Xác định vị trí bù tối ưu, mô tả sơ lược về một số vấn đề về bù công suất phản kháng trên lưới phân phối, lý thuyết bù cho lưới phân phối. Ứng dụng phần mềm PSSADEPT để chạy bài toán CAPO trên mạng điện nhỏ gọn.Xác định vị trí bù tối ưu, mô tả sơ lược về một số vấn đề về bù công suất phản kháng trên lưới phân phối, lý thuyết bù cho lưới phân phối. Ứng dụng phần mềm PSSADEPT để chạy bài toán CAPO trên mạng điện nhỏ gọn.Xác định vị trí bù tối ưu, mô tả sơ lược về một số vấn đề về bù công suất phản kháng trên lưới phân phối, lý thuyết bù cho lưới phân phối. Ứng dụng phần mềm PSSADEPT để chạy bài toán CAPO trên mạng điện nhỏ gọn.
Trang 1Được sự phân công của bộ môn Hệ thống điện, khoa Điện – Điện tử trường đạihọc Bách Khoa và sự đồng ý hướng dẫn của thầy ThS Trần Thế Tùng, em đã thực hiện
đề tài luận văn tốt nghiệp: “Tìm hiểu phần mềm PSS/ADEPT và tính toán cho tuyến dây473TN Cần Thơ”
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban giám hiệu nhà trường, các thầy côtrong trường, đặc biệt là quý thầy cô thuộc khoa Điện - Điện tử trường Đại học BáchKhoa TP HCM đã tận tình chỉ dạy và truyền đạt cho em những kiến thức cơ bản và nângcao trong suốt những năm học vừa qua
Em xin chân thành cảm ơn thầy ThS Trần Thế Tùng đã tận tình chỉ dạy, hướngdẫn cho em trong thời gian qua Thầy đã cung cấp nhiều tài liệu quý, tổng hợp nhữngkiến thức cơ bản, bổ sung những kiến thức chuyên sâu và dành nhiều thời gian quan tâmtheo dõi, động viên và hỗ trợ em hoàn thành luận văn tốt nghiệp này
Em cũng xin cảm ơn công ty Điện lực thành phố Cần Thơ đã cung cấp tài liệu vàluôn tạo điều kiện tốt nhất giúp em hoàn thành luận văn này
Khi thực hiện luận văn tốt nghiệp, em đã cố gắng phân tích tổng hợp và tham khảomột số tài liệu chuyên môn nhằm đạt kết quả tốt nhất Tuy nhiên, do thời gian và tài liệutham khảo có hạn nên những thiếu sót là không thể tránh khỏi, kính mong quý thầy côđóng góp những ý kiến quý báo để luận văn được hoàn thiện hơn
Tp Hồ Chí Minh, ngày 14 tháng 12 năm 2015
Sinh viên thực hiện: Hà Quang Biển
Trang 2Lưới điện phân phối và truyền tải không ngừng phát triển để đáp ứng nhu cầu điệnngày càng gia tăng và yêu cầu cung cấp điện đòi hỏi phải ổn định, liên tục với chất lượngđiện ngày càng cao để phục vụ cho nền kinh tế và các thành phần sử dụng điện khác Do
đó, việc tính toán, phân tích hệ thống điện là một yêu cầu cần thiết đối với một kỹ sưđiện Những thông số có được trong quá trình phân tích, tính toán hệ thống điện giúpngười kỹ sư rất nhiều trong công tác qui hoạch, thiết kế, lựa chọn thiết bị, cài đặt bảo vệrơle, tự động hóa, quản lý vận hành cũng như dự đoán được các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuậtcủa hệ thống điện Việc tính toán, phân tích hệ thống điện là mảng rất lớn, luận văn nàychỉ tập trung đề cập đến vấn đề tính toán phân bố công suất, tính toán ngắn mạch, tínhtoán đặt tụ bù để giảm tổn thất và tăng tính ổn định của hệ thống lưới điện phân phối
Với ý nghĩa đó, từ tháng 01-2005 Tổng Công ty Điện lực Việt Nam (EVN) trướcđây, nay là Tập đoàn Điện lực Việt Nam đã chỉ đạo áp dụng phần mềm PSS/ADEPT đểtính toán lưới điện theo địa bàn quản lý của các đơn vị trực thuộc để nâng cao hiệu quảcủa quá trình sản xuất kinh doanh điện Tổng Công ty Điện lực miền Nam (đơn vị trựcthuộc Tập đoàn Điện lực Việt Nam) cũng đã phối hợp cùng Khoa Điện - Điện tử trườngĐại học Bách Khoa TP.HCM nghiên cứu áp dụng phần mềm, hướng dẫn áp dụng cho cácCông ty Điện lực trực thuộc
Luận văn “Tìm hiểu phần mềm PSS/ADEPT và tính toán cho tuyến dây 473TN Cần Thơ” đã trình bày được các vấn đề sau đây:
- Chương I: Giới thiệu chung về điện lực Tp Cần Thơ và tuyến dây 473TN CầnThơ
- Chương II: Phân bố công suất trong hệ thống điện
- Chương III: Lý thuyết ngắn mạch
- Chương IV: Bù công suất phản kháng.
- Chương V: Sử dụng phần mềm PSS/ADEPT để tính toán cho tuyến dây 473TN
Cần Thơ
Trang 3- Chương 1: Giới thiệu công ty Điện lực Tp Cần Thơ, Điện lực Thốt Nốt, TrạmThốt Nốt và tuyến dây 473TN
- Chương 2: Giới thiệu sơ lược về bài toán phân bố công suất, sử dụng phương phápNewton - Raphson, ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT để tính toán phân bố côngsuất trên mạng điện nhỏ gọn
- Chương 3: Phân tích ngắn mạch đối xứng, bất đối xứng được đề cập đến haiphương pháp tính toán ngắn mạch là: phương pháp thành lập ma trận tổng trở [Z]
bus của các thành phần thứ tự trong hệ thống và phương pháp Sơ đồ thay thế tươngđương Ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT để tính toán ngắn mạch trên mạng điệnnhỏ gọn
- Chương 4: Xác định vị trí bù tối ưu, mô tả sơ lược về một số vấn đề về bù côngsuất phản kháng trên lưới phân phối, lý thuyết bù cho lưới phân phối Ứng dụngphần mềm PSS/ADEPT để chạy bài toán CAPO trên mạng điện nhỏ gọn
- Chương 5: Mô tả đầy đủ phần mềm PSS/ADEPT, ứng dụng phần mềmPSS/ADEPT trong tính toán phân bố công suất, tính toán ngắn mạch, đặt tụ bù tối
ưu, xác định điểm dừng tối ưu Ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT tính toán trênlưới điện thực tế tuyến dây 473TN Cần Thơ Qua việc ứng dụng phần mềm này, tanhận thấy với sự hỗ trợ của máy tính và phần mềm thì việc phân tích, tính trênlưới điện có nhiều nút được thực hiện rất đơn giản, nhanh chóng và chính xác
Trang 4ĐỀ MỤC TRANG
NHIỆM VỤ LUẬN VĂ
N
LỜI CẢM ƠN i
TÓM TẮT ĐỀ TÀI ii
MỤC LỤC iv
DANH MỤC HÌNH vi
DANH MỤC BẢNG x
DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT xi
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐL TP CẦN THƠ VÀ TD 473TN 1
1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TY ĐL TP CẦN THƠ 1
1.2 GIỚI THIỆU ĐL THỐT NỐT, TRẠM THỐT NỐT VÀ TD 473TN 5
CHƯƠNG II: PHÂN BỐ CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 6
2.1 SƠ LƯỢC VỀ BÀI TOÁN PBCS 6
2.2 PHÂN BIỆT CÁC LOẠI ĐIỂM NÚT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 6
2.3 PHƯƠNG TRÌNH CÔNG SUẤT NÚT 7
2.4 PHƯƠNG PHÁP NEWTON – RAPHSON 7
2.5 DÙNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT TÍNH TOÁN PBCS 24
CHƯƠNG III: LÝ THUYẾT NGẮN MẠCH 41
3.1 ĐẶC ĐIỂM DÒNG NGẮN MẠCH 41
3.2 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH ĐỐI XỨNG 44
3.3 TÍNH TOÁN SỰ CỐ BẤT ĐỐI XỨNG 55
3.4 VÍ DỤ TÍNH TOÁN 68
3.5 ỨNG DỤNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT ĐỂ TÍNH NGẮN MẠCH 76
CHƯƠNG IV: BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 85
4.1 SƠ LƯỢC VỀ MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ BÙ CSPK TRÊN LĐPP 85
4.2 LÝ THUYẾT BÙ CHO LƯỚI PHÂN PHỐI 87
4.3 PP XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ BÙ TỐI ƯU CỦA PHẦN MỀM PSS/ADEPT 90
CHƯƠNG V: SỬ DỤNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT TÍNH TOÁN CHO TUYẾN DÂY 473TN CẦN THƠ 100
Trang 55.2 CÁC BƯỚC THỰC HIỆN CHO BÀI TOÁN TÍNH PBCS, TÍNH NGẮN
MẠCH VÀ XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ BÙ TỐI ƯU 101
5.3 PHÂN BỐ CÔNG SUẤT 110
5.4 TÍNH NGẮN MẠCH 125
5.5 XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ BÙ TỐI ƯU 131
5.6 XÁC ĐỊNH ĐIỂM DỪNG TỐI ƯU 138
KẾT LUẬN 144
TÀI LIỆU THAM KHẢO 145
Trang 6Hình 2 1: Sơ đồ 3 nút 9
Hình 2 2: Tóm tắt bài toán 11
Hình 2 3: Hộp thoại Network Properties 24
Hình 2 4: Thiết lập thông số cho nguồn 25
Hình 2 5: Thiết lập thông số cho nút 26
Hình 2 6: Thiết lập thông số cho tải 26
Hình 2 7: Thiết lập thông số cho dây dẫn 27
Hình 2 8: Thiết lập thông số cho thiết bị đóng cắt 28
Hình 2 9: Sơ đồ mạng điện 28
Hình 2 10: Hộp thoại option – Thẻ general: Các chọn lựa tổng quát cho các bài toán phân tích 29
Hình 2 11: Hộp thoại option – Thẻ load flow các lựa chọn cho bài toán phân bố công suất 30
Hình 2 12: Hộp thoại ngừng vòng lặp 31
Hình 2 13: Biểu đồ hội tụ 32
Hình 2 14: Chọn danh sách để hiển thị 33
Hình 2 15: Hộp thoại chọn lựa màu sắc 34
Hình 2 16: Hộp thoại chọn lựa màu sắc theo chủ đề 35
Hình 2 17: Kết quả tính phân bố công suất 36
Hình 2 18: Cửa sổ Report Units 36
Hình 2 19: Hộp thoại xuất báo cáo 37
Hình 2 20: Cửa sổ báo cáo điện áp nút 38
Hình 2 21: Cách xuất báo cáo dưới các định dạng khác 38
Hình 2 22: Cách lựa chọn hiển thị theo quá tải 39
Hình 2 23: Bài toán hiển thị khi chọn nhánh quá tải 39
Hình 2 24: Bài toán hiển thị sau khi đã chỉnh định thông số của thiết bị đóng cắt 40
Hình 3 1: Ngắn mạch ba pha đối xứng 42
Hình 3 2: Ngắn mạch hai pha chạm nhau 43
Hình 3 3: Ngắn mạch hai pha chạm nhau chạm đất 43
Hình 3 4:Ngắn mạch một pha chạm đất 44
Hình 3 5: Mạch tương đương hình cào 47
Trang 7Hình 3 7: Thêm một nhánh từ thanh cái chuẩn đến thanh cái 3 49
Hình 3 8: Mạch tương đương hình cào của ma trận .50
Hình 3 9: Thêm một tổng trở nhánh nối giữa thanh cái 2 và thanh cái 4 51
Hình 3 10: Mạch hình cào 4 thanh cái và thanh cái chuẩn 52
Hình 3 11: Thêm một nhánh giữa thanh cái 2 và thanh cái 3 52
Hình 3 12: Ngắn mạch ba pha đối xứng 54
Hình 3 13: Ngắn mạch hai pha chạm nhau 61
Hình 3 14: Ngắn mạch một pha chạm đất 63
Hình 3 15: Ngắn mạch hai pha chạm đất 66
Hình 3 16: Sơ đồ mạng điện 69
Hình 3 17: Sơ đồ thứ tự thuận 69
Hình 3 18: Sơ đồ thứ tự nghịch 69
Hình 3 19: Sơ đồ thứ tự không 70
Hình 3 20: Hộp thoại option – Thẻ short circuit: Các chọn lựa tổng quát cho bài toán phân tích ngắn mạch 76
Hình 3 21: Chọn hiển thị kết quả 77
Hình 3 22: Hộp thoại sau khi chạy ngắn mạch 78
Hình 3 23: Cửa sổ để chọn xuất báo cáo theo các dạng 78
Hình 3 24: Xem kết quả tính ngắn mạch bằng Report 79
Hình 3 25: Cửa sổ chọn để xuất kết quả ra các file 79
Hình 3 26: Hiển thị dòng ngắn mạch tại điểm cho trước cần tính toán 80
Hình 3 27: Hộp thoại chọn điểm ngắn mạch 80
Hình 3 28: Ngắn mạch ba pha ABC 81
Hình 3 29: Kết quả tính ngắn mạch ba pha ABC 81
Hình 3 30: Ngắn mạch hai pha AB không chạm đất 82
Hình 3 31: Kết quả tính ngắn mạch hai pha chạm nhau, pha AB 82
Hình 3 32: Ngắn mạch một pha chạm đất 83
Hình 3 33: Kết quả tính ngắn mạch một pha chạm đất 83
Hình 3 34: Ngắn mạch hai pha chạm nhau, chạm đất 83
Hình 3 35: Kết quả tính ngắn mạch hai pha chạm nhau, chạm đất 84
Hình 4 1: Hộp thoại thiết đặt thông số kinh tế trong CAPO 91
Hình 4 2: Hộp thoại thiết đặt thông số trong CAPO 94
Trang 8Hình 4 4: Hộp thoại report kết quả tính toán CAPO 99
Hình 5 1: Sơ đồ đơn tuyến của tuyến 473TN vẽ trên PSS/ADEPT 100
Hình 5 2: Hộp thoại Network Properties 101
Hình 5 3: Thiết lập thông số cho nguồn hệ thống 102
Hình 5 4: Thiết lập thông số cho nút 103
Hình 5 5: Thiết lập thông số cho phụ tải đấu nối vào lưới điện 104
Hình 5 6: Thiết lập thông số cho dây dẫn lưới điện 105
Hình 5 7: Thiết lập thông số cho thiết bị đóng cắt 106
Hình 5 8: Hộp thoại option – Thẻ general: Các chọn lựa tổng quát cho các bài toán phân tích 107
Hình 5 9: Hộp thoại Load Categories – Xác định nhóm tải của phụ tải 109
Hình 5 10: Hộp thoại Load Snapshots – Xây dựng biểu đồ phụ tải 109
Hình 5 11: Hộp thoại Analysis option – Thẻ load flow các lựa chọn cho bài toán phân bố công suất 110
Hình 5 12: Hộp thoại theo dõi thông tin về quá trình phân bố công suất 111
Hình 5 13: Hộp thoại ngừng vòng lặp 112
Hình 5 14: Biểu đồ hội tụ 113
Hình 5 15: Chọn danh sách để hiển thị 113
Hình 5 16: Hộp thoại chọn lựa màu sắc 115
Hình 5 17: Kết quả tính phân bố công suất 116
Hình 5 18: Cửa sổ Report Units 117
Hình 5 19: Hộp thoại xuất báo cáo 118
Hình 5 20: Cửa sổ báo cáo điện áp nút theo pha 119
Hình 5 21: Cách xuất báo cáo dưới các định dạng khác 119
Hình 5 22: Xuất kết quả công suất và tổn thất công suất trong giờ thấp điểm 119
Hình 5 23: Đồ thị điện áp nút 3 123
Hình 5 24: Đồ thị điện áp nút 152 123
Hình 5 25: Đồ thị điện áp nút 196/54 124
Hình 5 26: Hộp thoại option – Thẻ short circuit: Các chọn lựa tổng quát cho bài toán phân tích ngắn mạch 125
Hình 5 27: Chọn hiển thị kết quả 126
Hình 5 28: Hộp thoại sau khi chạy ngắn mạch 127
Hình 5 29: Cửa sổ để chọn xuất báo cáo theo các dạng 127
Trang 9Hình 5 31: Cửa sổ chọn để xuất kết quả ra các file 128
Hình 5 32: Hiển thị dòng ngắn mạch tại điểm cho trước cần tính toán 129
Hình 5 33: Ngắn mạch ba pha ABC 130
Hình 5 34: Kết quả tính ngắn mạch ba pha ABC 130
Hình 5 35: Hộp thoại Ecomonics thiết lặp các thông số kinh tế cho CAPO 132
Hình 5 36: Hộp thoại thiết lặp các thông số cho CAPO 133
Hình 5 37: Cửa sổ Progress View 135
Hình 5 38: Hộp thoại thiết lặp các thông số cho CAPO với 3 khoảng thời gian 135
Hình 5 39: Bài toán CAPO đã được chạy xong 136
Hình 5 40: Trạng thái của những khóa điện trước khi tái cấu trúc 141
Hình 5 41: Hộp thoại option – thẻ general 142
Hình 5 42: Hộp thoại option – thẻ TOPO 142
Hình 5 43: Trạng thái của những khóa điện sau khi tái cấu trúc 143
Hình 5 44: Cửa sổ Progress 143
Trang 10Bảng 1.1: Quản lý đường dây trung áp, máy biến áp phân phối 4
Bảng 3.1 : Xác suất xảy ra các loại ngắn mạch: 42
Bảng 5.1: Bảng tổng hợp xây dựng đồ thị phụ tải 108
Bảng 5.2: Công suất đầu phát tuyến mô phỏng từ Pss/Adept 120
Bảng 5.3: Tổn thất công suất trên đường dây trung thế mô phỏng từ Pss/Adept 120
Bảng 5.4: Tổn thất công suất máy biến áp mô phỏng từ Pss/Adept 121
Bảng 5.5: Tổng tổn thất công suất tuyến 473TN mô phỏng từ Pss/Adept 121
Bảng 5.6: Phần trăm sụt áp trên đường dây trung thế mô phỏng từ Pss/Adept 122
Bảng 5.7: Tổng tổn thất công suất tuyến 473TN khi không có tụ bù mô phỏng từ Pss/Adept 134
Bảng 5.8: Phần trăm sụt áp trên đường dây trung thế mô phỏng từ Pss/Adept 134
Bảng 5.9: Tổng tổn thất công suất sau khi lắp tụ bù cố định 136
Bảng 5.10: So sánh tổn thất công suất sau khi lắp tụ bù cố định 137
Bảng 5.11: Phần trăm sụt áp trên đường dây sau khi lắp tụ bù cố định 137
Bảng 5.12: So sánh sụt áp sau khi lắp tụ bù mô phỏng từ Pss/Adept 137
Trang 11CAPO: Optimal Capacitor Placement
Trang 12CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐIỆN LỰC THÀNH PHỐ CẦN THƠ VÀ TUYẾN DÂY 473TN
1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TY ĐIỆN LỰC THÀNH PHỐ CẦN THƠ 1.1.1 Giới thiệu công ty Điện Lực Thành phố Cần Thơ
- Tên cơ quan: CÔNG TY ĐIỆN LỰC THÀNH PHỐ CẦN THƠ
- Địa chỉ: 06 Nguyễn Trãi, P.An Hội, Q.Ninh Kiều – Thành phố Cần Thơ
- Điện thoại: 0710.2221000 - Fax: 0710.2221039
1.1.2 Lịch sử hình thành và phát triển
1.1.2.1 Đặc điểm chung:
- Thành phố Cần Thơ có 05 quận (Ninh Kiều, Cái Răng, Bình thủy, Ô Môn, Thốt Nốt) và 04 huyện (Phong Điền, Thới Lai, Cờ Đỏ, Vĩnh Thạnh)
- Điện năng tiêu thụ bình quân đầu người trong năm 2013 là: 669
kWh/người/năm Sản lượng điện thương phẩm đạt vượt mức kế hoạch được giao, tốc độ phát triển phụ tải cung cấp điện Thành phố Cần Thơ tăng hàng năm
từ 12 đến 17 %
1.1.2.2 Sự hình thành và phát triển của Cty Điện Lực TP Cần Thơ:
- Tiền thân của Công ty Điện Lực TP Cần Thơ là do Công ty Thủy điện tư nhân SCEE (Pháp) từ thời pháp thuộc quản lý Trước năm 1975, Công ty Điện Lực
TP Cần Thơ mang tên là Trung Tâm Điện Lực Phong Dinh thuộc khu Điện Lực Miền Tây quản lý Từ ngày giải phóng hoàn toàn Miền Nam thống nhất đất nước, đổi tên là Sở Quản lý và Phân phối điện tỉnh Hậu Giang
- Năm 1978 đổi tên thành Sở Điện Lực Hậu Giang
- Năm 1992 tỉnh Hậu Giang tách chia làm 2 tỉnh: Cần Thơ và Sóc Trăng, Sở ĐiệnLực Hậu Giang đổi tên thành Sở Điện Lực TP Cần Thơ (theo Quyết định số 146NL/TCCB-LĐ ngày 21/03/1992 của Bộ Năng Lượng)
Trang 13- Đầu năm 1995, Chính phủ thành lập Tổng Công ty Điện Lực Việt Nam, sang năm 1996 sát nhập Bộ Năng Lượng – Bộ Công Nghiệp Nặng – Bộ Công
Nghiệp Nhẹ thành Bộ Công Nghiệp và giao chức năng quản lý Nhà nước về điện cho Bộ Công Nghiệp, các Sở Công Nghiệp, ngành điện chỉ đảm nhận nhiệm vụ sản xuất – kinh doanh
- Ngày 08/3/1996 Tổng Công ty Điện lực Việt Nam có quyết định số
249/ĐVN/TCCB-LĐ về việc đổi tên Sở Điện Lực TP Cần Thơ thành Điện Lực
TP Cần Thơ
- Năm 2004, Tỉnh Cần Thơ tách chia làm 2 tỉnh: TP Cần Thơ và tỉnh Hậu Giang Điện Lực TP Cần Thơ được thành lập theo Quyết định số: 46/EVN – HĐQT ngày 20/02/2004 của Hội Đồng Quản Trị Tổng Công ty Điện Lực Việt Nam V/v: thành lập Điện Lực TP Cần Thơ trực thuộc Công ty Điện Lực 2
- Năm 2010, Điện lực TP Cần Thơ đổi tên thành Công ty Điện lực TP Cần Thơ theo quyết định số 235/QĐ-EVN ngày 14/04/2010 của Hội Đồng Quản Trị Tập Đoàn Điện Lực Việt Nam về việc đổi tên các Điện lực trực thuộc Tổng công ty Điện lực Miền Nam
1.1.3 Cơ cấu tổ chức Công ty Điện lực TP.Cần Thơ
1.1.3.1 Nhân sự:
1.1.3.1.1 Ban Giám Đốc:
- Giám Đốc chỉ đạo điều hành chung
- Phó Giám Đốc phụ trách kỹ thuật
- Phó Giám Đốc phụ trách kinh doanh
1.1.3.1.2 Khối Phòng, Ban, Đội, Phân Xưởng: 17 Đơn vị
Trang 14- Phòng Tổ chức Nhân sự.
- Phòng Thanh tra Bảo vệ Pháp chế
- Phòng Quản lý đầu tư
- Phòng Viễn thông Công nghệ thông tin
- Phòng Vật tư
- Ban Quản lý Dự án
- Văn phòng
- Phòng Tài chánh kế toán
- Đội Xây dựng Điện
- Phân xưởng Cơ Điện
- Phân xưởng thí nghiệm điện
1.1.3.2 Khối Điện lực: 9 Điện lực
Các Điên lực trực thuộc được Công ty Điện Lực TP Cần Thơ phân công, quản lý vàđiều hành hệ thống lưới điện trong phạm vi thuộc Điện lực quản lý
- Điện lực Ninh Kiều
- Điện lực Cái Răng
- Điện lực Phong Điền
Trang 151.1.4 Hệ thống lưới điện phân phối thành phố Cần Thơ
1.1.4.1 Tổng quan về các trạm 110/ 22 kV và các phát tuyến 22 kV
Hiện nay Thành phố Cần Thơ nhận điện chủ yếu từ 7 trạm biến áp trung gian
- Trạm Cần Thơ: Cấp điện áp 110/22 kV, công suất (40 + 40) MVA
- Trạm Bình Thủy: Cấp điện áp 110/22 kV, công suất 40 MVA
- Trạm Thới Thuận: Cấp điện áp 110/22 kV, công suất 63 MVA
- Trạm Công Nghiệp: Cấp điện áp 110/22 kV, công suất (63 + 40) MVA
- Trạm Long Hòa: Cấp điện áp 110/22 kV, công suất 40 MVA
- Trạm Hưng Phú: Cấp điện áp 110/22 kV, công suất 40 MVA
- Trạm Thốt Nốt: Cấp điện áp 110/22 kV, công suất 40 MVA
Ngoài ra còn Trạm Phát Thanh Nam Bộ: Cấp điện áp 110/11 kV, công suất 2 x 16MVA chỉ cấp điện phục vụ chính trị cho Đài Phát Nam Bộ
1.1.4.2 Quản lý đường dây trung áp, máy biến áp phân phối
Bảng 1.1: Quản lý đường dây trung áp, máy biến áp phân phối
Đơn vị Chiều dài đd (km) Trạm biến áp
Trang 161.1.4.3 Sản lượng điện thực hiện:
- Sản lượng điện thực hiện năm 2013: 1.666.484.140 kWh
- Sản lượng điện bình quân (tháng) năm 2013: 138.873.678 kWh
1.1.4.4 Công suất toàn Công ty: (trong năm 2013)
Trang 17CHƯƠNG II: PHÂN BỐ CÔNG SUẤT TRONG
HỆ THỐNG ĐIỆN
1.3 SƠ LƯỢC VỀ BÀI TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT
- Phân bố công suất là bài toán quan trọng trong qui hoạch, thiết kế phát triển hệthống trong tương lai cũng như trong việc xác định chế độ vận hành tốt nhất của
hệ thống hiện hữu
- Khảo sát phân bố công suất thường áp dụng cho hệ thống ba pha cân bằng, dựatrên sơ đồ tương đương một pha của hệ thống điện và tính toán trên đơn vị có tênhoặc đơn vị tương đối
- Cơ sở lý thuyết của bài toán phân bố công suất dựa trên hai định luật Kirchoff vềdòng điện điểm nút và điện thế mạch vòng
- Đối tượng của khảo sát phân bố công suất là xác định giá trị điện áp và góc pha ởcác điểm nút, dòng công suất trên các nhánh và tổn thất công suất trong mạngđiện
- Mục đích của phân bố công suất: phục vụ cho thiết kế và vận hành hệ thống điện,khảo sát hệ thống ở chế độ trước và sau sự cố, điều chỉnh điện áp và công suất, vậnhành kinh tế hệ thống điện…
1.4 PHÂN BIỆT CÁC LOẠI ĐIỂM NÚT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN
Hệ thống điện thường có 3 loại nút:
- Nút nguồn: được chọn làm cơ sở khi điện áp và góc pha tại đó biết trước
- Nút phụ tải: công suất tiêu thụ và công suất phản kháng biết trước, còn điện áp vàgóc pha chưa biết, còn gọi là nút P-Q
- Nút điều chỉnh điện áp: công suất tiêu thụ và điện áp biết trước, còn công suấtphản kháng và góc pha chưa biết, còn gọi là nút P-U
Trang 181.5 PHƯƠNG TRÌNH CÔNG SUẤT NÚT
- Dòng công suất đi vào nút k:
(trong đơn vị tương đối)
Mà
Suy ra
Trong đó:
: tổng số các tổng dẫn nối đến nút k
với là tổng dẫn của nhánh nối giữa nút k và nút i : điện áp tại nút i
- Nhận xét tính phi tuyến của phương trình này Đối với nút phụ tải k, trong 4 biến
số , , , thì hai biến , được biết, còn hai biến , chưabiết
1.6 PHƯƠNG PHÁP NEWTON – RAPHSON
1.6.1 Giải phương trình phi tuyến bằng phương pháp Newton – Raphson
- Nếu f(x) = 0 là phương trình phi tuyến thì khai triển f(x) theo giá trị đầu x(0) nhưsau:
(2.1)
- Bỏ qua số hạng bậc cao chỉ giữ lại phần tuyến tính ta có :
(2.2)
Trang 19- Giải (2.2) bằng phương pháp lặp như sau :
Trang 201.6.2 Phân bố công suất và phương pháp Newton-Raphson
Cho mạng điện có ba thanh cái (hình vẽ), thanh cái 1 là thanh cái cân bằng.Phương trình công suất đi vào các thanh cái viết theo điện áp thanh cái và các phần tửtrong ma trận tổng dẫn thanh cái được viết theo phương trình
Trang 21(2.7)Trong đó: Phần tử ma trận tổng dẫn nút
Để đơn giản xét một hệ thông bốn thanh cái, nút cân bằng là nút 1, có thể khai triểncác sai số trên như sau:
Trang 22Phương trình trên được giải bằng cách nghịch đảo ma trận Jacobi để xác định
kế đó điều chỉnh lại góc và điện áp:
(2.13)
Và dùng các giá trị này trong lần lặp tiếp theo
1.6.4 Bài toán áp dụng
Cho sơ đồ và chiều công suất như hình 2.1
Điện áp nút 1 được điều chỉnh đến 1,05 đơn vị tương đối (đvtđ) và điện áp nút 3được giữ cố định 1,04 đvtđ Tổng trở đường dây cho trong đơn vị tương đối trên cơbản 100MVA, bỏ qua dung dẫn đường dây Tính công suất tại nút 1 và nút 3 thực hiệnbằng phương pháp Newton-Raphson sau ba lần lặp
Hình 2 2: Tóm tắt bài toán.
Giải
1 Tính tổng dẫn của đường dây:
Trang 24- Tính đạo hàm riêng của các phần tử trên theo :
Trang 25- Công suất phụ tải và máy phát được biểu diễn trong đơn vị tương đối:
(đvtđ)
(đvtđ)
- Sai số công suất được tính như sau:
Trang 26- Với hệ thống ba thanh cái có được phương trình ma trận Jacobi:
* Lần lặp thứ 2:
Trang 27- Tính công suất tác dụng và công suất phản kháng:
- Tính đạo hàm riêng của các phần tử trên theo :
Trang 28- Sai số công suất được tính như sau:
Trang 29- Ta được phương trình ma trận Jacobi:
* Lần lặp thứ 3:
- Tính công suất tác dụng và công suất phản kháng:
Trang 30- Tính đạo hàm riêng của các phần tử trên theo :
Trang 31- Sai số công suất được tính như sau:
Trang 32- Ta được phương trình ma trận Jacobi:
Trang 33- Tính dòng điện trên nhánh 1-2:
- Tính dòng điện trên nhánh 1-3:
- Tính dòng điện trên nhánh 2-3:
- Công suất đi vào đường dây 1-2 từ nút 1:
- Công suất đi vào đường dây 1-2 từ nút 2:
- Công suất đi vào đường dây 1-3 từ nút 1:
- Công suất đi vào đường dây 1-3 từ nút 3:
- Công suất đi vào đường dây 2-3 từ nút 2:
- Công suất đi vào đường dây 2-3 từ nút 3:
- Tổn thất công suất trên đường dây 1-2:
Trang 34- Tổn thất công suất trên đường dây 1-3:
- Tổn thất công suất trên đường dây 2-3:
- Tổn thất công suất trên toàn đường dây:
- Công suất tại nút 1:
- Công suất phản kháng tại nút 3:
Vậy sau khi thực hiện 3 lần lặp kết quả như sau:
- Điện áp nút:
- Công suất tại các nút:
Trang 35- Tổn thất công suất trên đường dây:
Vậy:
1.7 DÙNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT 1.7.1 Các bước thực hiện cho bài toán tính phân bố công suất
Bước 1: Xác định thông số thuộc tính của lưới điện
Bước này, nhằm khai báo cho phần mềm PSS/ADEPT thiết lập ngay từ đầu cácthuộc tính của lưới điện như: Điện áp qui ước là điện áp pha hay điện áp dây và trị số, tần
số, công suất biểu kiến cơ bản…
Cách thực hiện: Vào Menu Network \Properties hộp thoại Network Properties xuất
hiện
Trang 36Hình 2 3: Hộp thoại Network Properties.
Ở đây ta chọn dạng điện áp đầu vào là điện áp pha (line to neutral) Nút gốc (Root
node) là nút ở thanh cái 22kV Công suất biểu kiến cơ bản, điện áp cơ bản của hệ thống
và tần số ta chọn như trong hộp thoại Sau đó ta bấm OK
Bước 2: Vẽ sơ đồ lưới điện vào chương trình PSS/ADEPT và nhập thông số cho
từng thiết bị:
- Nhập thông số cho nguồn – Source:
Ta nhấp kép vào nguồn hộp thoại sau sẽ xuất hiện
Trang 37Hình 2 4: Thiết lập thông số cho nguồn.
Ở hộp thoại này ta nhập vào những giá trị như trong hộp thoại trên Sau đó bấm OK
Trong đó
Tổng trở thứ tự thuận và thứ tự nghịch của nguồn được tính toán từ giá trị Côngsuất định mức, dòng ngắn mạch 1 pha và 3 pha tại nút nguồn theo công thức sau:
và Thông thường do ta chỉ có được giá trị biên độ của dòng ngắn mạch 1 pha và 3 phatại nút nguồn và R1<< X1, Ro<< Xo nên chấp nhận X1~Z1 và Xo~Zo nghĩa là R1 = Ro
= 0
- Nhập thông số cho nút (Node) :
Nhấp kép vào nút ta được hộp thoại sau:
Trang 38Hình 2 5: Thiết lập thông số cho nút.
Ở hộp thoại này ta nhập các giá trị điện áp nút, tên nút, vị trí nút, dạng nút như trênhộp thoại trên Sau đó bấm OK Các nút còn lại ta làm tương tự
- Nhập thông số cho tải (Load) :
Nhấp kép vào tải ta được hộp thoại sau:
Hình 2 6: Thiết lập thông số cho tải.
Ở đây ta nhập vào Type (dạng tải) : Dạng trở kháng không đổi (Constant power), nếu tải đối xứng ta chọn: Balanced, nếu tải không đối xứng ta chọn: Unbalanced Nếu tải đấu theo kiểu: Sao – Nối đất thì ta chọn Grounded - wye, nếu đấu theo kiểu tam giác thì ta chọn: Delta Nếu tải đấu ba pha cân bằng thì ta nhập các giá tị P và Q vào hàng Total.
Trang 39Nếu tải đấu một pha thi ta nhập giá trị P và Q vào từng pha ta muốn đấu vào Sau đó bấmOK.
Những tải còn lại ta làm tương tự như trên
- Nhập thông số cho dây dẫn (Line):
Nhấp kép vào dây dẫn hộp thoại sau sẽ xuất hiện:
Hình 2 7: Thiết lập thông số cho dây dẫn.
Trong hộp thoại này ta nhập vào tên dây dẫn vào ô Name và chọn dây dẫn loại ba pha (ABC) hay loại một pha A,B,C Ta nhập vào chiều dài của dây dẫn (line length) và giá trị tổng trở (Impedance) Ở đây các giá trị điện trở, điện kháng và dung dẫn của thứ tự thuận
và thứ tự không và cũng như ở hộp thoại này các giá trị dòng định mức quá tải dây dẫn ở
(Rating (A)) đã cho trong thư viện dây dẫn Sau đó bấm OK.
- Nhập thông số cho thiết bị đóng cắt (Switch):
Nhấp kép vào thiết bị đóng cắt, hộp thoại sau sẽ xuất hiện
Trang 40Hình 2 8: Thiết lập thông số cho thiết bị đóng cắt.
Trong hộp thoại này ta nhập vào tên thiết bị đóng cắt (Name), số pha (phasing) Nếu
thiết bị đóng cắt đấu trên lưới ba pha thì ta chọn ABC, nếu đấu một pha thì ta chọn pha A
hoặc pha B hoặc pha C Ở thiết bị đóng cắt ta quan tâm nhiều đến trạng thái (Status) đóng (Closed) hoặc mở (Open) và giá trị dòng định mức quá tải của thiết bị Sau đó bấm OK.
Hình 2 9: Sơ đồ mạng điện.
Bước 3: Chạy các chức năng tính toán