Đề xuất các giải pháp giảm tổn thất điện năng lưới điện phân phối điện lực lâm hà, tỉnh lâm đồng

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN HÀ LÂM ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI HUYỆN LÂM HÀ, TỈNH LÂM ĐỒNG Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 60.52.02.02 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2018 Cơng trình hồn thành TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: TS TRẦN VINH TỊNH Phản biện 1: TS NGUYỄN HỮU HIẾU Phản biện 2: TS LÊ HỮU HÙNG Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật họp Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng vào ngày 03 tháng năm 2018 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng Trường Đại học Bách khoa - Thư viện Khoa Điện, Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Để đáp ứng đủ nguồn điện cung cấp cho phát triển kinh tế - xã hội nhanh chóng địi hỏi ngành điện phải có giải pháp thực đầu tư phát triển nguồn, lưới điện đủ để cung cấp cho phụ tải, đưa giải pháp vận hành tối ưu hệ thống điện, phải đảm bảo chất lượng độ tin cậy Tổn thất điện mối quan tâm hàng đầu ngành điện nói chung, Công ty Điện lực Lâm Đồng Điện lực Lâm Hà nói riêng Điện lực Lâm Hà hình thành sở Đơn vị quản lý lưới điện tách từ Điện lực quản lý khu vực huyện Đức Trọng, Lâm Hà, Đơn Dương Với lưới điện tiếp nhận từ lưới điện địa phương, sử dụng qua nhiều năm mà chưa có cải tạo, nâng cấp đồng Tổn thất điện khu vực huyện Lâm Hà đơn vị có tổn thất cao Cơng ty Điện lực Lâm Đồng Mục đích nghiên cứu: - Phân tích trạng hệ thống lưới điện hữu đưa giải pháp để giảm tổn thất điện lưới điện phân phối huyện Lâm Hà – tỉnh Lâm Đồng - Thu thập sở liệu nguồn phụ tải lưới phân phối phạm vi nghiên cứu để phân tích - Sử dụng phần mềm PSS/ADEPT tính tốn tổn thất điện lưới điện hữu vận hành - Phân tích đề xuất giải pháp giảm tổn thất điện lưới điện phân phối Điện lực Lâm Hà – Công ty Điện lực Lâm Đồng quản lý - Đánh giá hiệu đầu tư sau thực giải pháp đề xuất để kiến nghị cho Công ty Điện lực Lâm Đồng Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu tổn thất điện lưới điện phân phối Điện lực Lâm Hà - Phạm vi nghiên cứu: Lưới điện phân phối Điện lực Lâm Hà – Công ty Điện lực Lâm Đồng quản lý vận hành Phương pháp nghiên cứu - Sử dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu tài liệu, sách báo, giáo trình,…về vấn đề tính tốn xác định tổn thất công suất tổn thất điện năng, giải pháp giảm tổn thất điện lưới điện phân phối - Phương pháp thực nghiệm: Sử dụng phần mềm PSS/ADEPT để tính tốn tổn thất cơng suất tổn thất điện xác định khu vực có máy biến áp non tải tải nhằm hoán chuyển hay gắn máy biến áp có cơng suất phù hợp với phụ tải theo mùa vụ - Đánh giá lại hiệu sau thực giải pháp giảm tổn thất điện Bố cục luận văn Phần I Mở đầu Phần II Nội dung Chương 1: Tổng quan lưới điện phân phối tổn thất điện Chương 2: Hiện trạng lưới điện phân phối Điện lực Lâm Hà Chương 3: Tính tốn xác định tổn thất phần mềm PSS/ADPET Chương 4: Đề xuất giải pháp giảm tổn thất điện lưới điện phân phối huyện Lâm Hà Phần III: Kết luận kiến nghị Tài liệu tham khảo Phụ lục CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI VÀ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG 1.1 ĐẶC ĐIỂM CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI Cấu trúc phương thức vận hành lưới điện phân phối có ảnh hưởng lớn đến tiêu kinh tế kỹ thuật hệ thống điện: Chất lượng điện áp, tổn thất điện lớn gấp 3-4 lần so với tổn thất điện lưới truyền tải Cấu trúc lưới phân phối thường đa dạng, phức tạp Số lượng nút, nhánh lớn nên việc tính tốn thường gặp nhiều khó khăn Chế độ vận hành vận hành hở, hình tia xương cá Để tăng độ tin cậy cung cấp điện sử dụng mạch vịng kín vận hành hở 1.2 VAI TRỊ VÀ Ý NGHĨA CỦA BÀI TỐN XÁC ĐỊNH TỔN THẤT CÔNG SUẤT VÀ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG 1.2.1 Tính tốn TTCS TTĐN tốn thiết kế cung cấp điện Sử dụng hàm chi phí tính tốn làm tiêu chí để lựa chọn phương án hợp lý Hàm chi phí viết dạng đơn giản: Z = (avh +atc).Kđ + ∆A.g = Z1 +Z2 Biểu thức đạt cực tiểu phương án nối dây mạng điện có vốn đầu tư chi phí vận hành nhỏ Khi so sánh lựa chọn phương án tối ưu thường sử dụng số liệu tính tốn ứng với chế độ phụ tải cực lựa chọn tiết diện dây dẫn, kiểm tra điều kiện mặt kỹ thuật Các hệ số sử dụng tính tốn lấy từ sổ tay thiết kế kinh nghiệm nên dẫn đến sai số, điều khơng ảnh hưởng đáng kể đến kết lựa chọn phương án tối ưu 1.2.2 Tính tốn TTCS TTĐN quản lý vận hành HTĐ Các phần tử lưới thiết kế phải đảm bảo yêu cầu kinh tế - kỹ thuật Trên sở tính tốn cho phép phân tích tình trạng kỹ thuật lưới điện từ đề xuất giải pháp kỹ thuật để nâng cao hiệu kinh tế Một giải pháp giảm TTCS, TTĐN Các thông tin nhận sở phân tích nguyên nhân gây nên tổn thất từ cho phép đề xuất phương pháp hợp lý, hiệu để giảm tổn thất 1.2.3 Những lưu ý tính tốn TTCS TTĐN a Đặc điểm tính tốn TTCS TTĐN + Đặc điểm tính tốn TTCS, TTĐN q trình thiết kế: - Khơng địi hỏi độ xác cao - Thiếu thơng tin thực tính tốn (chưa có biểu đồ phụ tải, khơng có phương thức vận hành cụ thể,…) - Phương pháp tính thường sử dụng cho dễ dàng, nhanh chóng Do áp dụng phương pháp đơn giản, độ xác vừa phải + Đặc điểm tính tốn TTCS, TTĐN quản lý vận hành: - Yêu cầu độ xác cao - Có đủ thơng tin để tính tốn biểu đồ phụ tải, trạng thái trang thiết bị bù, đầu phân áp làm việc máy biến áp… - Có thời gian nghiên cứu tính tốn so sánh với số liệu thống kê đo lường Do cần áp dụng phương pháp xác, xét đầy đủ yếu tố b Lựa chọn xây dựng phương pháp tính tốn TTCS TTĐN Trong q trình quản lý vận hành lưới điện, để xác định xác thông số vận hành, tiêu kỹ thuật chưa có đầy đủ thơng số Các phương tiện đo đếm chưa đầy đủ không đồng bộ, cơng cụ phương pháp tính tốn TTCS TTĐN chưa hợp lý Do khơng xác định xác giá trị tổn thất, thường giá trị tổn thất quy định cho đơn vị mang ý nghĩa tiêu kế hoạch khơng phân tích xác nguyên nhân tổn thất lưới Đây vấn đề quan tâm hàng đầu công tác quản lý vận hành lưới điện 1.2.4 Các phương pháp tính toán tổn thất điện lưới phân phối a Tính tốn TTĐN tốn thiết kế Khi tính tốn thiết kế, với u cầu độ xác khơng cao, áp dụng nhiều tính gần Trên sở giải thiết xác định TTCS ứng với chế độ phụ tải cực đại ∆Pmax Tổn thất điện tính theo cơng thức đơn giản sau: - Công thưc kinh điển: (0,124 Tmax 10 ).8760 - Công thức Kenzevits: 2.Tmax 8760 8760 Tmax P (1 ) Tmax 2.Pmin Pmax 8760 Pmax - Công thức Vanlander: 8760[(0,13 Tmax T ) (0,87 max ) ] 8760 8760 - Tra đường cong tính tốn: f (Tmax cos ) Các cơng thức gần đúng, lấy theo thực nghiệm tiệm cận hóa, xác định lưới điển hình, có cấu trúc tiêu chuẩn nước ngồi Điều khơng phù hợp với điều kiện LPP Việt Nam b Tính tốn TTĐN hệ thống cung cấp điện Về lý thuyết TTĐN nhánh mạng phân phối xác định theo công thức sau: t A 3.R I (t ).dt c - Các phương pháp kinh điển Phương pháp phân tích đồ thị Phương pháp dịng điện trung bình bình phương Phương pháp thời gian tổn thất d Phương pháp đường cong tổn thất e Phương pháp sử dụng phần mềm để tính tốn tổn thất 1.2.5 Các biện pháp giảm tổn thất điện - Nhóm biện pháp kỹ thuật - Nhóm biện pháp tổ chức 1.3 KÊT LUẬN CHƯƠNG CHƯƠNG HIỆN TRẠNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC LÂM HÀ 2.1 TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN LỰC LÂM HÀ Điện lực Lâm Hà có trụ sở đặt huyện Lâm Hà trực thuộc tỉnh Lâm Đồng có tổng diện tích khoảng 979,52km2, huyện có 14 xã thị trấn, ranh giới tiếp giáp với huyện Đam Rông, Đức Trọng, Di Linh, thành phố Đà Lạt Huyện Lâm Hà nằm vùng nhiệt đới gió mùa, khí hậu có hai mùa rõ rệt: mùa khơ từ tháng 11 đến tháng 4, mùa mưa từ tháng đến tháng 10 Điện lực Lâm Hà đơn vị trực thuộc Công ty Điện lực Lâm Đồng, thành lập vào năm 2009 với nhiệm vụ chính: - Thực nhiệm vụ sản xuất, kinh doanh điện năng; chăm sóc phát triển khách hàng địa bàn quản lý - Tham mưu cho Cơng ty, Chính quyền địa phương công tác quy hoạch, phát triển lưới điện, an toàn hành lang lưới điện - Quản lý vận hành sửa chữa hệ thống Công nghệ thông tin mạng cáp quang nội địa bàn đơn vị quản lý Cơ cấu tổ chức Điện lực Lâm Hà gồm: phòng đội trực thuộc quản lý số lượng tài sản cụ thể: - Tài sản Điện lực: Đường dây trung thế: 353,130km; Đường dây hạ thế: 449,406km; Trạm biến áp: 338 trạm với tổng công suất 27.252kVA - Tài sản khách hàng: Đường dây trung thế: 48,874km; Đường dây hạ thế: 54,690km; Trạm biến áp: 195 trạm với tổng công suất 21.070kVA Trong năm qua, Điện lực thực hện cơng trình Đàu tư xây dựng bản, sửa chữa lớn lưới điện trung hạ trạm biến áp với số cơng trình trọng điểm như: Trạm biến áp 110/22kV Lâm Hà (năm 2015), Lộ trạm 110/22kV Lâm Hà, phát triển lưới điện phân phối huyện, sửa chữa lớn đường dây trung hạ trạm biến áp lưới điện Điện lực Lâm Hà, chống tải khu vực tưới tiêu huyện năm 2016 nhiều cơng trình khác với tổng mức đầu tư: 17 tỷ đồng, đầu tư xây dựng 11,7 tỷ đồng 2.2 HIỆN TRẠNG VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI VÀ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRÊN LƯỚI PHÂN PHỐI CỦA ĐIỆN LỰC LÂM HÀ 2.2.1 Giới thiệu chung lưới điện phân phối Điện lực Lâm Hà Để nâng cao chất lượng điện cung cấp cho khách hàng, năm qua quan tâm đạo Công ty Điện lực Lâm Đồng, hệ thống lưới điện Điện lực Lâm Hà nâng cấp, cải tạo chuyển đổi phương thức vận hành để phù hợp với thực tế đảm bảo lưới điện vận hành tối ưu Hiện Điện lực nhận nguồn từ phát tuyến chính: tuyến 471;473 nhận nguồn từ trạm 110kV Lâm Hà tuyến 478 nhận nguồn từ trạm 110kV Đà Lạt Khi có cơng tác cố chuyển đổi phương thức vận hành nhận nguồn từ phát tuyến dự phòng: 471;475 trạm 110kV Đức Trọng, tuyến 477 trạm 110kV Di Linh để đảm bảo vận hành cấp điện ổn định liên tục cho khách hàng Lưới điện 22kV Lâm Hà có tổng chiều dài 401,448km (trong đường dây pha: 189,243km đường dây pha: 221,275km); 544 trạm biến áp (trong đó: 165 trạm pha 379 trạm pha với tổng công suất đặt 47.521,5 kVA bao gồm trạm biến áp công cộng khách hàng) Hệ thống đường dây hạ áp gồm 86 TBA pha: 15.877,5kVA 252 TBA pha: 11.374kVA, đường dây hạ pha: 145,248km, đường dây hạ pha dây: 313,938km, đường dây hạ pha dây: 44,91km Lưới điện vận hành với tiêu chuẩn nối đất trực tiếp Phụ tải điện có cơng suất Pmax cao điểm khoảng 17,2MW đạt đến 18MW đến cuối năm 2017, sản lượng nhận lưới trung bình khoảng 313.000kWh/ngày (max 332.000kWh/ngày) 2.2.2 Phương án cấp điện cho phụ tải huyện Lâm Hà: Tuyến 473 trạm 110kV Lâm Hà: cấp điện cho thị trấn Đinh Văn, phần thị trấn Nam Ban xã Gia Lâm, Nam Hà, Phi Tơ Ngồi cịn chuyển tải hộ cho phần huyện Đức Trọng Tuyến 471 trạm 110kV Lâm Hà: cấp điện cho xã Đạ Đờn, Phú Sơn, Tân Văn, Tân Hà, Phúc Thọ, Hoài Đức, Tân Thanh, Đan Phượng Liên Hà Ngồi cịn chuyển tải hộ cho huyện Đam Rông Tuyến 478 trạm 110kV Đà Lạt 2: Cấp điện cho xã Mê Linh phần thị trấn Nam Ban 2.2.3 Các thông số kỹ thuật lưới điện phân phối huyện Lâm Hà, tỉnh Lâm Đồng a Các thông số kỹ thuật lưới điện trung áp 22kV Huyện Lâm Hà cấp điện từ trạm 110/22kV Lâm Hà, trạm 110/22kV Đà Lạt với thơng số kỹ thuật sau: Trạm 110/22kV Lâm Hà: Gồm 01 ngăn lộ 110kV đầu vào, 01MBA công suất 40MVA, 05 ngăn lộ 22kV phụ tải Trạm 110/22kV Đà Lạt 2: Gồm 01 ngăn lộ 110kV đầu vào, 01MBA công suất 40MVA, 05 ngăn lộ 22kV phụ tải Thông số kỹ thuật xuất tuyến lưới điện trung áp Imax (A) Loại dây Công suất P (MW) STT Xuất tuyến Icp (A) 471 Lâm Hà 630 247 AC185 9,2 473 Lâm Hà 630 159 ACX185 5,8 478 Đà lạt 630 385 AC150 12,8 Ghi b Các thông số kỹ thuật MBA Trên lưới điện phân phối huyện Lâm Hà sử dụng loại máy biến áp phân phối 22/0,4kV với loại công suất cụ thể: - Máy biến áp pha 22/0,4kV công suất: 100kVA, 160kVA, 250kVA, 320 kVA, 400 kVA, 560 kVA, 630 kVA, 1000 kVA - Máy biến áp pha 12,7/0,23kV công suất: 15 kVA, 25 kVA, 37,5 kVA, 50 kVA, 75 kVA, 100 kVA c Các thông số kỹ thuật lưới điện hạ áp 0,4kV Lưới điện hạ áp sau TBA phân phối (22/0,4kV) gồm đường dây pha, pha, sử dụng nhiều loại dây khác cụ thể sau: - Dây nhôm lõi thép: AC50, AC70, AC95 - Dây nhôm trần: A50, A70, A95 - Dây đồng trần: C22, C25, C35, C50, C70 10 Năm 2013 2014 2015 2016 2017 Điện nhận KW h 46,830,24 51,461,80 58,479,32 64,977,02 83,303,88 Thương phẩm KW h 43,589,59 47,972,69 54,707,40 60,941,95 78,347,30 Tổn thất % 6.92 6.78 6.45 6.21 5.95 - Điện tổn thất theo cấp điện áp (triệu kWh) bảng : Năm 2013 2014 2015 2016 2017 Điện tổn thất lưới hạ áp (kWh) 1,123,92 1,193,91 1,315,78 1,429,49 1,749,38 Điện tổn thất lưới trung áp (kWh) 2,116,72 2,295,19 7 2,456,13 2,605,57 3,207,19 9 - Tỷ lệ tổn thất lưới hạ thế, sau trạm biến áp cơng cộng: có 338 trạm biến áp có lưới điện hạ áp khai thác hiệu suất trạm cơng cộng chương trình CMIS, TTĐN có 05 TBA n>30%, 13 TBA 20%