ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG TRÊN LƯỚI PHÂN PHỐI CÔNG TY ĐIỆN LỰC TP. HỒ CHÍ MINH

NHIỆM VỤ CỦA LUẬN VĂN: 1. TÌM HIỂU PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG CÁC MODULE CỦA PHẦN MỀM PSSADEPT. 2. ỨNG DỤNG PHẦN MỀM PSSADEPT ĐỂ PHÂN TÍCH MỘT SỐ VẤN ĐỀ TRÊN HỆ THỐNG PHÂN PHỐI. 3. ÁP DỤNG PHÂN TÍCH THỰC TẾ TRÊN MỘT HỆ THỐNG PHÂN PHỐI ĐIỂN HÌNH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HỒ CHÍ MINH

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO

(P.F.I.E.V) -

ĐỀ TÀI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG

TRÊN LƯỚI PHÂN PHỐI CÔNG TY

ĐIỆN LỰC TP HỒ CHÍ MINH

SVTH: NGUYỄN TỰ MINH CBHD: TS NGUYỄN HỮU PHÚC

NHIỆM VỤ CỦA LUẬN VĂN

1 TÌM HIỂU PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG CÁC MODULE

CỦA PHẦN MỀM PSS/ADEPT

2 ỨNG DỤNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT ĐỂ PHÂN TÍCH

MỘT SỐ VẤN ĐỀ TRÊN HỆ THỐNG PHÂN PHỐI

3 ÁP DỤNG PHÂN TÍCH THỰC TẾ TRÊN MỘT HỆ

THỐNG PHÂN PHỐI ĐIỂN HÌNH

CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG

CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG

 CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG = CHẤT LƯỢNG ĐIỆN ÁP

 Tần số điện áp

 Biên độ điện áp

 Dạng sóng điện áp

 CÁC ĐỐI TƯỢNG LIÊN QUAN

 Các khách hàng tiêu thụ điện (sản phẩm tiêu dùng)

 Các nhà máy sản xuất (yếu tố đầu vào)

 Các công ty sản xuất, cung cấp thiết bị điện (yếu tố liên quan)

 Các công ty cung cấp điện năng (sản phẩm cung cấp)

 XÁC ĐỊNH CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG

 Các chỉ số họa tần : SATHD; STHD95…

 Các chỉ số sụt áp : SARFI

 Các chỉ số độ tin cậy : SAIFI; SAIDI; CAIFi; CAIDI

PHẦN MỀM PSS/ADEPT

GIỚI THIỆU PSS/ADEPT

 Xu hướng tại các công ty điện lực là dùng các phần

lưới phân phối và đánh giá chất lượng điện năng.

 PSS/ADEPT (Power System Simulator/ Advaned

Distribution Engineering Productivity Tool) là phần

mềm chuyên nghiệp hàng đầu do công ty PTI (

thuộc tập đoàn SIEMENT) sản xuất Phiên bản mới

nhất hiện nay là Version 5.1

 Bắt đầu từ năm 2004 Công ty Điện lựcTP.HCM đã

sử dụng phần mềm PSS/ADEPT tại tất cả các đơn

vị thành viên của công ty Phiên bản hiện nay đang

dùng là Version 5.0

GIAO DIỆN CHÍNH CỦA PSS/ADEPT

ĐẶC ĐIỂM CỦA PSS/ADEPT

 Giao diện đồ họa trực quan và thân thiện với người

sử dụng (đã quen thuộc với HĐH WINDOWS)

 Có khả năng tính toán hệ thống lớn, không hạn chế

số nút (chỉ phụ thuộc vào máy tính sử dụng)

 Có đầy đủ các Module hỗ trợ tính toán các vấn đề

cần thiết trên lưới phân phối

 Có đầy đủ các công cụ hỗ trợ như Line Constants

(tính toán tổng trở đường dây), CSDL thiết bị bảo

vệ, tập tin thư viện (quản lý dữ liệu các phần tử) và

Crystal Report (lập các báo cáo kết quả tính toán)

 Chế độ bản quyền được thực hiện thông qua khóa

cứng giao tiếp máy tính bằng cổng USB

CÁC MODULE CỦA PSS/ADEPT

1 LOAD FLOW

 Hỗ trợ giải bài toán phân bố công suất

 Cho biết dòng điện, điện áp, công suất tiêu thụ (thực và phản

kháng) cũng như góc pha tại tất cả các nút Đồng thời cho biếtdòng điện, tổn thất công suất và góc pha trên tất cả các nhánh

 Cơ sở tính toán dựa trên phương pháp lặp để giải phương

trình quan hệ điện áp và công suất thông qua ma trận tổngdẫn của hệ thống

2 SHORT CIRCUIT

 Hỗ trợ giải bài toán tính toán ngắn mạch trên lưới phân phối

 Tính được tất cả các loại ngắn mạch một, hai và ba pha

 Cho biết dòng điện ngắn mạch lớn nhất có thể tại tất các nút

trên hệ thống (Fault All)

 Cho biết dòng điện ngắn mạch xảy ra tại tất cả các nút khi có

sự cố xảy ra tại một nút nào đó (Fault)

CÁC MODULE CỦA PSS/ADEPT (TT)

3 MSA (MOTOR STARTING ANALYSIS)

 Hỗ trợ phân tích sụt áp trong trường hợp khởi động các động

cơ công suất lớn trong hệ thống

 Phương pháp phân tích là giải bài toán phân bố công suất để

tính điện áp nút trước và trong quá trình khởi động động cơsau đó so sánh để xác định mức độ sụt áp

4 TOPO (TIE OPEN POINT OPTIMIZATION)

 Hỗ trợ phân tích để xác định cấu hình có tổn thất nhỏ nhất

trong hệ thống phân phối có nhiều cấu hình hoạt động

 So sánh giá trị tổn thất công suất của từng cấu hình có thể có

của hệ thống

 Cho biết cấu hình lưới có tổn thất nhỏ nhất và các thiết bị bảo

vệ phải thay đổi trạng thái so với cấu hình ban đầu

 Phiên bản hiện tại chỉ xét các hệ thống hình vòng đang vận

hành hở

CÁC MODULE CỦA PSS/ADEPT (TT)

5 CAPO (OPTIMAL CAPACITOR PLACEMENT)

 Hỗ trợ giải bài toán tìm vị trí đặt tụ bù tốt nhất trên phương

diện giá trị kinh tế

 Phương pháp tính toán là so sánh số tiền tiết kiệm được do

việc lắp đặt tụ bù mang lại và số tiền đầu tư, vận hành tụ bù

 Có thể sử dụng để kiểm tra các tụ bù hiện hữu hoặc tìm vị trí

lắp đặt mới tụ bù

6 PROTECTION AND COORDINATION

 Hỗ trợ phân tích sự phối hợp giữa các thiết bị bảo vệ hiện hữu

trên hệ thống

 Phương pháp phân tích là so sánh các đường đặc tuyến dòng

điện theo thời gian của các thiết bị bảo vệ có liên quan

 Có thể sử dụng để kiểm tra tình trạng hoạt động của các thiết

bị bảo vệ hiện tại và đề xuất các giá trị cài đặt mới cho cácthiết bị bảo vệ để có các sơ đồ phối hợp tốt hơn

CÁC MODULE CỦA PSS/ADEPT (TT)

7 HARMONIC

 Hỗ trợ phân tích các vấn đề ảnh hưởng của họa tần bậc cao

đến hệ thống phân phối

 Cho biết từng thành phần các bậc họa tần, độ méo dạng tổng

(THD), hệ số ảnh hưởng đường dây điện thoại (TIF), dạngsóng… tại tất cả các nút và nhánh trong hệ thống

 Sử dụng phương pháp bơm dòng và quét tần số

8 DRA (DISTRIBUTION REALIABILIY ANALYSIS)

 Hỗ trợ tính toán các chỉ số độ tin cậy trong hệ thống phân phối

như SAIFI, SAIDI, CAIFI, CAIDI

 Phiên bản hiện tại chỉ áp dụng được với các hệ thống hình tia

và chỉ xét đến các sự kiện mất điện dài hạn

 Các số liệu về mất điện thoáng qua đã được đưa vào (nhưng

chưa sử dụng) chứng tỏ ở phiên bản kế tiếp có thể xét được

cả các sự kiện mất điện thoáng qua

TIỆN ÍCH HỖ TRỢ CỦA PSS/ADEPT

1 LINE CONSTANTS

 Hỗ trợ tính toán tổng trở thứ tự thuận và thứ tự không của

đường dây (cả đường dây trên không và cáp ngầm)

 Người dùng có thể nhập các thông số đường dây trực tiếp

trên giao diện đồ họa và tính tóan tổng trở của các lọai đườngdây để sử dụng sau này

 Kết quả tính toán có thể cập nhật trực tiếp vào tập tin thư viện

của chưong trình

2 CRYSTAL REPORT

 Hỗ trợ lập các báo cáo dạng bảng trình bày chi tiết kết quả

tính toán của các module

 Kết quả tính toán bao gồm điện áp, dòng điện, công suất tiêu

thụ, công suất tổn thất…

 Các báo cáo này có thể xem, in ấn hoặc xuất ra các định dạng

tập tin thông dụng như Text, Excel…

TIỆN ÍCH HỖ TRỢ CỦA PSS/ADEPT (TT)

3 CƠ SỞ DỮ LIỆU THIẾT BỊ BẢO VỆ (PTIPROT.MDE)

 Chứa đầy đủ thông số của các thiết bị bảo vệ thông dụng trên

lưới phân phối như relay, recloser và chì

 Thiết bị bảo vệ của nhiều hãng sản xuất lớn và phổ biến trên

thế giới như COOPER, ABB, WESTINGHOUSE…

 Cung cấp dưói dạng quen thuộc là ACCESS, cho phép hiệu

chỉnh các thiết bị sẳn có và cập nhật thêm các thiết bị mới

4 TẬP TIN THƯ VIỆN CỦA CHƯƠNG TRÌNH (PTI.CON)

 Lưu trữ thông số của các loại phần tử trên nhánh (như đường

dây, máy biến áp và thiết bị đóng cắt) dưới dạng các mẩu tin

có tên để tham chiếu

 Các thông tin lưu trữ trong một mẩu tin bao gồm tổng trở thứ

tự, thông số phục vụ tính độ tin cậy và các mức xét quá tải

 Sử dụng tập tin này để hỗ trợ quản lý thông số của các phần

tử nhánh cùng loại (rất hay gặp trên hệ thống phân phối)

CÁC PHẦN TỬ TRONG PSS/ADEPT

1 NÚT (NODES, BUSBARS)

2 NGUỒN (SOURCE)

3 ĐƯỜNG DÂY (LINES)

4 MÁY BIẾN ÁP (TRANSFORMERS)

5 TẢI (LOADS)

6 ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ (SYNCHRONUS MACHINES)

7 ĐỘNG CƠ KHG ĐỒNG BỘ (INDUCTION MACHINES)

SỬ DỤNG CÁC MODULE PSS/ADEPT

1 Bổ sung các phần tử phụ của module cần phân tích

2 Thiết lập các tham số cần thiết cho module phân

tích Vào Menu ANALYSIS/OPTION

3 Thực hiện phân tích các module bằng cách vào

Menu ANALYSIS hoặc dùng chuột click vào các

button tương ứng trên thanh công cụ.

4 Xem các kết quả phân tích trực tiếp trên giao diện

đồ họa hoặc thông qua các report dạng bảng.

MÔ HÌNH KHẢO SÁT TỔNG QUÁT

THU THẬP DỮ LIỆU

XÂY DỰNG MÔ HÌNH LƯỚI TRÊN PSS/ADEPT

CÀI ĐẶT THAM SỐ TÍNH TOÁN

THỰC HIỆN PHÂN TÍCH TRÊN CÁC MODULE

NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ TRÊN CÁC KẾT QUẢ THU ĐƯỢC

PHÂN TÍCH THỰC TẾ eBook for You

2 PHÁT TUYẾN BÌNH HƯNG & QUI ĐỨC

 Lấy nguồn từ trạm phân phối 110/15 kV Phú Định

qua thanh cái 51 (tuyến Bình Hưng) và thanh cái 52

(tuyến Qui Đức)

 Phát tuyến chính chạy dọc theo 2 bên Liên tỉnh lộ

15 và Quốc lộ 50 hướng về Cần Giuộc Long An.

Ngoài ra còn có một số nhánh rẽ 1 pha và 3 pha

 Cung cấp điện cho 2 xã Bình Hung, Qui Đức và các

khu vực lân cận.

 Khách hàng chủ yếu là các khu dân cư và một số

nhà máy tiểu thủ công nghiệp (nhỏ và trung bình).

Các loại khách hàng khác rất ít, không đáng kể.

2 PHÁT TUYẾN BÌNH HƯNG & QUI ĐỨC

ĐIỆN NĂNG TIÊU THỤ (MWH) 2311 2074

CẬP NHẬT TẬP TIN THƯ VIỆN PTI.CON

 DỮ LIỆU CÁC LOẠI ĐƯỜNG DÂY

THỐNG KÊ SỐ LIỆU TIÊU THỤ

Bìnhthường

Caođiểm

Thấpđiểm

Bìnhthường

Caođiểm

Thấpđiểm

1 3 5 7 911131517192123

Series1

BỐN TÌNH TRẠNG TẢI (SNAPSHOT)

ĐỘ LỚN THỜI GIAN ĐỘ LỚN THỜI GIAN

BÀI TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT

CƠ SỞ THẤP ĐIỂM CAO ĐIỂM TRG BÌNH Sụt áp max (%) 6.37% < 5% < 5% < 5%

Quá áp (nút) KHÔNG KHÔNG KHÔNG KHÔNG

Quá tải (nhánh) KHÔNG KHÔNG KHÔNG KHÔNG

Sụt áp MV>5% (nút) 58 KHÔNG KHÔNG KHÔNG

BÀI TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT

DÒNG ĐIỆN ĐẦU PHÁT TUYẾN

BÌNH HƯNG (A) QUI ĐỨC (A)

NHẬN XÉT

 NHẬN XÉT CHUNG

 Độ sụt áp lớn nhất nằm trong giới hạn cho phép (< 5%)

 Không xảy ra tình trạng quá tải trên các dây dẫn

 Phần trăm tổn thất công suất thực và công suất phản kháng nhỏ

hơn 1% tức là nằm trong giới hạn cho phép

 ĐỀ XUẤT

 Khi hoạt động hết định mức tải (thực tế không có hoặc nếu có thì

không kéo dài) thì hiện tượng sụt áp xảy ra khá nhiều nên cấn

lưu ý các thời điểm này (nếu có) đề đề phòng

 Mức độ tải hiện nay là phù hợp, trong trường hợp có tăng thêm

phụ tải cần tính toán cụ thể để tránh tổn thất quá lớn hoặc quá

tải các đường dây

 Tổn thất công suất phản kháng thấp trong điều kiện tải thấp

điểm nên có thể giảm bớt công suất kháng của tụ bù bằng cách

mở các tụ bù ứng động

cơ trong 3 trường hợp ứng

với 3 vị trí của động cơ là

đầu giữa và cuối phát tuyến

ĐẦU GIỮA CUỐI

Sụt áp max (kV)

0.08 0.2 0.32

Sụt áp min (kV)

0.06 0.06 0.05

PP KHỞI ĐỘNG

ĐỘC LẬP DÙNG MBA

S ụt áp max (kV)

0.32 0.08

S ụt áp min (kV)

0.05 0.01

VỊ TRÍ

 Vị trí lắp đặt tối ưu theo CAPO

Tụ bù tĩnh 1 : C20

Tụ bù tĩnh 2 : NODE233

Tụ bù ứng động: NODE1694Tổn thất P : 400.91kWTổn thất Q : 414.85 kVAR

PHỐI HỢP BẢO VỆ

PHỐI HỢP BẢO VỆ

RELAY 578 VÀ RECLOSER HƯƠNG LỘ 7

RELAY 578 VÀ LBFCO C/C BÌNH HƯNG

LBFCO TÂN LIÊM VÀ FCO

RELAY 573 VÀ RECLOSER TÁI LẬP

NHẬN XÉT

 NHẬN XÉT CHUNG

 Giá trị chỉnh định các thiết bị bảo vệ phù hợp với dòng điện

ngắn mạch đã tính toán

 Sự phối hợp giữa các thiết bị bảo vệ nói chung khá tốt đảm

bảo tuân thủ các yêu cầu của sơ đồ phối hợp bảo vệ

 CÁC ĐỀ XUẤT

 Các recloser hiện nay đang hoạt động ở chế độ 1 lần đóng lại

(tác động 2 lần) chưa thể hiện hết tính năng ưu việt của nó Vìvậy nên tăng số lần đóng lại lên 2 hoặc 3 lần

 Relay 573 và recloser TÁI LẬP có đặc tuyến tác động cắt

nhau chứng tỏ sự phối hợp chưa tốt cần chỉnh định lại bằngcách tăng giá trị TIME_DIAL lên hoặc nâng cao ngưỡng tácđộng của relay

BẬC9 (%)

BẬC

11 (%)

BẬC13 (%) T19AK056L 360 1.20 8.30 3.90 0.30 2.30 0.40

PHÂN TÍCH HỌA TẦN

 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH

 Đo đạc các giá trị nguồn họa tần

dòng điện tại các tải có mức độhọa tần lớn

 Tính họa tần điện áp tại các nút

khác trên hệ thống

 Thể hiện dạng sóng và phổ điện

áp tại các nút quan tâm

 KẾT QUẢ TẠI ĐẦU NGUỒN

0.5 1

0.0001

Harmonic number

 Kết quả phân tích không

chính xác so với số liệu đo đạc thực tế

 Theo kết quả đo đạc thì

mức độ họa tần tại thanh cái 52 trạm Phú Định nằm trong mức độ cho phép (Với cấp điện áp < 69kV thì THD cho phép là 3%

THD-F trung bình trong ngày

0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00

TÍNH TOÁN ĐỘ TIN CẬY

Phát tuyến chính Đầu phát tuyến 1 4 giờ 25 phút

Nhánh rẽ C/c Bình Hưng 1 0 giờ 43 phút

Trạm biến áp T19EK133D 2 0 giờ 48 phút

T19EK135D 4 1 giờ 12 phútT19EK136D 1 2 giờ 30 phútT19EK138D 2 1 giờ 37 phútT19AK056L 1 1 giờ 40 phútT19AK042D 1 1 giờ 00 phútT19AK036D 3 2 giờ 32 phút

TÍNH TOÁN ĐỘ TIN CẬY

 SỐ KHÁCH HÀNG

1 Lấy giá trị chính xác tại từng trạm phụ tải

2 Lấy trung bình theo công suất trung bình của trạm phụ tải

3 Xem như mỗi trạm phụ tải là một khách hàng

TRƯỜNG HỢP 1 TRƯỜNG HỢP 2 TRƯỜNG HỢP 3

NHẬN XÉT SƠ BỘ VỀ CLĐN

 VỀ CHẤT LƯỢNG BIÊN ĐỘ ĐIỆN ÁP

 Sụt áp lớn nhất < 5% tức là nằm trong giới hạn cho phép

 Không xảy ra quá điện áp

 VỀ CHẤT LƯỢNG DẠNG SÓNG ĐIỆN ÁP

 THD điện áp tại đầu nguồn và các nút tải luôn < 2% tức là

nằm trong giói hạn cho phép

 VỀ ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN

 Tương đối cao và ổn định

 Các trạm biến áp trong khu vực khu dân cư Bình Hưng hay

xảy ra sự cố cần lưu ý khắc phục

KẾT LUẬN eBook for You

KẾT LUẬN VỀ PSS/ADEPT

 ƯU ĐIỂM CỦA PSS/ADEPT

 Tính toán cho kết quả chính xác đối với các bài toán phổ biến

trên hệ thống phân phối

 Phù hợp sử dụng tại công ty Điện lực TP.HCM

 HẠN CHẾ CỦA PSS/ADEPT

 Cơ sở dữ liệu của PSS/ADEPT quá yếu, không hỗ trợ truy

vấn dữ liệu và trao đổi dữ liệu với các phần mềm khác mộtcách trực tiếp (ví dụ : thông qua các câu lệnh truy vấn SQLchẳng hạn) gây khó khăn trong cập nhật hiệu chỉnh số liệu

 Cơ sở dữ liệu thiết bị bảo vệ phần Recloser (đặc biệt là

Recloser điện tử) chưa đạt yêu cầu

 Module Protection and Coordination chưa thể phân tích chính

xác một số sơ đồ phối hợp bảo vệ

 Phụ thuộc vào khóa cứng, giá tiền băn quyền khá cao nên chi

phí đầu tư rất lớn

HƯỚNG PHÁT TRIỂN

 CÁC VẤN ĐỀ ĐÃ GIẢI QUYẾT ĐƯỢC

 Phương pháp sử dụng các module của PSS/ADEPT vào đánh

giá hệ thống phân phối

 Phương pháp thu thập và xử lý một số dữ liệu

 Kết quả thu được sau khi phân tích thực tế 7 module đạt yêu

cầu Có thể áp dụng phương pháp trên vào thực tế vận hành

 CÁC VẤN ĐỀ CÒN TỒN TẠI

 Module TOPO chưa được sử dụng thực tế nên chưa thể có

kết luận chính xác về khả năng tính toán của nó

 Phân tích thực tế một lưới phân phối có qui mô lớn hơn để

kiểm chứng khả năng tính toán của PSS/ADEPT

 Phương pháp kết nối trao đổi dữ liệu giữa PSS/ADEPT và các

phần mềm khác như ACCESS, MAP_INFO…

TRÂN TRỌNG CÁM ƠN