Khảo sát tổn thất lưới điện phân phối qua phần mềm pssadept

Khảo sát tổn thất lưới điện phân phối qua phần mềm pssadept

PHẦN 1: TỔNG QUAN

1

GIỚI THIỆU 1

1.1 MỞ ĐẦU 1

1.2 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN PHẦN MỀM PSS/ADEPT 2

1.2.1 Các chức năng ứng dụng: 2

1.2.2 Các phân hệ của PSS/ADEPT: 2

1.2.3 Các cửa sổ ứng dụng của PSS/ADEPT: 3

1.2.4 Khóa cứng 4

1.3 HIỆN TRẠNG ÁP DỤNG PHẦN MỀM PHÂN TÍCH LƯỚI ĐIỆN TẠI CÔNG TY ĐIỆN LỰC TP HCM 5

PHẦN 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÔNG CỤ TÍNH TOÁN 6

CƠ SỞ TÍNH TOÁN 6

2.1 PHÂN BỐ CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 6

2.1.1 Phương trình cân bằng công suất 6

2.1.2 Phương pháp Gauss – Seidel 7

2.1.3 Phương pháp Newton – Raphson giải bài toán phân bố công suất 8

2.2 TỔN THẤT TRÊN LƯỚI PHÂN PHỐI 10

2.2.1 Tổn thất điện áp 11

2.2.2 Tổn thất công suất 17

2.3 PHƯƠNG PHÁP TÍNH BÙ CHO LƯỚI PHÂN PHỐI 20

3.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN: 24

3.1.1 Phương pháp cơ bản của JUN và LENS (Viện Năng Lượng): 24

3.1.2 Phương pháp bậc thang hóa đồ thị phụ tải (Viện Năng Lượng): 24

3.1.3 Phương pháp thời gian tổn thất công suất lớn nhất (TLTK: Giáo trình mạng điện của Bùi Ngọc Thư) 24

3.1.4 Phương pháp hệ số tổn thất công suất: (TLTK: KTT, Distribution System Westing House) 25

3.1.5 Phương pháp hai đường thẳng của Edmond Borard (Bỉ): 25

3.1.6 Phương pháp xác định tổn thất theo lý thuyết xác suất: (TLTK: PTS Trần Quang Khánh -Trường Đại học Nông nghiệp I) 26

3.2 LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN: 28

3.2.1 Yêu cầu chọn lựa: 28

3.2.2 Phân tích phương pháp: 28

3.2.3 So sánh lựa chọn phương pháp tính toán: 29

30

TÌM HIỂU PHẦN MỀM PSS/ADEPT 30

4.1 TỔNG QUAN VỀ ÁP DỤNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT : 31

4.1.1 Sơ đồ áp dụng triển khai 31

4.1.2 Thiết lập thông số cho mạng lưới: 31

4.1.3 Tạo sơ đồ: 32

4.2 CÁC CHỨC NĂNG PHÂN TÍCH LƯỚI ĐIỆN CỦA PHẦN MỀM PSS/ADEPT 35

4.2.1 Tính toán phân bố công suất 35

4.2.2 Tính toán ngắn mạch 38

4.2.3 Xác định vị trí đặt tụ bù tối ưu (CAPO) 39

4.2.4 Tính toán phối hợp và bảo vệ 46

4.2.5 Tính toán phân tích sóng hài 50

4.2.6 Tính toán điểm dừng tối ưu (TOPO) 57

4.2.7 Tính toán độ tin cậy lưới điện 59

4.2.8 Tính toán phân tích khởi động động cơ 62

66

LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC SÀI GÒN 66

5.1 TỔNG QUAN: 66

5.1.1 Về tổ chức nhân sự: 67

5.1.2 Về quy mô quản lý: 67

5.2 KẾT QUẢ SẢN XUẤT KINH DOANH: 71

5.2.1 Về sản lượng điện: 71

5.2.2 Nhận xét chung về các số liệu kinh doanh: 72

5.3 HIỆN TRẠNG TỔN THẤT TRÊN LƯỚI PHÂN PHỐI 72

5.3.1 Tổng quan 72

5.3.2 Phân tích tổn thất điện năng năm 2004 73

76

THU THẬP VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU ĐẦU VÀO 76

6.1 CÁC PHƯƠNG ÁN THU THẬP SỐ LIỆU 76

6.2 CÁC PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ SỐ LIỆU 77

6.2.1 Phương án công suất tiêu thụ trung bình 77

6.2.2 Phương án công suất tiêu thụ trung bình bổ sung 77

6.2.3 Phương án xây dựng đồ thị phụ tải từ đồ thị phụ tải hạ thế chuẩn 79

6.3 PHƯƠNG ÁN CHỌN LỰA TÍNH TOÁN 81

6.3.1 Cơ sở thu thập số liệu: 81

6.3.2 Trình tự thu thập số liệu 81

6.3.3 Kết quả tính toán 82

6.3.4 Nhận xét kết quả tính toán 82

82

KẾT QUẢ ÁP DỤNG TÍNH TOÁN TỔN THẤT 82

7.1 CÁC BƯỚC TÍNH TOÁN 82

7.1.1 Thiết lập thông số hệ thống (trước khi vẽ) 82

7.1.2 Tạo sơ đồ 84

7.1.3 Chạy bài toán phân tích 96

7.2 KẾT QUẢ TÍNH TOÁN 97

7.2.1 Tính toán phân bố công suất 97

7.2.2 Nhận xét kết quả tính toán 97

8.2 KẾT QUẢ TÍNH TOÁN 98

8.2.1 Tính toán bù công suất phản kháng (bù tối ưu) cho lưới điện trung thế 98

8.2.2 Giá trị tổn thất điện năng tiết kiệm 108

PHẦN 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 108

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 108

9.1 KẾT LUẬN 108

9.1.1 Thuận lợi 108

9.1.2 Khó khăn 109

9.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 109

ở hầu hết các nước đang phát triển phải đối đầu, đây là mục tiêu của ngành điện nhằm cung cấp điện năng cho người dân với chất lượng tốt nhất)

Qua đó, cùng với sự phát triển của những thành tựu mới trong ngành công nghệ thông tin (CNTT) đã thúc đẩy và tăng cường ứng dụng máy tính nghiên cứu lưới điện Ngành điện cũng đang triển khai ứng dụng những thành tựu này để xây dựng các chương trình phục vụ cho việc quản lý và vận hành lưới điện Những thành tựu mới về CNTT như khả năng lưu trữ của phần cứng, tốc độ tính toán, các phương pháp hệ chuyên gia, mạng neuron,… đã cung cấp những phương tiện và công cụ mạnh để tăng cường nghiên cứu mở rộng ứng dụng trong lĩnh vực này

Trước đây, khi Công ty Điện lực TP.HCM chưa có công cụ mạnh, các phần mềm chuyên dùng để tính các bài toán phân tích lưới điện, nên thường phải sử dụng các biểu thức tính tay, do vậy vừa mất thời gian mà độ chính xác lại chưa cao Nên kể từ tháng 6 năm 2004 Công ty Điện lực đã triển khai áp dụng phần mềm PSS/ADEPT để tính toán cho lưới điện thành phố, nhằm hổ trợ công tác quản lý lưới điện tại các Điện lực Do đó, việc tìm hiểu nghiên cứu phần mềm PSS/ADEPT để phục vụ cho công tác

thực tế sau này là một nhu cầu cấp thiết, vì thế việc em thực hiện luận văn “Khảo sát

tổn thất lưới điện phân phối qua phần mềm PSS/ADEPT“ xuất phát từ nhu cầu đó

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là khảo sát tổn thất kỹ thuật trên lưới điện phân phối trung thế nổi tại Điện lực Sài Gòn và ứng dụng các phương pháp, công cụ của phần mềm PSS/ADEPT để giải bài toán tổn thất trên lưới phân phối Cụ thể là mô phỏng được sơ đồ đơn tuyến dây trung thế để áp dụng tính toán bài toán phân bố công suất và tính toán bù tối ưu trên lưới điện, đồng thời cũng để phục vụ cho công tác quản lý, vận hành lưới điện phân phối của Điện lực sau này

1.2 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN PHẦN MỀM PSS/ADEPT

Phần mềm PSS/ADEPT (The Power System Simulator / Advanced Distribution Engineering Productivity Tool) của hãng Shaw Power Technologies được phát triển

dành cho các kỹ sư và nhân viên kỹ thuật trong ngành điện Nó được sử dụng như một công cụ để thiết kế và phân tích lưới điện phân phối PSS/ADEPT cũng cho phép chúng ta thiết kế, chỉnh sửa và phân tích sơ đồ lưới và các mô hình lưới điện một cách trực quan theo giao diện đồ họa với số nút không giới hạn Tháng 04-2004, hãng Shaw Power Technologies đã cho ra đời phiên bản PSS/ADEPT 5.0 với nhiều tính năng bổ sung và cập nhật đầy đủ các thông số thực tế của các phần tử trên lưới điện

1.2.1 Các chức năng ứng dụng:

PSS/ADEPT cung cấp đầy đủ các công cụ ( Tools) cho chúng ta trong việc thiết

kế và phân tích một luới điện cụ thể Với PSS/ADEPT, chúng ta có thể:

™ Vẽ sơ đồ và cập nhật lưới điện trong giao diện đồ họa

™ Việc phân tích mạch điện sử dụng nhiều loại nguồn và không hạn chế số nút

™ Hiển thị kết quả tính toán ngay trên sơ đồ lưới điện

™ Xuất kết quả dưới dạng report sau khi phân tích và tính toán

™ Nhập thông số và cập nhật dễ dàng thông qua data sheet của mỗi thiết bị trên sơ

đồ

1.2.2 Các phân hệ của PSS/ADEPT:

Nhiều module tính toán trong hệ thống điện không được đóng gói sẵn trong phần mềm PSS/ADEPT, nhưng chúng ta có thể mua từ nhà sản xuất từng module sau khi cài đặt chương trình Các module bao gồm:

™ Bài toán tính phân bố công suất (Load Flow – module có sẵn): phân tích và tính toán điện áp, dòng điện, công suất trên từng nhánh và từng phụ tải cụ thể

™ Bài toán tính ngắn mạch (All Fault- module có sẵn): tính toán ngắn mạch tại tất

cả các nút trên lưới, bao gồm các loại ngắn mạch như ngắn mạch 1 pha, 2 pha

và 3 pha

™ Bài toán TOPO (Tie Open Point Optimization), phân tích điểm dừng tối ưu: tìm

ra những điểm có tổn hao công suất nhỏ nhất trên lưới và đó chính là điểm dừng lưới trong mạng vòng 3 pha

™ Bài toán CAPO (Optimal Capacitor Placement), đặt tụ bù tối ưu : tìm ra những điểm tối ưu để đặt các tụ bù cố định và tụ bù ứng động sao cho tổn thất công suất trên lưới là nhỏ nhất

™ Bài toán tính toán các thông số của đường dây (Line Properties Culculator): tính toán các thông số của đường dây truyền tải

™ Bài toán phối hợp và bảo vệ ( Protection and Coordination)

™ Bài toán phân tích sóng hài (Hamornics): phân tích các thông số và ảnh hưởng của các thành phần sóng hài trên lưới

™ Bài toán phân tích độ tin cậy trên lưới điện (DRA- Distribution Reliability Analysis): tính toán các thông số độ tin cậy trên lưới điện như SAIFI, SAIDI, CAIFI, CAIDI…

1.2.3 Các cửa sổ ứng dụng của PSS/ADEPT:

Cửa số ứng dụng của PSS/ADEPT bao gồm nhiều thành phần chính như sau:

™ Cửa sổ View: bao gồm các thông tin cho các ứng dụng, đồ họa và 3 cửa sổ chính để thiết kế và phân tích một sơ đồ mạch điện

™ Thanh trạng thái (StatusBar) để hiển thị thông tin trạng thái của chương trình khi PSS/ADEPT đang tính toán

™ Thanh menu chính ( Main Menu) gồm các hàm chức năng trong PSS/ADEPT

™ Thanh công cụ (ToolBar) cung cấp tool giúp cho việc vẽ sơ đồ mạch điện thực hiện nhanh chóng và dễ dàng

Hình 1.1 – Các cửa sổ View trong PSS/ADEPT

Hình 1.2 – Các thanh chức năng chính trong PSS/ADEPT

1.2.4 Khóa cứng

Có 2 loại khóa cứng để bảo vệ bản quyền cho phần mềm này: loại parallel gắn ở cổng máy in và loại gắn cổng USB Hiện nay, hãng Shaw Power Technologies cũng có 2 loại khóa cứng cho máy đơn và máy mạng

1.3 HIỆN TRẠNG ÁP DỤNG PHẦN MỀM PHÂN TÍCH LƯỚI ĐIỆN TẠI CÔNG TY ĐIỆN LỰC TP HCM

Lưới điện phân phối và truyền tải TP.HCM không ngừng phát triển mở rộng về qui mô cũng như phúc tạp Theo đó, các yêu cầu cung cấp điện liên tục cho khách hàng với chất lượng điện năng ngày càng cao cũng gia tăng

Hiện nay, các đơn vị Điện lực khu vực trong công ty Điện lực TP.HCM chưa có phần mềm mạnh để tính toán các thông số lưới phục vụ các công tác của đơn vị Chẳng hạn như: Các đơn vị đang sử dụng các chương trình theo dõi mất điện, thống kê

số vụ, thời gian mất điện nhưng chưa áp dụng các chỉ số cụ thể để đánh giá độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện Các công ty điện lực trên thế giới thường xây dựng một

số chỉ số định lượng cụ thể để đánh giá Các thông số báo cáo như bình quân khách hàng khu vực sinh hoạt bị mất điện 3 vụ/năm, 120 phút/năm, sẽ cụ thể, dễ hiểu, dễ đánh giá hơn Các tổ chức điện lực uy tín như IEEE, EEI (Edison Electric Institue), EPRI (Electric Power Reasearch Institute) và CEA (Canadian Electric Association) xây dựng nhiều chỉ số được nhiều đơn vị áp dụng Trong đó, hệ thống chỉ số của IEEE

là phổ biến nhất Theo IEEE, các chỉ số tin cậy (Reliability Index RI) của lưới phân phối bao gồm SAIFI, SAIDI, CAIDI, ASAI, ASUI, ENS và AENS Shaw Power technologics Inc cũng đã xây dựng các chỉ số trong các sản phẩm phần mềm trong đó

có PSS/ADEPT

Để đánh giá hiệu quả sử dụng nguồn vồn đầu tư các công trình điện, các công ty Điện lực nước ngoài thường sử dụng các kết quả tính toán từ các phần mềm chuyên nghiệp như các phần mềm tính toán và phân tích lưới điện của Hãng Shaw Power

Technologics, Inc (USA) như: PSS/U, PSS/ADEPT, SLIDER/U, PSS/E, ASPEN ONE LINE

PSS/U, viết tắc từ tên gọi Power System Simulator Utilisation tạm dịch là phần mềm tiện ích mô phỏng hệ thống điện Phần mềm PSS/U được coi là chương trình chuẩn để tính toán và phân tích hệ thống điện được nhiều nước trên thế giới sử dụng Ngân hàng thế giới cũng coi đây là chương trình dùng để kiểm tra tính hiệu quả đầu tư của nước vay tiền Một thông số mà họ quan tâm nhất có thể nói là mức độ giảm tổn thất trong lưới điện (phần tổn thất kỹ thuật) khi có đầu tư, cải tạo lưới điện

Trung tâm Điều độ Thông tin Công ty Điện lực TP.HCM đang sử dụng phần mềm ASPEN ONE LINE cũng của Hãng Shaw Power Technologics, Inc, làm công cụ tính toán, cài đặt và chỉnh định phối hợp bảo vệ áp dụng cho các đơn vị quản lý lưới điện trong toàn công ty Điện lực TP.HCM

Như vậy, có thể nhận xét rằng, các phần mềm tính toán kỹ thuật điện của Hãng Shaw Power Technologics , Inc mang lại rất nhiều hiệu quả cho công ty Điện lực TP.HCM, Tổng công ty cũng đã tiếp tục mua khoá cứng các phần mềm PSS/E (Power System Simulator for Engineering), PSS/ADEPT (Power System Simulator/Advanced Engineering Productivity Tool) trang bị cho các đơn vị trực thuộc và dự kiến cũng sẽ mua thêm các phầm mềm của Hãng này như PSS/Engines (hỗ trợ Geographic Information System), PSS/O (Power System Simulator for Operations),…khuyến khích áp dụng vào các công tác trong mọi hoạt động ngành, tính toán tại mọi thời điểm các thông số lưới trong quá trình quản lý, phát triển và vận hành lưới điện Việt Nam Thế nhưng việc triển khai áp dụng phần mềm này gặp rất nhiều khó khăn Các khó khăn này, được Trung tâm Điều độ Thông tin và các đơn vị sử dụng trong EVN phản ánh với EVN

Các khó khăn khi áp dụng các phần mềm tại các đơn vị quản lý lưới điện là: Thời gian tập huấn sử dụng từ nhà cung cấp rất ít, hầu như không có Xây dựng dữ liệu lưới điện để đưa vào tính toán ở phạm vi 1 Điện lực khu vực rất khó khăn, mất rất nhiều thời gian và công sức Càng khó khăn hơn, khi mọi công việc chỉ tập trung thực hiện tại 1 đơn vị là Trung tâm Điều độ Thông tin Gía bản quyền sử dụng rất cao, nếu trang

bị cho các Điện lực là rất lớn, lên đến cả trăm ngàn USD cho các phần mềm trên Đơn

vị nghiên cứu khó có thể chuyển giao kết quả nghiên cứu cho các đơn vị để áp dụng vào thực tế vì chỉ có 1 khoá cứng (chạy được 1 máy tính) Do đó, không thể tập huấn

sử dụng phổ biến rộng rãi các phần mềm này cho các đơn vị sử dụng

CƠ SỞ TÍNH TOÁN

2.1 PHÂN BỐ CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

Phân bố công suất trong hệ thống điện nhằm quy hoạch, hoạch định kinh tế, dự kiến tương lai,… Mục đích là tìm giá trị điện áp, góc pha tại mỗi nút và công suất tác động, phản kháng chạy trên mỗi nhánh (|V|, δ,P,Q) có 3 loại nút:

™ Nút nguồn: Được chọn làm cơ sở khi điện áp và góc pha tại đó biết trước Nút này cân bằng khác nhau giữa tải tiêu thụ và công suất phát ra do có tổn thất trên lưới điện

™ Nút phụ tải: Tại đó P, Q của tải được biết, còn điện áp, góc pha chưa biết, còn gọi là nút P - Q

™ Nút điều chỉnh điện áp: Tại đó, P, V được xác định, góc pha và Q cần được xác dịnh, còn gọi là nút P – V

2.1.1 Phương trình cân bằng công suất

Ii = yi0Vi + yi1(Vi – V1) + yi2(Vi – V2) + … + yin(Vi - Vn)

= (yi0 + yi1 + yi2 + … + yin)Vi – yi1Vi1 – yi2V1 - … - yinVn

=

=

− n1

j ij j

n 0

j ij

V y

j iji

* i

) k ( j ij )

k (

* i

) k (

* i ch S i

y

VyV

jQP

trong đó (j ≠ i)

và QiSch có giá trị dương; với nút tải, PiSch và QiSch có giá trị âm

V [

1 j

) k ( j ij n

0

) k ( i ) k (

* i

V [

1 j

) k ( j ij n

0

) k ( i ) k (

* i

[

i

j 1j

) k ( j ij )

k ( i ) k (

* i

V(

i

j 1j

) k ( j ij ii

) k ( i ) k (

* i

Iij = Il + Ii0 = yij(Vi - Vj) + yi0Vi Iji = -Il + Ij0 = yij(Vj - Vi) + yj0Vj Dòng công suất Sij từ nút i đến nút j và Sji ø từ nút j đến nút i lần lượt là Sij = ViIij* và Sji = VjIji*

Tổn thất trên đường dây nối nút i và j là: SLij = Sij + Sji

2.1.3 Phương pháp Newton – Raphson giải bài toán phân bố công suất

Do hội tụ bậc hai, phương pháp Newton – Raphson thường được dùng Số lần hội tụ không phụ thuộc vào số nút

=

n j ij n

Viết dưới dạng cực: Ii = ∑

=

δ+θ

Công suất tại nút i: Pi –jQi = Vi* Ii = Vi∠−δi ∑

=

δ+θ

−θ

∑

=

(2.2)

Đây là phương trình phi tuyến theo các biến độc lập, điện áp được tính theo đơn

vị tương đối, góc pha là rad Ta có 2 phương trình cho mỗi nút tải cho bởi (2.1) và (2.2) và 1 phương trình cho mỗi nút điều khiển điện áp cho bởi (2.2)

Theo phương pháp Newton – Raphson:

) k ( 2

) k ( n

) k ( 2

Q

∂ δ

∂ δ

∂ δ

∂ δ

∂

) k (

n n )

k (

2 n )

k (

2 n )

k (

2 n

) k (

n 2 )

k (

2 2 )

k (

n 2 )

k (

2 2

) k (

n n )

k (

2 n )

k (

n n )

k (

2 n

) k (

n 2 )

k (

2 2 )

k (

n 2 )

k (

2 2

V

Q

V

Q Q

Q

V

Q

V

Q Q

Q

V

P

V

P P

V

P

V

P P

δ Δ

) k ( n

) k (

2 n

) k ( 2

V

V

Trong phương trình trên, nút i được coi là nút cơ sở

Δ

V J

J

J J Q

P

4 3

2 1

Thành phần J1:

∑

≠

δ+δ

−θ

=δ

YijVjVi

Pi

(2.3)

)sin(

YVV

Pi

j i ij ij j i j

δ+δ

−θ

−

=δ

Thành phần J2:

)cos(

YVcos

YV2V

Pi

j i ij n

i

ii ii

i i

δ+δ

−θ+

Y V V

Pi

j i ij ij

i j

δ + δ

− θ

−θ

=δ

YVV

Q

j i ij ij

j i j

δ

∂

(2.8)

−θ

Y V V

Q

j i ij ij i j

δi(k+1) = δi(k) + Δδi(k) (2.13)

| Vi(k+1) | = | Vi(k) | + Δ| Vi(k) | (2.14) Như vậy, giải thuật Newton – Raphson như sau:

™ Đối với nút tải, PiSch, QiSch đã cho sẵn, điện áp và pha tại nút nguồn đặt bằng

1 và 0, suy ra | Vi |(0) = 1.0 và δi(0) = 0 đối với điều chỉnh điện áp, | Vi| và PiSch- cho sẵn, góc pha được cho bằng góc pha của nút nguồn, nghĩa là δi(0) = 0

™ Đối với nút tải, Pi(k) và Qi(k) được tính từ (2.1) và (2.2) và ΔPi(k) và ΔQi(k) từ (2.11) và (2.12)

™ Đối với nút điều khiển điện áp, Pi(k) và ΔPi(k) tính từ (2.1) và (2.11)

™ Các phần tử của ma trận Jacobian (J1, J2, J3, J4) được tính từ (23), (2.4),

Δ

V J

J

J J Q

P

4 3

2

Gauss hay thừa số tam giác được sắp xếp tối ưu

™ Tính toán các giá trị mới của | Vi | và δi từ (2.13), (2.14)

™ Tiếp tục cho đến khi | ΔPi(k) | và | ΔQi(k) | nhỏ hơn một sai số ε cho trước

2.2 TỔN THẤT TRÊN LƯỚI PHÂN PHỐI

Chất lượng điện năng ảnh hưởng đến các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật của các hộ tiêu dùng Các thiết bị dùng điện chỉ có thể làm việc làm việc với hiệu quả tốt trong trường hợp điện năng có chất lượng cao Một trong những chỉ tiêu chính của chất lượng của điện năng là chất lượng điện áp, dao động điện áp

Điện áp có những giá trị khác nhau tại những điểm khác nhau trong mạng điện

Vì vậy, các chỉ tiêu chất lượng điện áp là cục bộ Trong các chế độ thực của mạng điện, điện áp luôn luôn khác với điện áp danh định Sự khác nhau đó được đặc trưng bằng các chỉ tiêu chất lượng điện áp là độ lệch điện áp, dao động điện áp,…

Sự thay đổi phụ tải trong các mạng cung cấp và phân phối dẫn đến sự thay đổi điện áp của các hộ tiêu thụ Kết quả là điện áp trên các cực của thiết bị dùng điện thay đổi vượt qua mức cho phép, vì vậy cần phải điều chỉnh điện áp để đảm bảo các chế độ yêu cầu của điện áp Điều chỉnh điện áp có thể tiến hành tập trung hay cục bộ Điều chỉnh tập trung được thực hiệ ở các trung tâm cung cấp Điều chỉnh cục bộ có thể thực hiện đối với nhóm hộ tiêu thụ hay một tiêu thụ cá biệt Mặt khác, cần phải chọn các phương pháp điều chỉnh, chọn phạm vi điều chỉnh và mức độ điều chỉnh, chọn vị trí trên mạng điện phân phối bằng các phương pháp sau:

™ Chọn các điều chỉnh điện áp của các máy biến áp

™ Phương pháp thay đổi các thông số của mạng điện

™ Thay đổi dòng công suất phản kháng

Chuyển điện năng đến các hộ tiêu thụ, ta cần phải dùng dây dẫn và máy biến áp Khi có dòng đện chạy qua dây dẫn và máy biến áp, do chúng có điện trở và điện kháng

kháng ΔQ Điện năng mất mát ΔA đó biến thành nhiệt làm nóng dây dẫn và máy biến

áp Tổn thất công suất phản kháng ΔQ tuy không ảnh hưởng trực tiếp đến mức phí tổn

về nhiên liệu nhưng gây ra tình trạng không đủ công suất phản kháng để cung cấp cho các hộ tiêu thụ điện

2.2.1 Tổn thất điện áp

2.2.1.1 Trường hợp 1 phụ tải tập trung

Giả thiết mạng điện làm việc ở chế độ đối xứng, ta chỉ cần tính toán trên một pha Biểu diễn đường dây có tổng trở Z = R + jX (Ω) và phụ tải tập trung ở cuối đường dây S2 = P2 + jQ2 (KVA)

1

S2 = P2 + jQ2 U1

Hình 2.1 Sơ đồ đường dây có một phụ tải tập trung

Vector OA biểu diễn điện áp Up2 ở cuối đường dây Góc ϕ2 tương ứng với cosϕ2 của phụ tải hộ tiêu thụ Vector AB biểu diễn tổn thất điện áp trên điệntrở đường dây IR trùng pha với vector dòng điện I, còn vector BC là tổn thất điện áp trên điện kháng của đường dây IX chậm pha 900 so với vector dòng I Vector AC biểu diễn tổn thất điện áp tổng trên đường dây, cũng chính là hiệu của hai vector điện áp đầu và cuối đường dây

ΔUp = ΔUp1 - ΔUp2Đoạn AD là hình chiếu của vector tổng tổn thất điện áp trên trục của Up2 gọi là thành phần tổn thất dọc trục Với mạng điện phân phối, điện áp chỉ đến 35 KV thì góc

θ giữa Up1 và Up2 rất bé, do đó, tổn thất điện áp tổng có thể lấy gần đúng về với thành phần điện áp dọc trục

Một cách gần đúng: ΔUp = AD = AF + FD

Và ϕ1 ~ ϕ2 = ϕ

Ở đây: AF = IRcosϕ và FD = IXsinϕ

Do đó: ΔUp = IRcosϕ + IXsinϕ

Vậy, tổn thất điện áp dây sẽ là:

ΔU = 3 Δ Up = 3 ( IR cos ϕ + IX sin ϕ ) (2.15)

Hay

ñm ñm

QXPRU

3

QXU

3

PR3

Đối với đường dây điện áp cao hơn 35 KV, ta phải xét đến thành phần tổn thất ngang δUp giá trị bằng đoạn CD:

δUp = CD

δUp = CG – DG

δUp = CG – BF

δUp = IXcosϕ - IXsinϕ

Khi đó, thành phần tổn thất điện áp ngang đối với điện áp đường dây là:

δUp = 3 δ Up = 3 ( IX cos ϕ − IR sin ϕ ) (2.16)

hay

ñm ñm

QRPXU

3

QRU

3

PX3

Điện áp dây ở đầu và cuối đường dây trong thực tế xác định:

2

2 2

2

2

2 2

2

RQXPU

XQRPU

1

1 1 1

RQXPU

XQRPU

UU

2.2.1.2 Trường hợp có nhiều phụ tải

• Hai phụ tải

Xét mạng điện phân phối có hai phụ tải tập trung, ta không chú ý đến tổn thất

công suất dọc đường dây thì công suất chuyên chở tại các đoạn đường dây như sau:

P2 + jQ2 = Pc + jQc

P1 + jQ1 = P2 + jQ2 + Pb + jQb = (Pb + Pc) + j(Qb + Qc) Tổn thất điện áp trên toàn bộ đường dây bằng tổng số tổn thất trên từng đoạn

dây:

ΔU = ΔU1 + ΔU2

ñm

2 2 2 2 ñm

1 1 1 1

U

XQRPU

XQRP

Với Pi, Qi là công suất tác dụng & phản kháng trên đoạn dây thứ i

Ri, Xi là điện trở và điện kháng của đoạn dây thứ i

Uđm là điện áp định mức của đường dây

2.2.1.3 Tính toán tổn thất điện áp lưới khi có tải phân bố đều

Trong thực tế thường gặp đuờng dây có phụ tải bằng nhau và phân bố giống nhau dọc theo chiều dài đường dây, ví dụ như đường dây của hệ thống chiếu sáng đường phố,… Trong những điều kiện nhất định, có thể xem đường dây đó là đường dây có tải phân bố đều

Xét đường dây có phụ tải phân bố đều, biết dòng điện phụ tải của một đơn vị chiều dài đường dây i (A/m), điện trở và điện kháng của đường dây r0, x0 (Ω/m), chiều dài đường dây là L (m) Tính tổn thất điện áp trên đường dây ?

Xét một phần tử chiều dài đường dây dx cách điểm cuối đường dây một đoạn x (m), tổn thất điện áp trên phần tử dx là:

ΔUx = 3(i x r0 dx cosϕ + i x x0 sinϕ) Tổn thất điện áp trên đường dây:

ϕ

=

0 o L

0

r3

L ir 3

LIr3

Hình 2.4 Sơ đồ đường dây có phụ tải phân bố đều

dx

L

x

2.2.1.4 Tính toán tổn thất điện áp khi lưới có phân nhánh

Xét đường dây có phân nhánh như hình vẽ:

Công suất trên đoạn AB:

S = P1 – jQ1 = SB + SC + SD = PB + PC + PD + j(QB + QC + QD) Tổn thất điện áp trên đoạn AB:

ñm

1 D C B 1 D C B

ñm

I I I I

X)QQQ(R)PPP(U

XQRP

Tổn thất điện áp trên đoạn AD:

ΔUAD = ΔUAB + ΔUBD

ñm

3 3 3 3 ñm

1 1 1 1

XQRPU

XQRP

Δ

ñm

3 D 1 D C B 3 D 1 D C B

XQX)QQQ(RPR)PPP(

Tương tự cách tính trên, ta có thể xác định được tổn thất điện áp từ A đến C:

ΔUAC = ΔUAB + ΔUBC

ñm

2 D 1 C B A 2 C 1 C B A

XQX)QQQ(RPR)PPP(

A

0

.

I I I

I = + +

Dòng điện không đối xứng đó gây nên một tổn thất điện áp trên dây trung tính:

o o

o

.

rI

U =

Hay có thể viết:

o C

o B

o A

0

.

r I r I r I

Δ

Tổn thất điện áp trên mỗi pha được xác định:

r I

pA

.

= Δ

rI

pB

.

=

rI

pC

.

=Δ

Tổn thất điện áp toàn phần của một pha bao gồm tổn thất điện áp trên dây pha

và dây trung tính Khi biểu diễn phụ tải của mỗi pha bằng công suất tác dụng PA, PB

và PC thì tổn thất điện áp toàn pha A là:

o C B ñm

o ñm

A

U

5.0)rrU

Uđm : Điện áp định mức Tổn thất trên pha A được viết lại:

) P P ( U S 2

L S

1 S

1 U

L P

ñm o o

= Δ

Một cách tương tự cho hai pha còn lại, ta cũng có thể xác định tổn thất điện áp trên pha B và C:

) P P ( U S 2

L S

1 S

1 U

L P

ñm o o

= Δ

) P P ( U S 2

L S

1 S

1 U

L P

ñm o o

= Δ

Nếu đường dây có những phụ tải bất kỳ, ta vẫn có thể dùng công thức trên để tính toán và xem tổn thất trên pha A bằng tổng số tổn thất điện áp từng đoạn riêng lẽ của mạng Với giả thiết này, cho phép biểu diễn tổn thất điện áp toàn phần của mỗi pha như sau:

1 S

1 S

1 U

L

P U

1 S

1 S

1 U

1 S

1 S

1 U

L P U

2.2.2 Tổn thất công suất

2.2.2.1 Đường dây có 1 phụ tải

Xét đường dây ba pha cân bằng có phụ tải đối xứng, dòng điện chạy trên đường dây có tổng trở Z = R + jX thì tổn thất công suất trên đường dây là:

ΔS = ΔP + jΔQ

U

Q P R U

S

2

2 2 2

U

Q P X U

S

2

2 2 2

=

ΔP (W), ΔQ (Var) là tổn thất công suất tác dụng và phản kháng 3 pha

2.2.2.2 Đường dây có nhiều phụ tải

Xét đường dây có 2 phụ tải tại B và C, tính tổn thất công suất trên đường dây ?

Tổn hao công suất trên đoạn đường dây 2:

ΔS2 = ΔP2 + jΔQ2

c

2 '' 2 2 ''

Công suất tại cuối đoạn 1 là:

2 '' 1 2 '' 1

U

Q P

Δ

1 2 B

2 '' 1 2 '' 1

U

Q P

ñm

U

SSRU

ñm

U

SSRU

2.2.2.3 Đường dây có phụ tải phân bố đều

Xét trường hợp mạng điện có phụ tải phân bố đều, với những khoảng cách gần bằng nhau có phụ tải bằng nhau, coi như là phụ tải phân bố đều Để thuận tiện trong tính toán, ta có thể xem như dòng điện biến thiên tỷ lệ với chiều dài dây dẫn

Hình 2.7 Đường dây phụ tải phân bố đều

A B

I

dx

Lấy vi phân chiều dài dx tại B => ib =

LIx

Tổn thất ΔP trên vi phân dx là:

dΔP = 3Ib2dr gọi r0 là điện trở trên một đơn vị chiều dài dây dẫn thì dr = r0dx

0

o

2

RILIrdxrL

=> ΔPtập trung = 3ΔPphân bố đều

Nhận xét: Khi tính toán tổn thất công suất cho mạng điện, có thể thay phụ tải

phân bố đều bằng phụ tải tập trung tại vị trí L/3 trên đường dây (về phía nguồn)

2.2.2.4 Tổn thất công suất khi phụ tải có phân nhánh

Đối với đường dây có phân nhánh, tổn thất công suất của toàn đường dây được xác

định bằng tổng công suất của từng phân đoạn

ΔSAD = ΔS1 + ΔS2

ΔSAC = ΔS1 + ΔS3

ΔSΣ = ΔS0 + ΔS2 + ΔS3

SC = PC +jQC SD = PD +jQD ΔS3

ΔS2ΔS1

2.3 PHƯƠNG PHÁP TÍNH BÙ CHO LƯỚI PHÂN PHỐI

Để tính toán dung lượng bù cho từng phát tuyến, ta phải dựa vào phát tuyến đó

để xét xem có bao nhiêu nhánh lớn cần bù Nếu phát tuyến không có nhánh rẽ lớn thì việc tính toán bù chỉ xét trên phát tuyến đó mà thôi Còn nếu phát tuyến đó có nhiều nhánh lớn thì ta phải tiến hành tính toán bù trên các nhánh đó coi như các nhánh rẽ đó

là một phát tuyến mới

™ Tính toán dung lượng bù cho từng phát tuyến :

Xác định dung lượng bù tổng cho từng phát tuyến :

Dung lượng bù tổng của phát tuyến :

Dung lượng bù ở tải cực tiểu ( bù nền ) :

Qbù min = Qbù nền = Pmin( tgϕ1 - tgϕ2 ) (KVAr)

Dung lượng bù ở tải cực đại ( ứng động) :

Trong đó : Công suất tác dụng của phát tuyến là :

Imax và Imin xác định từ đồ thị phụ tải của phát tuyến :

Hệ số công suất yêu cầu trên phát tuyến :

ϕ

2

2 1 1

2

coscos

PS

PS

Khi đặt một tụ bù trên phát tuyến, thì tỷ số bù tối ưu sẽ là : c=2/3

Đối với phụ tải phân bố đều, dòng phản kháng ở cuối đường dây bằng không:

Suy ra

Khi đặt một tụ bù trên phát tuyến, thì tỷ số bù tối ưu sẽ là : c=2/5

Đối với phụ tải phân bố đều, dịng phản kháng ở cuối đưởng dây bằng khơng

I2=0 ⎡ λ=0, α=1

Vậy, vị trí đặt tụ bù tối ưu là: x1 2

5

45

= và x2 = chiều dài phát tuyến

PHÂN TÍCH MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG ĐANG SỬ DỤNG TẠI CÔNG

TY ĐIỆN LỰC TP HCM

Vấn đề xác định tổn thất điện năng trong mạng điện hiện nay đang là nhiệm

vụ hết sức thiết thực, không những đối với các cơ quan quản lý và phân phối điện,

mà ngay cả đối với các hộ dùng điện Phương pháp xác định tổn thất điện năng thông thường nhất, là so sánh sản lượng điện ở đầu vào và đầu ra, nhưng thường mắc phải những sai sót lớn - do một số nguyên nhân sau đây:

™ Không thể lấy đồng thời chỉ số của các công tơ tại đầu nguồn và ở các điểm tiêu thụ điện

™ Nhiều điểm tải còn thiếu thiết bị đo, hoặc thiết bị đo không phù hợp với phụ tải

™ Số chủng loại đồng hồ đo rất đa dạng với nhiều mức sai số khác nhau, đó là chưa nói đến việc chỉnh định đồng hồ đo chưa chính xác, hoặc không thể chính xác do chất lượng điện không đảm bảo

Đương nhiên, có thể sử dụng phương pháp đo hiện đại như dùng đồng hồ đo tổn thất để nâng cao độ chính xác của phép đo, nhưng như vậy sẽ rất tốn kém và phức tạp, không phù hợp với điều kiện kinh tế ở nước ta

Do vậy, ta phải áp dụng các phương pháp tính toán tổn thất điện năng của lưới điện phân phối

Hiện nay có nhiều phương pháp tính toán tổn thất điện năng Mỗi phương pháp đặc trưng bởi những thông số tính toán ban đầu Vậy nên lựa chọn phương pháp tính toán nào mà thông số tính toán ban đầu dễ thu thập, kết quả tính toán chính xác cao, là một nghiên cứu cần thiết

Sau đây, em xin trình bày một số phương pháp tính tổn thất điện năng trên lưới điện phân phối

+ I (t):Dòng điện biến thiên theo thời gian (A)

3.1.2 Phương pháp bậc thang hóa đồ thị phụ tải (Viện Năng

Lượng):

ΔA=∑i n= RI i i 2

Trong đó: + R: Điện trở dây dẫn (Ω)

+ : Dòng điện trung bình trong khoảng thời gian tiI i

Dựa vào đồ thị phụ tải , ta tính được tổn thất điện năng:

Δ A=Rx(I21.t1+ I22.t2+ I23.t3+ I24.t4+ I25t5+…+ I2n.tn)

3.1.3 Phương pháp thời gian tổn thất công suất lớn nhất (TLTK: Giáo trình mạng điện của Bùi Ngọc Thư)

Trong đó: +τ = f(Imax, cosϕ): thời gian tổn thất công suất lớn nhất

+ I max: Dòng điện cực đại qua dây dẫn (A)

+ R: Điện trở dây dẫn

Trong biểu thức trên, trị số của Imax và R dễ dàng tìm được, chỉ cần xét cách xác địnhτ là có thể tính được ΔA Biết rằng Tmax vàτ có quan hệ với nhau Để

vẽ đường cong quan hệ, ta tiến hành như sau:

™ Thu thập một số lớn các đường cong phụ tải của các loại hộ dùng điện khác nhau, nghiên cứu các đường cong đó

™ Phân loại các đường cong đó (loại 3 ca, 2 ca rồi loại Cosϕ =1, Cosϕ = 0.8 vv ) rồi vẽ các đường cong điển hình

™ Dựa vào từng loại đường cong điển hình, ứng với trị số Tmax lại có một trị sốτ, rồi sắp thành bảng Căn cứ vào bảng số liệu đó, vẽ đường cong biểu diễn:

™ Nếu phụ tải có khác với trị số của đường cong đã cho,τ sẽ tìm được bằng cách nội suy

3.1.4 Phương pháp hệ số tổn thất công suất: (TLTK: KTT,

Distribution System Westing House)

max Im cosϕ : Hệ số phụ tải

+ A: Điện năng tiêu thụ (KWh)

+ Imax: Dòng điện cực đại qua dây dẫn (A)

+ T: thời gian khảo sát tổn thất điện năng (h)

+ cosϕ: Hệ số công suất

+ B:Hệ số hình dáng phụ thuộc vào cấu trúc lưới điện

3.1.5 Phương pháp hai đường thẳng của Edmond Borard (Bỉ):

(Bài dịch của kỹ sư Võ Khắc Thành)

+ A: Điện năng tiêu thụ (Kwh)

+ T: Thời gian khảo sát tổn thất điện năng (h)

+ Cosϕ: Hệ số công suất

+ Imax: dòng điện cực đại qua dây dẫn (A) + U: Điện áp pha (V)

3.1.6 Phương pháp xác định tổn thất theo lý thuyết xác suất: (TLTK: PTS Trần Quang Khánh -Trường Đại học Nông nghiệp I)

3 ( ) .10 2 3

Trong đó: + M(I2): là kỳ vọng toán bình phương dòng điện (A)

M(I2)=[M(I)]2+D(I)

M(I),D(I): kỳ vọng toán học và phương sai dòng điện + R: điện trở đẳng trị của mạng điện (Ω)

I

m m

.10 3

3 2

- UmΔ : tổn hao điện áp cực đại trên đường dây , tính đến điểm cuối của

đường trục chính (KV)

- k: hệ số tính đến kết cấu lưới điện, loại dây dẫn, cấp điện áp, đặc điểm

phân bố phụ tải điện

+ T: thời gian khảo sát (h)

Giá trị của kỳ vọng toán dòng điện chạy trong mạng có thể xác định theo các chỉ số của các công tơ tại lộ ra của trạm biến áp trung gian:

+ Utb: điện áp trung bình của mạng điện

Trong đó: + R0i,X0i: điện trở suất của 1km đoạn dây thứ i , Ω/km

+ li: chiều dài đoạn dây thứ i

Tổn thất trong các máy biến gồm hai thành phần: thay đổi và cố định Thành phần thay đổi được xác định tương tự như đối với đường dây theo biểu thức (3.6), với kỳ vọng toán dòng điện chạy qua biến áp đẳng trị là:

Điện trở đẳng trị của máy biến áp là:

ñmi i m

+ Sđmi- công suất định mức của máy biến áp thứ i, KVA

+ PcuiΔ - tổn hao công suất trong cuộn dây của máy biến áp i + m - số lượng máy biến áp tiêu thụ

Vậy tổn thất điện năng tác dụng trong dây đồng của các máy biến áp tiêu thụ là:

Với ΔPfei- tổn hao công suất trong lõi thép của máy biến áp thứ i

Tổng tổn thất điện năng tác dụng trong toàn mạng phân phối là:

ΔA∑ = ΔA ri +ΔA cu +ΔA fe

Nhận Xét: Ngoại trừ phương pháp 3 được dùng chủ yếu trong thiết kế mạng điện

khu vực với giả thiết biết trước Imax và cosϕ, Phương pháp 6 áp dụng theo cơ

sở lý thuyết xác suất thống kê; việc tổn thất điện năng ở đây chỉ cần dựa vào các dữ kiện về lượng điện năng tiêu thụ tại đầu vào, dòng điện cực đại của mạng và mức chênh lệch điện áp giữa đầu và cuối đường trục Các thông số này có thể xác định rất dễ dàng bằng các thiết bị đo thông dụng

Còn lại các phương pháp 1,2,4 và 5 hình thành 2 nhóm phương pháp:

™ Nhóm 1: gồm các phương pháp 1 và 2 Theo các phương pháp này thì tổn

thất điện năng là hàm của bình phương dòng điện biến thiên I2(t) và I2 i

™ Nhóm 2: gồm các phương pháp 4 và 5 Theo các phương pháp này thì

tổn thất điện năng là hàm của dòng điện Imax, điện áp Ufa, hệ số công suất cosϕ (lúc Imax) và điện năng A

Vậy, nên lựa chọn phương pháp tính toán nào mà thông số tính toán ban đầu dễ thu thập, kết quả tính toán chính xác cao

3.2 LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN:

3.2.1 Yêu cầu chọn lựa:

Một phương pháp thích hợp phải đồng thời thỏa mãn 2 yêu cầu sau:

a/ Tính khả thi: Các thơng số tính tốn dễ thu thập (phải đảm bảo tính tin cậy)

b/ Tính chính xác: Kết quả tính tốn cho sai số tương đối nằm trong phạm vi cho phép (5÷10%)

Sau đây ta dựa vào yêu cầu lựa chọn để phân tích ưu nhược điểm của 2 phương pháp:

+ Phương pháp 2: đại diện cho nhĩm 1

+Phương pháp 4: đại diện cho nhĩm 2

Vì phương pháp 2 và 4 là phương pháp đã được sử dụng nhiều ở trong và ngồi nước

24

t

• Tính khả thi: phương pháp này đưa ra 1 cơng thức tính đơn giản bằng giải tích Tuy nhiên, việc xác định dịng điện trong từng giờ của suốt thời gian khảo sát, cùng lúc với hàng trăm phụ tải của 1 khu vực lưới trung thế, hạ thế

là điều mà ngành điện chúng ta hiện nay khơng thể thực hiện được

với KTT

ϕ (3.4)

• Tính khả thi: Cơng thức này đưa ra một loạt cơng thức với nhiều thơng số tính tốn, tuy nhiên các thơng số tính tốn này đều cĩ khả năng xác định được như :

+ Đo Ufa, I, cosϕ, lúc phụ tải max

+ Xác định điện năng A thơng qua điện năng kế (hay hĩa đơn ghi tiêu thụ hàng tháng)

3.2.3 So sánh lựa chọn phương pháp tính tốn:

Qua các phân tích và nhận xét các phương pháp tính tốn tổn thất điện năng (tài liệu tính tốn tổn thất điện năng của Cơng ty Điện lực Tp.HCM)

Ta so sánh về tính khả thi và tính chính xác của 2 phương pháp: 2 và 4

• Có những thời điểm sai số xác định ở mức ± 20% và còn lại là nhỏ hơn

hoặc lớn hơn thì không có cơ sở đánh giá độ chính xác của sai số kết quả

Phương pháp 4:

• Sai số đo Imax ở mức ± 5% thì sai số kết quả ở mức < 5%

• Sai số đo Imax ở mức -20 thì sai số kết quả phần lớn là nhỏ hơn 10% còn lại không quá 20%

• Sai số của Ax lớn (phổ biến tình trạng ăn cắp điện) thì không thể đánh giá được độ chính xác của sai số kết quả

Kết luận:

Qua kết quả so sánh, ta dễ dàng nhận thấy phương pháp 4 có ưu điểm hơn hẳn khi áp dụng nó để tính toán tổn thất điện năng trên các phần tử điện trở R của khu vực

ít có tổn thất điện năng kinh doanh (sai số A không đáng kể) cụ thể:

• Toàn bộ lưới điện trung thế

• Các khu vực hạ thế không phổ biến tình trạng ăn cắp điện

TÌM HIỂU PHẦN MỀM PSS/ADEPT

Phần mềm PSS/ADEPT (The Power System Simulator/Advanced Distribution Engineering Productivity Tool) tạm dịch là công cụ phân tích lưới điện phân phối, giúp phân tích và tính toán lưới điện phân phối trên địa bàn Phần mềm bao gồm một

số chức năng phân tích chính như sau:

™ Tính toán và hiển thị các thông số về dòng (I), công suất (P, Q) của từng tuyến dây (đường trục và nhánh rẽ), đánh giá tình trạng mang tải của tuyến dây thông qua chức năng Load Flow Analysis (Phân bố công suất)

™ Cho biết các thông số về tổn thất công suất của từng tuyến dây để từ đó có phương án bù công suất phản kháng tránh làm tổn thất nhiều cho tuyến dây

đó thông qua chức năng CAPO (Tối ưu hóa việc đặt tụ bù)

™ Cho biết các thông số SAIFI, SAIDI, CAIFI, CAIDI về việc đánh giá độ tin cậy của tuyến dây thông qua chức năng DRA (Phân tích độ tin cậy của lưới điện phân phối)

™ Phần mềm PSS/ADEPT tính toán dòng ngắn mạch (3 pha chạm đất, 01 pha chạm đất, 01 pha chạm đất có tính tới thành phần tổng trở đất, 02 pha chạm nhau, 02 pha chạm đất, 03 pha chạm đất) của tất cả trường hợp cho từng tuyến dây thông qua chức năng Fault, Fault All (Tính toán dòng ngắn mạch khi bị sự cố)

™ Chức năng TOPO (Chọn điểm dừng lưới tối ưu) cho ta biết điểm dừng lưới

ít bị tổn thất công suất nhất trên tuyến dây đó

™ Chức năng Motor Starting (Khởi động động cơ) cho ta biết các thông số như

độ sụt áp, phần trăm độ sụt áp, tổn thất công suất,…ảnh hưởng như thế nào đến tuyến dây đó nếu trên tuyến dây đó có đặt động cơ (đồng bộ hay không đồng bộ) với công suất lớn

™ Chức năng Harmonics (Sóng hài) phân tích sóng hài

™ Chức năng Coordination (Phối hợp bảo vệ) hỗ trợ cho công tác thiết kế, phát triển lưới điện bằng cách sử dụng kết quả của chương trình tại thời điểm cao điểm Dự đoán được sự quá tải của các phần tử trên lưới điện

4.1 TỔNG QUAN VỀ ÁP DỤNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT :

4.1.1 Sơ đồ áp dụng triển khai

Sơ đồ áp dụng triển khai PSS/ADEPT như sau:

Tạo sơ đồ

Creating diagrams

Thiết lập thông số mạng lưới

Program, network settings

Chạy 8 bài toán phân tích

Power System Analysis

BÁO CÁO

Reports, diagrams

4.1.2 Thiết lập thông số cho mạng lưới:

Phải thiết lập các thông số trước khi thực hiện vẽ sơ đồ, phân tích hay tính toán một project PSS/ADEPT cho phép chúng ta thiết lập thông số một cách độc lập với từng người sử dụng (user profile) Thư viện dây dẫn Construction dictionary (PTI.CON) trong PSS/ADEPT là file định dạng dưới mã ASCCI cung cấp các dữ liệu cho hệ thống như trở kháng, thông số dây, máy biến áp…

Ta cũng có thể tạo ra những file thư viện dây dẫn, máy biến áp… phù hợp với lưới điện của Việt Nam, các file đó với phần mở rộng là con Chúng có thể được soạn thảo trong bất kỳ một ứng dụng soạn thảo nào như Word, Notepad, WordPad…

Ta mở hộp thoại Program Settings:

Hình 4.1 Thiết lập thông số mạng lưới

4.1.3 Tạo sơ đồ:

- Vẽ sơ đồ lưới điện cần tính toán vào chương trình PSS/ADEPT Sử dụng thanh công

cụ Item để mô phỏng các phần tử trên lưới điện như các nút (node), dây dẫn (line), nguồn (source), thiết bị đóng cắt (switch),

Hình 4.2 Thanh công cụ Item

- Cập nhật số liệu đầu vào cho sơ đồ lưới điện

4.1.3.1 Nguồn – Source:

Hình 4.3 Thiết lập thông số nguồn

4.1.3.2 Tải – Static Load :

Hình 4.4 Thiết lập thông số tải

4.1.3.3 Dây dẫn – Line :

Hình 4.5 Thiết lập thông dây dẫn

4.1.3.4 Nút – Node :

Hình 4.6 Thiết lập thông số nút

4.2 CÁC CHỨC NĂNG PHÂN TÍCH LƯỚI ĐIỆN CỦA PHẦN MỀM

PSS/ADEPT

4.2.1 Tính toán phân bố công suất

4.2.1.1 Giới thiệu

Khảo sát mô hình cơ bản giải bài toán phân bố công suất của PSS/ADEPT liệt

kê dưới đây

Trong PSS/ADEPT, các bộ phận của lưới điện được chia thành nhiều loại:

™ Điểm nối (còn gọi là nút bus): là nơi các bộ phận khác trong lưới điện gặp nhau Điểm nối có thể có hoặc không tương ứng với thiết bị trong thực tế

™ Thiết bị nối Shunt tượng trưng cho bộ phận vật lý đặt tại một điểm nối

™ Thiết bị nhánh tượng trưng cho bộ phận vật lý tồn tại giữa hai (hay nhiều) điểm nối với nhau

Hệ thống điện đề cập ở đây thường là hệ thống ba pha, và trong PSS/ADEPT mỗi bộ phận trong lưới ba pha bao gồm thông tin cho cả ba pha và có thể thao tác như một bộ phận một pha

Một nút, chẳng hạn như cho ba điểm nối, mỗi điểm có ba pha A, B và C Tương

tự vậy, mỗi nhánh cũng có ba pha (giữa A với B hoặc C) giữa hai nút

Số lượng thực của dây dẫn hoặc pha là thuộc tính của nhánh Vì thế, một nhánh

ba pha có thể tượng trưng cho cả một, hai hoặc ba pha

Thiết bị mắc Shunt, trừ tụ điện mắc Shunt, đều được định nghĩa tương tự như nhánh, cũng có 3, 2, hay 1 pha

4.2.1.3 Dây và cáp

Dây nối liền hai nút với nhau và tối thiểu phải có ít nhất một dây pha Một dây

có thể có 1, 2 hoặc 3 dây pha Dây chuyển vị được đặt trưng bởi tổng trở thứ tự thuận

và thứ tự không, và bởi điện nạp thử tự thuận và không

Dây một và hai pha còn được đặt trưng bởi thành phần thứ tự thuận và không của tổng trở/độ dẫn nạp Dây một pha chỉ có một tổng trở nối tiếp và một thành phần

độ dẫn nạp Khi nhập liệu cho dây một pha, đặt thành phần thứ tự thuận và không của tổng trở/độ dẫn nạp bằng nhau

Dây dẫn hai pha có tổng trở tự cảm Zs và hổ cảm Zm Khi nhập liệu cho dây hai pha đặt thành phần tổng trở thứ tự thuận và không như cách đặt cho dây ba pha (vd Z1 = Zs – Zm và Z0 = Zs + 2 × Zm) Dây hai pha có hai thành phần độ dẫn nạp, Bs đặc trưng cho mỗi dây dẫn đến đất, Bm đặc trưng cho hai dây dẫn với nhau

Tương tự, rút ra cách làm cho dây ba pha, B1 = Bs + 2 × Bm, B0 = Bs Cách đơn giản để nhập vào tổng trở/độ dẫn nạp là sử dụng luôn giá trị của dây ba pha; sai số nếu có cũng sẽ rất nhỏ Hiện nay, dữ liệu cho cáp thường được nhập giống như dây trên không, bằng cách chỉ định thành phần thứ tự thuận và không Đối với cáp ngầm, thành phần độ dẫn nạp thứ tự thuận và thư tự không thông thường bằng nhau

Đối với máy biến thế đấu dạng ∆-∆, hoặc dạng Y-∆ bên phần Y nối đất trực tiếp, đặt thành phần tổng trở thứ tự không bằng với thứ tự thuận; PSS/ADEPT khảo sát dòng thứ tự không, dòng thứ tự không nối Shunt qua đất v.v

4.2.1.5 Mô hình máy điện

Máy điện đồng bộ và không đồng bộ đêu được mô hình hoá trong PSS/ADEPT

Cả hai loại này đều được thiết kế sẵn cho cả dạng máy phát lẫn động cơ bằng cách chọn đặc trưng thích hợp thông qua công suất thực tổng thể, giá trị âm cho biết là máy phát

4.2.1.5.1 Máy điện đồng bộ

Trong bài toán phân bố công suất, mô hình máy điện đồng bộ trong PSS/ADEPT giữ cố định giá trị điện áp là hắng số bằng với giá trị người dùng đưa vào Lượng công suất phản kháng phát ra hay thu vào được sử dụng để điều chỉnh điện