Luận văn tốt nghiệp đại học Bù công suất phản kháng bằng phần mềm PSSADEPT (1) - Copy

Header Page of 146 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG BẰNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT (CÁC TUYẾN DÂY PHÂN PHỐI THUỘC TRẠM CẦN THƠ) CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN ThS Đỗ Nguyễn Duy Phương Huỳnh Bá Tân (MSSV: 1091214) Ngành: Kỹ Thuật Điện - Khoá: 35 Tháng 05/2013 Footer Page of 146 Header Page of 146 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc - PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP NĂM HỌC: 2012 - 2013 Họ tên cán hướng dẫn: ThS Đỗ Nguyễn Duy Phương Tên đề tài: BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG BẰNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT Địa điểm thực hiện: BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐẠI HỌC CẦN THƠ Sinh viên thực hiện: Huỳnh Bá Tân Họ tên sinh viên đăng ký thực (nếu có): Mục đích đề tài: - Xác định dung lượng bù vị trí bù tối ưu phần mềm PSS/ADEPT - Kiểm trai lại kiến thức học lớp, so sánh lý thuyết thực tế khác Các nội dung giới hạn đề tài: Chương 1: Tổng quan lưới điện phân phối Chương 2: Tổng quan phần mềm PSS/ADEPT Chương 3: Xây dựng mô hình lưới điện PSS/ADEPT Chương 4: Cơ sở lý thuyết bù công suất phản kháng Chương 5: Khảo sát đường dây phân phối Thành phố Cần Thơ Chương 6: Tính toán bù công suất phản kháng phần mềm PSS/ADEPT Các yêu cầu hỗ trợ: Kinh phí dự trù cho việc thực đề tài (dự trù chi tiết đính kèm):  DUYỆT CỦA BỘ MÔN Đ Ề N GHỊ DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG THI & XÉT TỐT NGHIỆP Footer Page of 146 Header Page of 146 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc - NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Cán hướng dẫn: ThS Đỗ Nguyễn Duy Phương Đề tài: BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG BẰNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT Sinh viên thực hiện: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 Lớp: Kỹ thuật điện Khoá: 35 Nội dung nhận xét: a Nhận xét hình thức tập thuyết minh: b Nhận xét vẽ: c Nhận xét nội dung luận văn (đề nghị ghi chi tiết đầy đủ): * Các nội dung công việc đạt * Những vấn đề hạn chế: d Nhận xét sinh viên tham gia thực đề tài: e Kết luận, đề nghị: Điểm đánh giá: Cần thơ, ngày 12 tháng năm 2013 Cán hướng dẫn Footer Page of 146 Header Page of 146 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc - NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ CHẤM PHẢN BIỆN 1 Cán chấm phản biện: ThS Đào Minh Trung Đề tài: BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG BẰNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT Sinh viên thực hiện: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 Lớp: Kỹ thuật điện Khoá: 35 Nội dung nhận xét: a Nhận xét hình thức tập thuyết minh: b Nhận xét vẽ: c Nhận xét nội dung luận văn (đề nghị ghi chi tiết đầy đủ): * Các nội dung công việc đạt * Những vấn đề hạn chế: d Nhận xét sinh viên tham gia thực đề tài: e Kết luận, đề nghị: Điểm đánh giá: Cần thơ, ngày 12 tháng năm 2013 Cán chấm phản biện Footer Page of 146 Header Page of 146 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc - NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ CHẤM PHẢN BIỆN Cán chấm phản biện: ThS Nguyễn Đăng Khoa Đề tài: BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG BẰNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT Sinh viên thực hiện: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 Lớp: Kỹ thuật điện Khoá: 35 Nội dung nhận xét: a Nhận xét hình thức tập thuyết minh: b Nhận xét vẽ: c Nhận xét nội dung luận văn (đề nghị ghi chi tiết đầy đủ): * Các nội dung công việc đạt * Những vấn đề hạn chế: d Nhận xét sinh viên tham gia thực đề tài: e Kết luận, đề nghị: Điểm đánh giá: Cần thơ, ngày 12 tháng năm 2013 Cán chấm phản biện Footer Page of 146 Header Page of 146 LỜI CẢM ƠN Trong trình thực luận văn, em nhận giúp đỡ bảo tận tình ThS Đỗ Nguyễn Duy Phương Em xin cảm ơn thầy giáo hướng dẫn thầy cô môn bạn lớp giúp đỡ em Em cảm ơn động viên người thân gia đình suốt trình làm luận văn Em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ cán Công ty Điện Lực Thành phố Cần Thơ, giúp em khão sát lấy số liệu phục vụ cho trình làm luận văn Sinh viên thực Huỳnh Bá Tân Footer Page of 146 Header Page of 146 LỜI NÓI ĐẦU Lưới phân phối thường phân bố diện rộng gồm nhiều nhánh nút phụ tải, truyền lượng đường dây đến hộ tiêu thụ gây nên tổn thất công suất, tổn thất điện năng, làm giảm chất lượng điện Trong nhu cầu tiêu thụ điện ngày cao, đòi hỏi đáp ứng đầy đủ kịp thời không số lượng mà chất lượng Có nhiều phương pháp để hạn chế tổn thất nêu có phương pháp bù công suất phản kháng sữ dụng phổ biến nhiều nơi Đề tài: " BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG BẰNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT" thực tính toán tuyến thuộc trạm phân phối Thành phố Cần Thơ, với n ộ i d u n g s au : Chương 1: Tổng quan lưới điện phân phối Chương 2: Tổng quan phần mềm PSS/ADEPT Chương 3: Xây dựng mô hình lưới điện PSS/ADEPT Chương 4: Cơ sở lý thuyết bù công suất phản kháng Chương 5: Khảo sát đường dây phân phối Thành phố Cần Thơ Chương 6: Tính toán bù công suất phản kháng phần mềm PSS/ADEPT Em thực đề tài để thống kê lại kiến thức suốt trình học, đồng thời để kiểm tra lý thuyết thực tiễn có khác Do thời gian thực luận văn tài liệu tham khảo có hạn đồng thời kiến thức em nhiều hạn chế nên tránh khỏi sai sót luận văn Em mong nhận thông cảm dẫn quý thầy cô để luận văn em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Cần thơ, ngày tháng năm 2013 Footer Page of 146 CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG BẰNG PSS/ADEPT Header Page ofBÙ 146 MỤC LỤC T ran g CHƯƠNG I TỔNG QUAN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 1.1 Vai trò lưới điện phân phối hệ thống điện .1 1.1.1 Tổng quát 1.1.2 Lưới điện phân phối Việt Nam 1.2 Đặc điểm lưới điện phân phối 1.2.1 Các loại sơ đồ hệ thống lưới điện phân phối 1.2.1.1 Sơ đồ hình tia 1.2.1.2 Sơ đồ hình vòng phía cao áp - hình tia phía hạ áp .4 1.2.2 Các vấn đề thường xãy lưới điện phân phối 1.2.2.1 Tổn thất điện áp 1.2.2.2 Tổn thất công suất .7 1.3 Những yêu cầu lưới điện phân phối 1.3.1 Độ tin cậy cung cấp điện .7 1.3.2 Chất lượng điện .8 1.3.3 An toàn điện 1.3.4 Hiệu kinh tế 1.4 Các toán điển hình quản lý vận hành lưới điện phân phối .8 1.4.1 Tối ưu hoá cấu trúc lưới điện phân phối 1.4.2 Điều khiển phương thức vận hành 1.4.3 Bù kinh tế công suất phản kháng lưới điện phân phối 1.4.4 Lựa chọn phương án vận hành lưới điện phân phối CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM PSS/ADEPT 2.1 Giới thiệu phần mềm PSS/ADEPT 11 2.2 Thiết lập thông số chương trình PSS/DEPT 11 2.2.1 Thiết lập thông số lưới điện chương trình PSS/ADEPT .11 2.2.2 Thiết lập thông số cho cửa sổ Diagram View .12 2.3 Lưu đồ thuật toán tối ưu hoá vị trí việc lắp đặt tụ bù 13 2.4 Các bước thực ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT 16 Footer Page of 146 CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG BẰNG PSS/ADEPT Header Page ofBÙ 146 2.5 Những đặc điểm phần mềm PSS/ADEPT 17 2.5.1 Các chức ứng dụng .17 2.5.2 Các phân hệ PSS/ADEPT .17 CHƯƠNG III XÂY DỰNG MÔ HÌNH LƯỚI ĐIỆN TRÊN PSS/ADEPT 3.1 Các bước tiến hành 18 3.2 Thiết lập thông số mạng lưới .18 3.2.1 Xác định thư viện dây dẫn 18 3.2.2 Xác định thông số thuộc tính lưới điện 19 3.2.3 Xác định số kinh tế lưới điện 21 3.3 Tạo sơ đồ 22 3.3.1 Tạo nhập giá trị vào nút, (Nod) 23 3.3.2 Tạo nhập giá trị vào dây dẫn (Line) 24 3.3.3 Tạo nhập giá trị vào máy biến áp (Tranformers) .27 3.3.4 Tạo nhập giá trị cho nút tải (Static Load, MWh Load) 31 3.3.5 Tạo nhập giá trị vào nút nguồn (Source) 36 3.3.6 Tạo nhập giá trị vào thiết bị đóng cắt (Switch) 38 3.3.7 Tạo nhập giá trị vào tụ bù (Capacitor) .39 3.3.8 Tạo nhập giá trị vào máy điện (Machine) 40 3.4 Chạy toán phân tích 41 3.5 Báo cáo kết 45 3.5.1 Xem kết phân tích sơ đồ 45 3.5.2 Xem kết tính toán chi tiết từ phần Report 45 3.5.3 Xem kết tính toán chi tiết từ report phần mềm PSS/ADEPT 46 CHƯƠNG IV CƠ SỞ LÝ THUYẾT BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 4.1 Khái quát chung 48 4.2 Tổng quan bù công suất phản kháng lưới điện phân phối 48 4.2.1 Giới thiệu chung 48 4.2.2 Sự điều chỉnh hệ số công suất 49 4.2.3 Xác định vị trí bù tối ưu .49 4.3 Các phương pháp bù công suất phản kháng lưới điện phân phối 50 4.3.1 Bù tụ điện tĩnh 50 Footer Page of 146 CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG BẰNG PSS/ADEPT Header Page 10 ofBÙ146 4.3.2 Bù ngang .50 4.3.3 Bù cố định bù điều chỉnh theo chế độ làm việc .51 4.4 Bù tự nhiên lưới điện phân phối 51 4.4.1 Điều chỉnh điện áp .51 4.4.2 Lựa chọn phương án vận hành tối ưu 52 4.5 Bù kinh tế lưới điện phân phối 53 4.5.1 Cơ sở phương pháp bù tối ưu theo phương pháp phân tích động theo dòng tiền tệ 53 4.5.2 Phương pháp tính toán bù tối ưu 53 CHƯƠNG V KHẢO SÁT ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ CẦN THƠ 5.1 Khái quát đường dây phân phối Thành phố Cần Thơ 55 5.1.1 Sơ đồ thay đơn tuyến đường dây 477CT 56 5.1.2 Sơ đồ đơn tuyến chi tiết đường dây 477CT 57 5.1.3 Thông số hệ thống .57 5.1.4 Thông số dây dẫn thông số phụ tải tuyến 477CT 57 5.2 Tính toán đường dây phân phối tuyến 477CT Thành phố Cần Thơ 58 5.2.1 Tính tổn thất công suất đường dây 59 5.2.2 Tính toán bù công suất phản kháng 64 CHƯƠNG VI TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG BẰNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT 6.1 Mô lưới điện phân phối PSS/ADEPT 65 6.1.1 Sơ đồ đơn tuyến chi tiết tuyến 477CT mô PSS/ADEPT .65 6.1.2 Nhập thông số sử dụng tuyến 477CT 66 6.2 Tính toán phân bố công suất PSS/ADEPT 73 6.3 Tính toán bù công suất phản kháng 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 PHỤ LỤC Trang Report kết tính toán từ phần mềm PSS/ADEPT .81 Footer Page 10 of 146 Header Page 122 of 146 Financial: Cost of Placing Banks: Present value cost of fixed banks: 8,192,020.74 Present value cost of switched banks: 00 Present value cost of all banks: 8,192,020.74 P (kW) Q (kvar) Present Value Of Energy loss Initial Losses 28 15 99 707,213,066.78 Final Losses 22 15 78 698,815,668.19 Savings 06 21 8,397,398.59 Total savings 205,377.85 Summary of Capacitors Placed Node Size (kvar) H3 60 Fixed Footer Page 122 of 146 99 Header Page 123 of 146 Capacitor Placement Optimization Report Bù ứng động tuyến 471CT 4/7/2013 1:55:24PM System Base kVA: 1000.00 Tuyen 471CT Chú thích: - Number of fixed banks: số lượng tụ cố định - Number of switched banks: số lượng tụ ứng động Energy Cost Real: giá công suất tác dụng - Energy Cost Reactive: giá công suất phản kháng Discount Rate: tỉ lệ gia tăng giá điện - Inflation Rate: tỷ số trược giá - Evaluation Period: thời gian hoàn vốn (tuổi thọ tụ bù) Installation Cost Fixed: giá lắp đặt 1kVar tụ cố định - Installation Cost Switched: giá lắp đặt 1kVar tụ ứng động - Maintenance Rate Fixed: chi phí bảo trì 1kVar tụ cố định/năm - Maintenance Rate Switched: chi phí bảo trì 1kVar tụ ứng động/năm Footer Page 123 of 146 100 Header Page 124 of 146 Financial: Cost of Placing Banks: Present value cost of fixed banks: 00 Present value cost of switched banks: 472,324,194.15 Present value cost of all banks: 472,324,194.15 P (kW) Q (kvar) Initial Losses 108.26 332.38 Final Losses 102,45 320,87 ,81 11 ,51 Savings Total savings Present Value Of Energy loss 14,506,535,175.97 13,498,491,116.13 1,008,044,060 535,719,865.70 Summary of Capacitors Placed Node Switched T39-2 NQuyền Size (kvar) 900 900 Switched Capacitor Switching Schedule Node Load Snapshot T39-2 NQuyền Base Size Step Size (kvar) (pu) Fraction in Service (pu) 900.00 1.0000 900.00 1.0000 1.0000 1.0000 Chú thích: - Present value cost of fixed banks: chi phí tụ cố đinh - Present value cost of switched banks: chi phí tụ ứng động - Present value cost of all banks: chi phí tất loại tụ - Initial Losses: tổn thất ban đầu - Final Losses: tổn thất sau - Savings: lượng tiết kiệm (độ giảm tổn thất công suất tác dụng phản kháng) - Total savings: tổng giá trị tiết kiệm - Summary of Capacitor Placed: Bảng tóm tắt vị trí đặt tụ bù - Step size (nấc điều chỉnh tụ), Size (dung lượng tụ), Node (nút đặt tụ), Load Snapshot (kiểu đồ thị phụ tải) Footer Page 124 of 146 101 Header Page 125 of 146 Capacitor Placement Optimization Report Bù ứng động tuyến 473CT Footer Page 125 of 146 4/3/2013 11:10:14PM System Base kVA: 1000.00 Tuyen 473CT 102 Header Page 126 of 146 Financial: Cost of Placing Banks: Present value cost of fixed banks: 00 Present value cost of switched banks: 26,635,243.55 Present value cost of all banks: 26,635,243.55 Q (kvar) P (kW) Present Value Of Energy loss Initial Losses 196.67 558.10 26,353,238,197.40 Final Losses 196.38 557.78 26,315,226,253.12 29 32 38,011,944.28 Savings Total savings 11,376,700.73 Summary of Capacitors Placed Node Size (kvar) HTHVuong 90 Switched Switched Capacitor Switching Schedule Node Load Snapshot Size Step Size (kvar) (pu) Fraction in Service (pu) HTHVuong Base 90 00 1.0000 Footer Page 126 of 146 1.0000 103 Header Page 127 of 146 Capacitor Placement Optimization Report Bù ứng động tuyến 474CT Footer Page 127 of 146 4/3/2013 11:11:46AM System Base kVA: 1000.00 Tuyen 474CT 104 Header Page 128 of 146 Financial: Cost of Placing Banks: Present value cost of fixed banks: 00 Present value cost of switched banks: 88,784,145.16 Present value cost of all banks: 88,784,145.16 Q (kvar) P (kW) Present Value Of Energy loss Initial Losses 160.38 550.64 21,490,450,226.91 Final Losses 157.66 545.62 21,125,957,376.65 72 02 364,492,850.26 Savings Total savings 275,708,705.10 Summary of Capacitors Placed Node Size (kvar) HT_BDThThanh 300 Switched Switched Capacitor Switching Schedule Node Load Snapshot Size Step Size (kvar) (pu) Fraction in Service (pu) HT_BDThThanh Base 300.00 1.0000 1.0000 Footer Page 128 of 146 105 Header Page 129 of 146 Capacitor Placement Optimization Report Bù ứng động tuyến 475CT Footer Page 129 of 146 4/5/2013 3:45:30PM System Base kVA: 1000.00 Tuyen 475CT 106 Header Page 130 of 146 Financial: Cost of Placing Banks: Present value cost of fixed banks: 00 Present value cost of switched banks: 177,568,290.33 Present value cost of all banks: 177,568,290.33 Q (kvar) P (kW) Present Value Of Energy loss Initial Losses 189.62 563.55 25,409,595,874.39 Final Losses 187.82 558.98 25,167,363,836.11 80 57 242,232,038.28 Step Size (pu) Fraction in Service (pu) Savings Total savings 64,663,747.95 Summary of Capacitors Placed Node Size (kvar) H9-4/1/2/1 H11-4/6 300 300 Switched Switched Capacitor Switching Schedule Node Load Snapshot Size (kvar) H9-4/1/2/1 Base 300.00 1.0000 1.0000 H11-4/6 Base 300.00 1.0000 1.0000 Footer Page 130 of 146 107 Header Page 131 of 146 Capacitor Placement Optimization Report Bù ứng động tuyến 476CT Footer Page 131 of 146 4/8/2013 2:1:23PM System Base kVA: 1000.00 Tuyen 476CT 108 Header Page 132 of 146 Financial: Cost of Placing Banks: Present value cost of fixed banks: 00 Present value cost of switched banks: 29,594,715.05 Present value cost of all banks: 29,594,715.05 P (kW) Q (kvar) Present Value Of Energy loss Initial Losses 127.39 221.05 17,070,026,387.76 Final Losses 127.14 220.23 17,036,954,801.71 25 82 33,071,586.05 Savings Total savings 3,476,871.00 Summary of Capacitors Placed Node Size (kvar) H.T123 100 Switched Switched Capacitor Switching Schedule Node Load Snapshot Size Step Size (kvar) (pu) Fraction in Service (pu) H.T123 Base 100.00 1.0000 1.0000 Footer Page 132 of 146 109 Header Page 133 of 146 Capacitor Placement Optimization Report Bù ứng động tuyến 477CT Footer Page 133 of 146 4/13/2013 10:01:39AM System Base kVA: 1000.00 Tuyen 477CT 110 Header Page 134 of 146 Financial: Cost of Placing Banks: Present value cost of fixed banks: 00 Present value cost of switched banks: 266,352,435.49 Present value cost of all banks: 266,352,435.49 P (kW) Q (kvar) Present Value Of Energy loss Initial Losses 122.61 431.23 16,430,226,154.92 Final Losses 119.02 419.22 15,948,877,248.89 59 12 01 481,348,906.03 Savings Total savings 214,996,470.54 Summary of Capacitors Placed Node Size (kvar) T23-2 900 Switched Switched Capacitor Switching Schedule Node Load Snapshot Size Step Size (kvar) (pu) Fraction in Service (pu) T23-2 Base 900.00 1.0000 1.0000 Footer Page 134 of 146 111 Header Page 135 of 146 Capacitor Placement Optimization Report Bù ứng động tuyến 483CT Footer Page 135 of 146 4/3/2013 10:52:47AM System Base kVA: 1000.00 Tuyen 483CT 112 Header Page 136 of 146 Financial: Cost of Placing Banks: Present value cost of fixed banks: 00 Present value cost of switched banks: 88,784,145.16 Present value cost of all banks: 88,784,145.16 P (kW) Q (kvar) Present Value Of Energy loss Initial Losses 28 15 99 707,213,066.78 Final Losses 20 15 78 697,171,572.44 Savings 08 21 10,041,494.34 Total savings 1,163,079.82 Summary of Capacitors Placed Node Size (kvar) H95-6/4/5 30 Switched Switched Capacitor Switching Schedule Node Load Snapshot Size Step Size (kvar) (pu) Fraction in Service (pu) H95-6/4/5 Base 30 00 1.0000 Footer Page 136 of 146 1.0000 113 ... Cần Thơ 58 5.2.1 Tính tổn thất công suất đường dây 59 5.2.2 Tính toán bù công suất phản kháng 64 CHƯƠNG VI TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG BẰNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT 6.1 Mô lưới điện... phương pháp để hạn chế tổn thất nêu có phương pháp bù công suất phản kháng sữ dụng phổ biến nhiều nơi Đề tài: " BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG BẰNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT" thực tính toán tuyến thuộc trạm phân... cứu bù công suất phản kháng để giảm tổn thất công suất, giảm tổn thất điện năng, cải thiện điện áp, cải thiện hệ số công suất, hạn chế dao động điện áp lớn phụ tải tiêu thụ công suất phản kháng