Nghiên cứu ảnh hưởng của nhà máy điện gió đến độ tin cậy của lưới điện phân phối

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN VĂN HÙNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN GIÓ ĐẾN ĐỘ TIN CẬY CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT ĐIỆN Hà Nội – 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN VĂN HÙNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN GIÓ ĐẾN ĐỘ TIN CẬY CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI Chuyên ngành : Kỹ thuật điện LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT ĐIỆN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS TRẦN BÁCH Hà Nội – 2014 Luận văn Cao học GVHD : PGS.TS Trần Bách MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN…………………………………………………………… ……5 LỜI CẢM ƠN………………………………………………………………… … DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT………………………………… DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU………………………………………………… DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ………………………………………… MỞ ĐẦU ………………………………………………………………………… 11 Chương Tổng quan độ tin cậy lưới điện phân phối, phương pháp đánh giá nâng cao……………………………………………………… ……12 1.1.Khái niệm hệ thống điện độ tin cậy hệ thống điện……………….….…… 12 1.1.1.Hệ thống hệ thống điện……………………………………….……… 12 1.1.2.Độ tin cậy tiêu độ tin cậy hệ thống điện……….……… 12 1.1.3.Khái niệm trạng thái hỏng hóc hệ thống điện……………….…….13 1.1.3.1.Trạng thái phần tử………………………………………….…….13 1.1.3.2.Trạng thái hỏng hóc hệ thống điện…………………….…… 14 1.2.Độ tin cậy phần tử…………………………………………………… 16 1.2.1.Phần tử không phục hồi……………………………………………….… 16 1.2.2.Phần tử phục hồi………………………………………………………… 18 1.2.2.1 Sửa chữa cố lý tưởng có thời gian phục hồi τ = 0………….…….18 1.2.2.2 Sửa chữa cố thực thế, thời gian phục hồi τ…………………… 19 1.2.2.3 Sửa chữa cố thực tế bảo dưỡng định kỳ………………………21 1.3.Các số đánh giá ĐTC HTĐ……………………………………………22 1.3.1 Các số hướng tới khách hàng……………………………………… 23 1.3.1.1 Tần suất điện trung bình hệ thống SAIFI ( System average interruption frequency index)……………………………….…… 23 1.3.1.2 Tần suất điện trung bình khách hàng CAIFI ( Customer average interruption frequency index……………………………….23 1.3.1.3 Thời gian điện trung bình hệ thống SAIDI( System average interruption duration index)……………………………………… 23 Nguyễn Văn Hùng Luận văn Cao học GVHD : PGS.TS Trần Bách 1.3.1.4 Thời gian điện trung bình khách hàng CAIDI ( Customer interruption duration index)………………………….……………24 1.3.1.5 Độ sẵn sàng cung cấp điện trung bình ASAI ( Average service availability index)……………………………………………… 24 1.3.1.6.ĐTC IOR (Index of reliability)………………………….……… 24 1.3.2.Các số hướng tới phụ tải nguồn cấp……………………….…….25 1.3.2.1 Lượng điện không cấp ENS (Energy not supplied index)………………………………………………………………………….…25 1.3.2.2 Lượng điện trung bình không cấp AENS ( Averge Energy not supplied index)……………………………………………… 25 1.3.2.3 Giới hạn điện cấp trung bình cho khách hàng ACCI ( Averge customer curtailment index)………………………………………25 1.4 Tổng quan lưới điện phân phối…………………………………………… 26 1.4.1 Giới thiệu chung……………………………………………………… 26 1.4.2 LPP điện trung áp……………………………………………………….27 1.4.2.1 Phương án cấp điện trung áp…………………………………….…27 1.4.2.2 Sơ đồ LPP trung áp……………………………………………… 29 1.5 Độ tin cậy lưới điện phân phối………………………………………… 31 1.5.1 Độ tin cậy LPP hình tia…………………………………………… 31 1.5.1.1 LPP hình tia không phân đoạn………………………………….….31 1.5.1.2 LPP hình tia phân đoạn…………………………………………….33 1.5.1.3 Độ tin cậy LPP kín vận hành hở……………………………….35 1.6 Các giải pháp nâng cao độ tin cậy lưới điện phân phối………… …………36 1.6.1 Các giải pháp nâng cao độ tin cậy chung cho hệ thống điện…….…… 36 1.6.1.1 Trong công tác quy hoạch – thiết kế…………………… ……… 36 1.6.1.2 Trong công tác tổ chức, quản lý, vận hành……………………… 37 1.6.2 Các giải pháp nâng cao độ tin cậy lưới điện phân phối………… 38 1.6.2.1 Giải pháp chung…………………………………………………….38 1.6.2.2 Tăng cường độ dự phòng cấu trúc………………………………39 1.6.2.3 Tái cấu trúc hệ thống phân phối điện……………………………….41 Nguyễn Văn Hùng Luận văn Cao học GVHD : PGS.TS Trần Bách 1.6.2.4 Sử dụng thiết bị tự động lưới cung cấp………………… 41 1.6.2.5 Tăng cường dự phòng sơ đồ kết dây………………………… 44 1.6.2.6 Tổ chức tìm sửa chữa cố nhanh……………………………….45 Chương Nghiên cứu ảnh hưởng nguồn điện gió lên lưới điện phân phối…………………………………………………………………………….… 46 2.1 Tổng quan nguồn điện gió…………………………………………………….46 2.1.1 Tuabin gió……………………………………………………………… 46 2.1.2.Hệ thống MF-tuabin tốc độ cố định………………………………………48 2.1.3.Hệ thống MF-tuabin tốc độ thay đổi………………………………………49 2.1.3.1.Dải thay đổi tốc độ gió hẹp………………………………………… 49 2.1.3.2.Dải thay đổi tốc độ gió rộng………………………………………….50 2.2.Ảnh hưởng ngồn điện gió lên chất lượng điện năng………………… … 51 2.2.1.Dao động điện áp……………………………………………………… 52 2.2.2.Chập chờn điện áp……………………………………………………… 52 2.2.3.Sóng hài………………………………………………………………… 54 2.3.Ảnh hưởng nguồn điện gió lến ĐTC LPP…………………………….55 2.3.1.Mô hình ĐTC nguồn điện gió………………………………….…… 55 2.3.1.1 Mô hình ĐTC loại nguồn truyền thống……………….……55 2.3.1.2 Mô hình ĐTC nguồn điện gió………………………………… 57 2.3.2.Mô hình sơ đồ lưới điện theo ĐTC……………………………………… 59 2.3.2.1.Phân miền hệ thống cung cấp điện…………………………….59 2.3.2.2.Các thông số ĐTC phần lưới điện khu vực……………………… …60 2.3.3.Các ma trận cấu trúc…………………………………………………… 61 2.3.3.1.Ma trận liên hệ khu vực D(nxn)…………………………….61 2.3.3.2.Ma trận đường nối S(nxn)……………………………………… … 61 2.3.3.3.Ma trận liên hệ nguồn S với khu vực có khu vực bị cố As(nxn)……………………………………………… … 61 2.3.3.4.Ma trận thứ tự cấp điện từ nguồn dự phòng cho khu vực Bk(nxn)……………………………………………………………………………62 2.3.3.5.Ma trận ảnh hưởng thiết bị phân đoạn……………………………….63 Nguyễn Văn Hùng Luận văn Cao học GVHD : PGS.TS Trần Bách 2.3.4.Tính toán ĐTCCCĐ có nguồn dự phòng…………………………… 65 2.3.4.1.Không xét đến giới hạn cung cấp nguồn dự phòng……….…….65 2.3.4.2.Có xét đến giới hạn cung cấp nguồn dự phòng…………………66 2.4.Ví dụ tính toán ảnh hưởng nguồn điện gió lên ĐTC LPP……………… 71 2.4.1 Thông số ĐTC phần tử…………………………………………….…71 2.4.2.ĐTC cấp điện cho hộ tiêu thụ chưa kết nối nguồn gió……………73 2.4.3.ĐTC cung cấp điện cho hộ tiêu thụ kết nối với nguồn gió……….74 Chương Áp dụng tính toán tiêu ĐTC lưới độc lập Lý Sơn – Quảng Ngãi có gắn nguồn điện gió……………………………………………………… 77 3.1.Tiềm nguồn gió Lý Sơn………………………………………………… 77 3.2.Hệ thống cung cấp điện đảo Lý Sơn………………………………………80 3.2.1.Hệ thống nguồn cấp……………………………………………………….80 3.2.2.Hệ thống lưới điện……………………………………………………… 81 3.2.3.Công suất tiêu thụ toàn đảo………………………………………… 83 3.2.4.Hệ thống nguồn phát Wind-diesel……………………………………… 83 3.3.Tính toán tiêu ĐTC cho phương án 4………………………………….85 3.3.1.Thông số máy phát gió nhà sản xuất…………………………… … 85 3.3.2.Thông số ĐTC máy phát Diesel trạm biến áp (Nguồn 1)…………… 89 3.3.3.Phân miền khu vực theo ĐTC………………………………………… 90 3.3.4.Tính toán tiêu ĐTC – thời gian ngừng điện phụ tải…………… 91 3.4 Kết luận……………………………………………………………………… 98 Kết luận kiến nghị 98 Tài liệu tham khảo 99 Nguyễn Văn Hùng Luận văn Cao học GVHD : PGS.TS Trần Bách LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan, vấn đề trình bày luận văn nghiên cứu riêng cá nhân tôi, có tham khảo số tài liệu báo tác giả nước xuất Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm sử dụng kết người khác Tác giả Nguyễn Văn Hùng Nguyễn Văn Hùng Luận văn Cao học GVHD : PGS.TS Trần Bách LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình thực luận văn tốt nghiệp này, nhận giúp đỡ , động viên thầy cô, bạn bè Tôi xin gửi lời biết ơn chân thành tới PGS.TS Trần Bách, người hướng dẫn nhiều trình thực luận văn Xin cảm ơn thầy cô Bộ môn Hệ thống điện – Viện Điện – Trường Đại học Bách khoa Hà nội giúp đỡ, góp ý để hoàn thiện luận văn Đồng thời, xin gửi lời cảm ơn tới bạn bè, đồng nghiệp trao đổi giúp đỡ giải vướng mắc trình thực Nguyễn Văn Hùng Luận văn Cao học GVHD : PGS.TS Trần Bách DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu, chữ viết tắt Nội dung ĐTC Độ tin cậy HTĐ Hệ thống điện LPP Lưới điện phân phối MBA Máy biến áp DCL Dao cách ly HTCCĐ Hệ thống cung cấp điện MF Máy phát KĐB Không đồng IE Viện Năng lượng TBPĐ Thiết bị phân đoạn TĐL Tự động đóng lại TĐD Tự động đóng nguồn dự phòng CSTD Công suất tác dụng CSPK Công suất phản kháng Nguyễn Văn Hùng Luận văn Cao học GVHD : PGS.TS Trần Bách DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Yêu cầu bảo vệ nhà MF điện gió………………….… …53 Bảng 2.2 Giới hạn dòng hài theo IEC 61800-3…………………………… 54 Bảng 2.3 Giá trị cực đại cho phép THD điện áp gây sóng hài …… 54 Bảng 2.4 Bảng thống kê trạng thái công suất phát tương ứng xác suất xảy trạng thái…………………………………………………………… …… 56 Bảng 2.5 Xác suất trạng thái công suất phát dự kiến trạng thái……… 72 Bảng 2.6 Thời gian ngừng điện khu vực chưa có nguồn dự phòng…74 Bảng 3.1 Tốc độ gió trung bình Lý Sơn từ năm 1985 đến 1997………… … 77 Bảng 3.2 Hệ thống nguồn cấp đảo Lý Sơn………………………………… 81 Bảng 3.3 Hệ thống đường dây đảo Lý Sơn………………………………… 82 Bảng 3.4 Hệ thống trạm biến áp đảo Lý Sơn…………………………… …82 Bảng 3.5 Các phương án cấp điện cho Lý Sơn…………………………….…… 84 Bảng 3.6 Công suất phát theo tốc độ gió……………………………………….…86 Bảng 3.7 Công suất phát xác suất công suất phát MF theo tốc độ gió…… 87 Bảng 3.8 Công suất phát xác suất công suất phát MF theo tốc độ gió…… 88 Bảng 3.9 Tổng hợp công suất phát xác suất công suất phát MF…………….89 Bảng 3.10 Thông số ĐTC máy phát Diesel trạm biến áp…………………… 89 Bảng 3.11 Phụ tải khu vực đảo Lý Sơn………………………………….91 Bảng 3.12 Thời gian ngừng điện khu vực 1…………………………………93 Bảng 3.13 Tổng công suất tiêu thụ KV1 KV2……………………………… 95 Bảng 3.14 Thời gian ngừng điện khu vực 2……………………………….…95 Bảng 3.15 Tổng công suất tiêu thụ KV1 KV2…………………………………97 Bảng 3.16 Thời gian ngừng điện khu vực 3……………………………… 97 Nguyễn Văn Hùng Luận văn Cao học GVHD : PGS.TS Trần Bách 6,00 13,40 48,00 7,00 15,70 76,00 7,30 16,37 87,50 = 0,25 Pr 8,00 17,90 115,00 9,00 20,10 162,00 9,30 20,77 175,00(0,5 Pr) 10,00 22,40 210,00 11,00 24,60 250,00 11,33 25,34 262,50 = 0,75Pr 12,00 26,80 288,00 13,00 29,10 327,00 14,00 31,30 350,00 15,00 33,60 350,00 16,00 35,80 350,00 17,00 38,00 350,00 18,00 40,30 350,00 19,00 42,50 350,00 20,00 44,70 350,00 21,00 47,00 350,00 22,00 49,20 350,00 23,00 51,40 350,00 24,00 53,70 350,00 25,00 55,90 350,00 = Pr 26,00 58,20 0,00 27,00 60,40 0,00 28,00 62,60 0,00 29,00 64,90 0,00 30,00 67,10 0,00 Bảng 3.6 Công suất phát theo tốc độ gió Nguyễn Văn Hùng 86 Luận văn Cao học GVHD : PGS.TS Trần Bách Hình 3.6 Đường cong đặc tính công suất phát theo tốc độ gió Dựa vào Số liệu thống kê gió năm trạm khí tượng đảo Lý Sơn ta thiết lập trạng thái công suất xác suất trạng thái máy phát tổ hợp máy phát sau : STT Dải vận tốc gió (m/s) Dải công suất Xác suất Công suất quy đổi V < & V > 25 P=0 33,5 % ≤ V < 7,3 < P < 0,25 Pr 33 % 7,3 ≤ V < 9,3 0,25Pr ≤ P < 0,5 Pr 14,5 % 0,5 Pr 9,3 ≤ V < 11,33 0,5Pr ≤ P < 0,75 Pr 8% 0,75 Pr 11,33 ≤ V < 25 0,75Pr ≤ P ≤ Pr 11 % Pr Ghi : Pr - công suất định mức máy phát gió; Pr = 350 kW Bảng 3.7 Công suất phát xác suất công suất phát MF theo tốc độ gió Nguyễn Văn Hùng 87 Luận văn Cao học GVHD : PGS.TS Trần Bách Kết hợp với xác suất hỏng hóc máy phát gió có xác suất hỏng 0,03 Ta có bảng xác suất trạng thái công suất phát tổ hợp máy phát thời điểm tốc độ gió khác sau : STT Dải vận tốc gió (m/s) Tổ hợp MF XSTT CSTT - 0,665 0 MF hoạt động 0,000003915 Pr MF hoạt động 0,000379755 0,5 Pr MF hoạt động 0,012278745 Pr MF hoạt động 0,132337585 1,5 Pr MF hoạt động 0,00000216 MF hoạt động 0,00020952 0,75 Pr MF hoạt động 0,00677448 1,5 Pr MF hoạt động 0,07301384 2,25 Pr MF hoạt động 0,00000297 Pr MF hoạt động 0,00028809 Pr MF hoạt động 0,00931491 Pr MF hoạt động 0,10039403 Pr V < ; V > 25 ; ≤ V < 7,3 7,3 ≤ V < 9,3 9,3 ≤ V < 11,33 11,33 ≤ V < 25 Bảng 3.8 Công suất phát xác suất công suất phát MF theo tốc độ gió Nguyễn Văn Hùng 88 Luận văn Cao học GVHD : PGS.TS Trần Bách Từ bảng ta có bảng tổng hợp công suất tổ hợp MF xác suất trạng thái STT CSTT, Pr CSTT, kW XSTT Fi 0 0,665009045 0,5 Pr 175 0,000379755 0,75 Pr 262,5 0,000209520 Pr 350 0,012566835 1,5 Pr 525 0,139112065 Pr 700 0,009314910 2,25 Pr 787,5 0,073013840 Pr 1050 0,100394030 Bảng 3.9 Tổng hợp công suất phát xác suất công suất phát MF 3.3.2 Thông số ĐTC máy phát Diesel trạm biến áp (Nguồn 1) STT Số lần hỏng hóc trung bình Thời gian sửa chữa ( lần /năm) cố (h) Tên thiết bị Máy biến áp 22kV 0,02 90 Máy phát Diesel 0,05 60 Bảng 3.10 Thông số ĐTC máy phát Diesel trạm biến áp Đẳng trị thành phần máy phát Diesel máy biến áp thành phần tử nguồn với thông số ĐTC sau :  Cường độ hỏng hóc Nguồn Nguyễn Văn Hùng 89 Luận văn Cao học GVHD : PGS.TS Trần Bách λN1 = λMBA + λMF = 0,02 + 0,05 = 0,07 ( lần / năm )  Thời gian phục hồi trung bình : t scN1   MBA t MBA   MF t MF 0,02.90  0,05.60   68,6h  N1 0,07 3.3.3 Phân miền khu vực theo ĐTC Sơ đồ phân miền khu vực theo ĐTC Hình 3.7 Phân miền HTCCĐ Lý Sơn Dựa vào đồ địa lý Lý Sơn ta phân phụ tải thành nhóm tải cấp điện Hình 3.7 Biểu đồ khu vực Khu vực Thành Pmax phần (kW) An Hải 160 An Hải 64 An Hải 64 Mức Mức Mức Mức 280 150 90 50 0-3 3-7 7-9 9-24 KV1 Thời gian Nguyễn Văn Hùng 90 Luận văn Cao học GVHD : PGS.TS Trần Bách An Hải 220 An Hải 102 An Vĩnh KV2 102 An Vĩnh Thời gian 80 0-4 4-8 8-10 10-24 440 240 140 70 0-3 3-8 8-11 11-24 90 An Vĩnh 170 160 An Vĩnh KV3 270 90 An Vĩnh 510 102 An Vĩnh 90 Thời gian Bảng 3.11 Phụ tải khu vực đảo Lý Sơn 3.3.4 Tính toán tiêu ĐTC – thời gian ngừng điện phụ tải  Các giả thiết tính toán  LPP có cường độ hỏng hóc λ0 = ( lần/100km.năm), thời gian sửa chữa cố r = 12h/lần sửa chữa Nguyễn Văn Hùng 91 Luận văn Cao học GVHD : PGS.TS Trần Bách  Dao cách ly thường có thời gian thao tác cố rpđ = 2h/lần thao tác cố Chiều dài đẳng trị đoạn lưới khu vực 1km, đoạn 2km, đoạn 3,5 km  Thành lập ma trận cấu trúc 0  D  1  ; 0  0 B  0 0 1 0  0 1  S  1  ; AS  0  ; 1 1  0 0  1 0 1   ; A K  0  ; 0 0  0   Tính cho Khu vực : Các tình gây ngừng điện khu vực  Tình - Hỏng hóc khu vực Độ dài đẳng trị KV1 km với cường độ hỏng hóc λ0 = ( lần/100km.năm), thời gian sửa chữa cố r = 12h/lần sửa chữa TND1,1  R pd (1,1)1  [1  AS (1,1)]  11 1r1  .12  0, 48(h) T 100 Tình - Hỏng hóc KV2 KV2 không nằm đường nối KV1 với nguồn nên xảy cố gây ngừng điện KV1 khoảng thời gian thao tác tách cố TND1,2  R pd (1, 2)  [1  AS (1, 2)]  12  2r2   0,04(h) T 100 Tình - Hỏng hóc KV3 KV3 không nằm đường nối KV1 với nguồn nên xảy cố gây ngừng điện KV1 khoảng thời gian thao tác tách cố TND1,3  R pd (1,3)3  [1  AS (1,3)] Nguyễn Văn Hùng 13 3,5 3r3   0,07(h) T 100 92 Luận văn Cao học GVHD : PGS.TS Trần Bách  Tình - Hỏng hóc tổ hợp Nguồn phát Diesel - MBA Trước tiên ta tính thời gian ngừng điện khoảng xảy cố 1,N   1,N,i Fi i 1 Trong : 1,N,i thời gian ngừng điện ứng với trạng thái thứ i tổ hợp MF gió Fi xác suất tương ứng trạng thái i tổ hợp STT CSTT, kW XSTT, Fi 1,N,i 1,N,i Fi 0,665009045 24 15,96021708 175 0,000379755 0,001139265 262,5 0,000209520 0,00062856 350 0,012566835 0 525 0,139112065 0 700 0,009314910 0 787,5 0,073013840 0 1050 0,100394030 0 Tổng 1,N   1,N,i Fi i 1 15,96198491 Bảng 3.12 Thời gian ngừng điện khu vực TND1,N  R pd (1, N) N  [1  AS (1, N)] 1N 15,96198491  N rN  0,07.68,6 T 24  3,1937(h) Vậy tổng thời gian ngừng điện toàn KV1 : TND1  TND1,1  TND1,2  TND1,3  TND1,4  0,48  0,04  0,07  3,1937  3,7837(h) Nguyễn Văn Hùng 93 Luận văn Cao học GVHD : PGS.TS Trần Bách  Tính cho Khu vực : Các tình gây ngừng điện khu vực  Tình - Hỏng hóc khu vực Độ dài đẳng trị KV1 km với cường độ hỏng hóc λ0 = ( lần/100km.năm), thời gian sửa chữa cố r = 12h/lần sửa chữa KV1 nằm đường nối tổ hợp nguồn gió tổ hợp nguồn Diesel với KV2 nên hỏng hóc KV1 gây ảnh hưởng lớn đến KV2 TND2,1  R pd (2,1)1  [1  AS (2,1)]  2,1 T 1r1  12  0, 48(h) 100 Tình - Hỏng hóc KV2 Độ dài đẳng trị KV2 km với cường độ hỏng hóc λ0 = ( lần/100km.năm), thời gian sửa chữa cố r = 12h/lần sửa chữa TND2,2  R pd (2, 2)  [1  AS (2, 2)]  2,2 T  2r2  12  0,96(h) 100 Tình - Hỏng hóc KV3 KV3 không nằm đường nối KV2 với nguồn nên xảy cố gây ngừng điện KV2 khoảng thời gian thao tác tách cố TND2,3  R pd (2,3)3  [1  AS (2,3)]  23 3,5 3r3   0,07(h) T 100 Tình - Hỏng hóc tổ hợp Nguồn phát Diesel - MBA Trước tiên ta tính thời gian ngừng điện khoảng xảy cố : 2,N   2,N,i Fi i 1 Trong : 2,N,i thời gian ngừng điện ứng với trạng thái thứ i tổ hợp MF gió Fi xác suất tương ứng trạng thái i tổ hợp Thời gian ngừng điện khoảng thời gian công suất tổ hợp MF gió nhỏ công suất tổng Nguyễn Văn Hùng 94 Luận văn Cao học GVHD : PGS.TS Trần Bách KV1 KV2 Để xác định thời gian thiếu công suất, ta lập bảng công suất tổng KV1 KV2 sau : Thời gian, h 0-3 3-4 4-7 7-8 8-9 9-10 10-24 Công suất, kW 790 660 420 360 260 220 130 Bảng 3.13 Tổng công suất tiêu thụ KV1 KV2 STT CSTT, kW XSTT, Fi 2,N,i 1,N,i Fi 0,665009045 24 15,96021708 175 0,000379755 10 0,00379755 262,5 0,000209520 0,00167616 350 0,012566835 0,10053468 525 0,139112065 0,55644826 700 0,009314910 0,02794473 787,5 0,073013840 0,00000000 1050 0,100394030 0,00000000 Tổng 2,N   2,N,i Fi i 1 16,65061846 Bảng 3.14 Thời gian ngừng điện khu vực TND2,N  R pd (2, N) N  [1  AS (2, N)] 2N 16,65061846  N rN  0,07.68,6 T 24  3,3315(h) Vậy tổng thời gian ngừng điện toàn KV2 : TND2  TND2,1  TND2,2  TND2,3  TND2,4  0,48  0,96  0,07  3,3315  4,8415(h) Nguyễn Văn Hùng 95 Luận văn Cao học GVHD : PGS.TS Trần Bách  Tính cho Khu vực : Các tình gây ngừng điện khu vực  Tình - Hỏng hóc khu vực Độ dài đẳng trị KV1 km với cường độ hỏng hóc λ0 = ( lần/100km.năm), thời gian sửa chữa cố r = 12h/lần sửa chữa KV1 nằm đường nối tổ hợp nguồn gió tổ hợp nguồn Diesel với KV2 nên hỏng hóc KV1 gây ảnh hưởng lớn đến KV2 TND2,1  R pd (2,1)1  [1  AS (2,1)]  2,1 T 1r1  12  0, 48(h) 100 Tình - Hỏng hóc KV2 Độ dài đẳng trị KV2 km với cường độ hỏng hóc λ0 = ( lần/100km.năm), thời gian sửa chữa cố r = 12h/lần sửa chữa KV2 nằm đường nối tổ hợp nguồn gió tổ hợp nguồn Diesel với KV3 nên hỏng hóc KV2 gây ảnh hưởng lớn đến KV3 TND3,2  R pd (3, 2)  [1  AS (3, 2)]  T  2r2  12  0,96(h) 100 Tình - Hỏng hóc KV3 TND3,3  R pd (3,3)3  [1  AS (3,3)]  3,2 33 3,5 3r3  .12  1,68(h) T 100 Tình - Hỏng hóc tổ hợp Nguồn phát Diesel - MBA Trước tiên ta tính thời gian ngừng điện khoảng xảy cố 3,N   3,N,i Fi i 1 Trong : 3,N,i thời gian ngừng điện ứng với trạng thái thứ i tổ hợp MF gió Fi xác suất tương ứng trạng thái i tổ hợp Thời gian ngừng điện khoảng thời gian công suất tổ hợp MF gió nhỏ công suất tổng Nguyễn Văn Hùng 96 Luận văn Cao học GVHD : PGS.TS Trần Bách 3khu vực KV1, KV2 KV3 Để xác định thời gian thiếu công suất, ta lập bảng công suất tổng khu vực KV1, KV2 KV3 sau : Thời gian, h Công suất, kW 0-3 3-4 4-7 7-8 8-9 9-10 10-11 11-24 1230 900 660 600 400 360 270 200 Bảng 3.15 Tổng công suất tiêu thụ KV1 KV2 STT CSTT, kW XSTT, Fi 2,N,i 1,N,i Fi 0,665009045 24 15,96021708 175 0,000379755 24 0,00911412 262,5 0,000209520 11 0,00230472 350 0,012566835 10 0,12566835 525 0,139112065 1,11289652 700 0,009314910 0,03725964 787,5 0,073013840 0,29205536 1050 0,100394030 0,30118209 Tổng 3,N   3,N,i Fi 17,84069788 i 1 Bảng 3.16 Thời gian ngừng điện khu vực TND3,N  R pd (3, N) N  [1  AS (3, N)] 3N 17,84069788  N rN  0,07.68,6 T 24  3,5696(h) Vậy tổng thời gian ngừng điện toàn KV3 : TND3  TND3,1  TND3,2  TND3,3  TND3,N  0,48  0,96  1,68  3,5696  6,6896(h) Nguyễn Văn Hùng 97 Luận văn Cao học 3.4 GVHD : PGS.TS Trần Bách Kết luận Đối với lưới điện Lý Sơn, hệ thống điện độc lập có nguồn phát gió chạy song song với nguồn phát Diesel, ảnh hưởng nguồn gió đến độ tin cậy toàn lưới thể rõ rệt Đó xảy cố phần nguồn cấp – tổ hợp MF Diesel MBA khu vực phụ tải cấp nguồn nguồn điện gió Tính ngẫu nhiên tốc độ gió vào MF gió giải mô hình trạng thái công suất phát MF ứng với xác suất khác KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Luận văn trình bày lý thuyết chung độ tin cậy hệ thống điện chi tiết độ tin cậy lưới điện phân phối Luận văn giới thiệu tiêu để đánh giá độ tin cậy hệ thống điện, có tiêu phần tử hệ thống điện tiêu tổng hợp để đánh giá độ tin cậy theo quan điểm khách hàng Đồng thời phân tích yếu tố ảnh hưởng phương pháp nâng cáo độ tin cậy lưới điện phân phối Luận văn trình bày tổng quan nguồn điện gió, dạng tuabin – máy phát thường dùng, ưu nhược điểm loại Luận văn trình bày ảnh hưởng nguồn gió đến chất lượng điện năng, độ tin cậy lưới phân phối có gắn nguồn điện gió Đặc biệt, có trình bày mô hình độ tin cậy đa trạng thái nguồn điện gió có xét tính ngẫu nhiên tốc độ gió đầu vào nhằm phục vụ cho việc tính toán độ tin cậy lưới phân phối có gắn nguồn điện gió Bài toán xác định độ tin cậy lưới điện phân phối có gắn với nguồn điện gió toán phức tạp, nghiên cứu, tính toán cần xét tới nhiều yếu tố ảnh hưởng Đặc biệt yếu tố cấu trúc lưới phân phối, tính ngẫu nhiên tốc độ gió ảnh hưởng lên công suất phát nguồn gió, tính ngẫu nhiên phụ tải Để đạt mức xác yêu cầu toán cần xác định mô hình độ tin cậy phù hợp nguồn điện gió lưới phân phối Nguyễn Văn Hùng 98 Luận văn Cao học GVHD : PGS.TS Trần Bách TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Nguyễn Đức Hạnh, Nghiên cứu nâng cao hiệu kinh tế, chất lượng điện áp độ tin cậy quy hoạch lưới điện trung áp , Luận án tiến sĩ Kỹ thuật điện ; Hà nội 2011 [2] Nguyễn Ngọc, Điện gió , NXB Lao động ; 2012 [3] Trần Bách, Lưới điện & Hệ thống điện Tập , NXB Khoa học kỹ thuật ; 2007 [4] Trần Bách, Lưới điện & Hệ thống điện Tập 2, NXB Khoa học kỹ thuật ; 2008 [5] Thông tư 32/2010/TT-BCT ngày 30 tháng 07 năm 2010 việc quy định đấu nối hệ thống điện phân phối ; Hà nội 2010 [6] Vũ Thị Thu Hoài, Nghiên cứu đề xuất giải pháp đảm bảo độ an toàn cung cấp điện cho loại hộ phụ tải Việt nam, Báo cáo đề tài nghiên cứu khoa học ; Hà nội 2005 Tiếng Anh [7] A.EHSANI, A.M RANJBAR, M.FOTUHI-FIRUZABAD, A ABBASPOUR , A Probabilistic Model for Reliability Evaluation of Wind Turbine Generation Systems Joural of the North Carolina Academy of Science ; 2007 [8] Ake Larsson, The Power quanlity of Wind turbines , Thesis for Degree of Doctor of Philosophy [9] KAZEMI KAREGAR, Effect of Wind Turbines on Reliability of Distribution Power Systems , The International Conference on Electrical Engineering 2008 [10] Liang Wu, Jeongje Park, Jaeseok Choi, A.A EI-Keib , Probabilistic Reliability Evaluation of Power Systems Including Wind Turbine Generators Considering Wind Speed Correlation , Joural of Electrical Engineering & Technology Vol.4 ; 2009 [11] Peng Wang, Roy Billinton, Reliability Benefit Analysis of Adding WTG to a Distribution System , IEEE June 2001 Nguyễn Văn Hùng 99 Luận văn Cao học GVHD : PGS.TS Trần Bách [12] OLIMPO ANAYA-LARA, NICK JENKINS, JANAKA EKANAYAKE, PHILL CARTWRIGHT, MIKE HUGHES, Wind Energy Generation Modelling and control , Wiley [13] T.A Short , Electric Power Distribution handbook , CRC Press [14] Thomas Ackermann, Wind power in Power System, John Wiley & Sons, Ltd [15] Technical Feasibility Studies Vietnam, ASEAN Wind 2005 [16] Yu-Quing He, Jian-chun Peng, Reliability Evaluation of Electrical Distribution System Considering the Random energy output of Wind Power Generators, China International Conference on Electricity Distribution (CICED 2012 ) Nguyễn Văn Hùng 100 ... - NGUYỄN VĂN HÙNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN GIÓ ĐẾN ĐỘ TIN CẬY CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI Chuyên ngành : Kỹ thuật điện LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT ĐIỆN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA... tích, tính toán ảnh hưởng nguồn điện gió đến độ tin cậy lưới điện phân phối Cụ thể, tính tiêu độ tin cậy - thời gian ngừng điện năm phụ tải kết nối vào lưới phân phối có nguồn gió xét tới tính... nối nguồn gió vào lưới điện phân phối gây nhiều vấn đề cần nghiên cứu thay đổi chất lượng điện lưới, thay đổi độ tin cậy lưới kết nối với nguồn gió Luận văn nhằm mục đích nghiên cứu, phân tích,