DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DSM : Demend Side Management Quản lý nhu cầu điện năng EDL : Electricité Du Laos Công ty Điện lực Lào HTCCĐ : Hệ thống cung cấp điện HTĐ : Hệ thống điện LCCĐ :
TỔNG QUAN TÌNH HÌNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TỈNH SAVANNAKHET
Khái niệm và phân loại tổn thất điện năng
Khi có dòng điện đi qua lưới điện cung cấp (gồm các phần từ chính là đường dây và máy biến áp lực …); trên các phần từ này có tổn thất điện năng (TTĐN) làm cho điện năng đầu nguồn điện lớn hơn điện năng của phụ tải yêu cầu Theo [1], [2] TTĐN trong lưới điện trong khoảng thời gian T chính là hiệu giữa điện năng đầu nguồn trừ điện năng phụ tải được xác định bởi hệ thống đo đếm điện năng tại các điểm đo đếm ranh giới của lưới điện đó và tại các hộ tiêu thụ điện Thời gian xác định TTĐN thông thường là 1 năm (T60h)
∆A: Tổn thất điện năng trên lưới điện đang xét (kWh)
Ang: Tổn thất điện năng đầu nguồn lưới điện (kWh)
Apt: Tổn thất điện năng đo được tại phụ tải (kWh)
Tổn hao máy biến áp nâng điện áp, máy biến áp (MBA) tự dùng thuộc các công ty phát điện quản lý không tính vào TTĐN của lưới điện Điện tự dùng tại các trạm biến áp (TBA) là điện năng tiêu thụ trong TBA phục vụ vận hành cho lưới điện, bao gồm điện dùng cho hệ thống thông tin, điều khiển, bảo vệ; điều hòa; chiếu sáng lắp đặt trong trạm biến áp; kể cả các thiết bị bù tại trạm như tụ điện hay máy bù đồng bộ Và nó là điện năng thương phẩm, được hoạch toán vào chi phí quản lý của đơn vị quản lý, không tính vào TTĐN lưới điện
TTĐN có thể chia làm hai loại: tổn thất điện năng kỹ thuật và tổn thất điện năng phi kỹ thuật:
∆A: Tổn thất điện năng trên lưới điện đang xét (kWh)
∆Akt: Tổn thất điện năng kỹ thuật trên lưới điện đang xét (kWh)
∆Apkt: Tổn thất điện năng phi kỹ thuật trên lưới điện đang xét (kWh)
- TTĐN kỹ thật (∆Akt) do tính chất vật lý của quá trình truyển tải điện năng gây ra, loại tổn thất này phụ thuộc vào tính chất dây dẫn, vật liệu cách điện, điều kiện môi trường, dòng điện và điện áp Do đó ∆Akt không thể triệt tiêu được mà chỉ có thể hạn chế ở mức độ hợp lý hoặc cho phép TTĐN kỹ thuật được chia thành 3 loại như sau:
+ TTĐN kỹ thuật phụ thuộc vào dòng điện: là tổn thất do phát nóng trong các phần tử, phụ thuộc vào bình phương của cường độ dòng điện và điện trở tác dụng của phần tử Thành phần này là thành phần tổn thất chính trong hệ thống điện
Thành phần tổn thất phụ thuộc vào dòng điện (phát nóng) được xác định dựa trên cơ sở tính toán chế độ của lưới điện Trong đó các tính toán được thực hiện để xác định tổn thất công suất trên các đường dây và MBA tại các thời điểm cụ thể
+ Tổn thất điện năng kỹ thuật phụ thuộc vào điện áp bao gồm tổn thất không tải của MBA, tổn thất vầng quang, tổn thất do dòng điện rò (cách điện không tốt), tổn thất trong mạch từ của các thiết bị đo lường như TI, TU Loại TTĐN này có thể coi là không đổi và thường được xác định từ các dữ liệu thống kê Như vậy loại TTĐN này phụ thuộc vào vật liệu và công nghệ chế tạo các thiết bị điện Vật liệu, công nghệ chế tạo càng tốt thì càng hạn chế được loại tổn thất này
+ TTĐN do chất lượng điện năng: Phát nóng phụ do dòng điện thứ tự nghịch I2, dòng điện thứ tự không I0 và sóng hài
Tổn thất điện năng kỹ thuật được xác định:
3 Nếu trong khoảng thời gian khảo sát T, phụ tải không thay đổi thì TTĐN kỹ thuật được tính theo công thức sau:
- Tổn thất điện năng phí kỹ thuật (∆Apkt) hay coi là TTĐN kinh doanh là TTĐN trong khâu kinh doanh điện bao gồm: Điện năng tiêu dùng nhưng không được đo đếm do chủ quan của người quản lý khi công tơ hỏng hóc không thay thế kịp thời, bỏ sót hoặc ghi thiếu chỉ số, do không thực hiện đúng chu kỳ kiểm định và thay thế công tơ định kỳ theo quy định,… dẫn đến điện năng bán cho khách hàng đo được qua hệ thống đo đếm thấp hơn so với điện năng khách hàng sử dụng
Do đó, TTĐN phi kỹ thuật không thể giải quyết bằng các biện pháp kỹ thuật, mà chỉ có thể sử dụng các biện pháp quản lý hành chính Trong một số trường hợp có thể phân loại để xác định tổn thất điện năng kinh doanh ở khâu nào, từ đó có biện pháp xử lý cụ thể Ví dụ: Điện năng tổn thất khi đã được sử dụng nhưng không được đo, điện năng được đo nhưng không được ghi vào hóa đơn, điện năng đã được ghi vào hóa đơn cho khách hàng nhưng không được trả tiền hoặc chậm trả tiền
Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu phương pháp xác định TTĐN trong bài toán bù công suất phản kháng (CSPK) Phạm vi luận văn chỉ đánh giá tổn thất kỹ thuật do phát nóng gây ra (TTĐN phụ thuộc vào thành phần dòng điện).
Vấn đề xác định tổn thất điện năng trong hệ thống điện
Trong hệ thống điện,TTĐN bao gồm tổn thất điện năng kỹ thuật và tổn thất điện năng phi kỹ thuật TTĐN kỹ thuật gần như là cố định Khi đó tổn thất điện năng (∆A) nhỏ hơn 10% được coi là chấp nhận được Nếu tổn thất điện năng trên 15% tức là tổn thất điện năng kinh doanh, khi đó cần tính toán tổn thất điện năng kỹ thuật để đánh giá mức độ tổn thất kinh doanh Mức tổn thất cao sẽ đe dọa sự cân bằng trong kinh doanh của công ty điện Nhận dạng TTĐN và xác định khu vực tổn thất được xem là biện pháp quan trọng nhằm giúp cho
4 người quản lý nhận biết rõ TTĐN ở khu vực nào, do kỹ thuật hay do kinh doanh để có biện pháp xử lý kịp thời:
- Xác định TTĐN thực hiện qua hệ thống công tơ đo đếm
Các đơn vị thu thập số liệu điện năng nhận vào lưới điện và điện năng giao đi từ lưới điện Tính toán TTĐN thực hiện theo công thức (1.1)
Tuy nhiên với các lưới điện khác lớn, việc thu thập số liệu là rất lớn, sự phức tạp tăng lên nhanh chóng
- Xác định TTĐN của lưới điện qua tính toán TTĐN kỹ thuật
Các đơn vị thực hiện tính toán TTĐN qua các thông số lưới điện và phương thức vận hành để nhận dạng được TTĐN kỹ thuật của lưới điện thuộc phạm vi đơn vị quản lý ở mức nào để trên cơ sở có biện pháp phù hợp giảm TTĐN Tuy nhiên, với các lưới có số nút lớn, các mạch vòng nối thông với nhau, khi đó việc tính toán lưới điện sẽ phức tạp và mất thời gian nhiều
- Nhận dạng TTĐN theo từng cấp điện áp, từng khu vực lưới điện, từng xuất tuyến trung áp, từng trạm biến áp công cộng Đơn vị quản lý dựa vào kết quả tính toán TTĐN thực hiện qua đo đếm và TTĐN kỹ thuật qua tính toán để thực hiện đánh giá mức độ cao, thấp của TTĐN từng cấp điện áp (cao áp, trung áp, hạ áp), từng khu vực lưới điện, từng xuất tuyến trung áp, từng trạm biến áp của phụ tải So sánh giữa TTĐN kỹ thuật qua tính toán với kết quả tính toán TTĐN qua đo đếm để đánh giá mức độ hợp lý hay bất hợp lý giữa hai kết quả tính toán kỹ thuật và tính toán qua đo đếm Từ đó tìm ra các nguyên nhân của sự bất hợp lý và đề ra các biện pháp giảm TTĐN một cách hiệu quả, đúng khu vực, đúng cấp điện áp, đúng xuất tuyến, đúng TBA có sự bất thường về TTĐN
Tổn thất điện năng có bất thường rất lớn đến chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của hệ thống điện Các biện pháp làm giảm TTĐN không những có ý nghĩa làm giảm giá thành sản xuất điện năng, mà còn góp phần khai thác hiệu quả hơn các
5 công trình điện, giảm chi phí đầu tư xây dựng nhà máy điện, tiết kiệm điện năng cũng chính là tiết kiệm năng lượng sơ cấp, do các nguồn tài nguyên thiên nhiên ngày càng cạn kiệt
Chính vì vậy, việc tính toán tương đối chính xác tổn thất điện năng rất cần thiết trong công tác quản lý và vận hành lưới điện Tuy nhiên, phần lớn các phương pháp tính toán tổn thất điện năng đang sử dụng chủ yếu dừng lại ở một vài cách đánh giá sơ bộ, phân tích chung chung, do đó sai số là lớn
Hiện nay hiệu quả của các biện pháp giảm tổn thất điện năng vẫn thuộc về các biện pháp giảm kỹ thuật và giảm tổn thất thương mại, tuy nhiên do biện pháp kỹ thuật có vốn đầu tư lớn nên chủ yếu tập trung biện pháp thương mại Vấn đề đầu tư hợp lý thiết bị bù, vấn đề cải tạo nâng cao chất lượng của lưới điện, đảm bảo tiêu chuẩn thiết kế lưới, tốt ưu hóa phương thức vận hành lưới điện … có thể đem lại hiệu quả lâu dài và tin cậy hơn Để có được kết quả chính xác cần phải áp dụng tổng hợp những phương pháp phân tích, tính toán tổn thất hoàn thiện và phù hợp hơn Hiệu quả của các biện pháp giảm tổn thất kỹ thuật phụ thuộc phần lớn vào độ chính xác, tính phù hợp của các phương pháp tính toán, phân tích tổn thất công suất và tổn thất điện năng.
Hiện trạng của lưới phân phối tỉnh Savannakhet
Tỉnh Savannakhet là một tỉnh nằm ở miềnTrung của nước CHDCND Lào Phía Bắc giáp với tỉnh Khăm muộn, phía Nam giáp với Tỉnh sa la văn, phía Đông giáp với tỉnh Quảng trị ( Việt Nam ) và phía Tây giáp với tỉnh Múc đa hán (Thái Lan) Địa hình chung của Tỉnh Savannakhet là đồng bằng, chia thành 15 huyện: huyện Kai són, outhuomphone, Xai bủ li, Át sạ phon, Át sạ phăng thong, pạ lan, phin, Sê pôn, vi lạ bủ li, noong, chăm phon, sôn nạ bủ li, thà pang thong, soong khon và xai phu thong Tổng diện tích 21,774 km2 (chiếm 9,19 % của diện tích cả nước) với dân số khoảng 1,100,000 người (chiếm 14,53% của dân số cả nước) Có các dân tộc như Lào Lụm, phủ thai, Lào thâng, Khmu… Là một tỉnh có nhiều phong cảnh thiên nhiên đẹp, phong
6 phú với rừng gỗ, có nhiều các tài nguyên thiên nhiên chưa khai thác và đang khai thác như than non, đồng, vàng và mangan
Trước năm 1995 toàn tỉnh Savannakhet chưa có hệ thống cung cấp điện thống nhất, nhiều nơi còn sử dụng máy phát điện Diesel để cung cấp điện Phụ tải chủ yếu là đèn chiếu sáng, thời gian cung cấp điện thường chỉ từ 18 giờ đến 21 giờ mỗi ngày
Ngày 10/6/1995 hoàn thành dự án xây dựng đường dây 35kV kéo từ Thái Lan- tỉnh Savanakhet bằng vốn đầu tư của Ngân hàng Thế giới, tỉnh Savannakhet được đầu tư xây dựng lưới 22kV, lưới điện cũng chỉ mới đáp ứng được phụ tải ở khu vực trung tâm huyện lỵ Đến hiện nay cả tỉnh Savannakhet có khoảng 95% dân số được sử dụng điện
Do tính lịch sử lưới điện phân phối tỉnh Savannakhet tồn tại nhiều cấp điện áp khác nhau nên gây ra nhiều khó khăn trong công tác quy hoạch, thiết kế, quản lý vận hành lưới điện Để khắc phục tình trạng trên Bộ Năng lượng và Mỏ có quyết định về việc sử dụng thống nhất cấp điện áp phân phối 22kV trên toàn quốc
Bảng 1: Tổng hợp lưới phân phối tỉnh Savannakhet
Hiện tại trên địa bàn tỉnh Savannakhet có nguồn cung cấp như sau:
Bảng 2: Tổng hợp nguồn cung cấp điện tỉnh Savannakhet
Bảng 3: Bảng tổng hợp chiều dài lưới điện và số lượng MBA
Nội dung Chiều dài (km) MBA(cái)
1.3.3 Đặc điểm tổn thất của lưới điện phân phối
Bảng 4: Thống kê chi tiết tổn thất điện năng của tỉnh Sanvannakhet
9 Theo các số liệu thống kê của EDL cho thấy TTCS và TTĐN trong lưới điện Lào tính trung bình còn rất cao, cụ thể hơn ta xét tổn thất điện năng của lưới điện phân phối tỉnh Savannakhet như trong bảng 4
Hình 1: Biểu đồ thống kê tổn thất điện năng của tỉnh Savannakhet , từ năm 2017 – 2022 Theo thống kê của các công ty điện lực nói chung, tổn thất điện năng trên lưới điện phân phối thông thường gấp từ 1,5-2 lần tổn thất trên đường dây truyền tải Điện năng tổn thất tập trung trên hai loại tổn thất đó là tổn thất kỹ thuật và tổn thất kinh doanh
Tổn thất kỹ thuật: Tổn thất kỹ thuật trên lưới điện phân phối chủ yếu trên dây dẫn và các trạm biến áp phân phối Tổn thất kỹ thuật bao gồm tổn thất công suất tác dụng và tổn thất công suất phản kháng Tổn thất công suất phản kháng do từ thông rò và gây từ trong các máy biến áp và cảm kháng trên đường dây Tổn thất công suất phản kháng chỉ làm lệch góc và ít ảnh hưởng đến tổn thất điện năng Tổn thất công suất tác dụng có ảnh hưởng đáng kể đến tổn thất điện năng Thành phần tổn thất điện năng do tổn thất công suất tác dụng được tính toán như sau: ∆A = ∆P(t) dt (1) Trong đó, ∆P(t) là tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và máy biến áp tại thời điểm t Việc tính toán tổn thất điện năng
10 theo công thức (1) thông thường thực hiện theo phương pháp dòng điện đẳng trị theo đồ thị phụ tải hoặc theo thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tổn thất công suất tác dụng bao gồm tổn thất sắt, do dòng điện Foucault trong lõi thép và tổn thất đồng do hiệu ứng Joule-Lens trong máy biến áp Các loại tổn thất này có các nguyên nhân chủ yếu như sau:
- Đường dây phân phối quá dài, bán kính cấp điện lớn
- Tiết diện dây dẫn nhỏ, đường dây bị xuống cấp và hư hỏng nặng, không được cải tạo nâng cấp định kì
- Máy biến áp phân phối thường xuyên mang tải nặng hoặc quá tải
- Máy biến áp là loại thiết bị có tỷ lệ tổn thất cao hoặc vật liệu lõi từ không tốt dẫn đến sau một thời gian tổn thất tăng lên nhiều
- Vận hành không đối xứng liên tục dẫn đến tăng tổn thất trên máy biến áp
- Nhiều thành phần sóng hài của các phụ tải công nghiệp tác động vào các cuộn dây máy biến áp làm tăng tổn thất
- Vận hành với hệ số cosⱷ thấp do thiếu hụt công suất phản kháng Tổn thất thương mại,
Tổng tổn thất thương mại: là tổn thất trong khâu kinh doanh điện năng, bao gồm:
- Trộm điện (câu; móc trộm)
- Không thanh toán hoặc chậm thanh toán hóa đơn tiền điện
- Sai sót trong khâu tính toán tổn thất kỹ thuật
- Sai sót trong thống kê phân loại và tính hóa đơn cho khách hàng Tổn thất phi kỹ thuật phụ thuộc vào cơ chế quản lý, quy trình quản lý hành chính, hệ thống công tơ đo đếm và ý thức của người sử dụng điện Tổn thất phi kỹ thuật cũng một phần chịu ảnh hưởng của năng lực và công cụ quản lý của
11 bản thân các công ty Điện lực, trong đó có phương tiện máy móc, máy tính, phần mềm quản lý.
Giới thiệu các công cụ phần mềm đã áp dụng hiện nay
Việc tính toán chính xác TTCS trong lưới điện hiện nay được thực hiện tương đối dễ dàng nhờ các chương trình tính toán lưới điện, vấn đề ở đây là:
- Cần mô tả tương đối đầy đủ các yếu tố khi thiết lập sơ đồ tính toán
- Cần lựa chọn chương trình tính toán phù hợp với mục đích
Nói chung yêu cầu thứ nhất sẽ đảm bảo khi không bỏ sót thành phần nào trong thông số của phần tử mạng điện Yêu cầu thứ hai dễ dàng được đáp ứng trong điều kiện tin học phát triển như hiện nay Với nhiều chương trình giải tích lưới điện hiện đại cho phép tính toán với số lượng biến lớn đến rất lớn với độ chính xác cao, ví dụ có thể sử dụng chương trình CYMDIST, MATLAB, CONUS, PSS/E, POWERWORLD
Trên cơ sở các phương pháp tính toán giải tích mạng điện, nhiều công ty và trường đại học đã xây dựng nhiều phần mềm tính toán khác nhau Mỗi phần mềm đều có những chức năng cụ thể, những ưu nhược điểm nhất định nào đó Dưới đây là một số phần mềm tiêu biểu đang được nhiều quốc gia quan tâm và sử dụng trong tính toán
1.4.1 Phần mềm tính toán PSS/E
PSS/E - Power system simulation/engineering là chương trình được viết bằng ngôn ngữ Fortran của hãng PTI (Mỹ), chương trình có khả năng tính toán cho hệ thống điện có tối đa 50.000 nút; 100.000 tải; 100.000 nhánh, 12.000 máy phát; 20.000 máy biển áp, 4000 thiết bị bù và một số các chức năng khác nhau
Chương trình có hệ thống tích hợp gồm nhiều chương trình máy tính ứng dụng trong tính toán và phân tích hệ thống điện Nhờ đó chương trình có thể thực hiện được các nhiệm vụ: Tính toán ổn định, tính toán trào lưu công suất, tính toán ngắn mạch, phân tích sự cố cân bằng và không cân bằng, mô phỏng động, tính toán cho lưới điện 1 chiều DC Và hiện nay, chương trình được EVN
12 lựa chọn để sử dụng tính toán trong công tác điều độ, vận hành, nghiên cứu và quy hoạch cho toàn bộ hệ thống điện Việt Nam
Phương pháp tính toán được sử dụng trong PSS/E để tính toán chế độ xác lập là phương pháp lặp Gauss – Seidel; phương pháp lặp Newton - Raphson Ngoài ra chương tình có thể tối ưu hoá hệ thống truyền tải nhờ phần tính toán OPF, nó là một phần con của chương trình PSS/E và hoàn toàn tương thích với phần tính toán chế độ xác lập
Dữ liệu đưa vào chương trình để tỉnh toán bao gồm các file dữ liệu sau: dữ liệu thô trào lưu công suất; dữ liệu kháng động cơ điện; dữ liệu động- dynamic; dữ liệu thô trào công suất tối ưu; dữ liệu về giá thành; dữ liệu quán tính và điều chỉnh phản hồi; xác định thông số báo về đồ hoạ; dữ liệu phân tích trên đường dây; dữ liệu tham gia phụ tải; dữ liệu điểm sự cố; dữ liệu kiểm soát sự cố; dữ liệu đặc tính động cơ điện; dữ liệu quả tải
Trước khi đưa vào chương trình tính toán, các số liệu này phải được gia công xử lý về cùng hệ đơn vị tương đối pu, sau đó tất cả các thông số đã được quy đổi được nhập vào bảng dữ liệu của chương trình
Kết quả tính toán trong PSS/E có thể thể hiện dưới dạng bảng biểu hoặc dưới dạng sơ đồ lưới điện Cách xuất dữ liệu của PSS/E cũng rất đa dạng và thuận lợi cho việc tổng hợp Khi có mô hình kết nối, có thể kiểm tra lại thông số, thay đổi thông số, thay đổi công suất cho các phần tử lưới điện một cách đơn giản, và có thể thay đổi mức độ tải một số hoặc tất cả các phụ tải theo tỷ lệ -scale cho từng xuất tuyến hay cho cả hệ thống
Sử dụng chương trình PSS/E có thể mở rộng sơ đồ một cách dễ dàng theo sự phát triển của lưới điện Và có thể kết nối lưới điện, hệ thống điện với nhau một cách đơn giản Điều đó cho phép sử dụng số liệu của từng xuất tuyển, từng trạm để kết nối thành một hệ thống lớn cần tính toán miễn là không bị trùng số nút
13 1.4.2 Phần mềm tính toán POWER WORLD
PowerWorld Simulator là một trong những phần mềm mô phỏng hệ thống điện của hãng PowerWorld (Mỹ) Simulator có các công cụ để phân tích chính xác hệ thống điện hay quá trình kỹ thuật Phần mềm này mô phỏng bằng giao diện đồ hoạ để tính toán giải thích quá trình làm việc của hệ thống điện
Ngoài nhiệm vụ phân tích hệ thống điện hay quá trình kỹ thuật, Simulator còn có các tính năng như tính tối ưu công suất, tính toán hệ số truyền công suất, tính toán ngắn mạch, phân tích sự cố Điều quan trọng nhất của phần mềm này là khả năng tính toán bài toán gía thành điện năng và hiển thị trực tiếp giá thành này tại các thanh cái cũng như trên các đường dây tải điện Đây là một công cụ rất hữu ích trong việc tính toán thiết kể và tối ưu chế độ vận hành cho hệ thống điện và hơn nữa là hướng tới mục tiêu thị trường điện
Cách truy cập dữ liệu trong PowerWorld cũng gần giống như PSS/E Các thông số trước khi đưa vào chương trình tính toán phải trải qua bước chuyển dữ liệu đưa về hệ đơn vị tương đối pu Tuy nhiên, cách nhập số liệu trong PowerWorld có nhiều thay đổi, số liệu đưa vào chương trình được tiến hành song song với quá trình mô phỏng Nghĩa là khi mô phỏng đến thiết bị nào thì thông số kỹ thuật của thiết bị đó được truy cập liền ngay sau đó
Power World Simulator (PW Simulator) là một gói phần mềm cho hệ thống điện được thiết kế chi tiết và kỹ càng, rất thân thiện và có tính tương tác cao với người dùng Simulator rất mạnh trong các phân tích kỹ thuật, nhưng đồng thời được thể hiện qua môi trường đồ hoạ nên rất dễ dàng cho việc giải thích các chế độ vận hành của hệ thống điện Ngoài ra mô hình hệ thống có thể được tạo ra hoặc sửa đổi trên file dữ liệu có sẵn Phần mềm này sử dụng hình ảnh và sự mô phỏng sinh động để làm tăng hiểu biết cho người sử dụng về đặc tính của hệ thống và các bài toán, các quy định của hệ thống Sự thay đổi công suất phụ tải, máy phát và sự thay đổi trạng thái của thiết bị đều được thực hiện trực tiếp trên chương trình mô phỏng động Phần mềm bao gồm một số các sản phẩm tích hợp, có khả năng xử lý hiệu quả một hệ thống lên tới 100.000 nút
14 Điều này khiến cho PW Simulator thực sự dễ dùng như một gói phần mềm tính toán chế độ độc lập, thuận tiện trong việc mô phỏng sự phát triển của hệ thống điện
Kết luận Chương 1
Chương 1 tác giả đã trình bày tổng quan về TTĐN, tình hình TTĐN của lưới phân phối điện của tỉnh Savannakhet, nước CHDCNN Lào và các phương pháp và công cụ tính toán tổn thất điện năng Trong luận văn này sẽ sử dụng phần mềm PSS/SINCAL để tính toán tổn thất và phân tích các giải pháp giảm TTĐN cho lưới phân phối của tỉnh Savannakhet, Lào.
CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG LƯỚI ĐIỆN
Phương pháp tính toán theo thời gian cực đại
Theo phương pháp này TTĐN được xác định theo biểu thức:
A t (2-1) Để xác định quan hệ TTĐN theo công thức (2-1) cần phải xác định , được xác định nhờ mối quan hệ giữa Tmaxvà cos Quan hệ =f(Tmax, cos) có nhiều phương pháp xây dựng khác nhau Mỗi đường cong biểu diễn quan hệ đỏ
19 được xây dựng theo một số điều kiện khác nhau nhưng không tính đến dáng điệu đồ thị phụ tải, hay không xét đến sứ biển đổi hệ số công suất, hoặc chúng ta có thể xác định bằng các công thức kinh nghiệm Tuy nhiên sử dụng trong điều kiện vận hành là không hợp lý, bởi vì giá trị trung bình của đa số khi đánh giá tổn thất theo cách tính này tương đối lớn, sai số nằm trong khoảng ± (1025)% Khi đánh giá TTĐN trong điềụ kiện vận hành chỉ cho phép sai số trung bình không vượt quá 5% Khi tính toán cần phải chú ý đến hình dạng của đồ thị phụ tải, sự thay đổi của hệ số công suất, sự không trùng hợp cực đại của phụ tải tác dụng và phản kháng theo thời gian trong ngày trong tháng trong mùa và trong năm
Ngoài ra còn nhận thấy rằng cơ sở để xác định lại là Tmaxvà cos cũng rất bất định Cos trong lưới rất không đồng nhất nên chỉ có thể chấp nhận trị số trung bình Còn Tmax = A/Prmax lại càng bị phụ thuộc nhiều vào cách lấy mẫu thống kê Sai số của Pmax khi thiết lập đồ thị phụ tải trong phạm vi khá lớn là điều có thể xảy ra
Vì vậy, việc tính toán TTĐN theo công thức (2-1) cũng mắc sai số lớn, giá trị thời gian tổn thất công suất lớn nhất (tính bằng giờ) được xác định theo đồ thị phụ tải như sau:
Vì không bao giờ xác định được một cách dễ dàng, do đó trong thực tế khi không có đồ thị phụ tải người ta áp dụng một số công thức thực nghiệm để tính một cách gần đúng sau:
max min max min max max max 1
- Tra đường cong tính toán :
Phương pháp này ta coi đồ thị phụ tải của công suất tác dụng và công suất phản kháng đồng thời lớn nhất, giả thiết này dẫn đến sai số lớn trong tính toán Ngoài ra phương pháp này không được sử dụng để tính toán khi điện trở của đường dây thay đổi Ưu điểm:
- Giá trị Imax hay Pmax xác định được nhờ khảo sát và đo đếm
- Nếu một đường dây cấp điện cho các trạm tiêu thụ có tính chất giống nhau thì khối lượng đo đếm là không lớn
- Cho biết tình trạng làm việc của toàn lưới, xác định được phần tử nào làm việc không kinh tế
Việc xác định chính xác giá trị rất khó khăn nếu không có đồ thị phụ tải Khi không có đồ thị phụ tải ta phải xác định theo Tmax thông qua các công thức thực nghiệm dẫn đến kết quả tính toán có sai số lớn Trên lưới điện có nhiều
21 phụ tải để xác định được giá trị ứng với nhiều phụ tải sẽ tốn nhiều công sức và thời gian.
Phương pháp tính toán theo hệ số tải LF (Load Factor) và hệ số tổn thất LsF (Loss Factor)
- Hệ số tải (Load Factor): là tỷ số giữa công suất trung bình trên công suất cực đại của đồ thị phụ tải
Trong đó: AT:là điện năng cung cấp trong thời gian T
- Hệ số tổn thất (Loss Factor): là tỷ số giữa tổn thất công suất trung bình trên tổn thất công suất lớn nhất ứng với công suất phụ tải cực đại
Trong đó: ∆AT là TTĐN trong thời gian T ví dụ là 1 năm
- Quan hệ giữa Tmax, với LF và LsF: Từ định nghĩa LF và LsF ta có thể suy ra những mối liên hệ như sau:
(2.10) Đối với đường dây có một phụ tải:
Trong đó: I 2 tbbp – dòng điện trung bình bình phương I tbbp T T I t dt
- Quan hệ giữa LF và LsF được xây dựng dưới dạng các hàm thực nghiệm dựa trên các tính toán thực nghiệm cho các lưới điện và phụ tải khác nhau
Ta có LF 2