ảo chất lƣợng điện năng nhằmcung cấp điện liên tục, ổn định, an toàn và hiệu quả ngày càng cao cho các khách hàng sử dụng điện và để hạn chế tổn thất điện áp, giảm tổn thất điện năng trê
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật điện LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu kết nghiên cứu nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố luận văn khác Tôi xin cam đoan rằng, giúp đỡ cho việc thực luận văn đƣợc cảm ơn thơng tin trích dẫn đoạn văn đƣợc rõ nguồn gốc Nghệ An, ngày 10 tháng năm 2015 Ngƣời cam đoan Hồ Sỹ Vĩnh 17081779481610a0900a8-4b00-47ba-8a12-bee3cb26a530 HV: Hồ Sỹ Vĩnh – CH2012A KTĐ HTĐ VINH 17081779481619dbdf26e-3325-48dd-9efb-6e850608542c 17081779481600619d952-3e26-47ff-b90a-468a69d85d68 I Luận văn thạc sỹ kỹ thuật điện LỜI CẢM ƠN Sau thời gian thực luận văn, đến đề tài “Tính tốn, phân tích trạng lưới điện Điện lực Yên Thành- Công ty Điện lực Nghệ An nhu cầu bù kinh tế” đƣợc hoàn thành Trong thời gian thực đề tài nhận đƣợc nhiều giúp đỡ quý báu đồng nghiệp thầy cô giáo trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo GS.TS Lã Văn Út công tác Bộ môn Hệ thống điện trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ tơi xây dựng hồn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo Bộ môn Hệ thống điệntrƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội; Các cán Điện lực Yên Thành, Công ty Điện lực Nghệ An giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình học tập, cơng tác, nghiên cứu hồn thành luận văn Xin trân trọng cảm ơn! Tác giả HV: Hồ Sỹ Vĩnh – CH2012A KTĐ HTĐ VINH II Luận văn thạc sỹ kỹ thuật điện MỤC LỤC Trang Chƣơng mục LỜI CAM ĐOAN I LỜI CẢM ƠN II MỤC LỤC III DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU V DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ VI DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU VII MỞ ĐẦU 1 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU VÀ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU VÀ PHẠM VI ÁP DỤNG 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu 2.2 Phạm vi áp dụng 2.3 Áp dụng cụ thể luận văn Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ TÍNH THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 3.1 Ý nghĩa khoa học đề tài 3.2 Tính thực tiễn đề tài CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI HUYỆN YÊN THÀNH – CÔNG TY ĐIỆN LỰC NGHỆ AN 1.1 Tình hình kinh tế xã hội huyện Yên Thành 1.2 Cấu trúc lƣới điện phân phối huyện Yên Thành 1.3 Đặc điểm lƣới điện 1.3.1 Lƣới điện 35 kV 1.3.2 Lƣới điện 10 kV 1.3.3 Phƣơng thức vận hành lƣới điện Yên Thành 1.3.4 Các thông số vận hành lƣới điện Yên Thành 1.4 Nhận xét chung CHƢƠNG II: SỬ DỤNG PHẦN MỀM CONUS TÍNH TỐN CHẾ ĐỘ XÁC LẬP VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG LƢỚI ĐIỆN 10 KV HUYỆN YÊN THÀNH 2.1 Tìm hiểu, khai thác phần mềm CONUS 2.1.1 Giới thiệu chung 2.1.2 Yêu cầu sở liệu tính tốn cho LĐPP chƣơng trình CONUS 10 2.1.3 Tính tốn số liệu út phụ tải LĐPP 10 kV cần nghiên cứu 11 2.1.4 Số liệu đƣờng dây phân nhánh 14 2.1.5 Số liệu MBA trạm trung gian 35/10 kV 17 HV: Hồ Sỹ Vĩnh – CH2012A KTĐ HTĐ VINH III Luận văn thạc sỹ kỹ thuật điện 2.2 Tính tốn trạng vận hành LĐPP 10 kV huyện Yên Thành 17 2.2.1 Chế độ tải cực đại 17 2.2.2 Chế độ tải trung bình 20 2.3 Đánh giá nguyên nhân tổn thất điện áp tổn thất công suất lƣới điện 26 2.4 Các biện pháp giảm tổn thất điện áp tổn thất công suất lƣới điện 26 2.5 Kết luận chƣơng 28 CHƢƠNG III: PHƢƠNG PHÁP TÍNH TỐN LỰA CHỌN VỊ TRÍ VÀ DUNG LƢỢNG BÙ TỐI ƢU 29 3.1 Tổng quan toán bù CSPK phƣơng pháp bù kinh tế LĐPP 29 3.1.1 Bài toán bù kinh tế áp dụng quy hoạch toán học nhằm cực đại lợi nhuận 29 khoảng thời gian tính toán định trƣớc 3.1.2 Bài toán bù kinh tế với phƣơng pháp đặt bù theo chi phí tính tốn cực tiểu Zmin 31 3.1.3 Bài toán bù kinh tế nhằm cực đại hóa lợi nhuận hàng năm 32 3.2 Hiệu giảm tổn thất hiệu kinh tế đặt thiết bị bù LĐPP 32 3.3 Các bƣớc thực toán bù tối ƣu CSPK LĐPP 36 3.3.1 Đánh giá sơ nhu cầu bù kinh tế LĐPP (bƣớc 1) 36 3.3.2 Xác định dung lƣợng bù tối ƣu nút có thời gian thi hồi vốn đầu tƣ nhỏ (bƣớc 2) 37 3.3.3.Xác định dung lƣợng bù tối ƣu thỏa mãn điều kiện phụ thêm (bƣớc 3) 39 3.3.4 Ƣu điểm thuật toán dề xuất 39 3.4 Kết luận chƣơng 39 CHƢƠNG IV: TÍNH TỐN XÁC ĐỊNH PHƢƠNG ÁN BÙ KINH TẾ TỐI ƢU CHO LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 10 KV HUYỆN YÊN THÀNH 40 4.1 Đánh giá chung nhu cầu bù kinh tế LĐPP 10 kV huyện Yên Thành 40 4.2 Xác định vị trí dung lƣợng bù tối ƣu 43 4.3 Đánh giá kết tổng thể phƣơng án bù phƣơng diện kinh tế - kỹ thuật 46 Tài liệu tham khảo 70 Phụ lục Chế độ xác lập lƣới điện Điện lực Yên Thành (khi tải cực đại) trƣớc bù CSPK 72 Phụ lục Chế độ xác lập lƣới điện Điện lực Yên Thành (với tải trung bình) 91 trƣớc bù CSPK HV: Hồ Sỹ Vĩnh – CH2012A KTĐ HTĐ VINH IV Luận văn thạc sỹ kỹ thuật điện DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU STT Tên bảng Trang Bảng 1.1 Thông số kỷ thuật đƣờng dây 35 kV Bảng 1.2 Thông số kỷ thuật đƣờng dây 10 kV trạm TGYT 3 Bảng 1.3 Thông số phụ tải huyện Yên Thành năm 2014 Bảng 1.4 Tổn thất điện huyện Yên Thành Bảng 2.1 Số liệu nút phụ tải lƣới điện 10 kV Điện lực Yên Thành (chế độ cực đại) 11 Bảng 2.2 Thơng số đƣờng dây trục phân nhánh 14 Bảng 2.3 Thông số MBA trung gian 17 Bảng 2.4 Phân bố công suất, điện áp nút (khi tải cực đại) 17 Bảng 2.5 Số liệu nút phụ tải lƣới điện 10 kV Điện lực Yên Thành (khi tải trung bình) 20 10 Bảng 2.6 Phân bố công suất, điện áp nút (khi tải trung bình) 23 11 Bảng 4.1 Kết phân tích hiệu bù tất nút 40 12 Bảng 4.2 Kết tính dung lƣợng bù út có thời gian thu hồi 13 14 15 vốn dƣới năm 44 Bảng 4.3 Kết tính dung lƣợng vị trí bù CSPK 45 Bảng 4.4 Kết phân bố công suất, điện áp nút sau bù CSPK 46 Bảng 4.5 Chế độ xác lập lƣới điện sau bù CSPK 49 HV: Hồ Sỹ Vĩnh – CH2012A KTĐ HTĐ VINH V Luận văn thạc sỹ kỹ thuật điện DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ STT Tên hình vẽ Trang Hình 1.1 Sơ đồ lƣới điện Điện lực Yên Thành Hình 3.1 Cơng suất phản kháng truyền tải đƣờng dây 33 Hình 3.2 Quan hệ hàm mục tiêu 33 Hình 3.3 Lƣới hình tia phức tạp 34 Hình 3.4 Sơ đồ thuật tốn xác định dung lƣợng bù tối ƣu 38 HV: Hồ Sỹ Vĩnh – CH2012A KTĐ HTĐ VINH VI Luận văn thạc sỹ kỹ thuật điện DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU Chữ viết tắt Định nghĩa LĐPP Lƣới điện phân phối LĐHANT Lƣới điện hạ áp nông thôn HTĐ Hệ thống điện ĐZ Đƣờng dây HTCCĐ Hệ thống cung cấp điện TBB Thiết bị bù HMT Hàm mục tiêu TBA Trạm biến áp MBA Máy biến áp TGYT Trạm trung gian 35/10 kV Yên Thành HV: Hồ Sỹ Vĩnh – CH2012A KTĐ HTĐ VINH VII Luận văn thạc sỹ kỹ thuật điện NỘI DUNG LUẬN VĂN MỞ ĐẦU MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU VÀ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Trong điều kiện trạng lƣới điện Việt Nam nói chung ngày xuống cấp, tổn thất điện áp, tổn thất điện ngày tăng, đặc biệt lƣới điện phân phối (LĐPP) lƣới điện hạ áp nông thôn (LĐHANT) Để đảm bảo chất lƣợng điện nhằm cung cấp điện liên tục, ổn định, an toàn hiệu ngày cao cho khách hàng sử dụng điện để hạn chế tổn thất điện áp, giảm tổn thất điện lƣới điện mối quan tâm thƣờng xuyên cấp thiết ngành Điện LĐPP có tỷ lệ tổn thất cao so với lƣới điện truyền tải Việc lắp đặt thiết bị bù (TBB) nhằm giảm tổn thất LĐPP để đem lại hiệu cao đồng thời cải thiện tiêu kinh tế kỷ thuật Tuy nhiên hiệu đạt đƣợc lựa chọn lắp TBB vị trí dung lƣợng bù Đề tài “Tính tốn, phân tích trạng lưới điện Điện lực Yên Thành- Công ty Điện lực Nghệ An nhu cầu bù kinh tế” đƣợc lựa chọn cho luận văn với mong muốn đóng góp phần nhỏ tìm tịi nghiên cứu vào việc phân tích trạng lƣới điện phân phối, để từ đƣa giải pháp bù kinh tế cho lƣới điện nhằm đáp ứng chất lƣợng điện cho khách hàng đồng thời nâng cao hiệu công tác truyền tải kinh doanh điện đem lại nhiều lợi ích cho đất nƣớc nói chung ngành Điện nói riêng ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU VÀ PHẠM VI ÁP DỤNG 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu Luận văn nhằm giải vấn đề cụ thể cho LĐPP huyện Yên Thành thuộc điện lức Nghệ An Tuy nhiên, đặt vấn đề nghiên cứu chung cho LĐPP có sơ đồ phức tạp (hình tia, lƣới kín vận hành hở) nhằm áp dụng kết cho HTCCĐ thực tế địa phƣơng 2.2 Phạm vi áp dụng Kết nghiên cứu nhằm áp dụng vào thực tế lƣới điện phân phối trung áp (10-35)kV Việt Nam 2.3 Áp dụng cụ thể luận văn Phân tích đánh giá trạng LĐPP Huyện Yên Thành thuộc Công ty Điện lực Nghệ An Đề xuất phƣơng án bù kinh tế tối ƣu cho LĐPP 10 kV HV: Hồ Sỹ Vĩnh – CH2012A KTĐ HTĐ VINH Luận văn thạc sỹ kỹ thuật điện Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ TÍNH THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 3.1 Ý nghĩa khoa học đề tài - Nghiên cứu, khai thác phần mềm CONUS để phân tích mơ hệ thống điện Trên sở tính tốn đánh giá trạng tiêu kỹ thuật đề xuất giải pháp để giảm dịng cơng suất phản kháng (CSPK) truyền tải đƣờng dây (ĐZ) nhằm giảm tổn thất điện áp, tổn thất điện lƣới phân phối - Hệ thống hóa lý thuyết bù CSPK, nghiên cứu phƣơng pháp lựa chọn vị trí dung lƣợng bù kinh tế LĐPP Thực tính tốn cụ thể vị trí dung lƣợng bù tối ƣu cho sơ đồ lƣới điện 10kV Yên Thành – Công ty điện lực Nhệ An 3.2 Tính thực tiễn đề tài Các kết nghiên cứu đề tài ứng dụng việc tính tốn tiêu kinh tế, kỹ thuật, tính tốn dịng cơng suất phản kháng truyền tải đƣờng dây, từ lựa chọn vị trí dung lƣợng bù tối ƣu cho lƣới LĐPP 10kV Điện lực Yên Thành HV: Hồ Sỹ Vĩnh – CH2012A KTĐ HTĐ VINH Luận văn thạc sỹ kỹ thuật điện CHƢƠNG I GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI HUYỆN YÊN THÀNH – CÔNG TY ĐIỆN LỰC NGHỆ AN 1.1 Tình hình kinh tế - xã hội huyện Yên Thành Yên Thành huyện trung du tỉnh Nghệ An Địa bàn rộng phức tạp, nhiều sông, suối, giao thơng lại cịn khó khăn Phía Bắc giáp huyện Quỳnh Lƣu, Diễn Châu phía Nam giáp huyện Nghi Lộc, phía Tây Tây Bắc giáp huyện Đơ Lƣơng, Tân Kỳ Nghĩa Đàn, phía Đơng giáp huyện Diễn Châu Diện tích tự nhiên 54.780 ha, chủ yếu đất dùng cho sản xuất Nơng - Lâm nghiệp Tồn huyện có 38 xã thị trấn, có 18 xã miền núi, số lại xã vùng đồng chuyên canh lúa Dân số khoảng 292.000 ngƣời [8] Thành phần kinh tế huyện chủ yếu sản xuất Nông - Lâm nghiệp - Công nghiệp nhỏ Định hƣớng phát triển kinh tế huyện Yên Thành tƣơng lai sản xuất Nông – Lâm nghiệp suất cao thu hút đầu tƣ để phát triển làng nghề, khu công nghiệp nhỏ 1.2 Cấu trúc lƣới điện phân phối huyện Yên Thành Đặc điểm lƣới điện phân phối trung áp Yên Thành lƣới 10kV 35 kV có trung tính cách ly Lƣới điện 10 kV vận hành theo chế độ mạng điện hở (hình tia phân nhánh), lƣới đƣợc cấp xuất tuyến 10 kV từ trạm trung gian 35/10 kV Yên Thành Lƣới điện 35 kV có mạch vịng kín nhƣng vận hành hở, lƣới đƣợc cấp xuất tuyến từ trạm 110kV Diễn Châu (E15.13) trạm 110 kV Đô Lƣơng (E15.4) Các ĐZ xuất tuyến có độ dài lớn nên tổn thất điện áp, tổn thất điện ĐZ lớn Phụ tải lƣới phân phối chủ yếu sinh hoạt nông thôn nên biểu đồ phụ tải không phẳng mà có độ chênh lệch lớn thời điểm Vào cao điểm phụ tải lớn thấp điểm phụ tải thấp 1.3 Đặc điểm lƣới điện 1.3.1 Lƣới điện 35kV Lƣới điện 35 kV Yên Thành bao gồm ĐZ 35 kV nối liền trạm TG 110 kV, có nhánh rẽ TBA phân phối 35/0,4 kV Các thông số kỹ thuật nhƣ bảng 1.1 HV: Hồ Sỹ Vĩnh – CH2012A KTĐ HTĐ VINH