Đánh giá độ tin cậy của hệ thống kết hợp nguồn và lưới điện truyền tải

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn riêng Các kết tính toán luận văn tự thực cách trung thực chƣa đƣợc nêu luận văn khác Hà Nội, tháng 09 năm 2013 Tác giả luận văn Nguyễn Phƣơng An -i- LỜI MỞ ĐẦU Ở Việt Nam ta nay, thị trƣờng điện bƣớc đƣợc hình thành phát triển nhanh chóng Cùng với đó, yêu cầu chung chất lƣợng điện hệ thống điện đƣợc nâng cao Trong số yếu tố chất lƣợng điện năng, yếu tố độ tin cậy có vị trí quan trọng hàng đầu, ảnh hƣởng mạnh mẽ đến khả cạnh tranh công ty tham gia thị trƣờng điện Chính thế, yếu tố độ tin cậy hệ thống điện ngày đƣợc quan tâm nhiều hơn, đặc biệt công tác thiết kế, lập quy hoạch vận hành lƣới điện Tuy nhiên, hệ thống điện có số lƣợng phần tử lớn, cấu trúc phức tạp nhƣ hệ thống điện Việt Nam việc đánh giá độ tin cậy hoàn toàn không dễ dàng phải sử dụng phƣơng pháp chuyên biệt có khối lƣợng tính toán lớn trải qua nhiều bƣớc Các phƣơng pháp đƣợc chia làm hai nhóm phƣơng pháp phân tích phƣơng pháp mô Luận văn bƣớc nghiên cứu tiêu độ tin cậy hệ thống điện, phƣơng pháp phân tích đánh giá độ tin cậy hệ thống phức tạp phƣơng pháp phân tích lƣới điện, từ dó tổng hợp thành phƣơng pháp phân tích đánh giá độ tin cậy hệ thống kết hợp nguồn lƣới điện truyền tải Sau đó, áp dụng tính toán lƣới điện mẫu RBTS (Roy billinton reliability test system) cho kết xác định Tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy cô giáo môn Hệ thống Điện trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội đặc biệt GS TSKH Trần Đình Long hƣớng dẫn, bảo, giúp đỡ tận tình thời gian qua để tác giả hoàn thành tốt luận - ii - MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU ii CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi CÁC HÌNH VẼ vii CÁC BẢNG BIỂU ix CHƢƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG ĐỘ TIN CẬY HỆ THỐNG ĐIỆN I.1 Độ tin cậy: I.2 Độ tin cậy hệ thống điện I.3 Phân cấp cấu trúc hệ thống điện phục vụ đánh giá ĐTC I.4 Các phƣơng pháp đánh giá độ tin cậy HTNVL I.5 Phạm vi luận văn CHƢƠNG II: CÁC CHỈ TIÊU ĐỘ TIN CẬY CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN II.1 Các tiêu độ tin cậy nguồn điện II.2 Các tiêu độ tin cậy HTNVL 15 II.2.1 Các tiêu theo năm tính toán cho nút phụ tải 15 II.2.2 Các tiêu theo năm tính toán cho toàn hệ thống 18 II.3 Các tiêu độ tin cậy lƣới điện phân phối 20 II.3.1 Ký hiệu thông số liên quan 21 II.3.2 Các tiêu điện kéo dài: 22 II.3.3 Các tiêu độ tin cậy dựa công suất phụ tải 24 II.3.4 Các tiêu điện thoáng qua 25 II.3.5 Các tiêu dựa điện thiếu hụt 26 II.4 Các tiêu độ tin cậy lƣới điện truyền tải 27 - iii - CHƢƠNG III: CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CỦA HTNVL 29 III.1 Các phƣơng pháp phân tích độ tin cậy HTNVL 29 III.1.1 Phƣơng pháp lát cắt hẹp (Minimal cut set method) 29 III.1.2 Phƣơng pháp không gian trạng thái (State space method) 31 III.1.3 Phƣơng pháp liệt kê trạng thái (Contigency enumeration method) 37 III.2 Các phƣơng pháp phân tích hệ thống điện 42 III.2.1 Phƣơng pháp Newton – Raphson 42 III.2.2 Phƣơng pháp Newton – Raphson tách biến (Newton-Raphson : Pθ-QU Decoupling) 48 III.2.3 Phƣơng pháp trào lƣu công suất chiều (DC Power Flow) 51 III.3 Xử lý cố: 52 III.4 Mô hình phần tử HTĐ 53 III.4.1 Mô hình phần tử phục hồi hệ thống điện 53 III.4.2 Độ tin cậy phần tử hệ thống điện 55 III.4.3 Mô hình phụ tải điện 55 CHƢƠNG IV: ÁP DỤNG ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CHO LƢỚI ĐIỆN MẪU 57 IV.1 Mô hình lƣới điện mẫu phục vụ tính toán độ tin cậy 57 IV.2 Tính toán tiêu độ tin cậy nguồn điện: 60 IV.3 Tính toán tiêu độ tin cậy HTĐ mẫu theo tiêu chí N-1: 65 IV.3.1 Tính toán độ tin cậy đƣờng dây: 65 IV.3.2 Phân tích chế độ vận hành bình thƣờng lƣới điện 65 IV.3.3 Phân tích chế độ cố đƣờng dây số số 67 - iv - IV.3.4 Phân tích chế độ cố đƣờng dây số số 70 IV.3.5 Phân tích chế độ cố đƣờng dây số 71 IV.3.6 Phân tích chế độ cố đƣờng dây số 72 IV.3.7 Phân tích chế độ cố đƣờng dây số 73 IV.3.8 Phân tích chế độ cố đƣờng dây số 74 IV.3.9 Phân tích chế độ cố đƣờng dây số 75 IV.3.10 Phân tích chế độ cố máy phát G2 76 IV.3.11 Phân tích chế độ cố máy phát G7 77 IV.4 Đánh giá độ tin cậy cho phụ tải toàn lƣới điện 78 IV.4.1 Đánh giá độ tin cậy cho phụ tải số 78 IV.4.2 Đánh giá độ tin cậy cho phụ tải số 79 IV.4.3 Đánh giá tiêu toàn lƣới điện 80 IV.5 Tổng hợp kết 82 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO x PHỤ LỤC 01: THÔNG SỐ ĐỘ TIN CẬY CỦA CÁC PHẦN TỪ TRONG HTĐ -v- CÁC CHỮ VIẾT TẮT CSTD : Công suất tác dụng CSPK : Công suất phản kháng ĐTC : Độ tin cậy HTĐ : Hệ thống điện HTNVL : Hệ thống kết hợp nguồn lƣới truyền tải LPP : Lƣới điện phân phối TLCS : Trào lƣu công suất - vi - CÁC HÌNH VẼ Hình I.1 Hai yếu tố độ tin cậy hệ thống điện Hình I.2 Phân cấp cấu trúc hệ thống điện Hình II.1 Sơ đồ phân loại tiêu độ tin cậy nguồn điện 10 Hình II.2 Đồ thị tính toán điện thiếu hụt 13 Hình III.1 Sơ đồ phân loại phƣơng pháp phổ biến tính xác suất cố hệ thống điện kết hợp 29 Hình III.2 Quá trình chuyển dịch hệ thống 33 Hình III.3 Mô hình Markov phần tử 37 Hình III.4 Các bƣớc tính toán độ tin cậy phƣơng pháp liệt kê trạng thái 40 Hình III.5 Sơ đồ khối phần mềm tính toán độ tin cậy HTNVL 41 Hình III.6 Chu trình làm việc – hỏng hóc phần tử phục hồi 54 Hình III.7 Đƣờng tuyến tính hóa đồ thị phụ tải 56 Hình IV.1 Sơ đồ lƣới điện RBTS 58 Hình IV.2 Kết tính trào lƣu công suất - hệ thống đầy đủ 66 Hình IV.3 Kết tính trào lƣu công suất – điều chỉnh điện áp 67 Hình IV.4 Kết tính trào lƣu công suất – Sự cố đƣờng dây số 1(số 6) 68 Hình IV.5 Kết tính trào lƣu công suất – Giảm công suất phụ tải 69 Hình IV.6 Kết tính trào lƣu công suất – Sự cố đƣờng dây số 2(số 7) 70 Hình IV.7 Kết tính trào lƣu công suất – Sự cố đƣờng dây số 71 Hình IV.8 Kết tính trào lƣu công suất – Sự cố đƣờng dây số 72 Hình IV.9 Kết tính trào lƣu công suất – Sự cố đƣờng dây số 73 - vii - Hình IV.10 Kết tính trào lƣu công suất – Sự cố đƣờng dây số 74 Hình IV.11 Kết tính trào lƣu công suất – Sự cố đƣờng dây số 75 Hình IV.12 Kết tính trào lƣu công suất – Sự cố máy phát G2 76 Hình IV.13 Kết tính trào lƣu công suất – Sự cố máy phát G7 77 - viii - CÁC BẢNG BIỂU Bảng II.2.1 Các tiêu năm tính toán cho nút phụ tải 15 Bảng II.2.2 Các tiêu năm tính toán cho toàn hệ thống 18 Bảng III.1.2 Bảng trạng thái mô hình hai phần tử 36 Bảng III.3.1 Các biện pháp khắc phục cố thƣờng gặp 53 Bảng IV.1.1 Bảng thông số nút mô hình RBTS: 57 Bảng IV.1.2 Bảng thông số đƣờng dây mô hình RBTS: 58 Bảng IV.1.3 Bảng thông số máy phát mô hình RBTS: 59 Bảng IV.1.4 Mô hình đặc tuyến phụ tải lƣới điện mẫu 59 Bảng IV.2.1 Kết tính toán độ sẵn sàng máy phát 61 Bảng IV.2.2 Kết tính toán độ tin cậy nguồn điện trạng thái N-2 62 Bảng IV.2.3 Kết tính toán độ tin cậy nguồn điện với tiêu chí N-2 63 Bảng IV.2.4 Tổng hợp số lƣợng trạng thái tiêu chí N-x 63 Bảng IV.2.5 Kết tính toán độ tin cậy nguồn điện với tiêu chí N-x 64 Bảng IV.3.1 Kết tính toán độ sẵn sàng đƣờng dây 65 Bảng IV.5.1 Tổng hợp tiêu trung bình năm cho nút phụ tải: 82 Bảng IV.5.2 Tổng hợp tiêu trung bình năm cho toàn lƣới điện 82 - ix - CHƢƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG ĐỘ TIN CẬY HỆ THỐNG ĐIỆN Độ tin cậy: I.1 Độ tin cậy (Reliability) thuật ngữ có nghĩa rộng đƣợc áp dụng nhiều lĩnh vực kỹ thuật khác nhƣ công nghệ thông tin, điện tử, kỹ thuật điện, chế tạo máy… ĐTC có nhiều cách định nghĩa khác nhau, nhìn chung ĐTC đƣợc dùng để khả hệ thống đối tƣợng thực chức yêu cầu đặt cho hay không Giá trị ĐTC thƣờng đƣợc xác định dựa kinh nghiệm thực tế lịch sử hoạt động hệ thống đối tƣợng đƣợc khảo sát, từ dùng để đánh giá khả hoạt động chúng tƣơng lai Định nghĩa “Độ tin cậy” đƣợc sử dụng phổ biến kỹ thuật đƣợc phát biểu nhƣ sau: - Độ tin cậy đặc tính thiết bị hệ thống thể xác suất thiết bị hệ thống thực đầy đủ chức yêu cầu khoảng thời gian xác định điều kiện làm việc xác định [3] Biểu diễn toán học độ tin cậy phần tử E khoảng thời gian t nhƣ sau: ( ) ]] (I.1) ĐTC đo đạc tính toán đƣợc phƣơng pháp xác suất thông qua việc xác định xác suất làm việc tin cậy đối tƣợng Thông thƣờng, thiết bị hệ thống đƣợc coi làm việc tin cậy nhƣ thiết bị hệ thống không gặp cố suốt thời gian làm việc chúng Dù sao, đại đa số thiết bị suốt trình vận hành, thời điểm có hỏng hóc cần phải bảo dƣỡng đƣợc đƣa sửa chữa, bảo dƣỡng sau lại đƣợc đƣa vào vận hành, nhƣ thời gian sửa chữa, bảo dƣỡng thiết bị làm việc đƣợc nhƣ bình thƣờng Trong -1- (4) Biện pháp khắc phục Do đƣợc cấp từ đƣờng dây số 9, đƣờng dây bị cố biện pháp khắc phục, phụ tải bị hoàn toàn Phân tích chế độ cố máy phát G2 IV.3.10 Tính toán trào lưu công suất cố máy phát G2 (1) G4 20 MW G3 10 MW G1 40 MW G2 40 MW G5 MW G6 MW G7 40 MW G8 20 MW G10 20 MW L3 20000 j3328 10000 j3328 Bus1 100 kV 25063 j3328 44388 j12706 Bus2 9% 100 kV 104 33724 j15486 5000 j2010 44388 0.00 deg j12706 38138 j14927 L2 L6 L1 5000 j2010 40000 j16102 38138 j14927 20000 j8055 20000 j7000 86% 104 -0.0 de g 85000 j28000 105% 0.08 deg 20000 j8055 G11 20 MW G12 20 MW 87% 104 Bus4 100 kV 14588 j3784 20000 j8055 L7 PT bus 21.19 MVA Bus3 100 kV 20000 j8055 10826 j6444 25415 j10229 40000 j13000 -0.0 de g L4 L5 L8 PT bus 89.493 MVA PT bus 42.059 MVA Bus5 100 kV 20001 j7004 20000 j7000 86% 104-.0.05 deg L9 Bus6 100 kV 84% 104 -0.0 de 20000 g PT bus 21.19 MVA j7000 PT bus 21.19 MVA Hình IV.12 Kết tính trào lưu công suất – Sự cố máy phát G2 (2) Xác suất trạng thái là: Xác suất xuất cố (N-1) hỏng máy phát G2 là: ∏ (3) Đánh giá kết quả: - Các phụ tải đƣợc cung cấp đủ công suất, điện áp tất nút nằm giới hạn cho phép - Các máy phát không bị tải CSTD CSPK - 76 - - Các đƣờng dây không bị tải Kết luận: lưới điện vận hành đáp ứng yêu cầu Do máy phát G2 loại máy phát lớn số 1, ta xác định việc cố máy phát lại số không làm ảnh hƣởng đến đáp ứng lƣới điện Phân tích chế độ cố máy phát G7 IV.3.11 (1) G4 20 MW Tính toán trào lưu công suất cố máy phát G7 G3 10 MW G2 40 MW G1 40 MW G5 MW G6 MW G7 40 MW G8 20 MW G10 20 MW L3 20000 j2581 10000 j2581 32523 j2581 32523 j2581 54488 j12798 Bus1 100 kV Bus2 104 9% 100 kV 13933 j15292 54488 0.00 d eg j12798 5000 j2880 28034 j14814 L2 L6 L1 5000 j2880 20000 j11540 28034 j14814 20000 j7000 86% 104 -0.0 100 kV 85000 j28000 21319 j3835 20000 j11540 Bus4 100 kV G11 20 MW G12 20 MW 87% 104 de g 2637 -j6342 18684 j10177 40000 j13000 -0.0 de g L4 L5 L8 PT bus 89.493 MVA Bus5 100 kV PT bus 42.059 MVA 20001 j7004 20000 j7000 85% 104-.0.0 de g L9 Bus6 100 kV 84% 104 -0.0 de g PT bus 21.19 MVA 20000 j7000 PT bus 21.19 MVA Hình IV.13 Kết tính trào lưu công suất – Sự cố máy phát G7 (2) Xác suất trạng thái là: Xác suất xuất cố (N-1) hỏng máy phát G7 là: ∏ - 77 - 8% 04.9 01.03 deg 20000 j11540 L7 PT bus 21.19 MVA Bus3 20000 j11540 Đánh giá kết quả: (3) - Các phụ tải đƣợc cung cấp đủ công suất, điện áp tất nút nằm giới hạn cho phép - Các máy phát không bị tải CSTD CSPK - Các đƣờng dây không bị tải Kết luận: lưới điện vận hành đáp ứng yêu cầu Do máy phát G7 loại máy phát lớn số 2, ta xác định việc cố máy phát lại số không làm ảnh hƣởng đến đáp ứng lƣới điện IV.4 Đánh giá độ tin cậy cho phụ tải toàn lƣới điện Sau phân tích toàn trạng thái N-1 ta thấy, có trạng thái lƣới điện không đáp ứng đƣợc yêu cầu đƣờng dây L1 (hoặc L6) số đƣờng dây L9 cố Trong trạng thái cố có hai phụ tải bị ảnh hƣởng phụ tải phụ tải 6, phụ tải lại đƣợc đảm bảo cung cấp điện yêu cầu (công suất điện áp) Do ta cần đánh giá độ tin cậy cho phụ tải số số IV.4.1 Đánh giá độ tin cậy cho phụ tải số Phụ tải bị cắt giảm trạng thái cố L1 L6, đó, tiêu tính cho trạng thái tiêu hàng năm phụ tải Xác suất phụ tải vượt công suất cung cấp cố L1(L6): Giả thiết đƣờng đặc tính tất phụ tải lƣới điện giống nhau, ta lập đƣợc đƣờng đặc tuyến phụ tải cho phụ tải giống đặc tuyến phụ tải cho ý (2) mục IV.1 với Pmax = 85MW; Vậy xác suất phụ tải vƣợt 83MW tra đƣợc theo đƣờng đặc tuyến ta có thời gian phụ tải vƣợt 83MW 70,5882 h/năm tƣơng đƣơng với xác suất thiếu hụt là: - 78 - Xác suất cố thiếu hụt công suất phụ tải 3: ( ) Tần suất suất trạng thái: Do giả thiết hệ thống có tối đa phần tử bị hỏng hóc (N-1), nên có hƣởng chuyển dịch trạng thái đƣờng dây L1 L6 bị cố trở lại hoạt động bình thƣờng Khi tần suất trạng thái là: ( ) Kỳ vọng thiếu hụt phụ tải: MW Kỳ vọng thiếu hụt điện năng: ( ) Kỳ vọng thời gian thiếu hụt phụ tải: IV.4.2 Đánh giá độ tin cậy cho phụ tải số Tƣơng tự phụ tải 3, phụ tải bị điện trạng thái đƣờng dây L9 bị cố Do tiêu tính cho trạng thái tiêu trung bình năm phụ tải Do phụ tải bị hoàn toàn, xác suất công suất bị thiếu hụt PthieuhutPT6 = 1; - 79 - Xác suất cố thiếu hụt công suất phụ tải 6: Tần suất xuất trạng thái: Do giả thiết hệ thống có tối đa phần tử bị hỏng hóc (N-1), nên có hƣớng chuyển dịch trạng thái đƣờng dây L9 bị cố trở lại hoạt động bình thƣờng Khi tần suất trạng thái là: ( ) Kỳ vọng thiếu hụt công suất: Kỳ vọng thiếu hụt điện năng: ( ) Kỳ vọng thời gian thiếu hụt phụ tải: IV.4.3 Đánh giá tiêu toàn lưới điện Tần suất cố: ∑ Chỉ số gián đoạn công suất ∑ ∑ ( ) Công suất cung cấp thiếu hụt trung bình - 80 - ∑ ∑ ∑ ( ) Chỉ số điện thiếu hụt hiệu chỉnh ∑ ∑ Số lần trung bình thiếu hụt công suất / nút tải ∑ ∑ Thiếu hụt công suất trung bình / nút tải ∑ ∑ ( ) Thiếu hụt điện trung bình/nút tải ∑ ∑ ( ) Thời gian trung bình thiếu hụt công suất / nút tải ∑ ∑ ( ) Công suất thiếu hụt tối đa trường hợp cố { } Điện thiếu hụt tối đa trường hợp cố }=20*10=200MWh { - 81 - IV.5 Tổng hợp kết Bảng IV.5.1 Tổng hợp tiêu trung bình năm cho nút phụ tải: Tên phụ tải Xác suất cố Kỳ vọng tần suất cố Kỳ vọng thiếu hụt công suất Kỳ vọng lƣợng thiếu hụt Kỳ vọng thời gian cố (Qk) (Fk) (ELC) (EENS) (EDLC) lần MW MWh h TC2 0 0 TC3 0,00002191 0,01919 0,05758 0,5758 0,1919 TC4 0 0 TC5 0 0 TC6 0,0009063 0,7939 15,8778 158,7783 7,9389 Bảng IV.5.2 Tổng hợp tiêu trung bình năm cho toàn lưới điện 0,8130 Tần suất cố (FHT) Chỉ số gián đoạn công suất (BPII) 0,08853 MW/MW.năm Công suất cung cấp thiếu hụt bình (BPSAC) 19,5987 MW/lần Chỉ số điện thiếu hụt hiệu chỉnh (MBPECI) 0,0001011 Số lần trung bình thiếu hụt công suất / nút tải (ANCP) 0,1626 Thiếu hụt công suất trung bình / nút tải (ALCP) 3,187MW/hộ.năm Thiếu hụt điện trung bình/nút tải (AECP) 31,871MWh/hộ.năm Thời gian trung bình thiếu hụt công suất / nút tải (ADLCP) 1,6262 h/hộ.năm Công suất thiếu hụt tối đa trường hợp cố (MSLC) 20MW Điện thiếu hụt tối đa trường hợp cố (MSENS) 200MWh Nhận xét: Lƣới điện đảm bảo khả cung cấp điện cho phụ tải quản trọng cách liên tục chất lƣợng Độ tin cậy toàn lƣới điện cao với trung bình phụ tải thiếu hụt công suất 0,1626 lần năm tỉ lệ điện không đƣợc cung cấp 0,01% - 82 - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Nội dung luận văn trình bày tiêu độ tin cậy hệ thống điện phƣơng pháp phân tích độ tin cậy hệ thống điện kết hợp nguồn lƣới truyền tải Qua nội dung luận văn đúc kết đƣợc vấn đề lớn sau: Có nhiều tiêu khác để đánh giá độ tin cậy hệ thống điện Các tiêu đƣợc chia thành ba nhóm tƣơng đƣơng với ba cấp nghiên cứu độ tin cậy hệ thống điện là: Các tiêu độ tin cậy nguồn điện, tiêu độ tin cậy hệ thống nguồn lƣới kết hợp tiêu độ tin cậy lƣới phân phối điện Có hai kiểu phƣơng pháp đánh giá độ tin cậy hệ thống điện kết hợp nguồn lƣới phƣơng pháp phân tích phƣơng pháp mô Các phƣơng pháp phân tích thƣờng đƣợc sử dụng phổ biến là: phƣơng pháp lát cắt hẹp, phƣơng pháp không gian trạng thái phƣơng pháp liệt kê trạng thái, phƣơng pháp liệt kê trạng thái phƣơng pháp đạt hiệu đƣợc sử dụng phổ biến Trong tính toán độ tin cậy HTNVL, nhƣng công đoạn đòi hỏi khối lƣợng tính toán lớn phân tích lƣới điện để đánh giá tính đáp ứng trạng thái khác Các phƣơng pháp phân tích lƣới điện thƣờng đƣợc sử dụng là: phƣơng pháp Newton – Raphson, phƣơng pháp Newton – Raphson tách biến phƣơng pháp trào lƣu công suất chiều Do số trạng thái khác hệ thống điện lớn ta có xu hƣớng lựa chọn phƣơng pháp có thời gian tính nhanh để giảm bớt thời gian tính toán Một tác động ảnh hƣởng lớn đến kết tính toán tiêu độ tin cậy hệ thống điện việc xử lý cố Việc mô biện pháp xử lý cố giống thực tế cho kết tiêu độ tin cậy xác Luận văn áp dụng phƣơng pháp liệt kê trạng thái để tính toán độ tin cậy cho hệ thống điện mẫu Các tiêu độ tin cậy nguồn điện - 83 - đƣợc tính toán cho toàn trạng thái Các tiêu độ tin cậy HTNVL đƣợc tính toán với tiêu chí N-1 Trên sở nghiên cứu tính toán đƣợc trình bày luận văn, hƣớng nghiên cứu nâng cao đƣợc thực là: Nghiên cứu ảnh hƣởng yếu tố kinh tế đến tiêu độ tin cậy hệ thống điện, tính toán mức cân hợp lý độ tin cậy vốn đầu tƣ xây dựng lƣới điện Nghiên cứu yếu tố ảnh hƣởng đến độ tin cậy hệ thống điện nhƣ: ảnh hƣởng hệ thống rơ le bảo vệ, ảnh hƣởng việc lựa chọn sơ đồ trạm phân phối, ảnh hƣởng nguồn lƣợng tái tạo, ảnh hƣởng cố lan truyền… Nghiên cứu phƣơng pháp nâng cao hiệu việc tính toán độ tin cậy nhƣ thuật toán giúp giảm bớt trình phân tích hệ thống điện, thuật toán chọn lọc trạng thái cố nguy hiểm, thuật toán giản ƣớc sơ đồ tính toán… - 84 - TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] George Anders & Alfredo Vaccaro (2011), Innovations in Power Systems Reliability, Springer, London [2] Trần Bách (2008), Lưới điện Hệ thống điện – tập 2, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [3] R Billiton & Ronald N Allan (1996), Reliability Evaluation of Power System - Second Edition, Plenum Press, New York [4] R Billinton (08/1989), “A Reliability test system for education purposes basic data”, IEEE Transaction on power system, PWRS3(4):1238-1244 [5] R Billinton (1991), “A reliability data base for performance and predictive assessment of electric power systems” Third International Conference on Probabilistic Methods Applied to Electric Power Systems, London [6] Marko Cepin (2011), Assessment of Power System Reliability: Methods and Applications, Springer, London [7] Ali A Chowdhury & Don O Koval (2009), Power distribution system reliability - Practical Methods and Applications, IEEE Press, Wiley [8] Trần Đức (2002), Xác định độ tin cậy hệ thống điện phức tạp Luận văn thạc sĩ, ĐHBK Hà Nội [9] L.R.Ford & D.R Fulkerson (1962), Flows in Networks, Princeton Univercity Press, USA [10] J Duncan Glover, Mulukutla S Sarma & Thomas J Overbye (2012), Power System and Design – Fifth edition, Cengate Learning -x- [11] Andrew V Goldberg, Robert E Tarjan (1986), “A new approach to the maximum flow problem” Annual ACM Symposium on Theory of Computing, Proceedings of the eighteenth annual ACM symposium on Theory of computing, 136–146 ISBN 0-89791-193-8, New York [12] John J Grainger & William D Stevenson, Jr (1994), Power System Analysis, McGraw Hill [13] Nguyễn Thanh Hƣơng (2009), Sử dụng mô hình graph trò chơi nghiên cứu độ tin cậy lưới điện trung áp, Luận văn thạc sĩ, ĐHBK Hà Nội [14] IEEE Std 493-1997 (IEEE Gold book), IEEE Recommended Practice for the Design of Reliable Industrial and Commercial Power Systems [15] IEEE Std 1366 – 2003, IEEE Guide for Electric Power Distribution Reliability Indices [16] Karger, David R.; Stein, Clifford (1996), “A New Approach to the Minimum Cut Problem” , Journal of the ACM 43 (4): 601, New York [17] Wenyuan Li (2005), Risk assessment of power systems - Models, Methods, and Applications, Willey [18] Yifeng Li (2003), Bulk system reliability evaluation in a deregulated power industry, Ph.D Thesis, University of Saskatchewan, Canada [19] GS TS Trần Đình Long (1999), Lý thuyết Hệ thống, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [20] A P Sakis Meliopoulos (2005), Comprehensive Power System Reliability Assessment, PSERC Publication [21] NERC - North American Electric Reliability Coporation (2010), Transmission Availability Data System Automatic Outage Metrics and Data, NERC 2009 Report - xi - [22] Marvin Rausand & Arnljot HoyLand (2004), System reliability Theory – Models, Statistical Methods and Applications, Willey [23] Andrea M Rei, Marcus Th Schilling (2006), “Monte Carlo Simulation and Contingency Enumeration in Bulk Power Systems Reliability Assessment”, 9th International Conference on Probabilistic Methods Applied to Power Systems KTH, Stockholm [24] Hadi Saadat (1999), Power System Analysis, McGraw-Hill [25] Trịnh Ngọc Uyển (2004), Lựa chọn công suất tổ máy phát điện hợp lý theo quan điểm độ tin cậy Hệ thống điện, Luận văn Thạc Sĩ, ĐHBK Hà Nội [26] T.K Vrana & E Johansson (2011), Overview of Power System Reliability Assessment Techniques, CIGRE [27] Wijarn Wangdee (2005), Bulk electric system reliability simulation and application, Ph.D Thesis, University of Saskatchewan, Canada [28] Fang Yang (2007), A Comprehensive Approach for Bulk Power System Reliability Assessment, Ph.D Thesis, Geogia Institute of Technology, USA [29] Fang Yang (2006), “Security-Constrained Adequacy Evaluation of Bulk Power System Reliability”, International Conference on Probabilistic Methods Applied to Power Systems, PMAPS [30] Wei Zhang (2007), Reliability Evaluation of Bulk Power Systems using Analytical and Equivalent Approaches Ph.D Thesis University of Saskatchewan, Canada - xii - PHỤ LỤC 01: THÔNG SỐ ĐỘ TIN CẬY CỦA CÁC PHẦN TỪ TRONG HTĐ Thống kê độ tin cậy thiết bị điện khảo sát lƣới điện Canada: Bảng PL1.1: Độ tin cậy máy phát thủy điện HTĐ Canada Gam công suất FOR DAFOR (MW) (%) (%) 24-99 4,05 4,69 3,31 100-199 3,61 3,87 3,65 200-299 7,9 7,94 6,45 300-399 4,39 4,84 5,62 400-499 3,1 3,38 2,7 Cƣờng độ cố Ghi chú: DAFOR(Derating adjusted Forced Outage Rate) Xác suất giảm công suất phát Bảng PL1.2: Độ tin cậy máy phát nhiệt điện HTĐ Canada Gam công suất FOR DAFOR Cƣờng độ cố 60-99 7,63 15,84 11,37 100-199 5,43 8,32 15,04 200-299 4,07 6,2 14,9 300-399 10,07 14,42 15,75 400-599 6,7 8,1 7,28 (MW) Phụ lục 01 - Bảng PL1.3: Độ tin cậy đường dây truyền tải HTĐ Canada Cấp điện áp Năm thiết bị kV Tần suất Thời gian cố tb a H 110-149 6814,5 0,0601 167,4 150-199 420 0,0857 92,7 200-299 3862 0,0683 61,9 300-399 1038 0,0511 839,2 500-599 968 0,0723 433 600-799 494 0,1559 1272,2 Bảng PL1.4: Độ tin cậy máy biến áp truyền tải HTĐ Canada Cấp điện áp Năm thiết bị kV Tần suất Thời gian cố tb a H 110-149 10680 0,0326 167,1 150-199 952 0,0574 209,4 200-299 7232 0,0441 83,4 300-399 2703 0,0448 139,6 500-599 1112 0,099 152,5 600-799 2219 0,0955 217,6 Ghi chú: Các bảng số liệu mục – Phụ lục 1, đƣợc trích dẫn từ tài liệu tham khảo [5] Phụ lục 01 - 2 Thống kê theo khảo sát công ty NERC (North American Electric Reliability Coporation) năm 2009 Bảng PL1.5: Độ tin cậy đường dây cáp ngầm theo NERC năm 2009 Cấp điện áp (kV) Tổng chiều dài đƣờng dây Số lần hỏng hóc Tổng thời gian hỏng hóc (h) (miles) Tần suất (trên 100 miles) MTTR thời gian cố tb (h) 200-299 103588 876 14789,6 0,8459 16,9 300-399 56791 394 19766,8 0,6938 50,2 500-599 32184 141 3957,9 0,4381 28,1 600-799 9451 28 342,4 0,2963 12,2 Tất 201985 1439 38856,7 0,7124 27,0 Bảng PL1.6: Độ tin cậy máy biến áp NERC năm 2009 Cấp điện áp Số lần hỏng hóc Số MBA (kV) Tổng thời gian hỏng hóc (h) Tần suất (/máy.năm) MTTR thời gian cố tb (h) 200-299 32 185 0,0938 61,7 300-399 164,9 13200 0,0546 1466,7 500-599 415,7 15 7853,2 0,0361 523,5 600-799 93,0 8473,4 0,0323 2824,5 Tất 705,6 30 29712,1 0,0425 990,4 Ghi chú: Các bảng số liệu mục – Phụ lục 1, đƣợc trích dẫn từ tài liệu tham khảo [21] Phụ lục 01 - ... CHUNG ĐỘ TIN CẬY HỆ THỐNG ĐIỆN I.1 Độ tin cậy: I.2 Độ tin cậy hệ thống điện I.3 Phân cấp cấu trúc hệ thống điện phục vụ đánh giá ĐTC I.4 Các phƣơng pháp đánh giá độ tin cậy. .. tiêu độ tin cậy hệ thống điện, phƣơng pháp phân tích đánh giá độ tin cậy hệ thống phức tạp phƣơng pháp phân tích lƣới điện, từ dó tổng hợp thành phƣơng pháp phân tích đánh giá độ tin cậy hệ thống. .. cậy hệ thống điện Các tiêu thƣờng đƣợc chia làm ba nhóm tƣơng ứng với ba phân cấp đánh giá độ tin cậy hệ thống điện là: tiêu độ tin cậy lƣới phân phối, tiêu độ tin cậy hệ thống nguồn điện tiêu độ