Tính toán, phân tích và đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả vận hành cho lưới 110KV của công ty cổ phần điện lực khánh hòa

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TRẦN NAM DŨNG TÍNH TỐN, PHÂN TÍCH VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH CHO LƢỚI 110KV CỦA CƠNG TY CỔ PHẦN ĐIỆN LỰC KHÁNH HỊA Chun ngành: Kỹ Thuật Điện Mã số: 60.52.02.02 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2017 Cơng trình đƣợc hồn thành TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: GS.TS Nguyễn Hồng Anh Phản biện 1: TS TRẦN TẤN VINH Phản biện 2: TS LÊ KỶ Luận văn đƣợc bảo vệ trƣớc Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ K thuật Điện họp Trƣờng Đại học Bách khoa vào ngày 07 tháng 10 năm 2017 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng Trƣờng Đại học Bách khoa - Thƣ viện Khoa Điện, Trƣờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Lƣới điện 110kV Khánh Hòa với khối lƣợng 339.5km đƣờng dây (ĐD), 11 Trạm biến áp (TBA) với tổng công suất 502(MVA), nguồn cung cấp từ TBA 220kV Nha Trang 1x250MVA + 1x125MVA, 220kV Tuy Hòa 2x125MVA, 220kV Tháp Chàm 1x125MVA Nhà Máy Thủy điện Sông Giang (NMTDDSG2) có Pđặt 38MW, Nhà máy Thủy Điện Eakrơngru (NMTĐ Eakrơngru) Pđặt 28MW, Nhà máy Nhiệt Điện Bã Mía Ninh Hịa (NMNĐBMNH) có Pđặt 30MW, Nhà máy đƣờng Cam Ranh Khánh Hịa, tổng cơng suất phụ tải từ 250MW đến 340(MW) Tuy nhiên qua số liệu thực tế TBA 110kV Khánh Hịa nhận thấy có vấn đề cần quan tâm nhƣ tổn thất điện cao, điện áp số nút xa nguồn giảm thấp, công suất phản kháng số phụ tải lớn phải huy động từ hệ thống lƣợng CSPK không cần thiết dẫn đến tổn thất điện lớn Đối với lƣới 110kV để cải thiện đƣợc chất lƣợng vận hành phải nói đến chất lƣợng điện áp nút không đƣợc cao dẫn đến ảnh hƣởng đến làm việc thiết bị, điện áp thấp dẫn đến tổn thất điện ảnh hƣởng lớn đến chi phí đầu tƣ cải tạo, nâng cấp để nâng cao hiệu vận hành Với đặc điểm lƣới 110kV Khánh Hịa có nhiều nguồn cung cấp từ nhà máy Thủy điện, Nhiệt điện có thời điểm cần huy động lên đến 80MW nằm rãi rác khu vực, TBA 220kV Ngành điện quan tâm đến vấn đề điện áp nút lƣới điện đặc biệt nút vị trí xa nguồn với vấn đề Luận văn nghiên cứu, tính tốn đề xuất giải pháp nâng cao hiệu vận hành lƣới 110kV Khánh Hòa chọn đề tài “TÍNH TỐN, PHÂN TÍCH VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH CHO LƢỚI 110KV CỦA CÔNG TY CỔ PHẦN ĐIỆN LỰC KHÁNH HÕA” Mục đích nghiên cứu: Cải thiện điện áp nút TBA 110kV nhằm giảm tổn thất điện lƣới 110kV Sử dụng phần mềm PSS/E để mơ tốn tối ƣu hóa trào lƣu cơng suất, tính tốn tốn xác định vị trí đặt tụ bù tối ƣu Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu đề tài lƣới điện 110kV Công Ty Cổ Phần Điện Lực Khánh Hịa (KHPC) Đề tài tìm hiểu, nghiên cứu, phân tích trào lƣu cơng suất gây tổn thất điện mà luận văn đề cập điện áp lƣới điện, cụ thể nhƣ sau: Luận văn nghiên cứu vấn đề phân bố công suất, điện áp nút lƣới điện, trào lƣu công suất tối ƣu nhằm giảm tối đa tổn thất điện năng, khơng sâu phần lý thuyết mà tìm hiểu, thu thập số liệu qua Báo cáo K thuật, ghi chép vận hành, trang Web thu thập số liệu từ xa sử dụng phần mềm chuyên dụng để phân tích, đánh giá kết với thực tế thu thập đƣợc Phƣơng pháp nghiên cứu: Tìm hiểu phần mềm PSS/E, thu thập số liệu, xây dựng sơ đồ kết lƣới 110KV Khánh Hòa, cập nhật thơng số nguồn, đƣờng dây, trạm mơ hình hóa phần mềm PSS/E, xử lý số liệu, mơ tính tốn phân bố cơng suất lƣới điện 110kV Khánh Hịa Phân tích kết thu đƣợc thông số nút nhánh, so sánh đối chiếu thực tế đề xuất ứng dụng 3 Dự kiến kết Xây dựng đƣợc ứng dụng mô hệ thống lƣới điện 110kV Khánh Hòa phần mềm PSS/E, đƣa kịch để chạy mơ hình Đáp ứng đƣợc yêu cầu vấn đề liên quan đến nâng cao hiệu vận hành cho lƣới 110kV Khánh Hòa Cải thiện điện áp các nút phân bổ lại vị trí tụ bù nay, giảm tổn thất điện lƣới điện 110kV Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Đáp ứng đƣợc vấn đề liên quan đến nâng cao hiệu vận hành giảm tổn thất điện lƣới 110kV Cấu trúc luận văn CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LƢỚI ĐIỆN 110KV KHÁNH HÒA CHƢƠNG 2: THAY ĐỔI ĐIỆN ÁP TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN CHƢƠNG 3: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM PSS/E MÔ PHỎNG HTĐ CHƢƠNG 4: TÍNH TỐN, PHÂN TÍCH TỐI ƢU VẬN VẬN HÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN 110KV KHÁNH HÒA BẰNG PHẦN MỀM PSS/E 4 CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ LƢỚI ĐIỆN 110KV KHÁNH HÕA 1.1 ĐẶC ĐIỂM HIỆN TRẠNG LƢỚI ĐIỆN 110KV KHÁNH HÒA: 1.1.1 Đặc điểm nguồn cung cấp: a Nguồn điện từ nhà máy điện địa phương Bảng 1.1: Công suất phát lên lưới điện nhà máy điện Khánh Hòa Tên Nhà máy Điện áp CS Tác dụng Thời gian (MW) phát 35kV 12 ± 27 12 Tháng 35kV tháng mùa (NM) NM Thủy điện Eakrôngru NM Đƣờng Cam Ranh vụ NM Nhiệt Điện Bã 110kV 10 ± 14 Mía Ninh Hịa NM Thủy điện Sông tháng mùa vụ 110kV 20 ± 37 12 Tháng Giang Đối với nhà máy NM Đƣờng Cam Ranh NM Nhiệt Điện Bã Mía Ninh Hịa thời gian phát lên lƣới điện không liên tục qua theo dõi vận hành thời gian phát từ tháng 01 đến tháng 06 hàng năm Đối với 02 Nhà máy Thủy Điện thời gian cung cấp tƣơng đối ổn định, nhiên nguồn NMTĐ Sông Giang sử dụng đƣờng dây mạch đơn nên không phát huy ổn định nguồn cung cấp nhƣ cố đƣờng dây đến TBA 110kV Diên Khánh dẫn đến TBA 220kV đầy tải giảm điện áp phía 110kV b Nguồn điện từ TBA 220kV cung cấp cho Khánh Hịa Hiện Khánh Hịa có 01 Trạm biến Áp 220kV Nha Trang ( E29) cung cấp cho tồn lƣới điện Khánh Hịa, nhiên cấp đến phụ tải xa dẫn đến tổn thất công suất đƣờng dây lớn Hơn TBA 220kV Nha Trang sử dụng MBA AT1 125MVA, AT2 250MVA sửa chữa máy AT2 khả cung cấp cho lƣới Khánh Hịa suy giảm lớn cắt giảm phụ tải để đảm bảo an toàn hệ thống khả mang tải đƣờng dây nối với TBA 220kV Tuy Hòa Tháp Chàm có giới hạn phụ tải Khánh Hịa có thời điểm lên đến 330MW, điện áp 01 số nút xa nguồn trung tâm mặt dù nằm phạm vi cho phép nhiên điện áp liên tục thấp gây nên tổn thất điện lƣới lớn ảnh hƣởng trực tiếp đến phụ tải 1.1.2 Tổng hợp số liệu đƣờng dây TBA 110kV Khánh Hòa 6 1.2 ĐIỆN ÁP TẠI CÁC TBA 110KV CỦA KHÁNH HÒA HIỆN NAY Trong đề tài “TÍNH TỐN, PHÂN TÍCH VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH CHO LƢỚI 110KV CỦA CÔNG TY CỔ PHẦN ĐIỆNLỰC KHÁNH HÕA” Đối với lƣới điện 110kV điện áp nút phụ thuộc vào nguồn cung cấp nhƣ trào lƣu công suất nhƣ hƣớng nguồn nhận, khoảng cách nguồn đến TBA 110kV, điện áp đầu nguồn, vị trí lắp đặt tụ bù, phụ tải… Để tìm hiểu yếu tố học viên thu thập liệu qua Báo cáo K thuật tháng Xí Nghiệp Lƣới Điện Cao Thế, từ trang Web thu thập liệu từ xa Cơng Ty Cổ Phần Điện Lực Khánh Hịa Qua phân tích, đánh giá tìm hiểu tồn vận hành nhƣ suy giảm điện áp, tổn thất điện lƣới điện 110kV phụ thuộc vào phƣơng thức vận hành, điện áp phía 110kV TBA 220kV cung cấp cho TBA 110kV Khánh Hòa 1.2.1 Điện áp nút với phƣơng thức vận hành bản: 1.2.2 Điện áp nút phƣơng thức vận hành không N-1 1.3 KẾT LUẬN Điện áp phía 110kV TBA Cam Ranh Nam Cam Ranh có điện áp thấp nguyên nhân chủ yếu với 02 TBA nhận nguồn từ TBA 220kV Tháp Chàm khả mang tải đƣờng dây từ TBA Cam Ranh đến TBA 220kV Tháp Chàm sử dụng dây ACKII 150 khả mang tải không cao công suất khống chế 70 (MW) với chiều dài đƣờng dây 43 (km) công suất phụ tải 02 TBA 45 (MW) gây nên tổn thất điện áp, điện cho toàn tuyến lớn cần cải thiện điện áp cho khu vực cần đề xuất tiết diện đƣờng dây lên AC 300mm2 , xây dựng dƣờng dây mạch kép, triển khai xây dựng TBA 220kV Cam Ranh nhiên để giải đƣợc điện áp thấp khu vực chi phí cần phối với OLTC TBA 220kV Tháp Chàm tính tốn tăng thêm dung lƣợng bù để cải thiện điện áp cho khu vực Tại nút nhƣ TBA 110kV- Ninh Hòa, TBA 110kV – Hyunhdai-Vinashin, TBA 110kV Ninh Thủy có điện áp thấp tách đƣờng dây từ TBA 220kV Vĩnh Phƣơng -TBA Ninh Hịa, NM Thủy điện Eakrơngru ngừng phát nhƣ ngày 10/07/2017, với khoảng cách từ TBA 220kV Tuy Hòa đến TBA 110kV Ninh Hòa khoảng 100km tổng phụ tải khu vực vào cao điểm lên đến 70MW điện áp nút cuối nguồn giảm lớn nhƣ số liệu 102,3kV ngồi chế độ vận hành bình thƣờng cách xa nguồn dẫn đến điện áp 110kV mặt dù đạt theo quy định nhiên điện áp thấp dẫn đến tổn thất điện lƣới 110kV lớn đặc biệt ảnh hƣởng trực tiếp phụ tải phía dƣới Một số phụ tải TBA tiêu thụ công suất phản kháng lớn nhƣ TBA Mã Vịng, Bình Tân, Đồng Đế, Suối Dầu nhƣ phải cần cung cấp đủ lƣợng phản kháng nhiên khả cung cấp công suất phản kháng chỗ khiêm tốn so với phụ tải nhƣ TBA Mã Vòng Qbù (MVAr) phụ tải tiêu thụ đến 18 (MVAr), TBA Đồng Đế Qbù 1.5 (MVAr) phụ tải tiêu thụ đến (MVAr), TBA Suối Dầu Qbù (MVAr) phụ tải tiêu thụ đến (MVAr), TBA Bình Tân chƣa có lắp đặt tụ bù phụ tải tiêu thụ đến 07 (MVAr), Bắc Khánh Hòa qua số liệu thu thập có thời điểm phụ tải cần đến 16MVAr, nhƣ cần phải huy động từ hệ thống dẫn đến khơng hiệu phải truyền tải lƣợng cơng suất phản kháng (CSPK) không cần thiết làm tăng tổn thất điện giảm khả mang tải nhƣ ta biết tổn thất điện áp phụ thuộc công suất phản kháng để giảm truyền công suất phản kháng từ hệ thống qua phần mềm tính tốn phân bố lại cơng suất phản kháng phù hợp từ đề xuất cải tạo, nâng cấp cho tất TBA 110kV Hiện Khánh Hịa có 01 Trạm biến Áp 220kV Nha Trang (E29) cung cấp cho tồn lƣới điện Khánh Hịa, TBA 220kV Tháp Chàm 2, Tuy Hòa hỗ trợ lƣợng công suất cần thiết, điện áp số nút thấp nhƣ TBA Ninh Thủy, Vạn Giã, TBA Suối Dầu, Cam Ranh, Nam Cam Ranh, Về sơ đồ kết lƣới 110kV Khánh Hòa, đƣờng dây từ TBA 220kV Tháp Chàm đến TBA 110kV Cam Ranh ACKII 150 khả mang tải không phát huy kết nối nguồn 110kV, đƣờng dây từ TBA 220kV Nha Trang đến TBA 110kV Ninh Hòa sử dụng dây ACSR 185/29 khả mang tải không cao khơng phát huy có u cầu truyền tải có công suất phụ tải khu vực khoảng 70MW đặc biệt cắt đƣờng dây 110KV Tuy Hòa 2, nguồn từ TBA 220kV xa trung bình khoảng 100km từ TBA 220kV Nha Trang đến Vạn Giã từ TBA 220kV Tuy Hòa đến TBA 110kV Ninh Hòa Qua số liệu thu thập đánh giá nhận thấy điện áp số khu vực xa nguồn với TBA 220kV Vĩnh Phƣơng có giá trị điện áp độ lệch điện áp tƣơng đối cao ảnh hƣởng đến công tác vận hành nhƣ gây nên tổn thất điện số khu vực cao, ảnh hƣởng khơng nhỏ đến cơng tác vận hành phía dƣới Do để nâng hiệu vận hành lƣới điện 110kV Khánh Hòa 10 học viên đề xuất giải pháp hiệu nhất, tốn phối hợp trì điện áp phía 110kV TBA 220kV Vĩnh Phƣơng, TBA 220kV Tháp Chàm 2, TBA 220kV Tuy Hòa qua việc tối ƣu điều khiển điện áp dƣới tải OLTC tối ƣu điều khiển điện áp dƣới tải OLTC kết hợp với tối ƣu phân bố công suất phản kháng nút xa nguồn nhƣ Ninh Hòa, Ninh Thủy, Vạn Giã, Suối Dầu, Cam Ranh Để hiểu rõ vấn đề nêu học viên tìm hiều yếu tố liên quan gây nên tổn thất điện áp, nhƣ thiết bị điều chỉnh điện áp, định mức cho phép tiêu chuẩn chất lƣợng 11 CHƢƠNG ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 2.1 KHÁI NIỆM 2.1.1 Giới thiệu chung: Bảng 2.1: Phân loại tượng liên quan đến chất lượng điện áp theo tiêu chuẩn IEEC 1159-1995 Loại Dãi Thời gian tồn tần Biên Độ + Biến đổi dài hạn  Gián đoạn trì >1min pu  Kém điện áp >1min 0,8÷0,9 pu  Quá điện áp >1min 1,1÷1,2 pu + Điện áp khơng cân Trạng thái ổn 0,5÷2% định 2.1.2 Tiêu chuẩn độ lệch điện áp khơng bình thƣờng Độ lệch điện áp lƣới truyền tải phục vụ điều khiển lƣới truyền tải không ảnh hƣởng trực tiếp đến chất lƣợng điện áp hộ tiêu thụ, nhƣng độ lệch phải bảo đảm thuận lợi cho hệ thống điều chỉnh điện áp lƣới điện thấp bảo đảm an toàn cho thiệt bị phân phối điện 2.1.3 Tiêu chuẩn độ lệch điện áp: Giới hạn điện áp giới hạn để bảo đảm an toàn cho thiết bị phân phối điện giới hạn dƣới để đảm bảo chất lƣợng điện áp Giới hạn điện áp gồm: + Giới hạn : Ở điện áp điều khiển phải hoàn thành 30 phút + Giới hạn dƣới có mức: 12  Giới hạn bình thƣờng : giới hạn trạng thái báo động, cận dƣới giới hạn bình thƣờng, thời gian điều chỉnh không xác định  Giới hạn khẩn cấp : Ở điện áp đơn vị vận hành có 15 phút để điều khiển đƣa điện áp mức bình thƣờng  Giới hạn cắt phụ tải : Ở mức phải xa thải bớt phụ tải để nâng điện áp lên 05 phút Mỗi hệ thống điện có quy định riêng, nhiên khơng khác nhiều thiệt bị phân phối điện đƣợc sản xuất theo tiêu chuẩn k thuật chung, nhằm kéo dài tuổi thọ thiết bị, nhƣ đảm bảo an toàn cho thiết bị lƣới điện nhƣ phụ tải 2.2 GIẢI PHÁP ĐIỀU CHỈNH NGUỒN CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 2.2.1 Máy phát điện: 2.2.2 Đƣờng dây không: 2.2.3 Cáp ngầm: 2.2.3 Máy biến áp: 2.2.4 Phụ tải: 2.2.5 Các thiết bị bù: 2.3 GIẢI PHÁP ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP TRÊN LƢỚI TRUYỀN TẢI: Có lý thuyết khác điều khiển điện áp: 2.3.1 Điều khiển tập trung: 2.3.2 Điều khiển nhiều cấp: Trong hệ thống điện phức tạp đảm bảo điều chỉnh điện áp cách tập trung (điều chỉnh điện áp máy phát máy bù, điều chỉnh thiết bị bù trạm biến áp lớn ) mà cần phải huy động thiết bị bù phân tán lƣới điện nhƣ máy bù 13 đồng bộ, thiết bị bù chỗ, điều chỉnh đầu phân áp, Hơn khả điều chỉnh điện áp nhà máy điện thƣờng không đáp ứng đƣợc yêu cầu điều chỉnh không kinh tế Cấp 1: trình đáp ứng nhanh tức thời biến đổi điện áp tác động điều chỉnh điện áp máy phát, máy bù đồng điều chỉnh điện áp dƣới tải MBA nhằm giữ ổn định điện áp lƣới chế độ vận hành bình thƣờng nhƣ cố Cấp 2: trình đáp ứng chậm cấp đƣợc thực vùng hệ thống nhằm đáp ứng biến đổi chậm độ lệch lớn điện áp Để thực việc điều chỉnh cấp 2, ngƣời ta chia hệ thống thành nhiều miền, miền đặc trƣng số nút kiểm tra điện áp Các nút điện áp đƣợc điều chỉnh để giữ theo biểu đồ điện áp định trƣớc Cấp 3: q trình tính tốn biểu đồ điện áp đặt cho nút kiểm tra Công cụ để làm việc chƣơng trình tối ƣu trào lƣu công suất (OPF - Optimal Power Flow) 2.4 CÁC PHƢƠNG TIỆN ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP Các thiết bị bù dùng để điều chỉnh điện áp đƣợc mô tả chi tiết dƣới đây: 2.4.1 Tụ bù ngang: 2.4.2 Hệ thống bù tĩnh: 2.4.3 Điều chỉnh nấc phân áp: Nấc phân áp máy biến áp phƣơng tiện hữu hiệu việc điều chỉnh điện áp cấp điện áp Phần lớn MBA cấp truyền tải có trang bị thiết bị tự động điều chỉnh điện áp dƣới tải (OLTC - On Load Tap Changer) OLTC điều chỉnh tự động tay 14 Điều chỉnh nấc phân áp nhằm thay đổi trào lƣu công suất vô công qua MBA, dẫn đến giảm tổn thất cải thiện phân bố điện áp Vị trí nấc phân áp MBA có OLTC đƣợc điều chỉnh hàng ngày, hàng giờ, tuỳ theo yêu cầu hệ thống Còn nấc phân áp MBA khơng có điều áp dƣới tải cần phải đƣợc tính tốn để đáp ứng đƣợc chế độ vận hành khoảng thời gian định 2.5 GIẢI PHÁP TỐI ƢU TRÀO LƢU CÔNG SUẤT: 2.5.1 Khảo sát phân bố công suất dùng ma trận Ybus phép lặp Gauss – Seidel: 2.5.2 Khảo sát phân bố công suất dùng ma trận Zbus phép lặp Gauss – Seidel: 2.5.3 Phân bố công suất dùng phƣơng pháp Newton – Raphson: 2.6 KẾT LUẬN CHƢƠNG Trong chƣơng học viên giới thiệu phân loại tƣợng liên quan đến chất lƣợng điện áp theo tiêu chuẩn IEEC 1159-1995, so sánh nhƣ Bảng 2.1 chƣơng nhận thấy điện áp nút nằm giới hạn so với điện áp danh định 1÷1.05pu, nhiên số nút xa nguồn nhƣ Ninh Hịa, Cam Ranh, Vạn Giã cải thiện đƣợc điện áp nhƣng không đƣợc vƣợt 1.1pu điện áp nút có độ lệch vƣợt giới hạn cho phép nhƣ nút TBA Đồng Đế Ninh Thủy 3.4%, TBA Đồng Đế Cam Ranh 2.5% Để điện áp nút đƣợc nâng cao độ lệch điện áp nút giảm xuống phạm vi cho phép, luận văn đƣa giải pháp điều chỉnh công suất phản kháng từ nút phía trung thế, điều chỉnh điện áp từ lƣới điện truyền tải TBA 220kV cách điều chỉnh điện áp thông qua OLTC, để thực nghiệm 15 đánh giá xác học viên sử dụng phần mềm tính tốn mơ trào lƣu công suất PSS/E mà ngành điện sử dụng cơng tác tính tốn 16 CHƢƠNG GIỚI THIỆU PHẦN MỀM TÍNH TỐN TỐI ƢU TRÀO LƢU CƠNG SUẤT PSS/E 3.1 GIỚI THIỆU 3.2 TÍNH TỐN TRONG HỆ TƢƠNG ĐỐI 3.2.1 Tính tốn trở kháng dây: 3.2.2 Máy biến áp cuộn dây 3.2.3 Máy biến áp cuộn dây 3.2.4 Thiết bị bù (kháng, tụ) 3.3 CHẠY CHƢƠNG TRÌNH PHÂN BỔ CƠNG SUẤT 3.4 KẾT LUẬN CHƢƠNG Trong chƣơng luận văn nêu vấn đề phần mềm PSS/E để tính tốn, phân tích để áp dụng cho chƣơng sau nhƣ giải thuật Newton-Raphson, Gauss-Seidel ứng dụng modul OPF PSS/E để so sánh kết từ có giải pháp phù hợp nhằm nâng cao hiệu vận hành Qua nhận thấy khác trào lƣu cơng suất bình thƣờng Load Flow và tối ƣu trào lƣu cơng suất OPF tốn Load Flow tính tốn phân bố cơng suất khơng có rang buộc nhƣ OPF, phần mềm chạy vài vòng hội tụ cho kết quả, cịn OPF tính tốn theo điều kiện rang buộc, ví dụ yêu cầu phần mềm chạy phân tích phải theo tổn thất cơng suất thấp nhất…Thì phần mềm chạy nhiều vòng lặp vòng điều chỉnh tham số máy phát, máy biến áp, tụ bù… Để cho tổn thất thấp Về giống sử dụng giải thuật kinh điển nhƣ Newton – Raphson Gauss-Seidel Do sau khai báo vào chƣơng trình sử dụng giải thuật nhƣ trên, cần khai báo thêm 17 ràng buộc OPF phần mềm PSS/E cho kết theo yêu cầu 18 CHƢƠNG ỨNG DỤNG PSS/E VÀO TÍNH TỐN, PHÂN TÍCH TỐI ƢU VẬN HÀNH HỆ THỐNG 110KV KHÁNH HÕA 4.1 SƠ ĐỒ THUẬT TOÁN CHẠY OPF 4.2 THU THẬP SỐ LIỆU - Bảng 1.1: Thông số k thuật đƣờng dây 110kV Khánh Hịa - Bảng 1.2: Thơng số k thuật TBA 110kV Khánh Hòa - Bảng 4.1: Tổng hợp phụ tải TBA 110kV Khánh Hòa năm 07/2017 - Hình 1.2 Sơ đồ kết lƣới 110kV Khánh Hịa 4.3 KẾT QUẢ NHẬP CHƢƠNG TRÌNH PSS/E 4.3.1 Dữ liệu thơng số nút: 4.3.2 Dữ liệu thông số cho nhà máy (Plant) 4.3.3 Nhập thông số máy phát (Machine) 4.3.4 Dữ liệu thông số tải (Load) 4.3.5 Dữ liệu thông số đƣờng dây (Branch) 4.3.6 Nhập thông số máy biến áp cuộn dây (2 Winding) 4.3.7 Nhập thông số máy biến áp cuộn dây (3 Winding) 4.3.8 Khai báo vị trí bù trung áp 4.4 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH TỐI ƢU TRÀO LƢU CƠNG SUẤT TRÊN PHẦN MỀM PSS/E 4.4.1: Trào lƣu công suất theo kết cấu lƣới điện 110kV tại: - Đƣờng dây từ TBA 110kV Cam Ranh đến TBA Bán Đảo mở - Đƣờng dây từ TBA 110kV Cam Ránh đến TBA Ninh 19 Hải mở - Lựa chọn giải thuật Newton – Raphson tính tốn trào lƣu cơng suất cho toàn lƣới điện 4.4.2 Nhận xét: + Trường hợp 1: Phân bố công suất theo kết cấu lƣới điện  Nút TBA 220kV Vĩnh Phƣơng nút cân (Code 3) cung cấp cho khu vực Khánh Hòa  Nút TBA 220kV Tháp Chàm 2, Tuy Hịa nút phát cố định cơng suất (Code 2)  Nút cân lúc này: Nút phát TBA 220kV Vĩnh Phƣơng phát PGen= 218.7MW, QGen= 17.2MVAr  TBA 220kV Vĩnh Phƣơng TBA Tháp Chàm có vị trí nấc phân áp nấc 0.94602 pu (Phụ lục 2)  TBA 220kV Tuy Hòa có vị trí nấc phân áp 1.04829 pu (Phụ lục 2)  Các nấc phân áp điều áp dƣới tải cài đặt tay, tổn thất HTĐ Khánh Hòa : 5.3MW (Phụ lục 3)  Điện áp nút nhƣ số liệu tính tốn dƣới đây: (Phụ lục 4), qua số liệu nhận thấy điện áp nút nằm giới hạn cho phép nhiên điện áp nút cịn nâng lên đƣợc từ TBA 220kV cách điều khiển nấc phân áp MBA phía 220kV làm tăng/ giảm điện áp phía 110/22kV + Trường hợp 2: Tính tốn OPF xem xét tìm nấc điều khiển OLTC tối ƣu  Nút TBA 220kV Vĩnh Phƣơng nút cân 20 (Code 3) cung cấp cho khu vực Khánh Hòa  Nút TBA 220kV Tháp Chàm 2, Tuy Hòa nút phát cố định công suất (Code 2)  Nút cân lúc này: Nút phát TBA 220kV Vĩnh Phƣơng phát PGen= 218.1MW, QGen= 11.4MVAr ( Giảm công suất phát từ hệ thống PGen = 218.1MW, QGen = 11.4MVAr)  Sau chạy tối ƣu điều khiển nấc phân áp TBA 220kV Vĩnh Phƣơng TBA Tháp Chàm lúc vị trí nấc phân áp giảm 02 nấc 0.92045 pu (Phụ lục 5)  TBA 220kV Tuy Hịa hai máy có vị trí nấc phân áp 0.97159 pu giảm nấc (Phụ lục 5)  Tổn thất HTĐ Khánh Hòa : 4.8MW, thấp trƣờng hợp để OLTC mặt định: 0.5MW (Phụ lục 6)  Kết điện áp nút sau tối ƣu điều khiển OLTC TBA 220kV (Phụ lục 7), điện áp nút tăng lên + Trường hợp 3: Tính tốn OPF xem xét tìm nấc điều khiển OLTC tối ƣu phân bố lại tụ bù ngang trung áp  Nút TBA 220kV Vĩnh Phƣơng nút cân (Code 3) cung cấp cho khu vực Khánh Hịa  Nút TBA 220kV Tháp Chàm 2, Tuy Hòa nút phát cố định công suất (Code 2)  Nút cân lúc này: Nút phát TBA 220kV Vĩnh Phƣơng phát PGen= 218MW, QGen= 10.5MVAr  Sau chạy tối ƣu điều khiển nấc phân áp TBA 220kV Vĩnh Phƣơng TBA Tháp Chàm lúc vị trí nấc phân áp giảm 02 nấc 0.92045pu (Phụ lục 8) 21  TBA 220kV Tuy Hịa máy T1 có vị trí nấc phân áp 0.97159 pu giảm nấc (Phụ lục 8)  TBA 220kV Tuy Hòa máy T2 có vị trí nấc phân áp 0.96250 pu giảm nấc (Phụ lục 8)  Tổn thất HTĐ Khánh Hòa : 4.7MW, thấp trƣờng hợp để OLTC mặt định: 0.6MW (Phụ lục 10)  Các kết tính tốn tối ƣu tụ bù ngang cho thấy nên đặt tụ bù trung thế: Vạn Gĩa (4MVAr), Ninh Thủy (4MVAr) (phụ lục 9)  Kết điện áp nút sau tối ƣu điều khiển OLTC TBA 220kV: (Phụ lục 11) 4.5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Qua kết thu đƣợc từ chƣơng trình sử dụng chức tối ƣu hóa hàm mục tiêu OPF nhƣ phân tích số liệu để nâng cao hiệu vận hành lƣới điện 110kV Khánh Hòa lấy tiêu nâng cao điện áp nút cách điều khiển tối ƣu nấc phân áp MBA 220/110kV phân bố lại tụ bù Vạn Giã 4MVAr, Ninh Thủy 4MVAr cho kết điện áp khu vực tƣơng đối đồng nằm phạm vi cho phép giảm tổn thất điện từ 5.3MW tồn lƣới điện xuống cịn 4.7MW Trên thực tế việc điều chỉnh nấc phân áp dƣới tải TBA 220/110kV thực tay thông qua lệnh Điều Độ viên đƣợc phân cấp để thực điều chỉnh nấc phân áp dƣới tải theo biểu đồ điện áp cung cấp cho đơn vị quản lý vận hành hàng tuần, nhân viên vận hành điều chỉnh nấc phân áp theo biểu đồ cải tạo tụ bù hiên có lƣới điều chuyển lắp TBA Vạn Giã, TBA Ninh Thủy,…Tuy nhiên điều khiển từ nhân viên vận hành có nhƣợc điểm phụ thuộc chủ yếu vào khả vận hành 22 nhân viên Để hiệu việc khai báo vào thiết bị tự động điều chỉnh điện áp lấy kết tính tốn luận văn làm sở điều khiển nấc phân áp máy biến áp, trƣờng hợp nhƣợc điểm vấn đề thay đổi cơng suất phía phụ tải liên tục dẫn đến nấc phân áp hoạt động liên tục theo phụ tải Hiện khu vực phía Bắc Khánh Hịa đƣờng dây cung cấp điện từ TBA 220kV Tuy Hòa đến TBA Vạn Giã đƣờng dây có tiết diện ACSR 240mm2 nhiên đƣờng dây thuộc đơn vị PTC3 (Công Ty Truyền tải điện 3) cho mƣợn tạm, cần cải tạo đƣờng dây cũ ACSR185mm2 lên thành ACSR 300mm2 phù hợp với Quy hoạch lƣới điện Đối với đƣờng dây 110kV từ TBA Tháp Chàm đến TBA Cam Ranh cần sớm cải tạo từ đƣờng dây cũ triển khai đƣa vào vận hành TBA 220kV Cam Ranh cải thiện đáng kể điện áp khu vực điện áp khu vực thấp nhƣ liên tục Ngoài khu vực Bắc Khánh Hịa điện áp khơng ổn định có sửa chữa đƣờng dây nhƣ ĐZ 110kV TBA 220kV Vĩnh Phƣơng – TBA 110kV Ninh Hòa ĐZ 110kV TBA 220kV Tuy Hòa – TBA 110kV Vạn Giã có điện áp thấp Do để giảm tổn thất điện từ cơng trình sửa chữa đầu tƣ, cần phải huy động tối đa với Nhà máy Nhiệt điện Bã Mía Ninh Hịa khoảng tháng 01 đến tháng 06 hàng năm huy động tối đa nhà máy Thủy điện Eakrôngru khoảng 27MW cung cấp chỗ cho khu vực Bắc Khánh Hòa Nghiên cứu tính tốn phối hợp chƣơng trình PSS/E cho việc phân tích lƣới điện 110kV để đánh giá chất lƣợng quản lý vận hành  ... tốn đề xuất giải pháp nâng cao hiệu vận hành lƣới 110kV Khánh Hòa chọn đề tài “TÍNH TỐN, PHÂN TÍCH VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH CHO LƢỚI 110KV CỦA CÔNG TY CỔ PHẦN ĐIỆN LỰC KHÁNH... PHÂN TÍCH VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH CHO LƢỚI 110KV CỦA CÔNG TY CỔ PHẦN ĐIỆNLỰC KHÁNH HÕA” Đối với lƣới điện 110kV điện áp nút phụ thuộc vào nguồn cung cấp nhƣ trào lƣu công. .. hàm mục tiêu OPF nhƣ phân tích số liệu để nâng cao hiệu vận hành lƣới điện 110kV Khánh Hòa lấy tiêu nâng cao điện áp nút cách điều khiển tối ƣu nấc phân áp MBA 220 /110kV phân bố lại tụ bù Vạn