NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CẤU TRÚC LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI CÓ XÉT ĐẾN NGUỒN THỦY ĐIỆN NHỎ THEO MỤC TIÊU GIẢM CHI PHÍ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG

TẬP ĐOÀN ĐIỆN LỰC VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC NGUYỄN THỊ MAI DUYÊN NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CẤU TRÚC LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI CÓ XÉT ĐẾN NGUỒN THỦY ĐIỆN NHỎ THEO MỤC TIÊU GIẢM CHI PHÍ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 60520202 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN Người hướng dẫn khoa học: TS Trịnh Trọng Chưởng HÀ NỘI - 2015 LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan luận văn công trình tổng hợp nghiên cứu Trong luận văn có sử dụng tài liệu tham khảo nêu phần tài liệu tham khảo Hà Nội, ngày 20 tháng 10 năm 2015 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Mai Duyên LỜI CẢM ƠN Sau thời gian năm học tập làm việc trường Đại học Điện lực với nỗ lực thân với dạy dỗ tận tình thầy cô giáo, động viên ủng hộ gia đình, đồng nghiệp bạn bè đến hoàn thành luận văn Cao học Để hoàn thành luận văn này, trước hết xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy cô giáo khoa Sau Đại học, khoa Hệ Thống Điện thầy cô giáo trường Đại Học Điện Lực người giảng dạy, giúp đỡ năm học cao học Đặc biệt, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo TS Trịnh Trọng Chưởng người trực tiếp hướng dẫn hoàn thành luận văn thú vị bổ ích Cảm ơn thầy động viên, tạo điều kiện thuận lợi tận tình trợ giúp suốt thời gian vừa qua Tôi xin cảm ơn đến bạn học lớp Cao học CH2- KTĐ2 Cảm ơn bạn bên cạnh tôi, động viên hoàn thành khóa học Cuối lời cảm ơn mà muốn gửi đến gia đình, bố mẹ, anh chị em, đặc biệt gia đình nhỏ - người hết lòng thương yêu, ủng hộ tạo điều kiện cho học tập hoàn thành luận văn tốt nghiệp Tác giả Nguyễn Thị Mai Duyên MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TRUNG ÁP 13 1.1 Đặc điểm lưới điện phân phối 13 1.2 Lý thiết kế kín vận hành hở lưới điện phân phối trung áp 15 1.3 Các thiết bị phân đoạn lưới điện phân phối trung áp 16 1.3.1 Dao cách ly thường (DCL) 17 1.3.2 Dao cách ly tự động (DCLTĐ) 18 1.3.3 Cầu dao phụ tải (CDPT) 18 1.3.4 Máy cắt có trang bị tự đóng lại (TĐL) 19 1.3.5 Tự động đóng nguồn dự phòng (TĐD) 19 1.3.6 Máy cắt (MC) 20 1.3.7 DAS 21 1.4 Hiện trạng tổn thất điện giải pháp giảm tổn thất điện cho lưới điện trung áp Việt Nam 22 1.4.1 Hiện trạng tổn thất điện Việt Nam 22 1.4.2 Tổn thất điện lưới điện phân phối 27 1.5 Nhận xét kết luận 29 CHƯƠNG BÀI TOÁN TÁI CẤU TRÚC LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI VÀ CÁC HƯỚNG NGHIÊN CỨU CHÍNH 31 2.1 Giới thiệu toán tái cấu trúc lưới điện 31 2.2 Các tiêu chí ảnh hưởng đến hàm mục tiêu toán tái cấu trúc 32 2.2.1 Tổn thất công suất tác dụng P 32 2.2.2 Tổn thất điện áp 32 2.2.3 Ảnh hưởng dòng ngắn mạch IN 33 2.2.4 Sơ đồ bảo vệ số lưới phân phối trung áp 34 2.3 Các toán tái cấu trúc lưới điện điển hình 35 2.3.1 Bài toán 1: Lựa chọn điểm phân đoạn để cực tiểu chi phí vận hành 37 2.3.2 Bài toán 2: Lựa chọn điểm phân đoạn lưới điện để giảm tổn thất điện 38 2.3.3 Bài toán 3: Cân công suất đường dây trạm biến áp 39 2.3.4 Bài toán 4: Lựa chọn điểm phân đoạn để khôi phục lưới điện phân phối sau cố cân tải 39 2.3.5 Bài toán 5: Lựa chọn điểm phân đoạn lưới điện theo hàm đa mục tiêu 39 2.3.6 Bài toán 6: Lựa chọn điểm phân đoạn lưới điện để giảm tổn thất công suất tác dụng 40 2.4 Một số hướng nghiên cứu cho toán tái cấu trúc lưới điện 40 2.4.1 Thuật toán cắt vòng kín 40 2.4.2 Thuật toán đổi nhánh 42 2.4.3 Giải thuật mô luyện kim (Simulated Annealing Algorithm SA) 43 2.4.4 Giải thuật đàn kiến (Ant Colony Algorithm - ACS) 44 2.4.5 Phương pháp mạng nơron nhân tạo (Artificial Neural Network ANN) 45 2.4.6 Phương pháp tìm kiếm TABU (Tabu Search -TS) 46 2.4.7 Phương pháp logic mờ (Fuzzy Logic) 48 2.4.8 Giải thuật di truyền (Genetic Algorithm -GA) 50 2.5 Bài toán tái cấu trúc có xét đến ảnh hưởng nguồn thủy điện nhỏ 53 2.5.1 Mô tả lưới điện qui ước chung 53 2.5.2 Thao tác đóng mở 55 2.6 Phương pháp tái cấu trúc lưới điện điều kiện có nguồn thủy điện nhỏ56 2.6.1 Nguyên tắc chung 56 2.6.2 Hàm mục tiêu, ràng buộc giả thiết ban đầu 58 2.3 Lựa chọn cấu rúc lưới điện địa phương có kết nối thuỷ điện nhỏ tình vận hành đặc trưng 62 2.3.1 Lựa chọn cấu trúc lưới điện với tập hợp điểm mở cố định năm 62 2.3.2 Lựa chọn cấu trúc lưới điện theo mùa TĐN 65 2.3.3 Lựa chọn cấu trúc lưới điện theo ngày ứng với chế độ phụ tải công suất phát theo mùa TĐN 66 CHƯƠNG LỰA CHỌN CẤU TRÚC LƯỚI ĐIỆN HỢP LÝ GIẢM CHI PHÍ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CÓ XÉT ĐẾN ẢNH HƯỞNG CỦA NGUỒN THỦY ĐIỆN NHỎ 67 3.1 Đặc điểm lưới điện nghiên cứu 67 3.2 Cơ sở tính toán tái cấu trúc lưới điện với PSS/ADEPT 61 3.2.1 Xây dựng sở liệu dây dẫn 61 3.2.2 Xây dựng sở liệu thông số cấu trúc lưới phân phối 62 3.3 Ảnh hưởng TĐN đến chất lượng điện áp LĐPP 62 3.4 Ảnh hưởng TĐN đến tổn thất công suất LĐPP 64 3.5 Lựa chọn cấu trúc hợp lý cho lưới điện Bát Xát có xét đến TĐN 66 3.5.1 Lựa chọn vị trí điểm phân đoạn cố định năm 66 3.5.2 Lựa chọn vị trí điểm mở xuất tuyến theo mùa 70 3.5.3 Lựa chọn vị trí điểm mở xuất tuyến theo ngày 71 3.5.4 Đánh giá ảnh hưởng TĐN đến tổn thất công suất xuất tuyến 371 E20.1 sau tái cấu trúc 73 3.6 Kết luận 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Tổng hợp kịch vận hành lưới điện có TĐN 57 Bảng 3.1 Các nhà máy TĐN xuất tuyến 371 - E20.1 tính đến hết 2014 60 Bảng 3.2 Các điểm mở trạng xuất tuyến 371 61 Bảng 3.3 Kết tính toán chi phí tổn thất điện phương án 67 Bảng 3.4 Kết xác định vị trí điểm mở cố định năm xuất tuyến 371 (phụ tải cực đại mùa khô) 68 Bảng 3.6 Tổng hợp vị trí điểm mở theo chế độ phụ tải 71 Bảng 3.8 Tổn thất công suất sau tái cấu trúc điều kiện huy động hết nguồn nước 73 Bảng 3.9 Tổn thất công suất xuất tuyến đưa TĐN vào lưới 74 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sơ đồ lưới điện hình tia 13 Hình 1.2 Sơ đồ lưới điện kín vận hành hở 14 Hinh 1.3: Biểu đồ tỷ trọng cấp điện áp lưới điện trung áp toàn quốc 23 Hình 2.1 Sơ đồ bảo vệ lưới điện phân phối trung áp mạch vòng vận hành hở 34 Hình 2.2 Sơ đồ bảo vệ lưới điện phân phối trung áp hình tia 34 Hình 2.3 Thuật toán Merlin Back chỉnh sửa 41 Hình 2.4 Sơ đồ giải thuật Civanlar 42 Hình 2.6 Mô hình hệ thống mờ 49 Hình 2.7 Tập mờ tập rõ 50 Hình 2.8 Sơ đồ chung phương pháp bầy đàn (PSO) 53 Hình 2.9: Lưới phân phối tổng quát không kết nối (a) có kết nối TĐN (b) 54 Hình 2.10: Lưới điện phân phối đơn giản 55 Hình 2.11 Các bước đánh giá lưới điện phân phối có nguồn thủy điện nhỏ toán tái cấu trúc 60 Hình 2.13 Các bước chọn chế độ vận hành lưới điện để tìm điểm mở theo mùa 65 Hình 3.1 Xuất tuyến 371 trạm 110 kV Lào Cai 59 Hình 3.2 Đồ thị phụ tải điển hình mùa khô mùa mưa xuất tuyến 371-E20.1 60 Hình 3.2 Phân bố điện áp nút xuất tuyến TĐN, TĐN mùa khô, tải cực tiểu cực đại 63 Hình 3.3 Phân bố điện áp nút xuất tuyến mùa mưa, tải thay đổi 64 Hình 3.4 Tổn thất công suất mùa khô tải thay đổi 65 Hình 3.5 Tổn thất công suất mùa mưa tải thay đổi 65 Bảng 3.5 Tổng hợp kết xác định vị trí điểm mở lưới theo mùa mưa mùa khô TĐN phụ tải cực đại 70 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT LĐPP : Lưới điện phân phối LĐPPTA : Lưới điện phân phối trung áp TĐN : Thủy điện nhỏ DCL : Dao cách ly thường DCLTĐ : Dao cách ly tự đóng lại CDPT : Cầu dao phụ tải TĐL : Tự đóng lại TĐD : Tự đóng lại nguồn dự phòng MC : Máy cắt MBA : Máy biến áp DSA : Phân đoạn TĐH GA : Giải thuật Gen ACS : Giải thuật kiến PSO : Giải thuật tối ưu hóa bầy đàn ANN : Phương pháp mạng nơron nhân tạo SA : Giải thuật mô luyện kim TABU : Phương pháp tìm kiếm MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Lưới điện phân phối trung áp (LĐPP) cầu nối quan trọng lưới truyền tải hộ phụ tải hạ áp (các trạm biến áp phân phối) Do đó, việc nghiên cứu đánh giá lưới điện phân phối chủ đề cần quan tâm lưới điện Việt Nam, đặc biệt giai đoạn đổi đại hóa ngành điện Về trạng lưới điện phân phối, tính đến cuối năm 2014 Việt Nam, tổng chiều dài đường dây trung áp khoảng 115.000 km, tổng chiều dài đường dây hạ áp gần 110.000 km, tổng dung lượng trạm biến áp hạ áp gần 29.000 MVA Lưới điện phân phối Tổng Công ty điện lực miền, Tổng Công ty điện lực số thành phố Công ty điện lực tỉnh quản lý Theo quy hoạch, khối lượng lưới điện phân phối dự kiến xây dựng đến năm 2020 bao gồm 120.000 km đường dây trung áp, gần 85.000 MVA trạm phân phối gần 93.000 km đường dây hạ áp Khối lượng dự kiến cải tạo xây dựng tương đương với khối lượng lưới phân phối hữu Đây thách thức lớn ngành điện Cùng với tăng trưởng nhanh chóng nhu cầu phụ tải, đặt nặng lên lưới điện phân phối có; với việc tiếp nhận lưới điện nông thôn lạc hậu công ty Điện lực Điện lực phải đối diện với khó khăn định công tác quản lý đầu tư xây dựng quản lý vận hành Do vậy, việc đảm bảo tìm cách nâng cao khả truyền tải lưới điện phân phối cần thiết phải trọng Kinh nghiệm Điện lực giới cho thấy: tổn thất công suất thấp lưới phân phối vào khoảng 4%, lưới truyền tải khoảng 2%.Tuy nhiên điều thách thức Công ty Điện lực Viêt Nam Việc giảm tổn thất điện với U, kV 38.0 Phân bố điện áp nút tải cực đại cực tiểu 37.5 37.0 36.5 36.0 35.5 T ĐN cực đại,tải cực đại 35.0 T ĐN cực đại, tải cực tiểu nút 34.5 20 40 60 80 100 120 140 160 180 Hình 3.3 Phân bố điện áp nút xuất tuyến mùa mưa, tải thay đổi Để khắc phục ảnh hưởng nguồn TĐN đến điện áp lưới trung áp đặc biệt chế độ phụ tải cực tiểu việc yêu cầu TĐN cần phải trang bị hệ thống điều khiển dòng kích từ đủ mạnh áp dụng thêm số giải pháp khác, chẳng hạn giải pháp tìm điểm phân đoạn hợp lý LĐPP có TĐN (sẽ trình bày chi tiết phần dưới) Ngoài cần phải quy định dải điện áp làm việc chế độ bình thường nguồn điện yêu cầu TĐN phải trang bị hệ thống thông tin liên lạc, điều khiển giám sát để đơn vị điều độ, vận hành lưới điện trung áp có khả đưa thao tác kịp thời 3.4 Ảnh hưởng TĐN đến tổn thất công suất LĐPP Giá trị P LĐPP có TĐN phụ thuộc vào công suất TĐN thời điểm khác đồ thị phụ tải Khi tải cực đại, việc TĐN phát hết công suất góp phần làm giảm P, tải cực tiểu làm tăng P Do cần khảo sát kỹ lưỡng để làm rõ vấn đề chế độ tải khác Các nguồn thuỷ điện nhỏ Lào Cai có khả phát công suất tác dụng phản kháng Trong hình 3.4 kết so sánh P trường hợp: TĐN mùa khô tải cực đại tải cực tiểu Ở chế độ tải cực đại, 64 việc TĐN huy động tối đa có tác dụng giảm P rõ Trong chế độ tải cực tiểu, vận hành không hợp lý làm gia tăng tổn thất LĐPP, điện áp nút vượt giới hạn cho phép tổn thất gia tăng Khi Điện lực cần giải toán vận hành kinh tế so sánh lợi ích thu chi phí tổn thất điện với chi phí mua điện từ TĐN Nếu chi phí tổn thất điện lớn chi phí mua điện, phải yêu cầu ngừng điện số TĐN, không tận dụng tối đa công Tổn thất, kW suất TĐN, phải cấu hình lại lưới điện 160 140 120 T ĐN mùa khô, tải cực đại T ĐN mùa khô, tải cực tiểu 100 80 60 40 20 Công suất thuỷ điện, kW 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 Tổn thất, kW Hình 3.4 Tổn thất công suất mùa khô tải thay đổi 1200 1000 800 T ĐN mùa mưa, tải cực đại 600 T ĐN mùa mưa, tải cực tiểu 400 200 Công suất TĐN, kW 0 5000 10000 15000 20000 Hình 3.5 Tổn thất công suất mùa mưa tải thay đổi 65 Trong hình 3.4 3.5 cho thấy: tổng công suất TĐN vượt tổng tông suất phụ tải địa phương, mức tổn thất cong suất tăng mạnh, điều giải thích bởi: công suất tác dụng phản kháng đường dây lớn, lượng công suất thừa chuyển qua trạm trung gian 110 kV, đường dây phân phối lại có tiết diện bé dẫn đến tải cục gây gia tăng tổn thất Do đó, để giảm tỏn thất trường hợp cần: cải tạo mạng điện (tăng tiết diện dây dẫn), chưa đủ điều kiện thực tận dụng số thiết bị chuyển mạch có sẵn lưới (khoá điện) để tiến hành tái cấu hình LĐPP, điều có tác dụng giảm tổn thất, chống tảo đường dây, tận dụng công suất từ TĐN có 3.5 Lựa chọn cấu trúc hợp lý cho lưới điện Bát Xát có xét đến TĐN 3.5.1 Lựa chọn vị trí điểm phân đoạn cố định năm Để thực toán lựa chọn chế độ vận hành có c.Amax năm, tiến hành bước nêu thuật toán chương Từ sơ đồ trạng, đóng tất dao cách ly sơ đồ để tạo lập lưới điện kín, giải toán phân bố công suất xác định chi phí tổn thất điện cho chế độ vận hành theo thời điểm (cao điểm, trung bình, thấp điểm) Kết thu bảng 3.3 66 Bảng 3.3 Kết tính toán chi phí tổn thất điện phương án Chế độ ΣPf, ΣQf, ΣPf (TĐ), ΣQf (TĐ) ΣPpt, ΣQpt ΔP, Thời gian, Vận hành MW MVAR MW MVAR MW MVAR MW h/ngày Thời gian, ng/năm ΔA, 103 kWh Mùa mưa cΔA, 103 đ 2.807,508 PT max 9,15 5,43 20 9,68 29,83 14,56 0,82 150 738 1.664,928 PT t.bình 1,26 0,88 20 9,68 20,88 10,19 0,38 13 150 741 1.041,105 PT -6,43 -1,56 20 9,68 13,42 6,550 0,15 150 112,5 101,475 Mùa khô 4.745,385 PT max 22,82 14,14 6,9 3,0 30,60 14,97 0,88 215 1135,2 2.901,571 PT t.bình 14,15 7,22 6,9 3,0 21,48 10,48 0,43 13 215 1201,9 1.688,670 PT 6,75 2,22 6,9 3,0 13,81 6,74 0,16 215 172 155,144 ([1]” giá điện cao điểm: 2556 đ/kWh; trung bình: 1405 đ/kWh; thấp điểm: 902 đ/kWh) 67 Từ kết tính toán bảng 3.3 cho thấy: - Xét phương diện tổn thất điện chế độ phụ tải trung bình TĐN làm việc mùa khô cho kết tổn thất điện lớn năm; - Khi xét phương diện chi phí tổn thất điện chế độ phụ tải cực đại TĐN làm việc mùa khô cho kết c.Amax năm - Ở chế độ phụ tải cực tiểu mùa mưa, nhà máy TĐN phát thừa công suất qua trạm biến áp trung gian vào hệ thống điện, chế độ phụ tải trung bình mùa mưa phụ tải không cần hỗ trợ công suất từ phía hệ thống điện; Kịch vận hành có c.Amax lựa chọn để làm phương án sở toán tái cấu trúc lưới điện, bước thực theo thuật toán hình 2.12 Chia lưới điện thành mạch vòng độc lập, kết tính toán phân bố công suất lựa chọn chọn điểm mở mạch vòng độc lập lưới điện bảng 3.4 ứng với phương thức vận hành xuất tuyến 371 có TĐN (đảm bảo lưới điện hình tia có c.Amin) Bảng 3.4 Kết xác định vị trí điểm mở cố định năm xuất tuyến 371 (phụ tải cực đại mùa khô) Mạch Dao cách ly Công suất, vòng Điểm mở lựa chọn MVA Đóng tất DCL sơ đồ tính công suất chảy qua DCL mạch vòng: MC 371 Lào Cai; DCL Bản Vược 1; DCL Dền Sáng; MC 372 TĐ Ngòi Phát 1 MC 371-E20.1 Lào Cai 10,5 DCL Bản Qua 8,67 DCL Bản Vược1 0,41 68 DCL Bản Vược Mạch Dao cách ly Công suất, vòng Điểm mở lựa chọn MVA DCL Dền Sáng 3,93 MC 372 Ngòi Phát 5,21 Mở DCL Bản Vược 1, tiếp tục tính công suất chạy qua DCL mạch vòng: MC371 Lào Cai; LBS 01-3 Cốc Mỳ; DCL Nậm Chạc; DCL Tông Sang 1; DCL Làng Pó; DCL A Mu Sung 3; MC 371 Cốc San MC 371-E20.1 Lào Cai 10,74 LBS 01-3 Cốc Mỳ 1,51 DCL Nậm Chạc 0,63 DCL Tông Sang 0,50 DCL Làng Pó 0,46 DCL A Mu Sung 0,40 MC 371 Cốc San 0,75 DCL A Mu Sung Mở DCL A Mu Sung 3, tiếp tục tính công suất chạy qua DCL mạch vòng: MC 371-E20.1 Lào Cai; DCL Minh Lương 1; LBS 01-3 Khánh Yên; MC 375-E20.3 TằngLoỏng MC 371 Lào Cai 10,71 DCL Minh Lương 1,23 LBS 01-3 Khánh Yên 1,1 MC 0,84 375 -E20.2 TằngLoỏng MC 375 -E20.2 TằngLoỏng Kết tính toán điểm mở tối ưu cho thấy phương thức vận hành tính toán phương thức vận hành mà xuất tuyến sử dụng có nhiều điểm khác biệt Trong tổng số mạch vòng 35 kV 69 có cần phải thay đổi lại vị trí điểm mở lưới để đạt chi phí tổn thất điện c.A thấp 3.5.2 Lựa chọn vị trí điểm mở xuất tuyến theo mùa Trong kịch ứng với mùa (mùa khô hay mùa mưa) thông số chế độ phụ tải có vị trí điểm mở tương ứng, mà theo tổn thất điện mùa nhỏ Cũng trên, cần thiết phải lựa chọn chế độ gây c.Amax mùa để làm phương án tính toán chọn điểm mở lưới điện Từ bảng 3.4 ta chọn phương án tính toán chọn điểm mở lưới ứng với chế độ phụ tải cực đại mùa với kết xác định cho bảng bảng 3.5 Bảng 3.5 Tổng hợp kết xác định vị trí điểm mở lưới theo mùa mưa mùa khô TĐN phụ tải cực đại Mức giảm tổn Điểm mở DCL Tổng tổn thất so với thất, MW trước tái cấu trúc Hiện trạng Cố định DCL Dền Sáng; LBS 01-3 Cốc Mỳ; năm TằngLoỏng MC 375-E20.3 1,259 - 0,971 22,87% 0,899 28,59% DCL Bản Vược 1; DCL A Sau Mùa khô Mu Sung; MC 375 -E20.2 TằngLoỏng tái cấu trúc lưới điện Mùa mưa DCL Bản Vược 1; DCL Nậm Chạc; MC 375 TằngLoỏng 70 -E20.2 3.5.3 Lựa chọn vị trí điểm mở xuất tuyến theo ngày Quá trình lựa chọn vị trí điểm mở theo ngày (3 lần/ngày) thực tế áp dụng với lưới điện trạng Lào Cai (do thiết bị lưới điện không đáp ứng yêu cầu toán) Do đó, phù hợp áp dụng kịch xác định vị trí điểm mở mùa theo chế độ phụ tải ngày đặc trưng mùa, tức là: - Vị trí điểm mở phụ tải cực đại mùa mưa; - Vị trí điểm mở phụ tải cực đại mùa khô; - Vị trí điểm mở phụ tải trung bình mùa mưa; - Vị trí điểm mở phụ tải trung bình mùa khô; - Vị trí điểm mở phụ tải cực tiểu mùa mưa; - Vị trí điểm mở phụ tải cực tiểu mùa khô Kết so sánh mức tổn thất công suất trước sau tái cấu trúc lưới điện xác định trường hợp (bảng 3.6) Bảng 3.6 Tổng hợp vị trí điểm mở theo chế độ phụ tải Chế độ phụ tải Tải cực đại Mùa khô Tải trung bình Phụ tải cực tiểu Mùa mưa Tải cực đại Điểm mở DCL DCL Bản Vược 1; DCL A Mu Sung; MC 375 -E20.2 TằngLoỏng DCL Bản Vược 1; DCL Tông Sang 1; MC 375 -E20.2 TằngLoỏng DCL Bản Vược 1; DCL Làng Pó; MC 375 -E20.2 TằngLoỏng DCL Bản Vược 1; DCL A Mu Sung 3; MC 375 -E20.2 TằngLoỏng 71 Tổng tổn thất, MW Mức giảm tổn thất so với trước tái cấu trúc 0,971 22,87% 0,433 65,60% 0,166 86,80% 0,899 28,59% Chế độ phụ tải Tải trung bình Tải cực tiểu Điểm mở DCL DCL Bản Vược 1; Nậm Chạc; MC 375 -E20.2 TằngLoỏng DCL Bản Qua; DCL Nậm Chạc; MC 375 -E20.2 TằngLoỏng Tổng tổn thất, MW Mức giảm tổn thất so với trước tái cấu trúc 0,412 67,27% 0,175 86,10% Qua kết xác định vị trí điểm mở kịch vận hành đặc trưng nêu cho thấy: - Nếu lựa chọn chế độ điểm mở cố định cho năm, với mục tiêu c.Amin chế độ tải cực đại mùa khô phương án lựa chọn để xác định điểm mở Trong phương án 2/3 vị trí điểm mở DCL cần phải thay đổi lại so với trạng để có chi phí tổn thất điện bé hơn; - Khi lựa chọn vị trí điểm mở theo mùa (mùa khô mùa mưa) TĐN, vị trí điểm mở lưới trùng phương án phụ tải cực đại (bảng 3.6); - Khi lựa chọn điểm mở theo chế độ phụ tải ngày: so sánh vị trí điểm mở bảng 3.7 thấy có vị trí điểm mở MC 375 E20.2 giữ nguyên, tất điểm mở khác cần thay đổi Tuy nhiên điều kiện thực tế nước ta lưới điện phân phối điểm mở xuất tuyến khó thay đổi vị trí đóng cắt phạm vi ngày đêm nên vị trí chúng thường đặt gần cố định, có thay đổi lớn luồng phân bố công suất, cấu hình lưới hay thông số phụ tải cần tính toán lại Hơn nữa, xuất tuyến phân phối đặt nhiều vị trí DCL, vốn đầu tư xây dựng lắp đặt thiết bị lớn gây phức tạp trình vận 72 hành Nói cách khác để lựa chọn vị trí điểm mở lưới cần quan tâm đến tình vận hành "xấu" phương diện tổn thất điện năng, là: chế độ phụ tải cực đại trung bình ứng với mùa khô TĐN 3.5.4 Đánh giá ảnh hưởng TĐN đến tổn thất công suất xuất tuyến 371 E20.1 sau tái cấu trúc Kết tính toán tổn thất công suất lưới điện chế độ khác ứng với điểm mở chọn điều kiện huy động hết nguồn nước tóm tắt bảng 3.8 Để đánh giá ảnh hưởng nguồn TĐN đến xuất tuyến 371, tiến hành đưa nhà máy với công suất phát cực đại vào mùa mưa ứng với chế độ phụ tải cực đại, trung bình cực tiểu ngày Kết xác định tổn thất trường hợp cho bảng 3.9 hình 3.9 Bảng 3.8 Tổn thất công suất sau tái cấu trúc điều kiện huy động hết nguồn nước Chế Sthuỷ điện (MVA) độ ΣSphát phụ (MVA) tải Pmax Pt.bình Pmin 10,7+j6,42 Mùa Mùa mưa khô 20+j9,68 24,7+j14,9 1,31-j0,09 7,07+j2,11 Mùa mưa Mùa khô 29,8+j14,6 6,9+j3 20+j9,68 15,0+j7,24 -6,43-j1,76 Sphụtải (MVA) 0,899+j1,5 30,6+j15 20,9+j10,2 6,9+j3 20+j9,68 73 0,971+j2,9 0,412-j0,61 21,5+j10,5 0,433-j0,26 13,4+j6,6 6,9+j3 S, MVA 0,166-j1,68 13,8+j6,7 0,175-j1,59 Bảng 3.9 Tổn thất công suất xuất tuyến đưa TĐN vào lưới TĐ nhỏ QG PTĐ, kW PTD, kW A20.0 A20.11 A20.8 1400 10500 8100 1400 11900 20000 Khi phụ tải cực đại Pmax = 30,6 MW Plưới, kW 1000 912 878 971 Khi phụ tải trung bình Ptb = 21,5 MW Plưới, kW 623 583 467,7 412 Khi phụ tải cực tiểu Pmin = 13,8 MW Plưới, kW 231,3 218,6 188,5 166 (QG: lưới điện quốc gia; A20 : ký hiệu viết tắt nguồn TĐN Lào Cai) Qua kết tính toán tổn thất công suất xuất tuyến 371 nhà máy TĐN phát điện lên lưới cho thấy: tổng công suất phát thuỷ điện tương đối nhỏ so với công suất phụ tải xuất tuyến mà nối vào gần phụ tải có tác dụng tích cực làm giảm đáng kể tổn thất công suất lưới Khi tổng công suất phát TĐN lớn công suất phụ tải xuất tuyến mà đấu nối vào nhà máy xa phụ tải phát lên lưới làm tăng tổn thất công suất lưới điện Trong chế độ phụ tải cực tiểu mà thuỷ điện phát hết công suất lên lưới mùa mưa có tượng phát ngược công suất phản kháng qua MBA 110kV lên lưới điện truyền tải 110kV Đây tham khảo công tác quy hoạch thiết kế để xem xét định đấu nối nhà máy TĐN vào lưới điện phân phối có hay đấu nối vào lưới điện truyền tải cho phù hợp, giải pháp để chỉnh định cho rơle áp 3.6 Kết luận Chương nghiên cứu ảnh hưởng TĐN đến toán tái cấu trúc lưới điện địa phương để giảm tổn thất công suất chi phí tổn thất điện 74 Chế độ thuỷ văn TĐN chế độ phụ tải tạo thành kịch vận hành thực tế lưới điện xem xét chi tiết để xác định vị trí điểm mở lưới điện cách đơn giản, hiệu Kết tính toán cho thấy mức độ ảnh hưởng TĐN đến toán tái cấu trúc lưới điện Mặc dù nghiên cứu bỏ qua ảnh hưởng tụ bù, nhiên theo nhiều kết nghiên cứu kết luận rằng: tụ bù có ảnh hưởng đến kết cuối toán tái cấu trúc lưới điện [11] Việc tìm điểm mở lưới hợp lý nhằm có phương thức vận hành tối ưu mang lại hiệu vận hành, chất lượng điện áp nâng cao tổn thất công suất giảm thiểu Theo cho phép điều độ viên lưới điện phân phối vận hành lưới điện cách linh hoạt, thay đổi phương thức vận hành theo ngày, theo mùa hay cố định năm đạt giá trị tổn thất điện nhỏ (tuỳ thuộc phương án) theo yêu cầu Việc ứng dụng toán phân bố công suất, lựa chọn tình vận hành TĐN với chế độ phụ tải, sau kết hợp với thuật toán Heuristic lựa chọn vị trí điểm mở lưới điện, đảm bảo đươc hàm mục tiêu tổn thất công suất bé chất lượng điện cải thiện Ngoài tiêu chất lượng điện áp nút mức ổn định điện áp gia tăng, khai thác tối đa nguồn nước TĐN 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT [1] Quyết định 28/2014/QĐ-TTg Thủ tướng Chính phủ việc quy định cấu biểu giá bán điện [2] Trương Việt Anh, Trịnh Trọng Chưởng (2013); Tái cấu hình lưới điện phân phối giảm chi phí vận hành có xét đến mục tiêu nâng cao độ tin cậy cung cấp điện; Tạp chí KH&CN trường ĐH kỹ thuật; số 98/2013; pp55-61 [3] Trương Việt Anh (2004); Hệ chuyên gia mờ vận hành hệ thống điện phân phối; Luận án Tiến sĩ kỹ thuật; Tp HCM, 2004 [4] Trịnh Trọng Chưởng; Trương Việt Anh (2011); Nghiên cứu ảnh hưởng nguồn điện phân tán đến toán tái cấu hình lưới điện phân phối; Tạp chí KHCN; số 08, tháng 12/2011; pp 29-36 [5] Vũ Thị Thu Hoài; Nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho hộ phụ tải Việt Nam; Đề tài KHCN Bộ Công thương; Hà Nội 2006 [6] Nguyễn Đức Hạnh; Nghiên cứu, lựa chọn cấu trúc lưới điện trung áp có xét đến đặc trưng ổn định điện áp; Đề tài KHCN cấp Bộ Công thương; Hà Nội 2013 [7] Viện Năng lượng; Quy hoạch phát triển Điện lực tỉnh Lào Cai giai đoạn 2015-2020, có xét đến 2030 TÀI LIỆU TIẾNG ANH [8] A Merlin and H Back (1975); Search for a minimum loss operating spanning reconfiguration for urban power distribution system; Proc 5th Power Syst Computation Conf (PSCC), Cambridge, U.K., 1975, Paper 1-6 [9] A.K Sinhaa, D Hazarika (2000); A comparative study of voltage stability indices in a power system; Electrical Power and Energy Systems 22 (2000), pp 589–596; Published by Elsevier Science Ltd PII: S01420615(00)00014-4 76 [10] Amin Hajizadeh, Ehsan Hajizadeh (2008); PSO-Based Planning of Distribution Systems with Distributed Generations; International Journal of Electrical, Computer, and Systems Engineering; pp 192-198 [11] Castro, C.H., Bunch J.B and Topka T.M (1980); Generalized algorithms for distribution feeder deployment and sectionalizing; IEEE Transaction on Power Apparatus and Systems Vol 99 Nº2 March/April 1980, pp 549-557 [12] D Shirmohammadi, H W Hong (1989); Reconfiguration of electric distribution networks for resistive line loss reduction; IEEE Trans Power Del., vol.4, no 1, pp 1492-1498, Apr [13] D Lubkeman (1990); Implementation of Heuristic Search Strategies for Distribution Feeder Reconfiguration; IEEE Transactions on Power Delivery, 5-1, January, pp 239-246 [14] J.C.S Souza (1998); Online topology determination and bad data supperssion in power system operation using aftifical neurals networks; IEEE Transactions on Power Systems, Vol 13, No 3, pp 796-803 [15] M E Baran, F F.Wu (1990); Network reconfiguration in distribution systemsfor loss reduction and load balancing; IEEE Trans Power Del.,Vol 4, No 2, pp 1401-1407, Apr [16] McGraw Edison Company (2002); Power System Division: Distribution System Protection; Manual [17] Q Zhou, H E Liu (1997); Distribution feeder reconfiguration for service restoration and load balancing; IEEE Trans Power System, vol 12, no 2, pp 724–729, May [18] S Civanlar, J J Grainger, and S S H Lee (1988); Distribution feeder reconfiguration for loss reduction; IEEE Trans Power Del., vol 3, no 3, pp 1217–1223, July 77 [19] S K Goswami, S Basu (192); A new algorithm for the reconfiguration of distribution feeders for loss minimization; IEEE Trans Power Del, Vol 7, no 3, pp 1484-1491, Jul [20] T Wagner, A Chikhani and R Hackman; Feeder Reconfiguration for Loss Reduction: An Application of Distribution Automation; IEEE Trans on PWRD Vol Nº 4, pp 1922-1933 1991 [21] V Glamocanin (1990); Optimal Loss Reduction of Distribution Networks; IEEE Transactions on Power Systems, Vol 5, No 3, August, pp.774-781 [22] Shaw Power Technologies_Inc (2004), PSS-ADEPT_User Manual, New York [23] S Sivanagaraju, J Viswanatha Rao and M Giridhar (2008); A LOOP BASED LOAD FLOW METHOD FOR WEAKLY MESHED DISTRIBUTION NETWORK; ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences [24] Lee R E and C L Brooks, “A Method and its Application to Evaluate Automated Distribution Control’, IEEE Transactions on Power Delivery, 3-3, July 1988, pp 1232-1240 78 ... cam đoan luận văn công trình tổng hợp nghiên cứu Trong luận văn có sử dụng tài liệu tham khảo nêu phần tài liệu tham khảo Hà Nội, ngày 20 tháng 10 năm 2015 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Mai Duyên. .. tình thầy cô giáo, động viên ủng hộ gia đình, đồng nghiệp bạn bè đến hoàn thành luận văn Cao học Để hoàn thành luận văn này, trước hết xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy cô giáo khoa Sau Đại... đến gia đình, bố mẹ, anh chị em, đặc biệt gia đình nhỏ - người hết lòng thương yêu, ủng hộ tạo điều kiện cho học tập hoàn thành luận văn tốt nghiệp Tác giả Nguyễn Thị Mai Duyên MỤC LỤC MỞ ĐẦU