Nghiên cứu đề xuất giải pháp nâng cao chất lượng điện áp trên lưới truyền tải điện khu vực miền trung giai đoạn 2017 2020 có xét đến 2025

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ LÊ TRUNG THANH NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ĐIỆN ÁP TRÊN LƯỚI TRUYỀN TẢI ĐIỆN KHU VỰC MIỀN TRUNG GIAI ĐOẠN 2017-2020 CÓ XÉT ĐẾN 2025 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2018 -2- BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ LÊ TRUNG THANH NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ĐIỆN ÁP TRÊN LƯỚI TRUYỀN TẢI ĐIỆN KHU VỰC MIỀN TRUNG GIAI ĐOẠN 2017-2020 CÓ XÉT ĐẾN 2025 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Chuyên ngành : Kỹ thuật điện Mã số : 60520202 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGÔ VĂN DƯỠNG Đà Nẵng - Năm 2018 i LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi, Trong luận văn có sử dụng số số liệu thống kê đơn vị ngành điện; tài liệu hướng dẫn sử dụng, bảng số liệu chương trình PSS/E năm 2017 Trung tâm Điều độ hệ thống điện Quốc gia Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả luận văn Lê Trung Thanh ii MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3 Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Đặt tên cho đề tài Bố cục luận văn CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM GIAI ĐOẠN 2017-2025 1.1 Giới thiệu trình hình thành phát triển hệ thống điện Việt Nam 1.1.1 Hệ thống lưới điện truyền tải 1.1.2 Hệ thống nguồn điện 1.2 Cấu trúc lưới điện miền Trung năm 2017 11 1.2.1 Sơ đồ lưới điện miền Trung năm 2017 (Hình 1.4) 11 1.2.2 Giới thiệu nguồn điện 11 1.2.3 Giới thiệu lưới điện truyền tải khu vực miền Trung 12 1.2.4 Tình hình tiêu thụ điện 22 1.3 Quy hoạch phát triển lưới điện miền Trung đến năm 2025 22 1.3.1 Sơ đồ lưới điện miền Trung đến năm 2025 (hình 1.7) 22 1.3.2 Giới thiệu nguồn điện đến năm 2025 22 1.3.3 Giới thiệu lưới điện truyền tải miền Trung đến năm 2025 25 1.3.4 Dự báo nhu cầu phụ tải miền Trung đến năm 2025 26 1.4 Kết luận 27 CHƯƠNG CƠ SỞ TÍNH TỐN PHÂN TÍCH HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ PHẦN MỀM TÍNH TỐN 28 2.1 Các phương pháp nghiên cứu biện pháp điều chỉnh điện áp 28 2.1.1 Các công cụ điều chỉnh điện áp: 28 2.1.2 Các loại thiết bị kháng bù ngang: 29 2.1.3 Lựa chọn thiết bị bù: 30 2.2 Giới thiệu phần mềm tính tốn PSS/E 31 2.2.1 Giới thiệu tổng quan chương trình PSS/E 31 2.2.2 Mô phần tử hệ thống điện tính tốn trào lưu cơng suất 33 2.2.3 Các lệnh PSS/E 33 iii 2.3 Tối ưu hóa trào lưu cơng suất 34 2.4 Kết luận 35 CHƯƠNG TÍNH TỐN PHÂN TÍCH CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN MIỀN TRUNG 37 3.1 Số liệu tính tốn 37 3.1.1 Số liệu hệ thống điện năm 2017 37 3.1.2 Số liệu hệ thống điện năm 2020 2025 37 3.1.3 Bảng số liệu phần mềm PSS/E A0, TV: 37 3.2 Tính tốn chế độ vận hành lưới điện miền Trung năm 2017 37 3.2.1 Các chế độ vận hành 37 3.2.2 Tính tốn điện áp nút 500kV Toàn quốc năm 2017 38 3.2.3 Tính tốn phân tích chế độ vận hành nút 500kV lưới điện miền Trung năm 2017 42 3.2.4 Tính tốn điện áp nút 220kV khu vực miền Trung năm 2017 47 3.3 Tính tốn chế độ vận hành lưới điện miền Trung năm 2020 52 3.3.1 Các chế độ vận hành 52 3.3.2 Tính tốn điện áp nút 500kV khu vực miền Trung năm 2020 52 3.3.3 Tính tốn điện áp nút 220kV khu vực miền Trung năm 2020 56 3.4 Tính tốn dung lượng kháng bù ngang cần trang bị lưới Miền Trung 56 3.5 Kết luận 58 CHƯƠNG TÍNH TỐN ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ĐIỆN ÁP CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN MIỂN TRUNG59 4.1 Đặt vấn đề 59 4.1.1 Chọn vị trí lắp đặt 60 4.1.2 Chọn dung lượng kháng bù ngang 60 4.1.3 Các phương án đề xuất: 61 4.2 Tính tốn điện áp nút ĐZ 500kV chế độ mùa mưa, mùa khô, dịp Tết phương án 63 4.2.1 Phương án trang bị 03 kháng 128 MVAr 63 4.2.2 Phương án Trang bị 04 kháng 128 MVAr 68 4.3 Phân tích chọn phương án 74 4.3.1 Các chế độ năm 2017: 74 4.3.2 Các chế độ năm 2020 77 4.4 Kiểm tra điện áp phương án B2 giai đoạn đến năm 2025 81 4.4.1 Kiểm tra điện áp nút 500kV phương án B2 năm 2025 82 4.4.2 Kiểm tra điện áp nút 220kV phương án B2 năm 2015 83 iv 4.5 Kết luận 84 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO 88 PHỤ LỤC v BẢN TÓM TẮT NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ĐIỆN ÁP TRÊN LƯỚI TRUYỀN TẢI ĐIỆN KHU VỰC MIỀN TRUNG GIAI ĐOẠN 2017-2020 CÓ XÉT ĐẾN 2025 Học viên: Lê Trung Thanh Mã số: Khóa: K34 Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN Tóm tắt: Hệ thống lưới điện truyền tải “xương sống” hệ thống điện, vấn đề đảm bảo điều kiện an ninh, chất lượng, độ tin cậy ổn định điện áp cho hệ thống truyền tải điện yêu cầu cấp thiết Trong năm gần đây, xu hướng truyền tải công suất cao đường dây 500kV Bắc–Nam chủ yếu theo chiều từ miền Bắc, miền Trung vào miền Nam để đáp ứng nhu cầu phụ tải miền Nam, khai thác tối đa hiệu nhà máy thủy điện Tại nhiều thời điểm phụ tải hệ thống điện Quốc gia xuống thấp, tượng điện áp cao thường xuất nút đường dây 500kV Bắc – Nam khu vực miền Trung; đặc biệt dịp lễ, Tết điện áp vượt giới hạn cho phép Tác giả đã sử dụng chương trình PSS/E để mơ hệ thống điện, nghiên cứu tính tốn điện áp nút 500kV khu vực miền Trung, đề xuất lắp bổ sung kháng điện 128MVar nút Dốc Sỏi, Pleiku 2, Đăk Nông, Di Linh trang bị máy cắt cho kháng điện vận hành Mục tiêu đảm bảo điện áp nút 500kV, 220kV giai đoạn đến năm 2025 giới hạn cho phép có thêm cơng cụ điều chỉnh điện áp ở chế độ đặc biệt dịp Lễ, Tết; nâng cao chất lượng điện áp, hạn chế việc thao tác, đáp ứng tiến độ đưa trạm biến áp không người trực vào vận hành, giảm tổn thất nâng cao độ ổn định hệ thống điện Từ khóa: Hệ thống lưới điện truyền tải, Hệ thống điện, Quá điện áp, PSS/E, Mô phỏng, Kháng điện, Điều chỉnh điện áp, Trạm biến áp không người trực, Độ ổn định RESEARCH AND PROPOSAL OF SOLUTIONS FOR IMPROVING THE QUALITY OF THE VOLTAGE ON THE CENTRAL POWER TRANSMISSION GRID IN THE 2017-2020 PERIOD, WITH A VISION TO 2025 Abstract: The transmission grid systems are the spines of the electric systems, so ensuring conditions of security, quality, reliability and voltage stability is a pressing and necessary requirement for power transmission networks In recent years, the North-South 500kV transmission line has tended mostly to transmit high capacity from the North and the Central to the South in order to meet the demand of the South and exploit hydropower plants, optimally and efficiently At many times, when the demand of the national power system goes down, the phenomenon of overvoltage usually occurs at the nodes in the Central section of North-South 500kV line; especially during the holidays or lunar new year, the voltage exceeds the allowable limit The author researched and calculated the voltage at 500kV nodes in the Central region using the PSS/E software to simulate the electrical system, then the author also proposed installing the additional 128MVar reactors at Doc Soi, Pleiku 2, Dak Nong and Di Linh nodes as well as equipping the circuit breakers for electrical reactors in operation The goals are to ensure that the voltage at the 500kV, 220kV nodes is always within the allowable range between now and 2025, to add voltage regulating tool to the special modes during the holidays and lunar new year, to improve the quality of voltage, to reduce the operations, to meet the progress of putting the nonlocal-operator stations into operation, to reduce losses and to improve the stability of the power system Keywords: Transmission grid system, Power system, Overvoltage, PSS/E, Simulation, Reactor, Voltage regulation, Non-local operator station, Stability vi DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT EVN EVNNPT HTĐ PTC2 PTC3 TBA ĐZ KBN CSPK TBKHH NĐ PSS/E QHĐ7ĐC Tập đoàn điện lực Việt Nam Tổng Công ty Truyền tải điện Quốc Gia Hệ thống điện Công ty Truyền tải điện Công ty Truyền tải điện Trạm biến áp Đường dây Kháng bù ngang Cơng suất phản kháng Tua bin khí hổn hợp Nhiệt điện Power System Simulation for Engineers Điều chỉnh quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011-2020 có xét đến 2030 vii DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu Bảng 1.1 Bảng 1.2 Bảng 1.3 Bảng 1.4 Bảng 1.5 Bảng 1.6 Bảng 1.7 Bảng 1.8 Bảng 1.9 Bảng 1.10 Bảng 3.1 Tên bảng Trang Nguồn điện miền Trung tính đến cuối tháng 12 năm 2017 11 Khối lượng đường dây 220kV 500kV khu vực miền Trung 13 Số lượng trạm biến áp 220kV 500kV khu vực miền Trung 13 Khối lượng đường dây truyền tải điện thuộc PTC2 quản lý 14 Các trạm biến áp Công ty Truyền tải điện quản lý 14 Các đường dây 220kV, 500kV Công ty Truyền tải điện 16 Các trạm biến áp Công ty Truyền tải điện 19 Các đường dây 220kV, 500kV Công ty Truyền tải điện 19 Các cơng trình nguồn dự kiến vận hành giai đoạn 2018-2020[3] 24 Các công trình nguồn dự kiến vận hành giai đoạn 2021-2025 24 Kết Số liệu tính tốn điện áp chế độ cao điểm thấp điểm 387 mùa khô nút 500kV Toàn quốc năm 2017 Bảng 3.2 Kết Số liệu tính tốn điện áp cao điểm thấp điểm mùa mưa 39 nút 500kV Toàn quốc năm 2017 Bảng 3.3 Kết Số liệu tính tốn điện áp thấp điểm ngày Lễ, Tết nút 409 500kV Toàn quốc ngày 28/1/2017 Bảng 3.4 Kết Số liệu tính tốn điện áp thấp điểm mùa khơ nút 41 500kV khu vực Miền Trung năm 2017 Bảng 3.5 Kết Số liệu tính tốn điện áp thấp điểm mùa mưa nút 43 500kV khu vực Miền Trung năm 2017 Bảng 3.6 Kết Số liệu tính tốn điện áp cao điểm mùa khô nút 44 500kV khu vực Miền Trung năm 2017 Bảng 3.7 Kết Số liệu tính tốn điện áp cao điểm mùa mưa nút 45 500kV khu vực Miền Trung năm 2017 Bảng 3.8 Kết Số liệu tính tốn điện áp thấp điểm ngày Lễ, Tết nút 465 500kV miền Trung ngày 28/1/2017 Bảng 3.9 Kết Số liệu tính tốn điện áp thấp điểm nút 500kV Miền 47 Trung Tết Đinh Dậu ngày 28/1/2017 trước sau điều độ xử lý cắt số đường dây 500kV Bảng 3.10 Kết Số liệu tính tốn điện áp thấp điểm mùa khô nút 48 220kV khu vực Miền Trung năm 2017 Bảng 3.11 Kết Số liệu tính toán điện áp thấp điểm mùa mưa nút 49 220kV khu vực Miền Trung năm 2017 Bảng 3.12 Kết Số liệu tính tốn điện áp cao điểm mùa khô nút 509 viii Bảng 3.13 Bảng 3.14 Bảng 3.15 Bảng 3.16 Bảng 3.17 Bảng 3.18 Bảng 4.1 Bảng 4.2 Bảng 4.3 Bảng 4.4 Bảng 4.5 Bảng 4.6 Bảng 4.7 Bảng 4.8 Bảng 4.9 Bảng 4.10 Bảng 4.11 Bảng 4.12 220kV khu vực Miền Trung năm 2017 Kết Số liệu tính tốn điện áp cao điểm mùa mưa nút 220kV khu vực Miền Trung năm 2017 Kết Số liệu tính tốn điện áp thấp điểm mùa khô nút 500kV khu vực Miền Trung năm 2020 Kết Số liệu tính tốn điện áp thấp điểm mùa mưa nút 500kV khu vực Miền Trung năm 2020 Kết Số liệu tính tốn điện áp cao điểm mùa mưa nút 500kV khu vực Miền Trung năm 2020 Kết Số liệu tính tốn điện áp cao điểm mùa khô nút 500kV khu vực Miền Trung năm 2020 Cân CSPK lưới điện 500kV năm 2017 (chế độ thấp điểm đêm) Kết Số liệu tính tốn điện áp thấp điểm mùa khơ Phương án A1 A2 nút 500kV khu vực Miền Trung năm 2017 Kết Số liệu tính tốn điện áp thấp điểm mùa mưa Phương án A1 A2 nút 500kV khu vực Miền Trung năm 2017 Kết Số liệu tính tốn điện áp thấp điểm Lễ, Tết Phương án A1 A2 nút 500kV khu vực Miền Trung năm 2017 Kết Số liệu tính tốn điện áp cao điểm mùa khơ Phương án A1 A2 nút 500kV khu vực Miền Trung năm 2017 Kết Số liệu tính tốn điện áp cao điểm mùa mưa Phương án A1 A2 nút 500kV khu vực Miền Trung năm 2017 Kết Số liệu tính tốn điện áp thấp điểm mùa khơ phương án B1, B2, B3 B4 nút 500kV khu vực Miền Trung năm 2017 Kết Số liệu tính toán điện áp thấp điểm mùa mưa phương án B1, B2, B3 B4 nút 500kV khu vực Miền Trung năm 2017 Kết Số liệu tính tốn điện áp thấp điểm Lễ, Tết phương án B1, B2, B3 B4 nút 500kV khu vực Miền Trung năm 2017 Kết Số liệu tính tốn điện áp cao điểm mùa khô phương án B1, B2, B3 B4 nút 500kV khu vực Miền Trung năm 2017 Kết Số liệu tính tốn điện áp cao điểm mùa mưa phương án B1, B2, B3 B4 nút 500kV khu vực Miền Trung năm 2017 Kết Số liệu tính tốn điện áp thấp điểm mùa khơ phương án chọn A1 B2 nút 500kV khu vực Miền Trung năm 2017 Kết Số liệu tính toán điện áp thấp điểm mùa mưa phương 50 51 53 54 55 579 65 64 65 66 67 70 71 72 73 74 746 75 7 Tua bin khí Miền x 20 Xây mới, đồng Nhiệt điện khí Trung - Dốc Sỏi miền Trung Thủy điện tích x 35 Xây mới, đấu chuyển tiếp Bắc Ái - Rẽ Vân mạch đường dây Vân Phong Phong - Vĩnh Tân Vĩnh Tân Miền Nam Bình Dương - Rẽ x 30 Xây mới, đấu transit mạch Sông Mây - Tân Định đường dây có x 45 Xây mới; tạo mạch vịng, nâng Bình Dương - Chơn cao độ tin cậy cấp điện Miền Thành Đông Nam Bộ 4x5 Xây mới, chuyển tiếp mạch Đồng Nai - Rẽ Vĩnh 3,4 đường dây Vĩnh Tân rẽ Sông Tân - Sông Mây Mây - Tân Uyên Bắc Châu Đức - Rẽ x 10 Phú Mỹ - Sông Mây Xây mới, chuyển tiếp Phú Mỹ Long mạch đường dây 500 kV có Thành Nhiệt điện Sơn Mỹ - x 80 Xây mới, đồng Nhiệt điện Bắc Châu Đức Sơn Mỹ Tây Ninh - Rẽ Chơn x Xây mới, chuyển tiếp Thành - Đức Hòa mạch đường dây Long An - Rẽ Nhà Bè x 15 Xây - Mỹ Tho x 16 Xây mới, tăng cường độ tin cậy Ơ Mơn - Thốt Nốt cấp điện Miền Tây Phụ lục Biểu đồ tương quan phụ tải Scanned with CamScanner Scanned with CamScanner Scanned with CamScanner Scanned with CamScanner Scanned with CamScanner Scanned with CamScanner Scanned with CamScanner Scanned with CamScanner Scanned with CamScanner ... NẴNG ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ LÊ TRUNG THANH NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ĐIỆN ÁP TRÊN LƯỚI TRUYỀN TẢI ĐIỆN KHU VỰC MIỀN TRUNG GIAI ĐOẠN 2017-2020 CÓ XÉT ĐẾN 2025 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ... PHỤ LỤC v BẢN TÓM TẮT NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ĐIỆN ÁP TRÊN LƯỚI TRUYỀN TẢI ĐIỆN KHU VỰC MIỀN TRUNG GIAI ĐOẠN 2017-2020 CÓ XÉT ĐẾN 2025 Học viên: Lê Trung Thanh Mã số:... lượng điện áp giai đoạn 20172020 có xét đến 2025 Đặt tên cho đề tài Căn vào mục đích, đối tượng phạm vi phương pháp nghiên cứu đề tài đặt tên: ? ?Nghiên cứu đề xuất giải pháp nâng cao chất lượng điện