Tái cấu hình lưới điện phân phối huyện nam trực – tỉnh nam định để giảm tổn thất công suất

MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC BẢNG MỞ ĐẦU .7 CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ LƢỚI PHÂN PHỐI TRUNG ÁP VÀ LƢỚI PHÂN PHỐI TRUNG ÁP TỈNH NAM ĐỊNH 1.1 Tổng quan lƣới điện phân phối trung áp .9 1.2 Lƣới phân phối trung áp tỉnh Nam Định 13 1.2.1 Nguồn cấp điện cho lƣới phân phối trung áp 14 1.2.2 Hiện trạng lƣới điện phân phối trung áp 16 1.2.2.1 Đƣờng dây trung áp 16 1.2.2.2 Trạm biến áp 17 1.2.3 Hiện trạng vận hành lƣới điện trung áp tỉnh Nam Định 19 1.2.3.1 Hiện trạng mang tải đƣờng dây trung TBA 19 1.2.3.2 Hiện trạng tổn thất công suất, tổn thất điện áp tổn thất điện 19 CHƢƠNG 21 BÀI TOÁN TÁI CẤU HÌNH LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 21 2.1 Tổng quan toán tái cấu hình lƣới điện phân phối 21 2.2 Các toán tái cấu hình LĐPP góc độ vận hành: 21 2.3 Một số phƣơng pháp tái cấu hình lƣới điện phân phối 22 2.3.1 Thuật toán cắt vòng kín [1] .22 2.3.2 Thuật toán đổi nhánh [2] 24 2.2.3 Thuật toán tìm ngƣợc Backtracking [3] 26 2.3.4 Thuật toán tìm kiếm cấu hình lƣới điện phân phối có tổn thất công suất nhỏ [4] .27 2.3.5 Kết luận 27 CHƢƠNG 29 TÍNH TOÁN TRÀO LƢU CÔNG SUẤT 29 3.1 Xây dựng hệ phƣơng trình .29 3.1.1 Hệ phƣơng trình cân dòng nút 29 3.1.2 Hệ phƣơng trình cân công suất nút 31 3.2 Phƣơng pháp Newton-Raphson .33 3.2.1 Cơ sở toán học 33 3.2.1.1 Trƣờng hợp có ẩn số .33 3.2.1.2 Hệ phƣơng trình phi tuyến .35 3.2.2 Ứng dụng giải tích lƣới điện 36 CHƢƠNG 41 THU T TOÁN TÌM KIẾM CẤU HÌNH LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI C TỔN THẤT CÔNG SUẤT NH NHÁT 41 4.1 Thuật toán tìm kiếm cấu hình LĐPP 41 4.1.1 Giai đoạn 41 4.1.2 Giai đoạn 42 4.1.3 Các bƣớc thực thuật toán 43 4.1.4 Sơ đồ thuật toán ……………………………………………………….44 4.2 Ví dụ tính toán 46 4.2.1 Giai đoạn 47 4.2.2 Giai đoạn 52 CHƢƠNG 56 TÍNH TOÁN ÁP DỤNG 56 5.1 Chƣơng trình tính toán 56 5.1.1 Giai đoạn 60 5.1.2 Giai đoạn 2: .62 5.2 Tính toán cho lƣới điện phân phối TP Nam Định .63 5.2.1 Thông số lưới điện……………………………………………….63 5.2.2 Kết tính toán 71 5.3 Nhận xét: 74 KẾT LU N VÀ KIẾN NGHỊ 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan, vấn đề đƣợc trình bày luận văn nghiên cứu thân dƣới hƣớng dẫn TS Trƣơng Ngọc Minh, kết tính toán luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố tài liệu Có tham khảo số tài liệu báo tác giả nƣớc đƣợc xuất Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Tác giả luận văn Trịnh Khắc Lâm DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT HTĐ : Hệ thống điện LĐPP : Lƣới điện phân phố MBA : Máy biến áp TBA : Trạm biến áp DD : Dây dẫn ĐDK : Đƣờng dây không SCADA : Supervisory Control And Data Acquisition DMS : Distribution Management System DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 2.1: Giải thuật Merlin Back 23 Hình 2.2: Thuật toán đổi nhánh 25 Hình 3.1: Minh họa phƣơng pháp Newton Raphson 34 Hình 3.2: Sơ đồ khối phƣơng pháp Newton Raphson .36 Hình 3.3: Sơ đồ khối PP Newton Raphson tính trào lƣu công suất 40 Hình 4.1: Sơ đồ thuật toán tái cấu hình LĐPP giai đoạn ……… 44 Hình 4.2: Sơ đồ thuật toán tái cấu hình LĐPP giai đoạn ……… 45 Hình 4.3: Sơ đồ lƣới nút ………………………………… …… 46 Hình 4.4: Sơ đồ lƣới nút sau mở khóa 7…………………… 50 Hình 4.5: Sơ đồ lƣới nút sau mở khóa &3 ……………… 51 Hình 4.6: Sơ đồ lƣới nút sau mở khóa 7, & 2.…………… 52 Hình 4.7: Sơ đồ lƣới nút sau sau kết thúc GĐ 1…………… 53 Hình 4.8: Lƣới hình tia tối ƣu……………………….…………… 54 Hình 4.9: Lƣới hình tia bất kỳ……………….……….…………… 54 Hình 5.1: Giao diện chƣơng trình………….…………… 56 Hình 5.2: Giao diện nhập liệu nút……….……….…………… 57 Hình 5.3: Giao diện nhập liệu nhánh ….……….…………… 58 Hình 5.4: Sơ đồ lƣới điện trạng mạch vòng phân phối trung áp lộ 473 E3.1, 475 E3.9 477 E3.12 huyện Nam Trực… ….……………… 66 Hình 5.5: Kết cuối toán… ……….…………… 72 Hình 5.6: Sơ đồ lƣới điện sau tái cấu hình….……….…………… 74 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Phạm vi ứng dụng toán tái cấu hình LĐPP 22 Bảng 2.2: So sánh kết phƣơng pháp 28 Bảng 4.1: Dữ liệu nhánh lƣới điện nút 46 Bảng 4.2: Danh sách khóa điện…………… 47 Bảng 4.3: Điện áp tƣơng đối nút mở khóa 47 Bảng 4.4: Điện áp tƣơng đối nút mở khóa 47 Bảng 4.5: Điện áp tƣơng đối nút mở khóa 48 Bảng 4.6: Điện áp tƣơng đối nút mở khóa 48 Bảng 4.7: Điện áp tƣơng đối nút mở khóa 48 Bảng 4.8: Điện áp tƣơng đối nút mở khóa 49 Bảng 4.9: Điện áp tƣơng đối nút mở khóa 49 Bảng 4.10: Tổn thất công suất trƣờng hợp mở khóa bƣớc 49 Bảng 4.11: Danh sách khóa xem xét mở sau bƣớc 1………………… 50 Bảng 4.12: Tổn thất công suất tác dụng TH mở khóa bƣớc 50 Bảng 4.13: Danh sách khóa xem xét mở sau bƣớc 2………………… 51 Bảng 4.14: Tổn thất công suất tác dụng TH mở khóa bƣớc 51 Bảng 4.15: Danh sách khóa mở khóa liền kề sau giai đoạn 1……… 52 Bảng 5.1: Thông số nút lƣới điện…… ……………………… …… 68 Bảng 5.2: Thông số nhánh lƣới điện… ……………………… …… 69 Bảng 5.3: Tổng tổn thất công suất mở khóa vòng lặp thứ .70 Bảng 5.4: Tổng tổn thất công suất mở khóa vòng lặp thứ hai .70 Bảng 5.5: Bảng danh sách khóa đƣợc chọn mở sau giai đoạn 1……… 71 MỞ ĐẦU Trong hệ thống điện, tổn thất công suất tổn thất điện chiếm tỷ lệ lớn Ngày nay, việc giảm tổn thất điện mối quan tâm hàng đầu Tập đoàn Điện lực Việt Nam Tổng Công ty, Công ty Điện lực trực thuộc Có nhiều phƣơng pháp đ làm giảm tổn thất điện nhƣ: cải tạo lại lƣới điện, nâng cao điện áp vận hành, giảm truyền tải công suất phản kháng lƣới cách lắp đặt tụ bù vị trí thích hợp … Tuy nhiên, biện pháp đòi hỏi chi phí lớn phải có thời gian thực Một biện pháp đơn giản, hiệu góp phần làm giảm tổn thất điện lƣới phân phối trung áp tái cấu hình lƣới phân phối, không đòi hỏi chi phí đầu tƣ cải tạo lƣới điện, khả áp dụng lƣới điện thực tế cao có th thực đƣợc Hơn nữa, việc tái cấu hình lƣới điện nâng cao hiệu vận hành lƣới phân phối, cân công suất tuyến dây, giảm sụt áp cuối đƣờng dây, giảm bớt khả tải đƣờng dây thiết bị lƣới, giảm thi u số phụ tải bị điện xảy cố Xuất phát từ lý nêu trên, lựa chọn đề tài “Nghiên cứu tái cấu hình lƣới điện phân phối đ giảm tổn thất công suất” Mục đích nghiên cứu: Tính toán, phân tích đề xuất thuật toán tìm kiếm cấu hình tối ƣu cho lƣới điện phân phối nhằm giảm tổn thất công suất tác dụng Đối tƣợng nghiên cứu: Lƣới điện phân phối trung áp nói chung lƣới điện phân phối trung áp 22kV 35kV tỉnh Nam Định nói riêng Phƣơng pháp nghiên cứu: + Nghiên cứu lý thuyết tái cầu hình lƣới phân phối trung áp + Thu thập số liệu thực tế từ Công ty Điện lực Nam Định + Xử lý số liệu: Số liệu đƣợc xử lý chƣơng trình tính toán trào lƣu công suất xác định vị trí m mở tối ƣu cho lƣới phân phối đƣợc xây dựng ngôn ngữ lập trình MATLAB Trong trình thực luận văn, đƣợc hƣớng dẫn tận tụy, nhiệt tình thầy giáo TS Trƣơng Ngọc Minh với cố gắng thân, hoàn thành luận văn Tuy nhiên, thời gian hi u biết hạn chế nên luận văn không tránh khỏi thiếu sót, mong nhận đƣợc bảo góp ý thầy cô giáo đ nội dung đƣợc hoàn thiện Tôi xin chân thành cảm ơn quan tâm hƣớng dẫn tận tình thầy giáo TS Trƣơng Ngọc Minh thầy, cô giáo môn Hệ Thống Điện trƣờng ĐHBKHN giúp đ hoàn thành luận văn CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ LƢỚI PHÂN PHỐI TRUNG ÁP VÀ LƢỚI PHÂN PHỐI TRUNG ÁP TỈNH NAM ĐỊNH 1.1 Tổng quan lƣới điện phân phối trung áp 1.1.1 Giới thiệu chung lƣới điện phân phối trung áp Hệ thống điện (HTĐ) bao gồm nhà máy điện, trạm biến áp, đƣờng dây truyền tải phân phối điện đƣợc nối với thực nhiệm vụ sản xuất, truyền tải phân phối điện Trong hệ thống điện, lƣới điện phân phối (LĐPP) nhận điện từ trạm biến áp trung gian hay từ trung TBA 110kV, 220kV cấp truyền tải đ cung cấp điện đến hộ tiêu thụ Cấu trúc LĐPP đa rạng, phức tạp bao gồm nhiều nhánh, nhiều nút, có khối lƣợng lớn phân bố diện rộng Khối lƣợng đầu tƣ xây dựng LĐPP chiếm tỉ trọng lớn toàn HTĐ Xác suất ngừng cấp điện cố, sửa chữa, bảo dƣ ng, cải tạo, lắp đặt LĐPP nhiều lƣới truyền tải Tính chất phụ tải LĐPP đa dạng, phức tạp với nhiều phụ tải từ hộ gia đình ti u thu công nghiệp, khu công nghiệp khu chế xuất…do gây khó khăn việc xây dựng đồ thị phụ tải đặc trƣng phục vụ cho chế độ thống kê tính toán LĐPP gồm phần: - LĐPP trung áp có cấp điện áp từ 6kV đến 35kV, đƣa điện từ các trạm biến áp trung gian hay từ trung TBA 110kV, 220kV cấp truyền tải tới TBA phân phối hạ áp hay phụ tải trực tiếp sử dụng cấp điện áp trung áp - LĐPP hạ áp có cấp điện áp 220/380V đƣa điện từ TBA phân phối tới thiết bị điện Tổn thất điện LĐPP lớn nhiều so với lƣới điện truyền tải Vì vậy, giảm tổn thất điện LĐPP có ý nghĩa định việc giảm tỷ lệ tổn thất chung toàn HTĐ Đặc biệt, bối cảnh ngày nay, căng thẳng gia tăng giá nhiên liện cân lƣợng lại khẳng định nhiệm vụ giảm tổn thất công suất tổn thất điện mạng điện khâu quan trọng đ tiết kiệm nhiên liệu, nâng cao hiệu kinh tế Khi phân tích tổn thất điện năng, ta cần phân loại tổn thất Trong vận hành, khai thác LĐPP có loại tổn thất tổn thất kỹ thuật tổn thất kinh doanh - Tổn thất điện kỹ thuật: Là tổn thất điện gây tổn thất công suất kỹ thuật đƣờng dây thiết bị điện LĐPP Tổn thất điện kỹ thuật tiêu hao điện tất yếu trình truyền tải phân phối điện Tổn thất kỹ thuật phụ thuộc vào tính chất dây dẫn vật liệu cách điện, điều kiện môi trƣờng, dòng điện điện áp Tổn thất không th bị triệt tiêu mà có th hạn chế mức độ hợp lý cho phép - Tổn thất điện phi kỹ thuật: Là tổn thất điện trộm cắp điện, sai số thiết bị đo đếm điện lỗi hệ thống quản lý đo đếm điện 1.1.2 Một số yêu cầu lƣới điện phân phối LĐPP khâu cuối đƣa điện tới phụ tải Vì vây, LĐPP ảnh hƣởng tới tiêu kinh tế kỹ thuật hệ thống điện hộ tiêu thụ Một LĐPP nói chung cần đảm bảo số yêu cầu nhƣ sau:  Đảm bảo cung cấp điện cho tất phụ tải gây điện cho khách hàng  Các thiết bị nhƣ MBA, đƣờng dây, cầu chì…phải đƣợc đảm bảo không bị tải chế độ làm việc bình thƣờng  Điện áp hộ tiêu thụ phải nằm phạm vi cho phép  LĐPP vận hành linh hoạt phù hợp với việc phát tri n lƣới điện tƣơng lai  Chi phí vận hành nhỏ 10 o = find(kiemtra == nhanh(m,2)); if isempty(o) k = k+1; kiemtra(k) = nhanh(m,2); end end end end end if k==nbus nrlfppg; deltaP1 = sum(Lpij); if deltaP1< deltaP khoamo2(l)=khoamo1(l,t); lined1 = lined; deltaP = deltaP1 end end end end end khoamo2  Module tính toán trào lƣu công suất: Chế độ xác lập lƣới điện đƣợc tính toán theo phƣơng pháp lặp Newton-Raphson Chƣơng trình đƣợc viết “file.m” “nrlfpg.m” : tính toán trào lƣu công suất lƣới điện “ybusppg.m” : tính toán ma trận tổng dẫn nút Ybus “pol2rect” : module chuy n đổi số phức từ dạng module-góc pha sang dạng phần thực-phần ảo 5.2 Tính toán cho lƣới điện phân phối huyện Nam Trực Huyện Nam Trực đƣợc thành lập từ năm 2003, sở tách từ huyện Nam Ninh cũ Nam Trực cửa ngõ phía Nam thành phố Nam Định, phía Bắc tiếp giáp thành phố Nam Định, phía Nam giáp huyện Trực Ninh, phía Đông giáp huyện Vũ Thƣ (tỉnh Thái Bình), phía Tây giáp huyện Vụ Bản huyện Nghĩa Hƣng, có sông Hồng sông Đào chảy qua 63 Địa hình huyện Nam Trực thuận lợi cho phát tri n nông nghiệp Phía Bắc phía Nam vũng trũng thích hợp cho việc trồng lúa nƣớc Vùng đồng bãi chạy dọc theo đê sông Đào dài 15,2km phía Tây huyện theo đê sông Hồng 14,5km, phía Đông huyện thuận lợi cho việc phát tri n rau màu nghề trồng dâu nuôi tằm Trƣớc đây, Nam Trực có truyền thống sản xuất ti u thủ công nghiệp, với nhiều làng nghề tiêu bi u: Nghề dệt may (xã Nam Hồng), nghề đúc đồng Đồng Quỹ (xã Nam Tiến), nghề làm bánh kẹo Thƣợng Nông (xã Bình Minh), nghề trồng cảnh Vị Khê (xã Nam Điền), nghề làm đèn ông Báo Đáp (xã Hồng Quang), nghề trồng dâu nuôi tằm Đại An (xã Nam Thắng), nghề mộc (xã Nam Cƣờng) Trong vài năm trở lại đây, thành phần công nghiệp huyện Nam Trực phát tri n mạnh mẽ, hình thành cụm công nghiệp nhỏ chuyên đúc gia công khí nhƣ: Cụm công nghiệp Vân Chàng, Đồng Côi, Nam Thanh Năm 2014, lƣợng điện dùng cho sản xuất công nghiệp chiếm 52% sản lƣợng điện toàn huyện Về tổ chức hành chính, huyện Nam Trực có 19 xã 01 thị trấn Diện tích tự nhiên huyện 161,71 km2, dân số 290.000 ngƣời 5.2.1 Thông số c a lƣới điện: Lƣới điện trung huyện Nam Trực hình thành phát tri n từ năm 1980, trình phát tri n lƣới điện năm trƣớc gồm nhiều cấp điện áp trung 10, 22 35 kV, đƣờng dây đƣợc thiết kế chắp vá, đan xen, giao chéo không thuận lợi cho công tác quản lý vận hành, xử lý cố Trƣớc yêu cầu đòi hỏi ngày cao phụ tải, chất lƣợng điện phải đƣợc cải thiện nâng cao, đáp ứng cho phát tri n kinh tế – xã hội huyện tỉnh Với quy định Bộ Công Thƣơng cấp điện áp tiêu chuẩn cho lƣới điện phân phối 22 kV, năm vừa qua lƣới điện trung thành phố Nam Định đƣợc đầu tƣ, cải tạo, sửa chữa phát tri n theo định hƣớng lƣới điện 22 kV Quá trình chuy n đổi cấp điện áp lƣới điện trung đƣợc thực từ năm 2000, đến hoàn thành việc chuy n đổi toàn lƣới điện 10 kV khu vực huyện Nam Trực lên 22 kV Huyện Nam Trực với nhiều cụm công nghiệp, làng nghề nên yêu cầu chất lƣợng điện độ tin cậy cung cấp điện cao Lƣới điện trung 64 cung cấp cho huyện Nam Trực đƣợc lấy nguồn từ trạm 110 kV: Toàn Trạm E3.12 Nam Ninh, trạm E3.1 Trình Xuyên (3 lộ), trạm E3.9 Mỹ Xá (1 lộ) - Lƣới điện 35kV cấp cho huyện có 03 đƣờng dây, tổng chiều dài: 54,9 km, dây dẫn tiết diện chủ yếu AC95, AC70, AC50, cung cấp điện cho 29 trạm biến áp 35/0.4 kV với công suất đặt 35.220 kVA, TBA cấp điện phục vụ sinh hoạt cho hộ dân 10 trạm, TBA cấp điện phục vụ sản xuất kinh doanh cho doanh nghiệp trạm - Lƣới điện 22kV cấp cho huyện có 13 đƣờng dây, tổng chiều dài: 153,241 km, cấp điện cho 244 trạm biến áp 22/0.4 kV với tổng công suất đặt 80.400 kVA, TBA cấp điện phục vụ sinh hoạt cho hộ dân 195 trạm, TBA cấp điện phục vụ sản xuất kinh doanh cho doanh nghiệp 49 trạm Do yêu cầu cấp điện an toàn, liên tục ổn định nên lƣới điện trung áp cấp điện cho huyện có mạch vòng với nhau, xuất tuyến vị trí hợp lý đƣờng dây bố trí cầu dao phân đoạn Lƣới điện hạ cấp cho hộ dân sinh hoạt huyện Nam Trực gồm 205 trạm, bán kính trung bình khoảng 1,2 km/trạm, khối lƣợng dây bọc chiếm khoảng 75%, độ sụt áp đến cuối nguồn trung bình khoảng 35 V, lƣới điện hạ số TBA có liên lạc với đ nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho hộ dân Trong phạm vi luận văn này, xét mạch vòng phân phối trung áp lộ 473 E3.1, 475 E3.9 477 E3.12 cấp điện cho phụ tải thuộc huyện Nam Trực Lƣới điện gồm 32 nút, có nút cân nút 1, nút lại nút phụ tải 65 Hình 5.4: Sơ đồ lƣới điện trạng mạch vòng PP lộ 473 E3.1, 475 E3.9 477 E3.12 66 67 68 Bảng 5.1: Thông số nút lƣới điện Số TT nút 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 Tên TBA May Sông Hồng May Young One Gỗ Đại Lâm Công ty Dƣợc Giấy Hƣng Thịnh Nam Cƣờng Nam Cƣờng Nam Cƣờng Nam Giang Nam Nghĩa Nam Giang Nam Giang Nam Giang Nam Cƣờng Nam Cƣờng Ủy Ban huyện Nam Mỹ Nam Mỹ Nam Mỹ Nam Vân Bƣu Điện huyện Bệnh Viện ĐK Nhuộm Hồng Hà Nam Dƣơng Vân Chàng Vân Chàng Vân Chàng Vân Chàng Nam Toàn Nam Toàn Nam Cƣờng Công suất định mức MBA 1000 1250 630 250 450 320 250 180 400 630 560 560 400 630 250 100 250 180 250 250 180 630 750 160 630 750 400 750 400 630 560 69 Công suất thực tế sử dụng 950 1125 567 200 360 256 200 135 360 504 504 448 320 567 225 90 200 144 225 225 144 567 600 128 504 675 360 675 360 567 504 P (kW) Q (kVAr) 0 760 900 454 180 288 243 190 128 342 479 454 403 304 539 214 86 190 137 214 214 137 539 570 122 479 641 342 641 342 539 479 570 675 340 87 216 80 62 42 112 157 220 195 100 177 70 28 62 45 70 70 45 177 187 40 157 211 112 211 112 177 157 Bảng 5.2: Thông số nút nhánh lƣới điện Số TT nhánh 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 Nút đầu 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 31 Nút cuối 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 15 Chiều dài (km) 0,50 0,15 0,25 0,40 0,35 0,15 0,30 0,42 0,32 0,36 0,25 0,50 0,55 0,50 0,30 0,20 0,25 0,35 0,32 0,24 0,55 0,28 0,38 0,25 0,45 0,26 0,42 0,46 0,15 0,23 0,28 0,25 0,28 Loại dây AC-95 AC-95 AC-95 AC-95 AC-95 AC-95 AC-95 AC-95 AC-95 AC-95 AC-70 AC-70 AC-70 AC-70 AC-95 AC-95 AC-95 AC-95 AC-95 AC-95 AC-95 AC-95 AC-95 AC-95 AC-95 AC-95 AC-95 AC-95 AC-95 AC-95 AC-70 AC-70 AC-70 70 Ro (Ω/km) Xo (Ω/km) R (Ω) X (Ω) 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,46 0,46 0,46 0,46 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,46 0,46 0,46 0,342 0,342 0,342 0,342 0,342 0,342 0,342 0,342 0,342 0,342 0,351 0,351 0,351 0,351 0,342 0,342 0,342 0,342 0,342 0,342 0,342 0,342 0,342 0,342 0,342 0,342 0,342 0,342 0,342 0,342 0,351 0,351 0,351 0,165 0,050 0,083 0,132 0,116 0,050 0,099 0,139 0,106 0,119 0,115 0,230 0,253 0,230 0,099 0,066 0,083 0,116 0,106 0,079 0,182 0,092 0,125 0,083 0,149 0,086 0,139 0,152 0,050 0,076 0,129 0,115 0,129 0,171 0,051 0,086 0,137 0,120 0,051 0,103 0,144 0,109 0,123 0,088 0,176 0,193 0,176 0,103 0,068 0,086 0,120 0,109 0,082 0,188 0,096 0,130 0,086 0,154 0,089 0,144 0,157 0,051 0,079 0,098 0,088 0,098 5.2.2 Kết tính toán Sau nhập liệu lƣới điện, chạy chƣơng trình, ta có kết tính toán nhƣ sau: 5.2.2.1 Giai đoạn 1: Bảng 5.3: Tổng tổn thất công suất mở khóa vòng lặp thứ Khóa mở 10 11 12 13 14 15 16 ΔP(kW) 150.4284 112.3479 78.4349 65.8091 61.9083 56.0486 52.3428 49.8534 48.3736 45.2141 42.7089 42.4829 44.1612 46.3945 69.9976 73.9576 Khóa mở 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 33 ΔP(kW) 75.6164 79.4562 82.3526 87.1009 87.0155 81.5158 78.1893 66.5432 56.7201 54.9550 49.1257 44.1099 42.7390 42.6147 43.8559 52.9611 Sau bƣớc thứ nhất, dựa vào bảng phân loại tổn thất công suất trên, ta chọn đƣợc khóa điện đƣợc mở khóa 12 Sau loại khóa điện nằm vòng kín vừa đƣợc mở mà không liên quan đến vòng kín khác danh sách khóa điện, bƣớc hai đƣợc thực đ xác định khóa mở Ta đƣợc kết quả: Bảng 5.4: Tổng tổn thất công suất mở khóa vòng lặp thứ hai Khóa mở 15 16 17 18 19 20 21 22 23 ΔP(kW) 79.3599 84.8944 87.2186 92.6106 96.6880 103.3890 88.9577 83.1564 79.6512 Khóa mở 24 25 26 27 28 29 30 31 33 ΔP(kW) 67.4078 57.1340 55.2964 49.2613 44.1659 42.8428 42.9750 44.4409 54.5729 Sau bƣớc thứ hai, khóa điện đƣợc mở khóa 29 Vậy hai khóa điện đƣợc chọn đ mở khóa 12 29 Lƣới điện không vòng kín, ta thực giai đoạn hai 71 Bảng 5.5: Danh sách khóa đƣợc chọn mở sau giai đoạn Khóa mở Thứ tự vòng lặp Nhánh Nút đầu Khóa liền kề Nút cuối Nhánh Nút đầu Khóa liền kề Nút cuối Nhánh Nút đầu Nút cuối Tổn thất (kW) 12 12 13 11 11 12 13 12 13 42,4829 29 28 29 30 29 30 28 27 28 42,8428 72 5.2.2.2 Giai đoạn 2: Bảng 5.6: Kết giai đoạn Bƣớc Khóa mở 12 12 29 29 Khóa liền kề 11 13 30 28 Lƣới đƣợc kết nối? Có Có Có Có ΔP (kW) 42,8428 42,8428 42,8428 42,8428 ΔP1 (kW) 43,4817 44,2849 42,9750 44,1659 Trao đổi trạng thái khóa? Không Không Không Không Trong giai đoạn hai khóa đƣợc trao đổi trạng thái với khóa liền kề Ta có khóa mở cuối 12 29 Bảng 5.7: Kết toán Khóa mở giai đoạn 12 Khóa mở giai đoạn 12 28 29 Hình 5.5: Kết cuối toán Nhƣ vậy, kết thúc giai đoạn tính toán, ta xác định đƣợc khóa mở 12 29 Tổng tổn thất công suất tác dụng lƣới ΔP = 42,8428kW 73 5.3 Nhận xét: So sánh kết thuật toán với số ví dụ:  Cấu hình ban đầu, khóa 10 30 thƣờng mở Kết tính toán tổn thất công suất tác dụng lƣới là: ΔP1 = 45,2393 kW (>ΔP = 42,8428 kW)  Xét khóa 11 31 thƣờng mở Kết tính toán tổn thất công suất tác dụng lƣới là: ΔP2 = 43,9791 kW (>ΔP = 42,8428 kW)  Xét khóa 12 30 thƣờng mở Kết tính toán tổn thất công suất tác dụng lƣới là: ΔP1 = 42,9750 kW ((>ΔP = 42,8428 kW) Sau áp dụng chƣơng trình sử dụng thuật toán tái cấu hình lƣới điện phân phối vào lƣới điện huyện Nam Trực, chƣơng trình tính toán số tổn thất công suất cấu hình lƣới cần xét, từ tìm đƣợc cấu trúc lƣới tối ƣu cho tổn thất công suất tác dụng nhỏ nhất, mở khóa 12 29 Các yêu cầu ràng buộc toán tái cấu hình đƣợc thỏa mãn nhƣ: điện áp nút nằm phạm vi cho phép, tất phụ tải đƣợc cấp điện lƣới điện vận hành hở Kết tổn thất công suất cấu hình lƣới tìm đƣợc đƣợc đem so sánh với cấu hình lƣới hình tia khác cấu hình lƣới ban đầu, cho kết tổn thất công suất nhỏ Điều chứng minh tính đắn thuật toán đề xuất 74 Hình 5.6: Sơ đồ lƣới điện sau tái cấu hình 75 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Nội dung luận văn tập trung nghiên cứu toán tái cấu hình LĐPP theo mục tiêu tổn thất công suất nhỏ Thuật toán đề xuất đƣợc thực qua giai đoạn, kết tìm đƣợc danh sách khóa mở đƣợc chọn cho cấu hình lƣới vận hành hở với tổng tổn thất công suất tác dụng nhỏ nhất, đáp ứng đƣợc yêu cầu kỹ thuật Chƣơng trình tính toán xây dựng dựa thuật toán viết ngôn ngữ MATLAB, áp dụng phƣơng pháp Newton-Raphson tính toán trào lƣu công suất, giao diện nhập liệu đầu vào file Excel đơn giản trực quan Phƣơng pháp đề xuất luận văn sử dụng thuật toán tái cấu hình LĐPP với ƣu m nhƣ:  Kết việc tái cấu hình LĐPP không phụ thuộc vào trạng thái ban đầu khóa điện  Phƣơng pháp cho kết cấu hình lƣới hở với tổn thất công suất nhỏ Mặc dù không chứng minh đƣợc phƣơng án tối ƣu tối ƣu toàn cục, nhƣng kết tính toán thuật toán dựa giá trị tối ƣu cục bộ, kết có độ tin cậy cao Do phƣơng pháp thích hợp dùng đ tính toán đƣa chế độ vận hành tối ƣu cho hệ thống nhằm tối thi u hóa tổn thất công suất, giảm tổn thất điện với chi phí thực nhỏ hoàn toàn khả thi Tuy nhiên thuật toán có số nhƣợc m nhƣ phƣơng án phải xét nhiều, khối lƣợng tính toán tƣơng đối lớn Kết nghiên cứu luận văn chƣơng trình tính toán trào lƣu công suất xác định vị trí m mở tối ƣu cho lƣới phân phối đƣợc xây dựng ngôn ngữ lập trình MATLAB có th đƣợc sử dụng nhƣ phần mềm vận hành LĐPP Công ty Điện lực 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] D.Shirmohammi and H.W.Hong, “Reconfiguration of electric distribution networks for resistive losses reduction,” IEEE Trans.Power Del., vol.4, no.2, pp.1492-1498, Apr.1989 [2] S.Civanlar, J.J Grainger, H.Yin, and S.S.H.Lee, “Distribution feeder reconfiguration for loss reduction,” IEEE Trans Power Del., vol.3, no.3, pp 1217-1223, Jul 1988 [3] T.E McDermott, I.Drezga, and R.P Broadwater, “A heuristic nonlinear constructive method for distribution system reconfiguration,” IEEE Trans Power Syst., vol 14, no 2, pp 478-483, May 1999 [4] Flávio Vanderson Gomes, Sandoval Carneiro, Jr., Jose Luiz R.Pereira, “A new heuristic reconfiguration algorithm for large distribution systems,” IEEE Trans Power Del., vol 20, no 3, pp 1373-1378, Aug 2005 Ramasamy Natarajan, Computer-Aided Power System Analysis, Marcel Dekker Inc., 2002 J.Arrillaga and C.P.Arnold, Computer Analysis of Power Systems, John Wiley and Sons, 1994 Nguyễn Văn Đạm, Mạng lƣới điện, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2001 Nguyễn Phùng Quang, MATLAB&SIMULINK, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2004 Trƣơng Việt Anh, Các giải thuật tái cấu hình lƣới điện phân phối, 2014 Nhà xuất Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh 10 Số liệu quản lý kỹ thuật vận hành năm 2014, phòng Kỹ thuật Công ty Điện lực Nam Định 77 ... cứu tái cấu hình lƣới điện phân phối đ giảm tổn thất công suất” Mục đích nghiên cứu: Tính toán, phân tích đề xuất thuật toán tìm kiếm cấu hình tối ƣu cho lƣới điện phân phối nhằm giảm tổn thất công. .. loại tổn thất tổn thất kỹ thuật tổn thất kinh doanh - Tổn thất điện kỹ thuật: Là tổn thất điện gây tổn thất công suất kỹ thuật đƣờng dây thiết bị điện LĐPP Tổn thất điện kỹ thuật tiêu hao điện. .. 1.279.467.995 kwh/năm, tổn thất chung lƣới điện hạ 9,18% 20 CHƢƠNG BÀI TOÁN TÁI CẤU HÌNH LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 2.1 Tổng quan toán tái cấu hình lƣới điện phân phối Bài toán tái cấu hình lƣới điện đƣợc thực