Nghiên cứu, đề xuất giải pháp bù tối ưu công suất phản kháng nhằm giảm tổn thất điện năng cho lưới điện huyện quảng trạch

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TRẦN LONG KẾ NGHIÊN CỨU, ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP BÙ TỐI ƯU CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG NHẰM GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CHO LƯỚI ĐIỆN HUYỆN QUẢNG TRẠCH C Kỹ thuật điện M LU N ĂN THẠC S KỸ THU T N i PGS.TS NGÔ ĂN DƯỠNG Đ N - Năm 19 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu Luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực Luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn Luận văn rõ nguồn gốc H vi t ự iệ TRẦN LONG KẾ MỤC LỤC TRANG BÌA LỜ AM OA MỤ LỤ TRA TÓM TẮT T Ế DANH MỤ DA MỤ DA MỤ Á KÝ Á BẢ Á Ì V ỆT V T Ế ỆU, Á A Ữ V ẾT TẮT MỞ ẦU 1 Lý tính cấp thiết chọn đề tài ối tượng phạm vi nghiên cứu Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu Ý nghĩa khoa học tính thực tiễn Tên đề tài Phương pháp nghiên cứu Bố cục luận văn .3 ƯƠ TỔ QUA VỀ LƯỚ Ệ P Â P Ố V TÌ Ì TỔ T ẤT Ệ Ă ỦA UYỆ QUẢ TR – TỈ QUẢ BÌ 1.1 Quá trình hình thành phát triển lưới điện huyện Quảng Trạch 1.2 Thực trạng tổn thất điện lưới điện phân phối iện lực Quảng Trạch 1.3 Một số giải pháp thực thực để giảm tổn thất lưới điện 1.3.1 iải pháp kỹ thuật 1.3.2 iải pháp thương mại: 1.4 Kết luận 10 ƯƠ Ơ SỞ TÍ TỐ TỔ T ẤT Ệ Ă V P Ầ MỀM PSS/ADEPT 11 2.1 ác phương pháp tính tốn tổn thất cơng suất tổn thất điện 11 2.3 2.1.1 Vai trò, ý nghĩa toán xác định TT S, TT 11 2.1.2 ác yếu tố ảnh hưởng đến trị số TT S TT hệ thống cung cấp điện 12 2.1.3 Tính tốn tổn thất công suất quản lý vận hành .16 2.1.4 Tính tốn tổn thất điện hệ thống điện .18 sở lý thuyết phần mềm PSS/ADEPT .25 2.3.1 iới thiệu phần mềm PSS/ADEPT 25 2.3.2 Các modul 26 2.3.3 ác bước thực 30 2.4 Kết luận 31 ƯƠ TÍ TỐ P Â TÍ Á Ế Ộ VẬ ỦA LƯỚ Ệ UYỆ QUẢ TR 32 3.1 Thông số lưới điện khu vực huyện Quảng Trạch 32 3.1.1 iện trạng 32 3.1.2 ặc điểm kết lưới lưới điện phân phối huyện Quảng Trạch 32 3.1.3 ác vị trí phân đoạn xuất tuyến: .33 3.2 Tính tốn TT cho lưới điện phân phối huyện Quảng Trạch .33 3.2.1 Số liệu đầu vào tính tốn TT 33 3.2.2 Tính tốn TT lưới điện phân phối huyện Quảng Trạch .38 3.3 Kết luận 43 ƯƠ TÍ TỐ Ề XUẤT Ả P ÁP BÙ Ô SUẤT P Ả K Á O K U VỰ UYỆ QUẢ TR .44 4.1 Phân tích lựa chọn phương án bù .44 4.2 Tính tốn dung lượng cần bù cho xuất tuyến 44 4.2.1 Phương án bù trung áp 44 4.2.2 Phương án bù hạ áp .46 4.3 Lựa chọn phương án tối ưu tính tốn hiệu kinh tế 48 4.3.1 Lựa chọn phương án tối ưu .48 4.3.2 Tính tốn hiệu kinh tế 49 4.3.3 iá trị làm lợi hàng năm tính cho xuất tuyến đại diện 49 4.3.4 hi phí bổ sung tụ bù 50 4.4 Kết luận 50 KẾT LUẬ V K Ế Ị .51 T L ỆU T AM K ẢO .52 P Ụ LỤ 53 QUYẾT Ị AO Ề T LUẬ VĂ T SĨ (BẢ SAO) BẢ SAO KẾT LUẬ ỦA Ộ Ồ , BẢ SAO Ậ XÉT P Ả BỆ ỦA Á TRANG TÓM TẮT TIẾNG IỆT À TIẾNG ANH T đề t i NGHIÊN CỨU, ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP BÙ TỐI ƯU CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG NHẰM GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CHO LƯỚI ĐIỆN HUYỆN QUẢNG TRẠCH ọc viên: Trần Long Kế - huyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: Khóa: K34 - Trường ại học Bách khoa – ại học ẵng Tóm tắt – Với tốc độ tăng trưởng phụ tải cao nên lưới điện thường xuyên phải đối mặt với tình trạng tải điện áp thấp, năm gần ngành điện lại tiếp nhận hệ thống lưới điện nông thôn, điều kiện địa bàn cấp điện rộng, địa hình phức tạp, phân bố phụ tải không đồng vùng, thời tiết diễn biến phức tạp, lưới điện cũ nát Sự cân đối tăng trưởng phụ tải đầu tư cải tạo lưới điện nhiều năm qua (kể lưới điện truyền tải) vấn đề mà ngành điện phải đối diện dẫn đến tổn thất điện lớn, cố nhiều độ tin cậy cung cấp điện lưới điện thấp ể nâng cao chất lượng điện năng, giảm tổn thất lưới phân phối, ta phải tăng cường công tác quản lý vận hành hệ thống điện với giải pháp cụ thể Việc bù SPK cho phép nâng cao chất lượng điện hiệu kinh tế L PP Luận văn trình bày kết nghiên cứu từ sở liệu có lưới điện huyện Quảng Trạch, thơng số lưới điện từ phần mềm MDMS phần mềm PSS/ADEPT áp dụng cho lưới điện huyện Quảng Trạch Từ đó, đánh giá hiệu phương án bù tối ưu cho lưới điện Trung áp, hạ áp nhằm đề xuất phương án bù tối ưu cho L PP Từ ó - Tổn thất điện năng; bù SPK; PSS/ADEPT, iện lực Quảng Trạch RESEARCH, PROPOSED SOLUTIONS FOR THE PROMOTION OF RESISTANCE OF REFLECTIVE RESISTANCE TO REDUCE ELECTRICITY LOSS FOR QUANG TRACH DISTRICT POWER SUPPLY Summary - With the high growth rate of the load, the grid often faces overload and low voltage In addition, in recent years, the electricity sector has been receiving rural power network, The power supply area is wide, complex terrain, distribution of unequal load between regions, the weather is complicated, the grid is broken The imbalance between load growth and investment in upgrading power grids over the past several years (including transmission grids) is a problem that the power sector is facing, resulting in large power losses, Low power grid reliability In order to improve the quality of electricity, to reduce losses of the distribution network, we must strengthen the management of the operation of the power system with specific solutions The CSPK compensation will allow for improved power quality as well as economic efficiency of the grid The thesis presents the results from the existing database of the Quang Trach District grid, grid parameters from the MDMS software and PSS / ADEPT software applied to the Quang Trach grid From there, evaluate the effectiveness of the compensation options for the medium voltage, low voltage to propose optimal compensation for grid Keywords - Power losses; CSPK compensation; PSS / ADEPT, Quang Trach Power DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ IẾT TẮT CSPK MBA XT DCL MC REC MB XDCB SCL TA HA TTCS TT : : : : : : : : : : : : : ông suất phản kháng Máy biến áp Xuất tuyến Dao cách ly Máy cắt Recloser ợp đồng mua bán điện Xây dựng Sửa chửa lớn Trung áp áp Tổn thất công suất Tổn thất điện DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Khối lượng QLKT huyện Quảng Trạch Bảng 1.2: Kết SXKD 11 tháng đầu năm 2018 Bảng 1.3: TT toàn iện lực Quảng Trạch tháng đầu năm 2018 (phiên kinh doanh) .7 Bảng 1.4: Số liệu TT cấp điện áp năm 2017 tháng đầu năm 2018 Bảng 1.5: Số liệu tổn thất cấp điện áp 22kV năm 2017 tháng đầu năm 2018 .7 Bảng 3.1: Khối lượng xuất tuyến 22kV iện lực Quảng Trạch quản lý 32 Bảng 3.2: TT S TT Bảng 3.3: TT S TT xuất tuyến vào tháng 40 xuất tuyến vào tháng 41 Bảng 4.1: Khối lượng dung lượng bù ttrung áp mùa khô 45 Bảng 4.2: So sánh TT S trước sau bù trung áp áp mùa khô 45 Bảng 4.3: Khối lượng dung lượng bù ttrung áp mùa mưa .46 Bảng 4.4: So sánh TT S trước sau bù trung áp áp mùa mưa 46 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Bản đồ vị trí địa lý huyện Quảng Trạch Hình 2.1 Sơ đồ thuật tốn phương pháp ewton 17 Hình 2.2 thị phụ tải chữ nhật hóa 19 Hình 2.3 thị phụ tải hình thang hóa 19 Hình 2.4 Biểu đồ TT S xác định TT sử dụng đường cong tổn thất .22 Hình 2.5 ường cong tổn thất 24 Hình 2.6 Sơ đồ áp dụng triển khai PSS/ADEPT 26 Hình 2.8 ộp thoại thiết đặt thơng số kinh tế Trung áp APO 27 ình 2.9 ộp thoại thiết đặt thông số APO .29 Hình 2.10 Hộp thoại thơng báo khơng có tụ bù để đặt lên lưới 30 ình 3.1 thị phụ tải xuất tuyến 473 Ba ồn 35 ình 3.2 thị phụ tải xuất tuyến 477 Ba ồn 35 ình 3.3 thị phụ tải xuất tuyến 478 Ba ồn 36 ình 3.4 thị phụ tải xuất tuyến 472 òn La 36 ình 3.5 thị phụ tải xuất tuyến 474 òn La 37 ình 3.6 thị phụ tải xuất tuyến 476 òn La 37 ình 3.7 thị phụ tải xuất tuyến 478 òn La 38 Hình 4.1 Các thông số kinh tế chạy APO .44 Hình 4.2 ác thơng số kinh tế chạy APO .47 MỞ ĐẦU Lý v tí ấp t iết đề t i Trong trình hội nhập phát triển iện đóng vai trị quan trọng phát triển kinh tế quốc gia cung cấp điện cho ngành nghề khác hoạt động sản xuất kinh doanh, khơng có điện ngành cơng nghiệp khơng thể tồn phát triển Bên cạnh đó, điện cần thiết cho đời sống sinh hoạt dân cư, góp phần nâng cao chất lượng sống người dân hững năm qua tốc độ phát triển kinh tế xã hội nước ta nói chung địa bàn huyện Quảng Trạch nói riêng tăng cao Vì nhu cầu sử dụng điện tăng theo Vì để nâng cao chất lượng điện năng, đảm bảo cung cấp điện an toàn, ổn định, liên tục chất lượng Phục vụ trị, an ninh quốc phịng, phát triển kinh tế xã hội nhu cầu sinh hoạt nhân dân việc giảm tổn thất điện vấn đề cấp thiết quan trọng Trong hệ thống điện miền Trung nói chung hệ thống điện huyện Quảng Trạch nói riêng phụ tải cao điểm thấp điểm thường lệch lớn nên cao điểm thường thiếu công suất vào thấp điểm cơng suất phản kháng lại phát ngược nguồn Thêm vào khả phát công suất phản kháng nhà máy điện hạn chế cosphi = 0,8 – 0,85 gồi lý kinh tế, người ta không chế tạo máy phát có khả phát nhiều cơng suất phản kháng đủ cho chế đố phụ tải lớn nhất, mà làm chức điều chỉnh cơng suất phản kháng hệ thống điện để đáp ứng nhanh chóng yêu cầu thay đồi phụ tải Do phần công suất phản kháng bù nguồn công suất phản kháng đặt thêm gọi chung nguồn công suất bù Lưới điện thuộc khu vực huyện Quảng Trạch năm qua đầu tư hệ thống tụ bù công suất phản kháng Tuy nhiên chưa đặt hiệu cao guyên nhân phát triển thay đổi lưới điện chưa đồng phụ tải thay đổi liên tục theo năm dẫn đến vị trí lắp đặt tụ bù khơng cịn hợp lý Vì để nghiên cứu tính tốn, đề xuất số giải pháp hợp lý hiệu tác giả chọn đề tài “Nghiên cứu, đề xuất giải pháp bù tối ưu công suất phản kháng nhằm giảm tổn thất điện cho lưới điện huyện Quảng Trạch” Đ i t ợ v p ạm vi i ứ - ối tượng nghiên cứu hệ thống bù lưới điện phân phối thuộc phạm vi huyện Quảng Trạch Khảo sát nghiên cứu tổng thể hệ thống bù từ đánh giá phân tích đưa giải pháp bù công suất phản kháng tối ưu hợp lý - Phạm vi nghiên cứu đề tài toàn lưới điện phân phối (lưới Trung áp, hạ áp) cấp điện cho phụ tải sinh hoạt chuyên dùng khu vực huyện Quảng Trạch Mụ ti v iệm vụ i ứ Mụ ti ủ đề t i a Phân tích chế độ làm việc hành lưới phân phối 22kV huyện Quảng Trạch b ghiên cứu tính tốn, đề xuất giải pháp bù tối ưu công suất phản kháng hệ thống lưới điện V c Từ nhu cầu sử dụng điện hộ phụ tải thực trạng nguồn, khảo sát xây dựng hệ thống sơ đồ phân phối phụ tải, tính tốn đề xuất vị trí lắp đặt hệ thống bù kèm theo dung lượng bù cho lưới điện d Sử dụng phần mềm chương trình ngành điện để kiểm sốt hệ thống bù lưới N iệm vụ i ứ Từ mục tiêu nghiên cứu trên, nên nhiệm vụ luận văn bao gồm vấn đề sau: a ánh giá trạng nguồn, lưới điện, nhu cầu sử dụng điện năng, tình hình cung cấp điện tính chất phụ tải địa bàn huyện Quảng Trạch b Lý thuyết công suất phản kháng, bù công suất phản kháng ảnh hưởng vấn đề tổn thất điện c Ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT để tính tốn lựa chọn dung lượng bù hợp lý d Phân tích ưu điểm, nhược điểm phương pháp khả áp dụng vào lưới điện huyện Quảng Trạch Ý ĩ v tí t ự tiễ - óp phần nâng cao chất lượng điện, khả truyền tải khả vận hành lưới điện Việt am nói chung lưới điện huyện Quảng Trạch nói riêng ngày tốt - iúp giảm chi phí vận hành, sửa chữa, giúp giảm tổn hao lượng Mang lại nhiều lợi ích kinh tế cho ngành điện - Làm tài liệu tham khảo cho công tác nghiên cứu vận hành lưới điện phân phối T đề t i “Nghiên cứu, đề xuất giải pháp bù tối ưu công suất phản kháng nhằm giảm tổn thất điện cho lưới điện huyện Quảng Trạch” P p áp i ứ - Khảo sát tình hình thực tế, thực trang lưới điện, xây dựng sơ đồ phân bố phụ tải Phụ lục 4: Kết chạy CAPO hạ áp XT 478 Hòn La mùa mưa 12/11/2018 12:39:59AM System Base kVA: 00000.00 Capacitor Placement Optimization Report 478HONLA_OK-T3 - Ha ap Analysis Data: Considered Size 50 50 30.00 10.00 Number of fixed banks: Number of switched banks: Energy Cost Real Reactive (per kWh) (per kvarh) 1,695.00 20.17 Discount Rate (pu/yr) Inflation Rate (pu/yr) 0.08 0.03 Evaluation Period (yrs) Installation Cost Fixed Switched (per kvar) (per kvar) 15.00 171,720.00 268,600.00 Maintenance Rate Fixed Switched (per kvar yr) (per kvar yr) 5,151.60 8,058.00 Load Snapshots Used: Name Relative Duration Pmax 1.00 Pmin 1.00 Page of Financial: Cost of Placing Banks: Present value cost of fixed banks: Present value cost of switched banks: Present value cost of all banks: P (kW) 55,748,263.89 21,184,123.64 76,932,387.53 Q (kvar) Present Value of Energy Loss Initial Losses 36.22 66.86 ,762,089,361.51 Final Losses 32.42 3.80 59.53 ,156,237,340.78 7.33 605,852,020.73 Savings Total savings 28,919,633.20 Page of Summary of Capacitors Placed Node Size (kvar) Fixed HAIDONG2 TAN_PHU PHU_LOC DI_LUAN THON19/5-1 QUANG_PHU_6 QUANG_PHU_3 HOP_PHU QUANG_KIM_1 HAI_DONG1 QUANG_PHU_5 HOP_TRUNG_1 TUYNENQPHU CATPHU QUANG_PHU_2 THON19/5-2 THANHTDAT QPHU4 TDC2 K.LONG7 30 60 60 60 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 BUOI UBQUANGKIM THANH_XUAN DONGHUNG BUOI2 HOP_BAN_1 10 10 10 10 10 10 Switched Page of Switched Capacitor Switching Schedule: Node Load Snapshot Size (kvar) Step Size Fraction in Service (pu) (pu) Pmax 10.00 1.0000 1.0000 Pmax 10.00 1.0000 1.0000 Pmax 10.00 1.0000 1.0000 Pmax 10.00 1.0000 1.0000 Pmax 10.00 1.0000 1.0000 Pmax 10.00 1.0000 1.0000 BUOI UBQUANGKIM THANH_XUAN DONGHUNG BUOI2 HOP_BAN_1 Page of ... khảo cho công tác nghiên cứu vận hành lưới điện phân phối T đề t i ? ?Nghiên cứu, đề xuất giải pháp bù tối ưu công suất phản kháng nhằm giảm tổn thất điện cho lưới điện huyện Quảng Trạch? ?? P p áp i... TIẾNG ANH T đề t i NGHIÊN CỨU, ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP BÙ TỐI ƯU CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG NHẰM GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CHO LƯỚI ĐIỆN HUYỆN QUẢNG TRẠCH ọc viên: Trần Long Kế - huyên ngành: Kỹ thuật điện Mã... ? ?Nghiên cứu, đề xuất giải pháp bù tối ưu công suất phản kháng nhằm giảm tổn thất điện cho lưới điện huyện Quảng Trạch? ?? Đ i t ợ v p ạm vi i ứ - ối tượng nghiên cứu hệ thống bù lưới điện phân phối