Đề xuất các giải pháp giảm tổn thất điện năng lưới điện phân phối điện lực quảng ninh, tỉnh quảng bình

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA LÊ KHÁNH DUY ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC QUẢNG NINH, TỈNH QUẢNG BÌNH Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 8520201 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học: TS TRẦN TẤN VINH Đà Nẵng - Năm 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin 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 LÊ KHÁNH DUY MỤC LỤC TRANG BÌA LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC TRANG TÓM TẮT TIẾNG VIỆT & TIẾNG ANH DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Cấu trúc luận văn .3 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC QUẢNG NINH - TỈNH QUẢNG BÌNH 1.1 TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC QUẢNG NINH 1.2 THỰC TRẠNG TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC QUẢNG NINH 1.2.1 Tổn thất điện trạng 1.2.2 Công tác quản lý kỹ thuật quản lý vận hành để giảm TTĐN 1.2.3 Công tác quản lý kinh doanh, kiểm tra sử dụng điện để giảm TTĐN .8 1.3 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC QUẢNG NINH 1.3.1 Tổn thất công suất lưới điện phân phối .9 1.3.2 Tổn thất điện lưới điện phân phối 10 1.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 12 CHƯƠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 14 2.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN TỔN THẤT CÔNG SUẤT VÀ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG 14 2.1.1 VAI TRỊ, Ý NGHĨA CỦA BÀI TỐN XÁC ĐỊNH TTCS, TTĐN 14 2.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến trị số TTCS TTĐN hệ thống cung cấp điện .16 2.1.3 Tính tốn tổn thất công suất quản lý vận hành .21 2.1.4 Tính tốn tổn thất điện hệ thống cung cấp điện 23 2.2 PHẦN MỀM PSS/ADEPT VÀ CÁC BÀI TỐN TÍNH TỐN 32 2.2.1 Giới thiệu chương trình PSS/ADEPT 32 2.2.2 Mô lưới điện chương trình PSS/ADEPT .37 2.2.3 Các bước thực ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT 38 2.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 38 CHƯƠNG TÍNH TỐN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI HIỆN TRẠNG CỦA ĐIỆN LỰC QUẢNG NINH 39 3.1 HIỆN TRẠNG CẤP ĐIỆN KHU VỰC HUYỆN QUẢNG NINH 39 3.1.1 Đặc điểm kết lưới lưới điện phân phối Quảng Ninh .39 3.1.2 Khối lượng đường dây trạm biến áp: 39 3.2 TÍNH TỐN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI HIỆN TRẠNG ĐIỆN LỰC QUẢNG NINH 41 3.2.1 Số liệu đầu vào tính tốn TTĐN 41 3.2.2 Tính tốn TTĐN lưới điện phân phối Huyện Quảng Ninh .44 3.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 47 CHƯƠNG CÁC GIẢI PHÁP NHẰM GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC QUẢNG NINH - TỈNH QUẢNG BÌNH 48 4.1 CÁC GIẢI PHÁP GIẢM TTĐN LƯỚI ĐIỆN QUẢNG NINH 48 4.1.1 Giảm tổn thất điện tổn thất điện kỹ thuật 48 4.1.2 Giảm tổn thất điện tổn thất điện phi kỹ thuật 48 4.1.3 Phân tích giải pháp giảm TTĐN lưới điện Quảng Ninh 49 4.1.4 Các tiêu chí để lựa chọn phương án vận hành hợp lý LĐPP 53 4.1.5 Phương án 54 4.1.6 Phương án 62 4.2 TÍNH TỐN HIỆU QUẢ SAU KHI ÁP DỤNG PHƯƠNG ÁN 68 4.2.1 Tính lượng tổn thất điện giảm hàng năm 68 4.2.2 Giá trị làm lợi hàng năm 69 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 PHỤ LỤC QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO) BẢN SAO KẾT LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC PHẢN BIỆN TRANG TÓM TẮT TIẾNG VIỆT & TIẾNG ANH ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC QUẢNG NINH, TỈNH QUẢNG BÌNH Học viên: Lê Khánh Duy Mã số: 8520201 Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Khoá: 34 Trường Đại học Bách Khoa - ĐHĐN Tóm tắt - Giảm tổn thất điện mục tiêu quan trọng sản xuất kinh doanh điện Ở nước ta, năm gần nhu cầu điện ngày gia tăng, hệ thống lưới điện vận hành lâu năm với việc xây dựng không đồng chưa tính tốn cập nhật thường xun dẫn đến tổn thất điện đáng kể nhiều khu vực hệ thống điện Do vậy, việc tính tốn đưa giải pháp giảm tổn thất điện để nâng cao hiệu vận hành lưới điện hữu cần thiết Trong đề tài này, dựa sở nghiên cứu lý thuyết giải pháp giảm tổn thất điện kết hợp với sử dụng phần mềm ứng dụng để phân tích tổn thất điện lưới điện phân phối Điện lực huyện Quảng Ninh, dựa đánh giá ưu, khuyết điểm giải pháp giảm tổn thất điện mà Điện lực Quảng Ninh áp dụng, số giải pháp giảm tổn thất điện lựa chọn Kết tính tốn đạt thể tính hiệu giải pháp đề xuất Từ khóa - Tổn thất điện năng; lưới điện phân phối; bù công suất phản kháng; tụ bù; Điện lực Quảng Ninh PROPOSE SOLUTIONS TO REDUCE POWER LOSS FOR DISTRIBUTION SYSTEM OF QUANG NINH DISTRICT, QUANG BINH PROVINCE 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 In this thesis, based on theoretical research on solutions for reducing power losses combined with the use of application software to analyze the current power losses on the power grid of Quang Ninh Power Company, and based on the assessment of the advantages and disadvantages of solutions to reduce power losses that Quang Ninh Power Company is applying, some solutions to reduce power loss are chosen Obtained results indicate the effectiveness of the proposed solutions Key words - Power loss; distribution system; reactive power compensation; capacitor; Quang Ninh Power Company DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT TTCS Tổn thất công suất TTĐN Tổn thất điện EVN EVNCPC SXKD Vietnam Electricity, Tập đoàn Điện lực Việt Nam Tổng Công ty Điện lực Miền Trung Sản xuất kinh doanh TBA Trạm biến áp Pmin Công suất nhỏ Pmax Công suất lớn TU Biến áp đo lường TI Biến dòng đo lường QĐ Quyết định MC Máy cắt DCL Dao cách ly ĐL Điện lực LBS Dao cắt có tải DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Kết SXKD năm 2017 tháng đầu năm 2018 Bảng 1.2: Tổn thất điện năm 2017 Bảng 1.3: Tổn thất điện tháng đầu năm 2018 Bảng 1.4: Số liệu tổn thất cấp điện áp năm 2017 tháng đầu năm 2018 Bảng 1.5: Mức mang tải TBA Bảng 1.6: Điện áp TBA 110kV Bảng 1.7: Số liệu thực độ tin cậy tháng đầu năm 2018 Bảng 1.8: Tỷ trọng thương phẩm tháng đầu năm 2018 theo thành phần phụ tải Bảng 2.1: Định nghĩa số kinh tế PSS/ADEPT 35 Bảng 3.1: Thông tin lưới điện XT472/Đồng Hới (E2) 40 Bảng 3.2: Thông tin lưới điện 472/Áng Sơn 40 Bảng 3.3: Thông tin lưới điện 474/Áng Sơn 40 Bảng 3.4: TTCS TTĐN xuất tuyến vào mùa nắng 45 Bảng 3.5: TTCS TTĐN xuất tuyến vào mùa mưa 46 Bảng 3.6: Bảng tổng hợp TTĐN Điện lực Quảng Ninh năm 47 Bảng 4.1: Vị trí điểm mở tối ưu phương thức vận hành tối ưu (PA1) 57 Bảng 4.2: Tổn thất công suất xuất tuyến trước tái cấu trúc lưới 57 Bảng 4.3: Tổn thất công suất xuất tuyến sau tái cấu trúc lưới 59 Bảng 4.4: Tổn thất công suất giảm sau tái cấu trúc lưới 59 Bảng 4.5 Kết xác định vị trí bù dung lượng bù xuất tuyến 61 Bảng 4.6 Kết tổn thất công suất sau bù xuất tuyến 61 Bảng 4.7: Kết xác định vị trí dung lượng vị trí bù xuất tuyến 63 Bảng 4.8: Kết tổn thất công suất sau bù xuất tuyến 64 Bảng 4.9: Vị trí điểm mở tối ưu phương thức vận hành tối ưu 67 Bảng 4.10: Tổn thất công suất giảm sau tái cấu trúc lưới TOPO 68 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Bản đồ vị trí địa lý huyện Quảng Ninh Hình 1.2: Bản đồ xã thuộc huyện Quảng Ninh 10 Hình 2.1: Sơ đồ thuật tốn phương pháp Newton 22 Hình 2.2: Đồ thị phụ tải chữ nhật hóa 24 Hình 2.3: Đồ thị phụ tải hình thang hóa 24 Hình 2.4: Biểu đồ TTCS xác định TTĐN sử dụng đường cong tổn thất 29 Hình 2.5: Đường cong tổn thất 30 Hình 2.6: Thuật toán xác định điểm mở tối ưu (TOPO) 34 Hình 2.7: Hộp thoại cài đặt số kinh tế chạy CAPO PSS/ADEPT 35 Hình 3.1: Chương trình DSPM (MDMS) để lấy số liệu 42 Hình 3.2: Đồ thị phụ tải xuất tuyến 472/E2 42 Hình 3.3: Đồ thị phụ tải xuất tuyến 472/Áng Sơn 43 Hình 3.4: Đồ thị phụ tải xuất tuyến 474Áng Sơn 43 Hình 4.1: Sơ đồ kết lưới xuất tuyến 472/AS 472/E2 58 Hình 4.2: Sơ đồ kết lưới xuất tuyến 472/AS 474/AS 60 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Chỉ tiêu Tổn thất điện tiêu quan trọng hoạt động SXKD Điện lực Quảng Ninh nói riêng Cơng ty Điện lực Quảng Bình nói chung Theo lộ trình đến năm 2020 EVN EVNCPC tiêu tổn thất điện ngày trở nên trọng, thể mức độ tối ưu thiết bị cấp điện, chế độ vận hành lưới điện hợp lý Các tổn hao lưới điện ngày tiệm cận với tổn hao kỹ thuật, chất lượng thiết bị ngày nâng cao Việc phân tích, đề xuất giải pháp để giảm tổn thất điện mục tiêu Tổng Cơng ty Điện lực Miền Trung nói chung Điện lực Quảng Ninh nói riêng, đặc biệt bối cảnh hệ thống cân đối lượng cung cầu điện nước ta Việc giảm tối đa lượng điện phải hao tổn truyền tải đường dây thiết bị giúp cho nguồn cung đỡ bị hụt đi, lượng điện tổn thất giảm đem quy đổi điện thương phẩm thu khoản kinh phí đáng kể cho ngành Điện, đặc biệt kinh doanh điện Tại TBA phân phối, TTĐN giảm tối đa tức điện áp điểm cuối nguồn đảm bảo, dẫn đến chất lượng điện cung cấp cho khách hàng nâng cao Lưới điện phân phối khâu cuối hệ thống điện, đưa điện trực tiếp đến hộ tiêu thụ Điện lực Quảng Ninh phải ln tìm cách đảm bảo việc cung cấp điện liên tục an toàn, đồng thời nâng chất lượng điện lưới điện phân phối để giảm chi phí sản xuất kinh doanh tăng lợi nhuận kinh doanh Để thỏa mãn đồng thời hai mục tiêu trên, Điện lực với Cơng ty phải tìm biện pháp khác để thực hiện, từ giải pháp kỹ thuật đến giải pháp phi kỹ thuật Xuất phát từ thực tế đó, việc phân tích, đề xuất giải pháp giảm tổn thất điện để áp dụng vào cho lưới điện phân phối huyện Quảng Ninh cần thiết cho công tác sản xuất kinh doanh đơn vị Mục đích nghiên cứu - Khảo sát chế độ làm việc số liệu TTĐN qua năm lưới điện huyện Quảng Ninh - tỉnh Quảng Bình - Tính tốn phân tích tiêu TTĐN lưới điện trạng - Đề xuất giải pháp nhằm giảm TTĐN lưới điện Điện lực Quảng Ninh - tỉnh Quảng Bình - Đề tài sử dụng phần mềm tính tốn lưới điện PSS/ADEPT tính tốn tổn thất lưới điện hạ chia mùa mưa mùa khô để kiểm tra tính xác áp dụng vào thực tế Đối tượng phạm vi nghiên cứu a Đối tượng nghiên cứu: - Lưới điện phân phối khu vực huyện Quảng Ninh - tỉnh Quảng Bình - Các thơng số sản lượng cái, thương phẩm, điện tổn thất qua năm - Phần mềm PSS/ADEPT mơ hình tính tốn tổn thất lưới điện hạ chia mùa mưa mùa khô b Phạm vi nghiên cứu: - Tập trung vào phân tích đưa giải pháp giảm tổn thất điện như: nâng cao điện áp vận hành, tính tốn bù tối ưu cơng suất phản kháng, lựa chọn điểm mở tối ưu thiết bị phân đoạn, kết lưới trung hạ lại hợp lý lưới điện khu vực Quảng Ninh nhằm giảm TTĐN, nâng cao chất lượng cung cấp điện, đem lại hiệu kinh tế - Đề xuất kết nối mạch vòng, xây dựng thêm TBA 110kV để tối ưu cấp điện giảm TTĐN - Sử dụng phần mềm PSS/ADEPT mơ hình tính toán tổn thất lưới điện hạ chia mùa mưa mùa khơ để tiến hành phân tích, tính toán đưa giải pháp giảm TTĐN tối ưu Phương pháp nghiên cứu Kết hợp lý thuyết với thực nghiệm * Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: - Nghiên cứu sở lý thuyết tính tốn tổn thất công suất điện lưới phân phối - Nghiên cứu giải pháp giảm tổn thất điện lưới phân phối + Điều tra, thu thập liệu: - Tìm hiểu đặc điểm kinh tế xã hội kết cấu lưới điện trạng địa bàn khu vực Quảng Ninh - Thu thập liệu thông số vận hành thực tế lưới điện phân phối Điện lực Quảng Ninh quản lý qua chương trình DSPM, SPIDER * Xử lý số liệu: - Phân tích liệu phụ tải để xây dựng dạng đồ thị phụ tải điển hình phục vụ tốn tính tổn thất cơng suất phần mềm PSS/ADEPT * Tính tốn mơ phỏng: - Sử dụng phần mềm PSS/ADEPT để tính tốn tổn thất lưới điện hạ - Phân tích số TTĐN thực tế vận hành so với tổn thất tính toán ... CÁC GIẢI PHÁP NHẰM GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC QUẢNG NINH - TỈNH QUẢNG BÌNH 48 4.1 CÁC GIẢI PHÁP GIẢM TTĐN LƯỚI ĐIỆN QUẢNG NINH 48 4.1.1 Giảm tổn thất điện tổn thất. .. Tổng quan tổn thất điện lưới điện phân phối Điện lực Quảng Ninh - Tỉnh Quảng Bình Chương 2: Các phương pháp tính toán tổn thất điện lưới điện phân phối Chương 3: Tính tốn tổn thất điện lưới điện. .. THẤT ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC QUẢNG NINH - TỈNH QUẢNG BÌNH 1.1 TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC QUẢNG NINH Điện lực Quảng Ninh điện lực thuộc Cơng ty Điện lực Quảng Bình, trực