Nâng ao hiệu quả vận hành lưới điện phân phối tỉnh quảng bình

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - Họ tên tác giả luận văn CAO NGỌC TUẤN TÊN ĐỀ TÀI: NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TỈNH QUẢNG BÌNH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH: HỆ THỐNG ĐIỆN Hà Nội, tháng 10/2010 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131835301000000 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - Họ tên tác giả luận văn CAO NGỌC TUẤN TÊN ĐỀ TÀI: NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TỈNH QUẢNG BÌNH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH: HỆ THỐNG ĐIỆN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 1) PGS TS Trần Bách Hà Nội, tháng 10/2010 LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu Các số liệu kết nghiên cứu nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tơi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc tới tác giả cơng trình nghiên cứu, tác giả tài liệu nghiên cứu mà tơi trích dẫn tham khảo để hoàn thành luận văn Đặc biệt, vô cảm ơn PGS TS Trần Bách tận tình hướng dẫn tơi q trình thực nghiên cứu để hoàn thành luận văn MỤC LỤC Trang Trang bìa phụ Lời cam đoan Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình vẽ, đồ thị MỞ ĐẦU 0.1 Lý chọn đề tài 0.2 Lịch sử nghiên cứu 0.3 Mục đích, đối tượng phạm vi nghiên cứu 0.3.1 Mục đích nghiên cứu 0.3.2 Đối tượng nghiên cứu 0.3.3 Phạm vi nghiên cứu 0.4 Tóm tắt luận điểm đóng góp tác giả 0.5 Phương pháp nghiên cứu Chương KHÁI NIỆM CHUNG VỀ LPP VÀ CÁC HÀM CHỈ TIÊU KINH TẾ ĐÁNH GIÁ LPP 1.1 Khái niệm chung LPP 1.2 Chỉ tiêu đánh giá chất lượng LPP 1.2.1 Hàm chi phí cung cấp điện 1.2.2 Các tiêu NPV, B/C Chương SƠ LƯỢC VỀ LPP TỈNH QUẢNG BÌNH, NHU CẦU NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH VÀ XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN ÁP DỤNG TRONG LPP TỈNH QUẢNG BÌNH 2.1 Sơ lược LPP tỉnh Quảng Bình 2.1.1 Nhu cầu nâng cao hiệu vận hành LPP tỉnh Quảng Bình 2.1.1.1 Sơ đồ LPP trung áp tỉnh Quảng Bình 2.1.1.2 Nhu cầu bù cơng suất phản kháng LPP trung áp tỉnh Quảng Bình 2.1.1.3 Sơ đồ LPP hạ áp tỉnh Quảng Bình 2.1.1.4 Nhu cầu cân pha phụ tải 2.1.1.5 Nhu cầu lựa chọn tiết diện dây dẫn tối ưu nâng tiết diện dây dẫn 2.1.2 Hệ thống đo đếm, đo lường tự động LPP tỉnh Quảng Bình 2.1.3 Phụ tải điện LPP tỉnh Quảng Bình nhu cầu xây dựng phương pháp tính tốn LPP hạ áp tỉnh Quảng Bình 2.1.3.1 Đồ thị phụ tải LPP tỉnh Quảng Bình 2.1.3.2 Nhận xét phụ tải LPP tỉnh Quảng Bình 2.2 Xây dựng phương pháp tính TTĐN LPP hạ áp tỉnh Quảng Bình 2.2.1 Sơ đồ tính tốn TTĐN LPP hạ áp tỉnh Quảng Bình 2.2.2 Phương pháp tính toán LPP theo lượng tiêu thụ phụ tải 9 10 10 10 10 11 12 13 13 14 15 17 22 22 22 23 24 24 24 25 25 28 28 29 29 2.2.3 Phương pháp tính tốn LPP theo hệ số tham gia vào đỉnh 2.2.4 Tính tốn TTCS máy biến áp hai cuộn dây 2.2.5 Tính tốn TTCS đường dây 2.2.6 Tính tốn TTĐN 2.2.6.1 Thời gian TTCS lớn 2.2.6.2 TTĐN MBA 2.2.6.3 TTĐN nhánh đường dây 2.2.7 Tính tốn tổn thất điện áp 2.2.8 Phương pháp tính tốn LPP hạ áp kết hợp phương pháp hệ số tham gia vào đỉnh với phương pháp lượng tiêu thụ phụ tải (luận văn đề xuất) 2.2.8.1 Tính tốn P max_n, I max_n , T max_n , τ n cho nhánh n 2.2.8.2 Tính tốn cho nhánh n-1 sau có kết tính tốn nhánh n 2.2.8.3 Kiểm chứng phương pháp tính tốn với số liệu đo qua thực tế thống kê số TBA LPP tỉnh Quảng Bình Chương MỘT SỐ GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH LPP TỈNH QUẢNG BÌNH 3.1 Bù tối ưu công suất phản kháng LPP trung áp 3.1.1 Cơ sở lý thuyết 3.1.1.1 Tính tốn bù tối ưu LPP 3.1.1.2 Xác định dung lượng bù tối ưu phía hạ áp TBA phân phối 3.1.2 Ứng dụng chương trình PSS/ADEPT để thực tốn bù tối ưu CSPK LPP tỉnh Quảng Bình 3.1.2.1 Giới thiệu chung chương trình PSS/ADEPT Bài tốn bù tối ưu CSPK (CAPO) 3.1.2.2 Các sở tính tốn bù CSPK chương trình PSS/ADEPT 3.1.2.3 Ứng dụng chương trình PSS/ADEPT để tính tốn bù tối ưu xuất tuyến 971 TBA Trung gian Hưng Trạch - Điện lực Bố Trạch - Công ty Điện lực Quảng Bình 3.2 Tính chọn tiết diện dây dẫn hạ áp tối ưu 3.2.1 Chọn tiết diện dây tối ưu cho đường dây hạ áp xây dựng 3.2.1.1 Thành lập công thức chọn tiết diện dây 3.2.1.2 Ứng dụng tính tốn chọn tiết diện tối ưu cho TBA Thị Trấn Hoàn Lão - Điện lực Bố Trạch - Cơng ty Điện lực Quảng Bình 3.2.2 Tính tốn chọn tiết diện tối ưu đoạn lưới n theo đồ thị phụ tải lộ tổng 3.3 Nâng tiết diện dây dẫn hạ áp để giảm chi phí TTĐN 3.3.1 Phân tích điều kiện cần đủ để nâng tiết diện dây dẫn có 3.3.2 Xây dựng công thức đánh giá việc nâng tiết diện dây dẫn 3.3.3 Ứng dụng nâng tiết diện dây dẫn LPP hạ áp xuất tuyến Nam TBA Bắc Hoàn Lão - Điện lực Bố Trạch - Công ty Điện lực Quảng Bình 3.4 Giải pháp cân pha dịng điện pha qua sản lượng công tơ 30 31 32 32 32 33 33 33 34 34 35 36 37 37 37 40 43 43 46 47 54 54 54 56 64 66 66 66 69 79 3.4.1 Ảnh hưởng lệch pha dòng điện đến TTĐN, TTCS TTĐA đường dây hạ áp pha dây 3.4.1.1 Trường hợp dòng điện lệch hết pha 3.4.1.2 Trường hợp dòng điện lệch pha với hệ số lệch pha k 3.4.1.3 Tính giá trị NPV, PVB, PVC, B/C để tìm hệ số k cho phép 3.4.2 Kết luận chung vấn đề lệch pha dòng điện 3.4.3 Phương pháp thực cân pha dịng điện thơng qua số công tơ 3.4.3.1 Nhu cầu thực tế việc xây dựng cân pha dòng điện 3.4.3.2 Phương pháp cân pha dịng điện qua số cơng tơ 3.4.4 Ứng dụng cân pha dịng điện TBA cơng cộng Bắc Hồn Lão - Điện lực Bố Trạch - Công ty Điện lực Quảng Bình 3.4.4.1 Sơ đồ mặt bằng, số liệu đường dây, sản lượng khách hàng kết tính tốn thực trạng trước cân pha dịng điện 3.4.4.2 Phân bố khách hàng pha sau cân pha 79 3.4.4.3 Kết sau cân pha 3.4.4.4 Tính toán, nhận xét chênh lệch trước sau cân pha Chương KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 4.1 Những kết luận văn 4.2 Kiến nghị nghiên cứu TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC Bảng 3.4.4b: Số liệu sản lượng khách hàng xuất tuyến Nam TBA Bắc Hoàn Lão PHỤ LỤC Bảng 3.4.4.c: Kết tính tốn pha A xuất tuyến Nam TBA Bắc Hoàn Lão PHỤ LỤC Bảng 3.4.4.d: Kết tính tốn pha B xuất tuyến Nam TBA Bắc Hoàn Lão PHỤ LỤC Bảng 3.4.4.e: Kết tính tốn pha C xuất tuyến Nam TBA Bắc Hoàn Lão PHỤ LỤC Bảng 3.4.4.f: Kết tính tốn pha N xuất tuyến Nam TBA Bắc Hoàn Lão PHỤ LỤC Bảng 3.4.4g: Phân bố khách hàng sau cân pha xuất tuyến Nam TBA Bắc Hoàn Lão 92 92 93 93 93 94 96 PHỤ LỤC Bảng 3.4.4.h: Kết tính tốn pha A xuất tuyến Nam TBA Bắc Hoàn Lão sau cân pha PHỤ LỤC Bảng 3.4.4.k: Kết tính tốn pha B xuất tuyến Nam TBA Bắc Hoàn Lão sau cân pha PHỤ LỤC Bảng 3.4.4.l: Kết tính tốn pha C xuất tuyến Nam TBA Bắc Hoàn Lão sau cân pha PHỤ LỤC 10 Bảng 3.4.4.m: Kết tính tốn pha N xuất tuyến Nam TBA Bắc Hoàn Lão sau cân pha 79 80 83 84 85 85 85 87 87 91 103 104 105 106 107 114 115 116 117 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt EVN CPC QBPC ĐL HTĐ MBA TBA ĐTPT LPP LĐHANT KĐX TTĐN TTCS TTĐA TLĐDĐTTPP IEEE DAS DSM NPV PVB PVC SCADA TOU Nội dung Tập đoàn Điện lực Việt Nam Tổng Công ty Điện lực Miền Trung Công ty Điện lực Quảng Bình Điện lực Hệ thống điện Máy biến áp Trạm biến áp Đồ thị phụ tải Lưới điện phân phối Lưới điện hạ áp nông thôn Không đối xứng TTĐN TTCS Tổn thất điện áp Tỷ lệ điện dùng để truyền tải phân phối Institude of Electrical and Electronics Engineers Distribution Automation System Demand Side Management Net Present Value Present Value Benefits Present Value Costs Supervisory Control and Data Acquisition Time of use DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1a: Số liệu đường dây TBA Cơng ty Điện lực Quảng Bình quản lý vận hành tính đến 30/6/2010 Bảng 2.1b: Số liệu khách hàng, điện thương phẩm, tỷ lệ TTĐN LPP tỉnh Quảng Bình tính từ năm 2004 đến Bảng 2.1c: Số liệu khách hàng, km đường dây hạ áp, tỷ lệ TTĐN LPP hạ áp nông thôn TCQLĐNT quản lý vận hành tính đến thời điểm 30/6/2010 Bảng 2.2.2a: Các hệ số K , K theo phương pháp lượng Bảng 2.2.3a: Hệ số tham gia vào đỉnh phụ tải đô thị Bảng 2.2.3b: Hệ số tham gia vào đỉnh phụ tải nông thôn Bảng 3.1.1.2a Dung lượng bù chọn tụ cho TBA chế độ cực tiểu Bảng 3.1.1.2b Dung lượng bù chọn tụ cho TBA chế độ cực đại Bảng 3.1.2.2: Các số kinh tế chương trình tính tốn bù tối ưu CSPK LPP tỉnh Quảng Bình Bảng 3.1.2.3: Số liệu cơng suất P, hệ số cosφ lộ tổng XT 971 TG Hưng Trạch Bảng 3.1.2.4: Số liệu công suất P, hệ số cosφ phụ tải XT 971 TG Hưng Trạch Bảng 3.2.1a: Bảng tham khảo số liệu dòng điện cho phép theo điều kiện phát nóng dài hạn cáp vặn xoắn ruột nhơm Bảng 3.2.1b: Bảng kết tính tốn thông số Biểu đồ 1, Biểu đồ Biểu đồ Bảng 3.2.1c Số liệu tính tốn Biểu đồ 1, k = 6%, r = 12% Bảng 3.2.1d Số liệu tính tốn Biểu đồ 1, k = 0%, r = 12% Bảng 3.2.1e Số liệu tính tốn Biểu đồ 2, k = 6%, r = 12% Bảng 3.2.1f Số liệu tính tốn Biểu đồ 2, k = 0%, r = 12% Bảng 3.2.1g Số liệu tính tốn Biểu đồ 3, k = 6%, r = 12% Bảng 3.2.1h Số liệu tính tốn Biểu đồ 3, k = 0%, r = 12% Bảng 3.3.3a: Thông số chiều dài, điện trở xuất tuyến Nam TBA Bắc Hoàn Lão Bảng 3.3.3b: Kết tính tốn P max(n), T max(n), τ (n), ∆A (n) xuất tuyến Nam TBA Bắc Hoàn Lão theo nhánh Bảng 3.3.3c: Kết tính F tối ưu nhánh Bảng 3.3.3d: Kết tính NPV B/C nhánh Bảng 3.3.3e: Kết tính ∆A Fmới_n nhánh Bảng 3.3.3f: Tổng hợp kết nâng tiết diện dây xuất tuyến Nam TBA Bắc Hoàn Lão Bảng 3.4.1: Bảng số liệu quan hệ tỷ lệ TTCS tăng thêm hệ số k Bảng 3.4.4a: Chiều dài điện trở khoảng cột xuất tuyến Nam Bảng 3.4.4b: Số liệu sản lượng khách hàng xuất tuyến Nam - xem phụ lục Bảng 3.4.4.c: Kết tính tốn pha A - xem phụ lục Bảng 3.4.4.d: Kết tính tốn pha B - xem phụ lục Trang 18 18 22 30 31 31 41 42 46 48 49 54 59 60 60 61 61 62 62 70 74 76 76 77 78 83 90 96 103 104 Bảng 3.4.4.e: Kết tính tốn pha C - xem phụ lục Bảng 3.4.4.f: Kết tính tốn pha N - xem phụ lục Bảng 3.4.4g: Phân bố khách hàng sau phân pha - xem phụ lục 3.4.4.3 Kết sau cân pha Bảng 3.4.4.h: Kết tính tốn pha A - xem phụ lục 105 106 107 Bảng 3.4.4.k: Kết tính tốn pha B - xem phụ lục Bảng 3.4.4.l: Kết tính tốn pha C - xem phụ lục Bảng 3.4.4.m: Kết tính tốn pha N - xem phụ lục 10 115 116 117 114 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 2.1a: Biểu đồ tăng trưởng phụ tải tỉnh Quảng Bình tính từ năm 2004 đến Hình 2.1b: Biểu đồ tỷ lệ TTĐN LPP tỉnh Quảng Bình tính từ năm 2004 đến Hình 2.1c: Sơ đồ vận hành lưới 35kV tỉnh Quảng Bình (A3) Hình 2.1d: Sơ đồ tổng thể trạng cấp điện tỉnh Quảng Bình Hình 2.1.3a: Đồ thị phụ tải ngày làm việc mùa hè (01/7/2010 - thứ 5) 35kV TBA 110kV: E2, E3 Sơng Gianh Hình 2.1.3b: Đồ thị phụ tải ngày làm việc mùa hè (01/7/2010 - thứ 5) 22kV TBA 110kV: E2, E3, E72 6kV TBA 110kV Sơng Gianh Hình 2.1.3c: Đồ thị phụ tải ngày nghỉ mùa hè (03/7/2010 - thứ 7) 35kV TBA 110kV: E2, E3 Sơng Gianh Hình 2.1.3d: Đồ thị phụ tải ngày làm việc mùa hè (01/7/2010 - thứ 5) 22kV TBA 110kV: E2, E3, E72 6kV TBA 110kV Sơng Gianh Hình 2.1.3e: Đồ thị phụ tải ngày làm việc mùa đông (07/01/2010 - thứ 5) 35kV TBA 110kV: E2, E3 Sơng Gianh Hình 2.1.3f: Đồ thị phụ tải ngày làm việc mùa đông (07/01/2010 - thứ 5) 22kV TBA 110kV: E2, E3, E72 6kV TBA 110kV Sơng Gianh Hình 2.2.3a: Ví dụ đoạn lưới cấp điện cho phụ tải Hình 2.2.3b: Đồ thị phụ tải phụ tải có thời gian max khác Hình 3.1.2.1a: Giao diện chương trình PSS/ADEPT Hình 3.1.2.1b: Sơ đồ triển khai chương trình PSS/ADEPT Hình 3.1.2.1c: Sơ đồ thuật tốn trình CAPO Hình 3.1.2.1d: Đồ thị cơng suất lộ tổng 971 TBA trung gian Hưng Trạch 19 19 20 21 26 26 27 27 28 28 30 30 43 44 45 48 Hình 3.1.2.1e: Hình 3.1.2.1e: Giao diện chương trình PSS/ADEPT Hình 3.1.2.1f: Giao diện nhập thơng số kinh tế Hình 3.1.2.1g: Giao diện nhập c ác loại phụ tải 50 50 51 Hình 3.1.2.1h: Giao diện số liệu phụ tải 51 Hình 3.1.2.1i: Giao diện Hệ số tham đỉnh loại phụ tải 52 Hình 3.1.2.1k: Giao diện tính trào lưu cơng suất chế độ cao điểm tối 19h đến 52 21h Hình 3.1.2.1m: Giao diện đặt số lượng tụ bù cố định tụ bù điều chỉnh vào 53 chương trình Hình 3.1.2.1n: Giao diện tính tốn dung lượng bù tối ưu vị trí lắp đặt tụ tối ưu Hình 3.2.1-1: Đồ thị phụ tải TBA Thị Trấn Hoàn Lão Hình 3.2.1-2: Biểu đồ thể thay đổi F tối ưu theo biểu đồ phụ tải vòng đời n Hình 3.3.3a: Sơ đồ sợi xuất tuyến Nam TBA Bắc Hồn Lão Hình 3.3.3b: Sơ đồ đẳng trị tính tốn xuất tuyến Nam TBA Bắc Hồn Lão Hình 3.4.1a: Sơ đồ véc tơ dịng khơng cân Hình 3.4.1b: Sự thay đổi tỷ lệ tăng thêm TTCS ∆P (k)/(3) theo k Hình 3.4.4a: Sơ đồ kích thước mặt TBA Bắc Hồn Lão Hình 3.4.4b: Sơ đồ mặt số khách hàng TBA Bắc Hoàn Lão 53 57 63 70 72 81 83 87 88