Tính toán, phân tích phương thức vận hành hiệu quả lưới điện phân phối 35kV tỉnh Gia Lai

Header Page of 126 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO Công trình ñược hoàn thành ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG NGUYỄN VĂN THANH TÍNH TOÁN, PHÂN TÍCH PHƯƠNG THỨC VẬN HÀNH HIỆU QUẢ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 35KV TỈNH GIA LAI Người hướng dẫn khoa học: TS TRẦN VINH TỊNH Phản biện 1: TS TRẦN TẤN VINH Phản biện 2: TS NGUYỄN LƯƠNG MÍNH Chuyên ngành: MẠNG VÀ HỆ THỐNG ĐIỆN Mã số: 60.52.50 Luận văn ñược bảo vệ Hội ñồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật họp Đại học Đà Nẵng vào ngày 27 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT tháng 10 năm 2012 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng Đà Nẵng - Năm 2012 Footer Page of 126 - Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng Header Page of 126 MỞ ĐẦU MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU: - Mục tiêu nghiên cứu nhằm giải toán ñiều khiển, quản lý vận hành lưới phân phối 35kV Trên sở nghiên cứu ñề xuất phương pháp quản lý vận hành tối ưu lưới phân phối phù hợp với ñiều kiện lưới ñiện tỉnh Gia Lai Đề tài ñặt mục tiêu nhiệm vụ sau: + Nghiên cứu nguồn lưới ñiện trạng tỉnh Gia Lai, tình hình phát triển phụ tải cung cấp ñiện tỉnh năm qua Sự phát triển lưới ñiện phân phối tỉnh Gia Lai giai ñoạn 20112015 + Số liệu dùng ñể tính toán luận văn ñược cung cấp Công ty Điện lực Gia Lai Tổng Công ty Điện lực miền Trung, số liệu thông số ñường dây máy biến áp ñược lấy theo hồ sơ kỹ thuật Số liệu thông số vận hành ñược Công ty Điện lực Gia Lai ño thực tế thời ñiểm tháng năm 2012 + Sử dụng phần mềm PSS/ADEPT ñể tính toán xác ñịnh ñiểm mở tối ưu lưới ñiện 35kV kín vận hành hở nhằm ñảm bảo ñiện áp vận hành nút giảm tổn thất công suất ∆P mức thấp + Tính toán phân bố công suất, ñiện áp nút lưới ñiện 35kV tỉnh Gia Lai ñể lựa chọn nấc phân áp TBA trung gian, trạm biến áp nâng nhà máy thuỷ ñiện nhằm ñảm bảo ñiện áp TBA giảm tổn thất công suất toàn lưới + Tính toán số phương án vận hành dự phòng xảy lưới ñiện bị cố cắt ñiện công tác mà không nhận ñược ñiện từ MBA nguồn ñể lựa chọn phương thức vận hành dự phòng hợp lý lưới ñiện 35kV TÍNH THỰC TIỂN CỦA ĐỀ TÀI: - Với mục tiêu nghiên cứu ñề tài xuất phát từ thực tế lưới ñiện phân phối tỉnh Gia Lai, ñó kết có ý nghĩa thực tiễn ứng dụng vào thực tế cho lưới ñiện phân phối khác LÝ DO LỰA CHỌN ĐỀ TÀI: Vấn ñề ñang ñặt cho ngành ñiện nói chung Công ty Điện lực Gia Lai nói riêng với phát triển nguồn lưới ñiện tương lai lớn mạnh vậy, cho chất lượng ñiện cung cấp cho khách hàng ñảm bảo phạm vi cho phép, ñồng thời phải giảm tổn thất công suất (∆P) lưới ñiện phân phối mức thấp ñể ñem lại hiệu kinh tế cho ngành ñiện Ngày nay, vấn ñề giảm tổn thất công suất lưới ñã trở thành mục tiêu nhiệm vụ quan trọng hàng ñầu sản xuất kinh doanh ngành ñiện Để giải vấn ñề cần phải thực nhiều giải pháp khác nhau, ñó việc tính toán lựa chọn phương án vận hành thích hợp cho lưới ñiện phân phối mang lại nhiều lợi ích thiết thực cho ngành ñiện như: giảm tổn thất ñiện lưới, ñảm bảo ñiện áp nút thay ñổi phạm vi cho phép ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU: Đối tượng nghiên cứu ñề tài nghiên cứu nguồn lưới ñiện phân phối (35kV) tỉnh Gia Lai Phạm vi nghiên cứu ñề tài + Xác ñịnh ñiểm mở tối ưu lưới ñiện phân phối 35kV kín vận hành hở nhằm ñảm bảo ñiện áp vận hành nút giảm tổn thất công suất ∆P mạng bé + Tính toán phân bố công suất, ñiện áp nút lưới ñiện 35kV tỉnh Gia Lai ñể lựa chọn nấc phân áp TBA trung gian, trạm biến áp nâng nhà máy thuỷ ñiện ñể ñảm bảo ñiện áp vận hành 35kV theo yêu cầu ngành ñiện nhằm giảm tổn thất công suất lưới mức thấp + Tính toán số phương án vận hành dự phòng xảy lưới ñiện bị cố cắt ñiện công tác mà không nhận ñược ñiện từ MBA nguồn ñể lựa chọn phương thức vận hành dự phòng hợp lý lưới ñiện 35kV Footer Page of 126 Header Page of 126 + Đề tài ñã xác ñịnh phương án vận hành tối ưu lưới ñiện phân phối 35kV kín vận hành hở nhằm giảm tổn thất công suất lưới + Đề tài ñã ñưa ñược phương thức lựa chọn nấc phân áp TBA trung gian, trạm biến áp nâng nhà máy thuỷ ñiện nhằm nâng cao ñiện áp vận hành TBA theo yêu cầu ngành ñiện, giảm tổn thất công suất lưới mức thấp ĐẶT TÊN ĐỀ TÀI: Căn vào mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu, ñề tài ñược chọn tên sau: ”Tính toán, phân tích phương thức vận hành hiệu lưới ñiện phân phối 35kV tỉnh Gia Lai” BỐ CỤC LUẬN VĂN Ngoài phần mở ñầu kết luận chung, nội dung ñề tài ñược biên chế thành chương Bố cục nội dung luận văn gồm: Chương 1: Các biện pháp giảm tổn thất công suất tổn thất ñiện Chương 2: Các phương pháp tính toán chế ñộ xác lập hệ thống ñiện phần mềm ứng dụng Chương 3: Tổng quang lưới ñiện phân phối tỉnh Gia Lai Chương 4: Tính toán lựa chọn phương thức vận hành hiệu lưới ñiện phân phối 35kV tỉnh Gia Lai khâu quan trọng ñể tiết kiệm nhiên liệu, nâng cao hiệu kinh tế Khi phân tích tổn thất ñiện năng, ta cần phân loại tổn thất Trong vận hành khai thác mạng ñiện có hai loại tổn thất tổn thất kỹ thuật tổn thất kinh doanh 1.1.1 Tổn thất kỹ thuật: tổn thất sinh tính chất vật lý trình tải ñiện, tổn thất phụ thuộc vào tính chất dây dẫn vật liệu cách ñiện, ñiều kiện môi trường, dòng ñiện ñiện áp Tổn thất kỹ thuật triệt tiêu ñược, mà hạn chế mức ñộ hợp lý cho phép 1.1.2 Tổn thất kinh doanh: ñó tổn thất hệ thống tính toán không hoàn chỉnh, sai số thiết bị ño lường, số ño công tơ không ñồng thời không xác, ñiện ñược ño không vào hoá ñơn không thu ñược tiền, bỏ sót khách hàng khách hàng ăn cắp ñiện v.v Các biện pháp giảm tổn thất công suất tổn thất ñiện mạng ñiện chia thành nhóm: a) Các biện pháp ñòi hỏi vốn ñầu tư gồm có: + Nâng cao ñiện áp ñịnh mức lưới ñiện thấy phụ tải tăng trưởng mạnh giá trị khoảng cách, với cấp ñiện áp cũ không ñáp ứng ñược + Bù kinh tế mạng ñiện phân phối tụ ñiện + Hoàn thiện cấu trúc lưới + Cải tiến kết cấu dùng vật liệu chất lượng cao ñể sản xuất thiết bị ñiện có tổn thất nhỏ b) Các biện pháp không ñòi hỏi vốn ñầu tư gồm có: + Điều chỉnh ñiện áp vận hành mức cao + Phân bố tối ưu công suất phản kháng hệ thống ñiện làm cho dòng công suất phản kháng vận chuyển hợp lý ñường dây cho tổn thất nhỏ + Nâng cao hệ số công suất cosφ thân thiết bị dùng ñiện xí nghiệp CHƯƠNG CÁC BIỆN PHÁP GIẢM TỔN THẤT CÔNG SUẤT VÀ GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG 1.1 KHÁI NIỆM CHUNG: Trong bối cảnh ngày nay, căng thẳng gia tăng giá nhiên liệu cân lượng lại khẳng ñịnh nhiệm vụ giảm tổn thất công suất tổn thất ñiện mạng ñiện Footer Page of 126 Header Page of 126 + Vận hành kinh tế trạm biến áp + Giảm ñộ không ñối xứng pha mạng hạ + Vận hành kinh tế mạng ñiện trung, hạ áp cấu trúc lưới cho phép + Chọn ñúng công suất máy biến áp phù hợp với yêu cầu phụ tải, tránh tượng máy biến áp non tải + Kiểm tra bảo dưỡng thường xuyên mạng ñiện 1.2 CÁC BIỆN PHÁP GIẢM TỔN THẤT CÔNG SUẤT VÀ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG Một biện pháp không ñòi hỏi vốn ñầu tư lưới ñiện phân phối thường dùng ñể giảm tổn thất công suất tổn thất ñiện là: Tuỳ theo mùa giá trị phụ tải cực ñại hay cực tiểu mà tách mạng ñiện kín ñiểm thích hợp ñể vận hành hở, việc xác ñịnh ñiểm mở tối ưu mạng ñiện kín ñến 35kV có ý nghĩa lớn vận hành mạng ñiện Đây biện pháp cần ñược quan tâm ñúng mức vận hành, thiết kế qui hoạch 1.2.1 Nâng cao ñiện áp vận hành mạng ñiện Dựa vào công thức tính toán tổn thất công suất: ∆P = P2 + Q2 R U2 (1.1) Ta thấy rằng: nâng cao ñiện áp vận hành mạng ñiện lên ∆P ∆A giảm xuống Nhưng vấn ñề quan trọng chỗ ñưa ñiện áp mạng ñiện lên cao, song phải ñảm bảo - Giữ ñược mức ñiện áp yêu cầu phụ tải - Không ñược vượt mức ñiện áp cho phép vận hành mạng ñiện Mức ñiện áp cho phép vận hành mạng ñiện tuỳ thuộc vào cách ñiện thiết bị ñiện Tổn thất ∆P tỷ lệ nghịch với U2 nên tăng U làm cho ∆P giảm tương ñối nhanh: 1.2.2 Tách mạng ñiện kín ñiểm tối ưu Mạng ñiện phân phối có ñiện áp ñến 35kV thường có dạng kín hình tia, làm việc theo sơ ñồ kín xuất thành phần dòng cân làm giảm mức ñiện áp làm việc, tăng tổn thất Ngoài mạng ñiện làm việc chế ñộ kín làm tăng vốn ñầu tư cho thiết bị bảo vệ Footer Page of 126 1.2.3 Vận hành kinh tế trạm biến áp 1.2.4 Nâng cao hệ số công suất cosφ phụ tải 1.2.5 Cân phụ tải pha mạng ñiện hạ áp 1.2.6 Các biện pháp khác Ngoài biện pháp người ta dùng biện pháp khác như: Phân bố kinh tế công suất mạng ñiện kín; Chọn ñúng công suất MBA phù hợp với yêu cầu phụ tải, tránh tượng máy biến áp non tải; Bảo quản tốt lưới ñiện ñể hạn chế rò ñiện (sứ cách ñiện), kịp thời phát ñiểm rò ñiện lớn khắc phục CHƯƠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ XÁC LẬP HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ PHẦN MỀM ỨNG DỤNG 2.1 MỞ ĐẦU 2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ XÁC LẬP 2.2.1 Đặt vấn ñề: Theo lý thuyết có hai phương pháp tồn ñó phương pháp sử dụng ma trận tổng dẫn nút Ynút phương pháp sử dụng ma trận tổng trở Znút Về chất hai phương pháp ñều sử dụng vòng lặp 2.2.2 Giải tích mạng ñiện phương pháp lặp Gauss Seidel: 2.2.3 Giải tích mạng ñiện phương pháp lặp NewtonRaphson: 2.2.3.1 Phương pháp lặp Newton - Raphson Phương pháp lặp Newton-Raphson ñã thay việc giải hệ phương trình phi tuyến việc giải hệ phương trình tuyến tính, cho Header Page of 126 10 kết nghiệm với sai số nằm phạm vi cho phép Trong thực tế cho thấy phương pháp lặp Newton - Raphson thích hợp với hệ tọa ñộ cực, phương pháp tốt ñứng quan ñiểm hội tụ, ñối với hệ thống ñiện có kích cỡ nhỏ Số bước lặp giữ nguyên, không phụ thuộc kích cỡ hệ thống Hạn chế chương trình có ñộ phức tạp cao hơn, yêu cầu nhớ nhiều, có khả hội tụ nghiệm khác với nghiệm xác phân kỳ chọn giá trị ñầu không ñủ gần với nghiệm xác 2.3 PHẦN MỀM ỨNG DỤNG CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TỈNH GIA LAI 3.1 KHÁI QUÁT ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI TỈNH GIA LAI 3.1.1 Điều kiện tự nhiên 3.1.2 Điều kiện kinh tế-xã hội 3.2 KHÁI QUÁT HỆ THỐNG ĐIỆN HIỆN TRẠNG TỈNH GIA LAI 2.3.1 Đặt vấn ñề: 3.2.1 Nguồn lưới ñiện Trong trình vận hành hệ thống ñiện cần phải tiến hành tính toán mô hệ thống tính toán trình xác lập ñộ hệ thống ñiện ñể ñảm bảo cho vận hành tối ưu, an toàn, liên tục hệ thống ñiện: 3.2.1.1 Nguồn thuỷ ñiện 3.2.1.2 Nguồn phát ñiện ñộc lập: 3.2.1.3 Nguồn ñiện quốc gia Tỉnh Gia Lai có mạng lưới ñiện cao ñang phát triển mạnh bao gồm cấp ñiện áp 500kV, 220kV 110kV Lưới trung thế: có cấp ñiện áp 35kV, 22kV 10kV bao gồm: + Lưới ñiện 35kV: Tổng chiều dài 417,77 km, chủ yếu dây AC70; AC-95, AC- 120, AC- 150, AC 185, AC-240 AC-300 Đặc ñiểm tuyến 35kV sau TBA 110kV phương thức cấp ñiện ñược tóm tắt sau: Trạm biến áp 110kV Biển Hồ có xuất tuyến 35kV Trạm biến áp 110kV Diên Hồng có xuất tuyến 35kV Trạm biến áp 110kV Chư Sê có xuất tuyến 35kV: + Lưới ñiện 22kV: Tổng chiều dài 3.306km 2.506 TBA phân phối với tổng công suất ñặt 349,83MVA + Lưới ñiện 10kV: Trên ñịa bàn tỉnh có 22 TBA phân phối với tổng công suất ñặt 2,963MVA + Lưới ñiện 6kV: Trên ñịa bàn tỉnh có 4,72km, phục vụ cấp ñiện thi công * Nhận xét lưới ñiện phân phối trạng tỉnh Gia Lai: Lưới trung tỉnh Gia Lai bao gồm cấp ñiện áp 35, 22, 10kV Trong ñó lưới 22kV chiếm tỷ trọng lớn nhất, kế ñến lưới 2.3.2 Phần mềm PSS/ADEPT: Phần mềm PSS/ADEPT (Power System Simulator/ Advanced Distribution Engineering Productivity Tool) phần mềm tiện ích mô hệ thống ñiện công cụ phân tích lưới ñiện phân phối với chức sau: Phân bổ công suất Tính toán ngắn mạch 01 ñiểm hay nhiều ñiểm Phân tích toán khởi ñộng ñộng Tối ưu hoá việc lắp ñặt tụ bù (CAPO) Bài toán phân tích sóng hài Phối hợp bảo vệ Phân tích ñiểm mở tối ưu (TOPO) Phân tích ñộ tin cậy lưới ñiện Footer Page of 126 Header Page of 126 11 35kV, lưới 10kV ñã thiết kế cấp ñiện áp 22kV vận hành tạm cấp ñiện áp 10kV Lưới 35kV giữ vai trò quan trọng việc cung cấp ñiện cho tỉnh Gia Lai, vừa lưới truyền tải cấp ñiện cho trạm trung gian, vừa lưới phân phối cấp ñiện trực tiếp cho phụ tải chủ yếu khu vực LĐPP tỉnh Gia Lai có số ñặc ñiểm sau: 1) Các phụ tải tưới tiêu cho công nghiệp vận hành theo mùa, công suất không ổn ñịnh gây tỷ lệ tổn thất không tải MBA lớn 2) Mật ñộ dân cư thưa thớt, ñồng bào cư trú vùng sâu, vùng xa, nên ñường dây dài, bán kính cấp ñiện lớn làm tổn thất ñiện cao 3) Điện ánh sáng sinh hoạt chiếm tỷ lệ lớn tổng ñiện thương phẩm, phụ tải công nghiệp lớn, khí hậu mùa rõ rệt, sản lượng phụ thuộc vào tình hình tiêu thụ sản phẩm nông nghiệp Do hệ số phụ tải, hệ số ñồng thời thấp gây tổn thất lớn 4) Chênh lệch Pmax/Pmin phụ tải cao (Pmin khoảng 30% Pmax) 3.3 QUI HOẠCH PHÁT TRIỂN NGUỒN VÀ LƯỚI ĐIỆN TỈNH GIA LAI GIAI ĐOẠN 2011-2015 3.31 Kế hoạch phát triển kinh tế - xã hội giai ñoạn 20112015 3.3.2 Tình hình phụ tải khu vực: 3.3.3 Dự báo nhu cầu phụ tải thời gian tới Bảng 3.5 Nhu cầu ñiện toàn tỉnh Gia Lai theo quy hoạch TT Thành phần Năm 2010 Năm 2015 Sản Tỷ lệ Sản lượng Tỷ lệ (%) lượng (%) (MWh) (MWh) CN-XD 158.605 31,2 305600 32,4 12 5.172 12.372 307.257 24.933 508.339 120 2,4 60,4 4,9 19.700 22.000 536.300 59.300 942.900 205 2,1 2,3 56,9 6,3 CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG THỨC VẬN HÀNH HIỆU QUẢ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 35kV TỈNH GIA LAI 4.1 ĐẶT ĐIỂM CHUNG CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 4.1.1 Về lưới ñiện: LĐPP trung áp có hai dạng LĐPP trung áp không LĐPP cáp trung áp (loại ñi ngầm ñất) 4.1.2 Về phụ tải ñiện 4.1.2.1 Đặc ñiểm phụ tải ñiện Phụ tải có ñặc ñiểm sau: - Biến thiên theo qui luật ngày ñêm tạo ñồ thị phụ tải ngày ñêm - Phụ tải có tính chất mùa, tháng khác có giá trị khác - Phụ tải biến thiên mạnh theo thời tiết, ñặc biệt nhiệt ñộ môi trường, mưa khô 4.1.2.2 Các ñặc trưng phụ tải ñiện (a) Pma Ptb Footer Page of 126 Nông nghiệp TN-KS-NH QLTD-ASSH Hoạt ñộng khác Tổng sản lượng Pmax (MW) (b) Pma Header Page of 126 13 14 ∆U = Pmi Cao ñiểm sáng Cao ñiểm tối [kV , kW , kVAr, Ω, kV ] (4.1) U dm Pmi Thấp ñiểm PR + QX 10 −3 Tma 24h 8760h ∆P = P2 + Q2 R.10 − [kW, kW, kVAr, Ω, kV ] U dm ∆Q = P2 +Q2 X.10 − kW, kW, kVAr, Ω ,kV  U ñm (4.4) Hình 4.1 Đồ thị phụ tải ngày ñêm ñồ thị phụ tải kéo dài Phụ tải biến ñổi không ngừng theo thời gian, theo qui luật sinh hoạt sản xuất Quy luật ñược ñặc trưng ñồ thị phụ tải ngày ñêm ñồ thị kéo dài 4.1.2.3 Yêu cầu phụ tải ñối với hệ thống ñiện a Chất lượng ñiện năng: Gồm chất lượng tần số ñiện áp b Độ tin cậy cung cấp ñiện Độ tin cậy cung cấp ñiện tính thời gian ñiện trung bình năm cho hộ dùng ñiện tiêu khác ñạt giá trị hợp lý chấp nhận ñược cho phía người dùng ñiện hệ thống ñiện 4.2 TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ XÁC LẶP LƯỚI PHÂN PHỐI 4.2.1 Mục ñích, yêu cầu Tính toán lưới ñiện phân phối xác ñịnh dòng ñiện dòng công suất nhánh lưới, tính tổn thất ñiện áp ñiện áp nút, tính tổn thất công suất tổn thất ñiện ñể phục vụ qui hoạch, thiết kế vận hành lưới ñiện 4.2.2 Các công thức sở Trong lưới ñiện phân phối không ñến 35kV thành phần dung dẫn ñiện dẫn nhỏ, bỏ qua Điện áp dao ñộng không lớn quanh giá trị ñịnh mức, thành phần δU tổn thất ñiện áp nhỏ bỏ qua, ñó cho ñoạn lưới nằm hai phụ tải liên tiếp có công suất ñi qua P Q (Hình 4.2): U1 R,X U2 Hình 4.2: Đoạn lưới ñiển hình Footer Page of 126 4.5) ∆A = ∆Pmax τ 4.6) A = Pmax Tmax 4.7) Trong ñó: Tmax: thời gian sử dụng công suất lớn τ : thời gian tổn thất công suất lớn nhất, ñược tính toán thống kê theo Tmax ñồ thị phụ tải, cho dạng bảng, ñường cong theo công thức kinh nghiệm dùng cho ñường dây cấp ñiện cho phụ tải 4.2.3 Giới thiệu số chức phần mềm PSS/ADEPT việc tính toán chế ñộ xác lập lưới phân phối Trong khuôn khổ luận văn, sử dụng số chức phần mềm PSS/ADEPT ñể tính toán phân tích lưới ñiện: - Tính toán phân bố công suất - Tính toán tìm ñiểm mở tối ưu mạng ñiện kín vận hành hở - Tính toán lựa chọn nấc phân áp MBA 4.2.4 Mô tả trình tính toán 4.2.5 Các bước thực ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT Bước 1: Thu thập, xử lý nhập số liệu lưới ñiện PSS/ADEPT Header Page of 126 15 16 Bước 2: Thể lưới ñiện giao diện ñồ hoạ PSS/ADEPT Bước 3: Thực chức tính toán lưới ñiện PSS/ADEPT Có hai nhóm số liệu cần thiết: thông số lưới số liệu phụ tải Thông số lưới ñiện tính dễ dàng biết sơ ñồ lưới ñiện 4.4.1.2 Tính toán số liệu phụ tải Các số liệu cần thiết tối thiểu phụ tải ñể tính chế ñộ max là: Pmax, cosφ, Tmax cho năm 4.4.1.3 Phương pháp công suất tiêu thụ trung bình 4.4.1.4 Phương pháp xây dựng ñồ thị phụ tải ñặc trưng 4.4.1.5 Phương pháp thu thập phụ tải từ ño ñạc thực tế 4.4.1.6 Kết luận Để ñơn giản việc thu thập số liệu, ñối với phụ tải TBA trung gian TBA phân phối có luận văn sử dụng số liệu phụ tải ño ñạc thực tế vào thời ñiểm mùa nắng năm 2012 (tháng 3/2012) 4.2.6 Các thuận lợi khó khăn sử dụng phần mềm PSS/ADEPT 4.3 CÁC TIÊU CHÍ ĐỂ LỰA CHỌN PHƯƠNG THỨC VẬN HÀNH TỐI ƯU LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 35kV TỈNH GIA LAI Nhiệm vụ LĐPP dùng ñể truyền tải ñiện cung cấp ñiện trực tiếp cho khách hàng sử dụng ñiện nên việc ñảm bảo cho lưới ñiện vận hành tin cậy, chất lượng ñạt hiệu việc làm quan trọng Việc thay ñổi trạng thái thiết bị phân ñoạn dẫn ñến cấu hình lưới thay ñổi theo, việc thay ñổi cấu hình lưới ñiện phải thoả mãn hàm mục tiêu sau: - Đảm bảo ñộ tin cậy cung cấp ñiện - Tổn thất công suất ñiện toàn mạng bé - Điện áp vận hành nút nằm phạm vi cho phép Cùng ñiều kiện ràng buộc cần phải thoả mãn là: - Tất phụ tải ñều ñược cung cấp ñiện - Chi phí vận hành nhỏ - Không bị tải phần tử hệ thống ñiện vận hành Đối với lưới ñiện phân phối tỉnh Gia Lai, việc tính toán ñể lựa chọn phương thức vận hành mà ñảm bảo tất hàm mục tiêu nêu khó khăn thực ñược vào lúc Do vậy, phạm vi luận văn ñi vào tính toán, lựa chọn phương thức vận hành cho tổn thất công suất (∆P) bé nhất, ñồng thời ñảm bảo ñiện áp nút ñảm bảo ñiều kiện phát nóng dây dẫn 4.4 TÍNH TOÁN TÌM ĐIỂM MỞ TỐI ƯU MẠCH VÒNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 35KV TỈNH GIA LAI 4.4.1 Các số liệu ñầu vào ñể giải tích lưới ñiện phân phối 4.4.1.1 Khái niệm Footer Page of 126 4.4.2 Tính toán lựa chọn ñiểm mở tối ưu lưới ñiện phân phối 35kV tỉnh Gia Lai Phần tính toán ñược thực cách cho chạy trình TOPO phần mềm PSS/ADEPT Trình TOPO tính toán ñể xem xét mở phân ñoạn mạch vòng ñể ñạt tổn thất công suất ∆P toàn mạng bé Kết tổn thất ñiểm mở mạch vòng lưới ñiện 35kV ñịa bàn tỉnh Gia Lai: Kết thu ñược sau chạy ñiểm mở tối ưu ñược tổng hợp bảng 4.1 Bảng 4.1: Vị trí ñiểm mở tối ưu lưới ñiện phân phối 35kV năm 2012 Tên mạch vòng Điểm mở STT mạch vòng Giữa TBA 110kV Biển Hồ (E41) - TBA 110kV Diên Hồng (E42): MC 371/E41 ⇒ DCL 3001 DCL 300-3 6/F3 ⇒ DCL 300-9 ⇒ DCL 300-3 ⇒ MC 373/E42 Giữa TBA 110kV Pleiku (E42) - TBA 110kV DCL 160- Header Page of 126 17 Chư Sê (E50): MC 373/E42⇒ 372/F7⇒ 3122/F7⇒ 373/F7 ⇒ DCL 162-3H.RỒNG⇒ 160-3 Thôn H.RỒNG⇒ DCL 300-7⇒ MC 372/E50 18 3H.RỒNG Với vị trí ñiểm mở tối ưu trên, phạm vi cấp ñiện từ TBA 110kV ñến TBA trung gian 35kV sau: - TBA 110kV Biển Hồ (E41): cấp ñiện cho TBA trung gian Biển Hồ (F3), TTG Plei Mun (F4), trạm phân phối 35/0,4kV dọc ñường dây liên lạc với nhà máy thuỷ ñiện Ry Ninh 1, NMTĐ Ry Ninh (các TBA phụ tải phụ lục 5) - TBA 110kV Diên Hồng (E42): cấp ñiện cho TBA cắt Trà Bá (F7), trạ trung gian Hàm Rồng (F19), IaGrai (F31), tự dùng TĐ Thủy ñiện Sê San 3A (F26), tự dùng TĐ Sê San (F27), trạm phân phối 35/0,4kV dọc ñường dây liên lạc với nhà máy thuỷ ñiện IaGrai 3, NMTĐ Ia H'Rung, NMTĐ H'Chan, NMTĐ XT 371/F7 gồm IaDrăng 1, IaDrăng 2, IaDrăng 3, Ia Muar 3, Ia Puch (các TBA phụ tải phụ lục 5) - TBA 110kV Chư Sê (E50): cấp ñiện cho TBA phụ tải (như phụ lục 5) Kết chạy trào lưu công suất vận hành phương thức ñược tổng hợp sau: δUmin Chế ñộ vận Pmax ∆P ∆P Umin (kV) (%) hành (MW) (kW) (%) Cơ 136,600 1.886 1,38 35,78 1,02 Nhận xét: Phương thức vận hành tổn thất công suất ∆P lưới thấp, ñộ lệch ñiện áp nằm giới hạn cho phép 4.5 TÍNH TOÁN LỰA CHỌN NẤC PHÂN ÁP CÁC MÁY BIẾN ÁP NÂNG NHÀ MÁY THUỶ ĐIỆN VÀ MÁY BIẾN ÁP TRUNG GIAN 35KV 4.5.1 Mục ñích Bảng 4.4 Qui ñịnh ñiện áp vận hành lâu dài lưới Footer Page of 126 Cấp ñiện áp (kV) Uvhld thấp (kV) Uvhld cao (kV) 35 37,0 38,5 22 23 24 6,5 6,9 4.5.2 Yêu cầu - Tổn thất công suất ∆P nhỏ - Điện áp nút lưới ñảm bảo nằm giới hạn cho phép - Các nhà máy thuỷ ñiện ñấu nối lưới ñiện 35kV vận hành với Cosφ từ 0,95 ñến 1,0 4.5.3 Trình tự tính toán Thu thập số liệu lưới ñiện (ñường dây, dao cách ly, máy cắt, MBA ) phụ tải chế ñộ cực ñại cực tiểu Thống kê nấc phân áp MBA lưới Tính toán trào lưu công suất ứng với chế ñộ phụ tải cực ñại Tính chọn nấc phân áp MBA 4.5.4 Nội dung tính toán 4.5.4.1 Tính toán chế ñộ phụ tải cực ñại: a.1 Tính chọn ñiện áp vận hành phía 35kV TBA 110kV E41: Giả sử ñiện áp 35kV TBA 110kV E41 vận hành mức 37,5kV; 37,8kV; 38,1kV Kết tính toán trào lưu công suất phân bố ñiện áp sau: Bảng 4.5 Bảng tổng hợp phân bố công suất chế ñộ phụ tải cực ñại TT Điện áp TC 35kV Tổn thất công suất ∆P E41 (kV) (MW) 37,5 1,802 37,8 1,772 38,1 1,742 Bảng 4.7 Bảng tổng hợp ñiện áp nút chế ñộ phụ tải cực ñại Điện áp TC Umax δUmax Umin δUmin TT 35kV E41 (kV) (kV) (%) (kV) (%) 37,5 38,20 +9,14 36,62 +4,63 Header Page 10 of 126 37,8 38,1 19 38,50 38,80 20 +10,00 +10,86 36,92 37,22 +5,49 +6,34 Kết luận: Khi vận hành ñiện áp 35kV E41 mức 37,5kV tổn thất công suất (∆P) lưới ñiện cao -> trường hợp bị loại Khi vận hành ñiện áp 35kV E41 mức 38,1kV ñiện áp số nút vượt giới hạn cho phép +10% -> trường hợp bị loại Từ kết ta thấy vận hành với ñiện áp 35kV E41 mức 37,8kV 4.5.4.2 Tính toán kiểm tra chế ñộ phụ tải cực tiểu: Tính chọn ñiện áp vận hành phía 35kV TBA 110kV E41: Ở chế ñộ phụ tải cực tiểu, thiết bị tự ñộng ñiều chỉnh ñiện áp phía 110kV làm việc, giả sử ñiện áp 35kV TBA 110kV E41 chế ñộ cực tiểu vận hành mức 37,2kV; 37,4kV 37,6kV Kết tính toán trào lưu công suất phân bố ñiện áp sau: Bảng 4.8 Bảng tổng hợp phân bố công suất chế ñộ phụ tải cực tiểu TT Điện áp TC 35kV Tổn thất công suất E41 (kV) ∆P (MW) 37,2 1,115 37,4 1,104 37,6 1,093 Bảng 4.10 Bảng tổng hợp ñiện áp nút chế ñộ phụ tải cực tiểu TT Điện áp TC 35kV E41 (kV) 37,2 37,4 37,6 Kết luận: Footer Page 10 of 126 Umax (kV) 38,30 38,50 38,70 δUmax (%) +9,43 +10,00 +10,20 Umin (kV) 36,52 36,72 36,92 δUmin (%) +4,34 +5,20 +6,06 Khi vận hành ñiện áp 35kV E41 mức 37,2kV tổn thất công suất cao -> trường hợp bị loại Khi vận hành ñiện áp 35kV E41 mức 37,6kV ñiện áp số nút vượt giới hạn cho phép +10% -> trường hợp bị loại Từ kết ta thấy chế ñộ phụ tải cực tiểu, vận hành ñiện áp 35kV E41 mức 37,4kV ñược lựa chọn * Tính toán kiểm tra ñiện áp tất nút chế ñộ cực tiểu: Ta tiến hành khoá hết tất nấc phân áp ñã tính toán tự ñộng ñiều chỉnh nấc phân áp chế ñộ phụ tải cực ñại, chạy toán trào lưu công suất phân bố ñiện áp chế ñộ phụ tải cực tiểu Kiểm tra ñiện áp tất nút, ñiện áp không ñảm bảo phải chọn lại nấc phân áp chế ñộ phụ tải cực ñại tiếp tục kiểm tra chế ñộ phụ tải cực tiểu ñể nấc phân áp ñược chọn ñảm bảo hai chế ñộ lúc phụ tải cực ñại cực tiểu 4.5.5 Kết tính toán lựa chọn nấc phân áp MBA Kết lựa chọn nấc phân áp máy biến áp ñảm bảo hai chế ñộ phụ tải cực ñại cực tiểu ñược thể bảng 4.11 ñến 4.13 Bảng 4.11 Bảng tổng hợp nấc phân áp MBA 110kV chế ñộ phụ tải cực ñại TT Tên trạm biến áp Nấc phân áp (Điện áp nấc phân áp(kV)) Phía Phía Phía 110kV 35kV 22kV Trạm 110 kV Biển 11/112,953 4/37,537 2/23 Hồ (E41): C31 C32 11/112,953 4/37,537 3/23 Trạm 110 kV Diên 11/112,953 3/37,537 24 Hồng (E42): C31 11/112,953 3/37,537 24 C32 Header Page 11 of 126 21 Trạm 110 kV Chư Sê (E50): C32 22 8/115 4/37,537 24 STT NHÀ MÁY THUỶ ĐIỆN Tên Bảng 4.12 Bảng tổng hợp nấc phân áp MBA 110kV chế ñộ phụ tải cực tiểu TT Tên trạm Nấc phân áp (Điện áp nấc phân áp(kV)) Phía Phía Phía 110kV 35kV 22kV Trạm 110 kV Biển 12/110,906 37,8 23 Hồ (E41): C31 C32 12/110,906 37,8 23 Trạm 110 kV Diên 12/110,906 2/37,77 24 Hồng (E42): C31 C32 12/110,906 2/37,77 24 Trạm 110 kV Chư 11/112,953 3/37,78 24 Sê (E50): C32 NHÀ MÁY THUỶ ĐIỆN Tên Ký hiệu Điện áp nấc phân áp MBA Ri Ninh I6 T1, T2, T3 40,43 39,463 38,5 37,538 36,58 Ri Ninh I6 T1, T2, T3 40,43 39,463 38,5 37,538 36,58 Ia Grai I15 T1, T2, T3 40,43 39,463 38,5 37,538 36,58 H'Chan I13 T1, T2, T3 40,43 39,463 38,5 37,538 36,58 Ia Drăng1 I1 T1, T2 38,5 36,75 35 33,25 31,5 Ia Drăng2 I2 T1, T3 36,75 35,875 35 34,125 33,25 Footer Page 11 of 126 MBA T2 Bảng 4.13 Bảng tổng hợp nấc phân áp MBA 35kV ñược lựa chọn STT Ký hiệu Điện áp nấc phân áp 36 36,75 33,25 Ia Drăng3 I9 T1, T2, T3 40,15 38,325 36,5 34,675 32,85 Ia Muer I10 T1, T2 40,15 38,325 36,5 34,675 32,85 Hàm Rồng F19 T1, T2 40,15 38,325 36,5 34,675 32,85 10 Plei Mun F4 T1 40,15 38,325 36,5 34,675 32,85 11 Ia Grai F31 T1 40,15 38,325 36,5 34,675 32,85 Nhận xét: Kết tính toán ñã cho thấy ñặt nấc phân áp MBA trung gian 35kV kết tính nâng cao ñược ñiện áp vận hành lâu dài lưới 35kV tỉnh Gia Lai 4.6 TÍNH TOÁN PHƯƠNG THỨC VẬN HÀNH DỰ PHÒNG TRÊN LƯỚI ĐIỆN 35KV TỈNH GIA LAI Khi thay ñổi phương thức vận hành, ta cần ñưa tình giả ñịnh xác ñịnh xem nguồn dự phòng có khả mang tải không, cụ thể ñối với lưới ñiện 35kV tình Gia Lai ta ñưa tình sau: Khi không nhận ñược ñiện từ hai MBA trạm 110kV Biển Hồ (E41) Khi không nhận ñược ñiện từ hai MBA trạm 110kV Diên Hồng (E42) Khi không nhận ñược ñiện từ MBA trạm 110kV Chư Sê (E50) Khi không nhận ñược ñiện từ MBA trạm 110kV E41, E42 E50 (thường gọi Phát ñiện ñộc lập) Sau sử dụng phần mềm PSS/ADEPT ñể tính toán cho số phương thức vận dự phòng lưới 35kV cố, sửa chữa Header Page 12 of 126 23 24 TBA 110kV… có kết kiểm tra tình hình tải ñường dây trạm biến áp 110kV sau: Khi không nhận ñiện từ MBA T1: DCL 412/E42, DCL 300-3, DCL 160-3H.Rong/F7 ñóng, máy cắt 331-1/E42 cắt, MC 171/E42 cắt Chuyển toàn phụ tải MBA T1 sang nhận ñiện từ MBA T2, ñó phần phụ tải phía 22kV ñã 24MW Như cuộn dây 110kV MBA T2 mang tải với mức tải là: 24 MW Bảng Tổng hợp phân bố công suất nguồn MBA T1 trạm E42 Pmax (MW) ∆P (MW) ∆P% Umin (kV) δUmin (%) 126,600 1,848 1,5 35,91 2,60 4.6.1 Khi không nhận ñược ñiện từ MBA T1 trạm 110kV Biển Hồ (E41): Khi ñó thay ñổi phương thức vận hành: DCL 312-1/E41, DCL 300-3, DCL 160-3H.Rong/F7, MC 412/E41 ñóng; máy cắt 3311/E41, MC 171/E41 cắt Chuyển toàn phụ tải MBA T1 sang nhận ñiện từ MBA T2, ñó phần phụ tải phía 22kV ñã 40MW (19MW+22MW) Như cuộn dây 110kV MBA T2 mang tải với mức tải là: 40MW Bảng Tổng hợp phân bố công suất nguồn MBA T1 trạm E41 Pmax (MW) ∆P (MW) ∆P% Umin (kV) δUmin (%) 136,600 1,974 1,4 35,79 2,25 Kết luận: không nhận ñược ñiện hai máy biến áp T1 TBA 110kV E41, việc cung cấp ñiện ñảm bảo thông qua máy biến áp lại 4.6.2 Khi không nhận ñược ñiện từ MBA T2 trạm 110kV Biển Hồ (E41): Khi ñó thay ñổi phương thức vận hàn: DCL 312-1/E41, DCL 300-6, DCL 160-3H.Rong/F7, MC 412/E41 ñóng; máy cắt 3322/E41, 172/E41 cắt Chuyển toàn phụ tải MBA T2 sang nhận ñiện từ MBA T1, ñó phần phụ tải phía 22kV ñã 24MW Như cuộn dây 110kV MBA T2 mang tải với mức tải là: 24 MW Bảng Tổng hợp phân bố công suất nguồn MBA T2 trạm E41 Pmax (MW) ∆P (MW) ∆P% Umin (kV) δUmin (%) 120,600 1,957 1,5 35,97 2,77 Kết luận: không nhận ñược ñiện hai máy biến áp T2 TBA 110kV E41, việc cung cấp ñiện ñảm bảo thông qua máy biến áp lại Tuy nhiên phải sa thải phần phụ tải phía 22kV 4.6.3 Khi không nhận ñược ñiện từ hai MBA trạm 110kV Diên Hồng (E42): Footer Page 12 of 126 Kết luận: không nhận ñược ñiện hai máy biến áp T1 T2 TBA 110kV E42, việc cung cấp ñiện ñảm bảo thông qua máy biến áp lại 4.6.4 Khi không nhận ñược ñiện từ MBA trạm 110kV Chư Sê (E50): Khi không nhận ñiện từ Trạm 110kV Chư Sê: DCL 300-3, DCL 160-3H.Rong/F7 ñóng, máy cắt 332-2/E50 cắt Chuyển cấp ñiện cho phụ tải thuộc XT 372/E50 sang nhận ñiện từ XT 373/E42 qua XT 373/F7 Bảng Tổng hợp phân bố công suất nguồn MBA trạm E50 Pmax (MW) ∆P (MW) ∆P% Umin (kV) δUmin (%) 119,1 2,065 1,7 35,18 0,5 Kết luận: không nhận ñược ñiện từ TBA 110kV E50, việc cung cấp ñiện ñối với phụ tải 35kV ñảm bảo thông qua mạch liên lạc nhận ñiện từ E42 4.6.5 Mất ñiện quốc gia: Trường hợp huy ñộng nguồn diesel chỗ (tại trạm Đ1) nguồn thuỷ ñiện khu vực ñể cung cấp ñiện cho phụ tải quan trọng, số phụ tải vùng ven Khống chế công suất phụ tải tối ña từ nhà máy thuỷ ñiện khoảng 48MW Khi ñó ñiều ñộ viên danh sách phụ tải quan trọng tỉnh phê duyệt ñể bố trí phương án cấp ñiện hợp lý Header Page 13 of 126 25 26 Các NMTĐ Diesel Biển Hồ ñang ñấu nối lưới 35kV hòa chung với cấp ñiện phụ tải TBA 110kV E41, E42 E50 thông qua MBA T1&T2/E41, T1&T2/E42, T2/E50 - Việc sử dụng phần mềm PSS/ADEPT ñể tính toán phân tích LĐPP ñiều vô cần thiết mang lại nhiều lợi ích, khai thác tốt tiện ích phần mềm giúp ích nhiều công tác quản lý vận hành LĐPP - Kết tính toán lựa chọn phương thức vận hành tài liệu tham khảo tốt cho cán lập phương thức ñiều ñộ viên Công ty Điện lực Gia Lai việc lập phương thức vận hành bình thường chế ñộ xử lý cố nhằm có ñược phương thức vận hành tốt phù hợp với sơ ñồ lưới ñiện phân phối 35kV - Sơ ñồ tính toán ñược lập phần mềm PSS/ADEPT giúp cho cán quản lý vận hành dùng sử dụng lâu dài Trong ñó, cần hiệu chỉnh sơ ñồ lưới ñiện theo thực tế cập nhật lại số liệu phụ tải tính toán giúp tính ñược phương thức vận hành tối ưu theo thời ñiểm tương lai - Các phương pháp thu thập số liệu phụ tải tính toán dùng phần mềm PSS/ADEPT áp dụng cho LĐPP khác có tính chất tương tự CHƯƠNG V KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Lưới ñiện phân phối giữ vai trò quan trọng khâu phân phối ñiện Để ñảm bảo LĐPP vận hành tin cậy, chất lượng ñạt hiệu cao vấn ñề ñược quan tâm tổ chức, cá nhân làm công tác quản lý vận hành LĐPP Đề tài ”Tính toán, phân tích phương thức vận hành hiệu lưới ñiện phân phối 35kV tỉnh Gia Lai” nhằm mục ñích tính toán, lựa chọn nấc phân áp máy biến áp trung gian, máy biến áp nâng nhà máy thuỷ ñiện giữ ñiện áp ñầu nguồn trạm 110kV mức ñó lựa chọn phương thức vận hành cho LĐPP 35kV tỉnh Gia Lai nhằm thoả mãn yêu cầu Kết nghiên cứu ñề tài ñạt ñược sau: - Kết tính toán tìm ñược ñiểm mở tối ưu cho phương thức vận hành LĐPP 35kV tỉnh Gia Lai, ñã chọn ñược phương thức vận hành cho tổn thất công suất thấp ñiện áp cho phép - Kết tính toán chọn ñược nấc phân áp MBA trung gian 35kV, MBA nâng nhà máy thuỷ ñiện ñể nâng cao ñiện áp vận hành ñiện áp nút ñảm bảo, giảm tổn thất ñiện lưới - Kết tính toán cho phương thức vận hành dự phòng ñiển hình LĐPP 35kV tỉnh Gia Lai trường hợp cố cắt ñiện công tác mà không nhận ñược ñiện từ MBA nguồn, ñã chọn ñược phương thức vận hành dự phòng hợp lý nhất, ñó phương thức cho tổn thất công suất thấp ñiện áp tốt Qua kết nghiên cứu ñề tài, có kiến nghị sau: Footer Page 13 of 126  ... 2,3 56,9 6,3 CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG THỨC VẬN HÀNH HIỆU QUẢ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 35kV TỈNH GIA LAI 4.1 ĐẶT ĐIỂM CHUNG CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 4.1.1 Về lưới ñiện: LĐPP trung... Kết tính toán ñã cho thấy ñặt nấc phân áp MBA trung gian 35kV kết tính nâng cao ñược ñiện áp vận hành lâu dài lưới 35kV tỉnh Gia Lai 4.6 TÍNH TOÁN PHƯƠNG THỨC VẬN HÀNH DỰ PHÒNG TRÊN LƯỚI ĐIỆN 35KV. .. vận hành LĐPP Đề tài Tính toán, phân tích phương thức vận hành hiệu lưới ñiện phân phối 35kV tỉnh Gia Lai nhằm mục ñích tính toán, lựa chọn nấc phân áp máy biến áp trung gian, máy biến áp nâng