Nghiên cứu chế độ vận hành tối ưu cho hệ thống bù công suất phản kháng trên một số xuất tuyến trung áp của tổng công ty điện lực hà nội

BỘ CÔNG THƢƠNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC NGUYỄN TRỌNG KÍNH NGHIÊN CỨU CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH TỐI ƯU CHO HỆ THỐNG BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRÊN MỘT SỐ XUẤT TUYẾN TRUNG ÁP CỦA TỔNG CÔNG TY ĐIỆN LỰC HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN Hà Nội, 2023 BỘ CÔNG THƢƠNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC NGUYỄN TRỌNG KÍNH NGHIÊN CỨU CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH TỐI ƯU CHO HỆ THỐNG BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRÊN MỘT SỐ XUẤT TUYẾN TRUNG ÁP CỦA TỔNG CÔNG TY ĐIỆN LỰC HÀ NỘI Chuyên ngành : Kỹ thuật điện Mã số : 8520201 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS Trần Thanh Sơn Hà Nội, 2023 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, tác giả xin chân thành cảm ơn biết ơn sâu sắc tới Thầy giáo TS Trần Thanh Sơn người hướng dẫn luận văn Thầy tận tình bảo, hướng dẫn, hỗ trợ, giúp đỡ suốt q trình học tập nghiên cứu hồn thành luận văn tốt nghiệp Tác giả xin chân thành cảm ơn tới Thầy/Cơ giảng dạy suốt q trình học tập Các phận, phòng ban chức trường Đại học Điện lực Tác giả xin chân thành cảm ơn gia đình đồng nghiệp, bạn bè, người thân giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho công việc học tập nghiên cứu; Tác giả xin chân thành cảm ơn Công ty Điện lực Đống Đa, Tổng Công ty điện lực Hà Nội giúp đỡ, cung cấp số liệu, phục vụ cho trình nghiên cứu Tôi xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm Tác giả Nguyễn Trọng Kính LỜI CAM ĐOAN Tác giả cam đoan sử dụng tài liệu tham khảo tác giả, nhà khoa học luận văn trích dẫn phụ lục “Tài liệu tham khảo” cho việc nghiên cứu viết luận văn Số liệu số liệu thực tế lấy phần mềm quản lý lưu trữ số liệu Tổng Công ty Điện lực Hà Nội phạm vi thuộc quản lý Công ty điện lực Đống Đa Tác giả cam đoan số liệu kết tính tốn trình bày luận văn hồn tồn tác giả tự tìm hiểu thực trình nghiên cứu viết luận văn mình, khơng chép chưa sử dụng cho đề tài luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm Tác giả Nguyễn Trọng Kính MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT iii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU iv DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ v I MỞ ĐẦU II NỘI DUNG CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN TỔNG CÔNG TY ĐIỆN LỰC HÀ NỘI 1.1 Tổng quan lƣới điện phân phối 1.1.1 Tổng quan 1.1.2 Đặc điểm chung lƣới điện phân phối 22kV 1.1.3 Các biện pháp nâng cao hiệu kinh tế vận hành lƣới điện phân phối 1.2 Hiện trạng lƣới điện chế độ vận hành hệ thống bù công suất phản kháng số xuất tuyến trung áp Tổng công ty Điện lực Hà Nội 1.2.1 Tình hình bù công suất phản kháng chế độ vận hành lƣới điện 1.2.2 Các chế độ vận hành bù công suất phản kháng kết vận hành 1.3 Kết luận chƣơng CHƢƠNG 2: BÀI TOÁN VẬN HÀNH TỐI ƢU HỆ THỐNG BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 2.1 Bài toán vận hành tối ƣu hệ thống bù công suất phản kháng lƣới phân phối điện 25 2.2 Phƣơng pháp Gauss-Seidel để giải tích lƣới điện [1] 27 2.3 Ứng dụng thuật toán di truyền để vận hành tối ƣu hệ thống bù công suất phản kháng lƣới phân phối điện [2-5] 30 2.3.1 Phép chọn lọc 31 2.3.2 Phép lai ghép 32 2.3.3 Phép đột biến 32 2.4 Kết luận chƣơng 35 i CHƢƠNG 3: TÍNH TỐN LỰA CHỌN CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH TỐI ƢU CHO HỆ THỐNG BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG CHO MỘT SỐ XUẤT TUYẾN TRUNG ÁP 22kV 36 3.1 Thông số xuất tuyến mô 36 3.2 Tính tốn chế độ vận hành tối ƣu cho hệ thống bù công suất phản kháng theo đồ thị phụ tải 48 3.3 Kết luận chƣơng 53 KẾT LUẬN CHUNG 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 ii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT STT Từ viết tắt Nguyên nghĩa EVN Tập Đoàn điện lực Việt Nam EVN HANOI Tổng công ty điện lực Hà Nội PC DONG DA Công ty điện lực Đống Đa UBND Ủy Ban nhân dân BCT Bộ Công Thƣơng CSPK Công suất phản kháng iii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Thống kê trạm biến áp lộ 491 13 Bảng 1.2: Bảng tổng hợp dung lƣợng công suất bù xuất tuyến trung áp 491E1.11 15 Bảng 3.1: Thông số nút xuất tuyến mô 37 Bảng 3.2: Thông số đƣờng dây xuất tuyến mô 39 Bảng 3.3: Thông số máy biến áp xuất tuyến mô 40 Bảng 3.4: Thông số tải từ đến xuất tuyến mô 41 Bảng 3.5: Thông số tải từ đến xuất tuyến mô 42 Bảng 3.6: Thông số tải từ đến 12 xuất tuyến mô 43 Bảng 3.7: Thông số tải từ 13 đến 16 xuất tuyến mô 44 Bảng 3.8: Thông số tải từ 17 đến 20 xuất tuyến mô 45 Bảng 3.9: Thông số tải từ 21 đến 24 xuất tuyến mô 46 Bảng 3.10: Số tụ tối ƣu vận hành theo ngày mô 47 Bảng 3.11: Số tụ tối ƣu vận hành theo ngày mô 48 Bảng 3.12: Số tụ tối ƣu vận hành không vận hành thứ ngày mô 49 Bảng 3.13: Bảng tính so sánh tổn thất cơng suất chế độ bù cực đại bù tối ƣu 24 mô 51 iv DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Biểu đồ thơng số vận hành điển hình số Trạm biến áp phân phối lộ 491-E1.11, ngày 31 tháng năm 2022 17 Hình 2.1 25 Hình 2.2: Sơ đồ khối áp dụng phƣơng pháp Gauss-Seidel phân tích chế độ xác lập lƣới điện 30 Hình 2.3: Ví dụ phép lai ghép gen 32 Hình 2.4: Ví dụ phép lai ghép hai gen 32 Hình 2.5: Ví dụ phép đột biến gen hai gen 33 Hình 3.1: Sơ đồ sợi xuất tuyến mơ 36 Hình 3.2: Giá trị điện áp lớn thực bù cực đại bù tối ƣu 49 Hình 3.3: Giá trị điện áp nhỏ thực bù cực đại bù tối ƣu 50 Hình 3.4: Tổn thất cơng suất tác dụng (kW) thực bù cực đại bù tối ƣu 52 Hình 3.5: Độ giảm tổn thất công suất tác dụng thực điều khiển bù tối ƣu 52 v I MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Lƣới điện phân phối lƣới điện chiếm tỷ lệ lớn lƣới có tổn thất điện lớn trong hệ thống thống điện, từ khâu sản xuất điện đến truyền tải, phân phối đến phụ tải tiêu thụ điện Theo số liệu thu thập thống kê đơn vị kinh doanh điện giới đánh giá tổn thất điện thấp lƣới truyền tải vào khoảng 2% lƣới điện phân phối 4% Tổn thất điện lƣới điện Việt Nam năm 2018 7,04%, mục tiêu kế hoạch đến năm 2020 6,5% tổn thất lƣới điện truyền tải khoảng 2,15%, lƣới điện phân phối khoảng 4,35% Tổn thất lƣới điện phân phối phần lớn tổn thất kỹ thuật đƣợc định yếu tố giải pháp kỹ thuật từ khâu thiết khâu triển khai thi công Nhiệm vụ mục tiêu đặt Tập đồn điện lực Việt Nam (EVN) nói chung Cơng ty điện lực tìm giải pháp tối ƣu để giảm tổn thất điện hệ thống điện, đặc biệt lƣới điện phân phối trung áp Lƣới điện phân phối trung áp lƣới điện có quy mơ lớn có tỷ lệ tổn thất cao hệ thống điện, mục tiêu giảm tổn thất xuống mức thấp có thể, vấn đề giảm tổn thất công suất, tổn thất điện trọng tâm công tác điều hành quản lý, vận hành kinh doanh Tổng Cơng ty Điện lực nay, có Tổng Cơng ty điện lực Hà Nội – Tập đoàn điện lực Việt Nam Nhiều giải pháp kỹ thuật đƣợc nghiên cứu để tính tốn áp dụng nhằm giảm tổn thất điện nhƣ: hoán đổi MBA non tải thay cho MBA tải, vận hành song song MBA, thay dây dẫn có tiết diện lớn hơn, nâng áp lƣới điện phân phối quy chuẩn chung cho việc sử dụng 01 cấp điện áp phân phối trung thế, lắp đặt tụ bù vv Trong đó, bù cơng suất phản kháng (CSPK) giải pháp đơn giản hiệu Tuy nhiên lƣới điện trung áp lƣới điện có quy mơ lớn trải dài diện Các tính tốn mơ đƣợc thực 24 ngày 31 tháng năm 2022 Thông số 20 tải đƣợc giới thiệu chi tiết bảng từ 3.4 đến 3.9 Bảng 3.4: Thông số tải từ đến xuất tuyến mô Giờ Nút P (MW) Giờ Giờ Giờ Q Q Q Q P (MW) P (MW) P (MW) (MVAr) (MVAr) (MVAr) (MVAr) 0.21980 0.04400 0.18980 0.03460 0.17900 0.03800 0.14940 0.02740 0.12240 -0.01240 0.10320 -0.01600 0.10140 -0.00540 0.09360 -0.01560 0.11440 0.01460 0.10460 0.01400 0.09080 0.01140 0.08360 0.01240 0.22032 0.02400 0.19656 0.02448 0.17472 0.02016 0.17712 0.02232 11 0.19560 0.03820 0.17540 0.03580 0.16220 0.02980 0.15300 0.02640 13 0.16980 0.00380 0.16880 0.00400 0.14440 0.00220 0.14400 0.00340 15 0.21360 0.03520 0.18460 0.02340 0.17480 0.03240 0.16240 0.02500 17 0.16520 0.02780 0.15020 0.02640 0.13600 0.01980 0.14840 0.02920 19 0.09804 0.01584 0.09264 0.01488 0.08124 0.01356 0.07200 0.01356 21 0.13678 0.03534 0.12625 0.03290 0.11957 0.03240 0.11164 0.03458 23 0.13700 0.01320 0.13940 0.01340 0.12580 0.01320 0.11240 0.01340 25 0.16640 0.01952 0.14912 0.01792 0.13120 0.00928 0.12064 0.02016 27 0.15240 0.02340 0.15540 0.02220 0.13220 0.02400 0.12420 0.02040 29 0.22026 0.03172 0.18925 0.03153 0.17031 0.03306 0.16617 0.03007 31 0.00180 0.00144 0.00120 0.00000 0.00360 0.00060 0.00240 0.00120 33 0.16520 0.03560 0.16300 0.03380 0.14680 0.03180 0.14400 0.03700 35 0.04414 0.07892 0.04782 0.07870 0.04576 0.07666 0.04260 0.08055 37 0.00279 0.03200 0.00332 0.03192 0.00279 0.03203 0.00280 0.03236 39 0.03960 -0.02376 0.03648 -0.02760 0.03624 -0.02760 0.03528 -0.02832 41 0.19680 0.02500 0.16420 0.02220 0.16980 0.02540 0.15180 0.01900 41 Bảng 3.5: Thông số tải từ đến xuất tuyến mô Giờ Nút P (MW) Giờ Giờ Giờ Q Q Q Q P (MW) P (MW) P (MW) (MVAr) (MVAr) (MVAr) (MVAr) 0.14460 0.02400 0.13200 0.01420 0.14980 0.02960 0.18840 0.02440 0.09100 -0.01320 0.09040 -0.01760 0.10460 -0.01140 0.09960 -0.01500 0.08140 0.01160 0.07880 0.01160 0.07960 0.00720 0.08120 0.01080 0.15888 0.02184 0.17592 0.02040 0.16728 0.02208 0.17616 0.02400 11 0.14200 0.03060 0.14120 0.02500 0.14120 0.02840 0.13260 0.03200 13 0.13280 0.00040 0.14480 0.00180 0.13400 -0.00420 0.12640 -0.00220 15 0.16000 0.02980 0.15240 0.02680 0.13440 0.02540 0.16780 0.02780 17 0.12780 0.02440 0.14880 0.02360 0.12920 0.01940 0.13000 0.02400 19 0.07656 0.01320 0.06864 0.01224 0.07848 0.01848 0.08172 0.01464 21 0.11422 0.03735 0.11746 0.03686 0.10499 0.03788 0.11768 0.03455 23 0.10500 0.01400 0.10860 0.01360 0.11420 0.01280 0.09940 0.01160 25 0.12000 0.01536 0.10752 0.01536 0.11392 0.01952 0.11328 0.01248 27 0.11380 0.02080 0.12960 0.02080 0.11920 0.02200 0.12300 0.01980 29 0.15597 0.03284 0.14650 0.03544 0.14439 0.03298 0.15166 0.03192 31 0.00276 0.00060 0.00300 0.00060 0.00312 0.00060 0.00396 0.00204 33 0.11880 0.02760 0.12640 0.03140 0.14020 0.02880 0.17360 0.04320 35 0.04267 0.08303 0.03875 0.08143 0.04256 0.07982 0.04649 0.07958 37 0.00280 0.03291 0.00332 0.03223 0.00271 0.03183 0.00573 0.03175 39 0.03504 -0.02712 0.03984 -0.03408 0.02280 -0.05160 0.05232 -0.03456 41 0.15420 0.02240 0.16300 0.02280 0.16160 0.02120 0.17160 0.02460 42 Bảng 3.6: Thông số tải từ đến 12 xuất tuyến mô Giờ Nút P (MW) Giờ 10 Giờ 11 Giờ 12 Q Q Q Q P (MW) P (MW) P (MW) (MVAr) (MVAr) (MVAr) (MVAr) 0.18940 0.02540 0.23580 0.03300 0.22180 0.02280 0.23280 0.03780 0.12960 -0.00720 0.13860 -0.00840 0.16280 -0.01040 0.16100 -0.00880 0.09280 0.01140 0.09660 0.01000 0.09800 0.01280 0.10320 0.01500 0.21288 0.02760 0.22608 0.03168 0.24528 0.03192 0.27432 0.03456 11 0.14280 0.02780 0.16100 0.03300 0.18200 0.03200 0.18780 0.03440 13 0.13600 0.00260 0.17260 0.00480 0.17080 0.00220 0.18940 0.00500 15 0.17260 0.02840 0.18400 0.03320 0.18440 0.03860 0.20640 0.03680 17 0.14680 0.02640 0.14720 0.02640 0.14400 0.02880 0.16200 0.03020 19 0.06660 0.01500 0.08556 0.01788 0.09048 0.02004 0.10236 0.01824 21 0.11626 0.03759 0.13610 0.03233 0.14439 0.03602 0.14338 0.03450 23 0.11000 0.01180 0.12740 0.01520 0.13680 0.01740 0.13860 0.01200 25 0.16576 0.02112 0.22944 0.04992 0.25696 0.04448 0.27968 0.05536 27 0.14100 0.02520 0.16360 0.02640 0.15360 0.02680 0.16520 0.02900 29 0.15178 0.03441 0.17918 0.03411 0.18264 0.03024 0.21105 0.03239 31 0.00180 0.00144 0.00288 -0.00060 0.00300 0.00204 0.00960 0.00264 33 0.21680 0.05060 0.24580 0.05400 0.25500 0.05620 0.26920 0.05080 35 0.04997 0.08153 0.06425 0.09999 0.06158 0.08153 0.04842 0.08304 37 0.01189 0.02866 0.01758 0.03007 0.02107 0.02633 0.01402 0.03127 39 0.10920 0.01584 0.13104 0.02496 0.11712 0.01968 0.11232 -0.00720 41 0.18000 0.02560 0.21480 0.02700 0.22680 0.03020 0.23180 0.02520 43 Bảng 3.7: Thông số tải từ 13 đến 16 xuất tuyến mô Giờ 13 Nút P (MW) Giờ 14 Giờ 15 Giờ 16 Q Q Q Q P (MW) P (MW) P (MW) (MVAr) (MVAr) (MVAr) (MVAr) 0.22900 0.03460 0.21720 0.03740 0.23500 0.04420 0.22420 0.03580 0.14780 -0.00480 0.14560 -0.00420 0.12600 -0.00960 0.15000 -0.00820 0.10780 0.01600 0.11460 0.01380 0.09940 0.01380 0.12340 0.01420 0.26568 0.03240 0.26328 0.03240 0.25080 0.03576 0.26304 0.03384 11 0.20660 0.03640 0.20000 0.03580 0.17080 0.03120 0.16820 0.03400 13 0.18680 0.00240 0.20900 0.00360 0.17840 0.00080 0.19000 0.00320 15 0.20560 0.03420 0.17640 0.03720 0.19020 0.03180 0.19900 0.03680 17 0.15760 0.02980 0.15360 0.02600 0.15800 0.02920 0.18240 0.03200 19 0.10536 0.01944 0.10320 0.01680 0.09348 0.01692 0.08760 0.01752 21 0.15598 0.03452 0.14411 0.03609 0.13419 0.03833 0.15333 0.03773 23 0.15560 0.01560 0.13020 0.01560 0.13180 0.01820 0.12260 0.01740 25 0.28896 0.05600 0.24704 0.05600 0.25696 0.05280 0.26528 0.04992 27 0.18240 0.02880 0.17820 0.02700 0.17780 0.02880 0.16360 0.02840 29 0.21829 0.03207 0.21829 0.03207 0.20676 0.03488 0.20153 0.03386 31 0.00960 -0.00120 0.01512 0.00000 0.00504 0.00168 0.01404 -0.00168 33 0.26820 0.05700 0.25460 0.04920 0.22340 0.04920 0.25120 0.05480 35 0.05479 0.08140 0.04391 0.08248 0.05136 0.08337 0.05937 0.08180 37 0.01394 0.02933 0.01442 0.03071 0.01153 0.03101 0.01830 0.02736 39 0.13944 0.02760 0.14472 0.02544 0.12912 0.02376 0.10536 -0.02664 41 0.22520 0.02840 0.21800 0.02920 0.23220 0.03180 0.22760 0.02900 44 Bảng 3.8: Thông số tải từ 17 đến 20 xuất tuyến mô Giờ 17 Nút P (MW) Giờ 18 Giờ 19 Giờ 20 Q Q Q Q P (MW) P (MW) P (MW) (MVAr) (MVAr) (MVAr) (MVAr) 0.23600 0.03080 0.23000 0.02780 0.16220 -0.01020 0.16280 -0.01060 0.14600 -0.01220 0.15880 -0.01160 0.11480 0.01320 0.12040 0.01460 0.12100 0.01420 0.11700 0.01440 0.26424 0.03168 0.26928 0.02832 0.28728 0.02712 0.26016 11 0.17980 0.03340 0.19560 0.03340 0.23020 0.03880 0.20420 0.03920 13 0.17460 0.00340 0.19960 0.00220 0.19480 0.00040 0.20000 0.00940 15 0.20660 0.03080 0.20920 0.03580 0.21440 0.03860 0.22480 0.03580 17 0.17140 0.02540 0.17200 0.02840 0.18620 0.02640 0.20000 0.02740 19 0.09708 0.01476 0.11700 0.01536 0.11412 0.01620 0.09684 0.01812 21 0.15396 0.03596 0.16032 0.03753 0.16248 0.03410 0.16928 0.03282 23 0.14520 0.01540 0.14880 0.01460 0.14560 0.01600 0.13720 0.01540 25 0.24800 0.05120 0.28800 0.05056 0.27040 0.05824 0.29312 0.06464 27 0.17480 0.02680 0.18120 0.02740 0.21200 0.02740 0.18320 0.02760 29 0.19164 0.03347 0.20856 0.03539 0.22657 0.03812 0.22566 0.03491 31 0.01380 0.00000 0.01584 0.00348 0.01920 0.00000 0.00864 0.00000 33 0.24700 0.05260 0.27380 0.05580 0.28540 0.05480 0.27160 0.05680 35 0.05589 0.08235 0.04979 0.08267 0.05316 0.08338 0.05259 0.07961 37 0.01283 0.03048 0.01467 0.03037 0.01146 0.02912 0.00492 0.03176 39 0.10536 0.01920 0.11544 0.00672 0.09792 -0.00048 0.08544 -0.01968 41 0.24880 0.02880 0.24300 0.03040 0.26460 0.02720 45 0.24720 0.05120 0.26300 0.05360 0.02664 0.28080 0.03080 Bảng 3.9: Thông số tải từ 21 đến 24 xuất tuyến mô Giờ 21 Nút P (MW) Giờ 22 Giờ 23 Giờ 24 Q Q Q Q P (MW) P (MW) P (MW) (MVAr) (MVAr) (MVAr) (MVAr) 0.25900 0.04840 0.26480 0.05360 0.26480 0.05140 0.24180 0.04780 0.16280 -0.00800 0.14960 -0.00920 0.16340 -0.01140 0.15780 -0.00760 0.13040 0.01620 0.13640 0.01580 0.14400 0.01820 0.13360 0.01860 0.25968 0.02760 0.27552 0.02736 0.26712 0.02784 0.27384 0.03000 11 0.18640 0.03720 0.19880 0.03300 0.22020 0.04060 0.21780 0.04060 13 0.20360 0.00620 0.19260 0.01060 0.21720 0.01020 0.21860 0.00760 15 0.21940 0.03580 0.23680 0.03680 0.25940 0.04200 0.25220 0.03480 17 0.18600 0.03540 0.20980 0.03400 0.23340 0.03640 0.20300 0.03260 19 0.09948 0.01752 0.12180 0.01884 0.11856 0.02028 0.10488 0.01608 21 0.16442 0.03384 0.17904 0.03375 0.17507 0.03023 0.16564 0.03235 23 0.15880 0.01460 0.18900 0.01980 0.17000 0.01640 0.15780 0.01460 25 0.26496 0.06464 0.25504 0.05600 0.21600 0.04032 0.20480 0.03488 27 0.20200 0.03060 0.20060 0.03040 0.23420 0.02900 0.19820 0.02880 29 0.21970 0.03378 0.21734 0.03369 0.24264 0.03160 0.24404 0.03243 31 0.01596 0.00120 0.01176 0.00060 0.00156 0.00144 0.00372 0.00060 33 0.25860 0.06000 0.24080 0.05460 0.23520 0.04480 0.20700 0.04100 35 0.05417 0.08032 0.05321 0.08164 0.04818 0.08283 0.04219 0.08115 37 0.00537 0.03125 0.00426 0.03175 0.00502 0.03187 0.00298 0.03300 39 0.08016 -0.02160 0.05928 -0.02040 0.04512 -0.01968 0.02640 -0.04536 41 0.26640 0.03160 0.25200 0.02820 0.28080 0.03420 0.25440 0.03140 Tại 20 trạm xuất tuyến đƣợc lắp đặt tụ bù với thông số chi tiết nhƣ bảng 3.10 Công suất 20 kVAr 30 kVAr Trạm lắp đặt nhiều (4 bộ) nút 9, 25, 39 41 Trạm lắp đặt tụ (2 bộ) nút 19 33 Ở ta giả thiết tất tụ đƣợc điều khiển đóng cắt theo Với giả thiết số cấp dƣới trạm số cấp với số tụ có trạm 46 Bảng 3.10: Số tụ tối ƣu vận hành theo ngày mô TT Nút Q cấp (MVAr) Số cấp dƣới Số cấp 0.02 0.02 3 0.02 0.02 11 0.02 13 0.02 15 0.02 17 0.02 19 0.02 10 21 0.02 11 23 0.02 12 25 0.03 13 27 0.02 14 29 0.02 15 31 0.02 16 33 0.02 17 35 0.02 18 37 0.02 19 39 0.02 20 41 0.02 47 3.2 Tính toán chế độ vận hành tối ƣu cho hệ thống bù công suất phản kháng theo đồ thị phụ tải Áp dụng thuật toán di truyền giới thiệu chƣơng để tính tốn áp dụng cho xuất tuyến 491-E1.11 ta tính đƣợc chế độ vận hành tối ƣu tụ Bảng 3.11 giới thiệu kết số tụ tối ƣu vận hành theo ngày mô Bảng 3.11: Số tụ tối ƣu vận hành theo ngày mô Bảng 3.12 giới thiệu số tụ vận hành không vận hành chế độ bù tối ƣu thứ ngày 31 tháng năm 2022 Kết cho thấy có nhiều tụ cần đƣợc cắt 48 Bảng 3.12: Số tụ tối ƣu vận hành không vận hành thứ ngày mô Nút 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 Số tụ 3 3 3 3 3 3 4 lớn Số tụ 1 1 2 2 1 2 2 4 vận hành Số tụ không 2 1 2 1 1 0 vận hành Hình 3.2 giá trị điện áp lớn thực bù cực đại bù tối ƣu Kết cho thấy điện áp lớn nằm giới hạn cho phép Hình 3.2: Giá trị điện áp lớn thực bù cực đại bù tối ƣu 49 Hình 3.3 giá trị điện áp nhỏ thực bù cực đại bù tối ƣu Kết cho thấy điện áp nhỏ nằm giới hạn cho phép Hình 3.3: Giá trị điện áp nhỏ thực bù cực đại bù tối ƣu Để xem xét hiệu bù tối ƣu ta thực tính tổn thất cơng suất hai chế độ: bù cực đại bù tối ƣu Bảng 3.13 Hình 3.4 hình 3.5 kết tổn thất công suất chế độ bù cực đại bù tối ƣu 24 mô Kết cho thấy tổn thất công suất tác dụng đƣợc giảm Ở thứ 12 lƣợng tổn thất giảm (1,75%) Ở thứ lƣợng tổn thất giảm nhiều (12,58%) 50 Bảng 3.13: Bảng tính so sánh tổn thất công suất chế độ bù cực đại bù tối ƣu 24 mô Giờ Tổn thất P bù cực 0.0062082 0.005229 0.004524 0.004111 0.003762 0.00393 đại (kW) 76 507 443 258 104 947 Tổn thất P bù tối 0.0058977 0.004801 0.004128 0.003773 0.003483 0.00358 ƣu (kW) 21 734 901 953 32 9731 Độ giảm tổn thất P 5.0022771 8.179972 8.742327 8.204414 7.410330 8.87781 (%) 19 827 36 756 217 1915 Giờ 10 11 12 Tổn thất P bù cực 0.0038722 0.004280 0.004989 0.006475 0.006900 0.00780 đại (kW) 31 624 189 864 312 6696 Tổn thất P bù tối 0.0035672 0.003742 0.004688 0.006163 0.006712 0.00767 ƣu (kW) 18 201 981 375 964 0262 Độ giảm tổn thất P 7.8769304 12.57812 6.017156 4.825432 2.715066 1.74765 (%) 07 336 878 176 844 8568 Giờ 13 14 15 16 17 18 Tổn thất P bù cực 0.0079912 0.007410 0.006996 0.007432 0.007592 0.00830 đại (kW) 78 897 134 592 779 158 Tổn thất P bù tối 0.0076900 0.007177 0.006742 0.007067 0.007276 0.00803 ƣu (kW) 73 994 931 337 402 3835 Độ giảm tổn thất P 3.7691728 3.142719 3.619183 4.914229 4.166812 3.22522 (%) 66 936 922 625 132 847 Giờ 19 20 21 22 23 24 Tổn thất P bù cực 0.0090179 0.008934 0.008594 0.008886 0.009608 0.00864 đại (kW) 45 904 607 55 475 1544 Tổn thất P bù tối 0.0087988 0.008560 0.008297 0.008667 0.009237 0.00834 ƣu (kW) 75 777 401 657 347 Độ giảm tổn thất P 2.4292661 4.187242 3.453411 2.466073 3.859273 3.44931 (%) 85 183 701 701 633 6846 51 Hình 3.4: Tổn thất công suất tác dụng (kW) thực bù cực đại bù tối ƣu Hình 3.5: Độ giảm tổn thất cơng suất tác dụng thực điều khiển bù tối ƣu 52 3.3 Kết luận chƣơng Chƣơng áp dụng thuật tốn di truyền để tính tốn bù tối ƣu cho xuất tuyến 491-E1.11 Kết tính tốn cho thấy chế độ bù tối ƣu theo giờ, lƣợng tổn thất công suất tác dụng nhỏ so với chế độ bù cực đại Trong chế độ bù tối ƣu, số tụ cần đƣợc cắt Điện áp chế độ bù tối ƣu nằm giới hạn cho phép Từ kết tính tốn cho thấy độ giảm tổn thất cơng suất tác dụng bù cực đại bù tối ƣu với điều kiện giằng buộc điện áp Uimin Uimax giới hạn cho phép, theo số tụ vận hành không vận hành theo tƣơng ứng Nhƣ chế độ bù tối ƣu vừa giảm lƣợng tổn thất công suất tác dụng, nâng cao tuổi thọ tụ bù số vận hành tụ bù giảm, từ giảm thiểu đƣợc chi phí đầu tƣ nhƣ bảo trì thay vận hành, nhƣng đảm bảo chất lƣợng điện áp cung cấp 53 KẾT LUẬN CHUNG Luận văn thực tìm hiểu lƣới điện phân phối Tổng Công ty Điện lực Thành phố Hà Nội Qua nghiên cứu tình hình hệ thống bù thực tế, luận văn đề xuất áp dụng thuật toán di truyền để tính tốn chế độ vận hành tối ƣu hệ thống bù cho xuất tuyến trung áp Kết tính tốn cho thấy, lƣợng tổn thất công suất tác dụng chế độ vận hành bù tối ƣu nhỏ chế độ vận hành bù cực đại Từ phân tích đánh giá đƣợc đặc điểm chung phụ tải lƣới điện phân phối 22kV, xây dựng đƣợc phƣơng thức vận hành phù hợp chung lƣới điện cụ thể chế độ vận hành hệ thống bù cơng suất phản kháng, nhằm có phƣơng án đầu tƣ phù hơp với lƣới điện trạng phân kỳ đầu tƣ thích hợp Hiện lƣới điện Tổng công ty điện lực Hà Nội áp dụng công nghệ số giải pháp phần mềm đo đếm từ xa giám sát thông số lƣới điện trực tuyến liên tục, điều kiện tốt cho việc áp dụng tự động hóa lƣới điện, giúp ích cho việc theo dõi giám sát tính tốn thơng số lƣới điện để đƣa phƣơng thức vận hành phù hợp Với trạng lƣới điện để thực bù tối ƣu công suất phản kháng cần đầu tƣ bổ sung thêm hệ thống thiết bị điều khiển đóng cắt tụ từ xa kết hợp với phần mềm giám sát có đƣợc phát triển nâng cấp, việc xây dựng phƣơng pháp vận hành tối ƣu hệ thống bù cơng suất phản kháng có khả thi 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Thanh Sơn (2017) Phân tích chế độ xác lập hệ thống điện, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [2] M Mahdavi, H H Alhelou, A Bagheri, S Z Djokic and R A V Ramos, "A Comprehensive Review of Metaheuristic Methods for the Reconfiguration of Electric Power Distribution Systems and Comparison With a Novel Approach Based on Efficient Genetic Algorithm," in IEEE Access, vol 9, pp 122872-122906, 2021, doi: 10.1109/ACCESS.2021.3109247 [3] A Jafari, H Ganjeh Ganjehlou, T Khalili, B Mohammadi-Ivatloo, A Bidram and P Siano, "A Two-Loop Hybrid Method for Optimal Placement and Scheduling of Switched Capacitors in Distribution Networks," in IEEE Access, vol 8, pp 38892-38906, 2020, doi: 10.1109/ACCESS.2020.2975714 [4] E A Almabsout, R A El-Sehiemy, O N U An and O Bayat, "A Hybrid Local Search-Genetic Algorithm for Simultaneous Placement of DG Units and Shunt Capacitors in Radial Distribution Systems," in IEEE Access, vol 8, pp 54465-54481, 2020, doi: 10.1109/ACCESS.2020.2981406 [5] A Z Abass, D A Pavlyuchenko and Z S Hussain, "Methods Comparison for Optimal Capacitor Placement in Distribution System," 2020 International Multi-Conference on Industrial Engineering and Modern Technologies (FarEastCon), Vladivostok, Russia, 2020, pp 1-6, doi: 10.1109/FarEastCon50210.2020.9271381 55