Áp dụng phương pháp nhánh và cận để quy hoạch mở rộng lưới điện huyện phú xuyên khi xét đến mạng điện có sẵn ở địa phương

Các luận điểm cơ bản và đóng góp của đề tài - Khắc phục được nhược điểm của của phương pháp nhánh cận đó là coi mạng điện là mới hoàn toàn để có thể ứng dụng vào quy hoạch lưới điện tro

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

Nguyễn Thị Thu Hồng

ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP NHÁNH VÀ CẬN

ĐỂ QUY HOẠCH MỞ RỘNG LƯỚI ĐIỆN HUYỆN PHÚ XUYÊN KHI CÓ XÉT ĐẾN MẠNG ĐIỆN CÓ SẴN Ở ĐỊA PHƯƠNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện - Hệ Thống Điện

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS.TS NGUYỄN LÂN TRÁNG

Hà Nội – 2014

Trang 2

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn này là công trình nghiên cứu của riêng tôi, được tập hợp từ nhiều nguồn tài liệu, số liệu khác nhau Từ đó vận dụng những kiến thức đã được học và tiếp thu từ thực tế để hoàn thành công trình này, không sao chép của bất

kỳ luận văn nào trước đó

Tôi xin cam hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung của luận văn này

Hà Nội, ngày 09 tháng 09 năm 2014

NGUYỄN THỊ THU HỒNG Khóa: CH 2012 - 2014

Trang 3

Lời cảm ơn

Tác giả xin chân thành cảm ơn PGS.TS Nguyễn Lân Tráng đã có những gợi

mở và dẫn dắt tận tình, cung cấp những tài liệu quý giá để tác giả có thể hoàn thành bản luận văn này Tác giả cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn Hệ thống điện - Đại học Bách Khoa Hà Nội và những ng-ời đã giúp đỡ hoàn thành bản luận văn này

Do kiến thức còn hạn chế nên bản luận văn khó có thể tránh khỏi những sai sót, tác giả rất mong nhận đ-ợc sự chỉ bảo, góp ý của các thầy cô giáo trong bộ môn

Hệ thống điện và những ng-ời quan tâm

Trang 4

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 – TỔNG QUAN VỀ QUY HOẠCH HỆ THỐNG ĐIỆN 4

1.1 Mô hình tuyến tính tĩnh 5

1.2 Mô hình tuyến tính động 11

1.3 Mô hình phức tạp 16

1.4 Tổng kết chương 18

Chương 2 – PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ TÌNH HÌNH VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN HUYỆN PHÚ XUYÊN 19

2.1 Khái quát hiện trạng nguồn, lưới điện và tình hình cung cấp điện huyện Phú Xuyên năm đến năm 2012 19

2.2 Nhận xét chung về hiện trạng lưới điện 25

2.3 Nhận xét chung về tình hình sử dụng điện năng 26

2.4 Khái quát “Quy hoạch phát triển điện lực thành phố Hà Nội giai đoạn

2011-2015”……… ……… 27

2.4 Tổng kết chương 32

Chương 3 DỰ BÁO NHU CẦU ĐIỆN NĂNG HUYỆN PHÚ XUYÊN GIAI ĐOẠN 2012 - 2016 CÓ XÉT ĐẾN 2021 33

3.1 Cơ sở xác định nhu cầu điện năng của huyện Phú Xuyên giai đoạn

2012-2021 33

3.2 Nhu cầu điện năng và dự báo nhu cầu điện năng đến năm 2021 33

3.3 Các phương pháp dự báo nhu cầu điện năng 34

3.3.1 Phương pháp trực tiếp 34

3.3.2 Phương pháp ngoại suy 35

3.3.3 Phương pháp đàn hồi 35

3.3.4 Phương pháp đối chiếu và phương pháp chuyên gia 36

3.4 Lựa chọn phương pháp dự báo nhu cầu điện năng giai đoạn 2012 – 201……… 36

Trang 5

KẾT LUẬN 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

Trang 6

TBA Trạm biến áp

Trang 8

Bảng 2.1: Khối lượng đường dõy cú đến 12/2011

Bảng 2.2: Phạm vi cấp điện của cỏc xuất tuyến sau trạm 110kV và sau trạm TG

Bảng 2.4: Tỡnh trạng mang tải trạm trung gian

Bảng 2.5: Khối lượng lưới điện hạ ỏp cú đến 12/2011

Bảng 2.6: Điện năng tiờu thụ cỏc thành phần của huyện Phỳ Xuyờn

Bảng 2.7: Nhu cầu điện năng và cụng suất của phụ tải

Bảng 3.1: Kết quả dự bỏo nhu cầu điện ngành Cụng nghiệp – xõy dựng

Bảng 3.2: Kết quả dự bỏo nhu cầu điện ngành nụng – lõm – thủy sản

Bảng 3.3: Kết quả dự bỏo nhu cầu điện ngành dịch vụ - thương mại

Bảng 3.4 Định mức tiờu thụ điện cho tiờu dựng dõn cư:

Bảng 3.5: Kết quả dự bỏo nhu cầu điện ngành phụ tải điện quản lý và tiờu dựng dõn cư Bảng 3.6: Kết quả tớnh toỏn dự bỏo nhu cầu phụ tải cỏc hoạt động khỏc

Bảng 3.7: Nhu cầu cụng suất huyện Phỳ Xuyờn giai đoạn 2011 -2016 (theo phương ỏn

cơ sở)

Hình 4.1 Sơ đồ thuật toán Prim tìm cây bao trùm nhỏ nhất

Bảng 4.2: Bảng đơn hỡnh ở bước thứ s

Bảng 5.1 Số liệu cụng suất cỏc nỳt lộ 371E10.4

Bảng 5.2: Số liệu về khoảng cỏch giữa cỏc nỳt tải của lộ 371E10.4

Bảng 5.3: Số liệu cụng suất cỏc nỳt lộ 373E10.4

Bảng 5.5: Số liệu cụng suất cỏc nỳt của lộ 372 cũ

Bảng 5.6: Số liệu cụng suất cỏc nỳt của lộ 373 mới theo phương ỏn mới

Bảng 5.7: Số liệu về khoảng cỏch giữa cỏc nỳt tải của lộ 373E10.4 theo phương ỏn mới

Bảng 5.8: Tổng hợp kết quả tớnh toỏn tối ưu của lộ 372E10.4 và 373E10.4

Bảng 5.9: Số liệu cụng suất cỏc nỳt lộ 372 E10.4

Bảng 5.10: Số liệu về khoảng cỏch giữa cỏc nỳt tải của lộ 372 E10.4

Bảng 5.11: Số liệu cụng suất cỏc nỳt lộ 377E10.4

Biểu 1: Cơ cấu phụ tải cỏc phụ tải cỏc ngành của huyện Phỳ Xuyờn năm 2011

Trang 9

Hình 4.1 Sơ đồ thuật toán Prim tìm cây bao trùm nhỏ nhất

Hình 4.2 Sơ đồ khối thuật toán đơn hình

Hình 4.3 Mô hình l-ới điện

Hình 4.4 Cây ph-ơng án của bài toán

Hình 4.5 Sơ đồ khối của thuật toán nhánh và cận

Hình 4.7 : Sơ đồ khối sử dụng kỹ thuật đệ quy khi rẽ nhánh và quay lui khi tìm kiếm ph-ơng án tối -u

Hình 4.6 Mô hình l-ới điện

Hình 4.7 Cây ph-ơng án của bài toán

Hình 4.8 Sơ đồ thuật toán ph-ơng pháp nhánh cận cải biên

Hình 4.9: Giao diện chính của ch-ơng trình nhánh cận cải biên

Hình 4.10: Giao diện các thông số nhập dữ liệu của ch-ơng trình nhánh cận cải biên Hình 4.11: Sơ đồ graph ví dụ với 1 nút nguồn và 04 nút tải

Hình 4.12 Cây ph-ơng án của ph-ơng án nhánh cận cải biên

Hình 4.13: Số liệu nguuồn và tải, chiều dài các nhánh tải theo VD

Hình 4.14: Kết quả tổng hợp với cây có thành phần Z1 và Z2 là nhỏ nhất

Hình 4.15: Kết quả tổng hợp ph-ơng án tối -u của l-ới điện theo VD

Hỡnh 5.1: Bản đồ lưới điện huyện Phỳ Xuyờn hiện trạng năm 2011

Hỡnh 5.2: Sơ đồ tải lộ 371E10.4

Hỡnh 5.3: Thụng số dữ liệu cụng suất và chiều dài phụ tải cỏc nhỏnh lộ 371E10.4

Hỡnh 5.4: Lựa chọn thụng số cấu trỳc cỏc thành phần chi phớ của lưới điện

Hỡnh 5.5: Kết quả tớnh toỏn tối ưu của lộ 371E10.4

Hỡnh 5.7: Sơ đồ tải lộ 373E10.4

Hỡnh 5.8: Thụng số dữ liệu cụng suất và chiều dài phụ tải cỏc nhỏnh lộ 371E10.4

Hỡnh 5.9: Kết quả tớnh toỏn phương ỏn cú thành phần chi phớ Z1 và Z2 là nhỏ nhất của

lộ 373E10

Hỡnh 5.11: Thụng số dữ liệu cụng suất và chiều dài cỏc phụ tải lộ 373 mới

Trang 10

lộ 373 theo phương án mới

Hình 5.13: Kết quả tính toán tối ưu của lộ 373 theo phương án mới

Hình 5.14: Thông số dữ liệu công suất và các phụ tải cũ các nhánh lộ 372E10.4

Hình 5.15: Thông số dữ liệu chiều dài các nhánh các phụ tải lộ 372E10.4

Hình 5.16: Kết quả tính toán phương án có thành phần chi phí Z1 và Z2 là nhỏ nhất của

lộ 372

Hình 5.17: Kết quả tính toán tối ưu của lộ 372 E10.4

Hình 5.18: Bản đồ lưới điện huyện Phú Xuyên hiện trạng năm 2011

Trang 11

PHẦN NỘI DUNG LUẬN VĂN

Trang 12

Học viên Nguyễn Thị Thu Hồng 2012B - KTĐHTĐ 1

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Phát triển điện năng luôn luôn đi cùng với sự phát triển của nền kinh tế xã hội Với sự phát triển kinh tế nước ta ngày nay hướng tới nền công nghiệp hóa – hiện đại hóa trong tất cả các lĩnh vực, vì vậy nhiều nhà máy điện, các đường dây tải điện được xây dựng và ra đời để đáp ứng nhu cầu sử dụng tại các khu công nghịêp hiện đại và các hoạt động kinh tế khác Việc xây dựng các đường dây điện đưa điện năng từ các nhà máy cung cấp cho phụ tải đòi hỏi phải có vốn đầu tư rất lớn Một vấn đề lớn đặt ra là phải có một phương pháp phù hợp để xác định cấu hình mạng lưới điện sao cho chi phí đầu tư và vận hành là nhỏ nhất

Hiện nay, thông thường trong quy hoạch mở rộng lưới điện, phương pháp liệt kê là phương pháp thường được sử dụng Phương pháp này dựa dựa trên cơ sở phân tích trực quan để liệt kê ra một số phương án khả thi, nó có quan hệ chặt chẽ với trình độ và kinh nghiệm của người thiết kế để đưa ra các sơ đồ khả thi Sau đó cần so sánh kinh tế kĩ thuật để tìm ra phương án tối ưu Tuy vậy nếu hệ thống thiết

kế gồm rất nhiều nút thì số phương án mà ta đưa ra phân tích là rất lớn Mặt khác những phương án đưa ra phân tích là trực quan do vậy có thể bỏ qua những phương

án hợp lý Để khắc phục nhược điểm đó, người ta sử dụng các phương pháp quy

hoạch toán học và một trong các phương pháp đó là phương pháp Nhánh và cận

Tuy nhiên, phương pháp này lại có nhược điểm lớn là chỉ xét cho một hệ thống mới hoàn toàn và coi khả năng tải của các đường dây là vô tận Điều đó đôi khi không thích hợp cho việc mở rộng lưới điện trong thực tế

Phương pháp được giới thiệu sau đây đã khắc phục được nhược điểm đó của phương pháp nhánh cận Nó cho phép xác định cấu trúc tối ưu của lưới điện ngay cả khi có sự phát triển của một lưới điện đã tồn tại và cho kết quả khá tin cậy

2 Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu

+ Mục đích nghiên cứu

Ứng dụng một phương pháp quy hoạch toán học chặt chẽ vào thực tiễn, cụ thể là phương pháp áp dụng kỹ thuật nhánh cận, căn cứ trên hiện trạng thực tế, định

Trang 13

hướng phát triển kinh tế xã hội, đưa ra một mô hình cấu trúc tối ưu cho lưới điện phù hợp với nhu cầu phụ tải trong giai đoạn tương lai

+ Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu:

Đối tượng nghiên cứu chính của luận văn là hệ thống lưới điện phân phối cấp điện áp 35 kV cung cấp điện cho các trạm biến áp phân phối cấp cho các phụ tải

3 Các luận điểm cơ bản và đóng góp của đề tài

- Khắc phục được nhược điểm của của phương pháp nhánh cận đó là coi mạng điện là mới hoàn toàn để có thể ứng dụng vào quy hoạch lưới điện trong thực

tế

- Xây dựng chương trình mẫu có thể chạy trên máy tính để lập quy hoạch lưới điện trên cơ sở lý thuyết mô hình toán quy hoạch tối ưu

4 Phương pháp nghiên cứu

Việc lựa chọn phương pháp nghiên cứu là do mục đích và đối tượng nghiên cứu quyết định Ở luận văn này, chúng tôi dựa trên phương pháp nhánh và cận đã biết xét thêm trường hợp đã có sẵn 1 mạng điện cần mở rộng thêm để phù hợp với

sự phát triển của phụ tải Sau đó lập trình trên máy tính để tính để tính toán cho lưới điện cụ thể của Điện lực Phú Xuyên

5 Bố cục của luận văn

Đề tài gồm 100 trang Ngoài phần Mở đầu, Kết luận , nội dung được thể hiện trong 5 chương

Trang 14

Chương I Tổng quan về quy hoạch lưới điện

Chương II Phân tích đánh giá tình hình vận hành lưới điện huyện Phú Xuyên

Chương III Dự báo nhu cầu điện năng của huyện Phú Xuyên giai đoạn 2012 đến 2016 có xét đến những năm 2021

Chương IV Áp dụng phương pháp nhánh và cận trong trường hợp đã tồn tại một mạng điện có sẵn

Chương V Ứng dụng phương pháp nhánh và cận để quy hoạch mở rộng lưới điện huyện Phú Xuyên khi xét đến mạng điện đã có sẵn

Cuối cùng là Phần phụ lục và Danh mục tài liệu tham khảo

Trang 15

Học viờn Nguyễn Thị Thu Hồng 2012B - KTĐHTĐ 4

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ QUY HOẠCH

Bài toỏn quy hoạch tối ưu hệ thống điện bao gồm tớnh toỏn nhằm thoả món mục tiờu cực tiểu chi phớ đầu tư trang thiết bị và cực tiểu chi phớ vận hành cỏc phần

tử lưới điện, đồng thời đảm bảo tuõn thủ cỏc yờu cầu kỹ thuật đối với chất lượng và

độ tin cậy cung cấp điện trong cỏc giai đoạn phỏt triển sơ đồ hệ thống điện Điều kiện tối ưu được thiết lập ở dạng cực tiểu tổng cỏc chi phớ tớnh toỏn xột trờn tất cả cỏc phần tử lưới điện cú xột đến sự biến đổi cỏc chi phớ này theo tiờu chuẩn kinh tế -

kỹ thuật

Cỏc số liệu xuất phỏt ban đầu của bài toỏn quy hoạch mở rộng lưới điện thường khụng đầy đủ về số lượng cũng như chất lượng Bởi vậy, cú thể chấp nhận cỏc phương ỏn gần tối ưu theo cỏc cỏch tiếp cận giải quyết bài toỏn như sau: Biến đổi bài toỏn tối ưu húa hệ thống điện về dạng cho phộp ỏp dụng được một phương phỏp toỏn tối ưu cú giải thuật chặt chẽ, cho phộp dẫn đến một dạng đỏp số tối ưu, cú thể bỏ qua một số điều kiện ràng buộc, như thế cho phộp giải được bài toỏn một cỏch chặt chẽ về mặt toỏn học, tuy nhiờn như vậy ta chỉ nhận được lời giải gần tối ưu về mặt thực tế Cũn cỏch giải quyết bài toỏn quy hoạch phỏt triển mở rộng hệ thống điện theo tỡnh huống động của cỏc giai đoạn phỏt triển kinh tế, xột theo một quỏ trỡnh nhiều giai đoạn tớnh toỏn liờn tiếp lặp lại thỡ sẽ thu được một giải phỏp tốt nhất Điều kiện cho phộp phỏt triển hệ thống theo từng giai đoạn phải được thỏa món trờn mỗi giai đoạn phỏt triển hệ thống điện, phải đảm bảo đủ cỏc quy phạm kỹ thuật và là một

hệ thống mở để cú thể phỏt triển chuyển biến từ một trạng thỏi sơ đồ này sang một trạng thỏi sơ đồ khỏc Trong trường hợp đầu tư vốn thực hiện cho phương ỏn phỏt triển ở cỏc thời điểm khỏc nhau thỡ chi phớ biến đổi theo thời gian, khi so sỏnh cỏc phương ỏn khỏc nhau thỡ cỏc chi phớ ở mỗi thời điểm khỏc nhau phải được quy dẫn về cựng một thời điểm

Bài toán quy hoạch phát triển mở rộng hệ thống điện th-ờng đ-ợc đặt ra nh- sau:

Trang 16

Học viờn Nguyễn Thị Thu Hồng 2012B - KTĐHTĐ 5

Đã biết cấu trúc và các số liệu hiện trạng của l-ới điện đang vận hành, dự báo tốc độ phát triển phụ tải ở các nút của hệ thống, các phụ tải mới sẽ phát triển trong khu vực trong suốt thời gian tính toán, cho tr-ớc những đ-ờng dây, trạm biến áp có thể đ-ợc xây dựng và những chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật hiện có Yêu cầu tìm ph-ơng

án kết cấu l-ới tối -u để xây dựng và đ-a các đối t-ợng mới vào vận hành, đảm bảo

đạt đ-ợc yêu cầu hàm chi phí tính toán là cực tiểu trong giai đoạn thời gian nào đó,

đồng thời thoả mãn các ràng buộc về kinh tế kỹ thuật

Nhìn chung, bài toán quy hoạch phát triển mở rộng l-ới điện là một bài toán tối -u đa mục tiêu, nhiều cực trị với các biến số liên tục và rời rạc, các ràng buộc của bài toán có dạng đẳng thức hoặc bất đẳng thức

Tuỳ theo l-ợng thông tin ban đầu có đ-ợc, ng-ời ta th-ờng chia bài toán quy hoạch ra thành các loại: tất định, ngẫu nghiên xác định và bất định

Đối với mỗi loại bài toán ng-ời ta có các mô hình toán học và các ph-ơng pháp giải khác nhau

Đối với bài toán tất định, thông tin ban đầu đã đ-ợc xác định và nó là duy nhất Căn cứ vào yếu tố thời gian, nó lại đ-ợc phân ra thành bài toán tĩnh, trong đó không xét đến các yếu tố thay đổi theo thời gian và bài toán động có xét đến sự thay

đổi theo thời gian của các tham số Thông th-ờng, bài toán đ-ợc chia ra thành 2 dạng: mô hình tĩnh và mô hình động

1.1 Bài toỏn tuyến tớnh tĩnh

Hàm mục tiêu của bài toán đ-ợc biểu diễn nh- sau:

n 1 k

n 1 j kj j

m

1

i

n 1 j

x là lượng cụng suất truyền tải trờn đường dõy i j

m: số nút nguồn cung cấp

Trang 17

n: sè nót phô t¶i

xkj là lượng công suất truyền tải từ nút k tới nút j

Với các ràng buộc về cân bằng công suất ở chế độ phụ tải ở các nút:

j j

k kj j

Trong đó Pj là công suất của nút phụ tải thứ j (MW)

Mô hình trên là mô hình đơn giản chỉ xét tới ràng buộc về công suất Song khó khăn ở đây là xác định các hệ số suất chi phí tính toán trong hàm mục tiêu vì quan hệ giữa chi phí tính toán và công suất truyền tải trên đường dây là quan hệ phi tuyến phụ thuộc vào tiết diện dây dẫn

Để đưa được bài toán về mô hình tuyến tuyến tính tĩnh ta phải tuyến tính hoá mối quan hệ này

Cho đến nay có rất nhiều công trình nghiên cứu của các tác giả đã đặt bài toán quy hoạch phát triển lưới điện và xét thêm rất nhiều ràng buộc hơn về kinh tế

kỹ thuật

Trong số các mô hình tĩnh đáng lưu ý nhất là các phương pháp trình bày sau đây

1.1.1 Phương pháp xây dựng và lựa chọn các phương án cùng họ

Có thể thành lập một sơ đồ nối dây ban đầu nào đó làm căn cứ xuất phát, để xây dựng các phương án cùng họ với nó Sơ đồ nối dây ban đầu này gồm có các đường dây với chiều dài đã biết, nối các nút với nhau Ngoài ra cần phải dự kiến những đường dây khác có thể đưa vào được, để lần lượt đưa vào tìm phương án tối

ưu

Việc xây dựng và lựa chọn các phương án được bắt đầu bằng cách thêm vào, hoặc là bớt đi các đường dây nào đó tuỳ theo người tính toán Khi xây dựng và lựa chọn các phương án, nếu gặp phương án có chi phí nhỏ hơn phương án trước thì giữ

nó lại để tiếp tục so sánh

Trang 18

Quá trình xây dựng và lựa chọn các phương án như vậy được tiến hành cho đến khi gặp phương án mà tất cả các phương án có cùng họ với nó đều xấu hơn nó Phương án này là phương án tối ưu cục bộ

1.1.2 Phương pháp tương quan cung nút

Phương pháp này cũng chỉ cho xác định được phương án tối ưu cục bộ Tư tưởng của phương pháp được trình bày như sau:

Trên cơ sở phương án ban đầu được đưa vào tính toán, phương án này chưa phải là phương án tối ưu, nó có chứa những phần tử thừa, sẽ phải tiến hành tính toán đánh giá để lựa chọn phương án tiếp theo mà nó tốt hơn phương án trước Quá trình được tiếp tục cho đến khi nhận được lời giải tối ưu

Phương án có chứa những phần tử thừa được hiểu là phương án ngoài những phần tử của phương án tối ưu còn chứa thêm những phần tử khác nữa Giả sử gọi M* là tập hợp những phần tử của phương án tối ưu, M là tập hợp những phần tử của phương án ban đầu đưa vào tính toán, phương án này chưa phải là phương án tối

ưu, có chứa những phần tử thừa, còn gọi Mn là tập hợp những phần tử của phương

án trung gian, phương án trung gian này được xác định sau, ở mỗi bước của quá trình cũng chứa những phần tử thừa, nhưng số phần tử này ít hơn ở phương án ban đầu

Giá trị ij đối với nhánh (Ni, Nj) - nhánh này có chiều công suất đi từ nút Ni

đến nút Nj - được xác định theo công thức:

2 ij

j ij ij

P





Trang 19

Ở đây Pj  là tổng công suất ở tất cả các nhánh (Ni,Nj) với công suất truyền tải

là Pij, có hướng đi đến nút Ni, còn Zij là chi phí quy dẫn đối với nhánh (Ni, Nj)

Có thể coi biểu thức trên gồm có 2 thành phần là ij(1) và ij(2)

Trong đó:

ij(1) =

ij

ij P

là giá trị phản ánh khoảng cách truyền tải từ nguồn đến nút Nj bởi

nhánh (Ni, Nj) Khi khoảng cách này càng lớn thì thì tỉ số

Tiêu chuẩn để đánh giá phần tử dư thừa trong mạng kín là: Phần tử dư thừa

là phần tử có giá trị ij lớn nhất Thuật toán tính toán để tìm cấu trúc tối ưu của mạng điện bằng phương pháp tương quan cung nút gồm có 4 bước như sau:

Bước 1: Cho 1 sơ đồ ban đầu gồm có M nhánh Sơ đồ này có chứa tất cả các

đường dây dự kiến có thể đưa vào được, do đó nó bao gồm các phần tử dư thừa, và

có chi phí quy dẫn tổng khá lớn

Bước 2: Trên cơ sở phương án trung gian có chứa Mn phần tử, xác định phân

bố công suất trong mạng, sau đó tính toán chi phí quy dẫn Zn theo biểu thức:

0 a P a Pa

ij ij

Trong biểu thức tính Zn, có chứa các thành phần dưới dạng chi phí tính toán đối với đường dây 1 mạch hoặc 2 mạch Việc chọn thành phần nào tham gia vào Zn

được xác định bởi hệ số ij Hệ số này có giá trị bằng 1 đối với đường dây 1 mạch

và bằng 0 đối với đường dây 2 mạch

Trang 20

Tiến hành so sánh Zn với chi phí tổng Z, giá trị này đã được xác định ở bước lặp trước:

- Nếu Zn < Z thì chuyển đến bước 3

Nếu còn tồn tại mạch vòng thì chuyển đến bước 4

Bước 4: Ghi nhớ cấu trúc sơ đồ nối dây mạng điện đang được khảo sát và

j ij ij max

ij

P

P.Zmax với (Ni, Nj) Mn

Loại nhánh (Ni, Nj) có giá trị max

ij

 , chuyển đến bước 2

1.1.3 Phương pháp tối ưu theo toạ độ

Trong quá trình thiết kế các hệ thống kỹ thuật điện hiện đại nói chung và hệ thống điện nói riêng thường gặp các bài toán có nhiều cực trị Với các công cụ toán học hiện có cũng như kết quả của các công trình nghiên cứu chưa xây dựng được lý thuyết duy nhất để giải các bài toán có nhiều cực trị

Phương pháp tối ưu theo toạ độ sử dụng cách đẩy mạnh các phương pháp tối

ưu cục bộ để giải quyết bài toán tối ưu có nhiều cực trị khi thiết kế các hệ thống kỹ thụât Các hệ thống này được biểu diễn dưới dạng graph

Giả thiết, xét bài toán tìm cực tiểu của hàm Z (x), xD

Trong đó: D là tập các giá trị cho phép của vec tơ x

Để giải bài toán này thường sử dụng các bài toán tối ưu cục bộ theo nhiều bước

Đầu tiên cho điểm xuất phát x(o)  D, nghiên cứu hành vi của hàm Z (x) ở lân cận điểm này và chọn được một hướng tìm kiếm nào đó

Trang 21

Theo hướng đã chọn, ta tìm được một điểm cực tiểu nội bộ Điểm này lại được dùng làm điểm xuất phát cho bước tối ưu thứ 2 Đôi khi không phải tìm điểm cực tiểu nội bộ mà tùy ý chọn một điểm nào đó có lợi hơn so với điểm xuất phát

Tư tưởng của phương pháp tối ưu theo toạ độ là nó đẩy mạnh các phương pháp tối ưu cục bộ bằng cách mở rộng khái niệm về vùng biên

Ở phương pháp này ta không tìm cực tiểu cục bộ mà tìm cực tiểu tuyệt đối, nghĩa là coi tập các đường chứa nó trùng với tất cả các các hướng tìm kiếm định trước là biên của mỗi điểm

Để thuận tiện cho việc tính toán tìm cực tiểu của hàm Z dọc theo hướng cho trước, mỗi bước tối ưu ta chọn một hệ trục toạ độ mới với trục toạ độ trùng với hướng tìm kiếm Hướng tìm kiếm được chọn xuất phát từ yêu cầu là phải đảm bảo tìm được cực tiểu cục bộ của hàm Z(x)

Nhiều công trình nghiên cứu của các nhà khoa học đã sử dụng phương pháp này và có xét đến đặc thù của bài toán tối ưu lưới điện nhằm tăng cường các phương pháp tối ưu cục bộ Hàm chi phí tính toán ở từng giai đoạn được được thay bằng hàm tuyến tính từng khúc Thuật toán kết thúc khi sự thay đổi của hàm tổng chi phí tính toán ở 2 bước lặp kế tiếp nhỏ hơn giá trị cho phép

1.1.4 Phương pháp nhánh cận

Bài toán được đặt ra trong thực tế là việc tìm ra một phương án thoả mãn một số điều kiện nào đó, và kết quả đó là tốt nhất theo một chỉ tiêu cụ thể Tuy nhiên trong nhiều trường hợp, chúng ta chưa thể xây dựng một thuật toán nào thực

sự hữu hiệu để giải bài toán, mà vẫn phải dựa trên quá trình liệt kê toàn bộ các phương án có thể và đánh giá, tìm ra phương án tốt nhất

Về lý thuyết toán học, nhánh cận là phương pháp xây dựng cây phương án nhằm tìm kiếm phương án tối ưu, nhưng không tính toán cho toàn bộ các phương án

mà sử dụng giá trị cận để hạn chế bớt số phương án biết chắc là không tối ưu

Cây tìm kiếm phương án có nút gốc biểu diễn cho tập tất cả các phương án

có thể có, mỗi nút biểu diễn cho một tập phương án nào đó Nút n có các nút con

Trang 22

tương ứng với các khả năng có thể lựa chọn tập phương án xuất phát từ n Kỹ thuật này gọi là phân nhánh

Với mỗi nút trên cây ta sẽ xác định một giá trị cận Giá trị cận là một giá trị dùng để so sánh với giá trị của các phương án Với bài toán tìm min ta sẽ xác định cận dưới Cận dưới là giá trị nhỏ hơn hoặc bằng giá trị của phương án

Cây tìm kiếm phương án là cây nhị phân trong đó:

- Nút gốc là nút biểu diễn cho cấu hình gồm tất cả các phương án

- Đường rẽ phải biểu diễn cho cấu hình gồm tất cả các phương án chứa một cạnh nào đó, đường rẽ trái biểu diễn cho cấu hình gồm tất cả các phương án không chứa cạnh đó (các cạnh để xét phân nhánh được thành lập tuân theo một thứ tự nào đó)

- Mỗi nút sẽ kế thừa các thuộc tính của các nút trước nó và có thêm một thuộc tính mới (chứa hay không chứa một cạnh nào đó)

- Sau khi kết thúc quá trình duyệt thì phương án có giá trị nhỏ nhất trong các phương án tìm được là phương án cần tìm

Phương án đó chính là phương án tối ưu

1.2 Mô hình tuyến tính động

Để giải các bài toán quy hoạch phát triển lưới điện, một cách hợp lý là phải giải bài toán dưới dạng mô hình động, có xét tới sự thay đổi của các tham số theo thời gian và không gian

Một cách giải đơn giản nhất là giải từng mô hình tuyến tính tĩnh trong từng giai đoạn một và cuối cùng tổng hợp nó lại

Một trong số nó có thể được giải như sau:

Hàm mục tiêu viết cho giai đoạn t có dạng

ijt n

1 i n 1 j ijt 1

Trang 23

Zt là chi phí quy dẫn đến giai đoạn t

Zt-1 là chi phí quy dẫn đến giai đoạn t-1

xijt là phần tử của lưới điện nối giữa 2 nút i và j được xây dựng ở giai đoạn t

Cijt là suất chi phí tính toán đối với phần tử xijt của lưới

n là số nút

Với các điều kiện ràng buộc:

- Về khả năng truyền tải

* ) 1 t ( ik kt

ik

x là tổng các phần tử nối từ nút i đến nút k ở giai đoạn t-1

Pkt là số lượng các phần tử của lưới cần thiết phải có ở nút k trong giai đoạn t

- Về điều kiện hạn chế tập trung dây dẫn đưa tới nút l

* ) 1 t ( il lt

ik

x là tổng các phần tử đưa đến nút k ở giai đoạn t-1

- Về lượng công suất truyền tải giữa 2 nút i và j

xijt  fijt - xij(t-1)

Trang 24

trong đó: xijt, xij(t-1), fijt là lượng công suất truyền tải giữa 2 nút i và j và công suất cho phép truyền tải giữa 2 nút i, j trong giai đoạn t

Ngoài ra còn phải xét đến các ràng buộc về kinh tế kỹ thuật khác như vốn đầu tư, dòng điện, điện áp… không được vượt quá giá trị cho phép

Mô hình tuyến tính động đã được nhiều tác giả nghiên cứu, đáng chú ý nhất

là phương pháp quy hoạch động và phương pháp tìm kiếm ngẫu nhiên

1.2.1 Phương pháp quy hoạch động

Phương pháp quy hoạch động là một phương pháp dùng để giải các bài toán tìm cực tiểu hay cực đại của các hàm phi tuyến có nhiều biến số

Phương pháp quy hoạch động dùng để giải các bài toán tối ưu có tính chất đệ quy tức là việc tìm phương án tối ưu của bài toán đó được đưa về việc tìm phương

án tối ưu cho một số hữu hạn các bài toán con Quy hoạch động là một phương pháp giảm thời gian chạy của các thuật toán

Để áp dụng quy hoạch động cần phải thoả mãn điều kiện là hàm cần tìm cực tiểu phải tách được, nghĩa là có thể biểu diễn dưới dạng tổng của các hàm số có các biến số riêng rẽ

Đối với nhiều thuật toán đệ quy đã tìm hiểu thì nguyên lý chia để giải thường đóng vai trò chủ đạo Để giải quyết một bài toán lớn, ta chia nó thành nhiều bài toán con cùng dạng để có thể qiải quyết độc lập Các lời giải tối ưu cho các bài toán con

có thể được sử dụng để tìm các lời giải tối ưu cho bài toán toàn cục Ví dụ, đường đi ngắn nhất tới một đỉnh trong một đồ thị có thể được tìm thấy bằng cách: trước hết tính đường đi ngắn nhất tới đích từ tất cả các đỉnh kề nó, rồi dùng kết quả này để chọn đường đi toàn cục tốt nhất Nói chung, ta có thể giải một bài toán với cấu trúc con tối ưu bằng một quy trình ba bước:

- Chia bài toán thành các bài toán con nhỏ hơn

- Giải các bài toán này một cách tối ưu bằng cách sử dụng đệ quy quy trình

ba bước này

Trang 25

- Sử dụng các kết quả tối ưu đó để xây dựng một lời giải tối ưu cho bài toán ban đầu

Các bài toán con được giải bằng cách chia chúng thành các bài toán nhỏ hơn,

và cứ tiếp tục như thế, cho đến khi ta đến được trường hợp đơn giản dễ tìm lời giải

Trong quá trình, ta lưu trữ lời giải của các bài toán con đã giải Do vậy, nếu sau này ta cần giải lại chính bài toán đó, ta có thể lấy và sử dụng kết quả đã được tính toán Hướng tiếp cận này được gọi là lưu trữ Nếu ta chắc chắn rằng một lời giải nào đó không còn cần thiết nữa, ta có thể xóa nó đi để tiết kiệm không gian bộ nhớ Trong một số trường hợp, ta còn có thể tính lời giải cho các bài toán con mà ta biết trước rằng sẽ cần đến

Bản chất của phương pháp quy hoạch động là xét một quá trình nhiều bước, mỗi bước tìm lời giải tối ưu cho một biến số và phải bảo đảm tối ưu cho tất cả các bước Kết quả của bước trước được ghi nhận và sử dụng cho bước tính tiếp theo Trong nhiều trường hợp, một phương án tối ưu ở bước này có thể dẫn đến hậu quả xấu ở bước sau Như vậy, nguyên lý tối ưu của quy hoạch động là: ở mỗi bước đều phải chọn quyết định sao cho dãy quyết định còn lại phải tạo thành một sách lược tối ưu trừ bước cuối cùng Nếu ta có n bước thì bước thứ n sẽ không ảnh hưởng đến bất cứ bước nào và chính vì vậy quá trình giải bằng quy hoạch động sẽ được tiến hành theo trình tự ngược từ dưới lên trên

Để giải bài toán quy hoạch phát triển lưới điện, các nhà khoa học đã xây dựng mô hình dựa trên phương pháp quy hoạch động kết hợp với cách cố định biến

Bản chất của nó là chia các biến thành các nhóm: nhóm biến rời rạc (biến trạng thái) và nhóm biến liên tục (biến thông số chế độ lưới) Ở mỗi bước lặp tiến hành tối ưu hoá theo một nhóm biến và sau đó tiếp tục tối ưu theo nhóm biến còn lại

Thuật toán này hội tụ nhanh và cho phép nhận được một số nghiệm cục bộ

Trang 26

Trong trường hợp lưới điện không lớn lắm và yêu cầu tính chính xác thì ở mỗi giai đoạn phát triển, lưới điện được mô tả bằng các tập trạng thái cho phép và quỹ đạo tối ưu được tìm theo phương pháp quy hoạch động

1.2.2 Phương pháp tìm kiếm ngẫu nhiên

Có rất nhiều phương pháp được xây dựng theo thuật toán tìm kiếm ngẫu nhiên Phương pháp này có đặc điểm là tác động nhanh, độ tin cậy cao và ổn định với nhiều thuật toán đơn giản

Trong phương pháp tìm kiếm ngẫu nhiên các tham số của hệ thống được thay đổi một cách ngẫu nhiên (thí dụ: bước  trong hướng ngẫu nhiên) Định trước của các mức không cho phép tách một điểm ra khỏi miền xác định của bài toán Tuỳ theo giá trị chỉ tiêu chất lượng của lời giải Z(xi) tăng hoặc giảm mà ta quay trở về vị trí ban đầu hoặc thực hiện các bước ngẫu nhiên tiếp theo Điều này được mô tả theo biểu thức truy toán sau:

);

x ( Z ) x ( Z u eˆ n , a x

1 i i

i

1 i i

1

i

Trong đó:

a là độ dài của bước thực hiện trong không gian tham số;

 là thứ tự thực hiện cuả véc tơ ngẫu nhiên

Nếu như điểm phải tìm nằm ở miền lân cận  và khoảng cách đầu tiên tới đích bằng  thì xác suất trùng lặp ngẫu nhiên p vào miền lân cận  ở bước tìm kiếm thứ nhất bằng tỷ số của thể tích các siêu cầu bậc n có bán kính  và :

Trang 27

Trong trường hợp, sau khi thử không đạt ta lại cho bước thử ngẫu nhiên khác tính từ trạng thái cũ, nghĩa là quay về tính lại bước thử ngẫu nhiên sau

; Z x Z u eˆ n , a x

1 i i i

' 1 i i 1

i

Trong đó:  j

i 1 j

' 1

i min xZ

Nội dung của phương pháp này là các chỉ tiêu chất lượng của lời giải tạo thành một hình nón bậc n có góc mở không đổi Trục hình nón là hướng của véc tơ nhớ W Các bước thử ngẫu nhiên dược tiến hành trong giới hạn góc hình nón và phân phối đều theo một hướng Các bước thử xác định bước làm việc tương ứng với giá trị của hàm chất lượng:

Z(x a )

min)gx

(

m 1 i '   

a là thành phần không đổi của vốn đầu tư xây dựng đường dây;

 là hệ số tỷ lệ đặc trưng cho sự phụ thuộc của vốn đầu tư vào tiết diện dây dẫn;

Trang 28

F là tiết diện dây dẫn

Do điện áp danh định và tiết diện dây dẫn là các biến rời rạc nên vốn đầu tư

Fkj là tiết diện tiêu chuẩn của dây dẫn ứng với điện áp danh định thứ k;

l là số thang tiết diện dây dẫn tiêu chuẩn;

k là các biến nguyên nhận các giá trị 0 và 1;

Chi phí vận hành hàng năm có thể biểu diễn dưới dạng:

Z= E.K + x2.r(F).;

Trong đó: thành phần E.K là khấu hao theo tiêu chuẩn và chi phí hao mòn, phục vụ đường dây, thành phần x2.r(F). là chi phí do tổn thất điện năng trên đường dây

Hàm mục tiêu của bài toán quy hoạch phát triển lưới điện có thể viết dưới dạng:

min )

F ( x )

F a

( E

) E 1 ( ) F ( r x )

F a

( E ) F a

( Z

n

1

i

l 1 j

T 1 t

i i i 2 1 iT t i kj kj k ki r 1 k ki k

t T qd T

1

t

n 1 i r 1 k

l 1 j

r 1 k

l 1 j

T 1 t

k k 2 ki t i kj kj k ki ki i kj kj k i ki t i

;1

Trang 29

Từ đó ta thấy bài toán có dạng bài toán quy hoạch nguyên từng phần, các biến phải tìm là các tham số nguyên ki, ki, i và các biến liên tục xit

Bài toán này trong thực tế là rất khó thực hiện Về phương diện toán học, đây

là một bài toán quy hoạch nguyên từng phần rất phức tạp Để giải bài toán này, các nhà khoa học đã xây dựng các phương pháp giải khác nhau dựa trên những giản ước khác nhau

Khi thông tin ban đâu là tất định, bài toán được giải dựa trên các phương pháp quy hoạch toán học Khi thông tin ban đầu là ngẫu nhiên hoặc bất định thì được giải theo lý thuyết quy hoạch ngẫu nhiên hoặc lý thuyết trò chơi với các tiêu chuẩn chọn lời giải như thời gian thu hồi vốn đầu tư, hiệu quả vốn đầu tư, chi phí tính toán nhỏ nhất, cực tiểu hàm chi phí quy dẫn, tiêu chuẩn minimax, tiêu chuẩn Werner, tiêu chuẩn Hurwic…Nhìn chung tuỳ theo từng loại bài toán mà chọn tiêu chuẩn phù hợp để lựa chọn phương án tối ưu

1.4 Tổng kết chương

Chương này trình bày một cách tổng quan về các phương pháp quy hoạch hệ thống điện Theo đó, bài toán quy hoạch hệ thống điện được chia thành 3 dạng: Mô hình tuyến tính tĩnh, mô hình tuyến tính động và mô hình phức tạp Trong số các phương pháp quy hoạch hiện nay, phương pháp nhánh và cận là phương pháp được quan tâm đến

Trang 30

Học viên Nguyễn Thị Thu Hồng 2012B – KTĐHTĐ 19

CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ TÌNH HÌNH VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN HUYỆN PHÚ XUYÊN

2.1 Khái quát hiện trạng nguồn, lưới điện và tình hình cung cấp điện huyện Phú Xuyên năm đến năm 2012

2.1.1 Nguồn và trung tâm cấp điện

Lưới điện huyện Phú Xuyên nằm trong hệ thống lưới điện thành phố Hà Nội, được cung cấp nguồn từ hệ thống điện Miền Bắc Nguồn cấp điện chủ yếu cho huyện Phú Xuyên bởi trạm 110kV Tía (E10.4), nằm tại xã Tô Hiệu huyện Thường Tín có công suất (63+40)MVA-110/35/22kV (hiện đang vận hành quá tải) cấp điện cho huyện Phú Xuyên thông qua 5 xuất tuyến 35kV (371, 372, 373, 375 & 377) Ngoài ra lưới điện trên địa bàn huyện còn được hỗ trợ cấp điện từ trạm 110kV Vân Đình (E10.2)

Trên địa bàn huyện có 1 trạm biến áp trung gian Đồng Quan 35/10kV (đang vận hành bình thường với 72,17% tải), cấp điện cho huyện thông qua các xuất tuyến 10kV (971 & 972)

(2x4000)kVA-Sơ đồ địa lý, số liệu về nguồn và phụ tải của lưới điện huyện Phú Xuyên thể hiện qua hình vẽ 5.1

2.1.2 Lưới điện phân phối

a Đường dây trung áp

Hiện nay lưới điện trung áp trên địa bàn huyện Phú Xuyên tồn tại 2 cấp điện

áp 35kV và 10 kV Chiều dài lưới trung áp (đường dây trên không và đường dây cáp ngầm) trên địa bàn huyện có 254,142km, trong đó 95,8% khối lượng do công ty quản lý và 4,2% thuộc khách hàng quản lý Cụ thể:

Trang 31

Tổng chiều dài đường dây 35kV là 207,005km chiếm 81,45% khối lượng đường dây trung áp, trong đó đường dây trên không có 206,955km và đường dây cáp ngầm có 0,05km

Lưới 10kV được lấy điện từ trạm TG Đồng Quan với tổng chiều dài đường dây là 47,137km chiếm 18,55% khối lượng đường dây trung áp, trong đó đường dây 10kV là đường dây trên không

Trang 32

AC120, AC95 dài 63,14km, tổn thất điện áp 5,5% Lộ 371 liên lạc với 372 & 377 –

110kV Tía

- Lộ 372 – 110kV Tía (E10.4) cấp điện cho các xã Thụy Phú, Hồng Thái và Thị trấn Phú Minh Pmax= 7,73MW, trục chính có tiết diện AC120, AC95 dài 56,56km,

tổn thất điện áp 5,3% Lộ 372 liên lạc với 371 & 377 – 110kV Tía

- Lộ 373 – 110kV Tía (E10.4) cấp điện cho các xã Khai Thái và Thị trấn Phú Xuyên, ngoài ra còn cấp điện cho trạm bơm Khai Thái – (2x1600+1800+50)kVA Pmax = 1,55MW, trục chính có tiết diện AC95, AC70 dài 14,72km, tổn thất điện áp

5% Lộ 373 liên lạc với 372 – 110kV Tía

- Lộ 375 – 110kV Tía (E10.4) cấp điện cho các xã Phượng Dực, Châu Can, Tân Dân, Phú Túc Ngoài ra còn cấp điện cho trạm biến áp trung gian Đồng Quan (35/10kV-2x4000kVA) Pmax cấp cho huyện 6,5MW, trục chính có tiết diện AC95, AC70 dài 20,28km, tổn thất điện áp 4,7% Lộ 375 liên lạc với 371 – 110kV Vân

Đình

- Lộ 377 – 110kV Tía (E10.4) cấp điện cho các xã Sơn Hà, Văn Từ, Thụy Phú và

TT Phú Xuyên Pmax lộ cấp cho huyện 5,15MW, trục chính có tiết diện AC95,70 dài

52,2km, tổn thất điện áp 5,5% Lộ 377 liên lạc với 371 – 110kV Tía

 Lưới điện 10kV (Xuất tuyến 10kV sau trạm TG Đồng Quan)

- Lộ 971 – TG Đồng Quan cấp điện cho các xã Phượng Dực, Văn Hoàng và một phần xã Tân Dân, Đại Thắng Pmax cấp cho huyện 2,36MW, trục chính có tiết diện AC95, AC70 dài 22,42km, tổn thất điện áp 5,1%

- Lộ 972 – TG Đồng Quan cấp điện cho xã Hoàng Long, Chuyên Mỹ Pmax cấp cho huyện 2,43MW, trục chính có tiết diện AC95, AC70 dài 23,39km, tổn thất điện

áp 5,4%

Trang 33

TT Tên lộ

Công suất (kVA)

Số trạm (trạm)

Tiết diện/Chiều dài trục chính (mm 2 / km)

Imax (A)

Pmax (MW)

Phạm vi cấp điện (xã-thị trấn)

Quang Trung,Văn Nhân,Nam Triều, Nam Phong, TT Phú Xuyên, Đại Xuyên, Phúc Tiến

TT Phú Minh, Hồng Thái, Quang Lãng, Minh Tân, Tri Thủy, Bạch Hạ

Xuyên, Thụy Phú

Phượng Dực, Châu Can,Tân Dân, Phú Túc, Quang Trung

TT Phú Xuyên, Sơn Hà, Thao Ngoại, Vân Từ, Thụy Phú

Hồng Minh, Phú Túc, Tri Trung, Phượng Dực

Hoàng, Phú Túc

Bảng 2.2: Phạm vi cấp điện của các xuất tuyến sau trạm 110kV và sau trạm TG

Trang 34

b Trạm biến áp

Trên địa bàn huyện có 295 trạm biến áp phân phối có tổng công suất là 84.069kVA, bình quân mỗi trạm là 285kVA Trong đó có: trạm 35/0,4kV có 236 trạm biến áp, 247 máy biến áp, tổng công suất 69.277kVA (công ty quản lý 206 trạm biến áp, 213 máy biến áp, tổng công suất đặt 54.677kVA), trạm 10/0,4kV có

59 trạm biến áp, 61 máy biến áp với tổng công suất 14.792kVA (công ty quản lý 57 trạm biến áp, 59 máy biến áp với tổng công suất 14.292kVA)

Imax (A)

TT mang tải(%)

Thời gian vận hành

Trang 35

c Lưới điện hạ áp và công tơ

Lưới điện hạ áp thuộc công ty điện lực quản lý chủ yếu dùng cấp điện áp 380/220kV, 3 pha 4 dây gồm các chủng loại sau:

Dây nhôm có tiết diện AC25 ÷ AC120

Cáp bọc hạ áp AXLPE/PVC-4x25mm2, 4x35mm2, 4x50mm2, 4x70mm2, 4x95mm2, 4x120mm2

Tính đến tháng 12/2011, khối lượng lưới điện hạ áp toàn huyện là 405,742

km; trong đó tổng khối lượng chiều dài đường dây trục hạ áp là 147,493km, chiều dài đường dây nhánh rẽ hạ áp là 258,249km Số lượng công tơ lắp đặt toàn huyện là 65.386 cái trong đó công tơ 1 pha là 62.351 cái và công tơ 3 pha là 3.035 cái

(mm2)

Tổng số (km)

Bảng 2.5: Khối lượng lưới điện hạ áp có đến 12/2011

2.2 Nhận xét chung về hiện trạng lưới điện

a) Trạm nguồn cấp điện

Hiện tại trên địa bàn huyện đang được nhận điện từ trạm 110kV Tía và có sự

hỗ trợ từ trạm 110kV Xuân Mai Trạm 110kV Tía – (63+40)MVA ngoài cấp điện cho huyện Phú Xuyên còn cấp điện cho huyện Thường Tín, hiện tại trạm đang vận hành quá tải, cấp điện cho huyện Phú Xuyên khoảng 40% công suất của trạm

Trang 36

B-Lưới 35kV chiếm tỷ lệ lớn trong lưới phân phối trên địa bàn huyện, ngoài cấp điện cho huyện còn cấp điện cho trạm biến áp trung gian Đồng Quan và trạm bơm

có công suất lớn Khai Thái (2x1600+1800)kVA Các đường dây của lưới 35kV phần lớn có tiết diện AC70, ngoài ra còn có những nhánh rẽ có tiết diện AC35, AC50 như nhánh rẽ vào TBA TK Cơ Khí, K133, C-Nam Liên, B- Hòa Hạ, Văn Minh 1, Hoàng Xá,…

2.3 Nhận xét chung về tình hình sử dụng điện năng

Năm 2010 điện năng thương phẩm đạt 102,37 triệu kWh Trong đó: Công nghiệp xây dựng đạt 26,37 triệu kWh, chiếm tỷ trọng 25,76%; Nông lâm ngư nghiệp đạt 7,27 triệu kWh, chiếm tỷ trọng 7,1%; Dịch vụ thương mại đạt 0,32 triệu kWh, chiếm tỷ trọng 0,32%; Quản lý tiêu dùng dân cư đạt 66,6 triệu kWh, chiếm tỷ trọng 65,06% và hoạt động khác đạt 1,81 triệu kWh, chiếm tỷ trọng 1,77%

Năm 2011 điện thương phẩm đạt 97,76 triệu kWh Trong đó thành phần Quản

lý tiêu dùng dân cư chiếm tỷ lệ trọng lớn nhất là 58,53%, tiếp theo là ngành Công nghiệp xây dựng chiếm 30,19% trong cơ cấu tiêu thụ điện năng, các thành phần khác chiếm một tỷ trọng nhỏ Điện năng thương phẩm năm 2010 giảm 4,5% so với

Trang 37

năm 2009, vì do ảnh hưởng của sự tiết giảm điện chung của toàn quốc và điện năng của từng vùng

TT Thành phần tiêu thụ điện 2009 2010 12/2011 Tăng trưởng

(2009-2010)

1 Công nghiệp - Xây dựng 26,37 29,51 17,18 11,90%

2 Nông lâm ngư nghiệp 7,27 8,31 5,59 14,29%

3 Dịch vụ thương mại 0,32 0,28 0,17 -13,74%

4 Quản lý tiêu dùng dân cư 66,60 57,22 29,18 -14,08%

Tổng điện thương phẩm 102,37 97,76 53,64 -4,51%

Bảng 2.6: Điện năng tiêu thụ các thành phần của huyện Phú Xuyên

2.4 Khái quát “Quy hoạch phát triển điện lực thành phố Hà Nội giai đoạn 2011-2015”

2.4.1 Phương hướng phát triển kinh tế - xã hội của huyện trong những năm

2020

Cùng với xu thế phát triển chung của thủ đô Hà Nội, tầm nhìn đến năm 2020

và 2050, đẩy mạnh phát triển kinh tế toàn diện, chuyển dịch cơ cấu kinh tế theo hướng tăng tỷ trọng công nghiệp, dịch vụ, thương mại Lấy nông nghiệp làm căn bản, từng bước hiện đại; phát triển công nghiệp có trọng tâm, trọng điểm, đẩy mạnh sản xuất tiểu thủ công nghiệp và làng nghề

Trong quy hoạch Thủ đô mở rộng, Phú Xuyên phát triển thành điểm đô thị vệ tinh - cửa ngõ phía nam thành phố Tăng trưởng kinh tế bình quân hàng năm 12%

Trang 38

Đẩy nhanh và duy trì tốc độ tăng trưởng GTTT giai đoạn 2011-2015 khoảng 12%/năm và giai đoạn 2016-2020 khoảng 11-12%/năm Chuyển dịch cơ cấu kinh tế theo hướng tăng tỷ trọng giá trị của khối ngành phi nông nghiệp trong tổng GTTT toàn huyện, trong đó, ưu tiên phát triển mạnh thương mại, dịch vụ Đến năm 2012,

cơ cấu kinh tế của huyện là: công nghiệp – xây dựng chiếm 40%, dịch vụ chiếm khoảng 34% và nông – lâm – thủy sản chiếm 26%

Giá trị sản xuất thời kỳ 2011-2015 tăng bình quân 12%/năm, trong đó:

Giá trị sản xuất nông nghiệp – thủy sản tăng bình quân 6,7%/năm;

Giá trị sản xuất công nghiệp – TTCN – xây dựng tăng bình quân 14,14%/năm; Giá trị sản xuất thương mại – dịch vụ tăng bình quân 12%/năm

Giá trị tăng thêm thời kỳ 2011-2015 tăng bình quân 11,4%/năm, trong đó: Giá trị sản xuất nông nghiệp – thủy sản tăng bình quân 6,82%/năm;

Giá trị sản xuất công nghiêp – TTCN – xây dựng tăng bình quân 14,55%/năm; Giá trị sản xuất thương mại – dịch vụ tăng bình quân 12%/năm

2.4.2 Định hướng phát triển nguồn và lưới điện huyện Phú Xuyên những năm

2020

a) Lưới điện cao áp

Đến năm 2022 nâng công suất trạm 110kV Phú Xuyên thành trạm có công suất (2x63)MVA cấp điện cho các phụ tải trên địa bàn huyện còn 2 cấp điện áp 22kV và 35kV Cấu trúc lưới thiết kế mạnh vòng, vận hành hở

Trạm 110kV Tía (E10.4) phía 110kV dùng sơ đồ 1 hệ thống thanh cái có phân đoạn máy cắt hoặc sơ đồ 2 hệ thống thanh cái, phía 22kV dùng sơ đồ hệ thống thanh cái có phân đoạn bằng máy cắt Số lộ đường dây 22kV của trạm tùy thuộc vào công suất đặt trạm, mỗi lộ 22kV tải 4-12MVA

Trang 39

Trong chế độ vận hành bình thường của các TBA phân phối 110kV mang tải không lớn hơn 75% công suất định mức để có đủ dự phòng công suất khi sự cố hoặc sửa chữa

Đặt bù công suất phản kháng tại các trạm 110kV để nâng cao điện áp vận hành, giảm tổn thất, đạt chỉ tiêu cosφ tại các thanh cái 110kV từ 0,92÷0,95

b) Lưới điện trung áp

Tiêu chuẩn vận hành lưới điện trung áp thực hiện theo các quy định trong thông tư số 32/2010/TC-BTC ngày 30-7-2010 của Bộ Công Thương về quy định hệ thống điện phân phối

Về lâu dài lưới điện huyện Phú Xuyên sẽ được vận hành ở 2 cấp điện áp 35kV

và 22kV, thực hiện cải tạo lưới 10kV về cấp 22kV Lưới 22kV dùng 3 pha 3 dây, trung tính nối đất trực tiếp Lưới điện 35kV dùng 3 pha 3 dây, trung tích cách điện Cấu trúc lưới điện trung áp: Thiết kế mạch vòng, vận hành hở các mạch vòng này có thể cấp điện từ 2 TBA 110kV hoặc từ 2 phân đoạn thanh cái của trạm 110kV

Trang 40

Trạm biến áp có thể sử dụng các loại trạm: Trạm Kiosk, trạm treo, trạm xây,

trạm một cột, trạm hợp bộ Công suất các trạm biến áp 3 pha sử dụng gam máy ≥

180kVA (ngoại trừ trạm chuyên dùng) Khu vực thị trấn, đô thị nên sử dụng trạm

một cột, trạm trong nhà, trạm kios để tăng cường mỹ quan Tùy theo mật độ phụ tải,

các TBA được thiết kế với bán kính lưới điện hạ áp ≤ 500m khu vực thị trấn, khu

vực nông thôn ≤ 800m

2.4.3 Khái quát về nhu cầu nguồn và phụ tải huyện Phú Xuyên những năm

2020

Để đảm bảo cấp điện an toàn và ổn định cho huyện Phú Xuyên theo mức phụ

tải tính toán trong chương 3, điện năng thương phẩm và công suất cực đại của

phương án phụ tải cơ sở (phương pháp tính trực tiếp) như sau:

Bảng 2.7: Nhu cầu điện năng và công suất của phụ tải

Nhu cầu công suất các trạm 110kV cấp cho huyện Phú Xuyên được xác

định trên cơ sở dự báo nhu cầu tiêu thụ điện đến năm 2016

Các trạm xây dựng mới tại các xã trên địa bàn huyện:

- Thị trấn Phú Minh xây dựng thêm 4 trạm biến áp với tổng công suất đặt

Định dạng
Số trang	167
Dung lượng	5,97 MB