Nghiên cứu các biện pháp nâng cao khả năng tải của lưới truyền tải 220kv 500kv

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI PHẠM VĂN THUẬN NGHIÊN CỨU CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO KHẢ NĂNG TẢI CỦA LƢỚI TRUYỀN TẢI 220KV-500KV LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT HỆ THỐNG ĐIỆN Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS TRẦN BÁCH H N i 10/2015 Phạm Văn Thuận Luận văn cao học LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan tồn luận văn thân tơi nghiên cứu, tính tốn phân tích Số liệu đưa luận văn dựa kết tính tốn trung thực tơi, không chép hay số liệu công bố Nếu sai với lời cam kết trên, xin hoàn toàn chịu trách nhiệm Tác giả Phạm Văn Thuận Phạm Văn Thuận Luận văn cao học MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ CHƢƠNG MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề t i Error! Bookmark not defined.6 Tên đề t i: “Nghiên cứu biện pháp nâng cao khả tải lƣới truyền tải 220kV- 500kV” .6 Tóm tắt n i dung luận văn: .6 Ý nghĩa khoa học đề t i: Ý nghĩa thực tiễn đề t i: CHƢƠNG .8 KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ LƢỚI TRUYỀN TẢI ĐIỆN MIỀN BẮC VIỆT NAM 1.1 Khái quát hệ thống điện 1.2 Lƣới truyền tải 10 CHƢƠNG .20 KHẢ NĂNG TẢI CỦA LƢỚI ĐIỆN 20 CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO KHẢ NĂNG TẢI 20 2.1 Định nghĩa khả tải 20 2.2 Các điều kiện v tiêu chuẩn xác định giới hạn công suất tải lƣới truyền tải điện 24 2.2.1 Các điều kiện xác định giới hạn công suất tải lưới điện 24 2.2.2 Các tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng để tính khả tải 25 2.3 Các biện pháp kỹ thuật nâng cao khả tải tổng lƣới truyền tải 26 2.3.1 Biện pháp tăng khả tải nhiệt đường dây điện không 26 2.3.2 Các biện pháp nâng cao khả tải điện áp ổn định điện áp, ổn định tĩnh 25 2.3.3 Sử dụng thiết bị FACTS linh hoạt hóa đường dây điện 31 2.4 Các phƣơng pháp tính v đánh giá khả tải tổng lƣới truyền tải 32 2.4.1 Thuật tốn chung tính khả tải tổng 32 2.4.2 Các phương pháp tính 35 Phạm Văn Thuận Luận văn cao học 2.4.3 Phương pháp tuyến tính hóa 37 2.4.4 Hệ số phân bố công suất(PTDF) 39 2.4.5 Phương pháp hệ số phân bố cố đường dây (LODF-Line Outage Distribution Factor) 42 2.4.6 Phương pháp tính lặp lại chế độ-ACPF DCPF 42 2.4.7 Phương pháp tính liên tục chế độ-CPF 48 2.4.8 Phương pháp tính phân bố cơng suất tối ưu-OPF 50 CHƢƠNG .52 PHÂN TÍCH KHẢ NĂNG TẢI CỦA LƢỚI TRUYỀN TẢI ĐIỆN MIỀN BẮC THEO TIÊU CHUẨN N-1 VÀ ĐIỀU KIỆN PHÁT NÓNG, ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC 52 3.1 Tiêu chuẩn N-1 52 3.2 Lƣới truyền tải điện miền Bắc .52 3.3 Sơ đồ v số liệu 55 3.4 Chƣơng trình tính tốn 68 3.5 Các kịch tính tốn 69 3.6 Tính toán chế đ mùa mƣa 69 3.6.1 Các chế độ tính toán 71 3.6.2 Chế độ bình thường 71 3.6.2a Chế độ cố 71 3.6.3 Chế độ tải cao 735 3.6.3a Chế độ tải cao, tách ĐD khỏi vận hành 73 3.6.4 Đặt chế độ 3.6.3a 76 3.6.5 Chế độ cố ĐD500kV NQ-T Tín 76 3.6.6 Chế độ cố MBA 500/220kV Hiệp Hòa 78 3.7 Tính tốn chế đ mùa khơ .80 3.8 Nhận xét chung 83 KẾT LUẬN VÀ CÁC ĐỀ XUẤT ĐƢỢC ĐƢA RA .84 Phạm Văn Thuận Luận văn cao học CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU Chữ viết tắt Tên đầy đủ HTĐ Hệ thống điện TTĐ Truyền tải điện TBA Trạm biến áp MBA Máy biến áp CSTD Công suất tác dụng CSPK Công suất phản kháng CSBK Công suất biểu kiến NMĐ Nhà máy điện NĐ Nhiệt điện TĐ Thủy điện LPP Lưới phân phối KNTT Khả tải tổng KNTKD Khả tải khả dụng DTĐTC Dự trữ độ tin cậy DTLI Dự trữ lợi ích SO Đơn vị vận hành (Điều độ) lưới điện TT Thứ tự STT Số thứ tự Phạm Văn Thuận Luận văn cao học DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Ảnh hưởng thiết bị FACTS đến hệ thống điện Bảng 2.2: So sánh phương pháp tính khả tải Bảng 2.3: Kết tính tốn PTDF ITC đường dây tải điện Bảng 3.1: Thông số nút Bảng 3.2: Thông số máy phát (nguồn) Bảng 3.3: Thông số đường dây hệ đơn vị tương đối Bảng 3.4: Thông số loại dây dẫn DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống điện Hình 1.2: Sơ đồ bố trí đƣờng dây v TBA lƣới truyền tải điện miền Bắc Hình 2.1: Khả tải khả dụng Hình 2.2: Sơ đồ phân loại ổn định hệ thống điện Hình 2.3: Ví dụ sơ đồ lƣới điện nút Hình 2.4: Sơ đồ thuật tốn phƣơng pháp N-R Hình 2.5: Sai số phƣơng pháp DC Hình 2.6: Tập hợp đƣờng cong nghiệm khơng gian (U,λ) Hình 3.1: Sơ đồ lƣới truyền tải điện miền Bắc Hình 3.1a: Sơ đồ bố trí đƣờng dây v TBA lƣới Truyền tải miền Bắc Hình 3.2: Đƣờng dây Hịa Bình – H Đơng 1, q tải Hình 3.2a: Nhảy cố đƣờng dây Hịa Bình - H Đơng Hình 3.2b: Tách đƣờng dây Thƣờng Tín – H Đơng Hình 3.3: Nhảy cố đƣờng dây 500kV Nho Quan - Thƣờng Tín Hình 3.4: Nhảy cố MBA 500/220kV trạm Hiệp Hịa Hình 3.5: Nhảy cố đƣờng dây 500kV Thƣờng Tín - Quảng Ninh Phạm Văn Thuận Luận văn cao học CHƢƠNG MỞ ĐẦU T NH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Trong thời kỳ cơng nghiệp hóa đại hóa, với phát triển mạnh mẽ kinh tế Việt Nam, hệ thống điện Việt Nam nói chung lưới truyền tải điện (TTĐ) nói riêng phát triển nhanh chóng phạm vi công suất Việc nghiên cứu khả tải chế độ vận hành lưới TTĐ yêu cầu cần thiết, để thấy điểm yếu lưới TTĐ, tìm biện pháp nâng cao khả tải cho lưới điện Trong phạm vi luận văn này, hạn chế thời gian nên tác giả giới hạn việc tính tốn nghiên cứu biện pháp nâng cao khả tải cho lưới TTĐ, áp dụng cho lưới điện miền Bắc Việt Nam (Công ty TTĐ1 quản lý vận hành) TÊN ĐỀ TÀI: “NGHIÊN CỨU CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO KHẢ NĂNG TẢI CỦA LƢỚI TRUYỀN TẢI 220KV- 500KV” TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN: Nội dung luận văn gồm chương: Chương 1: Khái quát HTĐ lưới TTĐ miền Bắc Việt Nam Chương 2: Khả tải lưới điện –các giải pháp nâng cao khả tải Chương 3: Phân tích khả tải lưới TTĐ miền Bắc theo tiêu chuẩn N-1 điều kiện phát nóng, đề xuất giải pháp khắc phục Ý NGH A KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI: Hiểu biết tổng thể Hệ thống điện, phần tử hệ thống điện, phương pháp tính tốn chế độ xác lập Hệ thống điện Hiểu biết khả tải lưới điện biện pháp, thiết bị sử dụng để nâng cao khả tải cho lưới điện Ý NGH A THỰC TI N CỦA ĐỀ TÀI: Cập nhật sơ đồ trạng lưới Truyền tải điện Việt Nam lưới TTĐ miền Bắc Việt Nam Tính tốn thơng số vận hành đánh giá khả tải lưới TTĐ miền Phạm Văn Thuận Luận văn cao học Bắc Việt Nam phương thức vận hành khác nguồn lưới Các đề xuất biện pháp nâng cao khả tải cho lưới TTĐ miền Bắc Việt Nam Phạm Văn Thuận Luận văn cao học CHƢƠNG KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ LƢỚI TRUYỀN TẢI ĐIỆN MIỀN BẮC VIỆT NAM 1.1 KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN Hệ thống điện: Là tập hợp phần tử máy phát điện, máy biến áp, đường dây …nối liền với thể thống nhất, điều khiển chung, làm nhiệm vụ sản xuất, truyền tải phân phối, sử dụng điện Hệ thống điện quốc gia thể thống nhất, làm việc tần số lựa chọn (50Hz, 60Hz, 100Hz, ) Hệ thống chia làm ba phần theo chức năng: Các nhà máy phát điện, lưới điện truyền tải (Transmission Network) lưới điện phân phối (Distribution Network) Các nhà máy điện sử dụng nguồn lượng sơ cấp khác biến đổi thành lượng điện Căn vào loại lượng sơ cấp ta phân thành loại: Nhà máy thủy điện sử dụng dòng nước quay tua bin, máy phát để phát điện Nhà máy nhiệt điện sử dụng dạng lượng hóa thạch (than, khí, dầu, ) đốt giải phóng lượng tạo nước tạo khí buồng đốt quay tua bin, máy phát để phát điện Nhà máy điện hạt nhân sử dụng lượng hạt nhân tạo nước quay tua bin Ngồi cịn có NMĐ khác nhà máy phong điện sử dụng sức gió, nhà máy điện địa nhiệt sử dụng lượng nhiệt ngầm đất, NMĐ thủy triều sử dụng lượng thủy triều để quay tua bin Tại nhà máy phát điện, điện áp phát cực máy phát từ ÷ 24 kV Để tải điện xa đến phụ tải liên kết nhà máy điện, phải nâng điện áp lên cao áp 110-220-500-750-1000kV để nâng khả tải tránh tổn thất Năng lượng điện đến trung tâm phụ tải lại hạ điện áp xuống cấp trung áp, hạ áp để cấp cho Phạm Văn Thuận Luận văn cao học phụ tải điện áp phù hợp Điện sản ph m dự trữ mà phụ tải yêu cầu đến đâu hệ thống điện sản xuất đến Cơng suất nguồn điện sản xuất phải cân b ng với công suất điện tiêu thụ phụ tải cộng với phần tổn thất lưới điện Nếu cân b ng xảy làm thay đổi tần số điện áp HTĐ, điều gây ảnh hưởng đến thiết bị điện tồn HTĐ dẫn đến tan rã hệ thống Ở Việt Nam quy định cấp điện áp lưới truyền tải điện 220÷500kV, lưới phân phối cao áp 110÷66kV, lưới phân phối trung áp 35-22-15-10-6kV lưới phân phối hạ áp 0,4kV Sơ đồ mơ hình hệ thống điện mơ tả Hình 1.1 Phạm Văn Thuận Luận văn cao hc Tđ Bản Chát Tđ Nậm Chiến Tx sơn La Hiệp Hòa 48 500kV 49 sơn La 220kV 42 25 sơn La 500kV Bắc Giang 26 45 56 Sóc Sơn Bắc Ninh 27 47 37 Vân Trì Hòa Bình 220kV Chèm 16 Mai động Tràng Bạch Vạt Cách Nđ Hải Phòng 18 đồng Hòa Nam định Phđ Lý 38 Th-êng TÝn 500kV Ba ChÌ Nho Quan 220kV 52 Nđ Nghi Sơn Nghi Sơn 220kV Tđ B?n Lỏ 33 Thái Bình Nđ Hủa Na Ninh Bình 31 đình Vũ 40 30 50 15 Th-ờng Tín 220kV 29 Nđ Uông Bí 19 Hải D-ơng Xuân Mai Nho Quan 500kV 22 Nđ Phả Lại 14 Tđ Hòa Bình 17 Nđ Cẩm Phả 34 21 20 Phố Nối Hà đông Hòa Bình 500kV Quảng Ninh 220kV 35 23 54 24 46 Vĩnh Yên 39 Nđ Sơn đông Nđ Mạo Khê Việt Trì Tđ sơn La Tđ Bắc Hà Quảng Ninh 500kV 28 Hiệp Hòa 43 220kV 36 Nđ Quảng Ninh Thái Nguyên 44 53 Yên Bái Tđ Tuyên Quang 10 Chú thích: 51 500 kV 11 32 H-ng đông 220 kv đụ Lu o ng nhà máy điện H Tinh H Tinh 41 12 MBA 500 kv 55 Nđ Vũng đà Nẵng 13 đồng Hới Hỡnh 3.2a: Nhảy Nhy ng dõydây HũaHòa Bỡnh 1Bình H -ụng Hình 3.2b: đ-ờng Hà đông 74 Phm Vn Thun Lun cao hc Tđ Bản Chát Tđ Nậm Chiến Tx sơn La Hiệp Hòa 48 500kV 49 sơn La 220kV 42 25 sơn La 500kV Bắc Giang 26 45 24 56 Sóc Sơn Bắc Ninh 27 47 37 Vân Trì Hòa Bình 220kV Chèm 16 Tràng Bạch Vạt Cách Nđ Hải Phòng 18 15 Th-ờng Tín 220kV 29 đồng Hòa Nam định Phủ Lý 38 Th-êng TÝn 500kV Ba ChÌ Nho Quan 220kV 52 Nđ Nghi Sơn Nghi Sơn 220kV Tđ B?n Lỏ 33 Thái Bình Nđ Hủa Na Ninh Bình 31 đình Vũ 40 30 50 Hải D-ơng Xuân Mai Nđ Uông Bí 19 14 Nho Quan 500kV 22 Nđ Phả Lại Mai động Tđ Hòa Bình 17 Nđ Cẩm Phả 34 21 20 Phố Nối Hà đông Hòa Bình 500kV Quảng Ninh 220kV 35 23 54 46 Vĩnh Yên 39 Nđ Sơn đông Nđ Mạo Khê Việt Trì Tđ sơn La Tđ Bắc Hà Quảng Ninh 500kV 28 Hiệp Hòa 43 220kV 36 Nđ Quảng Ninh Thái Nguyên 44 53 Yên Bái Tđ Tuyên Quang 10 Chú thích: 51 500 kV 11 32 H-ng đông 220 kv đụ Lu o ng nhà máy điện H Tinh Hà Tinh 41 12 MBA 500 kv 55 N® Vũng đà Nẵng 13 đồng Hới Hình 3.1b: Tách Th-ờng Tin - Hà Hỡnh 3.2b: Tỏch11đ-ờng ng dõy Thng Tớn H đông ụng 75 Phm Vn Thun Lun văn cao học 3.6.4 Đặt chế độ vận hành hệ thống trường hợp 3.6.3a cho phát tăng nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh từ P = 300 MW lên 500MW Khi cơng suất phát TĐ Hịa Bình giảm từ 1902MW xuống cịn 1699MW, đường dây Hịa Bình – Hà Đơng hết q tải (365/360 342/360) Kết tính tốn trình bày phụ lục Như vậy, chế độ phải chấp nhận dùng nguồn nhiện điện có giá thành cao thay cho nguồn thủy điện để giảm tải cho đường dây 3.6.5 Chế độ TĐ Sơn La phát công suất P = 2000MW, tải vào miền Trung qua Hà Tĩnh 500MW Giả sử xảy cố nhảy đường dây 500kV Nho Quan Thường Tín (nhánh 38-40) hình 3.3 Sau tính tốn thấy r ng đường dây Hịa Bình – Hà Đơng Hịa Bình – Hà Đơng q tải nặng (469/360 = 130% 439/360 = 122%) Trong trường hợp đường dây Hịa Bình – Hà Đơng (các nhánh 1-3) bị tách tải dẫn đến cố đường dây khác – Hệ thống ổn định Chi tiết số liệu đầu vào kết xem phụ lục 76 Phạm Vn Thun Lun cao hc Tđ Bản Chát Tđ Nậm Chiến Tx sơn La Hiệp Hòa 48 500kV 49 sơn La 220kV 42 25 sơn La 500kV Bắc Giang 26 45 56 Sóc Sơn Bắc Ninh 27 37 Vân Trì Hòa Bình 220kV Phố Nối Chèm Hà đông 16 Mai động Hòa Bình 500kV Tràng Bạch Vạt Cách 15 Nđ Hải Phòng 18 Th-ờng Tín 220kV đồng Hòa Nam định Phủ Lý 38 Th-ờng Tín 500kV Ba Chè Nho Quan 220kV 33 Thái Bình 52 Nđ Nghi Sơn 10 Nghi Sơn 220kV Tđ B?n Lỏ ®×nh Vị N® Hđa Na Ninh B×nh 31 40 30 50 Hải D-ơng 29 Nđ Uông Bí 19 Nho Quan 500kV 22 Nđ Phả Lại 14 Xuân Mai Tđ Hòa Bình 17 Nđ Cẩm Phả 34 21 20 47 Qu¶ng Ninh 220kV 35 23 54 24 46 Vĩnh Yên 39 Nđ Sơn đông Nđ Mạo Khê Việt Trì Tđ sơn La Tđ Bắc Hà Quảng Ninh 500kV 28 Hiệp Hòa 43 220kV 36 Nđ Quảng Ninh Thái Nguyên 44 53 Yên Bái Tđ Tuyên Quang Chú thích: 51 500 kV 11 32 H-ng đông 220 kv đụ Lu o ng nhà máy điện H Tinh Hà Tinh 41 12 MBA 500 kv 55 N® Vịng đà Nẵng 13 đồng Hới Nhy s c ng dõy Tớn1, tải nặng Hình 3.3: đ-ờngHỡnh dây3.3: Nho Quan Th-ờng Tín 500kV nhảy, Nho HòaQuan Bình-Thng Hà ®«ng 77 Phạm Văn Thuận Luận văn cao học 3.6.6 Chế độ TĐ Sơn La phát công suất P = 2000MW, tải vào miền Trung qua Hà Tĩnh 1200MW Do xảy cố nhảy MBA 500/220kV trạm 500kV Hiệp Hịa (nhánh 42-43) qua tính tốn ta thấy: Các đường dây Hịa Bình – Hà Đơng Hịa Bình – Hà Đơng tải nặng (445/360 = 124% 418/360 =116%), NMTĐ Hịa Bình bị q tải nặng (2358/1920 = 123%) Nhà máy đường dây có nguy bị tách khỏi hệ thống cao gây thiếu hụt công suất lớn cho hệ thống Chi tiết số liệu đầu vào kết xem phụ lục 78 Phạm Văn Thuận Luận văn cao học Tđ Bản Chát Tđ Nậm Chiến Tx sơn La Hiệp Hòa 48 500kV 49 sơn La 220kV 42 25 sơn La 500kV Hiệp Hòa 220kV 36 Quảng Ninh 500kV 28 43 26 Bắc Giang 45 56 Sóc Sơn Bắc Ninh 27 37 Phố Nối Chèm Hà đông 15 29 Nđ Hải Phòng đồng Hòa Nam định 38 Th-ờng TÝn 500kV Ba ChÌ Nho Quan 220kV 52 N® Nghi Sơn 10 Nghi Sơn 220kV 33 Thái Bình Nđ Hủa Na Ninh Bình 31 đình Vũ T® B?n Lá 30 18 Th-êng TÝn 220kV Phđ Lý 40 Nđ Uông Bí 50 Hải D-ơng Xuân Mai Nho Quan 500kV 22 Vạt Cách 19 14 Tđ Hòa Bình Tràng Bạch Nđ Phả Lại Mai động Hòa Bình 500kV 17 16 Nđ Cẩm Phả 34 21 20 47 Vân Trì Hòa Bình 220kV Quảng Ninh 220kV 35 23 54 24 46 Vĩnh Yên 39 Nđ Sơn đông Nđ Mạo Khê Việt Trì Tđ sơn La Tđ Bắc Hà Nđ Quảng Ninh Thái Nguyên 44 53 Yên Bái Tđ Tuyên Quang Chú thích: 51 500 kV 11 32 H-ng đông 220 kv đụ Lu o ng nhà máy điện H Tinh H Tinh 41 12 MBA 500 kv 55 Nđ Vũng đà Nẵng 13 đồng Hới Hình 3.4: Nhảy cố MBA 500/220kV trạm Hiệp H×nh 3.4: Nhảy MBA 500/220kV HiệpsHòa đ-ờng dây Hòa BìnhHũa - Hà đông 1, tải nặng 79 Phm Văn Thuận Luận văn cao học 3.7 Tính tốn chế đ mùa khơ 3.7.1 Chế đ bình thƣờng Vào mùa khô, mực nước hồ thủy điện thấp nên NMTĐ phát công suất thấp, Các NMNĐ phải phát công suất cao để bù lượng công suất thiếu hụt Ta chọn NMTĐ Hịa Bình (nút 1) làm nhà máy điều tần hệ thống Để tìm điểm yếu lưới ta chọn chế độ công suất phụ tải 80% nút Đây tải nút sau trừ phần công suất cung cấp NMĐ bơm vào nút qua lưới 110kV Chế độ bình thường chế độ mà đường dây MBA vận hành ổn định Còn chế độ cố (N-a) chế độ nhảy (hoặc tách) a đường dây MBA Các số liệu đầu vào kết thể phụ lục đến phụ lục 10 3.7.2 Chế đ tải - Xét chế độ NMTĐ phát công suất thấp (TĐ Sơn La phát P= 800MW, TĐ Tuyên Quang phát P= 150MW, TĐ Nậm Chiến phát P = 110MW,…) nhà máy nhiệt điện phát công suất cao (NĐ Phả lại phát 624MW, NĐ Hải Phòng phát P= 800MW, NĐ Quảng Ninh phát P= 400MW,…) Tải qua trạm Hà Tĩnh vào miền Trung 1200MW Kết tính tốn phụ lục cho thấy đường dây 220kV từ NĐ Mạo Khê NĐ Phả Lại (Nhánh 17- 54 ) gần đầy tải (462/505MW), đường dây 220kV Phả Lại- Bắc Ninh ( nhánh 17- 27) tải ( 425/373MW ) Tuy nhiên Nhà máy thủy điện Hịa Bình bị q tải (1967,7/1920MW) khơng đáp ứng cơng suất cho Hệ thống Kết tính tốn xem phụ lục - Xét chế độ NMTĐ phát công suất thấp ( TĐ Sơn La phát P= 800MW, TĐ Tuyên Quang phát P= 150MW, TĐ Nậm Chiến phát P = 110MW,…) nhà máy nhiệt điện phát cơng suất cao (NĐ Hải Phịng phát P= 800MW, NĐ Quảng Ninh phát P= 400MW,…) Tải qua trạm Hà Tĩnh vào miền Trung 1200MW Khi điều chỉnh công suất phát NĐ Phả Lại lên P= 800MW giảm tải đường dây 220kV từ NĐ Mạo Khê NĐ Phả Lại (Nhánh 17- 54), đường dây 220kV Phả Lại- Bắc Ninh(nhánh 17- 27) tải ( 425/373MW ) Nhà máy thủy điện Hịa Bình hết q tải (1793/1920MW), hệ thống vận hành bình thường Kết tính tốn phụ lục - Trong chế độ trường hợp Nếu tải qua trạm Hà Tĩnh vào miền Trung 500MW hệ thống vận hành bình thường Kết tính tốn thể phụ lục 80 Phạm Văn Thuận Luận văn cao học 3.7.2 Chế đ cố - Với chế độ vận hành trường hợp 3.7.2 Khi xảy cố đường dây 500kV Quảng Ninh – Thường Tín (Hình 3.5) đường dây Mạo Khê – Phả Lại (Nhánh 54 – 17) tải nặng (650/505 = 129%), Phả Lại – Bắc Ninh (Nhánh 17 - 27) tải nặng (466/373 = 125%) có nguy bị tách khỏi vận hành Khi nhà máy nhiệt điện Mạo Khê, ng Bí, Quảng Ninh bị tách khỏi hệ thống hệ thống bị thiếu hụt cơng suất, có nguy tan rã Kết tính toán thể phụ lục 10 Để tránh xảy trường hợp cố này, cần nhanh chóng hồn thiện đưa đường dây 500kV mạch Nho Quan – Thường Tín, Thường Tín- Phố Nối- Hiệp Hịa.v.v vào vận hành để cố đường đường lại đảm bảo vận hành 81 Phạm Vn Thun Lun cao hc Tđ Bản Chát Tđ Nậm Chiến Tx sơn La Hiệp Hòa 48 500kV 49 sơn La 220kV 42 25 sơn La 500kV Hiệp Hòa 220kV 36 Quảng Ninh 500kV 28 43 Bắc Giang 26 45 56 Sóc Sơn Bắc Ninh 27 47 37 Vân Trì Hòa Bình 220kV Chèm 16 Tràng Bạch Vạt Cách Nđ Hải Phòng 18 15 Th-ờng Tín 220kV đồng Hòa Nam định Phủ Lý 38 Th-ờng Tín 500kV Ba Chè Nho Quan 220kV 33 Thái Bình 52 Nđ Nghi Sơn 10 Nghi Sơn 220kV Tđ B?n Lỏ đình Vũ Nđ Hủa Na Ninh Bình 31 40 30 50 Hải D-ơng 29 Nđ Uông Bí 19 14 Xuân Mai Nho Quan 500kV 22 Nđ Phả Lại Mai động Tđ Hòa Bình 17 Nđ Cẩm Phả 34 21 20 Phố Nối Hà đông Hòa Bình 500kV Quảng Ninh 220kV 35 23 54 24 46 Vĩnh Yên 39 Nđ Sơn đông Nđ Mạo Khê Việt Trì Tđ sơn La Tđ Bắc Hà Nđ Quảng Ninh Thái Nguyên 44 53 Yên Bái Tđ Tuyên Quang Chú thích: 51 500 kV 11 32 H-ng đông 220 kv đụ Lu o ng nhà máy điện H Tinh Hà Tinh 41 12 MBA 500 kv 55 N® Vịng đà Nẵng 13 đồng Hới HỡnhHình 3.5: Nhy c ĐZQu¶ng 500kV Thƣờng QuảngTÝn Ninh 3.5: Nh¶y Ninh - TínTh-êng 82 Phạm Văn Thuận Luận văn cao học 3.8 Nhận xét chung Qua tính tốn chế độ vận hành bình thường cố lưới điện truyền tải miền Bắc mùa mưa mùa khô Với phụ tải nút khoảng 80% công suất định mức trạm đường dây đầy tải công suất truyền tải vào Nam qua đường dây 500kV mức 500MW Ở chế độ mùa mưa truyền tải cơng suất vào Nam 1200MW đường Hịa Bình – Hà Đơng q tải Giải pháp đưa đóng tụ bù trạm Hà Đơng, Chèm, Mai Động tách đường dây Thường Tín - Hà Đông không giảm tải nhiều cho đường dây Khi cần giải pháp tăng cơng suất phát số nhà máy nhiệt điện phía Đơng Bắc Còn trường hợp đường dây 500kV Nho Quan – Thường Tín MBA 500/220kV trạm Hiệp Hịa cố có nguy cố lan tràn hệ thống Nhìn chung chế độ mùa mưa dễ q tải đường dây từ Hịa Bình Hà Đông Nếu đường dây bị cố gây cố nhảy đường dây cịn lại cố lan truyền tiếp Đây điểm yếu lưới truyền tải điện miền Bắc Ở chế độ mùa khô tải vào Nam qua trạm 500kV Hà Tĩnh 500MW hệ thống vận hành ổn định Khi tải vào Nam 1200MW có NMNĐ cơng suất lớn phát thấp TĐ Hịa Bình bị tải Trong trường hợp cố đường dây 500kV Quảng Ninh – Thường Tín đường dây lại tải, nguy tải tiếp đường dây khác dẫn đến nhà máy NĐ Đông Bắc bị tách lưới cao Cần phải tránh trường hợp xảy Lưới TTĐ miền Bắc có độ dự phịng, năm qua đưa mạch đường dây 500kV Quảng Ninh- Thường Tín, đường dây mạch kép 500kV Quảng Ninh- Hiệp Hịa, Quảng Ninh- Mông Dương nh m ổn định hệ thống cố đường dây trọng yếu khả tải cố đường dây khác hạn chế 83 Phạm Văn Thuận Luận văn cao học KẾT LUẬN VÀ CÁC ĐỀ XUẤT ĐƢỢC ĐƢA RA Lưới TTĐ miền Bắc nói riêng lưới TTĐ Việt Nam nói chung giai đoạn phát triển mạnh mẽ Do đầu tư nguồn, lưới TTĐ lưới phân phối chưa đồng dẫn đến hệ thống thiếu dự phòng Khi cố phải tách đường dây MBA để bảo dưỡng sửa chữa phần lại lưới TTĐ dễ bị tải cố lan tràn Điều đòi hỏi phải nhanh chóng đầu tư xây dựng đường dây TBA truyền tải để đảm bảo truyền tải hết công suất phát nhà máy điện có mạch vịng liên kiết, đảm bảo hệ thống vận hành kinh tế theo mùa cung ứng nhiên liệu Trước mắt cần nhanh chóng đưa mạch đường dây 500kV Nho Quan – Thường Tín, xây dựng TBA 500kV Phố Nối, TBA Nam Hà Nội, xây dựng đường dây Phố Nối- Hiệp Hịa, đường dây 220kV Thường Tín- Kim Động, Kim Động- Hải Dương Hải Dương – NĐ Thái Bình Nâng cơng suất xây dựng thêm đường dây từ Hịa Bình Hà Đơng Tuy nhiên việc xây dựng đường dây TBA gặp nhiều khó khăn vốn đầu tư Hơn việc giải phóng mặt b ng để xây dựng gặp nhiều vướng mắc thường chậm tiến độ Vì việc nghiên cứu đặt thiết bị bù điều khiển linh hoạt lưới điện cần sớm triển khai, đảm bảo hiệu suất cao cho vận hành lưới điện, tiến tới xây dựng lưới điện thông minh Đề xuất Tập đồn Điện lực Việt Nam, giao Tổng cơng ty Truyền tải điện quốc gia yêu cầu đơn vị Tư vấn lập Báo cáo nghiên cứu khả thi đầu tư xây dựng (BCNCKT) cơng trình Lắp đặt tụ bù SVC TBA 500kV Đà Nẵng Ơ Mơn trạm biến áp 500kV Đà Nẵng trạm biến áp 500kV Ơ Mơn hữu trình Tổng cục Năng lượng phê duyệt; hai trạm nút quan trọng trục đường dây truyền tải điện 500kV Bắc – Nam (mở rộng đến miền Tây Nam Bộ) Qua thời gian ngắn nghiên cứu lý thuyết tính tốn luận văn trình bày lý thuyết khả tải biện pháp nâng cao khả tải sử dụng chương trình máy tính để tính tốn chế độ vận hành khác lưới truyền tải điện miền Bắc Từ thấy số điểm yếu lưới Về biện pháp để nâng cao khả tải cho lưới tính toán giải pháp điều độ vận hành lưới, bù công suất phản kháng, thay đổi chế độ phát nhà máy điện Việc tính tốn cần thực nhiều lưới điện mở rộng tiếp Trong số giải pháp nhiều giải pháp sử 84 Phạm Văn Thuận Luận văn cao học dụng thiết bị bù dọc thiết bị điều khiển linh hoạt cho lưới điện Song hạn chế thời gian nên phần tính tốn đưa thiết bị vào lưới chưa thực Đây hướng nghiên cứu cho đề tài với phát triển lưới truyền tải điện, khoa học công nghệ thị trường điện Việt Nam 85 Phạm Văn Thuận Luận văn cao học TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Trần Bách (2007), Lưới điện hệ thống điện tập 1,2, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Trần Bách (2001), Ổn định hệ thống điện, Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Lã Văn Út (2001), Phân tích điều khiển ổn định hệ thống điện, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Giáo trình Mạng điện –Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Trần Bách (2013), Thị trương điện, Đại Học Bách Khoa Hà Nội Niên giám kỹ thuật (2013), Công ty truyền tải điện Tiếng Anh Ian Dobson & Ray Zimmerman, Electric power transfer capability: Concepts, applications, sensitivity and uncertainty,Power Systems Engineering Research Center, PSERC Publication 01-34 Edited by Michel Crappe (2003), Electric Power Systems Ray D Zimmerman (2010), Matpower 4.0b5 User's Manual 86 Phạm Văn Thuận Luận văn cao học CÁC PHỤ LỤC TÍNH TỐN CÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH LƯỚI TRUYỀN TẢI ĐIỆN MIỀN BẮC Phụ lục (Case116MB): Kết tính tốn chế độ vận hành mùa mưa TĐ Sơn La phát P=2000MW, tải vào Nam qua trạm Hà Tĩnh 500MW Phụ lục (Case116GMB): Kết tính tốn chế độ vận hành mùa mưa T Đ Sơn La phát P=2400MW, tải vào Nam qua trạm Hà Tĩnh 1200MW Phụ lục 2a (Case116G1MB): Kết tính tốn chế độ vận hành mùa mưa TĐ Sơn La phát P=2400MW, tải vào Nam qua trạm Hà Tĩnh 1200MW Sự cố đường dây 220kV Hịa Bình1- Hà Đơng1 Phụ lục 3a (Case116KMB): Kết tính tốn chế độ vận hành mùa mưa TĐ Sơn La phát P=2400MW, tải vào Nam qua trạm Hà Tĩnh 1200MW Đóng tụ bù ngang trạm Hà Đông, Chèm, Mai Động Phụ lục 3b (Case116IMB): Kết tính tốn chế độ vận hành mùa mưa TĐ Sơn La phát P=2400MW, tải vào Nam qua trạm Hà Tĩnh 1200MW.Tách 1đường dây 220KV Thường Tín- Hà Đơng Phụ lục (Case116HMB): Kết tính tốn chế độ vận hành mùa mưa TĐ Sơn La phát P=2400MW, tải vào Nam qua trạm Hà Tĩnh 1200MW NMNĐ Quảng Ninh phát P=500MW Phụ lục (Case116AMB): Kết tính tốn chế độ vận hành mùa mưa TĐ Sơn La phát P=2000MW, tải vào Nam qua trạm Hà Tĩnh 500MW NMNĐ Quảng Ninh phát P=300MW Nhảy cố đường dây 500kV Nho Quan- Thường Tín Phụ lục (Case116FMB): Kết tính tốn chế độ vận hành mùa mưa TĐ Sơn La phát P=2400MW, tải vào Nam qua trạm Hà Tĩnh 1200MW NMNĐ Quảng Ninh phát P=300MW.Nhảy 1MBA 500/220kV trạm Hiệp Hòa Phụ lục (case117GMB): Chế độ vận hành bình thường mùa khô.Các NMTĐ phát công suất tối thiểu Tải vào miền Nam qua trạm 500kV Hà Tĩnh 1200MW NMNĐ Phả Lại phát công suất P= 624MW 87 Phạm Văn Thuận Luận văn cao học 10 Phụ lục (case117HMB) : Chế độ vận hành bình thường mùa khơ.Các NMTĐ phát công suất tối thiểu Tải vào miền Nam qua trạm 500kV Hà Tĩnh 1200MW NMNĐ Phả Lại phát công suất P= 800MW 11 Phụ lục (case117MB): Chế độ vận hành bình thường mùa khơ.Các NMTĐ phát cơng suất tối thiểu Tải vào miền Nam qua trạm 500kV Hà Tĩnh 500MW NMNĐ Phả Lại phát công suất P= 624MW 12 Phụ lục 10 (case117DMB): Chế độ vận hành cố mùa khô.Các NMTĐ phát công suất tối thiểu Tải vào miền Nam qua trạm 500kV Hà Tĩnh 500MW NMNĐ Phả Lại phát công suất P= 624MW Nhảy cố đường dây 500kV Quảng Ninh- Thường Tín 88 ... tính tốn nghiên cứu biện pháp nâng cao khả tải cho lưới TTĐ, áp dụng cho lưới điện miền Bắc Việt Nam (Công ty TTĐ1 quản lý vận hành) TÊN ĐỀ TÀI: “NGHIÊN CỨU CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO KHẢ NĂNG TẢI... dây TBA 220 -500kV miền Bắc hình 1.3: 15 Phm Vn Thun Lun cao hc Tđ Bản Chát Tđ Nậm Chiến Tx sơn La Hiệp Hòa 48 500kV 49 s¬n La 220kV 42 25 s¬n La 500kV Hiệp Hòa 220kV 36 Quảng Ninh 500kV 28 43... %12-55:Tram Vungang1x450 MVA; 19 Phạm Văn Thuận Luận văn cao học CHƢƠNG KHẢ NĂNG TẢI CỦA LƢỚI ĐIỆN CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO KHẢ NĂNG TẢI 2.1 Đ NH NGH A KHẢ NĂNG TẢI Đặc trưng quan trọng phần tử hệ thống