nghiên cứu một số giải pháp giảm tổn thất điện năng cho lưới điện phân phối áp dụng cho lưới điện tỉnh phongsalay lào

Thời gian xác định TTĐN thông thường là 1 năm T=8760h Cụ thể: Trong đó: ∆A: Tổn thất điện năng trên lưới điện đang xét kWh Ang: Tổn thất điện năng đầu nguồn lưới điện kWh Apt: Tổn thất đ

TỈNH PHONGSALY LÀO

ANOUSITH BOUNSOU Bounsou.A2122425M@sis.hust.edu.vn

Ngành: Kỹ thuật điện

TS PHẠM QUANG PHƯƠNG Giảng viên hướng dẫn :

Hà Nội 12/2023

LUẬN VĂN THẠC SĨ

ANOUSITH BOUNSOU Bounsou.A2122425M @sis.hust.edu.vn

Ngành: Kỹ thuật điện

Hà Nội 12/2023

………….……… Chữ ký của GVHD

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CHO LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI, ÁP DỤNG CHO LƯỚI ĐIỆN

TỈNH PHONGSALY LÀO

LỜI CẢM ƠN

Tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo trong khoa Điện, Trường Điện - Điện tử Đại học Bách Khoa Hà Nội, gia đình, đồng nghiệp và bạn bè đã giúp đỡ, động viên và tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả thực hiện luận văn Đặc biệt tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn:

TS Phạm Quang Phương người đã tận tình hướng dẫn giúp tác giả hoàn thiện luận văn này

Tác giả luận văn

ANOUSITH BOUNSOU

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi Các số liệu, kết quả, kết luận nêu trong luận văn là trung thực, có tính khoa học và có nguồn gốc rõ ràng

Tác giả luận văn

ANOUSITH BOUNSOU

1.1 Khái niệm và phân loại tổn thất điện năng 3

1.2 Vấn đề xác định tổn thất điện năng trong hệ thống điện 6

1.3 Hiện trạng của lưới phân phối tỉnh Phongsaly 8

1.3.1 Nguồn cung cấp điện 9

1.3.2 Lưới điện phân phối 10

1.3.3 Đặc điểm tổn thất của lưới điện phân phối 10

1.4 Giới thiệu các công cụ phần mềm đã áp dụng hiện nay 13

NĂNG TRONG LƯỚI ĐIỆN 21

2.1 Phương pháp tính toán theo thời gian cực đại  21

2.2 Phương pháp tính toán theo hệ số tải LF (Load Factor) và hệ số tổn thất LsF (Loss Factor) 24

2.3 Phương pháp tính toán theo đường cong tổn thất 26

2.4 Phương pháp đo trực tiếp 30

2.5 Các giải pháp giảm tổn thất điện năng 32

2.5.1 Quản lý nhận dạng tổn thất điện năng 33

2.5.2 Các biện pháp giảm tổn thất điện năng 39

3.1.2 Giao diện phần mềm PSS/SINCAL 47

3.2 Xây dựng cơ sở tính toán 48

3.2.1 Xây dựng sơ đồ lưới điện trên phần mềm PSS/SINCAL 48

3.2.2 Xây dựng đồ thị phụ tải 48

3.3 Tính toán trào lưu công suất Lộ F2 tỉnh Phongsaly 51

3.3.1 Cài đặt các tham số tính toán 51

3.3.2 Kết quả tính trào lưu công suất 51

3.4.1 Cơ sở tính toán 55

3.4.2 Thiết lập các thông số cho bài toán tối ưu 56

3.4.3 Xác định vị trí tối ưu cho tụ bù có sẵn tại thời điểm mùa hè 58

3.4.4.Nhận xét bài toán xác định vị trí bù tối ưu 62

3.5.Đánh giá hiệu quả kinh tế của bài toán tối ưu 62

3.5.1.Tính toán chi phí đầu tư lắp đặt tụ bù 62

3.5.2.Tính toán lượng điện năng tiết kiệm được từ việc lắp đặt tụ bù 65

3.5.3.Tính chi phí tiết kiệm được khi lắp đặt tụ bù 65

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

CHDCND Lào : Cộng hòa dân chủ nhân dân Lào

EDL : Electricité Du Laos (Công ty Điện lực Lào) HTCCĐ : Hệ thống cung cấp điện

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1:Tổng hợp lưới phân phối tỉnh Phongsaly 9

Bảng 2:Tổng hợp nguồn cung cấp điện 9

Bảng 3: Bảng tổng hợp chiều dài lưới điện và số lượng MBA 10

Bảng 4: Thống kê chi tiết tổn thất điện năng của tỉnh Phongsaly 11

Bảng 5: Chỉ số kinh tế tính toán bù tối ưu 56

Bảng 6: Bảng so sánh tổn thất điện năng bài toán xác định vị trí bù tối ưu thời điểm mùa hè Lộ F2 tỉnh Phongsaly 61

DANH MỤC HÌNH Hình 1:Biểu đồ thống kê tổn thất điện năng của tỉnh Phongsaly, từ năm 2017 -

2022 11

Hình 2: Sơ đồ phân tích giảm tổn thất kỹ thuật với phần mềm CYMDIST 18

Hình 3:Biểu đồ đường cong tổn thất công suất 28

Hình 4:Giao diện người sử dụng PSS/SINCAL 47

Hình 5:Mô hình lưới điện Lộ F2 tỉnh Phongsaly trên phần mềm PSS/SINCAL 48

Hình 6:Đồ thị phụ tải điển hình ngày đêm Lộ F2 tỉnh Phongsaly 49

Hình 7:Giao diện thao tác nhập dữ liệu phụ tải 50

Hình 8:Giao diện nhập số liệu phụ tải 50

Hình 9:Giao diện gán đồ thị phụ tải 51

Hình 10:Giao diện cài đặt tham số tính toán trào lưu công suất Lộ F2 tỉnh Phongsaly 51

Hình 11:Kết quả trào lưu công suất tại các Lộ F2 tỉnh Phongsaly 52

Hình 12:Kết quả trào lưu công suất tại các nhánh Lộ F2 tỉnh Phongsaly 52

Hình 13:Kết quả tổn thất điện năng Lộ F2 tỉnh Phongsaly 53

Hình 14:Giao diện thiết lập chỉ số kinh tế tính toán 57

Hình 15:Giao diện cài đặt thông số tụ bù Lộ F2 tỉnh Phongsaly 57

Hình 16:Mô hình lưới điện sau khi đặt 01 bộ tụ bù 50 kVA thời điểm mùa hè Lộ F2 tỉnh Phongsaly 58

Hình 17:Kết quả trào lưu công suất tại các nút sau khi bù tối ưu cho Lộ F2 tỉnh Phongsaly 59

Hình 18:Kết quả trào lưu công suất tại nhánh sau khi bù tối ưu cho Lộ F2 tỉnh Phongsaly 60

Hình 19:Kết quả tổn thất điện năng sau khi bù tối ưu Lộ F2 tỉnh Phongsaly 61Hình 20: Giao diện thông số tính toán hiệu quả kinh tế của tụ bù 63

Hình 22:Giao diện thao tác hiển thị kết quả tính toán hiệu quả kinh tế 64

Hình 23:Giao diện kết quả tính toán toán chi phí đặt tụ bù 65

Hình 24:Giao diện thiết lập cấp điện áp 82

Hình 25:Giao diện cài đặt tham số tính toán trào lưu công suất 83

Hình 26:Giao diện cài đặt tham số tính toán tối ưu 84

Hình 27:Giao diện lựa chọn các bài toán tính toán 84

Hình 28:Phần tử lưới điện trong phần mềm PSS/SINCAL 85

Hình 29:Giao diện thông số nguồn hệ thống 86

Hình 30:Giao diện thông số máy biến áp 87

Hình 31:Giao diện thông số nút 88

Hình 32:Giao diện thông số đường dây 89

Hình 33:Giao diện thông số phụ tải 90

Hình 34:Giao diện thông số máy cắt 91

Hình 35:Mô hình lưới điện đơn giản trên phần mềm PSS/SINCAL 91

Hình 36:Giao diện thực hiện bài toán trào lưu công suất 92

Hình 37:Kết quả trào lưu công suất tại các nút 92

Hình 38:Kết quả tại các nhánh 93

Hình 39:Kết quả tổn thất điện năng 93

Hình 40:Thao tác thiết lập tụ bù có sẵn 94

Hình 41:Giao diện thông số tụ bù có sẵn 95

Hình 42: Giao diện thực hiện bài toán xác định vị trí bù tối ưu 96

Hình 43:Mô hình lưới điện sau khi tối ưu vị trí đặt tụ bù 96

Hình 44:Kết quả tại các nút sau khi tối ưu vị trí đặt tụ bù 97

Hình 45:Kết quả trào lưu công suất tại các nhánh sau khi tối ưu vị trí đặt tụ bù 97

Hình 46:Kết quả tổn thất điện năng sau khi tối ưu vị trí đặt tụ bù 97

Hình 48:So sánh điện áp nút bài toán xác định vị trí bù tối ưu 98Hình 49: So sánh dòng điện nhánh bài toán xác định vị trí bù tối ưu 99

DANH MỤC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1: Chu trình thực hiện tính toán sử dụng phần mềm PSS/SINCAL 20Sơ đồ 2:Thuật toán xác định vị trí bù tối ưu cho tụ điện có sẵn 55Sơ đồ 3:Sơ đồ lưới điện đơn giản 79

MỞ ĐẦU 1 Lý do chọn đề tài

Tổn thất điện năng trong hệ thống phân phối luôn luôn là mối quan tâm thiết thực trong vận hành Các biện pháp làm giảm tổn thất điện năng không những có nghĩa làm hạ giá thành điện năng sản xuất, mà còn góp phần hạ thấp công suất các nguồn và cải thiện chất lượng điện năng cung cấp Cho đến nay hiệu quả của các biện pháp giảm tổn thất chủ yếu vẫn thuộc về các biện pháp giảm tổn thất điện năng thương mại Về lâu dài, các biện pháp giảm tổn thất điện năng kỹ thuật mới là cơ bản

Trong hệ thống điện của nước Cộng hòa dân chủ nhân dân Lào (CHDCNN Lào), lưới phân phối điện chiếm một tỷ lệ lớn Lưới điện trung áp chủ yếu là cấp 22kV có chiều dài rất lớn khiến cho việc quản lý vận hành có nhiều khó khăn như đảm bảo độ tin cậy, chất lượng điện áp và tổn thất điện năng (TTĐN) lớn Để hiểu rõ hiện trạng vận hành, đặc biệt là vấn đề TTĐN cũng như tiềm năng thực hiện các giải pháp giảm TTĐN cho lưới điện phân phối của tỉnh Phongsaly Lào, luận văn chọn đề tài nghiên cứu với tên như sau: “Nghiên cứu một số giải pháp giảm tổn thất điện năng cho lưới điện phân phối, áp dụng cho lưới điện tỉnh Phongsaly Lào”

2 Mục tiêu nghiên cứu Khi nghiên cứu về chủ đề trên đây, luận văn đặt ra những mục tiêu chính như sau:

- Nghiên cứu các phương pháp tính toán tổn thất lưới phân phối, lựa chọn cách tính tổn thất lưới trung áp

- Nghiên cứu giải pháp giảm tổn thất lưới phân phối, đánh giá kinh tế một số giải pháp

3 Phương pháp nghiên cứu - Thu nhập số liệu và tìm hiểu hiện trạng của lưới cung cấp điện tỉnh Phongsaly Lào

- Sử dụng phần mềm PSS/SINCAL tìm hiểu phương pháp xử lý trong việc vận hành lưới điện phân phối tỉnh Phongsaly Lào

4 Ý nghĩa của đề tài Đánh giá được tổn thất điện năng và tối ưu hóa lưới điện trên cơ sở điện năng tổn thất dự kiến là một trong những yêu cầu cần thiết trong các công tác vận hành, quy hạch thiết kế và quản lý hệ thống điện Lào Do thực tế khó khăn trong việc thu thập số liệu phụ tải của lưới điện tỉnh Phongsaly Lào, tổn thất điện năng được đề xuất tính theo biểu đồ phụ tải 24h điển hình

Trong luận văn sử dụng phần mềm PSS/SINCAL để tính toán tổn thất và phân tích các giải pháp giảm TTĐN trên lưới phân phối tỉnh Phongsaly, Lào

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LƯỚI

ĐIỆN PHÂN PHỐI TỈNH PHONGSALY 1.1 Khái niệm và phân loại tổn thất điện năng

Khi có dòng điện đi qua lưới cung cấp (gồm các phần từ chính là đường dây và máy biến áp …), trên các phần từ này có tổn thất điện năng (TTĐN) làm cho điện năng đầu nguồn điện lớn hơn điện năng 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 thu Thời gian xác định TTĐN thông thường là 1 năm (T=8760h)

Cụ thể:

Trong đó: ∆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 áp, máy biến áp (MBA) tự dùng thuộc các công ty phát điện quản lý không tính vào TTĐN lưới điện

Điện tự dùng tại các trạm biến áp (TBA) là điện năng tiêu thụ trong TBA phục vụ vận hành của trạm đó, bao gồm điện dùng cho hệ thống thông tin, điều khiển, bảo vệ, điều hòa, chiếu sáng lắp đặt trong trạm, kể cả các thiết bị bù tại trạm 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=∆Akt + ∆Apkt (1.2) Trong đó:

∆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, tổn thất này phụ thuộc vào tính chất dây dẫn, vật liệu cách điện, điều kiện môi trường xung quanh, 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 của lưới điện, 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 lớn nhất 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 hệ thống 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 do vầng quang, tổn thất do dòng điện rò (cách điện không tốt ), tổn thất trong mạch từ của các thiết bị đo lường như biến điện áp, biến dòng điện … Loại TTĐN này có thể coi là không đổi và thường được xác định từ các dữ liệu thống kê Như vậy loại tổn thất điện năng này phụ thuộc vào vật liệu công nghệ chế tạo các thiết bị điện Vật liệu, công nghệ càng tốt thì càng hạn chế được loại tổn thất này

+ TTĐN do chất lượng điện: 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:

Akt=∫ ∆𝑃𝑑𝑡 (1.3) Nếu trong khoảng thời gian khảo sát t, phụ tải không thay đổi thì TTĐN kỹ thuật được tính:

- 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 như công tơ hỏng 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,… dẫn đến điện năng bán cho khách hàng đo được qua hệ thống đo đếm thấp hơn so với điện năng khách hàng thực tế sử dụng

Do đó, TTĐN phi kỹ thuật không thể giải quyết bằng các biện pháp kỹ thuật, mà chỉ có thể dùng 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 cụ thể, từ đó có biện pháp xử lý kịp thời Ví dụ: Điện năng tổn thất khi đã được sử dụng nhưng không được đo, điện năng được đo được nhưng không được ghi vào hóa đơn, điện năng đã được ghi vào hóa đơn nhưng không được trả tiền hoặc chậm chi 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) Do

đó trongluận văn này, khi nhắc đến TTĐN tức là đang nói đến tổn thất điện năng kỹ thuật do phát nóng gây ra

1.2 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 điệnnăng 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 15.0% 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 điện Nhận dạng TTĐN và xác định khu vực tổn thất lớn được xem là biện pháp quan trọng nhằm giúp cho người quản lý nhận biết rõ TTĐN ở khu vực nào, do kỹ thuật hay kinh doanh để có biện pháp xử lý

- 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 tương đối lớn, việc thu thập số liệu 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 của 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 với nhau, khi đó việc tính toán lưới điện sẽ rất phức tạp và mất nhiều thời gian

- Nhận dạng TTĐN theo từng cấp điện áp, từng khu vực lưới điện, từng xuất tuyến trung áp, từng trạm biến áp

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 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 để ra các biện pháp giảm TTĐN hiệu quả, đúng khu vực, đúng cấp điện áp, đúng xuất tuyến, đúng trạm biến áp có sự bất thường về TTĐN

Tổn thất điện năng có bất thường 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, mà còn góp phần khai thác hiệu quả các 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, nguồn tài nguyên thiên nhiên ngày càng cạn kiệt

Chính vì vậy, việc tính toán 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, gây ra sai số lớn

Hiện nay, hiệu quả của các biện pháp giảm tổn thất điện năng vẫn thuộc vào các biện pháp giảm kỹ thuật và giảm tổn thất kinh doanh 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 các thiết bị bù CSPK, vấn đề cải tạo nâng cao chất lượng lưới điện, đảm bảo tiêu chuẩn thiết kế lưới, tốt ưu hóa phương thức vận hành … có thể đem lại hiệu quả lâu dài và tin cậy hơn Để có được kết quả chính xác cần phải áp dụng những phương pháp phân tích, tính toán tổn thất

hoàn thiện và phù hợp hơn Có thể nói hiệu quả của các biện pháp giảm tổn thất kỹ thuật phụ thuộc rất nhiều vào độ chính xác, tính phù hợp của các phương pháp tính toán, phân tích tổn thất công suất và tổn thất điện năng

1.3 Hiện trạng của lưới phân phối tỉnh Phongsaly Tỉnh Phongsaly là một tỉnh nằm ở miền Bắc của nước CHDCND Lào Tỉnh có biên giới với tỉnh Vân Nam của Trung Quốc về phía bắc và phía tây, với tỉnh Điện Biên của Việt Nam ở phía đông, tỉnh Louangphabang về phía Nam và tỉnh Oudômxai phía tây nam Địa hình chung của tỉnh Tỉnh Phongsaly là đồng bằng và miền núi, chia thành 7 huyện: huyện Phongsaly, May, Khoua, Samphanh, Boun Neua, Nhot Ou, Boun Tay Tổng diện tích 16.270 km2 (chiếm 9,52 % của diện tích cả nước Lào) với dân số 484.622 người (chiếm 7,25% của dân số cả nước) Có các dân tộc như Lào Lụm, Tai Đăm, Tai Lư, khmu… Là một tỉnh có nhiều phong cảnh thiên nhiên đẹp, phong phú với rừng gỗ, có nhiều các tài nguyên thiên nhiên đang khai thác và chưa khai thác như than non, đồng, vàng và mangan

Trước năm 1995 toàn tỉnh Phongsaly chưa có hệ thống cung cấp điện thống nhất, nhiều nơi còn sử dụng máy phát điện chạy bằng diesel để cung cấp điện như ở Phongsaly Phụ tải chủ yếu là đèn chiếu sáng, thời gian cung cấp điện 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 Phongsaly bằng vốn đầu tư của Ngân hàng Thế giới, tỉnh Phongsaly được đầu tư xây dựng lưới 22kV, lưới điện cũng chỉ mới đáp ứng được phụ tải ở trung tâm huyện Đến hiện nay cả tỉnh Phongsaly có khoảng 75% dân số được sử dụng điện

Do tính lịch sử lưới điện phân phối tỉnh Phongsaly tồn tại nhiều cấp điện áp khác nhau nên gây ra nhiều khó khăn trong công tác quy hoạch, thiết kể,

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 Phongsaly

TT Nội dung ĐV

Năm 2017 2018 2019 2020 2021 2022 1 Lưới 35kV km 146,588 184,749 193,811 214,304 226,626 228,942 2 Lưới 22kV km 74,396 190,874 725,636 834,221 983,990 1.190.034 3 CSMBA kVA 18.790 21.040 32.240 41.270 52.870 68.753

5 Lưới 0,4kV km 188.043 214.839 352.363 383.490 409.926 453.970 6 Công tơ điện Cái 13.912 15.207 23.044 27.683 30.307 33.709

Việc phát triển lưới điện còn có nhiều khó khăn về vốn đầu tư nhưng tốc độ tăng trưởng phụ tải nhanh trong thời kỳ đổi mới, việc quản lý lưới điện chưa có tiêu chuẩn thiết bị, chế độ làm việc, chương trình quản lý phụ tải, dẫn đến chất lượng cung cấp điện không cao, hiệu quả kinh tế thấp

1.3.1 Nguồn cung cấp điện Hiện tại trên địa bàn tỉnh Phongsaly có nguồn cung cấp như sau:

Bảng 2:Tổng hợp nguồn cung cấp điện tỉnh Phongsaly

MBA (cái)

CSMBA (MVA)

TCSMBA (MVA)

Cấp điện áp (kV)

1.3.2 Lưới điện phân phối

Bảng 3: Bảng tổng hợp chiều dài đường dây và số lượng MBA

Bảng 4: Thống kê chi tiết tổn thất điện năng của tỉnh Phongsaly TT Nội

dung

1 Mua điện

MWh13.257.70914.908.99119.300.75024.306.80029.567.34837.837.9202 Bán

điện MWh11.356.61312.714.84116.167.92221.373.82226.425.47433.690.5083 Tổn

thất MWh 1.901.096 2.194.150 3.132.828 2.932.978 3.141.745 4.167.412 4 Tỷ lệ

TT

5 Công tơ điện

Hình 1:Biểu đồ thống kê tổn thất điện năng của tỉnh Phongsaly, từ năm 2017

- 2022

Theo thống kê của các công ty điện lực, tổn thất điện năng trên lưới điện phân phối thông thường là lớn nhất gấp từ 1,5-2 lần tổn thất trên đường dây truyền tải Lượng điện năng tổn thất tập trung trên hai loại tổn thất đó là tổn thất kỹ thuật và tổn thất thương mại

Tổn thất kỹ thuật: Tổn thất kỹ thuật trên lưới điện phân phối chủ yếu trên dây dẫn và các máy 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 theo công thức (1) thông thường thực hiện theo phương pháp dòng điện đẳng trị phụ thuộc vào 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 MBA 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 quá nhỏ, đường dây bị xuống cấp, không được cải tạo nâng cấp kịp thời

- Máy biến áp phân phối thường xuyên mang tải nặng hoặc quá tải

- Máy biến áp là loại có tỷ lệ tổn thất cao hoặc vật liệu lõi từ không tốt dẫn đến sau một thời gian tổn thất tăng cao

- 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 công suất phản kháng Tổn thất thương mại: Tổn 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 tính toán tổn thất kỹ thuật

- Sai sót 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 khách hàng sử dụng điện Tổn thất phi kỹ thuật cũng một phần chịu ảnh hưởng của năng lực và công cụ quản lý của bản thân các Điện lực, trong đó có phương tiện máy móc, máy tính, phần mềm quản lý kỹ thuật

1.4 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 đầy đủ các yếu tố khi thiết lập sơ đồ tính toán

- Cần lựa chọn chương trình tính toán thích hợp 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 hiện nay Với nhiều chương trình tính toán lưới điện hiện đại cho phép tính toán với số lượng biến lớn, 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 lưới điện, người ta 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 Dưới đây là một số phần mềm tiêu biểu đang được nhiều quốc gia trên thế giới quan tâm và sử dụng

1.4.1 Phần mềm tính toán PSS/E PSS/E - Power system simulation/engineering là chương trình được lập trình 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 giới hạn chức năng khác

Chương trình có hệ thống tích hợp gồm nhiều chương trình máy tính ứng dụng trong tính toán 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 DC Và hiện nay, chương trình được EVN 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 của 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 trình có thể tối ưu hoá hệ thống truyền tải nhờ phần tính toán PSS OPF, nó là một phần của chương trình PSS/E và hoàn toàn tương thích với phần tính 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; dữ liệu động; dữ liệu thô trào công suất tối ưu; dữ liệu kinh tế; dữ liệu quán tính và điều chỉnh phản hồi; phối hợp vẽ; xác định thông số báo về đồ hoạ; dữ liệu phân tích trên đường dây; dữ liệu tham gia phụ; dữ liệu điểm sự cố; dữ liệu kiểm soát sự cố; dữ liệu đặc tính động cơ; dữ liệu quá tải của các phần tử

Trước khi đưa vào chương trình tính toán, các số liệu này phải được gia công xử lý chuyển đổi về cùng hệ đơn vị tương đối, 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 hoặc dưới dạng sơ đồ lưới điện, cách xuất dữ liệu ra cũng khá 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 một cách đơn giản, và có thể thay đổi mức độ tải một số hoặc tất cả các phụ tải theo tỷ lệ 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 tuyến, từng trạm để kết nối thành một hệ thống chung cần tính toán miễn là không trùng số nút

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 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 trào lưu 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 giá 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 định 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 được gia công số liệu

đưa về hệ đơn vị tương đối (pu) Tuy nhiên, cách nhập số liệu trong PowerWorlđ 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 Simulator rất mạnh trong các phân tích kỹ thuật, nhưng đồng thời được thể hiện qua môi trường đồ hoạ nên 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, các bài toán và các quy định của hệ thống Sự thay đổi công suất của phụ tải, máy phát điện và sự thay đổi trạng thái của thiết bị đều được thực hiện trực tiếp trên chương trình mô phỏng động của HTĐ 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 Điều này khiến cho PW Simulator thực sự rất dễ dùng như một gói phần mềm tính toán chế độ độc lập, thuận tiện trong việc mô phỏng hệ thống điện

1.4.3 Phần mềm CYMDIST Lưới điện phân phối chứa số lượng nút, nhánh, điểm nối với khách hàng và số xuất tuyển nhiều hơn so với hệ thống điện truyền tải, LĐPP rộng lớn trong không gian và phát triển không ngừng theo thời gian, việc thu nhập số liệu đóng vai trò quan trọng cho sự tỉnh toán phân tích lưới để làm cơ sở lập kế hoạch sửa chữa lưới điện

Phần mềm CYMDIST lập trình bằng ngôn ngữ Fortran của hãng CYME (Canada), chương trình có khả năng tính toán cho hệ thống điện tối đa cao nhất

250.000 nhánh, 3.400.000 khách hàng, v.v Phần mềm này đã được EDL mua từ Công ty Điện lực Nhật Bản trong năm 2004

Phần mềm được dùng để thực hiện những dự án giảm tổn thất kỹ thuật, sự phân tích bao gồm phần thủ tục thi hành của dự án như hình 2 là sự phân tích giảm tổn thất kỹ thuật của phần mềm CYMDIST

Một trong những điểm quan trọng nhất trong việc lựa chọn phần mềm là Phần mềm CYMDIST chủ yểu phần mềm nay dành riêng để phân tích, mô phỏng cho hệ thống điện phân phối

Hiện nay có nhiều loại phần mềm tính toán lưới điện phân phối như: CYMDIST, Syner GEE Electric, PSS/ADEPT và PSS/E có nhiều nước đang sử dụng vì có đủ các hàm phân tích tổn thất trên lưới Sự sản xuất các phần mềm trên được nhấn mạnh trên lợi thể sử dụng củạ họ, vậy việc so sánh dùng phần mềm nào tốt hơn là rất khó

Hình 2: Sơ đồ phân tích giảm tổn thất kỹ thuật với phần mềm CYMDIST 1.4.4 Phần mềm PSS/SINCAL

Các chức năng cơ bản của phần mềm PSS/SINCAL

- Bài toán trào lưu công suất (Load Flow): Dòng công suất, điện áp và dòng điện trong lưới điện rất quan trọng để thực hiện các nhiệm vụ trong quy hoạch, thiết kế và quản lý vận hành lưới truyền tải, phân phối và công nghiệp: Lập kế hoạch cho lưới điện và phân vùng lưới mới cũng như phân tích và tái cấu trúc các lưới điện hiện có

- Bài toán phân nhánh tối ưu (Optimal Branching): Xác định vị trí các điểm mở tối ưu trên lưới điện mạch vòng Lưới được phân đoạn thành hình tia với tổn thất nhỏ nhất Việc tính toán trào lưu công suất được sử dụng để xác định điểm có dòng công suất nhỏ nhất và lưới được

mở tại vị trí này Phép tính được lặp đến khi lưới điện không còn mạch vòng

- Bài toán tối ưu hóa dung lượng bù (Compensation Optimization): Việc tối ưu bù công suất phản kháng có tác động tích cực đến hoạt động của lưới điện Ưu điểm điển hình là: Giảm công suất truyền tải và tổn thất điện năng; cải thiện điện áp và hạn chế các vi phạm giới hạn điện áp …

Tự động xác định vị trí đặt tụ bù tối ưu (Automatic capacitor placement): Đặt các tụ điện để giảm tổn thất PSS/SINCAL xác định vị trí tối ưu đặt tụ điện với chi phí tụ điện nhỏ nhất và giảm tổn thất nhiều nhất Có xét đến bài toán lợi ích kinh tế

- Bài toán tính ngắn mạch (Short Circuit): Việc tính toán ngắn mạch lưới điện trong quá trình lập kế hoạch và vận hành để đánh giá tải trên thiết bị phải được thực hiện theo quy trình chuẩn Các kết quả thu được theo cách này cũng được yêu cầu làm cơ sở cho các phân tích tiếp theo

- Bài toán phân tích sóng hài (Harmonic): Khi lập kế hoạch và thiết kế lưới điện, việc theo dõi hoạt động phụ thuộc vào tần số của thiết bị và sự cộng hưởng hoặc tắt dần của sóng hài do từng thiết bị phát ra là cần thiết Xác định và phân tích hoạt động phụ thuộc tần số của lưới và tần số cộng hưởng đối với trạng thái lưới hiện tại; Tuân thủ các yêu cầu quy định về chất lượng điện áp

- Bài toán phân tích độ tin cậy (Reliability Analysis): Mục đích của phân tích độ tin cậy là đưa ra kết luận về khả năng xảy ra gián đoạn cung cấp trong tương lai dựa trên các lỗi quan sát được trong quá khứ vận hành Các chỉ số về độ tin cậy cung cấp của toàn bộ lưới được theo dõi hoặc của từng khách hàng được tính toán từ hoạt động vận hành của các thành phần và tương tác của chúng trong lưới dựa trên các mô hình sự cố

- Bài toán tính toán hiệu quả kinh tế (Economic Efficiency):

Các nghiên cứu kỹ thuật và tính toán cho việc phát triển, tái cấu trúc lưới cũng cần được đánh giá từ quan điểm kinh tế Việc giám sát này được thực hiện trong các giai đoạn trung và dài hạn (năm đến vài năm) trong phạm vi quy hoạch Tính toán và so sánh chi phí của các phần tử theo kế hoạch để mở rộng và tái cấu trúc lưới điện Đánh giá chi phí đầu tư và chi phí hoạt động

Chu trình thực hiện tính toán sử dụng phần mềm PSS/SINCAL

Thiết lập các thông số lưới điện(Khai báo cấp điện áp; cài đặt các tham số tính

trào lưu công suất, tối ưu hóa; lựa chọn chức

năng tính toán …)

Xây dựng lưới điện(Tạo nguồn điện, đường dây, máy biến áp,

máy cắt, phụ tải, thiết bị bảo vệ …)

Chạy bài toán phân tích(Bài toán trào lưu công suất, bài toán tối ưu,

bài toán hiệu quả kinh tế …)

Báo cáo kết quả(Kết quả điện áp, dòng điện, tổn thất điện năng, tổn thất công suất, trạng thái hoạt động

CHƯƠNG 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG

TRONG LƯỚI ĐIỆN Tính toán lưới phân phối là xác định dòng điện và dòng công suất trên các nhánh của lưới điện, tính tổn thất điện ảp và điện áp các nút, tính tổn thất công suất (P) và tổn thất điện năng (A) để phục vụ quy hoạch, thiết kế và vận hành lưới điện

Trong quy hoạch thiết kế: Lựa chọn các phương án phát triển lưới điện, chọn các thiết bị lưới như dây dẫn, kháng điện, thiết bị bù, thiết bị đóng cắt và bảo vệ Lưới điện thiết kế phải thoả mãn các điều kiện kỹ thuật: Có khả năng tải theo điện áp và phát nóng thoả mãn yêu cầu của phụ tải trong chế độ bình thường và sự cố P và A là hai chỉ tiêu kinh tế quan trọng tham gia hàm mục tiêu kinh tế để lựa chọn phương án tối ưu

Trong vận hành phải kiểm tra tình trạng kỹ thuật và kinh tế Về kỹ thuật kiểm tra các phần tử như dây dẫn, MBA theo điều kiện phát nóng Kiểm tra lưới điện theo điều kiện về điện áp Về kinh tế tính P và A, nếu quá lớn phải có biện pháp cải tạo lưới điện phù hợp

Tổn thất điện năng (TTĐN) trong hệ thống điện (HTĐ) nói chung là chênh lệch giữa lượng điện năng sản xuất từ nguồn điện và lượng điện năng được tiêu thụ tại phụ tải trong một khoảng thời gian nhất định Ta sẽ giới thiệu tóm tắt các phương pháp xác định tổn thất điện năng như sau:

2.1 Phương pháp tính toán theo thời gian cực đại  Theo phương pháp này TTĐN được xác định theo biểu thức:

 

0

max2

Vì vậy, việc tính toán TTĐN theo công thức (2-1) cũng mắc sai số tương đối lớn, giá trị thời gian tổn thất công suất lớn nhất (tính bằng giờ) được xác định theo đồ thị phụ tải như công thức sau:







T

tIII

dtIP

dttP

.1

.).

(

22

max2

max22

max0

2

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:

- Công thức kinh điển:

 = (0,124 + Tmax 10-4)2 x 8.760 (2.3) - Công thức Kenzevits:













maxmin

maxminmax

max

2760.81

760.8760.8.

2

Ppp

PT

TT

- Công thức Vanlander:











2

760.887,0760.83760.8TmTm

Ưu điểm: - Tính toán đơn giản - 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 không lớn

- Cho biết tình trạng làm việc của toàn lưới điện, xác định được phần tử nào làm việc không kinh tế

Nhược điểm: 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 tương đối lớn Trên lưới điện có nhiều phụ tải để xác định được giá trị  ứng với nhiều phụ tải sẽ tốn nhiều công sức và thời gian

2.2 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

TP

AP

P

.

maxmax



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

TP

AP

PF

S max  max.





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 sau:

TT

(2.10) Đối với đường dây có một phụ tải:

2max2

IP

P



Trong đó: I2

tbbp – dòng điện trung bình bình phương tbbp  TItdt

TI

02

- Quan hệ giữa LF và LsF được xây dựng dưới dạng các hàm thực nghiệm dựa trên tính toán thực nghiệm cho các lưới điện và phụ tải khác nhau

Ta có LF2<LsF<LF Một số hàm thực nghiệm thường được sử dụng:

Tính toán TTĐN theo hệ số tổn thất Từ đó có thể suy ra:

Trong đó hệ số tổn thất có thể được tính toán từ các quan hệ thực nghiệm theo hệ số phụ tải Việc tính toán tổn thất công suất lớn nhất ∆Pmax trên các nhánh của lưới điện cũng có thể thực hiện phương pháp tính toán TTĐN theo thời gian tổn thất công suất lớn nhất

2.3 Phương pháp tính toán theo đường cong tổn thất Để xây dựng được các đường cong tổn thất phải tiến hành tính toán phân bố công suất cho lưới điện cung cấp với nhiều giá trị khác nhau về công suất của phụ tải Bằng cách cho giá trị công suất của các phụ tải thay đổi từ Pmin cho đến giá trị Pmax, ứng với mỗi giá trị công suất ta phải tính toán phân bố công suất, xác định giá trị tổn thất

Sau khi kết thúc quá trình tính toán, ta sẽ có được các cặp giá trị của P

và ∆P, với các cặp giá trị này, ta xây dựng đường cong tổn thất cho lưới điện cung cấp Có thể giải tích hoá đường cong bằng các phép xấp xỉ hay tiệm cận

Hoạt động của hệ thống cung cấp điện ít nhiều mang tính ngẫu nhiên và bất định Tuy nhiên, tính quy luật và có điều khiển vẫn là chủ đạo Chẳng hạn, đồ thị phụ tải mang tính ngẫu nhiên nhưng hình dáng khá ổn định, cấu trúc lưới và các phương tiện điều chỉnh, điều khiển phức tạp nhưng hữu hạn và hoàn toàn xác định Vì vậy, một phương thức vận hành tương ứng với một cấu trúc, một phương án điều khiển đã lựa chọn thì các đặc trưng tổn thất cũng có thể coi là xác định, nói riêng có thể xét đường cong quan hệ:

∆P: Tổng TTCS trong lưới P: Tổng công suất thanh cái của mạng lưới cung cấp điện

Tuy nhiên phép đo thực tế rất phức tạp, bởi đòi hỏi phải xác định đồng thời trị số công suất của tất cả các nút phụ tải và nguồn cung cấp Bằng tính toán, đường cong có thể xây dựng như sau:

Giả thiết biết dạng biểu đồ phụ tải và có cos của tất cả các nút (hoặc nhóm nút) phụ tải, coi thanh cái cung cấp là nút cân bằng, tính toán phân bố dòng và xác định TTCS tổng ∆P ứng với mỗi thời điểm của biểu đồ phụ tải (ví dụ theo giờ trongngày) Kết quả nhận được cho phép xây dựng đoạn đường cong TTCS từ Pmax của biểu đồ phụ tải thanh cái Rõ ràng đường cong xây dựng được có tính xác định cao nếu thực tế cos và tỉ lệ công suất giữa các nút ít thay đổi Đây là giả thiết duy nhất có thể chấp nhận được với phương pháp xây dựng đường cong tổn thất.Khi cấu trúc lưới và phương pháp vận hành thay đổi, một họ đường cong tương ứng cần được xây dựng

Với một cấu trúc lưới điện và phương thức vận hành xác định (khi đó sẽ tồn tại một đường cong tổn thất duy nhất) và từ đó dễ dàng có thể xác định được TTĐN tổng trong ngày thông qua biểu đồ tổng công suất thanh cái

Trên Hình 2.1 trình bày quá trình xây dựng biểu đồ TTCS và xác định TTĐN nhờ sử dụng đường cong tổn thất Diện tích của biểu đồ TTCS chính là TTĐN và có thể tính theo phương pháp tích phân đồ thị:







i

i

tPA

Trong đó

∆A0: TTĐN không tải, không phụ thuộc vào sự biến động của phụ tải, phụ thuộc vào tổn hao không tải của các máy biển áp trong lưới là chính

∆At: TTĐN tải, phụ thuộc vào sự biển thiên công suất tiêu thụ của tải theo thời gian cũng như cấu trúc của lưới điện

Hình 3:Biểu đồ đường cong tổn thất công suất Thành phần là tổn thất và tổn thất không tải, tại mỗi thời điểm vận hành ta có biểu thức xác định TTCS:





)(