Tính toán phân bố công suất và ngắn mạch lưới điện TP Hồ Chí Minh bằng phần mềm PSSE_Luận văn tốt nghiệp

Đề tài “Tính toán phân bố công suất và ngắn mạch lưới điện Tp.HCM bằng phần mềm PSS/E” Luận văn tốt nghiệp Trang 1 MỤC LỤC Lời nói đầu 5 Chương dẫn nhập 7 Chương I: Giới thiệu chung về lưới điện Thành phố Hồ Chí Minh 1.1 Tổng quan 9 1.2 Hiện trạng nguồn, lưới điện hiện hữu 9 1.3 Tình hình nhu cầu phụ tải Thành phố Hồ Chí Minh 12 Chương II: Giới thiệu ứng dụng phần mềm PSS/E 2.1 Khái quát 20 2.2 Cách cài đặt phần mềm PSS/E 21 2.3 Một số lệnh cơ bản 28 2.4 Nhập dữ liệu các phần tử mạng điện vào phần mềm PSS/E 30 Chương III: Bài toán phân bố công suất và ngắn mạch trong hệ thống điện 3.1 Bài toán phân bố công suất 36 3.1.1 Sơ lược lý thuyết bài toán phân bố công suất 36 3.1.2 Ma trận tổng dẫn thanh cái (Y TC hay Y BUS ) và ma trận tổng trở thanh cái (Z BUS hay Z TC ) 37 3.1.3 Phương pháp tính phân bố công suất 38 3.2 Tính toán ngắn mạch trong hệ thống điện 42 3.2.1 Khái niệm chung về ngắn mạch 42 3.2.2 Thiết lập sơ đồ tính toán ngắn mạch trong hệ thống điện 44 3.2.3 Phương pháp tính toán ngắn mạch 51 Đề tài “Tính toán phân bố công suất và ngắn mạch lưới điện Tp.HCM bằng phần mềm PSS/E” Luận văn tốt nghiệp Trang 2 Chương IV: Tính toán phân bố công suất và ngắn mạch lưới điện Thành phố Hồ Chí Minh bằng phần mềm PSS/E 4.1 Các giả thiết tính toán 52 4.2 Số liệu đầu vào tính toán 52 4.2.1 Thông số máy biến áp 52 4.2.2 Thông số máy phát 53 4.2.3 Thông số đường dây 54 4.3 Kết quả tính toán phân bố công suất lưới điện 110-220kV Tp. Hồ Chí Minh 4.3.1 Tính toán phân bố công suất bằng phần mềm PSS/E cho hệ thống điện Tp. Hồ Chí Minh 59 4.3.2 Tính phân bố công suất theo lý thuyết cho 3 nút Tao Đ àn, Đa Kao, Bến Thành 60 4.4 Kết quả tính toán ngắn mạch trong hệ thống điện Tp. Hồ Chí Minh 64 4.4.1 Tính toán ngắn mạch bằng phần mềm PSS/E 64 4.4.2 Tính toán theo lý thuyết ngắn mạch 71 Chương V: Kết luận và kiến nghị 76 Tài liệu tham khảo 77 Đề tài “Tính toán phân bố công suất và ngắn mạch lưới điện Tp.HCM bằng phần mềm PSS/E” Luận văn tốt nghiệp Trang 3 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Đề tài “Tính toán phân bố công suất và ngắn mạch lưới điện Tp.HCM bằng phần mềm PSS/E” Luận văn tốt nghiệp Trang 4 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Đề tài “Tính toán phân bố công suất và ngắn mạch lưới điện Tp.HCM bằng phần mềm PSS/E” Luận văn tốt nghiệp Trang 5 LỜI NÓI ĐẦU Cùng với sự phát triển khoa học công nghệ ngày càng cao, điện năng ngày càng đóng vai trò quan trọng trong các ngành kinh tế. Ngày nay đã hình thành nhiều hệ thống điện lớn trong phạm vi quốc gia, xuất hiện nhiều đường dây điện cao áp, siêu cao áp làm nhiệm vụ liên lạc và truyền tải công suất. Để đánh giá khả năng truyền tải trên các đường dây siêu cao áp và tính toán các tiêu chí vận hành hệ thống điện, chúng ta cần phải giải quyết bài toán phân bố công suất truyền tải trên các đường dây và tính toán ngắn mạch trong hệ thống điện. Từ đó chúng ta có kế hoạch đầu tư dự án mới một cách hiệu quả, cũng như dự đoán được các trường hợp sự cố lưới điện có thể xảy ra để có biện pháp khắc phục và xử lý kịp thời. Để đáp ứng được những yêu cầu đặ t ra, nhóm đã chọn đề tài tính toán cho hệ thống điện Thành phố Hồ Chí Minh với tên đề tài: “ Tính toán phân bố công suất và ngắn mạch lưới điện Thành phố Hồ Chí Minh bằng phần mềm PSS/E”. Nội dung thực được trình bày bao gồm 5 chương : Chương 1: Giới thiệu chung về lưới điện Thành phố Hồ Chí Minh. Chương 2: Giới thiệu ứng dụng phần mềm PSS/E. Chương 3: Bài toán phân bố công su ất và ngắn mạch trong hệ thống điện. Chương 4 : Tính toán phân bố công suất và ngắn mạch lưới điện Thành phố Hồ Chí Minh. Chương 5 : Kết luận. Đề tài “Tính toán phân bố công suất và ngắn mạch lưới điện Tp.HCM bằng phần mềm PSS/E” Luận văn tốt nghiệp Trang 6 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên em xin cảm ơn tới gia đình, đã động viên và giúp đỡ em trong quá trình làm luận văn. Em cũng gởi lời cảm ơn đến các Thầy/Cô giảng dạy em trong bốn năm học ở trường, đã trang bị những kiến thức quý báu để làm cơ sở cho em hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp và trang bị những kinh nghiệm cho em khi ra trường. Với sự nỗ lực tối đa, c ố gắng tìm tòi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu cùng với sự hướng dẫn tận tình của Thầy Nguyễn Nhân Bổn và anh Võ Xuân Hải Công ty CP tư vấn xây dựng điện 3 (PECC3) nhóm thực hiện đã hoàn thành luận văn tốt nghiệp đúng nội dung và thời hạn. Nhưng do điều kiện thời gian thực hiện hạn hẹp cũng như với kiến thức của bản thân, chắc chắn không tránh được những thiếu sót mà nhóm thực hiện không mong muốn. Rất mong nhân sự đóng góp và chỉ bảo của Thầy Cô, tất cả các bạn bè để xây dựng cho luận văn được hoàn thiện hơn. Đề tài “Tính toán phân bố công suất và ngắn mạch lưới điện Tp.HCM bằng phần mềm PSS/E” Luận văn tốt nghiệp Trang 7 CHƯƠNG DẪN NHẬP I. Đặt vấn đề Nghành điện đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của các nghành khác, mọi sinh hoạt lao động sản xuất từ quy mô nhỏ cho đến các xí nghiệp, khu chế xuất … đều phải đề cập đến điện năng. Để ngành điện ngày càng hiện đại hóa thì đất nước phải đào tạo bổ sung nguồn nhân có kiến thức có đội ngũ lành nghề phục vụ trong công tác quản lý, thiết kế và vận hành. Môn học cung cấp điện là một chuyên nghành chính ở ngành Điện Công Nghiệp của Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh với đề tài được chọn thực hiện: “Tính toán phân bố công suất và ngắn mạch lưới điện Thành phố Hồ Chí Minh bằng phần mềm PSS/E” là phù hợp với yêu cầu của bộ môn cũ ng như khả năng thực hiện. Với sự nỗ lực tối đa và cố gắng tìm tòi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu, luận văn được hoàn thành đã cũng cố lại kiến thức và những vấn đề mới trong quá trình thực hiện tạo kinh nghiệm khi ra trường. II. Giới hạn đề tài - Luận văn được giới hạn trong phạm vi lưới đi ện 110-220kV Thành phố Hồ Chí Minh. - Tính toán phân bố công suất và ngắn mạch lưới điện Thành phố Hồ Chí Minh năm 2012. - Ứng dụng phần mềm PSS/E trong tính toán. III. Mục đích luận văn - Qua quá trình thực hiện nghiên cứu giúp sinh viên hệ thống lại kiến thức, nâng cao kỹ năng thiết kế và trao dồi kinh nghiệm cho bản thân. - Giúp sinh viên quen với công tác nghiên cứu khoa học, khả năng phân tích, làm quen vớ i tác phong công nghiệp. - Luận văn hoàn thành sẽ trang bị những kiến thức để phục vụ cho công tác thiết kế điện sau này, góp phần cung cấp thêm tài liệu tham khảo cho sinh viên nghành điện và những người quan tâm. Đề tài “Tính toán phân bố công suất và ngắn mạch lưới điện Tp.HCM bằng phần mềm PSS/E” Luận văn tốt nghiệp Trang 8 IV. Mục tiêu của luận văn - Tính toán phân bố công suất và ngắn mạch lưới điện 110-220kV Thành phố Hồ Chí Minh bằng phần mềm PSS/E, theo số liệu vận hành của Trung tâm điều độ hệ thống điện Miền Nam. - Dựa vào lý thuyết tính toán trào lưu công suất của 3 nút cụ thể bằng phương pháp lặp Newton-Raphson trong hệ thống và so sánh với kết quả tính toán PSS/E. V. Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết tính toán phân bố công suất và ngắn mạch trong hệ thống điện qua các tài liệu đã được học tại trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh và ứng dụng phần mềm PSS/E trong tính toán cho lưới điện Thành phố Hồ Chí Minh. VI. Đặt tên đề tài Căn cứ vào mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu, đề tài được đặt tên: “TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT VÀ NGẮN MẠCH LƯỚI ĐIỆN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH”. VII. Cơ sở lý luận của luận văn Đề tài được thực hiện dựa trên cơ sở: - Phù hợp với mục tiêu đào tạo của Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh, kế hoạch và chương trình đào tạo của nghành điện công nghiệ p. - Các số liệu vận hành hệ thống điện, tham khảo số liệu của Trung tâm điều độ hệ thống điện Miền Nam tháng 03/2012. - Phần mềm ứng dụng PSS/E được tìm hiểu từ Công ty Cổ phần tư vấn xây dựng Điện 3. Đề tài “Tính toán phân bố công suất và ngắn mạch lưới điện Tp.HCM bằng phần mềm PSS/E” Luận văn tốt nghiệp Trang 9 CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LƯỚI ĐIỆN TP.HỒ CHÍ MINH 1.1. Tổng quan TP. Hồ Chí Minh nằm ở tọa độ 10 0 10 ’ - 10 0 38 ’ Bắc và 106 0 22 ’ - 106 0 54 ’ Đông. Phía Bắc giáp với tỉnh Bình Dương, Tây Bắc giáp với tỉnh Tây Ninh, Đông và Đông Bắc giáp với tỉnh Đồng Nai, Đông Nam giáp với tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu, Tây và Tây Nam giáp với tỉnh Long An và Tiền Giang. Theo thống kê của tổng cục thống kê Việt Nam thì dân số Thành phố Hồ Chí Minh khoảng 7521 nghìn người chiếm 6,6% dân số cả nước, toàn thành phố có đủ 54 thành phần dân tộc trong đó nhiều nhất là người Kinh. Về thươ ng mại dịch vụ thành phố là trung tâm xuất nhập khẩu lớn nhất nước. Kim ngạch xuất nhập khẩu của thành phố ngày càng chiếm tỷ trọng lớn trong tổng kim ngạch xuất nhập khẩu của cả nước. Trong tương lai thành phố phát phát triển các nghành chủ lực, là địa phương đầu tiên tập trung phát triển các ngành cơ khí gia dụng, sản xuất phương tiện vận tải, chế tạo máy, các ngành công ngh ệ cao … vẫn là đầu mối xuất nhập khẩu, du lịch của cả nước với hệ thống cảng biển phát triển. Việc hình thành các hệ thống giao thông như đường Xuyên Á, đường Đông Tây … sẽ tạo điều kiện cho kinh tế thành phố tăng trưởng mạnh mẽ. TP. Hồ Chí Minh đang phát triển mạnh, tiến tới một đô thị hiện đại, ngang tầm khu vực và qu ốc tế. Với tầm quan trọng đó, Đảng và Nhà nước luôn quan tâm quá trình xây dựng và phát triển của thành phố. Trong đó việc đảm bảo cung cấp điện an toàn, tin cậy cho thành phố luôn được các cấp, ngành quan tâm và ưu tiên. 1.2. Hiện trạng nguồn, lưới điện hiện hữu TP.Hồ Chí Minh được cung cấp điện từ các nhà máy nhiệt điện, thủy điện đặt trên địa bàn và các vùng phụ c ận. Ngoài ra, TP.Hồ Chí Minh nhận nguồn từ lưới điện truyền tải Quốc gia thông qua lưới điện 500kV. Đề tài “Tính toán phân bố công suất và ngắn mạch lưới điện Tp.HCM bằng phần mềm PSS/E” Luận văn tốt nghiệp Trang 10 Nguồn điện cung cấp cho thành phố bao gồm các các nhà máy nhiệt điện khí Phú Mỹ 220kV, Nhơn Trạch công suất (2090MW+450MW), nhiệt điện than Formosa phát 150MW (Biên Hòa), nhiệt điện dầu Hiệp Phước phát 210 MW, nhiệt điện dầu Thủ Đức phát với mức công suất 120MW. Các nhà máy thuỷ điện xung quanh khu vực TP Hồ Chí Minh như: thủy điện Trị An phát công suất 400 MW, thủy điện Hàm Thuận phát công suất 300 MW, thủ y điện Đa Mi phát công suất 175 MW. Lưới điện truyền tải trong khu vực Thành phố Hồ Chí Minh bao gồm các đường dây và trạm biến áp cấp điện áp 500 – 220 – 110kV cấp điện cho thành phố (Xem hình1.2: Sơ đồ đấu nối lưới điện 110-220kV thành phố Hồ Chí Minh). Hình 1.1: Bản đồ địa lý lưới điện 500-220kV thành phố Hồ Chí Minh và lân cận. [...]... 798+j260.4 Đề tài Tính tốn phân bố cơng suất và ngắn mạch lưới điện Tp. HCM bằng phần mềm PSS/E” Luận văn tốt nghiệp Đề tài Tính tốn phân bố cơng suất và ngắn mạch lưới điện Tp. HCM bằng phần mềm PSS/E” 1.3 Luận văn tốt nghiệp Tình hình nhu cầu phụ tải Thành phố Hồ Chí Minh Điện thương phẩm tồn thành phố đạt 13,810 tỷ kWh, tốc độ tăng trưởng điện thương phẩm giai đoạn 2008-2012 là 7,86% Cơng suất cực đại... suất và ngắn mạch lưới điện Tp. HCM bằng phần mềm PSS/E” Luận văn tốt nghiệp Hình 2.19 Hộp thoại “3 Winding Transformer data” - “R 1-2” và “X 1-2” giá trị điện trở và điện kháng dây nối cuộn cao – hạ - “R 2-3” và “X 2-3” giá trị điện trở và điện kháng dây nối cuộn trung – hạ Trang 34 Đề tài Tính tốn phân bố cơng suất và ngắn mạch lưới điện Tp. HCM bằng phần mềm PSS/E” Luận văn tốt nghiệp - “R 3-1” và. .. value” - “G-Resist” điện trở nối đất của máy biến áp - “G-React” điện kháng nối đất của máy biến áp Trang 35 Đề tài Tính tốn phân bố cơng suất và ngắn mạch lưới điện Tp. HCM bằng phần mềm PSS/E” Luận văn tốt nghiệp CHƯƠNG 3 BÀI TỐN PHÂN BỐ CƠNG SUẤT VÀ TÍNH TỐN NGẮN MẠCH TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 3.1 Bài tốn phân bố cơng suất 3.1.1 Sơ lược lý thuyết bài tốn phân bố cơng suất Phân bố cơng suất là bài tốn quan... tài Tính tốn phân bố cơng suất và ngắn mạch lưới điện Tp. HCM bằng phần mềm PSS/E”  Cài đặt đã hồn thành chọn khởi động lại máy hay khởi động lại sau rồi nhấn “Finish” để thốt Hình 2.11 Hồn thành việc cài đặt Khởi động chương trình  Luận văn tốt nghiệp Giao diện chính của PSS/E Hình 2.12 Giao diện chính PSS/E Trang 27 Đề tài Tính tốn phân bố cơng suất và ngắn mạch lưới điện Tp. HCM bằng phần mềm PSS/E”... cơng suất, mơ phỏng và tính tốn ngắn mạch  Cho ta biết tiến trình cài đặt mơ hình động của hệ thống cần mơ phỏng Trang 20 Đề tài Tính tốn phân bố cơng suất và ngắn mạch lưới điện Tp. HCM bằng phần mềm PSS/E” Luận văn tốt nghiệp Chương trình PSS/E được tổ chức theo sơ đồ khối chính sau: PSSLF Đưa dữ liệu đầu vào và lấy kết quả đầu ra từ chương trình PSS/E  Dữ liệu đầu vào để tính trào lưu cơng suất: ... tài Tính tốn phân bố cơng suất và ngắn mạch lưới điện Tp. HCM bằng phần mềm PSS/E” Luận văn tốt nghiệp CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU ỨNG DỤNG PHẦN MỀM PSS/E 2.1 Khái qt Phần mềm PSS/E viết tắt từ tên gọi Power System Simulator for Engineering, là sản phẩm của hãng Power Technologies, INC một hãng phần mềm nổi tiếng của Mỹ Từ khi được giới thiệu vào năm 1976, PSS/E đã trở thành cơng cụ phần mềm chuẩn trong tính. .. Nhập dữ liệu các phần tử mạng điện vào phần mềm PSS/E Nhập dữ liệu nút Trên giao diện của phân hệ “Power Flow” ta chọn “Bus data” Trên màn hình xuất hiện hộp thoại Hình 2.14 Hộp thoại “Bus Editor” - “Bus” nhập vào số nút (chương trình sẽ tự ghi vào cột này) Trang 30 Đề tài Tính tốn phân bố cơng suất và ngắn mạch lưới điện Tp. HCM bằng phần mềm PSS/E” Luận văn tốt nghiệp - “Name” nhập vào tên nút (tối... suất và ngắn mạch lưới điện Tp. HCM bằng phần mềm PSS/E”  Luận văn tốt nghiệp Bảng “Release Notes” xuất hiện, nhấn “Yes” để tiếp tục Hình 2.3Các thơng tin về phiên bản phần mềm  Bảng xác nhận thơng tin khách hàng xuất hiện, điền thơng tin cá nhân và đăng nhập mã số đăng kí rồi nhấn “Next” để tiếp tục Hình 2.4 Thơng tin khách hàng Trang 23 Đề tài Tính tốn phân bố cơng suất và ngắn mạch lưới điện Tp. HCM... điện Đề tài Tính tốn phân bố cơng suất và ngắn mạch lưới điện Tp. HCM bằng phần mềm PSS/E” 2.2 Luận văn tốt nghiệp Cách cài đặt phần mềm PSS/E  Nhấn kép vào file “setup” để khởi động trình cài đặt Hình 2.1 Giao diện khởi động cài đặt chương trình  Bảng thoả thuận về cấp giấy phép xuất hiện ta đọc và chọn “Yes” để tiếp tục Hình 2.2 Thỏa thuận cấp giấy phép Trang 22 Đề tài Tính tốn phân bố cơng suất. .. điện Tp. HCM bằng phần mềm PSS/E”  Luận văn tốt nghiệp Lựa chọn thư mục để cài đặt chương trình PSS/E, nhấn “Next” để tiếp tục Hình 2.5 Lựa chọn nơi đặt các thư mục cài đặt  Lựa chọn các tuỳ chọn của chương trình rồi nhấn “Next” để tiếp tục Hình 2.6 Chọn các thành phần muốn cài đặt Trang 24 Đề tài Tính tốn phân bố cơng suất và ngắn mạch lưới điện Tp. HCM bằng phần mềm PSS/E”  Luận văn tốt nghiệp Lựa . quả tính toán phân bố công suất lưới điện 110-220kV Tp. Hồ Chí Minh 4.3.1 Tính toán phân bố công suất bằng phần mềm PSS/ E cho hệ thống điện Tp. Hồ Chí Minh 59 4.3.2 Tính phân bố công suất. pháp tính toán ngắn mạch 51 Đề tài Tính toán phân bố công suất và ngắn mạch lưới điện Tp. HCM bằng phần mềm PSS/ E Luận văn tốt nghiệp Trang 2 Chương IV: Tính toán phân bố công suất và ngắn. đã chọn đề tài tính toán cho hệ thống điện Thành phố Hồ Chí Minh với tên đề tài: “ Tính toán phân bố công suất và ngắn mạch lưới điện Thành phố Hồ Chí Minh bằng phần mềm PSS/ E . Nội dung thực