Nghiên cứu ứng dụng thiết bị bù có điều khiển trên lưới điện truyền tải 220kV thuộc địa bàn tỉnh Quảng Bình

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN THẾ THÀNH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG THIẾT BỊ BÙ CÓ ĐIỀU KHIỂN TRÊN LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI 220KV THUỘC ĐỊA BÀN TỈNH QUẢNG BÌNH Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 8520201 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2018 Cơng trình hồn thành TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS LÊ THÀNH BẮC Phản biện 1: PGS.TS NGÔ VĂN DƯỠNG Phản biện 2: TS LÊ KỶ Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật điện họp Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng vào ngày 27 tháng 10 năm 2018 * Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Học liệu Truyền thông Trường Đại học Bách khoa Đại học Đà Nẵng - Thư viện Khoa Điện, Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Truyền tải điện Quảng Bình quản lý 04 đường dây 220kV, với tổng chiều dài 186 km 02 trạm nút 220kV Đồng Hới Ba Đồn có dung lượng 375 MVA Việc đảm bảo chế độ vận hành tối ưu cho đường dây 220kV đảm bảo vận hành an toàn, tối ưu cho toàn lưới điện 220kV địa bàn tỉnh Quảng Bình, góp phần đảm bảo cho lưới điện khu vực Bắc miền Trung vận hành an toàn, liên tục, ổn định Trong thời gian vận hành vừa qua, vài đường dây có chiều dài tương đối lớn tổn thất công suất đường dây thường đạt mức cao, đồng thời, số thời điểm lưới điện đơn vị quản lý xảy tình trạng điện áp phía 220kV trạm biến áp khơng đáp ứng yêu cầu vận hành Yêu cầu cần có giải pháp nhằm giữ ổn định điện áp nút 220kV Đồng Hới, 220kV Ba Đồn, đồng thời, giảm tổn thất điện đường dây truyền tải, góp phần ổn định hệ thống truyền tải điện 220kV địa phương, đáp ứng tiêu đề Đề tài “Nghiên cứu ứng dụng thiết bị bù có điều khiển lưới điện truyền tải 220kV thuộc địa bàn tỉnh Quảng Bình” đề xuất tác giả nhằm góp phần giải vấn đề Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu là: Tính tốn, lựa chọn phương án thiết bị, vị trí dung lượng thiết bị bù hợp lý nút 220kV thuộc lưới truyền tải điện tỉnh Quảng Bình để nâng cao ổn định điện áp giảm tổn thất điện Đối tượng phương pháp nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu - Lưới truyền tải điện 220kV tỉnh Quảng Bình năm 2018 năm 2020; - Các thiết bị bù khơng có có điều khiển nghiên cứu nước 3.2 Phương pháp nghiên cứu - Tính tốn phân tích biến động điện áp nút 220kV thuộc lưới truyền tải tỉnh Quảng Bình; - Tính tốn phân tích tổn thất điện đường dây 220kV thuộc lưới truyền tải tỉnh Quảng Bình; - Tính tốn lựa chọn vị trí dung lượng bù hợp lý để nâng cao ổn định điện áp giảm tổn thất điện năng; Sử dụng phần mềm PSS/E để hỗ trợ q trình nghiên cứu, phân tích Nội dung nghiên cứu - Thu thập số liệu cập nhật cho phần mềm PSS/E; - Tính tốn chế độ vận hành lưới điện 220kV khu vực tỉnh Quảng Bình, phân tích biến động điện áp thu thập giá trị tổn thất điện năng; - Tính tốn, lựa chọn loại thiết bị, vị trí dung lượng bù thích hợp để nâng cao ổn định cho hệ thống truyền tải khu vực tỉnh Quảng Bình; - Kiểm tra hiệu giải pháp bù đề xuất Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài - Đề xuất giải pháp nhằm đáp ứng tốt tiêu vận hành đặt cho lưới điện truyền tải 220kV khu vực Quảng Bình; - Hồn thiện việc nghiên cứu thiết bị bù có điều khiển đường dây truyền tải Việt Nam, đặc biệt đường dây 220kV Quảng Bình Cấu trúc luận văn Ngoài phần mở đầu kết luận chung, nội dung đề tài tổ chức thành chương Bố cục nội dung luận văn gồm: Chương 1: Giới thiệu lưới điện truyền tải thực trạng vận hành đường dây 220kV địa bàn tỉnh Quảng Bình Chương 2: Tổng quan thiết bị bù có lưới truyền tải điện Chương 3: Tính tốn phân tích chế độ làm việc lưới truyền tải điện tỉnh Quảng Bình Chương 4: Giải pháp nâng cao ổn định điện áp giảm tổn thất điện lưới truyền tải 220kV khu vực tỉnh Quảng Bình CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI VÀ THỰC TRẠNG VẬN HÀNH CÁC ĐƯỜNG DÂY 220KV TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH QUẢNG BÌNH 1.1 Giới thiệu lưới điện truyền tải địa bàn tỉnh Quảng Bình Truyền tải điện Quảng Bình quản lý vận hành 06 đường dây 220kV, 500kV 02 trạm biến áp 220kV 1.1.1 Các thông số 1.1.1.1 Đường dây a Đường dây 500kV Vũng Áng - Đà Nẵng (mạch 1) b Đường dây 500kV Đà Nẵng - Hà Tĩnh (mạch 2) c Đường dây 220kV Đồng Hới - Đông Hà d Đường dây 220kV Formosa - Ba Đồn e Đường dây 220kV Vũng Áng - Đồng Hới f Đường dây 220kV Ba Đồn - Đồng Hới 1.1.1.2 Trạm biến áp a Trạm biến áp 220kV Đồng Hới b Trạm biến áp 220kV Ba Đồn 1.1.2 Sơ đồ kết lưới phương thức vận hành 1.1.2.1 Sơ đồ kết lưới 1.2.2.2 Phương thức vận hành Phương thức vận hành lưới 500kV chủ yếu truyền tải từ bắc vào nam, nhận điện từ sân phân phối 500kV Vũng Áng trạm biến áp 500kV Hà Tĩnh cấp cho trạm biến áp 500kV Đà Nẵng Với lưới điện 220kV, đường dây trạm biến áp thuộc Truyền tải điện Quảng Bình, chủ yếu nhận điện từ Hà Tĩnh, cấp điện cho Điện lực Quảng Bình tỉnh Quảng Trị (qua đường dây 220kV Đồng Hới - Đông Hà) 1.1.3 Thông số vận hành đường dây 220kV thời gian qua 1.1.3.1 Đường dây 220kV Đồng Hới - Đông Hà Chiều dài tuyến đường dây 104,6 km với điểm đầu ngăn xuất tuyến 273, 274/TBA 220kV Đồng Hới điểm cuối ngăn xuất tuyến 273, 274/TBA 220kV Đông Hà Đường dây sử dụng dây dẫn ACSR 400/51, dây đơn Thông số vận hành năm 2017 tháng đầu năm 2018 Bảng 1.1: 1.1.3.2 Đường dây 220kV Vũng Áng - Đồng Hới Chiều dài tuyến đường dây 97 km với điểm đầu ngăn xuất tuyến 273/NMNĐ (Nhà máy nhiệt điện) Vũng Áng điểm cuối ngăn xuất tuyến 271/TBA (Trạm biến áp) 220kV Đồng Hới Đường dây chủ yếu sử dụng 02 loại dây ACSR 400/51 ACSR 330/43, phân pha 02 dây đơn Thông số vận hành năm 2017 tháng đầu năm 2018 Bảng 1.2 Tổn thất cơng suất chung tồn lưới truyền tải điện Quảng Bình thống kê theo bảng 1.3 1.1.4 Giá trị điện áp nút thuộc Truyền tải điện Quảng Bình Bảng 1.4 Điện áp cho phép vận hành lưới điện truyền tải Chế độ vận hành hệ thống điện Cấp điện áp Vận hành bình thường Sự cố đơn lẻ 500 Kv 475 ÷ 525 450 ÷ 550 220 kV 209 ÷ 242 198 ÷ 242 Bảng 1.5 Thực trạng điện áp TBA 220kV Đồng Hới Điện áp max Điện áp Thời gian Thời gian Thông số (kV) (kV) cao áp (giờ) thấp áp (giờ) Năm 2017 234,8 211,6 0 tháng đầu 237,9 214,4 0 năm 2018 Bảng 1.6 Thực trạng điện áp TBA 220kV Ba Đồn Điện áp max Điện áp Thời gian Thời gian Thông số (kV) (kV) cao áp (giờ) thấp áp (giờ) Năm 2017 234,5 193,4 70 tháng đầu 236,8 213,5 0 năm 2018 1.2 Thực trạng vận hành khả đáp ứng yêu cầu tiêu tổn thất, điện áp thời gian tới 1.2.1 Chỉ tiêu tổn thất điện Đối với 02 đường dây ngắn đường dây 220kV Ba Đồn – Đồng Hới đường dây 220kV Formosa – Ba Đồn, tổn thất công suất không cao, ảnh hưởng tổn thất từ đường dây tổn thất chung tỉnh Quảng Bình không lớn Tuy nhiên, đường dây có chiều dài tương đối lớn đường dây 220kV Đồng Hới – Đông Hà đường dây 220kV Vũng Áng – Đồng Hới, tổn thất công suất đường dây thường đạt mức cao, ảnh hưởng tổn thất từ đường dây tổn thất chung tỉnh Quảng Bình lớn Việc tăng phụ tải khu vực tỉnh Quảng Bình thời gian tới dẫn việc gia tăng giá trị tổn thất cơng suất Trong đó, với u cầu ngày nghiêm ngặt hệ thống truyền tải, tiêu tổn thất ngày buộc phải giảm thấp Vì vậy, cần thiết phải nghiên cứu, phân tích giá trị tổn thất cơng suất thời gian tới, từ đó, đề phương án xử lý có hiệu 1.2.2 Chỉ tiêu điện áp Theo Thông tư 25/2016/TT-BCT, dải phạm vi điều chỉnh điện áp phía 220kV rộng (từ 209 kV đến 242 kV) Tuy nhiên, thực tế vận hành, yêu cầu phụ tải, yêu cầu giá trị điện áp vận hành phép thay đổi phạm vi hẹp (±2kV) Bảng 1.9 Điện áp cho phép theo biểu đồ điện áp A3 Giá trị điện áp cho phép (kV) 11h0112h3116h3112h30 16h30 20h00 116±2 117±2 117±2 20h0122h00 116±2 22h0124h00 116±2 Stt Tên nút 00h0107h00 Đồng Hới 220 116±2 07h0111h00 117±2 Ba Đồn 220 116±2 118±2 116±2 118±2 118±2 116±2 116±2 Đông Hà 220 116±2 116±2 116±2 117±2 117±2 116±2 116±2 Bảng biểu đồ điện áp hàng ngày phía 220kV 02 nút NMNĐ Vũng Áng NMNĐ Formosa theo biểu đồ điện áp tuần A0 Bảng 1.9 Điện áp cho phép theo biểu đồ điện áp A0 Giá trị điện áp cho phép (kV) Stt Tên nút 00h01- 07h01- 11h01- 12h31- 16h31- 20h01- 22h0107h00 11h00 12h30 16h30 20h00 22h00 24h00 Formosa Hà 231±2 231±2 231±2 231±2 231±2 231±2 231±2 Tĩnh Vũng Áng 230±2 230±2 230±2 230±2 230±2 230±2 230±2 Yêu cầu đề cần có giải pháp để nâng cao ổn định điện áp nút trạm biến áp 220kV Đồng Hới trạm biến áp 220kV Ba Đồn 1.3 Kết luận Yêu cầu cấp thiết đặt cần có giải pháp toàn diện nhằm giảm tổn thất điện đường dây truyền tải, cụ thể đường dây 220kV Vũng Áng - Đồng Hới đường dây 220kV Đồng Hới - Đông Hà nhằm giảm tổn thất chung toàn truyền tải, đáp ứng tiêu đặt Đồng thời, cần phải ổn định giá trị điện áp nút 220kV thuộc truyền tải điện Quảng Bình cách linh hoạt, đảm bảo quy định vận hành điện áp CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÁC THIẾT BỊ BÙ HIỆN CÓ TRÊN LƯỚI TRUYỀN TẢI ĐIỆN 2.1 Tổng quan thiết bị bù 2.2 Các thiết bị bù không điều khiển 2.2.1 Kháng bù ngang 2.2.2 Tụ bù ngang 2.2.3 Tụ bù dọc 2.2.4 Máy bù đồng 2.3 Các thiết bị bù có điều khiển 2.3.1 Bộ bù công suất VAR tĩnh –SVC 2.3.1.1 Cấu tạo nguyên lý hoạt động 2.3.1.2 Ứng dụng bù công suất VAr tĩnh – SVC 2.3.2 Bộ bù đồng tĩnh – STATCOM 2.3.2.1 Cấu tạo nguyên lý hoạt động 2.3.2.2 Ứng dụng bù đồng tĩnh – STATCOM 2.3.3 Bộ bù nối tiếp đồng tĩnh – SSSC 2.3.4 Bộ bù dọc điều khiển Thyristor –TCSC 2.4 Phân tích ưu, nhược điểm Các thiết bị bù kể có ưu điểm nhược điểm riêng, để thấy đặc điểm thiết bị, ta bảng tổng hợp so sánh phương án sau: Điều chỉnh trơn Máy bù đồng SVS Phát công Tiêu thụ Linh hoạt suất Q Q vận hành Khả tự động điều chỉnh Có Có Có Có Có Có Có Có Có Các tụ bù ngang Khơng Có Khơng Có Có, điều khiển đóng cắt Các tụ bù dọc Khơng Có Khơng Khơng Khơng Kháng bù ngang Khơng Khơng Có Khơng Khơng Ghi Có Có thể gây cộng hưởng Không tốt số trường hợp tải nặng 2.5 Kết luận Trong thời gian gần đây, xuất số cơng trình nghiên cứu thiết bị bù có điều khiển Trên lưới 220kV, có trạm biến áp 220kV Việt Trì lắp đặt hệ thống bù SVC (Static Var Compensator) bao gồm tụ bù ngang với tổng công suất 50 MVAr, kháng công suất 100 MVAr Với việc giới thiệu phân tích thiết bị bù trên, nhận thấy, việc ứng dụng thiết bị bù có điều khiển lưới 220kV thuộc Truyền tải điện Quảng Bình giải pháp vừa đáp ứng yêu cầu đặt vừa phù hợp với xu phát triển chung khoa học kỹ thuật ngành điện giai đoạn CHƯƠNG TÍNH TỐN, PHÂN TÍCH CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN 220KV KHU VỰC TỈNH QUẢNG BÌNH 3.1 Đặt vấn đề lựa chọn phần mềm phân tích 3.1.1 Đặt vấn đề 3.1.2 Giới thiệu phần mềm phân tích hệ thống điện lựa chọn phần mềm sử dụng 3.1.2.1 Phần mềm PSS/ADEPT 3.1.2.2 Phần mềm PSS/E 3.1.2.3 Phần mềm CONUS 3.1.2.4 Phần mềm POWERWORLD SIMULATOR 3.1.3 Phân tích lựa chọn chương trình tính tốn Để phân tích biến động điện áp tổn thất công suất lưới điện truyền tải điện 220kV tỉnh Quảng Bình, luận văn sử dụng phần mềm PSS/E ưu điểm 3.1.4 Xây dựng liệu tính tốn hệ thống điện cho phần mềm PSS/E 3.1.4.1 Các file PSS/E 3.1.4.2 Xây dựng sở liệu HTĐMT vào phần mềm PSS/E 3.1.4.3 Ưu nhược điểm chương trình PSS/E 3.2 Khảo sát giá trị điện áp chế độ vận hành 3.2.1 Giới thiệu chế độ vận hành 3.2.1.1 Chế độ phụ tải cực đại 3.2.1.2 Chế độ phụ tải cực tiểu 3.2.1.3 Chế độ cố đơn lẻ 3.2.2 Khảo sát điện áp nút chế độ làm việc bình thường 2018 - 2020 3.2.2.1 Điện áp nút chế độ phụ tải cực đại Bảng 3.1 Điện áp nút chế độ phụ tải cực đại năm 2018 Điện áp Điện áp Góc pha Stt Mã nút Tên nút (pu) (kV) (độ) 238017 Formosa 0.9924 218.33 -4.61 238060 Vũng Áng 1.000 220.00 -3.65 250005 Đồng Hới 0.9588 210.94 -8.65 250019 Ba Đồn 0.966 212.52 -7.68 251021 Đông Hà 0.9338 205.44 -11.91 Bảng 3.2 Điện áp nút chế độ phụ tải cực đại năm 2020 Điện áp Điện áp Góc pha Stt Mã nút Tên nút (pu) (kV) (độ) 238017 Formosa 1.0091 222.00 4.57 238060 Vũng Áng 1.0112 222.46 3.98 250005 Đồng Hới 0.9708 213.58 -0.53 250019 Ba Đồn 0.981 215.82 1.13 251021 Đông Hà 0.9473 208.41 -3.31 3.2.2.2 Điện áp nút chế độ phụ tải cực tiểu Bảng 3.3 Điện áp nút chế độ phụ tải cực tiểu năm 2018 Stt Mã nút Tên nút Điện áp (pu) Điện áp (kV) Góc pha (độ) 238017 Formosa 1.0293 226.45 10.54 238060 Vũng Áng 1.0288 226.34 11.36 250005 Đồng Hới 1.0269 225.92 7.22 250019 Ba Đồn 1.0245 225.39 8.13 251021 Đông Hà 1.0344 227.57 5.05 Bảng 3.4 Điện áp nút chế độ phụ tải cực tiểu năm 2020 Điện áp Điện áp Góc pha Stt Mã nút Tên nút (pu) (kV) (độ) 238017 Formosa 1.0205 224.51 -12.64 238060 Vũng Áng 1.0172 223.78 -12.38 250005 Đồng Hới 1.0120 222.64 -14.80 250019 Ba Đồn 1.0125 222.75 -14.29 251021 Đông Hà 1.0124 222.73 -15.38 3.2.2.3 Biểu đồ điện áp chênh lệch điện áp nút chế độ phụ tải cực đại cực tiểu Hình 3.19 Chênh lệch điện áp chế độ phụ tải cực đại cực tiểu 3.2.2.4 Nhận xét Điện áp cao thường nút phía bắc Formosa Vũng Áng, điện áp thấp thuộc nút Đông Hà Năm 2018, chênh lệch điện áp nút khoảng từ 5,5 kV đến 12,7 kV Năm 2020, chênh lệch điện áp nút khoảng từ 1,1 kV đến 10,6 kV 3.2.3 Khảo sát điện áp nút chế độ cố đơn lẻ 3.2.3.1 Điện áp nút cố đứt đường dây 220kV Vũng Áng - Đồng Hới Bảng 3.6 Điện áp nút chế độ cố đường dây 220kV Vũng Áng – Đồng Hới năm 2020 Điện áp Điện áp Góc pha Stt Mã nút Tên nút (pu) (kV) (độ) 238017 Formosa 1.0048 221.06 4.10 238060 Vũng Áng 1.0121 222.66 4.03 250005 Đồng Hới 0.9335 205.37 -4.44 10 * Biểu đồ điện áp nút cố đường dây 220kV Formosa - Ba Đồn Hình 3.21 Biểu đồ điện áp nút cố đường dây 220kV Formosa - Ba Đồn 3.2.3.3 Điện áp nút cố đứt đường dây 220kV Ba Đồn - Đồng Hới Bảng 3.9 Điện áp nút chế độ cố đường dây 220kV Ba Đồn - Đồng Hới năm 2018 Điện áp Điện áp Góc pha Stt Mã nút Tên nút (pu) (kV) (độ) 238017 Formosa 0.9938 218.64 -4.39 238060 Vũng Áng 0.9996 219.91 -3.66 250005 Đồng Hới 0.9482 208.60 -9.72 250019 Ba Đồn 0.972 213.84 -6.63 251021 Đông Hà 0.9279 204.14 -12.6 Bảng 3.10 Điện áp nút chế độ cố đường dây 220kV Ba Đồn - Đồng Hới năm 2020 Điện áp Điện áp Góc pha Stt Mã nút Tên nút (pu) (kV) (độ) 238017 Formosa 1.0105 222.31 4.95 238060 Vũng Áng 1.0104 222.29 3.94 250005 Đồng Hới 0.9582 210.80 -2.2 250019 Ba Đồn 0.9902 217.84 2.93 251021 Đông Hà 0.9398 206.76 -4.47 11 * Biểu đồ điện áp nút cố đường dây 220kV Ba Đồn – Đồng Hới Hình 3.24 Biểu đồ điện áp nút cố đường dây 220kV Ba Đồn – Đồng Hới 3.2.3.4 Điện áp nút cố đứt đường dây 220kV Đồng Hới – Đông Hà Bảng 3.11 Điện áp nút chế độ cố đường dây 220kV Đồng Hới – Đông Hà năm 2018 Điện áp Điện áp Góc pha Stt Mã nút Tên nút (pu) (kV) (độ) 238017 Formosa 0.9938 218.64 -4.47 238060 Vũng Áng 1.0007 220.15 -3.61 250005 Đồng Hới 0.9643 212.15 -7.7 250019 Ba Đồn 0.9697 213.33 -7.13 251021 Đông Hà 0.905 199.10 -15.65 Bảng 3.12 Điện áp nút chế độ cố đường dây 220kV Đồng Hới – Đông Hà năm 2020 Điện áp Điện áp Góc pha Stt Mã nút Tên nút (pu) (kV) (độ) 238017 Formosa 1.0114 222.51 5.02 238060 Vũng Áng 1.0102 222.24 3.95 250005 Đồng Hới 0.9594 211.07 -1.69 250019 Ba Đồn 0.9959 219.10 3.25 251021 Đông Hà 0.9307 204.75 -5.22 12 * Biểu đồ điện áp nút cố đường dây 220kV Đồng Hới – Đơng Hà Hình 3.25 Biểu đồ điện áp nút cố đường dây 220kV Đồng Hới – Đơng Hà 3.2.3.5 Nhận xét Từ kết tính tốn đồ thị cho thấy hầu hết chế độ cố, điện áp nút 220kV Đông Hà thấp Tại chế độ cố đứt đường dây 220kV Vũng Áng – Đồng Hới, 220kV Ba Đồn – Đồng Hới, 220kV Đồng Hới – Đông Hà, đa phần giá trị điện áp nằm ngưỡng cho phép Trong chế độ cố đứt đường dây 220kV Formosa - Hà Tĩnh, xét thời điểm năm 2018, điện áp nút 220kV Đông Hà Đồng Hới xấp xỉ ngưỡng cho phép điện áp nút Ba Đồn nằm ngưỡng cho phép (197,2 kV) Đây cố gây nên thay đổi điện áp nghiêm trọng 3.3 Khảo sát tổn thất công suất chế độ vận hành 3.3.1 Chế độ phụ tải cực tiểu Bảng 3.13 Tổn thất công suất đường dây chế độ phụ tải cực tiểu năm 2018 Mức tải Công suất truyền Tổn thất công Tỷ lệ tổn Stt Tên đường dây (%) tải (MW) suất (MW) thất (%) 220kV Vũng Áng 26 139.5 1.53 1.1 – Đồng Hới 220kV Ba Đồn – 10 54.1 0.14 0.26 Đồng Hới 220kV Đồng Hới – 32 91.4 0.68 0.74 Đông Hà 220kV Formosa – 25 134.7 0.85 0.63 Ba Đồn 13 Bảng 3.14 Tổn thất công suất đường dây chế độ phụ tải cực tiểu năm 2020 Mức tải Công suất truyền Tổn thất công Tỷ lệ tổn Stt Tên đường dây (%) tải (MW) suất (MW) thất (%) 220kV Vũng Áng 15 80.8 0.52 0.64 – Đồng Hới 220kV Ba Đồn – 30.3 0.04 0.13 Đồng Hới 220kV Đồng Hới – 10 24.2 0.04 0.17 Đông Hà 220kV Formosa – 18 92.2 0.41 0.44 Ba Đồn * Biểu đồ tổn thất công suất đường dây chế độ phụ tải cực tiểu Hình 3.26 Biểu đồ tổn thất công suất đường dây chế độ phụ tải cực tiểu 3.3.2 Chế độ phụ tải cực đại Bảng 3.15 Tổn thất công suất đường dây chế độ phụ tải cực đại năm 2018 Công suất truyền Tổn thất công Tỷ lệ tổn Stt Tên đường dây tải (MW) suất (MW) thất (%) 220kV Vũng Áng – 162.9 2.49 1.53 Đồng Hới 220kV Ba Đồn – Đồng 54.7 0.16 0.29 Hới 220kV Đồng Hới – 65.5 0.76 1.16 Đông Hà 220kV Formosa – Ba 165 1.56 0.95 Đồn 14 Bảng 3.16 Tổn thất công suất đường dây chế độ phụ tải cực đại năm 2020 Công suất truyền Tổn thất công Tỷ lệ tổn Stt Tên đường dây tải (MW) suất (MW) thất (%) 220kV Vũng Áng 151.3 2.13 1.41 – Đồng Hới 220kV Ba Đồn – 95.5 0.45 0.47 Đồng Hới 220kV Đồng Hới – 115.6 1.18 1.02 Đông Hà 220kV Formosa – 189.5 1.97 1.04 Ba Đồn * Biểu đồ tổn thất công suất đường dây chế độ phụ tải cực đại Từ số liệu tính tốn chế độ phụ tải cực đại, biểu đồ tổn thất công suất đường dây biểu diễn hình 3.5 đây: Hình 3.27 Biểu đồ tổn thất công suất đường dây chế độ phụ tải cực đại 3.3.3 Nhận xét Qua phân tích bảng số liệu biểu đồ tổn thất thu được, nhận thấy tổn thất công suất đường dây 220kV Ba Đồn – Đồn Hới đường dây 220kV Formosa – Ba Đồn mức xấp xỉ 0,8-0,9% Đây giá trị tương đương với giá trị tiêu giao hàng năm Tổn thất đường dây 220kV Vũng Áng – Đồng Hới cao nhất, từ 1,4 đến 1,5% Tiếp đường dây 220kV Đồng Hới – Đơng Hà với mức tổn thất từ 1,0 đến 1,1% Lý tổn thất đường dây 220kV Vũng Áng – Đồng Hới đường dây 220kV Đồng Hới – Đông Hà có tổn thất cao chiều dài đường dây lớn, truyền tải với công suất cao 15 3.4 Kết luận Trong chương thực phân tích giá trị điện áp, giá trị tổn thất công suất chế độ làm việc hệ thống điện truyền tải tỉnh Quảng Bình năm 2018, 2020 Trên sở đó, tính tốn đề xuất giải pháp nhằm nâng cao ổn định điện áp chương CHƯƠNG ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO ỔN ĐỊNH Ở HỆ THỐNG TRUYỀN TẢI ĐIỆN KHU VỰC QUẢNG BÌNH 4.1 Giải pháp nâng cao ổn định hệ thống 4.1.1 Cơ sở tính tốn dung lượng bù SVC 4.1.2 Tính tốn lựa chọn vị trí dung lượng SVC lắp đặt cho lưới truyền tải điện tỉnh Quảng Bình a Giới thiệu nút nguy hiểm Đề xuất phương án đặt SVC sau: - Phương án 1: Đặt nút 220kV Đồng Hới - Phương án 2: Đặt nút 220kV Ba Đồn b Phương pháp tính tốn xác định vị trí dung lượng bù SVC c Kết tính tốn dung lượng bù nút đề xuất Dung lượng bù (MVAr) Dung lượng bù (MVAr) Sự cố đường dây 220kV Tên nút đặt (chế độ vận hành bình thường) Formosa – Ba Đồn SVC 2018 2020 2018 2020 112.4 73.69 139.04 122.85 Ba Đồn (pu) (pu) (pu) (pu) 138.08 118.62 186.23 177.4 Đồng Hới (pu) (pu) (pu) (pu) Để phù hợp với dải dung lượng thiết bị SVC thông dụng giới, chọn giá trị dung lượng bù lắp đặt 150 MVAr 4.2 Kiểm tra kết sau lắp đặt thiết bị SVC 4.2.1 Đặt vấn đề 4.2.2 Tính toán giá trị điện áp sau lắp đặt thiết bị SVC 16 Stt Stt Stt Stt Bảng 4.2 Điện áp nút chế độ phụ tải cực đại năm 2018 Điện áp Điện áp Góc pha Mã nút Tên nút (pu) (kV) (độ) 238017 Formosa 1.0084 221.85 -4.66 238060 Vũng Áng 1.0075 221.65 -3.62 250005 Đồng Hới 0.989 217.58 -8.63 250019 Ba Đồn 1.0118 222.60 -7.85 251021 Đông Hà 0.9518 209.40 -11.67 Bảng 4.2 Điện áp nút chế độ phụ tải cực đại năm 2020 Điện áp Điện áp Góc pha Mã nút Tên nút (pu) (kV) (độ) 238017 Formosa 1.0183 224.03 4.47 238060 Vũng Áng 1.0157 223.45 3.97 250005 Đồng Hới 0.9944 218.77 -0.57 250019 Ba Đồn 1.0205 224.51 0.88 251021 Đông Hà 0.9616 211.55 -3.2 Điện áp nút chế độ phụ tải cực tiểu Bảng 4.3 Điện áp nút chế độ phụ tải cực tiểu năm 2018 Điện áp Điện áp Góc pha Mã nút Tên nút (pu) (kV) (độ) 238017 Formosa 1.0442 229.72 10.46 238060 Vũng Áng 1.0355 227.81 11.32 250005 Đồng Hới 1.0516 231.35 7.39 250019 Ba Đồn 1.0679 234.94 8.02 251021 Đông Hà 1.0466 230.25 4.25 Bảng 4.4 Điện áp nút chế độ phụ tải cực tiểu năm 2020 Điện áp Điện áp Góc pha Mã nút Tên nút (pu) (kV) (độ) 238017 Formosa 1.0295 226.49 -12.77 238060 Vũng Áng 1.0216 224.75 -12.44 250005 Đồng Hới 1.0349 227.68 -14.97 250019 Ba Đồn 1.0519 231.42 -14.61 251021 Đông Hà 1.0254 225.59 -15.43 17 Biểu đồ điện áp chênh lệch điện áp nút chế độ phụ tải cực đại cực tiểu Hình 4.1 Biểu đồ điện áp chế độ phụ tải cực đại cực tiểu sau lắp SVC Hình 4.2 Biểu đồ điện áp trước sau lắp SVC chế độ phụ tải cực tiểu năm 2018 Hình 4.3 Biểu đồ điện áp trước sau lắp SVC chế độ phụ tải cực đại năm 2018 18 Hình 4.6 Biểu đồ điện áp trước sau lắp SVC chế độ phụ tải cực tiểu năm 2020 Hình 4.7 Biểu đồ điện áp trước sau lắp SVC chế độ phụ tải cực đại năm 2020 Bảng 4.5 Điện áp nút chế độ cố đường dây 220kV Formosa - Ba Đồn năm 2018 Điện áp Điện áp Góc pha Stt Mã nút Tên nút (pu) (kV) (độ) 238017 Formosa 1.006 221.32 -3.84 238060 Vũng Áng 1.0055 221.21 -3.79 250005 Đồng Hới 0.9828 216.22 -13.01 250019 Ba Đồn 1.0083 221.83 -14.91 251021 Đông Hà 0.9475 208.45 -14.51 19 Bảng 4.6 Điện áp nút chế độ cố đường dây 220kV Formosa - Ba Đồn năm 2020 Điện áp Điện áp Góc pha Stt Mã nút Tên nút (pu) (kV) (độ) 238017 Formosa 1.0168 223.70 5.4 238060 Vũng Áng 1.014 223.08 3.78 250005 Đồng Hới 0.9902 217.84 -4.97 250019 Ba Đồn 1.0186 224.09 -6.54 251021 Đông Hà 0.9592 211.02 -6.27 * Biểu đồ điện áp nút cố đường dây 220kV Formosa - Ba Đồn Hình 4.8 Biểu đồ điện áp nút cố đường dây 220kV Formosa - Ba Đồn * Biểu đồ điện áp cố đường dây 220kV Formosa – Ba Đồn trước sau lắp SVC Hình 4.9 Biểu đồ điện áp trước sau lắp SVC chế độ cố đường dây 220kV Formosa-Ba Đồn 20 Nhận xét - Giá trị điện áp nút nằm giới hạn cho phép, khơng có nút vượt ngưỡng Đặc biệt, 03 nút 220kV Đồng Hới, 220kV Ba Đồn, 220kV Đơng Hà có điện áp cải thiện đáng kể - Độ dốc điện áp chế độ vận hành sau lắp SVC nhỏ nhiều so với trước lắp SVC 4.2.3 Tính tốn tổn thất công suất sau lắp đặt SVC Tổn thất công suất chế độ phụ tải cực đại Bảng 4.7 Tổn thất công suất đường dây chế độ phụ tải cực đại năm 2018 Công suất truyền tải Tổn thất công Tỷ lệ tổn Stt Tên đường dây (MW) suất (MW) thất (%) 220kV Vũng Áng 163.4 2.2 1.35 – Đồng Hới 220kV Ba Đồn – 10 56.3 0.35 0.62 Đồng Hới 220kV Đồng Hới – 11 67 0.87 1.30 Đông Hà 220kV Formosa – 12 167.7 1.44 0.86 Ba Đồn Bảng 4.8 Tổn thất công suất đường dây chế độ phụ tải cực đại năm 2020 Công suất truyền tải Tổn thất công Tỷ lệ tổn Stt Tên đường dây (MW) suất (MW) thất (%) 220kV Vũng Áng 151.3 1.88 1.24 – Đồng Hới 220kV Ba Đồn – 10 97.8 0.67 0.69 Đồng Hới 220kV Đồng Hới – 11 117.6 1.34 1.14 Đông Hà 220kV Formosa – 12 193 1.85 0.96 Ba Đồn * Biểu đồ tổn thất công suất đường dây chế độ phụ tải cực đại 21 Hình 4.12 Biểu đồ tổn thất công suất đường dây chế độ phụ tải cực đại So sánh tổn thất công suất trước sau lắp SVC Hình 4.13 Biểu đồ tổn thất công suất đường dây chế độ phụ tải cực đại Nhận xét Sau lắp đặt SVC, tổn thất đường dây 220kV Vũng Áng – Đồng Hới theo kết tính tốn mức 1,35% 1,21% 4.2.4 Đánh giá hiệu sau lắp đặt SVC 4.2.4.1 Hiệu kỹ thuật - Ổn định điện áp vận hành TBA thuộc Truyền tải điện Quảng Bình số TBA liên quan; - Giảm số lần điều nấc máy biến áp có, tăng cao thời gian vận hành điều áp - Giảm tổn thất đường dây - Ổn định tĩnh 22 - Nâng cao khả truyền tải 4.2.4.2 Hiệu kinh tế Bảng 4.9 Tổn thất công suất đường dây chế độ phụ tải cực đại năm 2020 Tên đường Công suất truyền tải Sản lượng truyền tải Stt dây/máy biến áp max (MW) năm 2017 (kWh) 220kV Vũng Áng 13 151.3 635,631,285 – Đồng Hới 220kV Ba Đồn – 14 115 402,374,662 Đồng Hới 220kV Đồng Hới – 15 117.6 497,783,913 Đông Hà 220kV Formosa – 16 160 812,777,197 Ba Đồn MBA AT1 17 65 436.647.895 (AT2/E1) 18 AT2/EBĐ 80 446.138.554 Bảng 4.10 Tổn thất công suất đường dây chế độ phụ tải cực đại năm 2020 Thời gian sử dụng công Thời gian tổn thất công Stt Tên đường dây suất cực đại: Tmax (giờ) suất lớn nhất: τ (giờ) 220kV Vũng Áng 19 4201 2593 – Đồng Hới 220kV Ba Đồn – 20 3499 1967 Đồng Hới 220kV Đồng Hới – 21 4233 2624 Đông Hà 220kV Formosa – 22 5080 3499 Ba Đồn MBA AT1 23 6718 5547 (AT2/E1) 24 AT2/EBĐ 5577 4071 23 Bảng 4.11 Tổn thất điện đường dây năm 2018 trước lắp đặt SVC Tổn thất công Thời gian tổn thất Tổn thất công Stt Tên đường dây suất max năm công suất lớn nhất: suất năm 2018 (MW) τ (giờ) 2018 (kWh) 220kV Vũng 25 Áng – Đồng 2.49 2593 6457.761 Hới 220kV Ba Đồn 26 0.16 1967 314.761 – Đồng Hới 220kV Đồng 27 0.76 2624 1994.095 Hới – Đông Hà 220kV Formosa 28 1.56 3499 5458.122 – Ba Đồn MBA AT1 29 0.14 5547 1176.704 (AT2/E1) 30 AT2/EBĐ 0.29 4071 1565.907 31 Tổng 16976.350 Bảng 4.12 Tổn thất điện đường dây năm 2018 sau lắp đặt SVC Tổn thất công Thời gian tổn thất Tổn thất công Stt Tên đường dây suất max năm công suất lớn nhất: suất năm 2018 (MW) τ (giờ) 2018 (kWh) 220kV Vũng 32 Áng – Đồng 2.2 2593 5705.653 Hới 220kV Ba Đồn 33 0.35 1967 688.539 – Đồng Hới 220kV Đồng 34 0.87 2624 2282.714 Hới – Đông Hà 220kV Formosa 35 1.44 3499 5038.267 – Ba Đồn MBA AT1 36 0.1 5547 788.400 (AT2/E1) 37 AT2/EBĐ 0.21 4071 1240.261 38 Tổng 15.743.834 24 Tổn thất điện tiết kiện năm 2018 sau lắp đặt SVC: 1223516 kWh Với giá điện bình quân 1892đ/kWh (đã tính VAT), tính trung bình, năm Truyền tải điện Quảng Bình tiết kiệm được: 2.314.894 đ Tạm tính tổng đầu tư cho 150MVAr nút 220kV Ba Đồn 2,5 triệu USD tương đương 57,5 tỷ VNĐ Thời gian thu hồi vốn: 24,8 năm 4.3 Kết luận - Điện áp nút khu vực chế độ vận hành bình thường chế độ cố đơn lẻ nằm giới hạn cho phép Độ dốc đường biểu diễn điện áp giảm đáng kể - Tổn thất công suất đường dây truyền tải giảm đáng kể KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Sau tính tốn phân tích tìm vị trí dung lượng bù với thiết bị bù có điều khiển SVC số nút hệ thống tác giả chọn nút lắp đặt thiết bị SVC nút 220kV Ba Đồn với dung lượng QSVC= ± 150MVAr Khi áp dụng giải pháp đề xuất kết tiêu ổn định điện áp cải thiện đáng kể, cụ thể: (i) điện áp tất nút 220kV nâng cao, đáp ứng tốt yêu cầu vận hành thực tế cấp điều độ hệ thống điện; (ii) điện áp nút 220kV Ba Đồn ổn định trước, khơng thấp giá trị điện áp cho phép nhỏ chế độ vận hành; (iii) tổn thất công suất đường dây 220kV Vũng Áng – Đồng Hới 220kV Đồng Hới – Đông Hà giảm xuống, kéo theo suy giảm tổn thất điện toàn lưới truyền tải điện khu vực tỉnh Quảng Bình, đáp ứng tốt tiêu tổn thất điện đặt Những kết cho thấy tính hiệu việc lắp đặt thiết bị SVC nút 220kV Ba Đồn Kiến nghị Từ kết trên, phân tích đánh giá xem xét ứng dụng vào thực tế vận hành việc lắp đặt thiết bị SVC nút 220kV Ba Đồn (nói riêng) lưới truyền tải điện khu vực (nói chung) nhằm đáp ứng tốt yêu cầu ngày nghiêm ngặt điện áp tổn thất điện đặt ... tiêu đề Đề tài Nghiên cứu ứng dụng thiết bị bù có điều khiển lưới điện truyền tải 220kV thuộc địa bàn tỉnh Quảng Bình đề xuất tác giả nhằm góp phần giải vấn đề Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu là:... ĐƯỜNG DÂY 220KV TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH QUẢNG BÌNH 1.1 Giới thiệu lưới điện truyền tải địa bàn tỉnh Quảng Bình Truyền tải điện Quảng Bình quản lý vận hành 06 đường dây 220kV, 500kV 02 trạm biến áp 220kV. .. nghiên cứu - Lưới truyền tải điện 220kV tỉnh Quảng Bình năm 2018 năm 2020; - Các thiết bị bù khơng có có điều khiển nghiên cứu nước 3.2 Phương pháp nghiên cứu - Tính tốn phân tích biến động điện