HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG LƯỚI ĐIỆN DÙNG CHƯƠNG TRÌNH PSS/ADEPT

PC2 HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG LƯỚI ĐIỆN Mã số: ĐL2.4/HD.27 Lần ban hành: 01 Ngày ban hành: 12/04/2015 Trang 1/19 I. KIỂM SOÁT SỬA ĐỔI: MỤC ĐÍCH: Hướng dẫn phương pháp thu thập dữ liệu và mô hình lưới điện bằng chương trình PSS/ADEPT dùng để tính toán mô phỏng các bài toán lưới điện như: − Tính toán phân bố công suất (Tổn thất điện áp, công suất); − Tính toán vị trí, dung lượng bù tối ưu cho lưới điện trung hạ thế (CAPO); − Tính toán điểm dừng (điểm tách lưới) tối ưu (TOPO); − Phối hợp bảo vệ; − Các bài toán khác (phân tích sóng hài, độ tin cậy lưới điện). II. PHẠM VI ÁP DỤNG: Phương pháp này áp dụng thống nhất cho Xí nghiệp Điện cao thế miền Nam và các Điện lực tỉnh/thành phố trực thuộc Công ty Điện lực 2 trong việc tính toán các bài toán trên lưới điện sử dụng chương trình PSS/ADEPT. III. TÀI LIỆU THAM KHẢO: − Tài liệu hướng dẫn sử dụng chương trình PSS/ADEPT (Tài liệu kèm theo chương trình); − Tài liệu giảng dạy, hướng dẫn sử dụng phần mềm PSS/ADEPT (Tài liệu do Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh biên soạn); − Hệ thống điện Truyền tải và phân phối (Tác giả Hồ Văn Hiến, NXB Đại học Quốc gia TP.HCM, 2005); − Electrical Distribution System Protection (Cooper Power Systems, 1990); − Các file lưu tại thư mục //server/data/ktsx/hoaiphuong/HD.PSS-ADEPT. IV. ĐỊNH NGHĨA, THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT: PSS/ADEPT : Power System Simulator/Advanced Distribution Engineering Productivity Tool. TOPO : Tie Open Point Optimization. CAPO : Optimal Capacitor Placement. TCC : Time-Current Curve. MBA : Máy biến áp. TBA : Trạm biến áp V. TRÁCH NHIỆM: Các Điện lực tỉnh/thành phố trực thuộc, Xí nghiệp Điện cao thế miền Nam áp dụng phương pháp này vào việc triển khai PSS/ADEPT tại đơn vị mình. PC2 HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG LƯỚI ĐIỆN Mã số: ĐL2.4/HD.27 Lần ban hành: 01 Ngày ban hành: 12/04/2015 Trang 2/19 VI. NỘI DUNG: − Yêu cầu dữ liệu lưới điện cho PSS/ADEPT; − Mô hình các đối tượng lưới điện bằng PSS/ADEPT; − Yêu cầu đối với các bài toán tính toán mô phỏng lưới điện; − Các lưu ý để khai thác chương trình đạt hiệu quả. 1. YÊU CẦU DỮ LIỆU LƯỚI ĐIỆN CHO PSS/ADEPT Để mô hình lưới điện trên PSS/ADEPT cần thu thập dữ liệu lưới điện như sau: 1.1. Dữ liệu đường dây: − Chiều dài đường dây; − Chủng loại và đặc tính kỹ thuật của dây dẫn; − Hình thức trụ, chiều cao của dây dẫn so với đất, bố trí các pha trên cột. Cách xác định hằng số đường dây bằng môdun của chương trình trình bày ở phần 2. 1.2. Dữ liệu thiết bị chính Nguồn: − Giá trị dòng ngắn mạch 1 pha và dòng ngắn mạch 3 pha tại thanh cái 22kV trạm 110kV và thanh cái 110kV trạm 220kV. Cách xác định các thông số nguồn trình bày phần 2. Máy biến áp: − Vị trí lắp đặt, các giá trị Po, Pk, Io%, Uk% của MBA (nếu không thể tra cứu được từ lý lịch MBA thì có thể tham khảo TCVN8084-1994). Cách xác định các thông số MBA trình bày phần 2. Tụ bù: − Vị trí lắp đặt, loại (cố định, hay ứng động), dung lượng tụ. Các thiết bị đóng cắt: − Vị trí lắp đặt, các thông số liên quan đặc tuyến dòng điện thời gian (TCC) của thiết bị. 1.3. Dữ liệu phụ tải − Xây dựng biểu đồ phụ tải điển hình ngày cho các nhóm phụ tải đặc trưng. Ví dụ: Công nghiệp, sinh hoạt, bơm Nông nghiệp, … − Xác định công suất, cosϕ tiêu thụ của từng phụ tải. Cách xác định thông số của phụ tải trình bày phần 2. PC2 HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG LƯỚI ĐIỆN Mã số: ĐL2.4/HD.27 Lần ban hành: 01 Ngày ban hành: 12/04/2015 Trang 3/19 2. MÔ HÌNH CÁC ĐỐI TƯỢNG LƯỚI ĐIỆN BẰNG PSS/ADEPT: 2.1. Đường dây: 2.1.1. Yêu cầu hằng số đường dây  Tên đường dây, số pha (1 pha, 3 pha);  Chiều dài đường dây;  Tổng trở thứ tự thuận, tổng trở thứ tự không của đường dây. Đối với đường dây trên không sẽ dùng môdun Line Constants của chương trình để tính các hằng số đường dây, đường dây cáp ngầm và cáp ABC trung thế có thể tính toán theo lý thuyết hoặc tra từ catalogue của nhà sản xuất. 2.1.2. Xác định hằng số đường dây Sử dụng môdun Line Constants của chương trình để tính toán hằng số đường dây từ các dữ liệu yêu cầu tại mục 1. Sử dụng chức năng Line Constants a. Mở chức năng Line Constants từ menu [Tools] chương trình. Menu chính của môdun line constants Tạo mới cấu trúc đường dây (c) Các tùy chọn của chức năng “line constants” (b) Tính toán “line constants” (e) (a) PC2 HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG LƯỚI ĐIỆN Mã số: ĐL2.4/HD.27 Lần ban hành: 01 Ngày ban hành: 12/04/2015 Trang 4/19 b. Thiết lập các tùy chọn của chức năng line constants. c. Tạo mới 1 cấu trúc đường dây. d. Thiết lập các thông số của cấu trúc đường dây. Tần số của HTĐ, chọn = 50hZ Chọn units là đơn vị SI Click đôi chuột vào đây để thiết lập cấu trúc đường dây (d) Trường hợp muốn chọn đặc tính kỹ thuật dây dẫn từ file bên ngoài thì có thể xác định đường dẫn của file cần sử dụng tại đây Tham khảo file thư viện chuẩn của chương trình nz- austconductors.csv PC2 HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG LƯỚI ĐIỆN Mã số: ĐL2.4/HD.27 Lần ban hành: 01 Ngày ban hành: 12/04/2015 Trang 5/19 e. Chạy chức năng Line constants để xác định hằng số đường dây. f. Cập nhật hằng số đường dây vào file thư viện của chương trình (*.con). Số pha của đường dây Chủng loại dây dẫn trên từng pha. - Đặc tính kỹ thuật của các loại dây dẫn có thể tham khảo từ catalogue của các nhà sản xuất trong nước hoặc từ thư viện chuẩn của chương trình. Bố trí pha của đường dây Cập nhật giá trị tổng trở thứ tự thuận và tổng trở thứ tự nghịch vào thư viện đường dây PC2 HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG LƯỚI ĐIỆN Mã số: ĐL2.4/HD.27 Lần ban hành: 01 Ngày ban hành: 12/04/2015 Trang 6/19 File thư viện thông số đường dây và thiết bị của PSS/ADEPT là 1 file dạng text có phần mở rộng là *.con (file mẫu của chương trình là pti.con). Cấu trúc *.con file này cho phép người dùng thêm vào các bộ thông số mẫu của dây dẫn hoặc thiết bị nhằm thuận tiện cho việc sử dụng. Cấu trúc của *.con file tham khảo thêm tài liệu hướng dẫn sử dụng của chương trình. Lưu ý: − Khi đặt tên 1 cấu trúc đường dây cần thể hiện rõ cấu trúc dây dẫn (Vd: 3×A150+A95) để thuận tiện khi xem sơ đồ; − Đối với lưới điện trung thế không tính ảnh hưởng của thành phần dung của đường dây lên lưới điện (cho thành phần dung trong hằng số đường dây =0); − Đối với lưới điện hạ thế không tính ảnh hưởng của thành phần dung và kháng của đường dây lên lưới điện (cho thành phần dung, kháng trong hằng số đường dây =0). 2.2. Máy biến áp Yêu cầu dữ liệu:  Tên MBA;  Pha (1pha, 3 pha), tổ đấu dây;  Công suất định mức (lưu ý: nhập công suất trên mỗi pha );  Tổng trở tương đương của MBA. PC2 HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG LƯỚI ĐIỆN Mã số: ĐL2.4/HD.27 Lần ban hành: 01 Ngày ban hành: 12/04/2015 Trang 7/19 Tổng trở tương đương của MBA tính theo công thức sau: n n P R Sdm ∆ = và % /100 n n Z U= khi đó 2 2 n n n X Z R= − Trong đó giá trị ∆Pn và Un% lấy từ kết quả thí nghiệm ngắn mạch gần nhất hoặc lấy theo TCVN 1984-1994. Để xác định một cách gần đúng nhất ảnh hưởng của một TBA lên lưới điện, tổn thất không tải của MBA cần thiết được đưa vào mô hình TBA. MÔ HÌNH TRẠM BIẾN ÁP a. TBA công cộng sẽ được mô hình như sau: Trong đó: Po là tổn hao không tải của MBA và 2 2 %* 100 O o o I Sdm Q P   = −  ÷   Po và Io% được lấy từ thí nghiệm không tải gần gần nhất hoặc lấy theo TCVN 1984-1994. Giá trị tải được tính toán từ chỉ số điện kế tổng của trạm biến áp (trình bày tại mục 2.4) b. TBA khách hàng đo đếm trung thế: được mô hình bằng 1 phụ tải. c. TBA khách hàng đo đếm hạ thế: được mô hình giống như trạm công cộng. Lưu ý: − Khi đặt tên cho TBA và thành phần không tải của MBA cần lưu ý thêm tiếp đầu ngữ phía trước để thuận tiện cho việc cập nhật và tra cứu và sau này; − Máy biến áp 3 pha loại có 1 MBA tổ đấu dây là Delta Wye -30 deg (tương ứng với tổ đấu dây ∆ /Y-11). TBA 3 pha loại có 3 MBA và TBA 1 pha tổ đấu dây là Wye Wye. − Tổng trở tương đương cho MBA 3 pha (loại 3 MBA 1 pha) và MBA 1 pha là giống nhau. VD: - TBA 1 pha MBA lắp trên pha A nên đặt tên là A.xxxxxxxxxx; - TBA 3 pha 3 MBA nên đặt tên là Y.xxxxxxxxxx; - TBA 3 pha 1 MBA nên đặt tên là T.xxxxxxxxxx; - thành phần không tải của MBA 1 pha 25kVA lắp trên pha A nên có tên là Po25-A.xxxxx(không cần thiết quản lý theo tên trạm vì không thường xuyên cập nhật số liệu). Tải Po + jQo MBA PC2 HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG LƯỚI ĐIỆN Mã số: ĐL2.4/HD.27 Lần ban hành: 01 Ngày ban hành: 12/04/2015 Trang 8/19 2.3.Nguồn Yêu cầu dữ liệu:  Tên nguồn (nên đặt là: tên trạm+phát tuyến, Vd: TanHung431);  Loại, điện áp định mức;  Công suất định mức;  Tổng trở thứ tự thuận và thứ tự nghịch của nguồn. Trong đó Tổng trở thứ tự thuận và thứ tự nghịch của nguồn được tính toán từ giá trị Công suất định mức, dòng ngắn mạch 1 pha và 3 pha tại nút nguồn theo công thức sau: 1 3f Udm Z I φ = và 0 1 1 3* 2 f Udm Z Z I φ = − Thông thường do ta chỉ có được giá trị biên độ của dòng ngắn mạch 1 pha và 3 pha tại nút nguồn và R1<< X1, Ro<< Xo nên chấp nhận X1~Z1 và Xo~Zo nghĩa là R1 = Ro = 0. Quy ước khi mô hình lưới điện 22kV thanh cái 22kV của trạm 110kV được mô hình bằng 1 nguồn với công suất của nguồn là Sdm của MBA nối với thanh cái 22kV đó. 2.4. Phụ tải 2.4.1. Yêu cầu dữ liệu cho phụ tải gồm:  Tên phụ tải (nên lấy mã trạm để đặt tên cho phụ tải trạm);  Nhóm phụ tải (Load Categories); PC2 HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG LƯỚI ĐIỆN Mã số: ĐL2.4/HD.27 Lần ban hành: 01 Ngày ban hành: 12/04/2015 Trang 9/19  Biểu đồ phụ tải (Load Snapshots);  Loại phụ tải (cân bằng và không cân bằng);  Công suất thực (P);  Công suất phản kháng (Q). Lưu ý: − Để thuận tiện cho việc cập nhật dữ liệu tải cho chương trình từ file excel, nên chọn mọi loại phụ tải (1 pha và 3 pha) là không cân bằng; − Việc đặt tên cho phụ tải (Name) cần phân theo nhóm để thuận tiện cho việc cập nhật và theo dõi phụ tải. Ví dụ: Trên lưới điện có 5 nhóm phụ tải đặc trưng (qua theo dõi, đánh giá từ thực tế quản lý vận hành), khi đó TBA có mã trạm là A thuộc nhóm phụ tải (1) thì nên đặc tên là 1.A. PC2 HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG LƯỚI ĐIỆN Mã số: ĐL2.4/HD.27 Lần ban hành: 01 Ngày ban hành: 12/04/2015 Trang 10/19 2.4.2. Xác định công suất của tải Trình tự thực hiện a. Xây dựng biểu đồ phụ tải đặc trưng cho từng nhóm phụ tải (qua QLVH), tham khảo cách xây dựng biểu đồ phụ tải cho các nhóm phụ tải trong phần phụ lục. b. Xác định công suất tiêu thụ của phụ tải, tham khảo 2 phương pháp sau: b.1. Dựa vào kết quả đo tải định kỳ hàng tháng (phương pháp này đơn giản, nhưng dễ gây sai số do thời điểm đo tải là không đồng thời). b.2. Dựa vào sản lượng của từng khách hàng (hoặc TBA) trong tháng (có thể truy xuất từ chương trình CMIS) và đánh giá hệ số công suất (cos ϕ ) của khách hàng (hoặc TBA) thông qua QLVH. Ví dụ: Khảo sát khách hàng (hoặc TBA) A có sản lượng là 100kWh/tháng (tháng có 30 ngày), cosϕ = 0,8 và thuộc nhóm phụ tải (1) có biểu đồ phụ tải điển hình như sau: Khi đó nhóm phụ tải (1) được chia thành 4 load snapshots như sau: Snapshot Relative duration (pu) Scale Factor Base 0 1 23h – 05h 7/24 0,3 06h – 08h 3/24 0,8 09h – 17h 9/24 0,5 18h – 22h 5/24 1,0 Lúc đó tại mức Base P = 100/30/(0,3*7+0,8*3+0,5*9+1,0*5) ~ 0,238. [...]... BV MÔ HÌNH 1 THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT BẢO VỆ Thêm mới và thiết lập TCC cho thiết bị bảo vệ 2.5.3 Tụ bù Yêu cầu dữ liệu:  Tên tụ bù;  Điện áp;  Dung lượng;  Loại (ứng động hay cố định) Mã số: ĐL2.4/HD.27 HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG LƯỚI ĐIỆN Lần ban hành: 01 PC2 Ngày ban hành: 12/04/2015 Trang 14/19 3 YÊU CẦU ĐỐI VỚI CÁC BÀI TOÁN TÍNH TOÁN, MÔ PHỎNG LƯỚI ĐIỆN: 3.1 .Tính toán tổn thất điện năng trên lưới. .. Mã số: ĐL2.4/HD.27 HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG LƯỚI ĐIỆN Lần ban hành: 01 PC2 Ngày ban hành: 12/04/2015 Trang 12/19 node hạ thế sẽ được loại bỏ (nhằm tối ưu thời gian tính toán) khi phân tích bài toán CAPO 2.5.2 Switch Yêu cầu dữ liệu:  Tên thiết bị đóng cắt bảo vệ;  Đặc tuyến dòng điện thời gian (TCC) của thiết bị bảo vệ Mã số: ĐL2.4/HD.27 HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG LƯỚI ĐIỆN Lần ban hành: 01... kết quả vận hành (sai số ≤5%) 3.1.4 Xuất các Report và đánh giá tổn thất, trên đường dây trung hạ thế và TBA 3.2 Tính toán dung lượng, vị trí bù tối trên lưới điện trung hạ thế CAPO: 3.2.1 Sử dụng sơ đồ lưới điện xây dựng từ bước 3.1 Mã số: ĐL2.4/HD.27 HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG LƯỚI ĐIỆN Lần ban hành: 01 Ngày ban hành: 12/04/2015 Trang 15/19 PC2 3.2.2 Tìm vị trí bù tối ưu cho các vị trí bù cố định... tái bố trí và lắp mới tụ bù 3.2.4 Theo dõi, nhận xét đánh giá hiệu quả của việc lắp bù Lưu ý: Để việc lắp bù đạt hiệu quả, nên tính toán bù trên lưới điện hạ thế trước khi tính toán bù trên lưới điện trung thế 3.3 Tính toán phối hợp bảo vệ lưới điện: 3.3.1 Sử dụng sơ đồ lưới điện xây dựng từ bước 3.1 3.3.2 Cập nhật TCC của các thiết bị bảo vệ vào sơ đồ 3.3.3 Xem xét phối hợp giữa các đặc tuyến TCC của... tuyến 22kV thuộc trạm 110kV nên được vẽ trên cùng 1 file PSS/ADEPT, việc cập nhật dữ liệu lưới điện sẽ hoàn toàn thực hiện trên file này, file này sẽ được dùng để chạy bài toán TOPO, phối hợp bảo vệ Mã số: ĐL2.4/HD.27 HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG LƯỚI ĐIỆN Lần ban hành: 01 PC2 − − − − − Ngày ban hành: 12/04/2015 Trang 16/19 Khi phân tích các bài toán khác như CAPO hay Loadflow sẽ tách mỗi phát tuyến... vào đây để in service các tụ bù hiện hữu (1)  Nhập các chỉ tiêu kinh tế cho chương trình;  Phân tích bài toán CAPO cho các phát tuyến (trạm biến áp), khi phân tích bài toán CAPO cho lưới trung thế, các node hạ thế cần được loại bỏ, không đưa vào tính toán như đã trình bài ở mục 2.5.1, để giảm thời gian tính toán của chương trình 3.2.3 Lập kế hoạch tái bố trí và lắp mới tụ bù 3.2.4 Theo dõi, nhận xét... khảo sơ đồ lưới điện như hình dưới, gồm 3 nhóm phụ tải đặc trưng 1, 2, 3 Giả sử biểu đồ phụ tải điển hình và công suất tại đầu phát tuyến như sau Snapshot Relative duration (pu) Scale Factor P (kW) Q (kVar) 24h – 6/24 0,5 403,9 313,5 05h 06h – 11/24 0,8 646,2 501,6 16h 17h – 23h 7/24 1,0 807,8 627,0 Sơ đồ minh họa tên file: mô hình pss-adept Mã số: ĐL2.4/HD.27 HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG LƯỚI ĐIỆN Lần... nên đặt tên theo nhóm để dễ dàng cho việc cập nhật theo dõi khi cần thiết Tránh việc đặt tên trùng lắp vì dễ gây lỗi khi chạy chương trình; Sau khi mô hình lưới điện cần tiến hành kiểm tra lại kết quả mô phỏng từ chương trình với giá trị vận hành thực tế bằng cách chạy bài toán phân bố công suất (loadflow) cho từng thời điểm (load snapshots) và so sánh với giá trị vận hành thực tế tại một số node trong... ĐL2.4/HD.27 HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG LƯỚI ĐIỆN Lần ban hành: 01 Ngày ban hành: 12/04/2015 Trang 11/19 PC2 Q tương ứng với cosϕ = 0,8 là Q = P*tan(arccos(0,8)) ~ 0,179 Khi đó giá trị nhập vào cho phụ tải là: Name: 1.A Categories: 1 Type: Constant Power, Unbalanced Load: 1 pha (Pha A) 3 pha P (kW) Q (kVar) P (kW) Q (kVar) Pha A P Q P/3 Q/3 Pha B 0 0 P/3 Q/3 Pha C 0 0 P/3 Q/3 Lưu ý: Khi nhập tải vào chương trình. .. từ PSS/ADEPT P (kW) Q (kVar) 329,9 272,6 631,6 512,1 773,5 622,8 Kết luận: Cần phải hiệu chỉnh lại Scale Factor trong biểu đồ phụ tải và công suất của các nhóm tải điển hình, để đạt được sơ đồ mô phỏng tương đối gần đúng với lưới điện thực tế Scale Factor của các phụ tải điển hình sau khi hiệu chỉnh: Snapshot 24h – Scale Factor Nhóm 1 Nhóm 2 Nhóm 3 1,0 0,2 0,3 Mã số: ĐL2.4/HD.27 HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN MÔ . Protection (Cooper Power Systems, 1990); − Các file lưu tại thư mục //server/data/ktsx/hoaiphuong/HD .PSS-ADEPT. IV. ĐỊNH NGHĨA, THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT: PSS/ADEPT : Power System Simulator/Advanced. 313,5 06h – 16h 11/24 0,8 646,2 501,6 17h – 23h 7/24 1,0 807,8 627,0 Sơ đồ minh họa tên file: mô hình pss-adept. PC2 HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG LƯỚI ĐIỆN Mã số: ĐL2.4/HD.27 Lần ban hành: 01 Ngày