nghiên cứu giảm tổn thất điện năng trên lưới phân phối điện

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP o0o VŨ THỊ MỸ NGHIÊN CỨU GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRÊN LƯỚI PHÂN PHỐI ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT THÁI NGUYÊN 2012 1Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP o0o VŨ THỊ MỸ NGHIÊN CỨU GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRÊN LƯỚI PHÂN PHỐI ĐIỆN Chuyên ngành: THIẾT BỊ, MẠNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN Mã số: 60.52.50 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. TRẦN BÁCH THÁI NGUYÊN - 2012 2Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Học viên: Vũ Thị Mỹ CHK13TB,M&NMĐ - 1 - MỤC LỤC 1 LỜI CẢM ƠN 4 LỜI CAM ĐOAN 5 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT 6 DANH MỤC BẢNG BIỂU 7 DANH MỤC HÌNH VẼ 8 LỜI NÓI ĐẦU 10 CHƯƠNG 1 12 TỔNG QUAN VỀ LƯỚI PHÂN PHỐIVÀ VẤN ĐỂ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG 12 1.1.Vai trò của lưới điện phân phối trong hệ thống điện 12 1.2. Đặc điểm chung của lưới phân phối 14 1.3. Một số vấn đề tổn thất điện năng trong lưới điện phân phối 14 1.3.1. Hiệu quả của sử dụng điện 15 1.3.3.1.Hộ gia đình khu vực sử dụng điện 15 1.3.3.2. Tác động của việc sử dụng điện đối với môi trường 15 1.3.2. Tổn thất phi kĩ thuật 15 1.3.3. Tổn thất kĩ thuật 15 1.3.3.1. Các loại tổn thất kĩ thuật (dây dẫn) 16 1.3.3.2. Phương pháp tiếp cận để tính tổn thất 16 1.3.3.3. Tổn thất trong máy biến áp phân phối 17 CHƯƠNG 2 19 PHƯƠNG PHÁP BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG ĐỂ GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRÊN LƯỚI PHÂN PHỐI 19 2.1. Bù công suất phản kháng 19 2.1.1. Các vấn đề chung trong bù công suất phản kháng 19 2.1.2. Lý thuyết cơ bản về bù trừ công suất phản kháng 20 2.1.2.1. Hệ số công suất 20 2.1.2.2. Điều chỉnh hệ số công suất 20 3Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Học viên: Vũ Thị Mỹ CHK13TB,M&NMĐ - 2 - 2.1.2.3. Điều chỉnh điện áp 21 2.2. Phương pháp tính bù trên lưới phân phối vận hành hở 22 2.3. Phân tích kinh tế bài toán bù công suất phản kháng 28 2.3.1. Tiền lãi NPV và thời gian thu hồi vốn đầu tư (Thv) 28 2.3.2. Phương pháp tính độ giảm tổn thất điện năng (DA) 28 2.3.3. Phân tích kinh tế cho bài toán bù tối ưu 28 2.4. Mô hình tổng quát bài toán bù 28 2.4.1. Hàm mục tiêu 28 2.4.2. Các hạn chế 28 2.5. Tính toán để xác định việc lắp đặt tụ điện tối ưu cho trường hợp tải phân bố đều 28 2.5.1. Trường hợp lắp 1 bộ tụ điện 28 2.5.2. Trường hợp lắp 2 bộ tụ điện 28 2.5.3. Trường hợp lắp 3 bộ tụ điện 28 2.5.4. Trường hợp lắp 4 bộ tụ điện 28 2.5.5. Trường hợp lắp n bộ tụ điện 28 2.5.6. Vị trí lắp đặt tối ưu bộ tụ điện 28 2.6. Giảm tổn thất điện năng nhờ các tụ điện 28 CHƯƠNG 3 29 ỨNG DỤNG CHƯƠNG TRÌNH PSS/ADEPT TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG CHO ĐƯỜNG DÂY 22KV SAU THANH GÓP TRẠM E64 – THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN 29 3.1. Giới thiệu chung về phần mềm PSS/ADEPT 29 3.2. Các bước thực hiện trong phần mềm PSS/ADEPT 29 3.2.1. Bước 1 thiết lập các thông số của mạng điện 29 3.2.2. Bước 2 tạo sơ đồ cho lưới điện 31 3.2.3. Bước 3 chạy các chức năng tính toán 32 3.2.4. Bước 4 lập báo cáo 36 3.3. Ứng dụng chương trình PSS/ADEPT tính toán bài toán chọn vị trí bù công suất phản kháng tối ưu cho một suất tuyến 22KV trạm E64 – Thành phố Thái Nguyên 38 4Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Học viên: Vũ Thị Mỹ CHK13TB,M&NMĐ - 3 - 3.3.1. Giới thiệu về lưới điện phân phối Thành phố Thái Nguyên 38 3.3.2. Tính toán chọn vị trí bù công suất tối ưu 87 3.3.3. Thiết lập thông số của đường dây và máy biến áp 38 3.3.4. Xác định dung lượng, vị trí bù tối ưu kinh tế trên lộ 475, trạm E64 38 KẾT LUẬN 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 PHỤ LỤC 57 5Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Học viên: Vũ Thị Mỹ CHK13TB,M&NMĐ - 4 - LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc tới các tác giả của các công trình nghiên cứu, các tác giả của các tài liệu nghiên cứu mà tôi đã trích dẫn và tham khảo để hoàn thành luận văn này. Đặc biệt tôi vô cùng cảm ơn PGS.TS Trần Bách, người đã tận tình hướng dẫn tôi trong quá trình thực hiện luận văn. Và tôi xin chân thanh cảm ơn tất cả các thầy cô đã giảng dạy và giúp đỡ tôi trong quá trình học tập vừa qua. 6Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Học viên: Vũ Thị Mỹ CHK13TB,M&NMĐ - 5 - LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan những vấn đề được trình bày trong bản luận văn này là những nghiên cứu của riêng cá nhân tôi, có tham khảo một số tài liệu và bài báo của các tác giả trong và ngoài nước đã được xuất bản. Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm nếu có sử dụng lại kết quả của người khác. Tác giả Vũ Thị Mỹ 7Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Học viên: Vũ Thị Mỹ CHK13TB,M&NMĐ - 6 - DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT CAPO Optimal Capacitor Placement CSTD Công suất tác dụng CSPK Công suất phản kháng HTĐ Hệ thống điện HA Hạ áp TA Trung áp LĐPP Lưới điện phân phối MF Máy phát PSS/ADEPT Power System Simulator/Advanced Distribution Engineering Productivity Tool 8Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Học viên: Vũ Thị Mỹ CHK13TB,M&NMĐ - 7 - DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.2 Tác động của tổn thất điện năng đến môi trường Bảng 3.1 Phụ tải đường dây 475 Bảng 3.5 Vị trí và dung lượng tụ bù cố định ở lưới trung áp Bảng 3.6 Tổn thất trước và sau khi bù Bảng 3.7 Vị trí và dung lượng bù cố định ở lưới hạ áp Bảng 3.8 Tổn thất trước và sau khi bù tụ bù Bảng 3.10 Lượng tổn thất công suất giảm được so với trước khi bù 9Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Học viên: Vũ Thị Mỹ CHK13TB,M&NMĐ - 8 - DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Các nhánh lưới trong một lưới điện áp thấp Hình 2.2 Minh hoạ ảnh hưởng của thiết bị bù đối với sự điều chỉnh hệ số công suất Hình 2.3 Xuất tuyến sơ cấp với các phụ tải phân bố đều và tập trung, phân bố dòng điện phản kháng trước khi lắp đặt tụ bù Hình 2.4 Giảm tổn thất công suất với 1 bộ tụ bù Hình 2.5 Giảm tổn thất với 2 bộ tụ điện Hình 2.6 Giảm tổn thất với 3 bộ tụ điện Hình 2.7 Giảm tổn thất với 4 bộ tụ điện Hình 2.8 So sánh việc giảm tổn thất có thể đạt được từ n=1,2,3 và ∞ bộ tụ với λ=0 Hình 2.9 So sánh việc giảm tổn thất có thể đạt được từ n=1,2,3 và ∞ bộ tù với λ=1/4 Hình 2.10 Quan hệ giữa tỉ lệ bù tổng và hệ số phụ tải phản kháng đối với tải phân bố đều (λ=0 và α=1) Hình 2.11 Giảm tổn thất điện nặng với kích cỡ bộ tụ bất kỳ được lắp đặt tại vị trí tối ưu ( F LD =0,2) Hình 2.12 Giảm tổn thất điện năng với kích cỡ bộ tụ bất kì được lắp đặt tại vị trí tối ưu (F LD =0,4) Hình 2.13 Giảm tổn thất điện năng với kích cỡ bộ tụ bất kỳ được lắp đặt tại vị trí tối ưu (F LD =0,6) Hình 2.14 Giảm tổn thất điện năng với kích cỡ bộ tụ bất kì được lắp đặt tại vị trí tối ưu (F LD =0,8) Hình 2.15 Giảm tổn thất điện năng với kích cỡ bộ tụ bất kỳ được lắp đăth tại vị trí tối ưu (F LD =1.0) Hình 3.1 Chu trình triển khai của phần mềm PSS/ADEPT Hình 3.2 Thiết lập thông số mạng lưới điện Hình 3.3 Hộp thoại Network properties Hình 3.4 Hộp thoại network Economics 10Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn [...]... pháp nghiên cứu Nghiên cứu loại tổn thất gây ra trên lưới điện phân phối và các biện pháp để giảm tốt thất điện năng Tìm hiểu bài toán bù công suất phản kháng nhằm giảm tổn thất điện năng trên lưới phân phối Tìm hiểu chương trình PSS/ADEPT để tính toán bài toán bù công suất phản kháng trên lưới điện phân phối Áp dụng chương trình PSS/ADEPT để tính toán cho lưới điện phân phối cụ thể, thu thập dữ liệu lưới. .. trị ước tính của tổn thất kĩ thuật và tổn thất phi kĩ thuật trong lưới. những tổn thất phi kĩ thuật là không thể tính toán ,do đó tổn thất kĩ thuật phải được bắt nguồn và định lượng cho lưới điện phân phối 1.3.3 .Tổn thất kĩ thuật Tổn thất kĩ thuật là do dòng điện chạy trong một dây dẫn tạo ra nhiệt và tác động đến điện trở,gây tổn thất điện năng: - Tổn thất đồng - Tổn thất điện môi - Tổn thất do cảm ứng... dữ liệu lưới điện để đưa vào chương trình tính toán 5 Tên đề tài “ Nghiên cứu giảm tổn thất điện năng trên lưới phân phối 6 Bố cục của luận văn Luận văn gồm các nội chính như sau: Lời mở đầu Mục lục danh mục các bảng Danh mục hình vẽ Chương 1 Tổng quan về lưới phân phối và vấn đề tổn thất điện năng Chương 2 Phương pháp bù công suất phản kháng để giảm tổn thất điện năng trên lưới phân phối Chương 3... kháng lưu thông trên lưới Tuy nhiên, chính công suất phản kháng gây nên tổn thất trên lưới Do đó, bù cưỡng bức nhằm để giảm thiểu tổn thất trên lưới phân phối - Bù kinh tế: Nhằm giảm tổn thất điện năng và tổn thất điện áp do đó nâng cao chất lượng và giảm tổn thất điện năng Như vậy, việc đặt tụ bù có một số lợi ích sau: - Giảm công suất tác dụng yêu cầu ở chế độ max - Giảm nhẹ tải MBA do giảm yêu cầu... cung cấp điện: Ở đây là độ tin cậy cung cấp điện và độ dao động của điện áp tại hộ phụ tải 2 Tổn thất điện năng: Thường tổn thất điện năng ở lưới phân phối lớn gấp 3 đến 4 lần so với tổn thất điện năng ở lưới truyền tải 3 Giá đầu tư xây dựng: Nếu chia theo tỷ lệ cao áp, phân phối trung áp, phân phối hạ áp thì vốn đầu tư mạng cao áp là 1, mạng phân phối trung áp thường từ 1,5 đến 2,5 và mạng phân phối hạ... kg/MWh 40 ktonne measure Để giảm tác động của các máy phát điện trong môi trường ,năng lượng phải được quản lí hiệu quả.Hai yếu tố chính góp phần vào sự tổn thất điện năng là tổn thất cho phí kĩ thuật và tổn thất kĩ thuật 1.3.2 Tổn thất phi kĩ thuật Những tổn thất phi kĩ thuật và kĩ thuật của lưới điện phân phối được kết nối và tính toán như tổn thất của lưới điện phân phối. vì vậy thật cần thiết để... 1 Những tổn thất này gọi là tổn thất kĩ thuật,do đó nó bao gồm tổn thất trên đường dây trong lưới phân phối và tổn thất trong máy biến áp 1.3.3.1.Các loại tổn thất kĩ thuật (dây dẫn) a .Tổn thất đồng b Hệ số công suất 1.3.3.2 Phương pháp tiếp cận để tính tổn thất a Phương pháp đánh giá đầy đủ b Phương pháp sử dụng đồ thị phụ tải điển hình c.Tính toán tổn thất kĩ thuật ở các phân đoạn d .Tổn thất trong... http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 11 - 3 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của luận văn: Nghiên cứu các biện pháp nhằm giảm tổn thất điện năng trên lưới phân phối và ứng dụng chương trình PSS/ADEPT tính toán bài toán bù công suất phản kháng cho lưới phân phối cụ thể ở Việt Nam Phạm vi nghiên cứu: Lưới điện phân phối, ứng dụng chương trình PSS/ADEPT tính toán bù công suất phản kháng... đếm điện năng Tổn thất kĩ thuật trong công tơ đo đếm điện năng là do sắt trong các cuộn dây điện áp của công tơ đo đếm và được giả định là không đổi trong lưới điện phân phối, vì công tơ đo đếm điện năng không phụ thuộc vào dòng điện trong lưới điện phân phối .tổn thất trong công tơ (em)tính bằng kW/h và có thể đo được bằng cách: pm N m (i1 + 2i2 + 3i3 ) kWh ( em= ngày) 1000 (1.10) trong đó pm là là tổn. .. http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 12 - Chương 1 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ LƯỚI PHÂN PHỐI VÀ VẤN ĐỀ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG 1.1 VAI TRÒ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TRONG HTĐ Hệ thống điện (HTĐ) bao gồm các nhà máy điện, trạm biến áp, các đường dây truyền tải và phân phối điện được nối với nhau thành hệ thống làm nhiệm vụ sản xuất, truyền tải và phân phối điện năng HTĐ phát triển không ngừng trong không gian và thời . pháp nghiên cứu Nghiên cứu loại tổn thất gây ra trên lưới điện phân phối và các biện pháp để giảm tốt thất điện năng. Tìm hiểu bài toán bù công suất phản kháng nhằm giảm tổn thất điện năng trên. 12 TỔNG QUAN VỀ LƯỚI PHÂN PHỐIVÀ VẤN ĐỂ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG 12 1.1.Vai trò của lưới điện phân phối trong hệ thống điện 12 1.2. Đặc điểm chung của lưới phân phối 14 1.3. Một số vấn đề tổn thất. mục hình vẽ Chương 1. Tổng quan về lưới phân phối và vấn đề tổn thất điện năng Chương 2. Phương pháp bù công suất phản kháng để giảm tổn thất điện năng trên lưới phân phối Chương 3. Ứng dụng