NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI

Giảm tổn thất điện năng là một trong những mục tiêu quan trọng trong sản xuất và kinh doanh điện. Ở nước ta, trong những năm gần đây nhu cầu về điện ngày càng gia tăng, trong khi đó hệ thống lưới điện đã vận hành lâu năm với việc xây dựng không đồng nhất và chưa tính toán cập nhật thường xuyên dẫn đến tổn thất điện năng đáng kể ở nhiều khu vực trong hệ thống điện. Do vậy, việc tính toán đưa ra các giải pháp giảm tổn thất điện năng để nâng cao hiệu quả vận hành các lưới điện hiện hữu là rất cần thiết. Trong luận văn giới thiệu về tính toán tổn thất điện năng lưới điện khu vực TP. Đồng Hới – Công ty Điện lực Quảng Bình bằng phần mềm PSSADEPT, đồng thời đưa ra các giải pháp nhằm giảm tổn thất điện năng lưới điện cho khu vực TP. Đồng Hới. Các giải pháp giảm tổn thất điện năng như: tìm điểm mở tối ưu cho lưới điện trung thế, đề xuất thay thế máy biến áp lâu năm, sử dụng thiết bị tiết kiệm năng lượng (MBA Amorphous) ... Từ khóa – Tổn thất điện năng và các giải pháp giảm tổn thất điện năng. RESEARCH ON SOLUTION TO REDUCE POWER LOSSES IN DISTRIBUTION LINES OF DONG HOI CITY Abstract Reducing power loss is one of the important goals in the production and sale of electricity. In our country, in recent years, the electricity demand has been increasing, while the power grid has been running for a long time with inconsistent construction and irregular update and calculation, resulting in significant loss of power in several areas in the system. Therefore, calculating to propose solutions for reducing power losses and improving the efficiency of operation of existing grids is very necessary. This thesis introduces calculation of power losses in the power line grid at Dong Hoi city Quang Binh Power Company by using PSS ADEPT software, as well as given solutions to reduce power losses of Dong Hoi city area. Solutions to reduce power losses such as: caculate to determine optimal position of capacitor, find the optimal opening for the medium voltage (MV) grid, investment proposal, repair and renovate medium voltage grid, using energy saving devices (Amorphous transformer) … Keywords Power losses, solutions to reduce power losses.

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT

ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI

THÀNH PHỐ ĐỒNG HỚI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Đà Nẵng - Năm 2018

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT

ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI

THÀNH PHỐ ĐỒNG HỚI

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện

Mã số:

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Người hướng dẫn khoa học:

Đà Nẵng - Năm 2018

Trước tiên tôi xin được gửi lời cảm ơn đến tất cả các Quý Thầy/Cô đã giảng dạytrong chương trình cao học Kỹ thuật điện - trường Đại học Bách khoa – Đại học ĐàNẵng, những người đã truyền đạt cho tôi những kiến thức hữu ích về kỹ thuật điện,làm cơ sở cho tôi thực hiện luận văn này.

Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới TS Đoàn Anh Tuấn đã tận tình hướng dẫn, chỉbảo cho tôi nhiều kinh nghiệm trong thời gian thực hiện đề tài

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các Thầy/Cô đang giảng dạy tại khoa Điện trường Đại học Bách Khoa, các đồng nghiệp của Công ty Điện lực Quảng Bình đãgiúp đỡ tôi trong việc trong quá trình thu thập dữ liệu, thông tin của luận văn, đónggóp ý kiến và bổ sung những thiếu sót cho luận văn của tôi

-Sau cùng tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến gia đình đã luôn tạo điều kiện tốtnhất cho tôi trong quá trình học cũng như thực hiện luận văn

Do thời gian có hạn, kinh nghiệm nghiên cứu chưa có nên còn nhiều thiếu xót,tôi rất mong nhận được ý kiến đóng góp của Quý Thầy/Cô và các anh chị học viên

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.

Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.

Tác giả luận văn

CHO LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ ĐỒNG HỚI

Sinh viên: Đinh Xuân Hợi Chuyên ngành: Kỹ thuật điện

Mã số: - Khóa K34QB Trường Đại học Bách Khoa - ĐHĐN

Tóm tắt - Giảm tổn thất điện năng là một trong những mục tiêu quan trọng

trong sản xuất và kinh doanh điện Ở nước ta, trong những năm gần đây nhu cầu vềđiện ngày càng gia tăng, trong khi đó hệ thống lưới điện đã vận hành lâu năm vớiviệc xây dựng không đồng nhất và chưa tính toán cập nhật thường xuyên dẫn đếntổn thất điện năng đáng kể ở nhiều khu vực trong hệ thống điện Do vậy, việc tínhtoán đưa ra các giải pháp giảm tổn thất điện năng để nâng cao hiệu quả vận hànhcác lưới điện hiện hữu là rất cần thiết Trong luận văn giới thiệu về tính toán tổn thấtđiện năng lưới điện khu vực TP Đồng Hới – Công ty Điện lực Quảng Bình bằngphần mềm PSS/ADEPT, đồng thời đưa ra các giải pháp nhằm giảm tổn thất điệnnăng lưới điện cho khu vực TP Đồng Hới Các giải pháp giảm tổn thất điện năngnhư: tìm điểm mở tối ưu cho lưới điện trung thế, đề xuất thay thế máy biến áp lâunăm, sử dụng thiết bị tiết kiệm năng lượng (MBA Amorphous)

Từ khóa – Tổn thất điện năng và các giải pháp giảm tổn thất điện năng.

RESEARCH ON SOLUTION TO REDUCE POWER LOSSES IN DISTRIBUTION LINES OF DONG HOI CITY

Abstract - Reducing power loss is one of the important goals in the

production and sale of electricity In our country, in recent years, the electricitydemand has been increasing, while the power grid has been running for a long timewith inconsistent construction and irregular update and calculation, resulting insignificant loss of power in several areas in the system Therefore, calculating topropose solutions for reducing power losses and improving the efficiency of

operation of existing grids is very necessary This thesis introduces calculation of

power losses in the power line grid at Dong Hoi city - Quang Binh Power Company

by using PSS / ADEPT software, as well as given solutions to reduce power losses

of Dong Hoi city area Solutions to reduce power losses such as: caculate todetermine optimal position of capacitor, find the optimal opening for the mediumvoltage (MV) grid, investment proposal, repair and renovate medium voltage grid,using energy saving devices (Amorphous transformer) …

Keywords - Power losses, solutions to reduce power losses.

- MBA: Máy biến áp.

- TOPO _ Tie Open Point Optimization: Phân tích điểm mở tối ưu

- ĐH: Trạm biến áp 110kV Đồng Hới 110/35/22kV - 2x40MVA

- BĐH: Trạm biến áp 110kV Bắc Đồng Hới 110/22kV - 25MVA

- LBS _ Load Break Switch: Dao cắt có tải

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Trong những năm vừa qua, cùng với tốc độ tăng trưởng GDP trung bình hàngnăm của tỉnh Quảng Bình đạt khoảng 7,5%, nhu cầu năng lượng tiếp tục tăng với tốc

độ trung bình là 10% Theo Quy hoạch lưới điện tỉnh Quảng Bình giai đoạn

2016-2025, có xét đền 2035 đã được Bộ Công Thương phê duyệt, dự báo nhu cầu sử dụngđiện của tỉnh Quảng Bình sẽ tăng bình quân khoảng 15,4%/năm trong giai đoạn 2016 -

2020, khoảng 12,1 %/năm trong giai đoạn 2021 - 2025 và khoảng 7,6%/ năm tronggiai đoạn 2026-2030 [13]

Để đáp ứng đủ nhu cầu năng lượng theo yêu cầu ngoài việc phát triển nguồn, lướiphải thực hiện tiết kiệm và sử dụng năng lượng hiệu quả Điều này cũng đã đượcChính phủ thể chế hoá trong Luật điện lực ban hành tháng 6 năm 2005 và mới đâyQuốc hội thông qua Luật “Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả”, chính thức cóhiệu lực từ ngày 01/01/2011 Trong đó ngành điện phải xây dựng chương trình, kếhoạch, định mức và lộ trình cụ thể nhằm giảm tổn thất điện năng trong hệ thống truyềntải và phân phối điện [7]

Tổng công ty Điện lực miền Trung (EVNCPC) đặt mục tiêu phải giảm tỷ lệ tổnthất điện năng đến mức thấp nhất có thể Cụ thể trong năm 2017, tổng công ty Điệnlực miền Trung giao cho công ty Điện lực Quảng Bình thực hiện tỷ lệ tổn thất điệnnăng phải ở mức 5,93%, lộ trình đền năm 2020 phải thực hiện ở mức 5% Đây cũng làmột trong những biện pháp tối ưu hóa chi phí mà EVNCPC đặt ra hiện nay và nhữngnăm tiếp theo [17]

Do đó cần phải nghiên cứu, đưa ra các giải pháp giảm tổn thất điện năng phù hợpvới từng khu vực của đơn vị Thành phố Đồng Hới là địa bàn tập trung các phụ tải lớncủa công ty Điện lực Quảng Bình, chiếm khoảng 37% tổng sản lượng của công tyĐiện lực Quảng Bình, tổn thất điện năng thực hiện năm 2017 đạt 3,87% tương đối cao

so với lộ trình đến năm 2020 phải thực hiện được của Điện lực là 3,37% [16]

Trong những năm gần đây nhu cầu về điện tăng cao, trong khi đó hệ thống lướiđiện đã vận hành lâu năm, xây dựng chắp vá chưa theo kịp quy hoạch, chưa đáp ứngđược yêu cầu về chất lượng cung cấp điện dẫn đến tổn thất điện năng cao Do vậy, cầnthiết phải tính toán đưa ra các giải pháp giảm tổn thất tối ưu nhằm đáp ứng yêu cầucung cấp điện an toàn, ổn định, liên tục và chất lượng tốt để phục vụ chính trị, an ninhquốc phòng, phát triển kinh tế xã hội và nhu cầu sinh hoạt của nhân dân cả tỉnh nóichung và trên địa bàn thành phố Đồng Hới nói riêng

Trên đây là lý do học viên chọn đề tài “Nghiên cứu đề xuất giải pháp giảm tổn thất điện năng cho lưới điện phân phối thành phố Đồng Hới” cho luận văn tốt

nghiệp của mình

2 Mục đích nghiên cứu

Mục đích của luận văn là nghiên cứu cơ sở lý thuyết, sử dụng một số phần mềmứng dụng (CMIS3, MDMS, PSS/ADEPT) để phân tích tổn thất hiện tại trên LĐPP của

TP Đồng Hới

Đề xuất một số giải pháp giảm tổn thất điện năng một cách hữu hiệu nhằm giúp

TP Đồng Hới triển khai thực hiện hiệu quả hơn trong công tác giảm tổn thất điện năngtrong những năm tiếp theo

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là các phương pháp tính toán tổn thất công suất,tổn thất điện năng trên lưới phân phối và các giải pháp giảm tổn thất điện năng trongcông tác quản lý vận hành lưới điện phân phối

Phạm vi nghiên cứu của đề tài: lưới điện trung áp khu vực TP Đồng Hới

4 Phương pháp nghiên cứu

Sử dụng phương pháp nghiên cứu và thực nghiệm:

Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu các tài liệu, sách báo, giáo trình,

…viết về vấn đề tính toán xác định tổn thất công suất và tổn thất điện năng, các giảipháp giảm tổn thất điện năng trong lưới cung cấp điện điện

Phương pháp thực nghiệm: Áp dụng các lý thuyết đã nghiên cứu, sử dụng phầnmềm PSS/ADEPT và các chương trình MDMS, CMIS3 để thao tác tính toán tổn thấtcông suất và tổn thất điện năng, điểm mở tối ưu nhằm đánh giá hiệu quả công tác quản

lý vận hành lưới phân phối hiện tại và lưới điện sau khi áp dụng các giải pháp giảm tổnthất điện năng

5 Dự kiến kết quả đạt được

Đề xuất các giải pháp để giảm TTĐN LĐPP TP Đồng Hới, tỉnh Quảng Bình giúpĐiện lực Đồng Hới nói riêng và Công ty Điện lực Quảng Bình nói chung hoàn thànhtốt chỉ tiêu tổn thất điện năng EVNCPC giao, tối ưu hóa chi phí, nâng cao lợi nhuậncho doanh nghiệp

6 Bố cục của luận văn

Bố cục luận văn ngoài phần mở đầu và kết luận chung, nội dung của luận vănđược biên chế thành 3 chương như sau:

Chương 1: Tổng quan hiện trạng LĐPP khu vực TP Đồng Hới

Chương 2: Tính toán, phân tích, đánh giá hiện trạng TTĐN LĐPP khu vực TPĐồng Hới

Chương 3: Đề xuất các giải pháp giảm TTĐB LĐPP khu vực TP Đồng Hới

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN HIỆN TRẠNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI KHU

Đồng Hới nằm ngay dọc bờ biển, có sông Nhật Lệ chảy giữa lòng thành phố, bờ biểnvới chiều dài 12 km về phía Đông thành phố và hệ thống sông, suối, hồ, rừng nguyênsinh ở phía tây thành phố rất thích hợp cho phát triển du lịch, nghỉ ngơi, giải trí.

Phạm vi hành chính:

- Phía Bắc giáp huyện Bố Trạch

- Phía Nam giáp huyện Quảng Ninh

- Phía Đông giáp biển

- Phía tây giáp huyện Bố Trạch, huyện Quảng Ninh

* Đơn vị hành chính

Thành phố Đồng Hới có 16 đơn vị hành chính, gồm 10 phường và 6 xã:

Bảng 1.1: Các đơn vị hành chỉnh của thành phố Đồng Hới

- Dân số nội thị: 68.165 người.

- Mật độ dân số nội thị: 1.226 người/ km2

- Đất ngoại thị: 99,69 km2

- Dân số ngoại thị: 35.823 người

- Mật độ dân số ngoại thị: 359 người/ km2

* Khí hậu: Nhiệt độ trung bình năm 24,40C, lượng mưa trung bình từ 1.300 đến4.000 mm, tổng giờ nắng 1.786 giờ/năm, độ ẩm trung bình trong năm khoảng 84% vàthuộc chế độ gió mùa: gió Đông Nam (gió nồm), gió Tây Nam (gió nam), gió ĐôngBắc

* Địa hình, địa chất: Địa hình, địa chất của Đồng Hới đa dạng bao gồm vùng gòđồi, vùng bán sơn địa, vùng đồng bằng và vùng cát ven biển

- Vùng gò đồi: Nằm ở phía Tây thành phố, vắt ngang từ Bắc xuống Nam, gồmcác xã, phường Đồng Sơn, Thuận Đức, có độ cao trung bình 12 - 15m, với diện tích6.493ha, chiếm 41,7% so với tổng diện tích của thành phố Cư dân ở đây sinh sốngbằng nghề trồng rừng, chăn nuôi và trồng trọt

Thổ nhưỡng của vùng có đặc điểm chung là độ phì ít, nghèo chất dinh dưỡng,tầng đất màu không dày, độ dốc trung bình 7 - 10%, thường có hiện tượng rửa trôi, xóimòn

- Vùng bán sơn địa và đồng bằng: Là một vòng cung gò đồi không cao lắm (độcao trung bình 10m), bao bọc lấy khu vực đồng bằng từ Đông Bắc - Bắc đến Tây Bắc -Tây Nam và Nam - Đông Nam, bao gồm các xã, phường Bắc Lý, Nam Lý, NghĩaNinh, Bắc Nghĩa, Đức Ninh, Đức Ninh Đông, Lộc Ninh và Phú Hải Diện tích đất tựnhiên 6.287ha, chiếm 40,2% so với diện tích toàn thành phố Cư dân sinh sống bằngnghề tiểu thủ công nghiệp và nông nghiệp

Thổ nhưỡng của vùng có đặc điểm chung là không màu mỡ, bị chua phèn, tuynhiên nhờ có mạng lưới sông ngòi, ao, hồ dày nên vẫn có thuận lợi trong trồng trọt vàsản xuất

- Vùng đồng bằng: Thành phố Đồng Hới có vùng đồng bằng nhỏ hẹp, địa hìnhtương đối bằng phẳng, đất đai kém phì nhiêu; độ cao trung bình 2,1m, dốc về hai phíatrục đường Quốc lộ 1A, độ dốc nhỏ, chỉ khoảng 0,2% Diện tích tự nhiên khoảng576ha, chiếm 3,8% so với diện tích toàn thành phố Đây là nơi tập trung dân cư và các

cơ sở hạ tầng kinh tế chủ yếu của thành phố

- Vùng cát ven biển: nằm ở phía Đông của thành phố, gồm các xã, phường BảoNinh, Quang Phú, Hải Thành, có diện tích 2.198ha, chiếm 14,3% so với diện tích

của thành phố.

Đây là vùng biển vừa bãi ngang vừa cửa lạch; địa hình có những đụn cát caoliên tục (cao nhất 24,13m); giữa các đụn cát thỉnh thoảng có những hồ nước, khenước ngọt tự nhiên, quanh năm có nước (bàu Tró, bàu Nghị, Bàu Tràm, bàu Thôn,Bàu Trung Bính…)

1.2 Giới thiệu về Điện lực Đồng Hới

1.2.1 Chức năng, nhiệm vụ và tổ chức bộ máy của Điện lực

a Chức năng:

- Quản lý vận hành, khai thác hệ thống lưới điện trung, hạ áp trên địa bàn thànhphố Đồng Hới, thị trấn Nông trường Việt Trung thuộc huyện Bố Trạch và xã TrườngSơn thuộc huyện Quảng Ninh;

- Quản lý kinh doanh điện năng và tổ chức thực hiện các nghiệp vụ kinh doanhbán điện trên địa bàn quản lý được phân công;

- Đại diện là đầu mối quan hệ giữa Tổng công ty, Công ty với địa phương vàkhách hàng sử dụng điện

- Các Điện lực tranh thủ sự hỗ trợ của địa phương trong công tác bảo vệ an toàn

về người và tài sản của Nhà nước được giao quản lý cũng như việc mở rộng và pháttriển lưới điện tại địa phương;

- Thực hiện các hoạt động quân sự, tự vệ theo yêu cầu của cấp trên Thực hiệncông tác bảo vệ và phối hợp với địa phương tổ chức thực hiện các yêu cầu về bảo vệtài sản, an ninh trong đơn vị;

- Các nhiệm vụ khác theo sự phân công của Công ty

c Tổ chức quản lý Điện lực Đồng Hới:

- Lãnh đạo Điện lực: gồm 01 Giám đốc và 02 Phó giám đốc (01 phó giám đốcKinh doanh và 01 PGĐ Kỹ thuật)

- Các đơn vị trực thuộc: Phòng Tổng hợp, Phòng Kế hoạch - Kỹ thuật, PhòngKinh Doanh, Phòng Tài chính Kế toán, Đội quản lý vận hành đường dây và trạm biến

áp, Tổ quản lý tổng hợp khu vực NTVT

-tuyến như phụ lục 1.

Khối lượng quản lý vận hành hệ thống điện của Điện lực Đồng Hới tính đến31/8/2018 như bảng dưới đây

Bảng 1.2: Khối lượng quản lý vận hành hệ thống điện của Điện lực Đồng Hới

TT Hạng mục ĐVT ngành điện Tài sản khách hàng Tài sản Tổng

+ Tổng dung lượng kVAr 14.505 31.920 46.425

1.3 Tình hình thực hiện nhiệm vụ sản xuất kinh doanh

1.3.1 Tình hình thực hiện các chỉ tiêu SXKD các năm 2015,

2016 và 2017

Các chỉ tiêu sản xuất kinh doanh các năm 2015, 2016 và 2017 tại Điện lực ĐồngHới như Bảng 1.3

Bảng 1.3 Các chỉ tiêu SXKD thực hiện năm 2015, 2016 và 2017

1.3.2.1 Khái niệm và cách tính tổn thất điện năng theo phiên kinh doanh:

Hiện nay trong công tác quản lý kinh doanh điện năng tại các Điện lực, việc tínhtoán tổn thất kinh doanh hàng tháng đang thực hiện theo nguyên tắc:

- Điện giao, nhận: Sản lượng điện năng giao, nhận giữa các Điện lực và giữaĐiện lực với Công ty được chốt vào 0h00 ngày 01 hàng tháng thông qua hệ thống đoxa

- Thương phẩm của các khách hàng trong 1 tháng được ghi theo lịch chốt chỉ sốcông tơ do Tổng Công ty Điện lực miền Trung phê duyệt từ cuối năm kế hoạch trước.Sản lượng tiêu thụ được ghi từ một ngày nhất định của tháng trước đến cùng ngày củatháng sau

Ưu điểm của cách tính này là đơn giản trong quá trình thực hiện, không tốn thêmnhân lực để chốt chỉ số thương phẩm vào cùng thời điểm giao nhận, thời gian lũy kếcàng dài thì sai số càng nhỏ.

Nhược điểm của cách tính này là: việc ghi sản lượng điện giao, nhận và thươngphẩm không cùng thời điểm nên kết quả tính toán không chính xác, có sai số lớn (thậmchí có tháng tổn thất âm) vì bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như: thời tiết những ngày cuốitháng thay đổi, phụ tải biến động, số ngày điện giao, nhận và thương phẩm không bằngnhau (có khi ngày giao, nhận là 30 ngày nhưng thương phẩm là 31 ngày hoặc ngượclại), … Do đó, không thể căn cứ vào kết quả này để xây dựng phương án giảm tổnthất điện năng cho Đơn vị

1.3.2.2 Khái niệm và cách tính tổn thất theo phiên 01 hàng tháng:

Phương pháp tính theo công văn số 1508/EVN-KD+KTSX ngày 20/4/2016 củaTập đoàn Điện lực Việt Nam về việc hướng dẫn bổ sung phương pháp xác định tổnthất điện năng lưới điện phân phối [16] Cách tính như sau:

a TTĐN lưới điện trung áp:

- Điện năng nhận bao gồm:

+ Tổng điện năng giao các công ty phát điện của EVN: ANM_TA

+ Tổng điện năng giao các công ty phát điện độc lập: AIPP_TA

+ Tổng điện năng giao các công ty phát điện của Công ty điện lực: Anm_TA

+ Tổng điện năng giao lưới điện nước ngoài: ANN_TA

+ Tổng điện năng giao các công ty truyền tải điện/các công ty lưới điện cao thếkhác: ATT_TA

+ Tổng điện năng giao các Công ty Điện lực khác: AĐL_TA

+ Tổng điện năng giao lưới điện cao áp: ACA_TA

+ Tổng điện năng giao các khách hàng chuyên dùng trung áp (có máy phát điệndiesel, pin mặt trời …): AKH_TA

- Tổng điện năng nhận của lưới điện trung áp:

ATA nhận = ANM_TA+AIPP_TA+Anm_TA+ANN_TA+ATT_TA+AĐL_TA+ACA_TA+AKH_TA

- Điện năng giao (gồm cả sản lượng điện nhận giao ngay không gây tổn thất), baogồm:

+ Tổng điện năng giao các công ty phát điện của EVN, các công ty phát điện củacông ty điện lực quản lý và các công ty phát điện độc lập: ATA_NM, ATA_nm, ATA_IPP

+ Tổng điện năng giao lưới điện nước ngoài: ATA_NN

+ Tổng điện năng giao các công ty truyền tải điện/các công ty lưới điện cao thếkhác: TA_TT

+ Tổng điện năng giao các Công ty Điện lực khác: ATA_ĐL

+ Tổng điện năng giao cho lưới điện cao áp: ATA_CA

+ Tổng điện năng của khách hàng chuyên dùng trung áp: ATA_KH

+ Tổng điện năng giao của lưới điện trung áp:

ATA giao = ATA_NM+ATA_IPP+ATA_nm+ATA_NN+ATA_TT+ATA_ĐL+ATA_CA+ATA_KH

- Các giá trị điện năng thành phần nêu trên phải được xác định bằng chỉ số chốtlúc 0h00 ngày 01 hàng tháng của các công tơ tương ứng thông qua hệ thống đo xaMDMS

- Tổn thất điện năng của lưới điện trung áp được tính:

+ Điện năng tổn thất: ∆ATA = ATA nhận - ATA giao

+ Tỷ lệ tổn thất: ∆ATA% = ∆ATA / (ATA nhận - ATA OTT)x100%

- Với ATA OTT là tổng điện nhận giao ngay không gây TTĐN Được xác định bằngtổng các sản lượng điện năng của lưới điện trung áp nhận rồi giao luôn cho khách hànghoặc các đơn vị khác trên cùng một cấp điện áp tại cùng một trạm biến áp giao nhậnđiện năng

b TTĐN lưới điện hạ áp:

- Điện năng nhận bao gồm:

+ Tổng điện năng nhận của các công tơ tổng trạm biến áp công cộng được ghi chỉ

số cùng ngày với chu kỳ ghi chỉ số các khách hàng sử dụng điện sau trạm biến áp):

- Tổng điện năng giao của lưới điện hạ áp: AHA giao = AHA_KH

- Tổn thất điện năng của lưới điện hạ áp:

+ Tỷ lệ tổn thất: ∆AHA% = (AHA nhận - AHA giao ) / AHA nhận x100%

+ Điện năng tổn thất: ∆AHA = (A*TBACC + AKH_HA ) x ∆AHA%

+ Trong đó A*TBACC là tổng điện năng nhận đầu nguồn của các trạm biếp áp côngcộng được xác định bằng chỉ số chốt lúc 0h00 ngày 01 hàng tháng của các công tơtổng trạm biến áp công cộng (A*TBACC ≠ ATBACC ).

c TTĐN của đơn vị:

+ Điện năng tổn thất trung áp: ∆ATA = (ATA nhận - ATA OTT) x ∆ATA%

+ Điện năng tổn thất hạ áp: ∆AHA = (A*TBACC + AKH_HA ) x ∆AHA%

AĐL nhận là điện năng nhận đầu nguồn của đơn vị

AĐL OTT là tổng điện năng nhận giao ngay không gây TTĐN và không được tínhvào điện năng để xác định tỷ lệ TTĐN trên lưới điện

- Phương pháp này có ưu điểm là có thể phân tích và đánh giá kết quả TTĐNhàng tháng của đơn vị khá chính xác do giảm bớt được sai lệch giữa thời gian ghi chỉ

số công tơ đầu nguồn và thời gian ghi chỉ số công tơ của khách hàng, tỷ lệ tổn thấtđiện năng hàng tháng sẽ giao động rất ít xung quanh giá trị thực của tổn thất điện nănglưới điện

- Có thể tính TTĐN trên từng khu vực nhỏ, tổng TTĐN từng khu vực nhỏ là kếtquả tổn thất chung của toàn hệ thống Khi biết được tổn thất trên từng khu vực sẽ cócác giải pháp giảm TTĐN phù hợp cho từng khu vực

- Tuy nhiên phương pháp này phải tổ chức ghi bổ sung chỉ số lúc 0h00 vào ngày

01 hàng tháng của các công tơ: đầu nguồn, ranh giới, công tơ bán điện cho khách hàng

sử dụng TBA chuyên dùng và công tơ tổng TBA công cộng Vấn đề này được thựchiện khá dễ dàng thông qua hệ thống đo xa

1.3.2.3 Số liệu TTĐN Điện lực Đồng Hới các năm 2015, 2016, 2017

Bảng 1.4 TTĐN các năm 2015, 2016 và 2017 theo phiên kinh doanh

11.906.519

5,17

9.990.3843,88

Bảng 1.5 TTĐN các năm 2015, 2016 và 2017 theo phiên 01 hàng tháng

3.564.2962,88

3.448.1072,57

2 TTĐN trung áp kWh 5.519.971 5.567.891 5.902.635

9.350.7423,63Nhận xét về công tác giảm TTĐN:

Tổn thất điện năng tại Đồng Hới có tăng trong năm 2016 và giảm sâu trong năm

2017, năm 2016 thực hiện 4,96% tăng 0,71% so với năm 2015, năm 2017 thực hiện3,63% giảm 1,33% so với năm 2016

1.4 Tổn thất và nguyên nhân gây tổn thất

1.4.1 Tổn thất kỹ thuật

Tổn thất kỹ thuật là tiêu hao điện năng tất yếu xảy ra trong quá trình truyền tải vàphân phối điện năng từ các nhà máy đến các hộ tiêu thụ điện Do dây dẫn, máy biến

áp, thiết bị trên lưới đều có trở kháng nên khi dòng điện chạy qua gây tiêu hao điệnnăng do phát nóng máy biến áp, dây dẫn và các thiết bị điện Ngoài ra đường dây dẫnđiện cao áp từ 110 kV trở lên còn có tổn thất vầng quang; dòng điện qua cáp ngầm, tụđiện còn có tổn thất do điện môi, đường dây điện đi song song với đường dây khácnhư dây chống sét, dây thông tin có tổn hao điện năng do hỗ cảm [15]

Tổn thất kỹ thuật trên lưới điện bao gồm TTCS tác dụng và TTCS phản kháng.TTCS phản kháng do từ thông rò, gây từ trong các máy biến áp và cảm kháng trênđường dây TTCS phản kháng chỉ làm lệch góc và ít ảnh hưởng đến TTĐN TTCS tácdụng có ảnh hưởng đáng kể đến TTĐN Tổn thất kỹ thuật có các nguyên nhân chủ yếunhư sau:

- Đường dây quá dài, bán kính cấp điện lớn, tiết diện dây dẫn quá nhỏ, đường dây

bị xuống cấp, không được cải tạo nâng cấp, trong quá trình vận hành làm tăng nhiệt độdây dẫn, điện áp giảm dưới mức cho phép và tăng TTĐN trên dây dẫn

- Máy biến áp vận hành non tải hoặc không tải sẽ không phù hợp với hệ thống đođếm dẫn tới TTĐN cao

- Máy biến áp vận hành quá tải do dòng điện tăng cao làm phát nóng cuộn dây vàdầu cách điện của máy dẫn đến tăng tổn thất điện năng trên máy biến áp đồng thời gâysụt áp và làm tăng TTĐN trên lưới điện phía hạ áp

- Tổn thất do thiết bị cũ, lạc hậu: các thiết bị cũ thường có hiệu suất thấp, máybiến áp là loại có tỷ lệ tổn thất cao hoặc vật liệu lõi từ không tốt dẫn đến sau một thờigian vận hành tổn thất có xu hướng tăng lên

- Nhiều thành phần sóng hài của các phụ tải công nghiệp tác động vào các cuộndây máy biến áp làm tăng TTĐN.

- Tổn thất dòng rò: Sứ cách điện, chống sét van và các thiết bị không được kiểmtra, bảo dưỡng hợp lý dẫn đến dòng rò, phóng điện

- Đối với hệ thống nối đất trực tiếp, lặp lại không tốt dẫn đến TTĐN sẽ cao

- Hành lang tuyến không đảm bảo: không thực hiện tốt việc phát quang, cây mọcchạm vào đường dây gây dòng rò hoặc sự cố

- Hiện tượng quá bù, hoặc vị trí và dung lượng bù không hợp lý

- Tính toán phương thức vận hành không hợp lý, để xảy ra sự cố dẫn đến phải sửdụng phương thức vận hành bất lợi và TTĐN tăng cao

- Vận hành không đối xứng liên tục dẫn đến tăng tổn thất trên dây trung tính, dâypha và cả trong máy biến áp, đồng thời cũng gây quá tải ở pha có dòng điện lớn

- Vận hành với hệ số cosφ thấp do phụ tải có hệ số cosφ thấp, thực hiện lắp đặt vàvận hành tụ bù không phù hợp Cosφ thấp dẫn đến tăng dòng điện truyền tải hệ thống

và tăng TTĐN

- Các điểm tiếp xúc, các mối nối tiếp xúc kém nên làm tăng nhiệt độ, tăng TTĐN

- Hiện tượng vầng quang điện: đối với đường dây điện áp cao từ 110kV trở lênxuất hiện hiện tượng vầng quang điện gây TTĐN

- Chế độ sử dụng điện không hợp lý: công suất sử dụng của nhiều phụ tải có sựchênh lệch quá lớn giữa giờ cao điểm và thấp điểm

1.4.2 Tổn thất thương mại

Tổn thất thương mại là do tình trạng vi phạm trong sử dụng điện như: lấy cắpđiện dưới nhiều hình thức (câu móc điện trực tiếp, tác động là sai lệch mạch đo đếmđiện năng, gây hư hỏng, chết cháy công tơ, các thiết bị mạch đo lường …); do chủquan của người quản lý khi biến điện áp mất pha, biến dòng điện, công tơ chết, cháykhông xử lý kịp thời, bỏ sét hoặc ghi sai chỉ số, do không thực hiện đúng chu kỳ kiểmđịnh và thay thế công tơ định kỳ theo quy định của Pháp lệnh đo lường; đấu nhầm, đấusai sơ đồ đấu dây … dẫn đến điện năng bán cho khách hàng đo được qua hệ thống đođếm thấp hơn so với điện năng khách hàng sử dụng [15]

1.4.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến trị số TT CS

1.4.3.1 Quan hệ giữa các phương pháp tính toán TTCS và TTĐN

Khi tính toán thiết kế, với yêu cầu độ chính xác không cao có thể áp dụng nhiềucách tính gần đúng ngay cả khi rất thiếu thông tin Trên cơ sở giả thiết đã xác địnhđược ∆Pmax là TTCS ứng với chế độ phụ tải cực đại, khi đó TTĐN sẽ là:

∆A = ∆Pmax.τ (1.1)Cách tính này chỉ cần xác định 2 đại lượng ∆Pmax và τ Trị số ∆Pmax có thể xácđịnh chính xác được Thường trong tính toán của chúng ta hiện nay giá trị của τ (khókhăn chính là không thể tính đúng được) thường được xác định theo các biểu thức sau:

- Công thức kinh điển:

−+

−

=

max min

max

min max

max

287601

87608760

2

P P

P

P T

T T

8760.87,08760.13,0

1.4.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến trị số TTCS

Mỗi phần tử của hệ thống có những đặc điểm riêng, do đó tổn thất của chúng làkhông giống nhau Để tính được TTCS trong mạng, ta phải tiến hành mô hình hóa cácphần tử của hệ thống điện, cụ thể là phải mô hình hóa đường dây tải điện và máy biến

áp, trên cơ sở đó, ta đưa ra công thức tính TTCS & TTĐN cho từng phần tử Trongphần này chúng ta chỉ xét các quá trình xảy ra với LĐPP có cấp điện áp 35kV trởxuống, tổn thất chủ yếu do tỏa nhiệt và quá trình biến đổi điện từ gây nên

Mỗi phần tử của hệ thống điện được đặc trưng bằng các thông số, các thông sốnày xác định bằng các tính chất vật lý, sơ đồ nối các phần tử và nhiều điều kiện giảnước khác

1.4.3.2.1 Đường dây tải điện

Bỏ qua sự rò rỉ qua sứ, tổn thất vầng quang vì các đại lượng này rất bé Sơ đồđơn giản của một đoạn đường dây là tổng trở Z như hình 1.3

Ta xét trường hợp đơn giản đường dây với một phụ tải như Hình 1.2

I1 V1

I2 V2

Z12

S1=P1-jQ1

S2= P2- jQ2 Z12

Zm

I2 V2 I1 V1

Hình 1.2 Sơ đồ thay thế đơn giản của đường dây

Hình 1.3 Sơ đồ thay thế đơn giản của đường dây với 1 phụ tải

Từ sơ đồ này ta có công thức xác định công suất toàn phần như sau:

S= 3 U

∗

I (1.6)Trong đó:

Hình 01.4 Sơ đồ thay thế đơn giản của máy biến áp

Có thể phân TTCS trong các MBA thành 2 thành phần, đó là thành phần phụthuộc vào tải và thành phần không phụ thuộc vào phụ tải Thành phần không phụ

(1.7)

thuộc vào phụ tải là tổn thất trong lõi thép máy biến áp hay còn gọi là tổn thất khôngtải Tổn thất không tải được xác định theo các số liệu kỹ thuật máy biến áp

∆S0 = ∆P0 + j∆Q0

∆Q0 = I0Sdm/100Trong đó:

 I0 là dòng điện không tải tính theo phần trăm

 ∆P0 , ∆Q0 là tổn thất công suất tác dụng và phản kháng khi khôngtải

Thành phần tổn thất phụ thuộc vào công suất tải qua máy biến áp hay thường gọi

là tổn thất đồng, có thể xác định tổn thất đồng trong máy biến áp hai cuộn dây theocông thức:

+

= (Un.S2)/100.Sdm

Trong đó :

 Sdm : công suất định mức máy biến áp

 S : công suất tải của máy biến áp

n o

S n

S U Q n Q

S n

S P P n P

100

2 2 2

(1.8)

(1.9)

(1.10)

cách nối tiếp hay song song các tụ riêng biệt Tổn thất công suất tác dụng trong tụ điện

có thể lấy tỷ lệ thuận với công suất định mức của chúng, tức là:

∆Ptụ = ∆pr tụ * Qđm tụ (1.11)

Ở đây ∆pr tụ là TTCS trong tụ tính bằng [kW/kVAr]

- Đối với tụ 6 -10 KV : ∆ prtụ = 0,003 kW/kVAr

- Đối với tụ ≤ 1000 kV : ∆ prtụ = 0,0004 kW/kVAr

Ngày nay với kỹ thuật và công nghệ cao các tụ điện được chế tạo có TTCS rấtnhỏ

1.4.3.2.4 Nhiệt độ

Khi tính toán TTCS và TTĐN xem điện trở tác dụng của đường dây là không đổi.Nhưng thực tế, điện trở thay đổi theo nhiệt độ của dây dẫn:

Rd = R0 [1+α(θđm-20)] (1.12)Trong đó:

 R0 : Điện trở của dây dẫn ở 200C

 α : Hệ số nhiệt điện trở, đối với dây nhôm lõi thép α = 0,004.Giá trị thực tế của điện trở có thể tăng hoặc giảm so với giá trị điện trở tính toán

Sự thay đổi của điện trở dẫn đến TTCS thay đổi Nhiệt độ dây dẫn đường dây trênkhông được xác định theo 03 điều kiện cơ bản: dòng điện tải, nhiệt độ không khí làmmát và tốc độ gió Khi phụ tải của dây dẫn cao (lớn hơn 60 - 70 % phụ tải cho phéptheo điều kiện đốt nóng), TTCS và TTĐN có thể tăng khoảng 6 - 10%

1.4.3.2.5 Thay đổi cấu trúc và phương thức vận hành

Thực tế cấu trúc lưới điện thường ở trạng thái động, do trong quá trình làm việcthường xảy ra các trạng thái vận hành khác nhau, như đóng cắt các đường dây, trạmbiến áp bị sự cố, tiến hành sửa chữa định kỳ hoặc để nâng cao tính kinh tế của lướiđiện, … Ứng với mỗi trạng thái, phương thức vận hành khác nhau, phân bố công suấttrong lưới sẽ thay đổi, khi đó giá trị TTCS sẽ thay đổi tương ứng Trong quá trình tínhtoán, chúng ta phải xét đến đầy đủ các tình trạng vận hành có thể có Trên cơ sở tínhtoán sẽ xác định được cấu trúc tối ưu của lưới trong chế độ vận hành đặc trưng có lợinhất về khía cạnh tổn thất

1.4.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến trị số TTĐN

Các yếu tố ảnh hưởng đến TTCS đều ảnh hưởng đến TTĐN Ngoài ra TTĐN cònphụ thuộc vào biểu đồ phụ tải, đặc tính của các hộ tiêu thụ điện, cấu trúc lưới vàphương thức vận hành Việc sử dụng các giải pháp kỹ thuật cũng như khuyến khích

kinh tế trong vấn đề sử dụng điện năng đối đối với các phụ tải như: quản lý nhu cầuđiện năng, mua bán điện bằng công tơ nhiều giá, tính toán, điều khiển tối ưu phươngthức vận hành… sẽ cho phép giảm đáng kể TTĐN trong mạng điện, điều đó sẽ manglại hiệu quả tổng hợp cho công tác quản lý vận hành lưới điện.

1.4.4.1 Biểu đồ phụ tải và các yếu tố ảnh hưởng đến TTĐN trong LĐPP

Mỗi hộ tiêu thụ được đặc trưng bằng một biểu đồ phụ tải, trên đó cho chúng tabiết các thông số như Pmax, Pmin, Tmax tỷ số giữa Pmax /Pmin Dễ dàng thấy TTĐNphụ thuộc nhiều vào dáng điệu của biểu đồ phụ tải, sự chênh lệch của phụ tải giữa cao

và thấp điểm, Tmax và thời gian TTCS cực đại τ Để giảm TTĐN cần tìm cách sanbằng đồ thị phụ tải Giảm sự chênh lệch phụ tải giữa cao điểm và thấp điểm bằng cáchkhuyến khích sử dụng điện vào các giờ thấp điểm, tăng Tmax,…Tất cả những vấn đềtrên sẽ làm thay đổi đồ thị phụ tải theo chiều hướng có lợi cho việc giảm tổn thất

1.4.4.2 Độ chính xác tính toán TTĐN trong điều kiện vận hành

Khi giảm được một vài phần trăm TTĐN trong quá trình vận hành sẽ làm lợihàng ngàn tỉ đồng trong kinh doanh điện năng Do đó nâng cao độ chính xác tính toánTTĐN trong điều kiện vận hành có ý nghĩa vô cùng quan trọng trong việc quản lý vậnhành lưới điện Vấn đề ở đây là cần phải chọn được phương pháp tính toán hợp lý.Nếu giải quyết được vấn đề này thì sẽ có được công cụ tốt, trên cơ sở đó cho phépphân tích được các nguyên nhân gây nên tổn thất và đề xuất những biện pháp giảm tổnthất hớp lý, mang lại hiệu quả kinh tế - kỹ thuật cao

Đồ thị phụ tải điện biến thiên theo sự thay đổi của phụ tải thường mang tí nhngẫu nhiên Tuy vậy vẫn có những quy luật nhất định Để tính toán chính xác đượcTTĐN chúng ta cần phải xây dựng được đồ thị phụ tải điển hình đặc trưng theo ngày,theo mùa của phụ tải Đây là một vấn đề khó thực hiện trong LĐPP do số lượng các hộtiêu thụ điện quá lớn Tuy nhiên điều này trong một tương lai gần có thể thực hiệnđược khi hệ thống SCADA/EMS được đưa vào sử dụng sẽ cho phép chúng ta thu thậpđược các số liệu để xây dựng đồ thị phụ tải Khi đó việc tính toán TTĐN sẽ dễ thựchiện chính xác hơn

1.5 Tính toán TTCS trong quản lý vận hành LĐPP

1.5.1 Cơ sở phương pháp

Khi tính toán thiết kế LĐPP, do yêu cầu độ chính xác không cao người ta thường

sử dụng phương pháp gần đúng khi tính phân bố công suất cũng như tổn thất trongmạng theo điện áp định mức Cách tính này không thể sử dụng để phân tích tổn thấtcác lưới điện cụ thể cả khi vận hành, nhất là khi muốn đánh giá hiệu quả tối ưu của cácgiải pháp kỹ thuật tác động vào lưới điện do không xét đến độ sụt áp của lưới, hiệu quả

Chọn xấp xỉ đầu X(0)

Tính ma trận Jacôbi W’(X(i))

Chọn xấp xỉ đầu X(0)

Giải hệ PTĐSTT W’(X(i)) (i) = -W(X(i))

In kết quả

của việc điều chỉnh điện áp, hiệu quả của các phương tiện bù Do đó cần phải lựa chọnphương pháp tính toán có thể xét đến đầy đủ các yếu tố tạo nên độ chính xác thỏađáng

1.5.2 Phương pháp giải và các chương trình tính toán

Trên Hình 1.5 là sơ đồ khối các bước tính toán của phép lặp Newton trong cácphương trình tính toán

Khối chính của phương trình là tính giá trị của các hàm và các đạo hàm riêng cho

ma trận Jacôbi Khối quan trọng khác là giải hệ phương trình đại số tuyến tính ở mỗibước lặp có thể áp dụng thuật toán giải hệ phương trình khác nhau cho khối này, ví dụphương pháp loại trừ Gauss Tiêu chuẩn hội tụ được dùng là ε(i) < ESP hoặc trị số côngsuất không cân bằng ở nút k bất kỳ nhỏ hơn giá trị cho trước, thực chất là: Wk(X(i)) <ESP Trị số ESP cho trước theo yêu cầu của bài toán Số phép lặp được khống chếkhông vượt quá số N nào đó, thông thường N ≤ 10

Ưu điểm quan trọng của phương pháp Newton là có tốc độ hội tụ rất nhanh, do

đó nếu hội tụ thì thời gian tương đối ngắn Ngoài ra nếu tìm được X(o) đủ gần vớinghiệm thì chắc chắn sẽ hội tụ Điều kiện này là hết sức khó khăn với nhiều bài toán.Tuy nhiên với hệ thống điện, việc xác định X(o) luôn luôn có thể được chọn là cácđại lượng định mức làm việc của lưới điện (ví dụ như điện áp định mức tại các nút).Nếu lưới điện được thiết kế đúng thì thông số vận hành (cũng là nghiệm của hệphương trình) sẽ không bị lệch quá xa trị số định mức (± 10%), do đó phương phápNewton tỏ ra thích hợp để giải hệ phương trình chế độ xác lập của hệ thống cungcấp điện

Hình 1.5 Sơ đồ thuật toán của phương pháp Newton

Một số trường hợp riêng như khi HTĐ có đường dây siêu cao áp hay các chế độ

sự cố, … phương pháp có thể không có lời giải (do phân kỳ), tuy nhiên thường dễ cókhả năng xử lý để lựa chọn được giá trị ban dầu X(o) thích hợp

1.5.3 Xác định TTCS trong điều kiện vận hành bằng chương trình tính toán

Việc tính toán chính xác TTCS trong lưới điện hiện nay được thực hiện tương đối

dễ dàng nhờ các chương trình tính toán giải tích mạng điện Vấn đề ở đây là:

- Cần mô tả đầy đủ các yếu tố khi thiết lập sơ đồ tính toán.

- Cần lựa chọn chương trình tính toán thích hợp

Nội dung yêu cầu thứ nhất sẽ đảm bảo khi không bỏ sót thành phần nào trongthông số của mạng điện Yêu cầu thứ hai dễ dàng được đáp ứng trong điều kiện pháttriển tin học như hiện nay Với nhiều chương trình giải tích lưới điện hiện đại cho phéptính toán với số lượng biến lớn, độ chính xác cao, ví dụ có thể sử dụng chương trìnhMatlab, Conus, PSS/ADEPT

1.6 Các phương pháp tính toán TTĐN trong LĐPP

TTĐN trong LĐPP được xác định theo công thức sau:

dt I R A

1.6.1 Phương pháp phân tích phân đồ thị

Giả sử quy luật biến thiên của dòng điện như Hình 1.6a và 1.6b, hệ tọa độ I-t

Chia trục hoành (t) thành n đoạn bằng nhau với độ dài ∆t Như vậy việc xác địnhTTĐN được thay bằng việc tính diện tích các hình chữ nhật (Hình 1.7a) hay hìnhthang (Hình 1.7b).

Biểu thức dưới dấu tích phân trong trường hợp thứ nhất sẽ bằng :

t I n

t t I dt

IT

o

n t n

t t

1

2 1

2 2

o T

o t

n

t dt

(1.15)Khi I0 = In công thức (1.15) sẽ nhận được dạng (1.14)

Theo phương pháp này TTĐN [kWh] được xác định theo công thức:

3 1

2.10

t R A

(1.16)

Hoặc:

3 1

1

2 2

2

2

t R A

(1.17)Trong đó thứ nguyên của I [A], S[kVA], U[kV]

Phương pháp tích phân đồ thị có độ chính xác cao, nhưng khó thực hiện Tínhtoán thực tế không sử dụng đồ thị phụ tải năm mà sử dụng đồ thị phụ tải ngày đặctrưng Tuy nhiên việc tính toán TTĐN không đảm bảo được chính xác, vì trong hệthống luôn có sự thay đổi thường xuyên và không thường xuyên của những ngày khảosát

1.6.2 Phương pháp dòng điện trung bình bình phương

Giả sử rằng dọc theo đường dây hệ thống truyền tải, dòng điện Itb không đổi ởtrong khoảng thời gian t, sẽ gây nên tổn thất đúng bằng trị số dòng điện biến thiêntrong khoảng thời gian đó ứng với đồ thị phụ tải nghĩa là:

dt I R T RI A

T

o t tbbp = ∫

=

∆ 3 2 3 2

(1.18) Như vậy dòng điện trung bình bình phương sẽ là:

T

dt I I

T o t tbbp

ΔA=3I2

tbbpRT.10-3 (1.20)Trong đó:

 R: Điện trở tác dụng của đường dây [Ω]

 T: Thời gian tính toán [h]

Lưới phân phối thường sử dụng phương pháp này và cho kết quả gần đúng Giátrị Itb có thể tính gần đúng theo công thức kinh nghiệm Dalesxky:

Itbbp = Imax(0,12 + Tmax.10-4) (1.21)Hoặc theo dòng điện cực đại và thời gian TTCS cực đại τ:

τ

T I

Itbbp = max

(1.22)Giá trị các đại lượng τ, Tmax được xác định phụ thuộc vào tính chất phụ tải hoặcqua các số liệu thống kê Phương pháp này chỉ đúng khi chúng ta xác định được chínhxác các giá trị trên

1.6.3 Phương pháp thời gian tổn thất

Theo phương pháp này TTĐN được xác định theo biểu thức:

τ

2 max

2 3

3 R I dt RI A

xây dựng khác nhau Mỗi đường cong biểu diễn quan hệ đó được xây dựng theo một

số điều kiện khác nhau như không tính đến dáng điệu đồ thị phụ tải, hay không xét đến

sự biến đổi hệ số công suất Hoặc chúng ta có thể xác định τ bằng các công thức kinhnghiệm (1.2, 1.3, 1.4, 1.5)

Ngoài ra còn nhận thấy rằng cơ sở để xác định τ lại là Tmax và cos φ cũng rất bấtđịnh Cosφ trong lưới rất không đồng nhất nên chỉ có thể chấp nhận trị số trung bình.Còn Tmax = A/Pmax lại càng bị phụ thuộc nhiều vào cách lấy mẫu thống kê Sai số của

Pmax khi thiết lập đồ thị phụ tải trong phạm vi khá lớn là điều có thể xảy ra

1.6.4 Phương pháp đường cong tổn thất

Hoạt động của hệ thống cung cấp điện ít nhiều mang tính ngẫu nhiên và bất định.Tuy nhiên tính quy luật và có điều khiển vẫn là chủ đạo Chẳng hạn đồ thị phụ tảimang tính ngẫu nhiên nhưng hình dáng khá ổn định Vì vậy, một phương thức vậnhành tương ứng với một cấu trúc, một phương án điều khiển đã lựa chọn thì các đặctrưng tổn thất cũng có thể coi là xác định Nói riêng, có thể xét đường cong quan hệ:

∆P∑ = f(P∑)Trong đó:

 ∆P∑: Tổng TTCS trong lưới

 P∑: Tổng công suất thanh cái của mạng lưới cung cấp điện

Đường cong (Hình 1.6) có thể xây dựng bằng đo đạc hoặc tính toán Tuy nhiênphép đo thực tế rất phức tạp, bởi đòi hỏi phải xác định đồng thời trị số công suất củatất cả các nút phụ tải và nguồn cung cấp Bằng tính toán, đường cong có thể xây dựngnhư sau:

Giả thiết biết dạng biểu đồ phụ tải và cosφ của tất cả các nút (hoặc nhóm nút)phụ tải Coi thanh cái cung cấp là nút cân bằng, tính toán phân bố dòng và xác địnhTTCS tổng ΔPΣ ứng với mỗi thời điểm của biểu đồ phụ tải (ví dụ theo giờ trong ngày).Kết quả nhận được cho phép xây dựng đoạn đường cong TTCS từ PΣmin đến PΣmax củabiểu đồ phụ tải thanh cái Rõ ràng đường cong xây dựng được có tính xác định cao nếuthực tế cosφ và tỷ lệ công suất giữa các nút ít thay đổi Đây là giả thiết duy nhất và cóthể chấp nhận được với phương pháp xây dựng đường cong tổn thất Khi cấu trúc lưới

và phương thức vận hành thay đổi, một họ đường cong tương ứng cần được xây dựng.Với một cấu trúc lưới và một phương thức vận hành hoàn toàn xác định (khi đó

sẽ tồn tại một đường cong tổn thất duy nhất) dễ dàng có thể xác định được TTĐN tổngtrong ngày thông qua biểu đồ tổng công suất thanh cái

Trên Hình 1.7 trình bày quá trình xây dựng biểu đồ TTCS và xác định TTĐN nhờ

sử dụng đường cong tổn thất Diện tích của biểu đồ TTCS chính là TTĐN và có thểtính theo phương pháp tích phân đồ thị:

1

Hoặc có thể xác định TTĐN bằng phương pháp tính toán Do TTCS gồm có 2thành phần là tổn thất tải và tổn thất không tải, tại mỗi thời điểm vận hành ta có biểuthức xác định TTCS :

đủ cao khi dạng của biểu đồ phụ tải các nút và cosφ ít thay đổi

Sự quan sát thống kê lâu năm tại một lưới cung cấp điện có thể cho phép chínhxác hóa dần đường cong tổn thất xây dựng cho lưới Cần lưu ý rằng điểm khởi đầu củađường cong tổn thất không đi qua gốc tọa độ, bởi vì ngay cả khi không tải trong lướiđiện đã tồn tại một lượng tổn hao không tải nhất định

Hình 1.7 Xây dựng biểu đồ TTCS và xác định TTĐN bằng đường cong tổn thất

1.6.5 Phương pháp tính toán TTĐN theo quy định của EVN

Do đặc thù của lưới điện phân phối có khối lượng đường dây và trạm biến áp phụtải lớn, công suất phụ tải biến đổi liên tục theo thời gian nên trong phạm vi sai số chophép trong công tác quản lý vận hành và quản lý kinh doanh điện năng, Tập đoàn Điệnlực Việt Nam (EVN) đã quyết định số 994/QĐ-EVN ngày 15/9/2009 của EVN về việctính toán TTĐN kỹ thuật trên lưới điện, sử dụng thống nhất phương pháp tính tổn thấtđiện năng như sau [15]:

∑= ∆ +

∆

=

o i ti

A A

= ΔP0.T +ΔPMax .T.Kđt (1.25)Trong đó:

 ΔA: Tổn thất điện năng trong giai đoạn đang xét (kWh)

 ΔP0: Tổn thất công suất không tải (kW)

ΔPmax: Tổn thất công suất tại thời điểm công suất cực đại của lưới điện(kW)

 T: Thời gian tính toán của giai đoạn xem xét TTĐN (giờ)

 Kđt: Hệ số đồ thị phụ tải ảnh hưởng đến TTĐN trong giai đoạn tính toán

∑

= 24

1

2 max 24

1)

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN, PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI KHU VỰC TP

ĐỒNG HỚI

2.1 Giới thiệu phần mềm PSS/ADEPT

2.1.1 Giới thiệu chung về phần mềm PSS/ADEPT

Khi tính toán thiết kế lưới phân phối, do yêu cầu độ chính xác không cao người

ta thường sử dụng phương pháp gần đúng khi tính phân bổ công suất cũng như tổn thấttrong mạng theo điện áp định mức Cách tính này không thể sử dụng để phân tích tổnthất các lưới điện cụ thể khi vận hành, nhất là khi muốn đánh giá hiệu quả tối ưu củacác giải pháp kỹ thuật tác động vào lưới điện khi xét đến sụt áp của lưới, hiệu quả củaviệc điều chỉnh điện áp, hiệu quả của các phương tiện bù Đối với lưới phân phối sốlượng đường dây, máy biến áp khá lớn Do đó cần phải lựa chọn phần mềm tính toán

đủ mạnh cho phép tính với số lượng biến lớn và phù hợp có thể xét đến đầy đủ các yếu

tố để tạo nên độ chính xác thỏa đáng đối với lưới phân phối

Hiện nay để tính toán các chế độ hệ thống điện có thể sử dụng nhiều phần mềmkhác nhau: PSS/E, PSS/ADEPT, POWERWORLD SIMULATOR, CONUS Mỗiphần mềm đều có một số chức năng và phạm vi ứng dụng khác nhau, trong đóPSS/ADEPT thường được sử dụng tính toán cho lưới phân phối

PSS/ADEPT (Power System Simulator/Advanced Distribution EngineeringProductivity Tool) là phần mềm tính toán và phân tích LĐPP được xây dựng và pháttriển bởi nhóm phần mềm A Shaw Group Company, Power Technologies Internatinal(PTI) thuộc Siemens Power Transmission & Distribution, Inc PSS/APEDT là mộtmodule trong phần mềm PSSTM

Theo thống kê của công ty phần mềm PTI hiện nay trên thế giới có tới 136 quốcgia sử dụng phần mềm này phục vụ cho công tác tính toán và vận hành LĐPP của cácđiện lực

PSS/ADEPT làm việc với mô hình hệ thống ba pha, bốn dây với dạng tổng quát

Hệ thống được mô tả với các thành phần tổng trở cân bằng thứ tự thuận và thứ tựkhông Các phần tử trong hệ thống điện được mô phỏng bao gồm như sau:

- Các nút (tải, nguồn)

- Nguồn ba pha cân bằng và không cân bằng

- Đường dây và thiết bị đóng, cắt

- Máy biến áp

- Động cơ và máy phát

- Phụ tải

Các phần tử đường dây, thiết bị đóng, cắt và máy biến áp của hệ thống hình thànhkết nối giữa các nút Nguồn, tải và các tụ shunt được gắn tại nút Ba pha của hệ thống

là được đặt tên là A, B và C Tất cả cả ba pha, hai pha, hay một pha có thể thể hiệntrong mỗi đường dây hay MBA Vì vậy ta có thể mô hình một phát tuyến phân phối từmột nguồn ba pha, với mạch chính ba pha, với các nhánh rẽ hai và một pha và với tải

ba pha Nếu hệ thống nối đất tại trung tính thì PSS/ADEPT giả thiết rằng dây trungtính liên tục, được kết nối tốt và được kết nối tới tát cả nút Hệ thống không nối đất cóthể được mô hình trong PSS/ADEPT bằng các quy cách kỹ thuật thích hợp của MBA

và các tổng trở đường dây và quy cách kỹ thuật thích hợp của các loại tải

Các chức năng của PSS/ADEPT như sau:

- Tính toán về phân bố công suất: Cho ta kết quả về trị số điện áp và góc pha tạicác nút; dòng điện, công suất, tổn thất công suât tác dụng, tổn thất công suất phảnkháng dưới dạng tổng hay từng pha trên từng đoạn dây dẫn, thiết bị đóng cắt, máy biến

áp, phụ tải, … Các kết quả này được thể hiện dưới dạng bảng hoặc trực tiếp trên giaodiện đồ họa

- Phân tích điểm mở tối ưu TOPO (viết tắt từ tên gọi Tie Open PointOptimization): Xác định trạng thái đóng cắt trên thiết bị 3 pha hình tia sao cho tổn thấtcông suât thấp nhất dựa trên nguyên tắc dòng công suất chạy qua thiết bị đóng cắt là

bé nhất

- Tối ưu vị trí lắp đặt tụ bù CAPO (viết tắt từ tên gọi Optimal CapacitorPlacement): tính toán lắp đặt các tụ bù tại các vị trí thích hợp để TTCS là bé nhất

- Phân tích độ tin cậy trên lưới điện (DRA)

- Phân bố công suất (Load flow Analysis)

- Tính ngắn mạch tại 1 điểm hay nhiều điểm (Fault, Fault all Analysis)

- Phối hợp các thiết bị bảo vệ trong mạng điện (Protective Coordination)

- Tính toán sóng hài (Harmonic Analysis)

- Phân tích bài toán khởi động động cơ (Motor Starting)

2.1.2 Các bước thực hiện trong phần mềm PSS/ADEPT

a Tạo nút:

Chương trình PSS/ADEPT có 3 loại nút vertical, horizontal and point Trên thanhToolbar sẽ cho phép người sử dụng tự chọn theo từng loại nút để sử dụng trên sơ đồ

Hình 2.1 Tạo nút

b Tạo shunt thiết bị:

Shunt thiết bị luôn luôn kết nối với một nút Nút phải tồn tại trước khi gắn shuntthiết bị vào nút PSS/ADEPT cung cấp 6 loại shunt thiết bị như sau: Tải, nguồn, động

nhấp đúp vào đối tượng vừa vẽ, chương trình sẽ hiện một hộp thoại trong đó lưu ýchọn các thuộc tính, các thông số kỹ thuật, tên đối tượng … của các nút, nhánh, nguồn

và shunt thiết bị … vừa vẽ

d Các bước thực hiện khi ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT

Gồm có 3 bước sau:

Bước 1: Thu thập xử lý và nhập số liệu lưới điện trên PSS/ADEPT

- Thu thập các thông số kỹ thuật của thiết bị như: dây dẫn, máy biến áp , …

- Thu thập, xử lý để xác định các thông số P, Q của các nút tải vào thời điểm khảosát

- Thu thập sơ đồ lưới điện vận hành của đường dây cần tính toán

Bước 2: Thể hiện lưới điện trên chương trình PSS/ADEPT

- Phân tích sơ đồ lưới điện, xác định tọa độ các nút

- Bổ sung thông số thiết bị vào thư viện của phần mềm PSS/ADEPT

- Nhập số liệu vào các bảng số liệu của phần mềm PSS/ADEPT

- Tách/ gộp sơ đồ

Bước 3: Thực hiện các chức năng tính toán lưới điện trên PSS/ADEPT

2.1.3 Ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT trong tính toán trào lưu công suất, phương án kết lưới tối ưu

a Tính toán trào lưu công suất

Trước khi cài đặt các tuỳ chọn của chương trình ta tạo mới sơ đồ lưới tính toán:Vào File -> chọn New, từ Main Menu sẽ xuất hiện một màn hình trống để tạo một sơ

đồ lưới điện mới

- Cài đặt chương trình:

Từ menu chính của chương trình chọn File/program settings trên màn hình xuấthiện hình 2.4 và cài đặt các tuỳ chọn khi sử dụng: