính thực tiễn Đề tài phân tích đánh giá giải pháp kỹ thuật, phân tích kinh tế tài để cải tạo lưới điện 110kV phù hợp với thực tế vận hành định hướng quy hoạch phát triển nguồn điện, lưới điện tương lai khu vực tỉnh Quảng Trị C C R UT.L D Bố cục đề tài Chương 1: Tổng quan lưới điện khu vực tỉnh Quảng Trị Chương 2: Cơ sở lý thuyết tính tốn chế độ làm việc hệ thống điện lựa chọn phần mềm ứng dụng tính tốn Chương 3: Tính tốn phân tích chế độ vận hành lưới điện khu vực Quảng Trị xét đến tham gia nguồn lượng Chương 4: Tính tốn đề xuất giải pháp khắc phục ảnh hưởng nguồn lượng đến chế độ vận hành lưới điện 110kV Quảng Trị CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ LƢỚI ĐIỆN KHU VỰC TỈNH QUẢNG TRỊ 1.1 Hiện trạng nguồn lƣới điện Hiện nay, phần phụ tải tỉnh Quảng Trị cấp điện từ nguồn thủy điện vừa nhỏ địa bàn Trong đó, thủy điện Quảng Trị Đăk Rông đấu nối lưới điện 110kV, thủy điện lại đấu nối lưới điện trung áp 35, 22kV Trên địa bàn tỉnh Quảng Trị có trạm nguồn 220kV Đơng Hà cấp điện cho lưới 110kV Trạm 220kV Đơng Hà đóng điện vào tháng 10/2012 Trên địa bàn tỉnh Quảng Trị có 78 km đường dây 220kV (dây dẫn ACSR- 400) thuộc ĐD 220kV mạch đơn Đồng Hới Đông Hà - TĐ A Lưới C C R UT.L 1.2 Kế hoạch phát triển lƣới điện khu vực phía Tây tỉnh Quảng Trị Khu vực phía Tây tỉnh Quảng Trị đầu tư phát triển nhanh nguồn lượng tái tạo tập trung lưới điện truyền tải chưa đáp ứng kịp, mà cụ thể khu vực huyện Hướng Hóa huyện Đăk Rơng tỉnh Quảng Trị có nhiều nguồn điện, công suất đặt nguồn thủy điện, phong điện lớn nhiều so với phụ tải vùng khu vực Do phạm vi đề tài quan tâm phân tích lưới điện khu vực phía Tây tỉnh Quảng Trị Theo Quyết định số 4965/QĐ-BCT việc phê duyệt Quy hoạch phát triển Điện lực tỉnh Quảng Trị giai đoạn 2016-2025 có xét đến năm 2035 – Hợp phần I: Quy hoạch phát triển hệ thống điện D 110kV ngày 27 tháng 12 năm 2018 Bộ trưởng Bộ Công Thương, đến năm 2035 địa bàn khu vực dự án dự kiến đầu tư xây dựng TBA 220kV Lao Bảo, TBA 110kV nhiều nguồn điện Nhà máy điện gió, thủy điện… 1.3 Kết luận Trong Chương giới thiệu tổng quan lưới điện 110kV khu vực tỉnh Quảng Trị Trên sở nguồn điện lưới điện trạng kế hoạch phát triển đầu tư xây dựng nguồn lượng khu vực để thực phân tích, đề xuất giải pháp đầu tư nâng cấp cải tạo lưới điện 110kV trạng đảm bảo truyền tải, cung cấp điện an toàn, tin cậy đáp ứng nhu cầu vận hành lưới điện tỉnh Quảng Trị CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ TÍNH TỐN CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ LỰA CHỌN PHẦN MỀM ỨNG DỤNG TÍNH TỐN 2.1 Mở đầu Trong tính tốn phân tích hệ thống điện, số liệu ban đầu nút thường cho công suất dịng điện Vì hệ phuơng trình cân hệ thống điện thường thiết lập theo biến cơng suất, gọi hệ phương trình cân cơng suất, trở thành hệ phương trình phi tuyến giải dựa kết hợp việc sử dụng đại số ma trận giải tích mạng điện thuật tốn lặp với trợ giúp máy tính C C R UT.L D 2.2 Các phƣơng pháp tính tốn chế độ xác lập hệ thống điện Giải tích mạch điện phương pháp lặp Gauss - Seidel Áp dụng định luật Kirchoff ta có: n n j 0 j 1 I i  U i  yij U i  yijU j j≠i (2.2) Lúc công suất tác dụng phản kháng nút i là: Pi  jQi  U i I i Hay I i  Pi  jQi U i (2.3) (2.4) Thế Ii vào biểu thức (2-2) ta có: n n Pi  jQi  U y  U y ijU j   i ij i U i j 0 j 1 j≠i (2.5) Từ biểu thức này, sử dụng kỹ thuật lặp để giải tốn giải tích mạng điện với hệ phương trình đại số phi tuyến Trong biểu thức trên, có biến chưa biết nút Trong phương pháp lặp Gauss - seidel giải tìm nghiệm Ui thứ tự lặp trở thành: Pi cho  jQicho U i( k 1)  U k i n   y ijU (j k ) j 1 j≠i (2.6) n y j 1 ij C C R UT.L Trường hợp cần tìm Pi, Qi chưa cho số nút (ví dụ nút cân hay nút P-V) ta sử dụng công thức: D n n      j≠i Pi ( k 1)  U i( k 1) U i( k )  y ij  y ijU (j k )    j  j      n n     Qi( k 1)   ImU i( k 1) U i( k )  y ij  y ijU (j k )    j 0 j 1    j≠i (2.7) (2.8) Phương trình cân công suất nút thường biểu diễn thông qua phần tử ma trận tổng dẫn Trong ma trận tổng dẫn nút Ybus Khi ta có: U i( k 1) n Pi cho  jQicho  YijU (j k )  ( k ) Ui j 1 j≠i  Yii n    Và Pi ( k 1)  U i( k 1) U i( k ) Yii   YijU (j k )    j 1    j≠i (2.9) (2.10) n     Qi( k 1)   ImU i( k 1) U i( k )Yii   YijU (j k )    j 1    j≠i (2.11) Khi toán hội tụ, công suất tác dụng phản kháng nút cân xác định theo công thức (2.10) (2.11) Giải tích mạng điện phương pháp lặp Newton-Raphson Cho hệ phương trình gồm n phương trình n ẩn số fn (x1, x2, x3 xn) = Cn (2.12) Khai triển vế trái hệ phương trình (2.12) thành chuỗi Taylor bỏ qua thành phần bậc cao ta có: C  k  hoặc: và: J k   J k   X k   X k  J       f  k       x1   k    f       x1      k    f n       x1  (2.13) k 1 C k  C C R T.L k   f    x n     f  f       x  2  x n        f1     x  DU k  k   f  f n      n  x   x n    k  k  k              (2.14) (2.17) J(k) gọi ma trận Jacobi (hay Jacobian) Các phần tử ma trận đạo hàm riêng xác định X(k) Phương pháp lặp Newton-Raphson thay việc giải hệ phương trình phi tuyến việc giải hệ phương trình tuyến tính, cho kết nghiệm với sai số nằm phạm vi cho phép Phương pháp Newton-Raphson tốt phương pháp GaussSeidel nghiêng phân kỳ tốn có điều kiện xấu Đối với hệ thống điện lớn, phương pháp Newton-Raphson có hiệu Số bước lặp cần thiết để giải tốn khơng phụ thuộc vào kích thước hệ thống, có hạn chế yêu cầu nhiều hàm tính tốn cho bước lặp Với tốn giải tích mạng điện, độ lớn cơng suất tác dụng điện áp cho trước nút điều khiển điện áp (P-V), phương trình cân cơng suất nút biểu diễn tọa độ cực Với góp điển hình hình i, dịng vào nút I cho biểu thức: n I i   YijU j (2.18) j 1 Trong phương trình j bao gồm nút i Giả sử Yịj = |Yij| ij Uj = |Uj|j Biểu diễn hệ tọa độ cực ta có: I i   Yij U j  ij   j C C R UT.L (2.19) Công suất biểu kiến liên hợp nút i là: S i  Pi  jQi  U i I i D (2.20) Tách phần thực phần ảo: n Pi   U i U j Yij cos( i   i   j ) (2.22) j 1 n Qi   U i U j Yij sin(  i   i   j ) (2.23) j 1 Khai triển (2.22) (2.23) thành chuỗi Taylor có chứa đạo hàm riêng bậc bỏ qua thành phần có chứa đạo hàm riêng bậc cao ta có hệ phương trình tuyến tính Ta viết dạng rút gọn sau:  P   J  Q    J    J       J   U  (2.24) Các giá trị độ lệch công suất ΔPi(k) ΔQi(k) tính theo biểu thức: ΔPi(k) = Picho - Pi(k) ΔQi(k) = Qicho - Qi(k) (2.33) (2.34) Giá trị điện áp nút là: δi(k+1) = δi(k) + Δδi(k) (2.35) |Ui(k+1)| = |Ui(k)| + Δ|Ui(k)| (2.36) Sau tìm giá trị điện áp nút, bước ta tính tốn phân bố cơng suất tổn thất cơng suất nhánh Thuật tốn giải mạng điện theo phương pháp NewtonRaphson gồm bước sau: Đối với nút tải: cho trước Picho Qicho, độ lớn góc lệch pha điện áp chọn giá trị nút cân bằng, chọn |Ui(0)|=1.0 δi(0)=0.0 Đối với nút điều chỉnh điện áp, cho trước Ui Picho, góc pha chọn giá trị nút cân bằng, chọn δi(0)=0.0 Đối với nút tải Pi(k) Qi(k) ΔPi(k) ΔQi(k) Đối với nút điều chỉnh điện áp, Pi(k) ΔQi(k) Các phần tử ma trận Jacobi (J1, J2, J3, J4) Phương trình tuyến tính giải trực tiếp phương pháp thừa số tam giác tối ưu phương pháp Gauss Giá trị độ lớn điện áp góc pha Q trình tiếp tục độ lệch ΔPi(k) ΔQi(k) nhỏ C C R UT.L D sai số cho phép |ΔPi(k) | ≤ , |ΔQi(k) |≤  Sau tìm giá trị Ui, i ta tiếp tục tính phân bố công suất tổn thất công suất nhánh 2.3 Lựa chọn phần mềm ứng dụng tính toán chế độ xác lập hệ thống điện 10 CHƢƠNG TÍNH TỐN PHÂN TÍCH CÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH LƢỚI ĐIỆN KHU VỰC QUẢNG TRỊ XÉT ĐẾN SỰ THAM GIA CỦA CÁC NGUỒN NĂNG LƢỢNG MỚI 3.1 Các chế độ vận hành lƣới điện khu vực Căn theo sở liệu vận hành năm lưới điện khu vực tỉnh Quảng Trị, ta đưa kịch vận hành cho lưới điện khu vực: Chế độ 1: Phụ tải cực đại vào mùa khô Chế độ 2: Phụ tải cực tiểu vào mùa khô Chế độ 3: Phụ tải cực đại mùa mưa Chế độ 4: Phụ tải cực tiểu vào mùa mưa Do đặc điểm khu vực Quảng Trị mối tương quan tải nguồn tương đối đặc biệt có nhiều nhà máy thủy điện nhà máy điện lượng tái tạo điện gió, nên lượng điện phát từ nguồn lớn nhiều so với tải, lượng dư thừa công suất phát khu vực dễ gây tải hệ thống truyền tải điện từ khu vực Quảng Trị lên lưới điện quốc gia Trên sở đó, chế độ chế độ phụ tải cực tiểu nguồn phát cực đại vào mùa mưa (thủy điện nhiều) chế độ khó khăn cho lưới điện nên chọn làm chế độ xem xét, tính tốn, kiểm tra C C R UT.L D 3.2 Tính tốn, phân tích chế độ vận hành lƣới điện 110kV khu vực Quảng Trị với tham gia cụm nhà máy điện gió Hƣớng Linh 1&2 Trong q trình thực tính tốn, phân tích nhận thấy ảnh hưởng nặng nề lưới điện tác động nhiều tuyến đường dây Đông Hà – Lao Bảo nên kết mơ tính tốn tập trung vào đường dây tuyến a Chế độ vận hành bình thường: Một số đường dây bị tải mang tải cao, đường dây mang 11 tải nhiều đường dây 110kV Cam Lộ - TĐ Quảng Trị (113%), đường dây 110kV Đăk Rông - Đông Hà (103%), đường dây 110kV Đông Hà - Cam Lộ (102%), đường dây 110kV ĐG Hướng Linh2 Đăk Rông (86%), đường dây TĐ Quảng Trị - Khe Sanh (52%), đường dây 110kV Khe Sanh - Lao Bảo (27%), đường dây 110kV Lao Bảo - ĐG Hướng Linh2 (21%) b Chế độ vận hành cố: Hầu hết tất đường dây tuyến bị tải toàn bộ, ứng với trường hợp nặng nề vận hành đường dây 110kV Cam Lộ - TĐ Quảng Trị (214%), đường dây 110kV Đăk Rông Đông Hà (211%), đường dây 110kV Đông Hà - Cam Lộ (204%), đường dây 110kV ĐG Hướng Linh2 - Đăk Rông (195%), đường dây 110kV TĐ Quảng Trị - Khe Sanh (153%), đường dây 110kV Khe Sanh - Lao Bảo (140%), đường dây 110kV Lao Bảo - ĐG Hướng Linh2 (134%) Ta nhận thấy chế độ vận hành bình thường vào giai đoạn năm 2021 xuất thêm nhiều nguồn điện NMTĐ La Tó (12MW); NMTĐ Đăk Rông (24MW) NMĐG Hướng Linh (30MW) làm cho lượng công suất truyền tải đường dây tăng lên đáng kể lượng công suất dư thừa truyền tải mạch đường dây hữu khu vực phía Tây tỉnh Quảng Trị (khu vực điện gió thủy điện) đấu nối vào TBA 220kV Đông Hà qua trục đường dây 110kV mạch kép tiết diện dây AC-185 (khả mang tải đường dây mạch đơn khoảng 98MVA) nên đường dây bị tải mang tải cao C C R UT.L D Khi xảy cố đặc biệt đường dây 110kV Đông Hà – TĐ Đăk Rông2 đường dây 110kV Đông Hà – TĐ Quảng Trị làm tải toàn tuyến đường dây 110kV Đơng Hà – Lao Bảo 3.3 Tính tốn, phân tích chế độ vận hành lƣới điện 12 110kV khu vực Quảng Trị giai đoạn có thêm NMĐG (Hƣớng Linh 3, Hƣớng Phùng 1&2, Hƣớng Phùng 3, Hƣớng Tân, Tân Linh, Liên Lập…) Trong giai đoạn khu vực có thêm xuất TBA 220kV Lao Bảo (2x250MVA), TBA 110kV Hướng Phùng (1x25MVA) nhiều nguồn điện NMĐG Hướng Linh (30MW), NMTĐ Hướng Hiệp (30MW), NMĐG Hướng Phùng 1&2 (50MW), NMĐG Hướng Phùng (30MW), NMĐG Hướng Tân (48MW), NMĐG Tân Linh (48MW), NMĐG Liên Lập (48MW), NMTĐ Hướng Phùng (18MW) Kết tính tốn (ở chế độ phụ tải cực tiểu vào mùa mưa) giai đoạn đến năm 2025 sau a Chế độ vận hành bình thường: Một số đường dây bị tải mang tải cao với tình hình mang tải đường dây: đường dây 110kV NMTĐ Đăk Rông - Đông Hà (104%), đường dây 110kV Lao Bảo 220-Khe Sanh (93%), đường dây 110kV NMĐG Hướng Linh - NMTĐ Đăk Rông (85%), đường dây 110kV Lao Bảo - NMĐG Hướng Linh (18%), đường dây 110kV Khe Sanh - Lao Bảo (17%) b Chế độ vận hành cố: Hầu hết đường dây bị tải nặng nề, ứng với cố nặng nề trường hợp đường dây mang tải cao: đường dây 110kV Đăk Rông - Đông Hà (193%), đường dây 110kV 220kV Lao Bảo - Khe Sanh (192%), đường dây 110kV ĐG Hướng Linh2 - Đăk Rông (177%), đường dây 110kV Lao Bảo - ĐG Hướng Linh2 (122%), đường dây 110kV Khe Sanh - Lao Bảo (119%) C C R UT.L D Như giai đoạn với xuất TBA 220kV Lao Bảo nhiều nguồn điện xuất lưới điện khu vực có nhiều cung đoạn mang tải cao tải chế độ vận hành bình thường Trường hợp cố hầu hết đường dây bị tải đặc 13 biệt cố đường dây 110kV Đông Hà – TĐ Đăk Rông cố đường dây 110kV TBA 220kV Lao Bảo – Khe Sanh làm q tải tồn tuyến đường dây 110kV Đơng Hà – Lao Bảo 3.4 Kết luận Lưới điện hữu không đáp ứng nhu cầu truyền tải công suất vào giai đoạn từ năm 2020 đến năm 2021 có bổ sung thêm nguồn điện Việc đầu tư cải tạo nâng tiết diện tuyến đường dây 110kV Đông Hà – Lao Bảo hoàn thành cuối năm 2020, đầu năm 2021 cần thiết cấp bách để đáp ứng nhu cầu vận hành giải phóng nguồn cơng suất phát (thủy điện, phong điện) khu vực phí Tây tỉnh Quảng Việc phù hợp với Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011-2020 có xét đến năm 2030 C C R UT.L CHƢƠNG TÍNH TỐN ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC CÁC ẢNH HƢỞNG CỦA NGUỒN NĂNG LƢỢNG MỚI ĐẾN CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH LƢỚI ĐIỆN 110KV QUẢNG TRỊ 4.1 Đánh giá lƣới điện đề xuất giải pháp thực Theo kết phân tích, tính tốn trào lưu cơng suất lưới điện tỉnh Quảng Trị chương III, lưới điện hữu khu vực không đáp ứng nhu cầu truyền tải công suất vào mùa mưa, số đường dây 110kV khu vực ln tình trạng mang tải cao: đường dây 110kV Đăk Rông - Đông Hà (103%-104%); đường dây 110kV TĐ Quảng Trị - Khe Sanh (GĐ 2025: ĐD 220kV Lao Bảo - Khe Sanh) (93%), đường dây 110kV ĐG Hướng Linh2 - Đăk Rông (85%-87%), D đường dây 110kV Đông Hà - TĐ Quảng Trị (ĐD 110kV Cam Lộ Quảng Trị) (102÷113 %) Do cần có giải pháp vận hành cải tạo lưới điện để giảm tải công suất đường dây bị tải, đề xuất phương 14 án cải tạo đường dây để lưới điện 110kV tỉnh Quảng Trị vận hành an toàn, ổn định thời gian đến đường dây đoạn tuyến cần cải tạo, nâng cấp phương án đề xuất thực 4.2 Đặc điểm đƣờng dây cần cải tạo lƣới điện 110kV khu vực tỉnh Quảng Trị Toàn tuyến đường dây chia thành cung đoạn theo tính chất đặc điểm cải tạo, vị trí địa lý sau: a Đoạn đường dây trục 110kV từ TC 110kV TBA 220kV Đông Hà đến cột rẽ vào TBA 110kV Nhà máy Thủy điện Quảng Trị vị trí 180: 02 mạch, dây dẫn ACSR-185, chiều dài tuyến 50,706 km b Đoạn đường dây nhánh rẽ 110kV từ vị trí 180 vào TBA 110kV Nhà máy Thủy điện Quảng Trị: 02 mạch, dây dẫn ACSR-185, chiều dài tuyến 2,730 km c Đoạn đường dây nhánh rẽ 110kV từ vị trí 156A vào TBA 110kV NMTĐ Đăk rơng 2: 02 mạch, dây dẫn ACSR-185, chiều dài tuyến 0,814 km C C R UT.L D 4.3 Các phƣơng án cải tạo đƣờng dây 110kV khu vực tỉnh Quảng Trị a Phương án 1: Cải tạo tuyến đường dây 110kV từ TBA 220kV Đông Hà đến NMTĐ Quảng Trị Mục tiêu: Đảm bảo đường dây 110kV khu vực tỉnh Quảng Trị vận hành an tồn, bình thường, ổn định giai đoạn 2020-2021 nguồn điện bổ sung thêm Thực cải tạo phân pha dây dẫn ACSR-185 tuyến đường dây: Đường dây 110kV Đông Hà – TĐ Quảng Trị từ 1xACSR185 thành 2xACSR-185; Đường dây 110kV Đăk Rông – Đông Hà từ 1xACSR-185 thành 2xACSR-185; Đường dây 110kV Hướng Linh – 15 Đăk Rông từ 1xACSR-185 thành 2xACSR-185 b Phương án 2: Cải tạo tồn tuyến đường dây 110kV Đơng Hà – Lao Bảo Mục tiêu: Bổ sung phân pha dây dẫn tồn tuyến đường dây, đảm bảo dự phịng đường dây 110kV khu vực tỉnh Quảng Trị vận hành an toàn, ổn định giai đoạn 2021-2025 nguồn lượng bổ sung thêm Thực cải tạo phân pha dây dẫn 1xACSR-185 thành 2xACSR-185 tuyến đường dây: Đường dây 110kV Đông Hà – TĐ Quảng Trị; Đường dây 110kV Đăk Rông – Đông Hà; Đường dây 110kV Hướng Linh – Đăk Rông 2; Đường dây 110kV Hướng Linh – Lao Bảo; Đường dây 110kV Lao Bảo – Khe Sanh; Đường dây 110kV TĐ Quảng Trị – Khe Sanh C C R UT.L 4.4 Đánh giá phân tích phƣơng án cải tạo giai đoạn năm 2021 D 4.4.1 Chế độ vận hành bình thường a Phương án 1: Cải tạo tuyến đường dây 110kV từ TBA 220kV Đông Hà đến NMTĐ Quảng Trị Kết phân tích cho thấy sau cải tạo nâng cấp tuyến đường dây giảm mức mang tải, lưới điện vận hành đảm bảo an tồn: đường dây 110kV Đơng Hà - Cam Lộ (54%), đường dây 110kV Cam Lộ - NMTĐ Quảng Trị (60%), đường dây 110kV NMTĐ Quảng Trị - Khe Sanh (58%), đường dây 110kV Khe Sanh - Lao Bảo (21%), đường dây 110kV Lao Bảo - NMĐG Hướng Linh (14%), đường dây 110kV NMĐG Hướng Linh - NMTĐ Đăk Rông (58%), đường dây 110kV NMTĐ Đăk Rông - Đông Hà (49%) b Phương án 2: Cải tạo tồn tuyến đường dây 110kV Đơng Hà – Lao Bảo Với phương án này, đường dây vận hành an tồn 16 có đường dây mang tải với mức 12% (ĐD 110kV Khe Sanh - Lao Bảo, ĐD 110kV Lao Bảo - NMĐG Hướng Linh 2) đảm bảo cho việc đấu nối dự phòng nguồn điện tương lai: đường dây 110kV Đông Hà - Cam Lộ (53%), đường dây 110kV Cam Lộ - NMTĐ Quảng Trị (59%), đường dây 110kV NMTĐ Quảng Trị - Khe Sanh (28%), đường dây 110kV Khe Sanh - Lao Bảo (12%), đường dây 110kV Lao Bảo - NMĐG Hướng Linh (12%), đường dây 110kV NMĐG Hướng Linh - NMTĐ Đăk Rông (60%), đường dây 110kV NMTĐ Đăk Rông - Đông Hà (50%) 4.4.2 Chế độ vận hành gặp cố Mô hệ thống điện phương án cải tạo nâng cấp ứng với trường hợp cố gây ảnh hưởng nặng nề a Phương án 1: Cải tạo tuyến đường dây 110kV từ TBA 220kV Đông Hà đến NMTĐ Quảng Trị C C R UT.L ⸭ Sự cố đường dây 110kV Cam Lộ - NMTĐ Quảng Trị Đường dây 110kV Cam Lộ - NMTĐ Quảng Trị buộc phải tách khỏi vận hành, lúc hầu hết đường dây khác phải tải lượng công suất lớn tình trạng tải số đường dây xảy ra, cụ thể: đường dây 110kV Khe Sanh - Lao Bảo (140%), đường dây 110kV Lao Bảo - NMĐG Hướng Linh (134%), đường dây 110kV NMĐG Hướng Linh - NMTĐ Đăk Rông (141%), đường dây 110kV NMTĐ Đăk Rông - Đông Hà (106%) Để đảm bảo vận hành trường hợp này, phải giảm nguồn phát nhà máy điện Trong vận hành ưu tiên nhằm tận dụng hết khả phát D công suất nguồn lượng (Nhà máy điện gió, điện mặt trời) nguồn thủy điện (Nhà máy thủy điện) có hồ chứa nên có khả điều tiết linh hoạt Vì để tránh tải đường dây, giải pháp vận hành lúc chủ yếu điều chỉnh công suất phát 17 nhà máy thủy điện tương ứng với khả phát cụm Nhà máy điện gió Hướng Linh * Nhà máy điện gió Hướng Linh & phát cơng suất định mức, điều chỉnh giảm phát nhà máy sau để đường dây vận hành an toàn: NMTĐ Đăk Rơng giảm phát 20MW (cịn 4MW), NMTĐ Quảng Trị giảm phát 52MW (cịn 12MW) * Nhà máy điện gió Hướng Linh giảm phát 10MW (còn 20MW) Hướng Linh giảm phát 10MW (còn 20MW), điều chỉnh giảm phát nhà máy sau để đường dây vận hành an tồn: NMTĐ Đăk Rơng giảm phát 12MW (còn 12MW), NMTĐ Quảng Trị giảm phát 50MW (còn 14MW) * Nhà máy điện gió Hướng Linh giảm phát 20MW (còn 10MW) Hướng Linh giảm phát 20MW (còn 10MW), điều chỉnh giảm phát nhà máy sau để đường dây vận hành an toàn: NMTĐ Đăk Rơng giảm phát 8MW (cịn 16MW), NMTĐ Quảng Trị giảm phát 44MW (cịn 20MW) * Nhà máy điện gió Hướng Linh giảm phát 10MW (còn 20MW) Hướng Linh giảm phát 20MW (còn 10MW), điều chỉnh giảm phát nhà máy sau để đường dây vận hành an tồn: NMTĐ Đăk Rơng giảm phát 12MW (còn 12MW), NMTĐ Quảng Trị giảm phát 40MW (còn 24MW) * Nhà máy điện gió Hướng Linh giảm phát 15MW (còn 15MW) Hướng Linh phát định mức, điều chỉnh giảm phát nhà máy sau để đường dây vận hành an tồn: NMTĐ Đăk Rơng giảm phát 15MW (còn 9MW), NMTĐ Quảng Trị giảm phát 42MW C C R UT.L D (còn 22MW) ⸭ Sự cố đường dây 110kV Đăk Rông – Đông Hà Đường dây 110kV Đăk Rông – Đông Hà buộc phải tách khỏi vận hành, lúc đường dây khác phải tải lượng công suất lớn 18 tình trạng tải số đường dây xảy ra, cụ thể: đường dây 110kV Đông Hà – Cam Lộ (102%), đường dây 110kV Cam Lộ NMTĐ Quảng Trị (107%), đường dây 110kV NMTĐ Quảng Trị - Khe Sanh (153%) Để đảm bảo vận hành trường hợp này, phải giảm nguồn phát nhà máy điện Tương tự phân tích trên, giải pháp vận hành lúc chủ yếu điều chỉnh công suất phát nhà máy thủy điện tương ứng với khả phát cụm Nhà máy điện gió Hướng Linh * Nhà máy điện gió Hướng Linh & phát công suất định mức, điều chỉnh giảm phát nhà máy sau để đường dây vận hành an toàn: Cụm thủy điện nhỏ Hạ Rào Quán, La La, Khe Giông, Khe Nghi ngừng phát, NMTĐ Đăk Rông giảm phát 10MW (cịn 8MW), NMTĐ Đăk Rơng giảm phát 20MW (cịn 4MW) * Nhà máy điện gió Hướng Linh giảm phát 10MW (còn 20MW) Hướng Linh giảm phát 10MW (còn 20MW), điều chỉnh giảm phát nhà máy sau để đường dây vận hành an toàn: Cụm thủy điện nhỏ Hạ Rào Quán, La La, Khe Giông, Khe Nghi ngừng phát, NMTĐ Đăk Rông giảm phát 20MW (cịn 4MW) * Nhà máy điện gió Hướng Linh giảm phát 20MW (còn 10MW) Hướng Linh giảm phát 20MW (còn 10MW), điều chỉnh giảm phát nhà máy sau để đường dây vận hành an tồn: NMTĐ Đăk Rơng giảm phát 14MW (cịn 10MW) * Nhà máy điện gió Hướng Linh giảm phát 20MW (còn 10MW) Hướng Linh giảm phát 10MW (còn 20MW), điều chỉnh C C R UT.L D giảm phát nhà máy sau để đường dây vận hành an tồn: NMTĐ Đăk Rơng giảm phát 20MW (cịn 4MW) * Nhà máy điện gió Hướng Linh giảm phát 20MW (còn 10MW) Hướng Linh phát định mức, điều chỉnh giảm phát 19 nhà máy sau để đường dây vận hành an tồn: NMTĐ Đăk Rơng giảm phát 10MW (cịn 8MW), NMTĐ Đăk Rơng giảm phát 20MW (cịn 4MW) b Phương án 2: Cải tạo toàn tuyến đường dây 110kV Đông Hà – Lao Bảo Qua tổng hợp kết chế độ vận hành bình thường cố phương án cải tạo cho kết lưới điện vận hành hoàn toàn đảm bảo chế độ vận hành bình thường Đối với trường hợp cố bị tải nhẹ cung đoạn sau: đường dây 110kV Đông Hà - Cam Lộ tải nhẹ (102%), đường dây 110kV Cam Lộ - TĐ Quảng Trị (108%), đường dây 110kV Đăk Rông - Đông Hà (107%) Riêng đường dây 110kV ĐG Hướng Linh2 - Đăk Rông bị tải nặng (143%) đoạn tuyến VT161- NMĐT Hướng Linh tiết diện dây dẫn đoạn ACSR-300 (đoạn tuyến không cải tạo) Để đảm bảo khả truyền tải đường dây trường hợp cố cần chiết giảm phần (không đáng kể) công suất phát nhà máy Ngồi để đánh giá nhận định đầy đủ hiệu thực giải pháp cải tạo lưới điện thời gian đến, đặc biệt năm 2021 dự kiến đưa vào vận hành TBA 220kV Lao Bảo góp phần giải tỏa mạnh mẽ nguồn lượng khu vực Ở Chương tiến hành phân tích đề xuất thực cải tạo nâng cấp lưới điện khu vực theo phương án (cải tạo tuyến đường dây 110kV từ TBA 220kV Đông Hà đến NMTĐ Quảng Trị) trường hợp có xuất TBA 220kV Lao Bảo C C R UT.L D Kết phân tích cho thấy sau cải tạo nâng cấp chế độ vận hành bình thường tuyến đường dây giảm mức mang tải, lưới điện đảm bảo vận hành an toàn ⸭ Sự cố đường dây 110kV TBA 220kV Lao Bảo – Khe Sanh: 20 ngoại trừ đường dây NMĐG Hướng Linh – NMTĐ Đăk Rông mang tải nặng (99%) đoạn tuyến VT161-ĐG Hướng Linh tiết diện dây dẫn ACSR-300 (đoạn tuyến khơng thực cải tạo) cịn lại lưới điện đảm bảo vận hành ⸭ Sự cố đường dây 110kV Đăk Rông - Đông Hà: có đường dây 110kV Lao Bảo 220-Khe Sanh bị tải nặng (153%), tuyến đường dây lại đảm bảo vận hành Do vậy, cần thiết điều chỉnh công suất phát nhà máy điện liên quan ảnh hưởng đến đoạn tuyến ĐD 110kV Lao Bảo 220-Khe Sanh để lưới điện khu vực hoạt động đảm bảo Trường hợp cụm NMĐG Hướng Linh 1&2 phát định mức, buộc phải giảm phát đồng thời NMTĐ Đăk Rơng 10MW (cịn 8MW), NMTĐ Đăk Rơng 20MW (còn 4MW) ngừng phát NMTĐ nhỏ Hạ Rào Quán, La La, Khe Giông, Khe Nghi Trường hợp cụm NMĐG Hướng Linh 1&2 giảm phát 10MW (còn NMĐG phát 20MW), buộc phải giảm phát đồng thời NMTĐ Đăk Rơng 20MW (cịn 4MW) ngừng phát NMTĐ nhỏ Hạ Rào Quán, La La, Khe Giông Trường hợp cụm NMĐG Hướng Linh 1&2 giảm phát 20MW (còn NMĐG phát 10MW), buộc phải giảm phát NMTĐ Đăk Rơng 12MW (cịn 12MW) Từ kết tính tốn phân tích trên, thấy việc cải tạo nâng cấp tuyến đường dây 110kV Đông Hà – Lao Bảo theo phương án trường hợp TBA 220kV Lao Bảo vào vận hành tăng độ tin cậy vận hành hệ thống điện, trường hợp C C R UT.L D cố lưới điện bị ảnh hưởng nặng nề hơn, phải thực điều chỉnh giảm phát cơng suất số nhà máy thủy điện ứng với chế độ vận hành cụm NMĐG Hướng Linh Hướng Linh 4.5 Đánh giá phân tích phƣơng án cải tạo giai đoạn sau 21 năm 2025 4.5.1 Chế độ vận hành bình thường a Phương án 1: Cải tạo tuyến đường dây 110kV từ TBA 220kV Đông Hà đến NMTĐ Quảng Trị đường dây vận hành hoàn toàn đảm bảo an toàn b Phương án 2: Cải tạo toàn tuyến đường dây 110kV Đông Hà – Lao Bảo khả tải đường dây nâng lên đảm bảo vận hành an toàn 4.5.2 Chế độ vận hành cố a Phương án 1: Cải tạo tuyến đường dây 110kV từ TBA 220kV Đông Hà đến NMTĐ Quảng Trị Kết phân tích cho thấy số trường hợp cố phương án đảm bảo hệ thống cịn vận hành (có số đường dây bị tải nhẹ) Đặc biệt cố đường dây 110kV NMTĐ Đăk Rông - Đơng Hà hầu hết đường dây tuyến bị tải phải điều chỉnh công suất phát nhà máy điện đường dây 110kV Lao Bảo 220-Khe Sanh (192%), đường dây 110kV Khe Sanh - Lao Bảo (119%), đường dây 110kV Lao Bảo - NMĐG Hướng Linh tải (122%) b Phương án 2: Cải tạo tồn tuyến đường dây 110kV Đơng Hà – Lao Bảo Kết phân tích cho thấy phương án cải tạo tồn tuyến đường dây 110kV Đơng Hà – Lao Bảo đảm bảo cho toàn lưới điện khu vực hoạt động ổn định (sự cố nặng nề có xuất tải nhẹ) trường hợp cố đường dây C C R UT.L D 4.6 Tính tốn sơ chi phí đầu tƣ xây dựng (ĐTXD) phƣơng án cải tạo lƣới điện 110kV khu vực tỉnh Quảng Trị Chi phí đầu tư xây dựng sơ phương án đường dây tính tốn dựa theo chi phí xây dựng, thiết bị, chi phí khác km đường dự án tương tự thực cải tạo phân pha dây dẫn từ 1xACSR-185 thành 2xACSR-185 thực hiện: 1.384.116.413 22 đồng/km a Phương án 1: Cải tạo tuyến đường dây 110kV từ TBA 220kV Đông Hà đến NMTĐ Quảng Trị Tổng chiều dài tuyến đường dây (theo mạch) cần cải tạo 105,48km với chi phí ĐTXD 145.996.599.239 đồng b Phương án 2: Cải tạo tồn tuyến đường dây 110kV Đơng Hà – Lao Bảo Tổng chiều dài tuyến đường dây (theo mạch) cần cải tạo 157,52km với chi phí ĐTXD 218.026.017.369 đồng 4.7 Lựa chọn phƣơng án a Phương án (Đầu tư tối thiểu): Từng bước hoàn thiện sơ đồ lưới điện 110kV theo Quy hoạch duyệt Nếu hoàn thiện tiếp đoạn cịn lại giai đoạn năm 2022-2025 phù hợp hồn tồn quy hoạch, nhiên phải hình thành dự án nên việc thực phức tạp Đáp ứng yêu cầu truyền tải công suất chế độ bình thường, trường hợp cố cần phải chiết giảm lượng công suất phát lớn Thời gian thi công nhanh, đáp ứng yêu cầu tiến độ cấp bách giải tỏa công suất suất thời gian đến Chi phí đầu tư giai đoạn đầu bỏ nên có lợi mặt kinh tế b Phương án 2: Phù hợp hồn tồn với quy hoạch duyệt quy mơ đầu tư Tuy nhiên thời gian đầu tư sớm quy hoạch (2022-2025) Đáp ứng yêu cầu truyền tải công suất chế độ bình thường, trường hợp cố cần chiết giảm lượng công suất nhỏ phương án Thời gian thi cơng dài hơn, có khả bị kéo dài dang dở nên rủi ro cao, khó đáp ứng u cầu cấp bách giải tỏa cơng suất thời gian đến Chi phí đầu tư giai đoạn đầu bỏ nhiều C C R UT.L D phương án nên bị thiệt mặt kinh tế 4.8 Kết luận Cả phương án có ưu nhược điểm riêng Qua so sánh, phân tích hai phương án thực hiện, đề án đề xuất chọn phương án đầu tư 23 tối thiểu phù hợp, nhờ các ưu điểm vượt trội giai đoạn nay, cụ thể: - Thời gian thi công nhanh, đáp ứng yêu cầu tiến độ cấp bách giải tỏa công suất suất thời gian đến, giảm rủi ro cho việc thi cơng kéo dài rơi vào mùa mưa gió; đồng thời giảm đáng kể nguồn chi phí đầu tư giai đoạn nay, để giành nguồn đầu tư dự án khác hiệu - Về lâu dài, phương án thực phần hoàn toàn đảm bảo vận hành lưới điện khu vực có TBA 220kV - Các nhược điểm phương án so với phương án chấp nhận KẾT LUẬN Tỉnh Quảng Trị với định hướng tập trung phát triển mạnh mẽ nguồn lượng với yêu cầu chất lượng điện ngày cao, việc cung cấp truyền tải điện an toàn, liên tục tin cậy ưu tiên hàng đầu quyền địa phương Cơng ty Điện lực Đề tài tập trung vào việc tìm hiểu, thu thập số liệu phân tích tính tốn lưới điện 110kV tỉnh Quảng Trị giai đoạn có xét đến năm 2025, ứng dụng phần mềm PSS/E để thực mô hệ thống thực tính tốn trào lưu cơng suất, chế độ cố N-1 (có xét đến quy hoạch năm 2025) nhằm có sở xây dựng hệ thống điện đảm bảo khả truyền tải công suất điều kiện vận hành bình thường, vận hành cố phần tử hệ thống điện đáp ứng nhu cầu truyền tải lượng phù hợp với với giai đoạn xét đến quy hoạch năm 2025 Qua kết tính C C R UT.L D tốn, đúc kết lại nội dung sau: Lưới điện khu vực tỉnh Quảng Trị nay:  Chế độ vận hành bình thường: vận hành tình trạng nhiều đường dây mang tải cao dự kiến với đà phát triển tập trung 24 đầu tư nguồn điện vào khu vực lưới điện khu vực tỉnh Quảng Trị chắn không đáp ứng yêu cầu truyền tải, giải tỏa lượng  Chế độ cố N-1: lưới điện khu vực tuyến đường dầy 110kV Đông Hà 220 – Lao Bảo vận hành tải chưa đáp ứng tiêu chí N-1 Các cố nguy hiểm tập trung tuyến đường dây này, đặc biệt xảy cố đường dây 110kV Đông Hà – Đăk Rơng tuyến đường dây cịn lại bị tải, chí tải nặng Sau phân tích cố N-1 xét đến nhóm cố gây nguy hiểm cho hệ thống, tác giả đề xuất số giải pháp thực (cải tạo nâng tiết diện đường dây phối hợp chế độ vận hành nhà máy điện) để chống tải đường dây, giảm hậu cố xảy ra, đảm bảo truyền tải, cung cấp điện an toàn, liên tục, tin cậy đáp ứng nhu cầu vận hành hệ thống Giải pháp 1: Cải tạo nâng tiết diện từ dây 1xACSR-185 thành 2xACSR-185 tuyến đường dây 110kV từ TBA 220kV Đông Hà đến NMTĐ Quảng Trị (ĐD 110kV Đông Hà – NMTĐ Quảng Trị; ĐD 110kV Đăk Rông – Đông Hà; ĐD 110kV Hướng Linh – Đăk Rông 2) Giải pháp giải tình trạng tải lưới điện khu vực giai đoạn phù hợp với lộ trình cải tạo lưới điện khu vực Giải pháp 2: Cải tạo nâng tiết diện từ dây 1xACSR-185 thành 2xACSR-185 tồn đường tuyến đường dây 110kV Đơng Hà 220 - Lao Bảo D C C R UT.L