Giám sát online thông số vận hành lưới điện vạn ninh tỉnh khánh hòa theo công nghệ gis và web thích nghi

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN HỒNG THIÊN CA GIÁM SÁT ONLINE THƠNG SỐ VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN VẠN NINH TỈNH KHÁNH HỒ THEO CƠNG NGHỆ GIS VÀ WEB THÍCH NGHI LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng, Năm 2017 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN HOÀNG THIÊN CA GIÁM SÁT ONLINE THÔNG SỐ VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN VẠN NINH TỈNH KHÁNH HỒ THEO CƠNG NGHỆ GIS VÀ WEB THÍCH NGHI Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 60 52 02 02 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học: TS Lê Thị Tịnh Minh Đà Nẵng, Năm 2017 i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tác giả luận văn NGUYỄN HỒNG THIÊN CA ii TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN GIÁM SÁT ONLINE THÔNG SỐ VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN VẠN NINH TỈNH KHÁNH HỒ THEO CƠNG NGHỆ GIS VÀ WEB THÍCH NGHI Học viên: Nguyễn Hồng Thiên Ca Mã số: Khố: K33 ĐHĐN Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Trường Đại học Bách khoa - Tóm tắt – Trong giai đoạn phát triển lưới điện thông minh ngày nay, việc giám sát online thông số vận hành lưới điện xu hướng tất yếu Luận văn giới thiệu thông số vận hành lưới điện Vạn Ninh tỉnh Khánh Hòa đưa sở tốn học tính tốn phân bố trào lưu công suất, tổn thất công suất lưới điện Đề tài đề xuất tính tốn trào lưu công suất theo phương pháp D Das et al nhằm hạn chế nhược điểm nhớ, thời gian tính tốn Đề tài xây dựng giao diện giám sát online trào lưu công suất sử dụng thuật tốn D.Das cải tiến kết hợp với cơng nghệ GIS Web thích nghi Giao diện truy cập di động máy tính Giao diện áp dụng cho tuyến 476 – VG huyện Vạn Ninh tỉnh Khánh Hoà Kết giám sát trào lưu công suất xuất tuyến vị trí có cơng-tơ điện tử ghi nhận liệu Từ khố - trào lưu cơng suất, thuật tốn cải tiến D.Das, cơng nghệ GIS, cơng nghệ Web thích nghi, mobile apps Abstract - Today, the online monitoring network is indispensable trend of Smart Grid This thesis introduces operation parameters and gives the mathematical basis to calculate the load flow and losses of Van Ninh grid in Khanh Hoa province The new method of calculating load flow based on Das et al is presented here This method is to minimize the memory loss and computation time In this thesis, an interface of online supervising grid has built by using the improved D.Das algorithm combined with adaptive GIS and Web technologies This interface can be accessed on mobile or computer The result is applied for the 476 - EVG feeder in Van Ninh distribution network at Khanh Hoa province Key words - power flow, D.Das’s algorithm improvement, GIS technology, Web responsive, mobile apps iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .i TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC CÁC BẢNG .vi DANH MỤC CÁC HÌNH vii MỞ ĐẦU 1 Lí chọn đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu Ý nghĩa khoa học tính thực thực tiễn .2 Tên đề tài Phương pháp nghiên cứu Tổ chức biên chế đề tài .3 CHƯƠNG GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN 22KV VẠN NINH 1.1 Tổng quan thông số vận hành lưới điện phân phối: 1.1.1 Điện áp: 1.1.2 Hệ số công suất: 1.1.3 Tần số: 1.1.4 Tổn thất điện năng: .4 1.2 Tổng quan lưới điện phân phối huyện Vạn Ninh .5 1.3 Tình hình TTĐN lưới điện Vạn Ninh .6 1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến TTĐN khu vực huyện Vạn Ninh 1.4.1 Tổn thất kỹ thuật 1.4.2 Tổn thất phi kỹ thuật .9 1.5 Các biện pháp giảm TTĐN 10 1.5.1 Công tác tổ chức thực hiện: 10 1.5.2 Biện pháp kỹ thuật: .10 1.5.3 Biện pháp kinh doanh: 12 1.6 Đánh giá chung .12 CHƯƠNG CƠ SỞ TÍNH TỐN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG 14 2.1 Tính trào lưu công suất lưới điện phân phối 14 2.1.1 Dùng phần mềm Pss/adept 14 2.1.2 Lập trình Matlab theo thuật tốn D.DAS 20 2.2 Áp dụng tính toán lưới nghiên cứu 25 iv 2.2.1 Các bước thực áp dụng thuật toán 26 2.2.2 Kết tính tốn theo phương pháp D.Das 29 2.3 Kiểm tra tính xác thuật tốn 29 2.3.1 Kết tính toán theo phần mềm PSS/ADEPT 29 2.3.2 So sánh kết tính tốn phương pháp D.Das với phần mềm PSS/ADEPT 31 2.4 Thuận lợi hạn chế phương pháp tính tốn trào lưu cơng suất 32 2.4.1 Thuận lợi hạn chế sử dụng phần mềm PSS/ADEPT 32 2.4.2 Thuận lợi hạn chế tính tốn với phương pháp D.Das 33 2.5 Tính tốn trào lưu cơng suất theo phương pháp D.DAS cải tiến 33 2.5.1 Cơ sở toán học sơ đồ tổng quát thuật toán phương pháp .33 2.5.2 Mơ hình tốn học thiết bị sử dụng .33 2.5.3 Các bước thực thuật toán cải tiến 36 2.5.4 Áp dụng thuật toán cải tiến cho lưới điện 15 nút .37 CHƯƠNG GIÁM SÁT THÔNG SỐ VẬN HÀNH BẰNG CÔNG NGHỆ KẾT NỐI HIỂN THỊ ONLINE 41 3.1 Khảo sát lựa chọn công nghệ .41 3.1.1 Giải pháp thu thập liệu: .41 3.1.2 Lựa chọn máy chủ: .41 3.1.3 Lựa chọn web apps mobile apps: 42 3.1.4 Lựa chọn map API: ứng dụng miễn phí ứng dụng tính phí 42 3.2 Kiến trúc giải pháp 43 3.3 Giải pháp công nghệ thông tin 44 3.3.1 Phần mềm thu thập, đóng gói tổng hợp liệu .44 3.3.2 Công nghệ GIS – Giải pháp ArcGis 46 3.3.3 Công nghệ Web thích nghi Responsive: .48 3.4 Các bước tiến hành kết nối online cho lưới điện 49 3.5 Kết hiển thị online cho xuất tuyến thực tế 476 – EVG 49 3.5.1 Giới thiệu xuất tuyến 476 – EVG 49 3.5.2 Các bước tiến hành hiển thị thông số online xuất tuyến .50 3.5.3 Nhận định đánh giá kết 58 KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO .61 PHỤ LỤC QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI (BẢN SAO) BẢN SAO KẾT LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC PHẢN BIỆN v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT : Biên độ điện áp nút i : Cơ sở liệu : Công ty cổ phần : Tập đồn điện lực Việt Nam : Tổng cơng ty điện lực miền Trung : Global positioning system : Hội đồng quản trị : Cường độ dòng điện qua nhánh j : Nút nhận nhánh j : Nút chuyển nhánh j : Tổng số nhánh mạng : Tổn thất công suất thực nhánh j : Tổn thất công suất phản kháng nhánh j : Máy biến áp : Tổng số nút mạng : Tổng công suất thực chạy qua nút m2 : Công suất thực tải nút i : Tổng tổn thất công suất thực mạng : Power System Simulator/ Advanced Distribution Engineering PSS/ADEPT Productivity Tool Q(m2) : Tổng công suất phản kháng chạy qua nút m2 QL(i) : Công suất phản kháng tải nút i R(j) : Điện trở nhánh j SCL : Sửa chữa lớn TBA : Trạm biến áp TTĐN : Tổn thất điện X(j) : Điện kháng nhánh j XDCB : Xây dựng XT : Xuất tuyến δ(m2) : Góc điện áp nút m2 |V(i)| CSDL CTCP EVN EVNCPC GPS HĐQT I(j) IR(j) IS(j) LN1 LP(j) LQ(j) MBA NB P(m2) PL(i) PLOSS vi DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu Tên bảng hình Trang 1.1 TTĐN cấp điện áp 22kV 1.2 TTĐN cấp điện áp 0,4kV 1.3 TTĐN toàn điện lực năm 2015, 2016 2.1 Số thứ tự nhánh, nút chuyển nút nhận tương ứng mạng 15 nút 26 2.2 Nút nhánh sau nút 27 2.3 Nút nhánh sau nút 28 2.4 Nút nhánh sau nút 28 2.5 Kết tính tốn thay đổi thứ tự nút 40 vii DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu hình 1.1 1.2 1.3 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 2.11 2.12 2.13 2.14 2.15 2.16 2.17 2.18 2.19 2.20 2.21 2.22 2.23 2.24 2.25 Tên hình Trang Kết TTĐN 22kV năm 2015, 2016 TTĐN 0,4kV năm 2015, 2016 TTĐN toàn điện lực năm 2015, 2016 Xác định thư viện dây dẫn Xác định thông số lưới điện Thiết lập thông số nguồn Thiết lập thông số nút Thiết lập thông số dây dẫn Thiết lập thông số máy biến áp Thiết lập thông số phụ tải Giản đồ thu gọn mạng 15 nút Thuật toán để xác định nút, nhánh Thuật toán để tính tốn lưu lượng dòng tải Sơ đồ lưới điện 15 nút – 11 kV Thông số đường dây lưới điện 15 nút Thông số phụ tải lưới điện 15 nút Tổn thất lưới điện 15 nút - 11 kV tính phương pháp D.Das Sơ đồ lưới điện 15 nút – 11kV thiết lập PSS/ADEPT Tổn thất lưới điện 15 nút - 11kV tính PSS/ADEPT thị so sánh tổn thất cơng suất phương pháp D.Das PSS/ADEPT Đồ thị sai số tuyệt đối tổn thất công suất lưới điện 15 nút – 11kV Mơ hình Γ máy biến áp: giản đồ tương đương thu gọn Mơ hình hố nguồn phân tán Sơ đồ tổng quát thuật toán File Excel lưu trữ topology mạng 15 nút File Excel chứa CSDL đường dây (hình trái) máy biến áp (hình phải) File Excel lưu trữ liệu công suất nút điện áp đo đầu xuất tuyến mạng 15 nút Sơ đồ khối thuật toán bước 16 16 17 18 18 19 20 21 23 24 25 25 25 29 30 31 32 32 34 35 36 37 37 37 38 viii Số hiệu hình 2.26 2.27 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 3.15 3.16 3.17 3.18 3.19 3.20 3.21 3.22 3.23 3.24 3.25 3.26 3.27 Tên hình Trang File Excel chứa kết tính tốn phân bố cơng suất mạng 15 nút Giản đồ dây mạng 15 nút với số đánh không theo quy luật So sánh giải pháp lựa chọn máy chủ Kiến trúc giải pháp Quan hệ thành phần Điện áp nút: vùng an toàn, vùng cảnh báo, vùng vượt ngưỡng Tổn thất nhánh: vùng thấp, vùng trung bình, vùng cao Minh họa việc hình thành đồ từ layer Sự hình thành đồ cuối từ layer đồ Thuộc tính tìm kiếm dựa chiều rộng hình File Node_data.xls File Database_Line File Database_Transformer Sơ đồ nguyên lý tuyến 476 - EVG Giản đồ thu gọn sơ đồ nguyên lý tuyến 476 – EVG Thiết bị định vị Garmin Oregon 650 Phần mềm Mapsource sử dụng truy xuất liệu GPS File Báo cáo tổng hợp tình trạng _ Sheet tổn thất File báo cáo tổng hợp tình trạng _ Sheet Thơng tin nút File báo cáo tổng hợp tình trạng _ Sheet Thơng tin nhánh Hiển thị tìm kiếm điện thoại theo phương cầm máy ngang Hiển thị tìm kiếm điện thoại theo phương cầm máy thẳng đứng Mặt tổng thể sơ đồ nguyên lý tuyến 476 – EVG Giao diện thích Nút báo cáo tình trạng xuất tuyến Giao diện thơng báo Hiển thị thông tin nhánh Hiển thị thông tin nút Giao diện đồ thị điện áp nút 39 40 42 43 45 45 46 47 47 48 50 50 51 51 52 52 53 53 54 54 55 55 56 56 57 57 57 58 58 P(m2) = PL(L2)+ P_DG(L2); Q(m2) = QL(L2)+ Q_DG(L2)+ QL_cap_init(L2).*((V(L2)./Vdm)^2); else L1 = IB(j,i); L2 = IE(j,i); in = 1; % - DO WHILE LOOP No4 -first_loop_DW4 = true; while first_loop_DW4|| in