Nghiên cứu ảnh hưởng của nguồn phân tán đến đánh giá sụt giảm điện áp ngắn hạn trong lưới phân phối điện

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN DANH DŨNG Nghiên cứu ảnh hưởng nguồn phân tán đến đánh giá sụt giảm điện áp ngắn hạn lưới phân phối điện LUẬN VĂN THAC SỸ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS BẠCH QUỐC KHÁNH HÀ NỘI - 2010 MỤC LỤC Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình vẽ, đồ thị CHƯƠNG MỞ ĐẦU CHƯƠNG – TỔNG QUAN .11 1.1 Chất lượng điện 11 1.1.1 Định nghĩa chất lượng điện .11 1.1.2 Các tượng biểu liên quan đến chất lượng điện 12 1.1.3 Kết luận .23 1.2 Hiện tượng sụt giảm điện áp ngắn hạn 23 1.2.1 Định nghĩa tượng sụt giảm điện áp 23 1.2.2 Nguyên nhân gây tượng sụt giảm điện áp .24 1.3 Một số tiêu đánh giá chất lượng điện 24 1.3.1 Chỉ tiêu độ tin cậy cung cấp điện 24 1.3.2 Các tiêu đánh giá sụt giảm điện áp lưới phân phối 27 1.3.3 Kết luận 32 1.4 Nguồn điện phân tán ảnh hưởng lưới phân phối điện 32 1.4.1 Nguồn điện phân tán .32 1.4.2 Các công nghệ tạo nguồn điện phân tán .38 1.4.3 Ảnh hưởng việc kết nối nguồn điện phân tán vận hành lưới phân phối điện 45 CHƯƠNG – MÔ HÌNH TÍNH TOÁN .49 2.1 Đặt vấn đề 49 2.2 Mô phân bố cố 50 2.3 Sơ đồ khối tính toán .51 CHƯƠNG - NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NGUỒN PHÂN TÁN ĐẾN HIỆN TƯỢNG SỤT GIẢM ĐIỆN ÁP NGẮN HẠN TRONG LƯỚI PHÂN PHỐI ĐIỆN 53 3.1 Lưới điện nghiên cứu 53 3.2 Thông số vận hành chế độ xác lập chưa có DG 58 3.3 Tính toán ngắn mạch, giá trị điện áp tần suất sụt áp .61 3.3.1 Tính toán sụt áp tần suất sụt áp trạm E17 chưa có DG .62 3.3.2 Tính toán sụt áp tần suất sụt áp trạm E17 cuối lộ đường dây 474 có thêm DG với SDG = 9MVA 72 3.3.3 Tính toán sụt áp tần suất sụt áp trạm E17 cuối lộ đường dây 474 có thêm DG với SDG = 13,5MVA 78 3.3.3 Tính toán sụt áp tần suất sụt áp trạm E17 cuối lộ đường dây 474 có thêm DG với SDG = 18MVA 83 3.3.5 Tổng hợp kết tính toán 88 CHƯƠNG - CÁC KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 91 4.1 Các kết luận .91 4.2 Các đề xuất 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO 93 TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN 95 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Area EPS – Area Electric Power System, Lưới điện khu vực ASAI - Average Service Availability Index, Chỉ tiêu thể mức sẵn sàng hoạt động hệ thống ASIDI - Average System Interruption Duration Index, Chỉ tiêu thời gian điện cho kiện khoảng thời gian CAIDI - Customer Average Interruption Duration Index, Chỉ tiêu khoảng thời gian điện trung bình khách hàng CAIFI - Customer Average Interruption Frequency Index, Chỉ tiêu tần suất điện trung bình khách hàng DC Offset – Direct Current Offset, Thành phần chiều thêm vào DG – Distributed Generaion, Nguồn phân tán HTĐ – Hệ Thống Điện Local EPS – Local Electric Power System, Lưới điện địa phương (cục bộ) PCC – Point of Common Coupling, Điểm đấu nối chung RMS - Root Mean Square, Giá trị quân phương SAIDI - System Average Interruption Duration Index, Chỉ tiêu khoảng thời gian điện trung bình hệ thống SAIFI - System Average Interruption Frequency Index, Chỉ tiêu tần suất điện trung bình hệ thống SARFI - System Average RMS Frequency Index voltage, Chỉ tiêu tần suất biến thiên điện áp trung bình hệ thống TBA – Trạm Biến Áp TÐN – Thủy Điện Nhỏ THC - Total Harmonics Distortion, Tổng độ méo sóng hài XPLE-M-3x300 – Cáp ngầm cách điện XLPE lõi đồng 300mm2 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Phân nhóm đặc tính tượng điện từ hệ thống điện 21 Bảng 1.2 Thông số số DG sử dụng nhiên liệu hóa thạch 39 Bảng 1.3 Thông số số DG sử dụng lượng tái tạo 40 Bảng 3.1 Suất cố lưới điện 54 Bảng 3.2 Điện áp pha nút chế độ xác lập 59 Bảng 3.3 Điện áp nút ngắn mạch pha (pha A) nút 25, chưa có DG Bảng 3.4 62 Tần suất sụt giảm điện áp trạm E17 xảy ngắn mạch pha nút 25, chưa có DG Bảng 3.5 65 Tần suất sụt giảm điện áp trạm E17 xét tất dạng ngắn mạch nút 25, chưa có DG Bảng 3.6 67 Tần suất sụt giảm điện áp trạm E17 xảy ngắn mạch điểm ngắn mạch tính toán, chưa có DG 68 Bảng 3.7 Chỉ số SARFIx trạm E17 chưa có DG 71 Bảng 3.8 Tần suất sụt áp trạm E17 xảy ngắn mạch điểm ngắn mạch tính toán cuối lộ đường dây 474 có DG với SDG = 74 9MVA Bảng 3.9 Chỉ số SARFIx trạm E17 cuối lộ đường dây 474 có DG với SDG = 9MVA 77 Bảng 3.10 Tần suất sụt áp trạm E17 xảy ngắn mạch điểm ngắn mạch tính toán cuối lộ đường dây 474 có DG với SDG = 13,5MVA 79 Bảng 3.11 Chỉ số SARFIx trạm E17 cuối lộ đường dây 474 có DG với SDG = 13,5MVA 82 Bảng 3.12 Tần suất sụt áp trạm E17 xảy ngắn mạch điểm ngắn mạch tính toán cuối lộ đường dây 474 có DG với SDG = 18MVA 84 Bảng 3.13 Chỉ số SARFIx trạm E17 cuối lộ đường dây 474 có DG với SDG = 18MVA 87 Bảng 3.14 Tần suất sụt áp trạm E17 cuối lộ 474 chưa có có DG 89 Bảng 3.15 Chỉ số SARFIx trạm E17 cuối lộ 474 chưa có có DG 89 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Quá độ xung sét đánh 13 Hình 1.2 Xung dòng điện dao động độ gây việc đóng cắt tụ điện 14 Hình 1.3 Sụt giảm điện áp cố ngắn mạch pha 16 Hình 1.4 Sụt giảm điện áp khởi động động lớn 16 Hình 1.5 Tăng áp pha không bị cố gây cố chạm đất pha 17 Hình 1.6 Mất cân điện áp tuần nhánh cung cấp điện cho hộ gia đình 18 Hình 1.7 Hiện tượng đột điện áp 20 Hình 1.8 Dao động điện áp hồ quang 20 Hình 1.9 Định nghĩa tượng điện áp theo tiêu chuẩn IEEE-1159 22 Hình 1.10 Đường cong CBEMA 29 Hình 1.11 Đường cong ITIC 30 Hình 1.12 Đường cong SEMI 31 Hình 1.13 Mô tả kết nối nguồn điện phân tán 34 Hình 1.14 Dự báo phát triển nguồn phân tán đến 2030 37 Hình 1.15 Sơ đồ nguyên lý động đốt 41 Hỉnh 1.16 Sơ đồ nguyên lý Microturbines 41 Hỉnh 1.17 Sơ đồ nguyên lý Turbines nhỏ 42 Hỉnh 1.18 Sơ đồ nguyên lý Pin nhiên liệu 42 Hình 1.19 Minh họa nguồn phân tán pin quang điện 43 Hình 1.20 Minh họa nguồn điện phân tán turbines gió 44 Hình 1.21 Chi phí đơn vị lắp đặt loại nguồn điện 44 Hình 2.1 Sơ đồ khối chương trình tính toán 52 Hình 3.1 Sân phân phối TBA 110kV Thăng Long (E17) 53 Hình 3.2 Sơ đồ lưới điện phân phối từ trạm biến áp E17 55 Hình 3.3 Sơ đồ sợi lộ đường dây 474 trạm biến áp E17 56 Hình 3.4 Sơ đồ tính toán lộ đường dây 474 trạm biến áp E17 chưa có DG Hình 3.5 57 Điện áp pha nút lộ đường dây 474 E17 chế độ xác lập 60 Hình 3.6 Tần suất sụt áp trung bình trạm E17 chưa có DG 72 Hình 3.7 Chỉ sổ SARFIx trạm E17 chưa có DG 72 Hình 3.8 Sơ đồ tính toán lộ đường dây 474 trạm biến áp Thăng Long E17 có DG Hình 3.9 73 Tần suất sụt áp trung bình trạm E17 cuối lộ 474 có DG với SDG = 9MVA Hình 3.10 78 Chỉ sổ SARFIx trạm E17 khi cuối lộ 474 có DG với SDG = 9MVA Hình 3.11 78 Tần suất sụt áp trung bình trạm E17 cuối lộ 474 có DG với SDG = 13,5MVA Hình 3.12 83 Chỉ sổ SARFIx trạm E17 khi cuối lộ 474 có DG với SDG = 13,5MVA Hình 3.13 83 Tần suất sụt áp trung bình trạm E17 cuối lộ 474 có DG với SDG = 18MV Hình 3.14 88 Chỉ sổ SARFIx trạm E17 khi cuối lộ 474 có DG với SDG = 18MVA 88 Hình 3.15 Tần suất sụt áp trạm E17 cuối lộ 474 có DG 90 Hình 3.16 Chỉ sổ SARFIx trạm E17 cuối lộ 474 có DG 90 CHƯƠNG MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Đất nước ta giai đoạn công nghiệp hoá, đại hoá với tốc độ tăng trưởng kinh tế lớn Trải khắp đất nước, nhà máy, công trường, xí nghiệp xuất ngày nhiều với qui mô ngày lớn Đời sống nhân dân ngày nâng cao Các thiết bị điện gia đình sử dụng ngày rộng rãi đa dạng Nhu cầu điện ngày tăng cao Tuy nhiên tình trạng thiếu điện xảy thường xuyên, gây ảnh hưởng lớn tới sản xuất sinh hoạt Bên cạnh đó, việc ứng dụng thiết bị điện - điện tử có hiệu suất cao, thiết bị có vi điều khiển, thiết bị điện tử công suất… ngày phổ biến Các thiết bị nhạy cảm với vấn đề chất lượng điện hệ thống điện Trong vấn đề chất lượng điện năng, tượng điện sụt giảm điện áp ngắn hạn quan tâm Mặc dù lần cố điện gây hậu nặng nề lần sụt giảm điện áp, nhiên thực tế tần suất xảy tượng sụt giảm điện áp lại lớn nhiều so với tượng điện xét cách tổng thể tượng sụt giảm điện áp lại gây hậu lớn tượng điện Vấn đề toàn cầu mà loài người phải đối mặt tình trạng ô nhiễm môi trường, tình hình lượng giới Các nguồn lượng không tái tạo (dầu mỏ, than đá, khí thiên nhiên…) giới có trữ lượng lớn song có hạn Việc khai thác sử dụng mức sản phẩm dầu mỏ, than đá, khí đốt đưa vào không khí lượng lớn khí CO2, NOx, SOx… gây ảnh hưởng xấu tới môi trường khí hậu Các nguồn lượng tái tạo (năng lượng mặt trời, lượng gió…) có trữ lượng lớn nhìn chung phân tán, gặp nhiều khó khăn khai thác sử dụng Những phân tích cho thấy việc phát triển nguồn điện, đưa vào nguồn điện sử dụng nguồn lượng quan trọng Đưa nguồn điện phân tán vào vận hành đặt vấn đề nghiên cứu ảnh hưởng đấu nối vào lưới điện mà cụ thể lưới phân phối điện Đã có số công trình nghiên cứu ảnh hưởng Ở Việt Nam, nghiên cứu nguồn phân tán ảnh hưởng mẻ Những nghiên cứu cụ thể, tỉ mỉ ảnh hưởng nguồn phân tán kết nối vào lưới điện cần thiết Tác giả sâu vào nghiên cứu ảnh hưởng nguồn phân tán đến đánh giá sụt giảm điện áp ngắn hạn lưới phân phối điện theo phương pháp dự báo ngẫu nhiên Tên đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng nguồn phân tán đến đánh giá sụt giảm điện áp ngắn hạn lưới phân phối điện” Tóm tắt nội dung luận văn Nhu cầu lượng ngày gia tăng, tình trạng ô nhiễm môi trường, có hạn nguồn tài nguyên không tái tạo thúc loài người khai thác sử dụng nguồn lượng lượng tái tạo Bên cạnh đó, mối quan tâm vấn đề chất lượng điện ngày nâng cao Đưa nguồn phân tán vào vận hành đặt vấn đề nghiên cứu ảnh hưởng, tác động kết nối nguồn phân tán vào lưới điện mà cụ thể vấn đề chất lượng điện lưới phân phối điện Những nghiên cứu cụ thể, tỉ mỉ ảnh hưởng, tác động cần thiết Luận văn sâu vào nghiên cứu ảnh hưởng nguồn phân tán đến đánh giá sụt giảm điện áp ngắn hạn (Voltage sag) lưới phân phối điện Kết nghiên cứu luận văn cho ta cứ, phương pháp đánh giá ảnh hưởng nguồn phân tán tới tiêu chất lượng điện lưới phân phối điện Luận văn đề cập đến vấn đề ngày quan tâm vấn đề chất lượng điện năng, hượng sụt giảm điện áp ngắn hạn, tiêu đánh giá chất lượng điện năng, nguồn phân tán ảnh hưởng Nghiên cứu ảnh hưởng nguồn phân tán đến đánh giá sụt giảm điện áp ngắn hạn lưới phân phối điện, luận văn vào xem xét, đánh giá tiêu chất lượng điện tần suất sụt giảm điện áp ngắn hạn lưới điện nghiên cứu lộ đường dây toàn trạm biến áp 110kV Thăng Long Điểm NM Node22 Node23 Node24 Node25 Node26 Node27 Node28 Node29 Node30 Node31 Node32 Node33 Node34 Node35 Node36 Node37 Node38 Node39 Node40 Node41 Node42 Line1 Line2 Line3 Line4 0-10% 3,8986 4,9934 3,2441 4,7187 4,7187 4,5410 4,4036 2,8118 3,9430 1,7130 2,9411 4,0521 2,9613 2,6179 2,6664 3,7976 3,7976 3,7976 2,6179 2,3432 2,6179 0,0194 0,0088 0,0426 0,0055 10-20% 4,8440 4,6339 3,6804 4,0238 4,0238 4,1531 3,9956 4,7026 4,4117 4,8722 4,8238 2,3634 2,2947 2,5735 2,5250 1,3938 1,1878 1,1393 2,3190 1,7089 1,4342 0,0280 0,0312 0,0078 20-30% 2,5735 1,6887 3,2522 1,6887 1,6402 1,4827 1,7776 2,6624 1,5675 2,1089 0,9777 2,2786 2,5735 2,6381 2,6381 2,6381 1,5998 1,6483 1,6483 1,5110 2,5331 0,0029 0,0284 0,0054 30-40% 1,2928 1,2928 1,4100 2,1776 2,2260 1,4100 1,4100 1,4100 1,3938 1,7372 1,6887 1,4827 2,3472 2,2988 2,3472 2,2988 2,1574 2,1574 2,1574 3,1795 2,1574 0,0199 0,0235 0,0018 80 40-50% 2,7674 2,6947 2,9896 1,9675 1,9675 2,9896 2,9896 2,9169 2,0927 2,8482 2,9452 2,0806 2,0806 1,9432 1,9432 1,9432 3,2320 3,1997 2,3149 2,0038 2,0362 0,0032 0,0853 0,0080 0,0063 50-60% 2,0160 2,0887 2,8159 2,8159 2,8159 2,8159 2,8159 2,5735 3,0300 3,1593 3,0623 2,6987 2,6502 2,8361 2,7876 2,8361 2,7472 2,7795 2,7795 3,0179 3,0583 0,0299 0 60-70% 4,4238 4,4238 0,5898 0,5898 0,5898 0,5898 0,5898 0,9050 1,5433 0,9534 0,9534 2,4361 2,4846 2,4846 2,4846 2,4846 2,6704 2,6704 3,5552 3,6279 3,5552 0,3639 0 70-80% 0 3,8340 3,8340 3,8340 3,8340 3,8340 3,8340 3,8340 4,4238 4,4238 4,4238 4,4238 4,4238 4,4238 4,4238 4,4238 4,4238 4,4238 4,4238 4,4238 0 0 80-90% 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Điểm NM Line5 Line6 Line7 Line8 Line9 Line10 Line11 Line12 Line13 Line14 Line15 Line16 Line17 Line18 Line19 Line20 Line21 Line22 Line23 Line24 Line25 Line26 Line27 Line28 Line29 0-10% 0,0177 0,0041 0,0174 0,0045 0,0019 0,0185 0,0052 0,0056 0,0277 0,0062 0,0051 0,0364 0,0061 0,0060 0,0038 0,0335 0,0043 0,0122 0,0079 0,0035 0,0046 0,0167 0,0049 0,0048 0,0280 10-20% 0,0118 0,0147 0,0176 0,0148 0,0056 0,0203 0,0109 0,0117 0,0188 0,0102 0,0033 0,0276 0,0116 0,0099 0,0148 0,0277 0,0053 0,0114 0,0090 0,0030 0,0039 0,0153 0,0044 0,0081 0,0314 20-30% 0,0077 0,0141 0,0097 0,0258 0,0163 0,0166 0,0068 0,0068 0,0205 0,0098 0,0236 0,0210 0,0106 0,0085 0,0201 0,0137 0,0028 0,0041 0,0080 0,0012 0,0016 0,0054 0,0020 0,0046 0,0111 30-40% 0,0036 0,0065 0,0026 0,0144 0,0272 0,0038 0,0031 0,0039 0,0075 0,0022 0,0863 0,0085 0,0052 0,0023 0,0129 0,0095 0,0014 0,0032 0,0035 0,0016 0,0022 0,0052 0,0016 0,0024 0,0099 81 40-50% 0,0126 0,0140 0,0169 0,0097 0,0199 0,0070 0,0032 0,0035 0,0090 0,0050 0,0810 0,0209 0,0080 0,0064 0,0106 0,0174 0,0031 0,0066 0,0073 0,0014 0,0019 0,0110 0,0033 0,0050 0,0149 50-60% 0 0,0163 0,0040 0,0141 0,0081 0,0087 0,0047 0,0019 0,0351 0,0068 0,0011 0,0009 0,0082 0,0133 0,0022 0,0051 0,0069 0,0021 0,0028 0,0104 0,0031 0,0044 0,0215 60-70% 0 0 0,0160 0 0,0188 0,0075 0,0079 0,0258 0,0108 0,0087 0,0167 0,0293 0,0049 0,0108 0,0014 0,0004 0,0006 0,0022 0,0007 0,0016 0,0110 70-80% 0 0 0 0 0 0,0517 0 0,0012 0 0,0094 0,0028 0,0038 0,0141 0,0042 0,0066 0,0272 80-90% 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Điểm NM Line30 Line31 Line32 Line33 Line34 Line35 Line36 Line37 Line38 Line39 Line40 Line41 Tổng Trung bình 0-10% 0,0042 0,0036 0,0328 0,0047 0,0064 0,0052 0,0140 0,0065 0,0158 0,0026 0,0046 0,0026 160,5387 10-20% 0,0119 0,0059 0,0191 0,0037 0,0063 0,0050 0,0051 0,0020 0,0047 0,0023 0,0034 0,0014 168,5043 20-30% 0,0052 0,0012 0,0184 0,0041 0,0065 0,0052 0,0097 0,0027 0,0069 0,0016 0,0030 0,0025 118,3440 30-40% 0,0043 0,0021 0,0120 0,0037 0,0056 0,0046 0,0084 0,0037 0,0090 0,0021 0,0062 0,0021 85,0019 40-50% 0,0070 0,0036 0,0168 0,0033 0,0048 0,0038 0,0071 0,0055 0,0133 0,0023 0,0039 0,0020 120,0197 50-60% 0,0077 0,0038 0,0218 0,0042 0,0069 0,0055 0,0104 0,0047 0,0116 0,0027 0,0059 0,0030 88,6667 60-70% 0,0023 0,0012 0,0197 0,0040 0,0061 0,0049 0,0091 0,0046 0,0111 0,0035 0,0071 0,0035 94,1783 70-80% 0,0108 0,0054 0,0358 0,0070 0,0108 0,0087 0,0163 0,0076 0,0184 0,0043 0,0087 0,0043 84,3114 2,9729 3,1205 2,1916 1,5741 2,2226 1,6420 1,7440 1,5613 80-90% Bảng 3.11 Chỉ số SARFIx trạm E17 cuối lộ đường dây 474 có DG với SDG = 13,5MVA SARFI0,1 SARFI0,2 SARFI0,3 SARFI0,4 SARFI0,5 SARFI0,6 SARFI0,7 SARFI0,8 SARFI0,9 2,9729 6,0934 8,2849 9,8591 12,0816 13,7236 15,4677 17,0290 17,0290 82 0 0 0 0 0 0 0 Ta có hình biểu diễn đây: Tần suất 2,97 3,12 Tần suất 2,22 2,19 1,64 1,57 1,74 1,56 0,00 0-10% 10-20% 20-30% 30-40% 40-50% 50-60% 60-70% 70-80% 80-90% Điện áp Hình 3.11 Tần suất sụt áp trung bình trạm E17 cuối lộ 474 có DG với SDG = 13,5MVA SARFIx 18 17,03 17,03 15,47 16 13,72 14 12,08 12 9,86 10 8,28 SARFIx 6,09 2,97 10 20 30 40 50 60 70 80 90 x (%) Hình 3.12 Chỉ sổ SARFIx trạm E17 khi cuối lộ 474 có DG với SDG = 13,5MVA 3.3.3 Tính toán sụt áp tần suất sụt áp trạm E17 cuối lộ đường dây 474 có thêm DG với SDG = 18MVA Tiến hành tương tự mục 3.3.2, ta có kết tổng hợp tính toán tần suất sụt áp số SARFIx trạm biến áp E17 có DG với SDG = 18MVA bảng 3.12 bảng 3.13 83 Bảng 3.12 Tần suất sụt áp trạm E17 xảy ngắn mạch điểm ngắn mạch tính toán, cuối lộ đường dây 474 có DG với SDG = 18MVA Điểm NM Node1 Node2 Node3 Node4 Node5 Node6 Node7 Node8 Node9 Node10 Node11 Node12 Node13 Node14 Node15 Node16 Node17 Node18 Node19 Node20 Node21 0-10% 12,4432 6,5529 0,3798 5,6318 3,4906 5,6318 1,2645 5,6318 1,0060 0,4646 4,8197 2,9573 2,9573 4,4763 1,8180 0,3798 5,1954 2,2866 2,2866 0,5939 4,1733 10-20% 6,8842 10,7302 5,1752 4,9773 5,1752 6,1974 4,9652 3,9269 1,0706 5,4500 5,1308 5,1308 4,7389 6,3751 0,1293 3,0542 3,6441 5,5510 2,7432 4,1854 20-30% 1,1797 3,2239 5,5712 4,9530 3,4986 4,7793 3,7087 5,6964 3,7410 3,8986 4,3955 4,3955 4,1531 3,6683 1,6564 4,3592 4,4440 3,1593 5,0298 2,9573 30-40% 0 0,6949 4,1289 3,2522 2,3674 3,8420 1,7776 3,6764 6,0802 1,9150 2,7068 2,7068 1,8220 2,6018 5,7247 1,2645 3,2886 2,6664 4,2420 1,4302 84 40-50% 1,3090 1,3090 3,4138 1,3090 5,1429 3,3734 5,7328 5,7328 3,3613 5,6722 1,8988 1,8867 1,8867 1,8382 2,5654 5,4742 3,1068 3,2684 3,2684 2,7674 2,6300 50-60% 0 1,6968 0 0 4,1491 0,9534 3,8340 4,7389 4,7389 2,4280 0,9534 4,0279 1,0019 0,4606 0,4606 2,0160 2,0160 60-70% 0 14,7460 0 0 0 3,8340 0 2,3594 3,8340 0,5898 3,8340 4,4238 4,4238 2,0644 4,4238 70-80% 0 0,8848 0 1,7695 0 0 0 0 3,8340 0 2,3594 80-90% 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Điểm NM Node22 Node23 Node24 Node25 Node26 Node27 Node28 Node29 Node30 Node31 Node32 Node33 Node34 Node35 Node36 Node37 Node38 Node39 Node40 Node41 Node42 Line1 Line2 Line3 Line4 0-10% 3,8986 4,7187 3,0381 3,8340 3,8340 4,4036 4,1289 1,9271 3,1472 1,5756 1,7614 3,7572 2,6664 2,4119 2,5977 3,7976 3,5027 3,7976 2,6179 1,7534 2,6179 0,0161 0,0088 0,0345 0,0043 10-20% 4,2541 4,0238 2,6381 4,3188 4,3188 3,1108 3,3855 4,9975 5,2076 3,8299 6,0034 2,6583 2,5896 2,7795 2,5937 1,3938 1,4827 1,1393 2,3190 2,2988 1,4342 0,0263 0,0000 0,0317 0,0061 20-30% 3,1633 2,5735 4,5006 2,2786 2,2301 2,6624 2,6624 3,2522 1,5675 3,2886 0,9777 2,2786 2,5735 2,6381 2,6381 2,6381 1,5998 1,6483 1,6483 1,5110 2,5331 0,0079 0,0000 0,0341 0,0061 30-40% 1,2928 1,2928 1,4100 2,1776 2,2260 1,4100 1,4100 1,4100 1,3938 1,7372 1,6887 1,4827 2,3472 2,2988 2,3472 2,2988 2,1574 2,1574 2,1574 3,1310 2,1574 0,0162 0,0253 0,0040 85 40-50% 2,7674 2,6947 2,9896 1,9675 1,9675 2,9896 2,9896 2,9169 2,0927 2,8482 2,9452 2,0806 2,0321 1,9432 1,8948 1,9432 3,1997 3,1997 3,1270 2,0523 2,9209 0,0032 0,0795 0,0080 0,0063 50-60% 2,0160 2,0887 2,8159 2,8159 2,8159 2,8159 2,8159 2,5735 3,6198 3,1593 3,0623 3,2886 2,6987 2,8361 2,8361 2,8361 2,7795 2,7795 2,8522 3,0179 3,0583 0,0395 0 60-70% 4,4238 4,4238 0,5898 4,4238 0,8848 0,5898 0,5898 0,9050 0,9534 0,9534 1,5433 1,8463 2,4846 2,4846 2,4846 2,4846 2,6704 2,6704 2,6704 3,6279 2,6704 0,3433 0 70-80% 0 3,8340 3,5390 3,8340 3,8340 3,8340 3,8340 4,4238 3,8340 4,4238 4,4238 4,4238 4,4238 4,4238 4,4238 4,4238 4,4238 4,4238 4,4238 0,0206 0 80-90% 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Điểm NM Line5 Line6 Line7 Line8 Line9 Line10 Line11 Line12 Line13 Line14 Line15 Line16 Line17 Line18 Line19 Line20 Line21 Line22 Line23 Line24 Line25 Line26 Line27 Line28 Line29 0-10% 0,0138 0,0031 0,0166 0,0039 0,0019 0,0177 0,0051 0,0054 0,0219 0,0036 0,0051 0,0350 0,0056 0,0045 0,0024 0,0276 0,0043 0,0116 0,0074 0,0028 0,0038 0,0162 0,0046 0,0033 0,0224 10-20% 0,0127 0,0152 0,0146 0,0154 0,0045 0,0200 0,0088 0,0094 0,0232 0,0125 0,0017 0,0206 0,0089 0,0109 0,0111 0,0277 0,0047 0,0099 0,0065 0,0032 0,0042 0,0114 0,0037 0,0086 0,0370 20-30% 0,0086 0,0117 0,0109 0,0223 0,0156 0,0143 0,0075 0,0081 0,0204 0,0072 0,0223 0,0294 0,0109 0,0062 0,0203 0,0196 0,0035 0,0063 0,0110 0,0017 0,0022 0,0098 0,0029 0,0056 0,0111 30-40% 0,0058 0,0094 0,0052 0,0144 0,0253 0,0070 0,0046 0,0050 0,0089 0,0051 0,0772 0,0085 0,0081 0,0052 0,0172 0,0095 0,0014 0,0032 0,0035 0,0016 0,0022 0,0052 0,0016 0,0024 0,0099 86 40-50% 0,0083 0,0140 0,0169 0,0132 0,0236 0,0070 0,0032 0,0035 0,0090 0,0050 0,0738 0,0209 0,0080 0,0064 0,0112 0,0174 0,0031 0,0066 0,0073 0,0014 0,0019 0,0110 0,0033 0,0050 0,0149 50-60% 0 0,0163 0,0040 0,0141 0,0081 0,0087 0,0119 0,0019 0,0543 0,0068 0,0011 0,0009 0,0082 0,0133 0,0022 0,0051 0,0069 0,0021 0,0028 0,0104 0,0031 0,0044 0,0257 60-70% 0 0 0,0160 0 0,0116 0,0075 0,0079 0,0258 0,0108 0,0087 0,0083 0,0293 0,0049 0,0108 0,0014 0,0033 0,0009 0,0022 0,0007 0,0016 0,0068 70-80% 0,00434 0 0 0 0 0,0517 0 0,0095 0 0,0094 0,0035 0,0141 0,0042 0,0066 0,0272 80-90% 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Điểm NM Line30 Line31 Line32 Line33 Line34 Line35 Line36 Line37 Line38 Line39 Line40 Line41 Tổng Trung bình 0-10% 0,0039 0,0022 0,0304 0,0042 0,0059 0,0051 0,0140 0,0060 0,0158 0,0026 0,0034 0,0026 140,6377 10-20% 0,0094 0,0074 0,0215 0,0041 0,0068 0,0051 0,0051 0,0025 0,0047 0,0023 0,0045 0,0014 162,4574 20-30% 0,0081 0,0012 0,0184 0,0041 0,0065 0,0052 0,0097 0,0027 0,0069 0,0016 0,0030 0,0025 129,7398 30-40% 0,0043 0,0021 0,0120 0,0037 0,0056 0,0046 0,0084 0,0037 0,0090 0,0021 0,0061 0,0021 96,5288 40-50% 0,0070 0,0036 0,0168 0,0032 0,0048 0,0037 0,0071 0,0055 0,0133 0,0031 0,0040 0,0029 120,9771 50-60% 0,0077 0,0038 0,0266 0,0043 0,0069 0,0056 0,0104 0,0048 0,0116 0,0028 0,0059 0,0030 93,4024 60-70% 0,0023 0,0019 0,0149 0,0040 0,0061 0,0049 0,0091 0,0046 0,0111 0,0026 0,0071 0,0026 91,4810 70-80% 0,0108 0,0047 0,0358 0,0070 0,0108 0,0087 0,0163 0,0076 0,0184 0,0043 0,0087 0,0043 84,3408 2,6044 3,0085 2,4026 1,7876 2,2403 1,7297 1,6941 1,5619 80-90% Bảng 3.13 Chỉ số SARFIx trạm E17 cuối lộ đường dây 474 có DG với SDG = 18MVA SARFI0,1 SARFI0,2 SARFI0,3 SARFI0,4 SARFI0,5 SARFI0,6 SARFI0,7 SARFI0,8 SARFI0,9 2,6044 5,6129 8,0155 9,8030 12,0433 13,7730 15,4671 17,0290 17,0290 87 0 0 0 0 0 0 0 Ta có hình biểu diễn đây: Tần suất 3,01 2,60 2,40 1,79 Tần suất 2,24 1,73 1,69 1,56 0,00 0-10% 10-20% 20-30% 30-40% 40-50% 50-60% 60-70% 70-80% 80-90% Điện áp Hình 3.13 Tần suất sụt áp trung bình trạm E17 cuối lộ 474 có DG với SDG = 18MVA SARFIx 18 17,03 17,03 15,47 16 13,77 14 12,04 12 9,80 10 8,02 SARFIx 5,61 2,60 10 20 30 40 50 60 70 80 90 x (% ) Hình 3.14 Chỉ sổ SARFIx trạm E17 khi cuối lộ 474 có DG với SDG = 18MVA 3.3.5 Tổng hợp kết tính toán Tổng hợp kết tính toán tiểu mục ta có bảng tổng hợp tần suất sụt áp bảng tổng hợp số SARFIx trạm E17 ứng với công suất DG khác 88 Bảng 3.14 Tần suất sụt áp trạm E17 cuối lộ 474 chưa có có DG Mức điện áp sụt 0-10% 10-20% 20-30% 30-40% 40-50% 50-60% 60-70% 70-80% 80-90% SDG = 0MVA 5,9694 1,4412 1,3022 1,1639 1,9939 1,9184 1,3225 1,5618 0,3557 SDG = 9MVA 3,5153 3,2049 1,7666 1,4307 2,1438 1,6241 1,6508 1,6928 SDG = 13,5MVA 2,9729 3,1205 2,1916 1,5741 2,2226 1,642 1,744 1,5613 SDG = 18MVA 2,6044 3,0085 2,4026 1,7876 2,2403 1,7297 1,6941 1,5619 Bảng 3.15 Chỉ số SARFIx trạm E17 cuối lộ 474 chưa có có DG Chỉ số SARFIx trạm E17 SARFI0,1 SARFI0,2 SARFI0,3 SARFI0,4 SARFI0,5 SARFI0,6 SARFI0,7 SARFI0,8 SARFI0,9 SDG = 0MVA 5,9694 7,4106 8,7127 9,8767 11,8706 13,7890 15,1115 16,6733 17,0290 SDG = 9MVA 3,5153 6,7202 8,4868 9,9175 12,0612 13,6853 15,3361 17,0290 17,0290 SDG = 13,5MVA 2,9729 6,0934 8,2849 9,8591 12,0816 13,7236 15,4677 17,0290 17,0290 SDG = 18MVA 2,6044 5,6129 8,0155 9,8030 12,0433 13,7730 15,4671 17,0290 17,0290 89 Tần s uất SDG=0 SDG=9MVA SDG=13,5MVA SDG=18MVA 0-10% 10-20% 20-30% 30-40% 40-50% 50-60% 60-70% 70-80% 80-90% Điệ n áp Hình 3.15 Tần suất sụt áp trạm E17 cuối lộ 474 có DG SARFIx 18 16 SDG=0 14 SDG=9MVA 12 10 SDG=13,5MVA SDG=18MVA 10 20 30 40 50 60 70 80 90 x (% ) Hình 3.16 Chỉ sổ SARFIx trạm E17 cuối lộ 474 có DG * Nhận xét: Kết tính toán cho thấy việc kết nối thêm nguồn điện phân tán vào lưới phân phối điện cải thiện đảng kể tiêu chất lượng điện tần suật sụt giảm điện áp ngắn hạn: sụt giảm điện áp (voltage sags) mức 0-10% giảm mạnh; sụt giảm điện áp mức 10-20%, 20-30%, 30-40%, 40-50%, 60-70% tăng lên Nhìn chung, nguồn điện phân tán kết nối vào lưới điện có công suất lớn mức ảnh hưởng (như mô tả) lớn Lưới điện nghiên cứu lưới cáp có chiều dài ngắn nên sụt áp tập trung chủ yếu dải điện áp thấp (0-10%), chưa thể rõ ảnh hưởng tích cực việc kết nối nguồn điện phân tán tới tượng sụt áp cố 90 CHƯƠNG - CÁC KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 4.1 Các kết luận Các vấn đề toàn cầu mà loài người phải đối mặt tình trạng ô nhiễm môi trường, gia tăng nhu cầu lượng giới, có hạn nguồn lượng không tái tạo Khai thác, sử dụng nguồn điện phân tán xu thế, giải pháp góp phần giải vấn đề Việc đưa nguồn điện phân tán vào vận hành yếu tố công nghệ, kinh tế - kỹ thuật, đặt vấn đề nghiên cứu ảnh hưởng đấu nối nguồn phân tán vào lưới điện mà cụ thể lưới phân phối điện Luận văn sâu vào nghiên cứu ảnh hưởng nguồn phân tán tới tượng chất lượng điện sụt giảm điện áp ngắn hạn lưới phân phối điện Luận văn đề cập đến vấn đề ngày quan tâm chất lượng điện năng, hượng sụt giảm điện áp ngắn hạn tiêu đánh giá Hiện tượng sụt áp ngắn hạn hệ thống điện cần quan tâm sụt áp không gây hư hại cố điện số lần sụt áp lớn nhiều so với điện nên tổng hư hại sụt áp lớn Luận văn sử dụng phương pháp dự báo ngẫu nhiên, phương pháp điểm cố để tính toán xác định sụt giảm điện áp lưới phân phối điện Kết nghiên cứu, tính toán cho thấy việc kết nối thêm nguồn điện phân tán vào lưới phân phối điện cải thiện đáng kể tiêu chất lượng điện tần suất sụt áp ngắn hạn lưới điện, giảm sụt áp mức điện áp thấp, nâng sụt áp mức điện áp cao xảy cố lưới điện Mức cải thiện tùy thuộc vào công suất nguồn điện phân tán kết nối Nhìn chung, nguồn điện phân tán kết nối vào lưới điện có công suất lớn mức cải thiên lớn Kết nghiên cứu luận văn làm tài liệu tham khảo cho việc xem xét yếu tố kinh tế - kỹ thuật khẳng định lợi ích đưa nguồn phân tán vào vận hành Nước ta có nhiều điều kiện thuận lợi (nguồn nhiêu liệu, vị trí địa lí…) đề phát triển nguồn điện phân tán Nghiên cứu luận văn tạo thêm để 91 phát triển nguồn điện phân tán, đóng góp vào phát triển chung kinh tế, đáp ứng nhu cầu tiêu thụ điện ngày đa dạng gia tăng nhanh chóng nước ta 4.2 Các đề xuất Luận văn dừng lại mô hình mô lưới điện cách đơn giản Tác giả đề xuất dùng mô sát thực [14], xét đến trình độ xảy cố Luận văn sử dụng phương pháp dự báo ngẫu nhiên, phương pháp điểm cố với phân bố cố phân bố đều, nghiên cứu phát triển với phương pháp hơn, luật phân bố cố sát thực Nghiên cứu xét đến phần lưới phân phối mà chưa xét đến lưới truyền tải lưới hạ áp Đề hoàn thiện nghiên cứu mở rộng xét thêm lưới truyền tải lưới hạ áp Mở rộng nghiên cứu với lưới đường dây không thay lưới cáp, với lưới điện độc lập lưới điện phân tán thay kết nối với lưới điện quốc gia 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Trần Bách (2002), Lưới điện hệ thống điện, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Trần Công Đàm (2008), Ảnh hưởng nhà máy điện vừa nhỏ sông Côn số tiêu lưới điện 110kV Bình Định, Luận văn thạc sỹ khoa học ngành Hệ thống điện, Trường đại học Bách Khoa Hà Nội, Hà Nội Vũ Quang Đăng (2010), Nghiên cứu vấn đề ảnh hưởng đến việc đánh giá sụt giảm điện áp ngắn hạn lưới phân phối, Luận văn thạc sỹ khoa học ngành Hệ thống điện, Trường đại học Bách Khoa Hà Nội, Hà Nội Bạch Quốc Khánh, Phùng Thế Anh (2010), “Đánh giá sụt giảm điện áp ngắn hạn lưới truyền tải 220kV Việt Nam”, Tạp chí Khoa học Công nghệ Các trường ĐH Kỹ thuật, Số 77 Nguyễn Lân Tráng (2005), Quy hoạch phát triển hệ thống điện, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Lã Văn Út (2005), Ngắn mạch hệ thống điện, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Tiếng Anh Bach Quoc Khanh, Dong Jun Won, Seung II moon (2008), “Fault Distribution Modeling Using Stochastic Bivariate Model For Prediction of Voltage sag in Distribution systems”, IEEE Transactions on Power Delivery, Vol.23, Page 347-354 Bach Quoc Khanh, Nguyen Hong Phuc, “Prediction of Voltage Sag in The Transmission System of Vietnam, A Case Study”, submitted to 2011 IEEE PES Power Systems Conference & Exposition, March 20-23, 2011, Phoenix, AZ, USA 93 James M Daley and Anne-Marie Borbely (2001), Installation and Interconnection, CRC Press LLC, Florida 10 Roger C Dugan, Mark F Macgranagan, H Wayne Beaty (1996), Electrical power systems quality, MacGraw-Hill, New York 11 IEEE-SA Standards Board (2003), “IEEE Standard for Interconnecting Distributed Resources with Electric Power Systems”, IEEE Std 1547-2003 12 Jairam Gopal, Judy Grau, Pramod Kulkarni and Ean O’Neill (1999), Energy Commission Staff Distributed Energy Resources Training Seminar, California Energy Commission, Sacramento 13 Juan A Martinez and Jacinto Martin-Arnedo (2005), “Voltage Sag Studies in Distribution Networks – Part III: Voltage Sag Index Calculation”, IEEE Transactions on Power Delivery, 21(3), Page 1689 – 1697 14 Juan A Martinez-Velasco, Jacinto Martin-Arnedo (2007), EMTP Model for Analysis of Distributed Generation Impact on Voltage Sags, International Conference on Power Systems Transients, Lyon 15 Resource Dynamics Corporation (2001), Assessment of Distributed Generation Technology Applications, Maine Public Utilities Commission, Vienna 16 E.J Onton (2000), Micro and Mini Turbine Technology, Resource Dynamics Corporation 17 G Pepermans, J Driesen, D Haeseldonckx, W D’haeseleer and R Belmans (2003), Distributed Generation: Definition, Benefits and Issues, University of Leuven Energy Institute, Belgium 18 Gulali Yalcinkaya, Math H J Bollen, Peter A Crossley (1998), “Characterization of Voltage Sags in Industrial Distribution Systems”, IEEE Transactions on Industry Applications, 34(4), 682-688 94 ... Voltage Swell (Tăng áp ngắn hạn) Điện áp cao 110% Điện áp làm việc bình thờng 90% VOLTAGE SAG (sụt áp ngắn hạn) Điện áp thấp 10% Thoáng qua 0,5 chu kỳ Tức thời giây Ngắt điện trì phút Khoảng... N vi N i =1 Trong ú: - N: l s mu ly mt chu k; - vi: l cỏc in ỏp ly mu theo thi gian Thi gian st ỏp l khong thi gian m biờn in ỏp gim xung thp hn in ỏp ngng bng 90% in ỏp danh nh Trong li in... ngy cng c quan tõm Nhiu thit b in mi cú cha b vi x lý, vi iu khin, thit b in t cụng sut ó c s dng Trong quỏ trỡnh hot ng, cỏc thit b ny rt nhy cm vi cỏc loi nhiu lon h thng in, hay núi cỏch khỏc