Tính toán, đề xuất các giải pháp nhằm tối ưu hiệu quả vận hành lưới điện phân phối điện lực đức phổ tỉnh quảng ngãi

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN HỒI TÂN TÍNH TỐN, ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NHẰM TỐI ƯU HIỆU QUẢ VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC ĐỨC PHỔ - TỈNH QUẢNG NGÃI LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2019 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN HOÀI TÂN TÍNH TỐN, ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NHẰM TỐI ƯU HIỆU QUẢ VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC ĐỨC PHỔ - TỈNH QUẢNG NGÃI Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 85.20.20.1 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN HỮU HIẾU Đà Nẵng - Năm 2019 LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn Giảng viên hướng dẫn khoa học PGS TS Nguyễn Hữu Hiếu tận tình hướng dẫn, cung cấp tài liệu tạo điều kiện tốt cho tơi hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn thầy cô khoa điện trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng giảng dạy, truyền đạt, cung cấp cho kiến thức bổ ích, kiến thức tảng để tơi thực nghiên cứu luận văn Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, người thân bạn bè ủng hộ, động viên suốt thời gian thực luận văn Một lần xin chân thành cảm ơn! TÁC GIẢ LUẬN VĂN NGUYỄN HOÀI TÂN 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 cơng trình khác khác TÁC GIẢ LUẬN VĂN NGUYỄN HOÀI TÂN MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC BẢNG MỞ ĐẦU CHƯƠNG GIỚI THIỆU ĐẶC ĐIỂM CHUNG VÀ HIỆN TRẠNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI HUYỆN ĐỨC PHỔ 1.1 Đặc điểm chung 1.1.1 Vị trí địa lý, đặc điểm, tính chất địa phương 1.1.2 Hiện trạng kinh tế xã hội 1.1.3 Thực trạng phát triển sở hạ tầng 1.2 Phương hướng phát triển kinh tế, xã hội 1.2.1 Phương hướng mục tiêu tổng quát 1.2.2 Các tiêu chủ yếu giai đoạn 2016-2020 1.3 Tổng quan hệ thống lưới điện huyện Đức Phổ 1.3.1 Nguồn lưới điện phân phối 1.3.2 Tình hình cấp điện lưới điện phân phối Điện lực Đức Phổ 1.3.3 Phụ tải điện khu vực huyện Đức Phổ 13 1.4 Tình hình tổn thất điện Điện lực Đức Phổ 14 1.5 Kết luận chương 1: 14 CHƯƠNG VẤN ĐỀ TỔN THẤT ĐIÊN NĂNG, TỐI ƯU HÓA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI VÀ GIỚI THIỆU PHẦN MỀM PSS/ADEPT 16 2.1 Vấn đề chung liên quan đến tổn thất cung cấp điện 16 2.1.1 Tổn thất điện áp 16 2.1.2 Tổn thất điện 19 2.1.3 Tổn thất phi kỹ thuật 20 2.1.4 Tổn thất kỹ thuật 20 2.2 Cơ sở lý thuyết tái cấu trúc lưới phân phối 21 2.2.1 Tái cấu trúc ? 21 2.2.2 Tái cấu trúc lưới phân phối 21 2.3 Một số biện pháp giảm TTĐN áp dụng Điện lực Đức Phổ 22 2.3.1 Các biện pháp kỹ thuật 22 2.3.2 Các biện pháp kinh doanh 23 2.4 Vấn đề bù công suất phản kháng để giảm TTĐN 23 2.4.1 Vấn đề chung bù công suất phản kháng 23 2.4.2 Các phương thức bù công suất phản kháng lưới điện phân phối 24 2.5 Giới thiệu phần mềm PSS/Adept dùng tính tốn lưới điện phân phối 26 2.5.1 Khái quát chung 26 2.5.2 Trình tự thực ứng dụng phần mền để tính tốn lưới điện phân phối 27 2.5.3 Tính tốn phân bố công suất – Load Flow Calculation 30 2.5.4 Tính tốn bù cơng suất tối ưu – CAPO Analysis 31 2.5.5 Thiết lập thông số kinh tế lưới điện cho Capo 31 2.5.6 Cách PSS/ADEPT tính vấn đề kinh tế CAPO 34 2.5.7 Cách PSS/ADEPT chọn vị trí bù tối ưu 36 2.5.8 Tính tốn tìm điểm mở tối ưu – TOPO Analysis 38 2.5.9 Thiết lập thông số kinh tế cho toán TOPO 40 2.5.10 Đặt tùy chọn cho toán TOPO 40 2.6 Kết luận chương 2: 41 CHƯƠNG ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP VẬN HÀNH TỐI ƯU LƯỚI ĐIỆN 42 3.1 Xây dựng đồ thị phụ tải cho xuất tuyến trung áp 42 3.2 Sử dụng chương trình PSS/Adept để tính tốn lắp đặt bù tối ưu 46 3.2.1 Mơ lưới điện thực tế chương trình PSS/Adept 46 3.2.2 Thiết lập thông số phục vụ toàn bù kinh tế cho xuất tuyến lưới điện phân phối huyện Đức Phổ 46 3.2.3 Tính tốn tối ưu tụ bù lưới điện phân phối 51 3.3 Tính tốn phương thức vận hành tối ưu cho lưới điện huyện Đức Phổ công cụ TOPO chương trình PSS/Adept 58 3.3.1 Ý nghĩa mục đích tính tốn điểm dừng tối ưu 59 3.3.2 Áp dụng tính tốn điểm mở tối ưu lưới điện phân phối huyện Đức Phổ 59 3.4 Giải pháp giảm tổn thất máy biến áp 60 3.5 Kết luận chương 3: 63 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 TÍNH TỐN, ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NHẰM TỐI ƯU HIỆU QUẢ VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC ĐỨC PHỔ – TỈNH QUẢNG NGÃI Học viên: Nguyễn Hoài Tân Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 8520201 Khóa: K34.KTĐ.QNg Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN Tóm tắt – Lưới điện phân phối Điện lực Đức Phổ đầu tư xây dựng từ lâu với cấu trúc lưới điện cơng nghệ cịn nhiều hạn chế, tổn thất điện cao Do đó, lưới điện cịn tồn đọng nhiều vấn đề cần phải giải Để khắc phục mặt hạn chế này, ta ứng dụng phần mềm PSS/Adept số liệu thu thập thực tế lưới điện phân phối Điện lực Đức Phổ để tính tốn phân tích chế độ vận hành lưới điện Qua tìm điểm hạn chế lưới điện gây tổn thất điện năng, tổn thất điện áp Từ đề xuất số giải pháp để nâng cao hiệu vận hành lưới điện phân phối Điện lực Đức Phổ, nhằm nâng cao chất lượng điện năng; đảm bảo cung cấp điện an toàn, liên tục cho nhân dân, đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế xã hội địa bàn huyện Đức Phổ, tỉnh Quảng Ngãi Từ khóa – lưới điện phân phối; phầm mềm PSS/Adept; bù tối ưu; trào lưu công suất; vận hành tối ưu CALCULATING, PROPOSING SOLUTIONS FOR OPTIMIZE EFFICIENCY OF DUC PHO ELECTRICITY DISTRIBUTION GRID QUANG NGAI PROVINCE Abstract – Duc Pho electricity distribution grid is invested and built for a long time with the grid structure and technology with many limitations and high power losses Therefore, the electricity distribution grid has many problems that need to be addressed To overcome these limitations, we apply PSS/Adept software and actual collected data of electricity distribution gird at Duc Pho Power Branch to calculate the operation of grid So the drawbacks of the gird that cause power loss, voltage loss can be found Based on the result, we have some solutions for these limitations to improve the operation efficiency of electricity distribution gird of Duc Pho Power Branch as well as to enhance the quanlity and quality of electricity that meet the demand of socio-economic development in Duc Pho Town, Quang Ngai Province Key words - Distribution grid; PSS/Adept software; Capacitors Optimize; Loadflow; operation optimization DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT EVNCPC : Tổng Công ty Điện lực Miền Trung TTĐN : Tổn thất điện QLVH : Quản lý vận hành DCL : Dao cách ly TBA : Trạm biến áp MBA : Máy biến áp LBS : Dao cắt có tải RMU : Tủ hợp trung VT : Vị trí CDPĐ : Cầu dao phân đoạn E16.4 : Trạm 110kV Đức Phổ E16.2 : Trạm 110kV Mộ Đức CSPK : Cơng suất phản kháng DANH MỤC HÌNH Hình 1: Bản đồ hành tỉnh Quảng Ngãi Hình 2: Biểu đồ cấu kinh tế năm 2018 huyện Đức Phổ Hình 1: Sơ đồ đường dây có phụ tải tập trung 16 Hình 2.2 : Xây dựng thuộc tính máy biến áp 28 Hình 2.3 Hộp thoại option cài đặt cho tốn phân tích 29 Hình 2.4 Xem kết hiển thị sơ đồ 30 Hình 2.5 Xem kết tính tốn số progress view 30 Hình 2.6 Các tùy chọn hộp thoại CAPO 31 Hình 2.7 Bảng thơng số kinh tế 32 Hình 2.8 Các tùy chọn họp thoại TOPO 40 Hình 3.1 : Đồ thị phụ tải ngày điển hình trạm E16.4 43 Hình 2: Đồ thị phụ tải ngày điển hình trạm E16.2 43 Hình 3: Đồ thị phụ tải ngày Điện lực Đức Phổ 44 Hình 4: Đồ thị phụ tải trung bình theo nhóm 45 Hình 3.5: Đồ thị phụ tải tương đối 46 Hình 3.6: Hộp thoại cài đặt số kinh tế PSS/ADEPT 47 Hình 7: Cài đặt thơng số tụ bù 50 Hình 3.8: Cài đặt thông số Economics bỏ qua mua sắm tụ bù 52 Hình Thơng số cài đặt Economics 53 Hình 3.10: Thơng số Economics tụ bù hạ áp 55 Hình 11: Đồ thị phụ tải ngày điển hình tuyến 471 - E.16.4 66 Hình 3.12: Đồ thị phụ tải ngày điển hình tuyến 473-E16.4 66 Hình 3.13: Đồ thị phụ tải ngày điển hình tuyến 475-E16.4 67 Hình 3.14: Đồ thị phụ tải ngày điển hình tuyến 477-E16.4 67 Hình 3.15: Đồ thị phụ tải ngày điển hình tuyến 476-E16.2 68 Hình 3.16: Đồ thị phụ tải ngày điển hình tuyến 478-E16.2 69 68 Hình 3.15: Đồ thị phụ tải ngày điển hình tuyến 476-E16.2 69 Hình 3.16: Đồ thị phụ tải ngày điển hình tuyến 478-E16.2 70 Phụ lục : Phân tích kinh tế dự án thay MBA thơng thường MBA Amorphous Chênh lệch vốn đầu tư (triệu đồng) Sản lượng điện tiết kiệm (KWh/năm) Giá bán điện bình quân Giá bán tăng năm sau so với năm trước Hệ số chiết khấu Đời sống cơng trình 21.16 1,514.0 1720 3% 6% 20 năm Chi phí đầu tư TT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Năm 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038 Cộng Chênh lệch vốn đầu tư (triệu đồng) Tổng 21.16 21.16 21.16 21.16 EIRR= 16% Hệ số hoàn vốn kinh tế nội Doanh thu Điện giảm hàng năm (KWh) Tiền tiết kiệm theo giá bán bình quân Cân Quy 1,514 1,514 1,514 1,514 1,514 1,514 1,514 1,514 1,514 1,514 1,514 1,514 1,514 1,514 1,514 1,514 1,514 1,514 1,514 1,514 1,514 31,794 2.60 2.68 2.76 2.85 2.93 3.02 3.11 3.20 3.30 3.40 3.50 3.60 3.71 3.82 3.94 4.06 4.18 4.30 4.43 4.57 4.70 74.68 -18.56 2.68 2.76 2.85 2.93 3.02 3.11 3.20 3.30 3.40 3.50 3.60 3.71 3.82 3.94 4.06 4.18 4.30 4.43 4.57 4.70 53.52 -18.56 2.53 2.46 2.39 2.32 2.26 2.19 2.13 2.07 2.01 1.95 1.90 1.85 1.79 1.74 1.69 1.64 1.60 1.55 1.51 1.47 20.50 NPV= 20.50 Thu nhập thực tế quy Thv ( năm) 8.10 Thời gian hoàn vốn D~I HOC DA NANG CQNG HOA xA HQI CHU NGHiA VI"E:TNAM TRU'ONG D~I HQC BAcH KHOA HO Dc)c I~p - Tl}' - Hanh phuc sa HOI DONG DANH GIA LUAN VAN THAC SY HQc vien: Nguy~n Hoai Tan TT Bien ban HQi d6ng Bang diSm cua hoc vien cao Ly lich khoa hoc cua hoc vien Bien ban kiem phieu Nhan xet HQ vA T:EN l PGS.TS Ngo Van Duong hQC THACH NHI"E:M TRONG HOI DONG Chit tich H9i dong NH~NXET Ban nh{in xet Phiiu ililm [I {/ , TS Le Dinh Duong Thu ky H9i i16ng (; //v TS Doim Anh TuAn Phan bien V {/ TS Nguyen Luang Minh Phim bien (/ V TS Le Htru Hung Uy vien l/ V PGS.TS Nguyen Hfru Hi€u N'guoi huang dcin i !~ Da Nang, J) ~9 thang '():3 ndm 20 rD Thu ky HQi d6ng DAI HOC DA NANG CONG HOA xA HOI CHl) NGHiA VItT NAM DQcI~p - TV - Hanh phuc TRlfONG f)~I HQC BAcH KHOA , -» BIEN BAN Sy HQP HQI DONG DANH GIA LU~N VAN TH~C Ngay !}/j thang L?3narn 201!1., HQi dang diroc l~p theo Quyet dinh s6 cua Hieu tnrong tnrong Dai h9C Bach khoa, gam cac vien: TT HQvATEN ClfONG VI TRONG HOI DONG PGS.TS Ngo Van Duong Chu tich He>id6ng TS Le Binh Duong Thu ky Hoi d6ng TS Doan Anh Tuan Uy vien Phim bien Uy vien TS Nguyen Luang Minh TS i.e Htru Hung Phan bien Uy vien da h9P (co rn~t:05, vang mat: .thanh vien) d~ danh gia luan van thac sy: Ten dS tai: Tinh toan, il~ xudt cdc giai phdp nhizm t6i uu hieu qua vdn hanh Iuoi dien phdn phoi ili¢n luc Due Ph6-tinh Quang Ngiii - Chuyen nganh: Ky thuat di~n (K34.KTD.QNg) - Cua hoc vien cao h9C: Nguy~n Hoai Tan - NQi dung bu3i hep danh gia gam cac phin chinh sau day: a Thu ky HQi dang bao cao qua trinh h9C t~p, nghien Clm va d9C ly lich khoa h9C cua h9C vien (co van bim kern theo); b H9c vien trinh bay lu~n van; c Cac phim bi~n d9C nh~n xet va neu cau hoi (co van ban kern theo); d H9C vien tnlloi cac cau hoi cua vien HQi dang; e HQi dang thao lu~n kin va danh gia; f Ki~rn phiSu va cong b6 kSt qua (co bien ban ki~rn phiSu va phiSu kern theo) g Tac gia lu~n van phM bi~u y kiSn h Chu tich HQi dang tuyen b6 bS rn~c K~t loin Clla HQi dAng: ; 1" a) K et u~n c h ung: ~) C«~ m~t vt~ J - ", vdi; "1 ~qc 5'/l.," ' h ~ -;::r- ') V ~C • tJdr / LL1~ J)!.p~ -.11 J I/(.fl~ M~ K~t qua kiem phieu: - S6 phieu - S6 phieu - > phat ra: () hop l~: 12.5 T6ng s6 diem: 40; t S6 phieu S6 phieu (; c," khong hop l~: Diem trung binh: Da Nimg, HQ TEN & CHO' KY thu vS: ['.3 C) 6101= thang 0.3 nam 201(-), cAc THANH VIEN THAM GIA KIEM PHIEU: =,-: -J2