NGHIÊN CỨU GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC MINH HÓA TỈNH QUẢNG BÌNH

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHAN NHƯ KHOA NGHIÊN CỨU GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC MINH HĨA 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 ĐINH THÀNH VIỆT Phản biện 1: TS TRẦN TẤN VINH Phản biện 2: TS LÊ ĐỨC TÙNG 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: - Ngày nay, nhu cầu sử dụng điện quốc gia tăng trưởng cách chóng mặt, tỷ lệ thuận với phát triển kinh tế - kỹ thuật xã hội quốc gia Do đó, đáp ứng đầy đủ nhu cầu điện, đáp ứng chất lượng điện năng, khả truyền tải điện, giảm tổn thất điện năng, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện tiêu chí quan trọng để đánh giá phát triển ngành công nghiệp lượng quốc gia - Việc giảm tổn thất điện năng, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện mối quan tâm hàng đầu Tổng công ty Điện lực miền Trung ENV CPC xây dựng đề án giảm tổn thất điện năng, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện đến năm 2020 giao tiêu tổn thất, độ tin cậy cụ thể cho công ty Điện lực thành viên, QBPC giao tiêu tổn thất đến năm 2020 4,95% Do đó, cần phải có nhiều dự án, nguồn vốn đầu tư hướng, triệt để để đưa phần tổn thất điện năng, độ tin cậy cung cấp điện giảm xuống với mức đề theo lộ trình đến năm 2020 xa 2025 Tổng công ty Điện lực miền Trung đề - Để góp phần vào mục tiêu chung Cơng ty Điện lực Quảng Bình, tơi chọn đề tài: “Nghiên cứu giảm tổn thất điện lưới điện phân phối Điện lực Minh Hóa tỉnh Quảng Bình” để thực Mục đích nghiên cứu: Phân tích hệ thống lưới điện trạng đưa giải pháp để giảm tổn thất điện cho hệ thống lưới điện phân phối huyện Minh Hóa, tỉnh Quảng Bình Đối tượng phạm vi nghiên cứu: Thu thập liệu nguồn phụ tải lưới phân phối phạm vi nghiên cứu để phân tích, đánh giá Sử dụng phần mềm PSS/ADEPT tính tốn tổn thất điện lưới điện hữu vận hành huyện Minh Hóa, từ đề xuất giải pháp giảm tổn thất điện lưới điện phân phối Đánh giá hiệu đầu tư sau thực giải pháp đề xuất để kiến nghị cho Công ty Điện lực Quảng Bình lưới điện khu vực huyện Minh Hóa Phương pháp nghiên cứu: Phương pháp nghiên cứu tài liệu: Thu thập nghiên cứu tài liệu nước đề cập đến vấn đề tính tốn xác định tổn thất điện năng, giảm pháp giảm tổn thất điện vấn đề độ tin cậy cung cấp điện cho lưới điện phân phối Phương pháp xử lý thông tin: Sử dụng phần mềm PSS/ADEPT để tính tốn lại lưới điện trạng xử lý thông tin định lượng độ tin cậy lưới điện phân phối huyện Minh Hóa, từ đề xuất giải pháp nhằm giảm tổn thất điện nâng cao độ tin cậy cung cấp điện Sau sử dụng phần mềm để tính tốn lại hiệu giải pháp đưa Dự kiến kết đạt được: Lập lưới điện 22 kV PSS/ADEPT với tính tốn cho lưới điện cụ thể huyện Minh Hóa, từ đề xuất phương án thay đổi tối ưu việc đầu tư xây dựng, cải tạo, quản lý vận hành lưới phân phối huyện Minh Hóa, từ có lộ trình thực giải pháp giảm tổn thất điện có hiệu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài: Ý nghĩa khoa học: Xây dựng toán độ tin cậy cung cấp điện tính tốn cụ thể tổn thất điện lưới điện cụ thể Ý nghĩa thực tiễn: Có giải pháp hiệu giúp đơn vị quản lý vận hành lưới điện phân phối huyện Minh Hóa, có nhìn tổng quan lưới điện quản lý, đồng thời thực theo lộ trình bước nhằm giảm hiệu tổn thất điện lưới điện tăng độ tin cậy cung cấp điện Tên đề tài: Căn vào mục đích, đối tượng, phạm vi phương pháp nghiên cứu Đề tài đặt tên: “Nghiên cứu giảm tổn thất điện lưới điện phân phối Điện lực Minh Hóa tỉnh Quảng Bình” Bố cục luận văn: Bố cục luận văn phần mở đầu kết luận chung, nội dung luận văn biên chế thành chương sau: Chương 1: Tổng quan tình hình lưới điện phân phối Điện lực Minh Hóa, tỉnh Quảng Bình Chương 2: Tính tốn đánh giá tổn thất điện lưới điện phân phối trạng Điện lực Minh Hóa Chương 3: Đề xuất giải pháp giảm tổn thất điện lưới điện phân phối huyện Minh Hóa CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC MINH HĨA TỈNH QUẢNG BÌNH 1.1 Giới thiệu huyện Minh Hóa Minh Hóa huyện miền núi vùng cao nằm phía Tây Bắc tỉnh Quảng Bình Phía Tây giáp nước Cộng hòa Dân chủ nhân dân Lào với 89 km đường biên giới, phía Bắc giáp huyện Tun Hóa, phía Nam Đơng Nam giáp huyện Bố Trạch Minh Hóa có dân tộc Kinh chiếm đa số dân tộc người Bru Vân Kiều, Chứt…tập trung xã biên giới (Dân Hóa, Trọng Hóa, Thượng Hóa Hóa Sơn) Tồn huyện có 15 xã thị trấn với diện tích tự nhiên 1.410 km2 Dân số 49 nghìn người, đó, dân số độ tuổi lao động 27 nghìn người Do điều kiện tự nhiên khắc nghiệt nên sở vật chất hạ tầng kinh tế - xã hội đời sống nhân dân nhiều thiếu thốn khó khăn 1.2 Khái quát Điện lực Minh Hóa 1.2.1 Khái quát Điện lực Minh Hóa Điện lực Minh Hóa trực thuộc Cơng ty Điện lực Quảng Bình, nhiệm vụ quản lý vận hành, kinh doanh điện năng, chăm sóc, phát triển khách hàng địa bàn huyện Minh Hóa, tỉnh Quảng Bình 1.2.2 Đặc điểm lưới điện phân phối huyện Minh Hóa Với đặc điểm huyện vùng núi cao nên lưới điện huyện Minh Hóa mang tính đặc trưng lưới điện khu vực nơng thơn miền núi Hệ thống lưới điện trung đa phần dây nhôm lõi thép, phần lớn dây trần, tiết diện nhỏ, bán kính cấp điện lớn Cả huyện cấp nguồn từ trạm trung gian 35/22kV Quy Đạt phần đường dây sau xuất tuyến 35 kV xuất phát từ huyện Tun Hóa Tồn huyện Minh Hóa cấp điện từ 03 xuất tuyến trung 22 kV 471, 472, 473 từ trạm trung gian 35/22 kV Quy Đạt từ vị trí 371SGI_307 XT 371 Sông Gianh đến TTG Quy Đạt Khối lượng quản lý đường dây trạm khu vực huyện Minh Hóa sau: + Đường dây trung thế: 213.76 km + Đường dây hạ thế: 216.6 km + Trạm biến áp: 01 trạm trung gian 35/22 kV 130 trạm biến áp phân phối, với tổng dung lượng 14,091.5 MVA 1.2.2.1 Đường dây 1.2.2.2 Trạm biến áp 1.2.3 Phương thức vận hành lưới điện phân phối Điện lực Minh Hóa Với đặc tính huyện miền núi, dân cư sống rải rác, phụ tải nhỏ, địa hình chia cắt mạnh, nên kết cấu lưới điện Điện lực Minh Hóa theo hình tia, đường dây dài Do đó, Điện lực gặp nhiều khó khăn công tác quản lý vận hành, giảm tổn thất điện cải tạo nâng cấp lưới điện 1.3 Hiện trạng tổn thất điện lưới điện phân phối huyện Minh Hóa – Cơng ty Điện lực Quảng Bình Tổn thất điện lưới điện huyện Minh Hóa mức cao, TTĐN năm 2017 7.48%, tổn thất trung 4.35% tổn thất hạ mức 3.74% Theo lộ trình đến năm 2020, tổn thất điện huyện Minh Hóa giảm mức 6.8% Biểu đồ tỷ lệ Tổn thất điện khu vực huyện Minh Hóa qua 03 năm: TTĐN qua năm 8.8 8.74 8.6 8.41 8.4 8.2 7.8 7.48 7.6 7.4 7.2 6.8 Năm 2015 Năm 2016 Năm 2017 Hình 1.1 Tỷ lệ TTĐN Điện lực Minh Hóa từ năm 2015 đến 2017 1.4 Vai trò ý nghĩa tốn xác định tổn thất cơng suất tổn thất điện 1.4.1 Định nghĩa tổn thất điện Tổn thất điện hệ thống điện nói chung chênh lệch lượng điện sản xuất từ nguồn điện lượng điện tiêu thụ phụ tải khoảng thời gian định 1.4.2 Vai trò việc xác định tổn thất cơng suất, tổn thất điện Việc xác định tổn thất công suất tổn thất điện lưới điện có vai trò to lớn, định đến tất tính tốn kinh tế kỹ thuật lưới điện Là mối quan tâm hàng đầu Công ty Điện lực Tính tổn thất cơng suất hỗ trợ giúp cho công tác đầu tư, công tác quản lý vận hành tảng cho tính tốn hiệu đầu tư 1.4.3 Ý nghĩa việc xác định tổn thất công suất, tổn thất điện Việc xác định tổn thất công suất tổn thất điện góp phần giúp cho việc định hướng công tác điều hành Công ty Điện lực, giúp xác định nguyên nhân gây tổn thất có giải pháp để thực giảm TTĐN 1.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến trị số tổn thất công suất, tổn thất điện lưới điện phân phối Các yếu tố tác động đến tổn thất điện Các yếu tố khách quan: Tổn thất điện yếu tố khách quan khó lường trước yếu tố tự nhiên khí hậu, thời tiết, địa hình Điện sản xuất để đưa tới nơi tiêu thụ phải thông qua hệ thống truyền tải phân phối Hệ thống điện bao gồm TBA đường dây tải điện gồm nhiều phận khác MBA, máy cắt, dao cách ly, tụ bù, sứ xuyên cái, cáp ngầm, cột, đường dây không, phụ kiện nối dây dẫn dây chống sét với cột, sứ cách điện v v…Các phận phải chịu tác động thiên nhiên (gió, mưa, ăn mòn, sét, dao động, nhiệt độ, bão từ, rung động gió, văng bật dây, ) Các yếu tố chủ quan: Lượng điện hao hụt trình phân phối truyền tải điện người lao động đóng vai trò khơng nhỏ, cơng nhân, kỹ sư, phải có trình độ chun môn nghiệp vụ định Phải thông thạo nghiệp vụ điện để tuyên truyền, hướng dẫn cho khách hàng trình mua hàng phương pháp sử dụng, an toàn điện, tránh xảy nguy hiểm tổn thất khơng đáng có Cũng việc sử dụng, kiểm tra thiết bị điện thuộc phạm vi quản lý Theo mơ hình tổ chức quản lý điện dẫn đến chậm chạp việc xử lý cố vận hành mạng lưới, tạo nên tình hình phức tạp cơng tác kinh doanh luồng thông tin lớn, số đầu vào nhiều Vấn đề tổ chức sản xuất kinh doanh bán điện chưa hợp lý, dẫn đến bất bình người sử dụng điện Vậy, để quản lý tốt sản phẩm có giảm lượng điện hao tổn việc tổ chức sản xuất hợp lý, tạo mối liên hệ cân đối, hài hồ phận, phải có đội ngũ nhân viên có trình độ, tinh thần trách nhiệm cao với công việc cần thiết Tổ chức sản xuất kinh doanh không hợp lý tất yếu dẫn đến hoạt động ngành chất lượng, điện cung cấp không đầy đủ số lượng chất lượng, hao tổn điện nhiều Công tác quản lý khách hàng tốt góp phần lớn vào việc giảm tổn thất điện ngành điện 1.6 Các biện pháp nhằm giảm tổn thất điện Các biện pháp kỹ thuật: + Nâng cao điện áp định mức lưới điện phù hợp với quy hoạch phát triển lưới điện khu vực, thấy phụ tải tăng trưởng mạnh giá trị khoảng cách, với cấp điện áp định mức cũ không đáp ứng + Bù kinh tế mạng điện phân phối tụ điện + Phân bố tối ưu công suất phản kháng lưới điện làm cho dòng cơng suất phản kháng vận chuyển hợp lý đường dây cho tổn thất nhỏ + Hoàn thiện kết cấu trúc lưới điện để vận hành với tổn thất nhỏ + Cải tiến kỹ thuật sử dụng thiết bị, vật liệu chất lượng cao có tổn thất nhỏ + Chọn công suất MBA phù hợp với yêu cầu phụ tải, tránh tượng máy biến áp vận hành non tải Các biện pháp quản lý: + Nâng cao chất lượng công tác quản lý vận hành + Nâng cao chất lượng công tác quản lý khách hàng + Nâng cao chất lượng công tác dịch vụ khách hàng 1.7 Các phương pháp tính tốn tổn thất điện lưới điện phân phối Nếu phụ tải đường dây không thay đổi xác định tổn thất công suất tác dụng đường dây ∆P tổn thất điện thời gian t là: (1.1) Nhưng thực tế phụ tải đường dây mạng điện thay đổi theo thời gian (biến thiên theo đồ thị phụ tải hộ tiêu thụ, theo tình trạng làm việc nhà máy điện), phải dùng phương pháp tích phân để tính tổn thất điện ∫ (1.2) Thông thường P(t) hàm số phức tạp thời gian t, khó tích phân, nên biểu thức có ý nghĩa lý thuyết, ta phải dùng phương pháp khác như: xác định tổn thất điện theo đồ thị phụ tải, xác định tổn thất điện theo thời gian tổn thất công suất lớn Phương pháp xác định tổn thất điện theo thời gian tổn thất công suất lớn Đây phương pháp đơn giản thuận tiện Trong trạng thái, ta chọn trạng thái có tổn thất cơng suất lớn nhất, ta tính tổn thất cơng suất trạng thái gọi Pmax Vậy tổn thất điện năm tích số Pmax với thời gian tổn thất công suất lớn : (1.3) A = Pmax Thời gian tổn thất công suất lớn thời gian mà mạng điện liên tục tải với cơng suất Pmax ( hay Imax) gây tổn thất điện mạng điện vừa tổn thất điện thực tế Trường hợp đường dây cấp điện cho phụ tải thời gian tổn thất cơng suất lớn tính tốn thống kê theo Tmax theo cơng thức: Với (1.4) Ý nghĩa rõ ràng, dòng điện lưới Imax = Const thời gian gây tổn thất tổn thất điện dòng điện thực tế gây thời gian năm Điện phụ tải tiêu thụ năm bằng: n A Pmax Tmax P1 ∆t1 P2 ∆t2 ……+Pi ∆ti ∑ Pi ∆ti (1.5) i Trong đó: Pmax : công suất tiêu thụ lớn nhất; Tmax : thời gian sử dụng công suất lớn nhất, thời gian mà tất hộ dùng điện sử dụng cơng suất lớn Pmax lượng điện truyền tải mạng điện vừa lượng điện thực tế truyền tải mạng điện sau thời gian vận hành t Một số phương pháp tính TTĐN sau: + Phương pháp xác định tổn thất điện theo số công tơ + Phương pháp xác định tổn thất điện theo đồ thị phụ tải + Phương pháp xác định tổn thất điện theo tổn thất công suất lớn + Phương pháp xác định tổn thất điện theo dòng điện trung bình bình phương Trong đề tài này, tơi sử dụng tính tốn tổn thất điện lưới điện trung huyện Minh Hóa cách mơ qua chương trình PSS/ADEPT KẾT LUẬN CHƯƠNG Trên số thông tin sơ lưới điện huyện Minh Hóa Lưới điện khu vực có đặc trưng lưới điện nơng thơn miền núi, lưới điện đầu tư từ nhiều năm, tiết diện dây nhỏ, chiều dài tuyến trục lớn, số đoạn đường dây sửa chữa, nâng cấp nhiên nhiều đoạn đường dây từ lúc đầu tư đến chưa sửa chữa, cải tạo Với tốc độ phát triển phụ tải khu vực qua năm khoảng 8%/năm, vốn đầu tư ngành điện dành cho lưới điện khu vực đủ để phát triển phần, phần lại phải huy động từ nguồn vốn đóng góp địa phương nhân dân địa phương Hiện nay, ngành điện xác định nhiệm vụ hàng đầu giảm TTĐN điện năng, nâng cao chất lượng điện nâng cao công tác dịch vụ khách hàng Để thực điều đó, ngành điện vận dụng nguồn lực để đầu tư, sửa chữa nâng cấp lưới điện, song song với việc đầu tư phải tính tốn cho cơng tác đầu tư phải có hiệu cao nhất, đồng thời phải đảm bảo cung cấp điện an toàn, liên tục, đảm bảo chất lượng điện cho khách hàng sử dụng 10 2.1.2.3 Cách PSS/ADEPT chọn vị trí bù tối ưu Đầu tiên, tính phân bố cơng suất cho đồ thị phụ tải để biết nấc điều chỉnh máy biến áp nấc chỉnh tụ bù ứng động có lưới, nấc chỉnh lưu lại cho trường hợp, máy biến áp tụ bù không điều chỉnh CAPO chạy CAPO đặt nhiều tụ bù cố định (hoặc) nhiều tụ bù ứng động nút PSS/ADEPT gộp tụ bù thành tụ bù cố định (hoặc) tụ bù ứng động Tụ bù ứng động đơn có nấc điều chỉnh tương ứng lịch đóng cắt tụ biểu diễn bước đóng cắt tụ bù đơn 2.1.3 Tính tốn điểm mở tối ưu Bài tốn TOPO (Tie Open Point Optimization) phân tích, tính tốn, định hình hệ thống hình tia để có tổn thất cơng suất tác dụng nhỏ nhất, đóng khóa để hình thành mạng vòng hệ thống, tách riêng điện kháng mạng vòng giải hệ thống điện, mở khóa mạng vòng với dòng nhỏ TOPO thực mở khố giống đóng khố 2.1.3.1 Thiết lập thơng số kinh tế cho tốn Topo Tính kinh tế mạng điện sử dụng trình phân tích để tính chi phí lượng nhu cầu: Giá điện, giá lượng phản kháng, giá nhu cầu điện, giá nhu cầu lượng phản khán 2.1.3.2 Đặt tùy chọn cho toán Topo 2.1.4 Trình tự thực ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT để tính tốn lưới điện phân phối Bước 1: Thu thập, xử lý số liệu lưới điện Bước 2: Thể sơ đồ lưới điện thực tế vận hành giao diện đồ họa PSS/ADEPT Bước 3: Thực chức tính tốn lưới điện PSS/ADEPT 2.1.5 Phương pháp tính tốn tổn thất điện lưới điện áp dụng cho lưới điện thuộc Điện lực Minh Hóa Theo định số 994/QĐ-EVN ngày 15 tháng 09 năm 2009 Tập đồn Điện lực Việt Nam, ta có phương pháp tính tốn tổn thất cơng suất, tổn thất điện từ số liệu tính tốn chương trình PSS/ADEPT thời gian tính tốn giai đoạn xét sau: (2.5) Trong đó: A: Tổn thất điện giai đoạn xét (kWh) 11 Po: tổn thất kh ông tải MBA (kW) Pmax: tổn thất công suất thời điểm tải cực đại lưới điện (kW) T thời gian tính tốn giai đoạn xét TTĐN (giờ) Kđt hệ số đồ thị phụ tải ảnh hưởng đên TTĐN giai đoạn tính tốn ∑ ( ) (2.6) Si, Smax giá trị phụ tải đầu xuất tuyến thời điểm ti, tmax Tỷ lệ TTĐN kỹ thuật xuất tuyến: (2.7) A điện nhận vào lưới điện khoảng thời gian T (kWh) 2.2 Các đồ thị phụ tải điển hình lưới điện phân phối Huyện Minh Hóa – Cơng ty Điện lực Quảng Bình 2.2.1 Phương pháp xây dựng biểu đồ phụ tải điển hình Biểu đồ phụ tải điển hình trạm 35/22 kV Quy Đạt Đường dây 35 kV từ vị trí 371SGI_307 thuộc xuất tuyến 371 Sơng Gianh trạm 110/35/22 kV Sông Gianh xây dựng sở số liệu bốn tháng từ tháng đến cuối tháng năm 2018 cho liệu phụ tải mùa khô, năm tháng từ tháng 11 năm 2017 đến hết tháng năm 2018 cho liệu phụ tải mùa mưa Số liệu đọc trực tiếp qua thiết bị đo đếm gắn đầu xuất tuyến thông qua phần mềm DSPW, tần suất lấy số liệu 30 phút/lần Sau có liệu cơng suất đầu xuất tuyến chuyển sang file theo kiểu bảng biểu, ta dùng hàm chức phần mềm Microsoft excel để lọc xuất bảng số liệu công suất trung bình theo ngày điển hình xuất tuyến Các số liệu ngày điển hình tính số liệu trung bình thời điểm ngày năm (một ngày có 24 thời điểm tương ứng với 24 ngày) Cơng suất ngày điển hình: ∑ ∑ Trong đó: + Pi ngày j cơng suất thời điểm i ngày j (2.8) (2.9) 12 + i: thời điểm ngày (từ đến 24 giờ) + j: ngày thời gian lấy mẫu + Ttt: số ngày lấy mẫu Khi có liệu cơng suất tác dụng, cơng suất phản kháng ngày điển hình, ta có cơng suất tồn phần ngày từ ta tính Kđt theo từng xuất tuyến Phụ tải khu vực thay đổi theo hai mùa năm: Mùa khô mùa mưa, mùa khô bao gồm tháng 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 năm mùa mưa gồm tháng lại: tháng 1, 2, 3, 11, 12 Do đó, luận văn, việc tính tốn tổn thất điện lưới điện Minh Hóa chia làm hai mùa: mùa khơ mùa mưa, sau ta tính lại TTĐN năm tổng TTĐN hai mùa 2.2.2 Biểu đồ cơng suất ngày điển hình xuất tuyến 22kV trạm trung gian 35/22 kV Quy Đạt ĐZ 35 kV từ 371SGI_307 đến TTG Quy Đạt thuộc XT 371 Sông Gianh mùa khô Thời gian lấy mẫu cho mùa khô từ ngày 01/04/2018 đến hết ngày 31/07/2018, giá trị Ttt cho công thức (2.4), (2.5) 122 ngày, sau lấy liệu công suất phần mềm DSPM thời gian lấy mẫu trên, ta nhận bảng công suất đầu xuất tuyến Từ ta tính cơng suất trung bình cho ngày thời gian lấy mẫu xuất biểu đồ phụ tải đặc trưng ngày mùa khô 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 53.1 72.2 63.3 57.5 374.9 469.9 556.3 623.0 702.0 548.3 473.8 440.5 404.8 427.5 488.7 546.8 10 57.8 46.2 53.3 56.2 75.6 77.4 56.5 61.2 73.0 77.2 505.3 77.0 446.7 74.9 406.9 63.6 394.3 45.5 349.8 42.8 301.3 42.9 291.8 42.6 294.9 44.5 308.4 46.7 326.4 49.6 682.3 Công suất phản kháng Q (kVAr) 635.0 Công suất tác dụng P (kW) 23 Hình 2.1 Biểu đồ phụ tải ngày điển hình xuất tuyến 471 Quy Đạt mùa khơ 13 2.2.3 Biểu đồ cơng suất ngày điển hình xuất tuyến 22kV trạm trung gian 35/22 kV Quy Đạt ĐZ 35 kV từ 371SGI_307 đến TTG Quy Đạt thuộc XT 371 Sông Gianh mùa mưa Thời gian lấy mẫu cho mùa khô từ ngày 01/11/2017 đến hết ngày 31/03/2018, giá trị Ttt cho công thức (2.4), (2.5) 151 ngày, sau lấy liệu công suất phần mềm DSPM thời gian lấy mẫu trên, ta nhận bảng công suất đầu xuất tuyến Với xử lý số liệu tương tự mùa khơ, ta có số liệu công suất đầu xuất tuyến ngày đặc trưng mùa mưa 254.0 40.6 60.0 50.9 35.4 349.6 457.5 557.9 668.3 542.4 363.8 321.2 351.6 413.5 35.1 30.7 23.6 28.5 35.1 33.2 13.3 65.3 25.2 69.4 48.4 50.5 11.6 437.9 490.0 450.2 427.3 433.0 400.3 30.3 265.8 31.7 212.9 34.2 199.1 29.0 202.3 33.8 202.7 31.0 217.2 34.3 747.2 Công suất phản kháng (kVAr) 680.1 Công suất tác dụng (kW) 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Hình 2.2 Biểu đồ phụ tải ngày điển hình xuất tuyến 471 Quy Đạt mùa mưa Qua biểu đồ phụ tải ngày điển hình xuất tuyến trung thuộc Điện lực Minh Hóa, ta dễ dàng thấy xu hướng tải theo mùa xuất tuyến giống nhau, xu hướng khác hai mùa năm Điều chứng tỏ nhóm phụ tải Sinh hoạt dân dụng đóng vai trò chủ đạo hệ thống phụ tải Điện lực Minh Hóa việc tính tốn tổn thất năm chia theo hai mùa: mùa khô mùa mưa đắn 2.3 Tính tốn tổn thất điện lưới điện trung Huyện Minh Hóa– Cơng ty Điện lực Quảng Bình phần mềm PSS/ADEPT 2.3.1 Nhập liệu vào chương trình PSS/ADEPT Căn số liệu biểu đồ điển hình xuất tuyến trung có địa bàn huyện, việc tính tốn dựa vào giá trị Pmax ngày điển hình theo hệ số Kđt sau: 14 471QDA_Mùa Khô 471QDA_Mùa Mưa 1.200 1.000 0.800 0.600 0.400 0.200 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Hình 2.3 Biểu đồ hệ số Kđt ngày điển hình xuất tuyến 471 Quy Đạt theo hai mùa năm Bảng 2.1 Bảng công suất cực đại hệ số đồ thị xuất tuyến trung mùa khô STT Xuất tuyến 371 Sông Gianh 471 Quy Đạt 472 Quy Đạt 473 Quy Đạt Pmax (kW) 3,865.3 702.0 1,374.9 1,371.0 Qmax (kVAr) 468.6 77.4 144.0 121.9 Kđt 0.470 0.460 0.502 0.447 2.3.2 Mô chương trình PSS/ADEPT Trong luận văn, liệu cơng suất tác dụng trung bình TBA phân phối chuyên dùng cách lấy sản lượng A (kWh) tháng (từ ngày 01/04/2018 đến hết ngày 31/07/2018) với mùa khô tháng (từ ngày 01/11/2017 đến hết ngày 31/03/2018) mùa mưa Khi ta có cơng suất TBA tính theo cơng thức: (2.6) Bảng 2.2 Bảng thông số đầu xuất tuyến mô xuất tuyến trung Điện lực Minh Hóa mùa khơ STT Xuất tuyến 371 Sông Gianh 471 Quy Đạt 472 Quy Đạt 473 Quy Đạt Công suất đầu xuất tuyến thực trạng P Q (kW) (kVAr) 3,865.3 468.6 702.0 77.4 1,374.9 144.0 1,371.0 121.9 Công suất đầu XT mô PSS Q P (kW) (kVAr) 3,861.1 469.92 702.82 77.04 1373.69 144.57 1371.23 121.40 Hệ số scale Cos φ 1.5 1.54 1.43 1.567 0.99 0.95 0.974 0.98 15 2.3.3 Kết tính tốn tổn thất cơng suất tuyến Kết tính tốn tổn thất cơng suất xuất tuyến tóm tắt qua bảng sau: Bảng 2.3 Bảng tính tổn thất công suất xuất tuyến trung thuộc Điện lực Minh Hóa mùa khơ P TBA (kW) Kđt 371 Sông Gianh 0.470 54.13 23.44 9.96 471 Quy Đạt 0.460 0.37 4.67 6.79 472 Quy Đạt 0.502 22.84 8.61 15.84 473 Quy Đạt 0.447 6.01 10.67 11.27 Tổng P ĐZ (kW) Po MBA (kW) Xuất tuyến 83.04 47.11 44.11 Tính tốn điện cho lưới điện ta dùng cơng thức: (2.7) Với: App sản lượng điện thời gian tính tốn mùa (ta lấy từ tháng 11/2017 đến tháng 07/2018 cho mùa) TBA xuất tuyến trung A tổn thất điện giai đoạn xét tính theo cơng thức 2.1 Bảng 2.4 Bảng tính tổn thất điện xuất tuyến trung thuộc Điện lực Minh Hóa năm Xuất tuyến Giờ) A (kWh) A (kWh) A% 371 Sông Gianh 8,760 382,461.99 21,121,825.29 1.81% 471 Quy Đạt 8,760 78,555.47 3,774,865.19 2.08% 472 Quy Đạt 8,760 269,173.85 8,315,972.37 3.24% 473 Quy Đạt 8,760 159,424.31 7,292,618.72 2.19% 889,615.62 21,121,825.29 4.21% Tổng 16 KẾT LUẬN CHƯƠNG + Nhận xét chung tổn thất điện lưới điện trung Điện lực Minh Hóa: - Tổn thất điện lưới trung Điện lực Minh Hóa có tỷ lệ 4.21% Trong thành phần tổn thất sau: Tổn thất đường dây trung áp 1.54%; tổn thất không tải MBA 1.82% tổn thất có tải MBA 0.85% - Dễ dàng ta nhận thấy tỷ lệ tổn thất lưới điện trung cao so với toàn tỉnh tỷ lệ tổn thất phần lưới điện trung khoảng 3.31% - Thành phần tổn thất không tải MBA cao thành phần tổn thất có tải tổn thất đường dây - Các xuất tuyến chưa chưa lắp đặt tụ bù trung - Vì đặc trưng vị trí địa lý, địa hình đặc tính tải khu vực huyện Minh Hóa nên xuất tuyến chưa có mạch vòng, mạch liên lạc với - Với quy mô phụ tải nhỏ rải rác, đặc trưng địa hình mà vốn đầu tư cải tạo lưới hiệu đầu tư chưa cao Do theo kế hoạch giảm tổn thất theo lộ trình giai đoạn từ đến năm 2020, việc giảm tổn thất lưới điện khu vực khó khăn, cần phải xem xét, tính tốn để đầu tư trọng điểm đầu tư cho có hiệu cao 17 CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI HUYỆN MINH HÓA 3.1 Các giải pháp tổ chức, kinh doanh 3.1.1 Giải pháp tổ chức 3.1.2 Giải pháp kinh doanh Quản lý công tơ đầu nguồn: n định công tác ghi số tổ chức hoạt động tổ dịch vụ 3.1.3 Kiểm tra, quản lý hệ thống đo đếm 3.2 Các giải pháp kỹ thuật 3.2.1 Giải pháp sửa chữa, đầu tư xây dựng lưới điện 3.2.1.1 Xây dựng, cấy TBA trung tâm phụ tải Xây dựng cấy trạm biến áp trung tâm phụ tải, tách lưới hạ để tăng cường công suất khu vực, giảm bán kính cấp điện hạ giảm tổn thất điện lưới hạ Phần đề xuất sử dụng bán kính cấp điện tối ưu: TTĐN lưới điện hạ áp theo tiêu chí khu vực dân cư tập trung TTĐN ≤4%, khu vực dân cư phân tán TTĐN ≤6% Bảng 3.1 Tổng hợp danh mục đầu tư cho công tác chống tải, giảm bán kính cấp điện năm 2019 lưới điện thuộc Điện lực Minh Hóa Đường dây (km) STT TÊN CƠNG TRÌNH 0,222kV 0,4kV San tải, giảm bán kính cấp điện TBA Vè 2_371SGI 0.35 San tải, giảm bán kính cấp điện TBA Hóa Thanh 1_472QDA 0.26 San tải, giảm bán kính cấp điện TBA Ba Nương TBA Hợp Lợi_472QDA NCS TBA TBA XDM kVA kVA (h/trạng) kVA (sau NCS) Khái toán (tr.đồng) 100 413 100 620 0.52 160 443 San tải, giám bán kính cấp điện TBA Cổ Liêm_473QDA 0.15 100 377 San tải, giảm bán kính cấp điện TBA Liêm Hóa_473QDA 1.51 100 1,251 0.23 0.65 18 Chống tải TBA Bến Sú_472QDA 160 400 455 Chống tải TBA Yên Hóa 3_471QDA 50 160 180 Chống tải TBA Thanh Liêm_473QDA 100 250 305 Chống tải TBA Khai Hóa_473QDA 100 250 305 10 Chống tải TBA Tiền Phong 1_473QDA 50 160 222 180 250 305 Chống tải TBA Khu kinh tế Cửa Cha lo_473QDA Chống tải đường dây hạ TBA cơng cộng 11 12 6.37 1,578 Tổng khái tốn 7,455 3.2.1.2 Cải tạo, đầu tư xây dựng đường dây trung áp Đường dây trung áp khu vực có tỷ lệ TTĐN gần 40% so với lượng TTĐN toàn lưới điện trung thế, việc giảm TTĐN đường dây trung quan trọng nhằm giảm TTĐN nói chung nâng cao khả truyền tải đường dây nâng cao khả cung cấp điện cho phụ tải Bảng 3.2 Khối lượng đường dây cần nâng cấp sửa chữa STT Tên tuyến Thay dây Vị trí Chiều dài (km) 473QDA_1 đến 12.2 473QDA_162 371SGI_307 đến TTG Quy 371 SGI 3x185 12.33 Đạt 472 QDA 3x185 Mở vị trí 472QDA_71 Từ TBA 110/22 Tuyên 472 THO 3x185 21.24 Hóa đến 472QDA_160 Tổng tuyến 45.77 Sau đưa phương án chạy lại mô PSS Adept, ta có liệu tổn thất sau cải tạo, xây dựng đường dây sau: 473 QDA 3x185 19 Bảng 3.3 Tỉ lệ TTĐN lưới điện trung thuộc Điện lực Minh Hóa sau cải tạo, xây dựng đường dây năm Xuất tuyến T (Giờ) A A A% (kWh) (kWh) 8,760 164,267.23 14,589,924.93 1.13% 8,760 78,555.47 3,774,865.19 2.08% 471 Quy Đạt 8,760 41,709.58 2,015,556.70 2.07% 472 Quy Đạt 8,760 163,518.97 6,236,470.38 2.62% 473 Quy Đạt 8,760 146,134.39 7,279,328.80 2.01% 594,185.63 20,826,395.31 2.85% 371 Tuyên Hóa 472 Tuyên Hóa Tổng Bảng 3.4 TTĐN lưới điện trung thuộc Điện lực Minh Hóa giảm sau cải tạo năm A cũ A (kWh) (kWh) (kWh) 382,461.99 164,267.23 218,194.76 471 Quy Đạt 78,555.47 78,555.47 472 Quy Đạt 269,173.85 41,709.58 227,464.27 163,518.97 -163,518.97 Xuất tuyến A giảm 371 Tun Hóa (371 Sơng Gianh) 472 Tun Hóa 473 Quy Đạt 159,424.31 146,134.39 13,289.92 Tổng 889,615.62 594,185.63 295,429.99 3.2.1.3 Giảm tổn thất máy biến áp Qua thống kê, tính tốn, tổn thất MBA lưới điện khu vực chiếm tỷ lệ cao, chiếm 41% tổn thất lưới điện trung Việc giảm tổn thất MBA góp phần giảm tỷ trọng TTĐN lưới trung 20 Máy biến áp Amorphous phát triển sử dụng nước giới Đây giải pháp hiệu để giảm tổn thất điện năng, giúp giảm phát thải CO2 Giai đoạn đầu giới thiệu, với chi phí cao máy biến áp lỏi thép Silic thông thường khoảng 40% nên chưa quan tâm sử dụng nhiều, nhiên đến khoảng cách chi phí loại máy rút xuống khoảng 15%20% Vì máy biến áp Amorphous trở thành giải pháp khả thi để giảm tổn thất điện kỹ thuật phân phối điện Bảng 3.5 TTĐN Điện lực Minh Hóa sau thay MBA thuộc ngành điện theo tiêu chuẩn cũ sang MBA Amorphous Xuất tuyến Po cũ (kW) 371 Tuyên Hóa 9.96 9.40 Chênh lệch Po TBA (kW) 0.56 471 Quy Đạt 6.79 3.38 3.41 8760 29,862.84 472 Quy Đạt 15.84 0.75 15.09 8760 132,205.92 5.82 - 5.82 8760 - 51,000.72 8760 59,191.32 Po (kW) 472 Tuyên Hóa 473 Quy Đạt 11.27 4.51 6.76 Tổng 43.86 23.86 20.00 Giờ) A giảm (kWh) 8760 4,931.88 175,191.24 3.2.2 Giải pháp lắp đặt tụ bù 3.2.2.1 Hiện trạng bù tối ưu bù công suất phản kháng lưới điện hữu Các tuyến trung địa bàn huyện Minh Hóa chưa lắp đặt tụ bù trung Do đó, sau cải tạo, đầu tư xây dựng ĐZ kết lại lưới điện trung thế, ta cần tính tốn lại lưới điện modul CAPO chương trình PSS-Adept để có bổ sung tụ bù trung cho hợp lý 3.2.2.2 Tính tốn modul CAPO chương trình PSS – ADEPT 3.2.2.3 Đề xuất phương án bù công suất phản kháng lưới điện hữu 21 Bảng 3.6 Đề xuất lắp đặt bổ sung tụ bù lưới điện thuộc Điện lực Minh Hóa sau hiệu chỉnh STT Xuất tuyến Vị trí lắp đặt Dung lượng (kVAr) Tụ bù trung/hạ 472 Tuyên Hóa 472QDA_174/1 300 Bù trung Trong luận văn đề xuất dời vị trí lắp tụ bù trung vị trí 472QDA_174 Bảng 3.7 TTĐN lưới điện trung thuộc Điện lực Minh Hóa sau bổ sung bù Xuất tuyến P (ĐZ + MBA) cũ P giảm sau bù P (ĐZ + MBA) (kW) (kW) (kW) A giảm (h) (kWh) 371 Tuyên Hóa 20.49 20.49 8760 - 471 Quy Đạt 5.04 5.04 8760 - 472 Quy Đạt 2.31 2.31 8760 - 472 Tuyên Hóa 13.86 0.38 13.48 5136 980.20 472 Tuyên Hóa (Mùa mưa) 16.38 0.42 15.96 3624 557.08 473 Quy Đạt 13.05 13.05 8760 - Tổng 71.13 0.67 70.46 1,537.28 3.3 Giải pháp quản lý vận hành: 3.3.1 Quản lý vận hành trạm biến áp phân phối 3.3.2 Tối ưu hóa mạch vòng đường dây trung modul TOPO chương trình PSS – ADEPT 22 Bảng 3.8 Đề xuất vị trí mở mạch vòng lưới điện Minh Hóa sau cải tạo, xây dựng đường dây trung STT Tên mạch vòng 472 QDA472 THO Vị trí khóa liên kết mạch vòng Trước chọn tối ưu Sau chọn tối ưu (lưới hữu) Trạng Trạng Dao liên kết lưới Dao liên kết lưới thái thái Xây dựng tuyến Chưa có lưới liên 472 THO san tải cho kết 472 QDA Đóng 472QDA_71 Mở 472QDA_71 3.4 Đánh giá hiệu TTĐN Các giải pháp bổ sung tụ bù, tính tốn kết mạch vòng tối ưu, thay dây dẫn với tính tốn kinh tế kỹ thuật mang lại kết sau: Bảng 3.9 Kết giải pháp giảm tổn thất điện Tỷ lệ tổn thất sau giải pháp Khu vực Minh Hóa Hiện hữu Sau cải tạo, xây dựng ĐZ Sau lắp đặt bù Tổn thất công suất giảm mùa khô (kW) 4.21% 2.853% 2.846% 76.37 Tổn thất TTĐN giảm công suất giảm mùa (kWh/năm) mưa (kW) 84.40 296,967.27 Giải pháp thay máy biến áp cũ trạng máy biến áp Amorphous: Bảng 3.10 Kết giảm tổn thất điện với giải pháp thay máy biến áp Amorphous Khu vực Minh Hóa TBA hữu TBA ngành điện cần thay P0 cũ P0 (kW) (kW) 130 84 43.86 23.86 P0 giảm (kW) 20.00 A giảm năm (kW) 175,191.24 23 KẾT LUẬN CHƯƠNG Với giải pháp trên, tổn thất điện lưới điện Minh Hóa giảm sâu theo lộ trình giảm tổn thất Cơng ty Điện lực Quảng Bình đặt đến năm 2020 có khả đạt Việc sử dụng chương trình tính tốn PSS/ADEPT kết hợp với việc thu thập số liệu từ chương trình đọc thơng số từ xa CMIS, DSPM với trạm biến áp phân phối giúp việc tính tốn xác tiết kiệm nhiều thời gian công tác thu thập số liệu nhằm phục vụ cơng tác tính tốn, quản lý vận hành giảm TTĐN lưới điện Ngồi việc tính tốn, sử dụng giải pháp quản lý vận hành bù cơng suất phản kháng, tính tốn kết lưới để vận hành tối ưu, nâng cấp cải tạo lưới điện, cần sử dụng thiết bị tiết kiệm lượng MBA Amorphous để giảm TTĐN lưới điện cần thiết 24 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Lưới điện phân phối giữ vai trò quan trọng khâu phân phối điện Để đảm bảo LĐPP vận hành tin cậy, chất lượng đạt hiệu cao vấn đề quan tâm tổ chức, cá nhân làm công tác quản lý vận hành LĐPP Trong năm qua, Điện lực Minh Hóa hồn thành nhiệm vụ giao, đảm bảo cung cấp điện, đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế xã hội đời sống nhân dân địa phương.Và thời gian tới cần phát huy để đáp ứng nhu cầu sử dụng điện ngày cao nhân dân địa phương Đề tài “NGHIÊN CỨU GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC MINH HĨA TỈNH QUẢNG BÌNH” thực số nội dung sau: Đã thu thập, khảo sát trạng tổn thất lưới điện phân phối thuộc Điện lực Minh Hóa; phân tích tổng hợp liệu thu phục vụ cho tính toán tổn thất điện lưới phần mềm PSS/ADEPT Đã xây dựng sơ đồ tính tốn liệu đầu vào cần thiết cho phép tính tốn tổn thất kỹ thuật lưới điện phân phối lưới điện thuộc Điện lực Minh Hóa với kết xác thời gian tính tốn nhanh Trên sở kết tính tốn thu được, xác định hướng tổng thể cho việc cải tạo, xây dựng lưới điện trung xác định vị trí đặt bù tối ưu với dung lượng bù cho trước, tìm điểm mở tối ưu cho mạch vòng liên lạc xuất tuyến trung Từ đó, đề xuất đầu tư, sửa chữa nâng cấp lưới điện trung thế, lắp đặt thiết bị bù bổ sung, thay thiết bị cũ thiết bị tiết kiệm lượng (MBA Amorphous) Sơ đồ tính tốn lưới điện thuộc Điện lực Minh Hóa giúp cho Đơn vị quản lý sử dụng lâu dài phục vụ cơng tác tính tốn phương thức vận hành, hỗ trợ cho cán kỹ thuật việc lựa chọn danh mục đầu tư xác, hiệu Các giải pháp đề xuất nhằm giảm tổn thất điện lưới điện thuộc Điện lực Minh Hóa có tính khả thi cao khối lượng tiền vốn đầu tư tương đối ít, triển khai thực điều kiện Vì thế, nên thực để góp phần giảm tổn thất điện thời gian tới ... GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC MINH HĨA TỈNH QUẢNG BÌNH” thực số nội dung sau: Đã thu thập, khảo sát trạng tổn thất lưới điện phân phối thuộc Điện lực Minh Hóa; phân tích tổng... 1: Tổng quan tình hình lưới điện phân phối Điện lực Minh Hóa, tỉnh Quảng Bình Chương 2: Tính tốn đánh giá tổn thất điện lưới điện phân phối trạng Điện lực Minh Hóa Chương 3: Đề xuất giải pháp giảm. .. pháp giảm tổn thất điện lưới điện phân phối huyện Minh Hóa 3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC MINH HĨA TỈNH QUẢNG BÌNH 1.1 Giới thiệu huyện Minh Hóa Minh Hóa huyện