N G U Y Ễ N N G Ọ C T U Ấ N H Ệ T H Ố N G Đ IỆ N 22000044 22000066 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN TÍNH TOÁN LỰA CHỌN CẤU TRÚC HỢP[.]
NGUYỄN NGỌC TUẤN BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH : HỆ THỐNG ĐIỆN HỆ THỐNG ĐIỆN TÍNH TỐN LỰA CHỌN CẤU TRÚC HỢP LÝ CỦA MẠNG ĐIỆN ĐỊA PHƯƠNG NGUYỄN NGỌC TUẤN 2004 - 2006 Hà Nội 2006 HÀ NỘI 2006 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131564111000000 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC TÍNH TỐN LỰA CHỌN CẤU TRÚC HỢP LÝ CỦA MẠNG ĐIỆN ĐỊA PHƯƠNG NGÀNH : HỆ THỐNG ĐIỆN MÃ SỐ : 02-06-07 NGUYỄN NGỌC TUẤN Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN LÂN TRÁNG HÀ NỘI 2006 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC Trang Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình vẽ, đồ thị Mở đầu CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ MẠNG ĐIỆN ĐỊA PHƯƠNG VÀ CẤU TRÚC LƯỚI ĐIỆN ĐỊA PHƯƠNG 1.1 Giới thiệu chung 1.2 Mục đích sử dụng điện mạng điện địa phương 1.3 Các đặc điểm phụ tải địa phương 1.3.1 Đối với khu vực nông thôn 1.3.2 Đối với khu vực đô thị 1.4 Các đặc điểm lưới điện địa phương 1.4.1 Hiện trạng lưới trung áp … 1.4.2 Điện áp dòng điện 10 1.4.3 Kết cấu lưới điện 11 1.4.3.1 Lưới điện 35 kV 11 1.4.3.2 Lưới điện 22 kV 12 1.4.3.3 Lưới điện (6, 10) kV 13 1.4.3.4 Lưới điện 380/220 V 14 1.4.4 Nhận xét 14 1.5 Kết luận 16 CHƯƠNG II MỘT SỐ DẠNG CẤU TRÚC, SƠ ĐỒ SỬ DỤNG TRONG MẠNG ĐIỆN ĐỊA PHƯƠNG 2.1 Đặt vấn đề 17 2.2 Một số dạng sơ đồ nối dây 18 2.2.1 Sơ đồ nối dây dạng hình tia 18 Học viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Tuấn - Lớp CHHTĐ 2004-2006 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 2.2.2 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Sơ đồ nối dây loại nối liên thông 19 2.2.3 Sơ đồ nối dây loại mạch vịng kín 20 2.2.4 Phạm vi sử dụng loại sơ đồ nói 21 2.3 Sơ đồ lưới phân phối trung áp không 22 2.4 Lưới phân phối cáp trung áp 23 2.5 Sơ đồ hệ thống phân phối điện 25 2.6 Sơ đồ lưới phân phối hạ áp 26 2.7 Kết luận 27 CHƯƠNG III TÍNH TỐN XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THAM SỐ TỐI ƯU CỦA MẠNG ĐIỆN ĐỊA PHƯƠNG 3.1 Xác định điểm phân cơng suất mạng kín 28 3.2 Phân đoạn đường dây mạng hình tia (cây) 31 3.2.1 Đường dây không phân nhánh 32 3.2.2 Đường dây phân nhánh 35 3.2.3 Chọn vị trí đặt cấu phân đoạn 35 3.3 Mật độ dòng điện kinh tế 37 3.4 Khoảng chia kinh tế đường dây cao áp 42 3.5 Khoảng chia kinh tế đường dây hạ áp 44 3.6 Xây dựng số đường cong chi phí tính toán 45 3.7 Chọn cấp điện áp tối ưu 48 3.8 Kết luận 49 CHƯƠNG IV MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP TÌM VÀ LỰA CHỌN THƠNG SỐ, CẤU TRÚC HỢP LÝ CỦA LƯỚI ĐIỆN 4.1 Đặt toán xác định cấu trúc tối ưu lưới điện 50 4.2 Phương pháp nhánh cận để xác định cấu trúc tối ưu lưới điện 50 4.2.1 Xây dựng hàm mục tiêu 50 4.2.2 Thuật tốn tìm cấu trúc tối ưu lưới điện phương pháp nhánh cận 54 4.2.3 Xét toán tổng quát có n nguồn n phụ tải 60 Học viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Tuấn - Lớp CHHTĐ 2004-2006 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 4.3 Phương pháp thu hẹp bước xác định cấu trúc tối ưu lưới điện 64 4.3.1 Cơ sở toán học phương pháp 64 4.3.2 Nhận xét 69 4.4 Xây dựng sơ đồ nối điện tối ưu 70 4.4.1 Phương pháp hệ số phương án 70 4.4.2 Phương pháp mở rộng bước 71 4.4.3 Ví dụ sơ đồ nối điện tối ưu theo phương pháp mở rộng bước 74 4.5 Lựa chọn thông số cấu trúc hợp lý giản đồ khoảng chia kinh tế 77 4.5.1 Các giả thiết quy ước chung cho toán 77 4.5.2 Tóm tắt tốn lựa chọn thơng số cấu trúc HTCCĐĐT 80 4.5.2.1 Nội dung toán 80 4.5.2.2 Các ràng buộc xác lập tính toán 80 4.5.2.3 Sơ đồ khối bước lựa chọn thông số cấu trúc HTCCĐĐT hợp lý 81 4.5.3 Tính tốn lựa chọn thơng số cấu trúc lưới điện hạ áp 82 4.5.4 Lựa chọn thông số cấu trúc LHA theo giản đồ khoảng chia kinh tế sử dụng hàm chi phí vịng đời 84 4.5.5 Lựa chọn cấu trúc hợp lý lưới điện trung áp HTCCĐĐT theo giản đồ khoảng chia kinh tế 89 4.6 Kết luận 90 CHƯƠNG V ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP HÌNH HỌC ĐỂ TÌM CẤU TRÚC HỢP LÝ CỦA MẠNG ĐIỆN ĐỊA PHƯƠNG 5.1 Đặt vấn đề 91 5.2 Tìm cấu trúc hợp lý lưới điện phân phối phương pháp hình học 91 5.2.1 Đặt toán 91 5.2.2 Cấu trúc lưới phân phối có xét tới ràng buộc lãnh thổ 92 5.2.3 Xác định cấu trúc lưới phân phối có đường ngắn phương pháp hình học 97 5.2.4 Phương pháp hình học xác định cấu trúc lưới ngắn có điểm 99 Học viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Tuấn - Lớp CHHTĐ 2004-2006 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 5.2.5 Xác định cấu trúc lưới phân phối có chi phí quy dẫn cực tiểu phương pháp hình học 101 5.2.5.1 Cấu trúc lưới cực tiểu chi phí quy dẫn có điểm 101 5.2.5.2 Cấu trúc lưới cực tiểu chi phí quy dẫn có điểm 103 5.3 Ví dụ áp dụng tìm cấu trúc hợp lý phương pháp hình học 104 5.4 Áp dụng phương pháp hình học tìm cấu trúc lưới phân phối thành phố Bắc Giang 112 5.4.1 Giới thiệu chung thành phố Bắc Giang 112 5.4.2 Hiện tạng hệ thống cung cấp điện .113 5.5 Giới thiệu lộ sau trung gian Bắc Giang 113 5.5.1 Sơ đồ sợi lộ sau trung gian Bắc Giang 113 5.5.2 Số liệu chiều dài loại dây lộ 115 5.5.3 Xác định khu vực cần cải tạo cấu trúc lưới lộ sau trung gian Bắc Giang 117 5.5.4 Trình tự xây dựng cấu trúc lưới cho cụm lưới 118 5.5.5 Số liệu phụ tải cụm lưới cần cải tạo cấu trúc 118 5.5.6 Xây dựng lưới có đường ngắn 119 5.6 Kết luận 125 Kết luận chung luận văn 126 Tài liệu tham khảo 127 PHỤ LỤC Học viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Tuấn - Lớp CHHTĐ 2004-2006 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ĐDHA Đường dây hạ áp ĐDRN Đường dây rẽ nhánh ĐDTA Đường dây trung áp ĐDTC Đường dây trục HTCCĐĐT Hệ thống cung cấp điện đô thị LPP Lưới phân phối MBA Máy biến áp MBAPP Máy biến áp phân phối TBAPP Trạm biến áp phân phối TBATG Trạm biến áp trung gian TTG Trạm trung gian Học viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Tuấn - Lớp CHHTĐ 2004-2006 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1 Hệ số phụ thuộc vào số lượng dây dẫn Bảng 3.2 Quan hệ F, d µ Bảng 3.3 Giới hạn khoảng chia kinh tế đường dây 10kV Bảng 3.4 Vốn đầu tư điện trở loại dây dẫn Bảng 3.5 Kết tính tốn chi phí Z đường dây 22 kV Bảng 4.1 Số liệu công suất khoảng cách điểm tải Bảng 4.2 Suất chi phí tính tốn tương ứng với phụ tải điểm Bảng 4.3 Kết tính giá trị Z ij Bảng 5.1 Danh sách Phân xưởng nhà làm việc nhà máy Bảng 5.2 Số lượng công suất trạm biến áp phân xưởng Bảng 5.3 Tính tốn chọn tiết diện cáp thơng số cụm lưới Bảng 5.4 Kết tính tốn cụm có đường ngắn Bảng 5.5 Chiều dài loại dây lộ sau trung gian Bắc Giang Bảng 5.6 Số liệu nút tải lộ sau trung gian Bắc Giang Bảng 5.7 Số liệu tính tốn cụm lưới có đường ngắn Bảng 5.8 Số liệu tính tốn cụm lưới có đường ngắn Bảng 5.9 Một số tiêu lưới theo sơ đồ cũ sơ đồ Học viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Tuấn - Lớp CHHTĐ 2004-2006 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 2.1 Sơ đồ nối dây hình tia Hình 2.2 Sơ đồ nối dây liên thơng Hình 2.3 Các sơ đồ nối dây mạch vịng kín Hình 2.4 Sơ đồ lưới phân phối khơng hình tia (cây) Hình 2.5 Các dạng sơ đồ lưới phân phối cáp Hình 2.6 Sơ đồ lưới phân phối cáp mật độ trạm phân phối cao Hình 2.7 Sơ đồ hệ thống phân phối điện Hình 2.8 Sơ đồ phân phối hạ áp Hình 3.1 Sơ đồ xác định cơng suất nhánh Hình 3.2 Mạng kín tách thành hai mạng hở Hình 3.3 Đường dây khơng phân nhánh khơng có đặt phân đoạn Hình 3.4 Đường dây phân nhánh Hình 3.5 Đường cong chi phí quy đổi, xác định khoảng chia kinh tế đường dây Hình 3.6 Đường cong xác định chi phí tính tốn đường dây 22kV Hình 4.1 Graph đầy đủ Hình 4.2 Cây graph Hình 4.3 Graph đầy đủ Hình 4.4 Cây graph Hình 4.5 Cây phương án Hình 4.6 Thuật tốn nhánh cận Hình 4.7 Sơ đồ khối thuật tốn Hình 4.8 Sơ đồ nối tối ưu xác định theo hệ số phương án với λ = Hình 4.9 Vị trí điểm mặt Hình 4.10 Sơ đồ nối điện theo phương pháp mở rộng bước Học viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Tuấn - Lớp CHHTĐ 2004-2006 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Hình 4.11 Sơ đồ khối tốn lựa chọn thơng số cấu trúc HTCCĐĐT Hình 4.12 Cấu trúc trạm biến áp phân phối thị lý tưởng Hình 5.1 Các đoạn lưới điều kiện hạn chế địa hình xí nghiệp thị Hình 5.2 Lưới ngắn điểm (1,2,3) điều kiện hạn chế lãnh thổ Hình 5.3 Miền cấu trúc cực tiểu Hình 5.4 Xây dựng lưới ngắn có điểm Hình 5.5 Xây dựng lưới có đường ngắn có điểm Hình 5.6 Xây dựng lưới cực tiểu chi phí quy dẫn có điểm Hình 5.7 Lưới nút có chi phí cực tiểu Hình 5.8 Sơ đồ mặt phân xưởng nhà máy Hình 5.9 Sơ đồ bố trí trạm biến áp phân xưởng Hình 5.10 Các sơ đồ minh hoạ cho phương pháp hình học Hình 5.11 Sơ đồ sợi lộ sau trung gian Bắc Giang Hình 5.12 Tính tốn cho cụm lưới Hình 5.13 Sơ đồ lộ sau trung gian Bắc Giang sau cải tạo cấu trúc lưới Học viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Tuấn - Lớp CHHTĐ 2004-2006