Nâng cao chất lượng lưới điện phân phối 22KV bằng phương pháp bù công suất phản kháng

LUẬN VĂN THẠC SĨ HVTH : LÊ NGUYÊN TÙNG - 1570395 GVHD: PGS.TS VÕ NGỌC ĐIỀU CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -ĐHQG -HCM Cán hướng dẫn khoa học : PGS TS VÕ NGỌC ĐIỀU Cán chấm nhận xét : Cán chấm nhận xét : Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 06 tháng 07 năm 2019 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: CHỦ TỊCH : TS LÊ KY PB1 : TS LÊ THỊ TỊNH MINH PB2 : PGS.TS HUYNH CHÂU DUY UV : PGS.TS TRUONG VIỆT ANH THƯ KÝ : TS NGUYỄN NGỌC PHÚC DIỄM Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ Trang LUẬN VĂN THẠC SĨ HVTH : LÊ NGUYÊN TÙNG - 1570395 GVHD: PGS.TS VÕ NGỌC ĐIỀU ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VẲN THẠC SĨ Họ tên học viên: LÊ NGUYÊN TÙNG Ngày, tháng, năm sinh: 19/03/1989 MSHV: 1570395 Nơi sinh: Phú Yên Mã số : 60520202 Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện I TÊN ĐỀ TÀI: NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 22KV BẰNG PHƯƠNG PHÁP BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Phân tích chế độ làm việc hành lưới phân phối 22kV thành phố Tuy Hòa - Tìm hiểu ảnh hưởng qua lại thiết bị bù phần tử mạng điện - Tìm hiểu cơng nghệ FACTS tự động điều chỉnh dung lượng công suất phản kháng thiết bị bù ngang svc - Tìm hiểu đặt thiết bị FACTS, tối ưu vị trí svc lưới điện trung - ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT để tính tốn lựa chọn dung lượng, số lượng vị trí thiết bị bù hợp lý nhằm giảm tổn thất cho lưới điện để tăng hiệu kinh tế cho lưới phân phối 22kV thành phố Tuy Hòa III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 01/01/2019 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHỆM VỤ: 03/06/2019 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS VÕ NGỌC ĐIỀU Tp HCM, ngày tháng năm 2019 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO TRƯỞNG KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ Trang LUẬN VĂN THẠC SĨ HVTH : LÊ NGUYÊN TÙNG - 1570395 GVHD: PGS.TS VÕ NGỌC ĐIỀU LỜI CẢM ƠN Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Võ Ngọc Điều, nguời hết lòng giúp đỡ tạo điều kiện tốt cho tơi hồn thành đề tài Xin gởi lời tri ân điều mà Thầy dành cho Cảm ơn Thầy Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến tồn thể q Thày Cô môn khoa ĐiệnĐiện Tử Trường Đại Học Bách Khoa TP.HCM tận tình truyền đạt kiến thức quý báu tạo điều kiện thuận lợi cho tơi suốt q trình học tập nghiên cứu thực đề tài Cuối xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Cha, Mẹ, em gái quan tâm, động viên tạo điều kiện tốt cho tơi Xin chân thành cảm ơn Tp Hồ Chí Minh, ngày 03 tháng 06 năm 2019 Học viên Lê Nguyên Tùng Trang LUẬN VĂN THẠC SĨ HVTH : LÊ NGUYÊN TÙNG - 1570395 GVHD: PGS.TS VÕ NGỌC ĐIỀU TĨM TẮT Bù cơng suất phản kháng nhằm mục đích giảm tổn thất cơng suất, nâng cao chất luợng điện năng, tiết kiệm chi phí, V V Luận văn trình bày phuơng pháp hiệu để tìm vị trí đặt, số luợng thiết bị bù hợp lý nhằm thỏa mãn hai mục tiêu sau: • Mục tiêu 1: nâng cao chất luợng điện • Mục tiêu 2: tiết kiệm chi phí, tránh lãng phí Luận văn áp dụng phần mềm PSS/ADEPT để giải tốn đa mục tiêu nêu để tìm vị trí, dung luợng thiết bị bù tối ưu ABSTRACT Reactive power compensation is aimed at reducing power loss, improving power quality, saving costs, etc This thesis presents an effective method to find out the location The number of compensating devices is reasonable to meet the following two objectives: • Goal 1: improve the quality of electricity • Goal 2: Saving costs, avoid waste The thesis will apply PSS / ADEPT software to solve the above multi-objective problem to find the optimal location and capacity of compensating devices as possible Trang LUẬN VĂN THẠC SĨ HVTH : LÊ NGUYÊN TÙNG - 1570395 GVHD: PGS.TS VÕ NGỌC ĐIỀU LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ với đề tài “NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 22KV BẰNG PHƯƠNG PHÁP BÙ CƠNG SUẤT PHẢN KHÁNG” cơng trình nghiên cứu thân tơi, hướng dẫn PGS.TS Võ Ngọc Điều, số liệu kết thực nghiệm hồn tồn trung thực Tơi cam đoan khơng chép cơng trình khoa học người khác, tham khảo có trích dẫn rõ ràng Học viên cao học Lê Nguyên Tùng Trang LUẬN VĂN THẠC SĨ HVTH : LÊ NGUYÊN TÙNG - 1570395 GVHD: PGS.TS VÕ NGỌC ĐIỀU MỤC LỤC GIỚI THIỆU CHUNG Lý chọn đề tài 12 Mục tiêu đề tài 13 Phương pháp nghiên cứu nội dung nghiên cứu 13 CHUƠNG 1: LÝ THUYẾT CƠ BẢN VỀ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 1.1 TỔNG QUÁT LUỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 14 1.2 TỒNG QUAN VỀ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG LĐPP 16 1.3 KẾT LUẬN 23 CHỊƯƠNG 2: TÌM HIỂU ẢNH HUỞNG QUA LẠI CỦA THIẾT BỊ BÙ VÀ PHẦN TỬ MẠNG ĐỆN 2.1 TÁC ĐỘNG Q ĐỘ TRONG Q TRÌNH ĐĨNG CÁT TỤ 25 2.2 ẢNH HUỞNG CỦA SÓNG HÀI LÊN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN 29 2.3 ẢNH HUỞNG CỦA QUÁ ĐỘ ĐIỆN ÁP 38 2.4 CÁC GIẢI PHÁP KHAC PHỤC 39 2.5 THIẾT KẾ BỘ LỌC SÓNG HÀI 44 CHUƠNG 3: ÚNG DỤNG CÔNG NGHỆ FACTS Tự ĐỘNG ĐIỀU CHỈNH DUNG LUỢNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 3.1 3.2 3.3 3.4 KHÁI QUÁT CÔNG NGHỆ FACTS 48 THIẾT BỊ BÙ NGANG SVC (STATIC VAR COMPENSATOR) .49 CÁC ĐẶC TÍNH CỦA svc 56 THIẾT BỊ BÙ DỌC 59 CHUƠNG 4: ÚNG DỤNG PSS/ADEPT TÍNH TỐN BÙ HỢP LÝ CHO LUỚI ĐIỆN 22KV THÀNH PHỐ TUY HÒA-TỈNH PHÚ YÊN 4.1 4.2 4.3 4.4 GIỚI THIỆU VỀ LĐPP TP.TUY HÒA 68 PHUƠNG PHÁP TÍNH BÙ TỐI UU TRONG PSS/ADEPT .68 XÂY DỤNG CÁC CHỈ SỐ KINH TẾ TRONG PSS/ADEPT 71 THIẾT LẬP CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT 75 CHUÔNG 5: KẾT LUẬN VÀ HUỚNG PHÁT TRIỀN ĐÈ TÀI 5.1 KẾT LUẬN 85 5.2 HUỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO 88 Trang LUẬN VĂN THẠC SĨ HVTH : LÊ NGUYÊN TÙNG - 1570395 GVHD: PGS.TS VÕ NGỌC ĐIỀU DANH MỤC HÌNH MINH HỌA Hình 1.2.1 Ngun lý bù cơng suất phản kháng 17 Hình 1.2.2 Nguyên lý bù công suất Qc 17 Hình 1.2.3 Bù đóng cắt theo thời gian 19 Hình 1.2.4 Bù phân bố điểm tải 23 Hình 2.1: Giá trị biên độ xung áp xung dòng 25 Hình 2.2: Giá tri biên độ xung áp xung dòng 26 Hình 2.3: Giá trị biên độ xung áp xung dòng 27 Hình 2.4: Giá trị biên độ xung áp xung dòng 28 Hình 2.5: Quá độ lưới phân phối đóng tụ bù 29 Hình 2.6a: Sóng hài bậc cao hiệu chỉnh chiều tải công suất lớn 30 Hình 2.6b: Sóng hài bậc cao hiệu chỉnh chiều tải công suất thấp 30 Hình 2.7a : Sóng sóng hài bậc đồng pha 31 Hình 2.7b : Sóng sóng hài bậc lệch pha 31 Hình 2.8a: Hệ thống mơ cộng hưởng song song 34 Hình 2.8b: Sơ đồ tương đương 34 Hình 2.8a: Đáp ứng tần số 34 Hình 2.9abc: Mạch cộng hưởng nối tiếp 35 Hình 2.10: Hạn chế sóng hài phương pháp lọc 39 Hình 2.1 labc: Các phương pháp lọc tích cực, kết hợp 41 Hình 2.12: Máy cắt có phận điện trở cài trước 43 Trang LUẬN VĂN THẠC SĨ HVTH : LÊ NGUYÊN TÙNG - 1570395 GVHD: PGS.TS VÕ NGỌC ĐIỀU Hình 2.13: Sơ đồ nguyên lý lọc sóng hài 46 Hình 3.1: cấu tạo nguyên lý hoạt động svc 50 Hình 3.2: Nguyên lý cấu tạo Thyristor 51 Hình 3.3: Sóng điện áp đầu Thyristor mạch trở 51 Hình 3.4: Nguyên lý cấu tạo hoạt động TCR 52 Hình 3.5: Đặc tính điều chỉnh liên tục TCR 53 Hình 3.6: Ảnh hưởng góc a đến dòng điện 53 Hình 3.7: Sóng tín hiệu dòng điện TCR 54 Hình 3.8: Các sóng hài bậc cao phần tủ TCR 54 Hình 3.9: Nguyên lý cấu tạo hoạt động tụ đóng mở Thyristor 56 Hình 3.10: Đặc tính làm việc svc 57 Hình 3.11: Đặc tính U-I svc 57 Hình 3.12: Đặc tính trở kháng svc 58 Hình 3.13: Đặc tính điều chỉnh điện áp svc 58 Hình 3.14: sssc dựa biến đổi điện áp sssc có nguồn dự trữ 60 Hình 3.15: cấu tạo nguyên lý hoạt động TCSC 61 Hình 3.16: cấu tạo TSSC 62 Hình 3.17: cấu tạo TCSR TSSR 63 Hình 3.18: Nguyên lý hoạt động UPFC 64 Hình 3.19: cấu tạo chung TCPST 65 Hình 3.20: TVCL 65 Hình 3.21: TVCL dựa đầu phân áp loại dựa đưa thêm điện áp vào đường Trang LUẬN VĂN THẠC SĨ HVTH : LÊ NGUYÊN TÙNG - 1570395 GVHD: PGS.TS VÕ NGỌC ĐIỀU dây 66 Hình 4.1: Hộp thoại cài đặt số kinh tế CAPO 72 Hình 4.2: Các thơng số kỹ thuật lưới 76 Hình 4.3: Hộp thoại thiết đặt thông số CAPO 77 Hình 4.4: Lưu đồ thuật toán bù tối ưu 78 Hình 4.5: Tính tốn tổn thất trước bù Tp Tuy Hòa 82 Hình 4.6: Kết tính tốn tổn thất trước bù 82 Hình 4.7: Tính tốn bù tối ưu cho lưới phân phối Tp Tuy Hòa 83 Trang 10 LUẬN VĂN THẠC sĩ HVTH : LÊ NGUYÊN TÙNG - 1570395 GVHD: PGS.TS VÕ NGỌC ĐIỀU Trang 81 LUẬN VĂN THẠC sĩ HVTH : LÊ NGUYÊN TÙNG - 1570395 GVHD: PGS.TS VÕ NGỌC ĐIỀU Trang 82 LUẬN VĂN THẠC sĩ HVTH : LÊ NGUYÊN TÙNG - 1570395 GVHD: PGS.TS VÕ NGỌC ĐIỀU Trang 83 LUẬN VĂN THẠC sĩ HVTH : LÊ NGUYÊN TÙNG - 1570395 GVHD: PGS.TS VÕ NGỌC ĐIỀU Trang 84 LUẬN VĂN THẠC sĩ HVTH : LÊ NGUYÊN TÙNG - 1570395 GVHD: PGS.TS VÕ NGỌC ĐIỀU Trang 85 LUẬN VĂN THẠC sĩ HVTH : LÊ NGUYÊN TÙNG - 1570395 GVHD: PGS.TS VÕ NGỌC ĐIỀU Trang 86 LUẬN VĂN THẠC sĩ HVTH : LÊ NGUYÊN TÙNG - 1570395 GVHD: PGS.TS VÕ NGỌC ĐIỀU Trang 87 LUẬN VĂN THẠC sĩ HVTH : LÊ NGUYÊN TÙNG - 1570395 GVHD: PGS.TS VÕ NGỌC ĐIỀU Trang 88 LUẬN VĂN THẠC sĩ HVTH : LÊ NGUYÊN TÙNG - 1570395 GVHD: PGS.TS VÕ NGỌC ĐIỀU Trang 89 LUẬN VĂN THẠC sĩ HVTH : LÊ NGUYÊN TÙNG - 1570395 GVHD: PGS.TS VÕ NGỌC ĐIỀU Trang 90 LUẬN VĂN THẠC sĩ HVTH : LÊ NGUYÊN TÙNG - 1570395 GVHD: PGS.TS VÕ NGỌC ĐIỀU Trang 91 LUẬN VĂN THẠC sĩ HVTH : LÊ NGUYÊN TÙNG - 1570395 GVHD: PGS.TS VÕ NGỌC ĐIỀU Trang 92 LUẬN VĂN THẠC sĩ HVTH : LÊ NGUYÊN TÙNG - 1570395 GVHD: PGS.TS VÕ NGỌC ĐIỀU Trang 93 LUẬN VĂN THẠC sĩ HVTH : LÊ NGUYÊN TÙNG - 1570395 GVHD: PGS.TS VÕ NGỌC ĐIỀU Trang 94 LUẬN VĂN THẠC sĩ HVTH : LÊ NGUYÊN TÙNG - 1570395 GVHD: PGS.TS VÕ NGỌC ĐIỀU 123 Trang 95 ... thuật Điện I TÊN ĐỀ TÀI: NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 22KV BẰNG PHƯƠNG PHÁP BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Phân tích chế độ làm việc hành lưới phân phối 22kV thành... GVHD: PGS.TS VÕ NGỌC ĐIỀU lưới điện phân phối Việt Nam 1.1.2 Đặc điểm lưới điện phân phối - Lưới điện phân phối gồm phần: Lưới phân phối trưng áp lưới phân phối hạ áp LĐPP phân bố diện rộng, thường... lý vận hành lưới điện nâng cao chất lượng cung cấp điện cho khách hàng mục tiêu lớn mà ngành Điện đặt 1.2 TỔNG QUAN VÈ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG LĐPP 1.2.1 Khái niệm bù công suất phản kháng Như ta