Việc giảm tổn thất điện năng trong lưới điện phân phối không chỉ góp phần đáng kể vào giảm giá thành điện năng mà còn mang lại hi u qu kinh doanh cho các ệ ảcông ty.. L ịch sử nghiên cứu
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI PHAN ĐỨC HIỂN CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG TRONG LƯỚI PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ HÀ NỘI Chuyên ngành : Kỹ thuật điện Hệ thống điện LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT ĐIỆN HỆ THỐNG ĐIỆN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS ĐẶNG QUỐC THỐNG Hà Nội – Năm 2012 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131940681000000 Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết tính tốn xác, trung thực Cơng trình chưa cơng bố tạp chí khoa học Trong luận văn có sử dụng số tài liệu tham khảo nêu phần cuối luận văn Học viên Phan Đức Hiển Học viên Phan Đức Hiển Lớp 11BKTĐHTĐ Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy cô giáo trường Đại học Bách khoa Hà Nội truyền đạt kiến thức q báu để em hồn thành luận văn Đặc biệt, em xin cảm ơn thầy giáo PGS.TS Đặng Quốc Thống tận tình hướng dẫn, động viên em suốt trình thực luận văn Xin gửi lời biết ơn sâu sắc tới gia đình bạn bè tạo điều kiện thuận lợi suốt trình học tập thực luận văn Vì thời gian có hạn vấn đề nghiên cứu phức tạp nên luận văn khơng thể tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận ý kiến đóng góp quý thầy cô, đồng nghiệp bạn đọc quan tâm! Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 12 – 2012 Học viên Phan Đức Hiển Học viên Phan Đức Hiển Lớp 11BKTĐHTĐ Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU PHẦN CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG TRONG LƯỚI PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ HÀ NỘI CHƯƠNG 1: CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG CỦA HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 1.1.Khái niệm chất lượng điện 1.2.Các tiêu chuẩn chất lượng điện CHƯƠNG 2: CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG TRONG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 2.1 Nâng cao hệ số công suất 2.2 Chế độ vận hành kinh tế máy biến áp giảm tổn thất điện 2.3 Khái niệm bù công suất phản kháng 2.4 Tái cấu trúc lưới điện giảm tổn thất điện 15 2.4.1 Giới thiệu chung tái cấu trúc lưới điện 15 2.4.2 Phương pháp thực nghiệm 17 2.5 Kết luận: 20 PHẦN TÁI CẤU TRÚC LƯỚI ĐIỆN GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG 22 CHƯƠNG 3: TÁI CẤU TRÚC LƯỚI ĐIỆN VÀ BÀI TOÁN GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG 22 3.1 Lưới điện phân phối trung 22 3.1.1 Giới thiệu chung lưới điện phân phối trung 22 3.1.2 Các phần tử phân đoạn lưới điện phân phối 22 3.1.3 Một số cấu trúc lưới phân phối 27 Học viên Phan Đức Hiển Lớp 11BKTĐHTĐ Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật 3.2 Tổn thất điện lưới phân phối 28 3.3 Mơ hình tốn học toán tái cấu trúc lưới điện phân phối 30 CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG TÁI CẤU TRÚC LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ HÀ NỘI ĐỂ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG 33 4.1 Giới thiệu chung lưới điện phân phối thành phố Hà Nội 33 4.2 PSS/ADEPT khả ứng dụng tái cấu trúc lưới điện phân phối 34 4.3 Tái cấu trúc lưới điện phân phối 44 4.3.1 Hàm mục tiêu 44 4.3.2 Giải thuật tìm điểm mở tối ưu lưới điện mạch vòng 45 4.3.3 Áp dụng giải toán tái cấu trúc lưới điện phân phối thành phố Hà Nội 63 4.4 Kết luận: 83 KẾT LUẬN CHUNG 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO 85 Học viên Phan Đức Hiển Lớp 11BKTĐHTĐ Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU CSPK Công suất phản kháng HTĐ Hệ thống điện FACTS Flexible AC Transmission System HVDC High Voltage Direct Current DCL Dao cách ly RMU Ring Main Unit TĐL Tự động đóng lại DAS Distributed Automation System MC Máy cắt SCADA Supervisory Control And Data Acquisition Học viên Phan Đức Hiển Lớp 11BKTĐHTĐ Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 4.1 Thông số mạch điện Civanlar ba nguồn 50 Bảng 4.2 Phân bố tải điện áp lưới điện Civanlar ba nguồn ban đầu 52 Bảng 4.3 Tổn thất công suất tổn thất điện áp mạng điện ban đầu 53 Bảng 4.4 Dòng điện, điện áp nút cuối công suất nhánh lưới điện Civanlar ba nguồn đóng tất khóa điện 55 Bảng 4.5 Dịng điện, điện áp nút cuối cơng suất nhánh lưới điện Civanlar ba nguồn mở khóa 08-10 11-09 58 Bảng 4.6 Tổn thất công suất tổn thất điện áp mạng điện sau mở khóa 08-10 11-09 59 Bảng 4.7 Dòng điện, điện áp nút cuối công suất nhánh lưới điện Civanlar ba nguồn mở khóa 08-10, 11-09 07-16 61 Bảng 4.8 Tổn thất công suất tổn thất điện áp mạng điện sau mở khóa 0810, 11-09 07-16 62 Bảng 4.9 Thông số ban đầu lộ 471 E1.21 471 E1.8 liên thông 67 Bảng 4.10 Thông số cáp trung áp 70 Bảng 4.11 Giá trị tổng trở đường cáp ngầm 73 Bảng 4.12 Thơng số lưới điện mạch vịng kín 77 Bảng 4.13 Thơng số lưới điện sau mở khóa Quảng An 15 – Quảng Khánh B.T Tây Hồ (C4-1) - B.T Tây Hồ (C4-2) 81 Học viên Phan Đức Hiển Lớp 11BKTĐHTĐ Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 3.1 Lưới phân phối trung nguồn không phân đoạn 27 Hình 3.2 Lưới phân phối trung nguồn có thiết bị phân đoạn 27 Hình 3.3 Lưới phân phối trung hai nguồn có thiết bị phân đoạn 28 Hình 4.1 Giao diện chương trình PSS/ADEPT 36 Hình 4.2 Cửa sổ Equipment List View chương trình PSS/ADEPT 37 Hình 4.3 Cửa sổ Progress View chương trình PSS/ADEPT 38 Hình 4.4 Cửa sổ Report Preview chương trình PSS/ADEPT 38 Hình 4.5 Thanh trạng thái, menu cơng cụ chương trình PSS/ADEPT 39 Hình 4.6 Hộp thoại thiết đặt nút gốc cho toán TOPO 41 Hình 4.7 Hộp thoại thiết đặt thơng số kinh tế cho toán TOPO 42 Hình 4.8 Hộp thoại thiết đặt thơng số cho tốn TOPO 43 Hình 4.9 Kết chạy chương trình TOPO 44 Hình 4.10 a,b: Sơ đồ mạch vòng đơn giản triển khai tương ứng 46 Hình 4.11 Sơ đồ khối thuật toán tái cấu trúc lưới trung áp giảm tổn thất điện 48 Hình 4.12 Sơ đồ ban đầu lưới điện Civanlar ba nguồn có cấu hình vận hành hở, ban đầu mở mạch vịng khóa 05-11, 10-14, 07-16 49 Hình 4.13 Điện áp nút cuối lưới điện Civanlar ba nguồn có cấu hình vận hành hở, ban đầu mở mạch vịng khóa 05-11, 10-14, 07-16 51 Hình 4.14 Lưới điện Civanlar ba nguồn đóng tất khóa điện 54 Hình 4.15 Điện áp nút cuối trào lưu công suất lưới điện Civanlar ba nguồn đóng tất khóa điện 54 Hình 4.16 Lưới điện Civanlar ba nguồn mở khóa điệntrên nhánh 08-10 11-09 56 Hình 4.17 Điện áp nút cuối trào lưu công suất lưới điện Civanlar ba nguồn mở khóa điện nhánh 08-10 11-09 57 Hình 4.18.Lưới điện Civanlar nguồn mở khóa điện08-10, 11-09 07-16 60 Hình 4.19 Điện áp nút cuối trào lưu công suất lưới điện Civanlar ba nguồn mở khóa điện nhánh 08-10, 11-09 07-16 60 Học viên Phan Đức Hiển Lớp 11BKTĐHTĐ Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật Hình 4.20 Sơ đồ sợi 471E1.21 – 471E1.8 64 Hình 4.21 Điện áp nút trào lưu cơng suất lưới mạch vịng kín 74 Hình 4.22 Điện áp nút trào lưu cơng suất lưới sau mở khóa Quảng An 15 – Quảng Khánh B.T Tây Hồ(C4-1) - B.T Tây Hồ (C4-2) 78 Hình 4.23 Sơ đồ sợi 471 E21 – 471 E8 sau tái cấu trúc 82 Học viên Phan Đức Hiển Lớp 11BKTĐHTĐ Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài: Trong năm qua, Tổng công ty Điện lực thành phố Hà Nội bảo đảm điện ổn định, an toàn với chất lượng cao cho hoạt động trị, kinh tế - xã hội, an ninh, quốc phịng, ngoại giao, hoạt động văn hóa thể thao, lễ hội Đảng, Nhà nước thành phố diễn địa bàn Thủ đô Cùng với việc bảo đảm vận hành tốt lưới điện, Tổng công ty bảo đảm cung cấp đủ điện cho đối tượng khách hàng địa bàn thành phố Hà Nội, đáp ứng tối đa nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội sinh hoạt nhân dân Thủ đô Thủ đô Hà Nội sau mở rộng, Tổng công ty Điện lực tiếp nhận quản lý, vận hành cung ứng điện cho khu vực thuộc tỉnh Hà Tây, huyện Mê Linh bốn xã thuộc huyện Lương Sơn, tỉnh Hịa Bình, địa bàn rộng lớn, lưới điện cũ nát, lạc hậu Việc giảm tổn thất điện lưới điện phân phối không góp phần đáng kể vào giảm giá thành điện mà mang lại hiệu kinh doanh cho cơng ty Sự phát triển nguồn điện cịn chưa theo kịp phát triển phụ tải điện việc nâng cao chất lượng điện lưới điện phân phối không mang lại hiệu kinh tế mà cịn góp phần đảm bảo khả cung cấp điện ổn định cho phụ tải điện Lịch sử nghiên cứu: Trên sở nghiên cứu biện pháp nâng cao chất lượng điện cho hệ thống cung cấp điện ứng dụng giải toán tái cấu trúc lưới điện giảm tổn thất điện từ báo cáo, tài liệu công bố Mục đích nghiên cứu luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu: Đề tài “Các biện pháp nâng cao chất lượng điện lưới phân phối thành phố Hà Nội” trình bày phương pháp nâng cao chất lượng điện năng, ứng dụng tái cấu trúc lưới điện phân phối thành phố Hà Nội Ứng dụng chạy chương trình mơ tính tốn hệ thống điện PSS/ADEPT (Power System Simulator/ Advanced Distribution Engineering Productivity Tool) Học viên Phan Đức Hiển Lớp 11BKTĐHTĐ