Bài giảng hệ thống điện tổng quan hệ thống điện TS trương việt anh

TỔNG QUAN - HỆ THỐNG ĐIỆN TRÌNH BÀY TS TRƯƠNG VIỆT ANH HỆ THỐNG ĐIỆN LÀ GÌ ? Đường dây Máy phát điện S = UI I Phụ tải Đường dây Máy phát điện Phụ tải Quá tốn chi phí kim lọai màu phải tăng tiết diện dây dẫn HỆ THỐNG ĐIỆN LÀ GÌ ? Đường dây Máy phát điện S = UI Chiều dài đường dây NMĐ gần tải đưa xa phụ tải vi: + Ô nhiễm môi trường + Gần nguồn nguyên liệu (Gió, mặt trời, nhiên liệu hóa thạch) + Nơi xây dựng thủy điện + Nơi xây NMĐ hạt nhân Sụt áp tăng Tổn thất công suất tăng Phụ tải HỆ THỐNG ĐIỆN LÀ GÌ ? Đường dây S = UI Máy phát điện Phụ tải MBA tăng áp Đường dây MBA giảm áp Máy phát điện Phụ tải U ⇒ I ⇒ ∆U ∆P ,∆Q ⇒ Chi phí cách điện Lựa chọn U phù hợp HỆ THỐNG ĐIỆN LÀ GÌ ? Đường dây Nhiều đường dây S = UI Máy phát điện Phụ tải Các nhà máy điện Mạng điện Các trạm tăng áp Các trạm giảm áp Các khóa điện Các trạm bù Các phụ tải tiêu thụ Nhiều phụ tải Nhiều NMĐ HỆ THỐNG ĐIỆN LÀ GÌ ? Tập hợp tất các:  Phụ tải  Nhà máy điện  Đường dây  Truyền tải : trạm tăng, giảm áp, TBĐC, thiết bị bù, thiết bị điều khiển cưỡng dòng công suất đường dây  Phân phối : trạm hạ áp, TBĐC, thiết bị bù, đường dây  Các thiết bị bảo vệ đường dây, trạm…: Chống áp  Các thiết bị điều khiển TBĐC: vận hành HTĐ SỰ PHÁT TRIỂN CỦA HTĐ SỰ PHÁT TRIỂN CỦA HTĐ SỰ PHÁT TRIỂN CỦA HTĐ Nâng điện áp để nâng cao công suất chuyên tải khả truyền tải xa Giảm điện áp làm việc lưới điện cung cấp điện cho phụ tải Xác định điện áp làm việc hợp lý cho đường dây Liên kết đường dây, nguồn điện phụ tải để đảm bảo tin cậy cung cấp điện Xây dựng lưới điện quốc gia nhằm vận hành kinh tế nâng cao độ tin cậy SỰ PHÁT TRIỂN CỦA HTĐ TRUNG TÂM ĐIỀU ĐỘ Điều chỉnh tần số phân bố P NMĐ (TĐ NĐ) Điều chỉnh U nút phân bố Q HTĐ Xác lập trì Pdự trữ cách thứ tự, thờ điểm đóng cắt tổ máy NMĐ Thay đổi sơ đồ vận hành HTĐ (lưới NMĐ) để giảm In đảm bảo làm việc ổn định HTĐ Lên lịch sửa chữa phương án vận hành sửa chữa TB quan trọng HTĐ Đề phòng giải cố HTĐ Giải cố nghiêm trọng làm điện phận hộ tiêu thụ CÁC BÀI TOÁN TRONG HTĐ Các toán chế độ xác lập Các toán chế độ độ Các toán thiết kế – qui hoạch CHẾ ĐỘ XÁC LẬP Chế độ xác lập : chế độ làm việc lâu dài ổn định HTĐ Các nghiên cứu gồm:  Xác định trạng thái vận hành HTĐ  Vận hành tối ưu HTĐ  Dự báo phụ tải nhiều khoảng thời gian khác  Tính toán khả chịu đựng HTĐ thời gian lâu dài tình vận hành  Tính toán ngắn mạch cấu trúc vận hành, đảm bảo khả chịu đựng TB, khả ổn định HTĐ  Chỉnh định Relay bảo vệ phần tử HTĐ CHẾ ĐỘ QUÁ ĐỘ Chế độ độ: khoảng thời gian HTĐ chuyển từ chế độ xác lập thứ i sang chế độ xác lập thứ i+1 Các nghiên cứu gồm  Tính toán ổn định động  Phục vụ toán tính cách điện thiết bị điện, vật liệu cách điện đường dây cáp ngầm  Nghiên cứu ảnh hưởng xung sét lên HTĐ  Nghiên cứu ảnh hưởng việc đóng cắt thiết bị MC đường dây, tụ bù, MBA, phụ tải có công suất lớn THĐ  Chỉnh định Relay bảo vệ phần tử HTĐ BÀI TOÁN THIẾT KẾ Bài toán thiết kế: Thực chất toán vận hành tương lai Các nghiên cứu tập trung vào:  Dự báo phụ tải thời gian dài để đảm bảo việc cân công suất  Qui hoạch nguồn : xác định vị trí tối ưu, loại lượng sơ cấp, đặc điểm NMĐ  Qui hoạch HTĐ mở rộng HTĐ để đảm bảo không gian vận hành tối ưu tương lai  Tính toán kiểm tra độ tin cậy, tính kinh tế THĐ đảm bảo chất lượng điện  Lựa chọn thiết bị vật tư HTĐ MÔ HÌNH HÓA HỆ THỐNG ĐIỆN Hệ thống điện có tính chất sau:  Duy nhất, đắt tiền  Khi hư hỏng gây hậu kinh tế, xã hội nghiêm trọng Dùng để xây dựng phòng thí nghiệm ảo chuyên nghiên cứu xác định thông số cho toán vận hành, thiết kế, qui hoạch hệ thống … Các mô hình ứng dụng  Mô hình vật lý  Mô hình tương tự  Mô hình toán học Chủ yếu mô hình toán học rẻ tiền PHẦN MỀM MÔ PHỎNG HTĐ POWERWORLD PHẦN MỀM MÔ PHỎNG HTĐ PSS/ADEPT NHÀ MÁY ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN Lò nưới sôi Boiling Water Reaction Lò nước áp lực cao Presure Water Reaction NHÀ MÁY THUỶ ĐIỆN NHÀ MÁY THUỶ ĐIỆN [...]... kinh tế của THĐ và đảm bảo chất lượng điện năng  Lựa chọn thiết bị và vật tư trên HTĐ MÔ HÌNH HÓA HỆ THỐNG ĐIỆN Hệ thống điện chỉ có các tính chất sau:  Duy nhất, đắt tiền  Khi hư hỏng gây hậu quả về kinh tế, xã hội nghiêm trọng Dùng để xây dựng một phòng thí nghiệm ảo chuyên nghiên cứu xác định các thông số cho các bài toán vận hành, thiết kế, qui hoạch hệ thống … Các mô hình được ứng dụng  Mô... Toàn thể các phần tử trong HTĐ là 1 hệ thống nhất  Tổng năng lượng phát = tổng năng lượng tiêu thụ Các quá trình quá độ xảy ra nhanh chóng Gắn liền với sự phát triển của công nghiệp, sinh hoạt, thông tin, giao thông…  Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện  Chất lượng điện năng  Công suất dự trữ của HTĐ phải hợp lý Ý NGHĨA CỦA CÁC ĐẶC ĐIỂM Không thể dự trữ sản phẩn điện năng được:  Khi thiếu hụt nguồn... định động  Phục vụ các bài toán tính cách điện của thiết bị điện, vật liệu cách điện của đường dây và cáp ngầm  Nghiên cứu sự ảnh hưởng của xung sét lên HTĐ  Nghiên cứu sự ảnh hưởng của việc đóng cắt các thiết bị như MC đường dây, tụ bù, MBA, phụ tải có công suất lớn trong THĐ  Chỉnh định Relay bảo vệ các phần tử trong HTĐ BÀI TOÁN THIẾT KẾ Bài toán thiết kế: Thực chất là bài toán vận hành ở tương... qui hoạch HTĐ cực kỳ quan trọng  Thúc đầy ngành kỹ thuật điện phát triển công nghệ mới LIÊN KẾT CÁC HTĐ VỚI NHAU Giảm được dự trữ tổng về công suất HTĐ1 AC HVDC HTĐ2 Nâng cao tính hiệu quả của các nhà máy thủy điện trong các HTĐ (công suất và năng lượng) Giảm được đỉnh phụ tải tổng, phẳng hoá ĐTPT Hỗ trợ công suất phát và tiêu thụ tại các HTĐ khác nhau  Theo mùa (đặc biệt là thủy điện)  Khi sửa chữa... là mô hình toán học vì rẻ tiền PHẦN MỀM MÔ PHỎNG HTĐ POWERWORLD PHẦN MỀM MÔ PHỎNG HTĐ PSS/ADEPT NHÀ MÁY ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN Lò nưới sôi Boiling Water Reaction Lò nước áp lực cao Presure Water Reaction NHÀ MÁY THUỶ ĐIỆN NHÀ MÁY THUỶ ĐIỆN ... và đảm bảo sự làm việc ổn định của HTĐ Lên lịch sửa chữa và phương án vận hành sửa chữa các TB quan trọng trong HTĐ Đề phòng và giải quyết sự cố trong HTĐ Giải quyết các sự cố nghiêm trọng làm mất điện của 1 bộ phận hộ tiêu thụ CÁC BÀI TOÁN TRONG HTĐ Các bài toán chế độ xác lập Các bài toán chế độ quá độ Các bài toán thiết kế – qui hoạch CHẾ ĐỘ XÁC LẬP Chế độ xác lập : chế độ làm việc lâu dài và ổn định... khiển trạm biến áp, nhà máy điện, TBĐC trong HTĐ…  Phát triển hệ thống giám sát thông số trạng thái (SCADA) Ý NGHĨA CỦA CÁC ĐẶC ĐIỂM Gắn liền với sự phát triển của nền kinh tế quốc dân  Sự phát triển nguồn và lưới phải theo kịp với mức tăn trưởng hàng năm (khỏang 1.3-1.5 GDP)  Nếu không thỏa mãn thì ch1nh ngành năng lượng sẽ kìm hãm sự phát triển của đất nước  Mức tiêu thụ điện năng/đầu người là chỉ... HTĐ  Khi công suất phát giảm thì công suất tải sẽ tự động giảm theo và ngược lại ⇒ chất lượng điện năng Đặc điểm này ảnh hưởng nghiêm trọng đến công tác thiết kế, qui họach nguồn và lưới Ý NGHĨA CỦA CÁC ĐẶC ĐIỂM Quá trình quá độ xảy ra nhanh chóng  Phải sử dụng các thiết bị tự động đặc biệt tác động nhanh để các quá trình quá độ diễn ra trong phạm vi cho phép  Chỉnh định các TB tự động, bảo vệ chống... thái của mọi nút có trong lưới truyền tải  ĐK Phân rã: Trung tâm điều độ quốc gia chỉ quan tâm đến điều kiện biên của các HTĐ với nhau Tuân thủ nguyên tác điều khiển học:  Có thông tin đầy đủ về trạng thái của HTĐ (nút, nhánh, U,δ,P,Q)  Gia công nhanh số liệu để có các quyết định trong điều khiển tối ưu  Truyền nhanh mệnh lệnh và không sai lệch đến TB điều khiển (trạm, nhà máy, TBĐC được điều khiển ... tải HỆ THỐNG ĐIỆN LÀ GÌ ? Đường dây S = UI Máy phát điện Phụ tải MBA tăng áp Đường dây MBA giảm áp Máy phát điện Phụ tải U ⇒ I ⇒ ∆U ∆P ,∆Q ⇒ Chi phí cách điện Lựa chọn U phù hợp HỆ THỐNG ĐIỆN...HỆ THỐNG ĐIỆN LÀ GÌ ? Đường dây Máy phát điện S = UI I Phụ tải Đường dây Máy phát điện Phụ tải Quá tốn chi phí kim lọai màu phải tăng tiết diện dây dẫn HỆ THỐNG ĐIỆN LÀ GÌ ? Đường... dây S = UI Máy phát điện Phụ tải Các nhà máy điện Mạng điện Các trạm tăng áp Các trạm giảm áp Các khóa điện Các trạm bù Các phụ tải tiêu thụ Nhiều phụ tải Nhiều NMĐ HỆ THỐNG ĐIỆN LÀ GÌ ? Tập hợp