Nghiên cứu, ứng dụng công nghệ gis quản lý, vận hành và tính toán bù công suất phản kháng trên lưới điện phân phối

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN ĐỨC PHÚ NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIS QUẢN LÝ, VẬN HÀNH VÀ TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRÊN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI Chuyên ngành: Mạng Hệ thống điện Mã ngành: 2.06.07 LN V¡N TH¹C SÜ TP HỒ CHÍ MINH, tháng năm 2004 CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: Tiến só Hồ Văn Hiến Cán chấm nhận xét 1: Cán chấm nhận xét 2: Luận văn thạc só bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng năm 2004 Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Nguyễn Đức Phú Ngày, tháng, năm sinh: 29/03/1976 Chuyên ngành: Phái: Nam Nơi sinh: Tp Hồ Chí Minh Mạng Hệ thống điện Mã số: 0511090 I TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu, ứng dụng công nghệ GIS quản lý, vận hành tính tính toán bù công suất phản kháng lưới điện phân phối II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Nhiệm vụ: Nghiên cứu, ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) vào việc quản lý, vận hành lưới điện phân phối Từ đó, dựa lý thuyết bù công suất phản kháng tính toán bù cho số đường dây phân phối đặc trưng - Nội dung: Phần mềm nghiên cứu, sử dụng để quản lý vận hành lưới điện phân phối luận văn phần mềm MapInfo Lưới điện thực tế để thu thập xây dựng sỡ liệu lưới điện phân phối Điện lực Thủ Đức III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ (Ngày bảo vệ đề cương): IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ (Ngày bảo vệ luận án tốt nghiệp): V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Tiến só Hồ Văn Hiến CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM NGÀNH BỘ MÔN QUẢN LÝ NGÀNH Nội dung đề cương luận văn thạc só Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua Ngày tháng năm 200 PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH KHOA QUẢN LÝ NGÀNH LỜI CÁM ƠN Trước hết, xin chân thành cám ơn thầy hướng dẫn – Tiến só Hồ Văn Hiến – Giảng viên Trường Đại Học Bách Khoa hướng dẫn cặn kẽ tận tình bảo trình thực luận văn Tiếp đến, cho trân trọng gửi lời cám ơn đến Ban Giám Đốc Điện Lực Thủ Đức quan tâm, động viên tinh thần tạo điều kiện thuận lợi cho suốt thời gian học tập thực luận văn tốt nghiệp Tôi xin gửi lời cám ơn đến lãnh đạo Phòng Kỹ Thuật, Phòng Kinh Doanh anh chị CB-CNV nhiệt tình cung cấp tài liệu, số liệu giúp đỡ hoàn tất luận văn Đặc biệt, xin trân trọng cám ơn anh Nguyễn Phạm Trí Dũng – Phó Phòng Kỹ Thuật – Điện Lực Bình Phú – người thầy hướng dẫn tiếp cận với công nghệ GIS Cho gửi lời cám ơn sâu sắc cha mẹ gia đình lúc chỗ dựa vững chắc, nguồn động viên lớn lao đường học vấn Xin chúc sức khỏe thầy hướng dẫn toàn thể quý thầy cô Bộ môn Hệ Thống Điện – Trường Đại Học Bách Khoa Tp HCM, tháng năm 2004 Người thực Nguyễn Đức Phú TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Luận văn thạc só “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ GIS quản lý, vận hành tính toán bù công suất phản kháng lưới điện phân phối” thực từ tháng năm 2003 đến tháng năm 2004 Tuy nhiên, việc thu thập số liệu tiếp cận công nghệ GIS chuẩn bị trước thời gian dài Luận văn dày 140 trang kể phụ lục, gồm chương đề cập đến vấn đề liên quan đến công nghệ GIS ứng dụng vào thực tiễn để quản lý, vận hành lưới điện cách có hiệu Một nội dung khác đề cập đến luận văn tính toán bù công suất phản kháng lưới điện phân phối, xây dựng mô hình, công thức toán học chạy chương trình máy tính Việc quản lý lưới điện GIS cung cấp thông số xác cho việc tính toán bù công suất phản kháng Ngược lại, từ kết tính sau nghiên cứu, phân tích (có thể so sánh đối chiếu với cách tính khác), hoàn toàn chủ động đầu tư, lắp đặt tụ bù với dung lượng phù hợp quản lý chúng máy tính Một phần quan trọng thiếu luận văn phần sở liệu toàn lưới điện phân phối Điện lực Thủ Đức, đồ số tham chiếu chương trình ứng dụng Rất mong nhận đóng góp trao đổi kinh nghiệm bạn quan tâm lónh vực để bổ sung, khắc phục thiếu sót không tránh khỏi trình thực luận văn TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Luận văn thạc só “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ GIS quản lý, vận hành tính toán bù công suất phản kháng lưới điện phân phối” thực từ tháng năm 2003 đến tháng năm 2004 Tuy nhiên, việc thu thập số liệu tiếp cận công nghệ GIS chuẩn bị trước thời gian dài Luận văn dày 140 trang kể phụ lục, gồm chương đề cập đến vấn đề liên quan đến công nghệ GIS ứng dụng vào thực tiễn để quản lý, vận hành lưới điện cách có hiệu Một nội dung khác đề cập đến luận văn tính toán bù công suất phản kháng lưới điện phân phối, xây dựng mô hình, công thức toán học chạy chương trình máy tính Việc quản lý lưới điện GIS cung cấp thông số xác cho việc tính toán bù công suất phản kháng Ngược lại, từ kết tính sau nghiên cứu, phân tích (có thể so sánh đối chiếu với cách tính khác), hoàn toàn chủ động đầu tư, lắp đặt tụ bù với dung lượng phù hợp quản lý chúng máy tính Một phần quan trọng thiếu luận văn phần sở liệu toàn lưới điện phân phối Điện lực Thủ Đức, đồ số tham chiếu chương trình ứng dụng Rất mong nhận đóng góp trao đổi kinh nghiệm bạn quan tâm lónh vực để bổ sung, khắc phục thiếu sót không tránh khỏi trình thực luận văn MỞ ĐẦU Ngày nay, với tốc độ phát triển nhanh chóng ngành công nghệ thông tin giới việc áp dụng thành tựu ngành khoa học vào lónh vực khác quan tâm Đặc biệt, phát triển kỳ diệu Công nghệ thông tin thập kỷ cuối kỷ 20 đặt móng cho đời phát triển nhanh chóng hệ thống thông tin địa lý (Geogaphic infomation System – GIS) Ưu điểm hệ thống thông tin địa lý khả lưu trữ, thống nhất, phân tích, mô hình hóa mô tả nhiều loại liệu, đặc biệt khả phân tích liên kết liệu thuộc tính với liệu không gian Đối với ngành điện nói chung hệ thống lưới điện phân phối nói riêng việc mô máy tính để quản lý tải sản vận hành lưới điện hướng phát triển phù hợp với xu chung Từ đó, đưa đến việc giải tốt toán kinh tế kế hoạch đầu tư phát triển theo giai đoạn giảm tổn thất kỹ thuật đường dây phân phối để đạt hiệu kinh tế cao Đối tượng nghiên cứu luận văn nghiên cứu phần mềm quản lý hệ thống thông tin địa lý, từ xây dựng sỡ liệu phù hợp để quản lý, vận hành lưới điện phân phối máy tính Ở đây, phần mềm đề cập luận văn phần mềm MapInfo phổ biến Việt Nam, lưới điện sử dụng để điều tra, thu thập số liệu, xây dựng sở máy tính lưới điện phân phối thực tế Điện lực Thủ Đức Ý nghóa khoa học thực tiễn đề tài nghiên cứu: đưa cách nhìn việc mô lưới điện – cách nhìn trực quan sinh động địa dư thực tế Dựa số chương trình phân tích, tổng hợp, báo cáo số vấn đề liên quan đến lưới điện phân phối theo yêu cầu thực tế Đây sở tham khảo để vận hành lưới điện lập kế hoạch phát triển lâu dài giai đoạn CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ GIS VÀ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRÊN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI I TỔNG QUAN VỀ GIS VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG CÔNG TÁC QUẢN LÝ LƯỚI ĐIỆN: I.1 Vấn đề đặt lại sử dụng GIS GIS gì? Chúng ta cần sử dụng hệ thống tin tin địa lý lý sau: Thông tin ngày nhiều, phức tạp dạng Nhu cầu quản lý thông tin có hiệu Xử lý thông tin nhanh Ra định nhanh Vậy hệ thống GIS gì? Đơn giản ta định nghóa: GIS hệ thống thiết kế để thu nhận, lưu trữ, cập nhật, xử lý, phân tích hiển thị tất dạng thông tin địa lý Theo nhà nghiên cứu giới thông thường hệ thống GIS gồm: - Phần cứng (Hardware): Chi phí đầu tư chiếm 10%, Tuổi thọ năm - Phần mềm (Software): Chi phí đầu tư chiếm 10%, Tuổi thọ 10 năm - Dữ liệu (Data): Chi phí đầu tư chiếm 80%, Tuổi thọ 50 năm (nếu cập nhật) I.2 Các chức ứng dụng GIS: 2.1 Chức GIS: Nhập liệu, quản lý liệu, hiển thị liệu 2.2 Lợi ích GIS: - Hỗ trợ định - Chất lượng liệu tốt - Dữ liệu cập nhật dễ dàng - Hợp tác tốt quản lý điều hành - Thông tin tốt phận - Sản phẩm dịch vụ hiệu 2.3 Ứng dụng GIS hệ thống điện: a Quản lý tài sản lưới điện: - Cung cấp thông tin đường dây - Quản lý tài sản: trụ, máy biến áp thiết bị điện khác - Thể thông tin thiết bị điện liên quan b Vận hành lưới điện: - Quản lý hàng lang an toàn lưới điện - Quản lý khách hàng - Khắc phục nhanh cố điện - Tính toán tổn thất điện - Dự báo nhu cầu sử dụng c Ý nghóa: - Tính toán đầy đủ thông số vận hành thời điểm cụ thể, đối chiếu với số liệu thực tế, để vận hành lưới điện chế độ linh hoạt, an toàn, với tổn thất thấp (trong phạm vi cho phép từ trạm trung gian đến phụ tải) - Thường xuyên bố trí điểm dừng hợp lý - Vận hành tốt tụ bù cố định ứng động - Theo dõi cập nhật xác thông số thao tác theo thời gian - Ngăn ngừa giảm tối đa cố, thao tác lưới - Phân tích kinh tế – kỹ thuật mạng lưới điện hữu nhằm đánh giá tiêu đề giải pháp cải tạo, phát triển bước theo hướng đại hóa, an toàn, cung cấp điện với chất lượng cao đặc biệt giảm tổn thất II TỔNG QUAN VỀ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRÊN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI: A Vai trò, đặc điểm chung lưới điện phân phối: Tổng quát: Lưới điện phân phối lưới điện có cấp điện áp Ud ≤ 35kV Công Ty Điện Lực Điện Lực khu vực trực thuộc quản lý Lưới điện phân phối có nhiệm vụ phân phối điện cho địa phương (một thành phố, quận, huyện, ) có bán kính cấp điện nhỏ, 50 km Đặc điểm chung lưới điện phân phối: Lưới phân phối có số đặc điểm chung sau: Chế độ vận hành bình thường lưới phân phối vận hành hở, hình tia dạng xương cá Để tăng cường độ tin cậy cung cấp điện lưới phân phối có cấu trúc mạch vòng vận hành hở, tuyến dây liên thông với để tuyến dây cấp điện cho tuyến dây khả tải cho phép tuyến dây bị nguồn Trong mạch vòng phát tuyến trung liên kết với dao cách ly, thiết bị nối mạch vòng (Ring Main Unit) Các thiết bị vận hành vị trí mở, trường hợp cần sửa chữa cố đường dây việc cung cấp điện không bị gián đoạn lâu dài nhờ vào việc chuyển đổi nguồn cung cấp thao tác đóng dao cách ly phân đoạn hay tự động chuyển nguồn nhờ thiết bị nối mạch vòng Phụ tải lưới phân phối đa dạng phức tạp, phụ tải sinh hoạt dịch vụ, tiểu thủ công nghiệp đa phần hộ phụ tải Kết nghiên cứu thống kê từ thực tế vận hành đưa đến kết luận nên vận hành lưới phân phối theo dạng hình tia lý sau: - Vận hành đơn giản hơn; - Trình tự phục hồi lại kết cấu lưới sau cố dễ dàng hơn; - Ít gặp khó khăn việc lập kế hoạch cắt điện cục Luận văn tốt nghiệp Thầy HD: TS Hồ Văn Hiến 122 VI GIẢM TỔN THẤT CÔNG SUẤT, GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG, CHI PHÍ, VÀ TIẾT KIỆM VỚI N VỊ TRÍ ĐẶT TỤ BÙ: Giảm tổn thất công suaát: n Giam_ΔP = 3α.c.∑ x i [(2 − x i ) + λ.x i − (2.i − 1).c] (1) i =1 đó: c- hệ số tụ bù vị trí c= Q bù đặt vị trí Q tổng đoạn λ= α= Q tập trung cuối Q tổng đoạn 1 + λ + λ2 xi – khoảng cách đvtđ từ vị trí đặt tụ bù i đến nguồn Vị trí đặt tụ bù tối ưu: x i,opt = (2i −1).c − − λ 2(1 − λ ) (2) Thay (2) vào (1) có được: Giảm_ ΔPopt Với: ⎡ ( 2i − 1)c i c c2 i.c ⎤ = 3α.c.∑ x i ⎢ − + + − ⎥ 1− λ − λ 4(1 − λ ) − λ ⎦ i =1 ⎣1 − λ n n ∑ (2i −1) = n i =1 Thực hiện: Nguyễn Đức Phú n ∑i = i =1 n(n + 1) (3) Luận văn tốt nghiệp n ∑ i2 = i =1 Thầy HD: TS Hồ Văn Hiến 123 n n(n + 1)(2n + 1) n ∑ 1− λ = 1− λ i =1 (3) viết: Giảm_ ΔPopt = ( ) 3α.c ⎡ c n 4n − c ⎤ ⎢ n − cn + ⎥ 1− λ ⎣ 12 ⎦ (4) Hệ số bù c để có giảm ΔPopt nhiều ứng với bởi: c= ∂Giảm _ ΔP = cho ∂c 2n + (5) Giảm tổn thất điện năng: n [ ] Giảm_ ΔA = 3α.c.∑ x i (2 − x i )k ' pt + λ.x i k ' pt − (2.i − 1).c T i =1 (6) T = đvtđ tụ đóng suốt năm Nếu xét đơn bù kỹ thuật nhằm giảm tổn thất điện vị trí tụ bù tối ưu cho bởi: x i,opt = (2i −1)c − − λ 2(1 − λ )k 'pt (7) và: Giảm_ ΔA opt = ( ) ⎤⎥.T 3α.C T ⎡ ' C 4n − ⎢ k pt − C T + T ' 1- λ ⎢⎣ 12n k pt ⎥⎦ (8) đó: CT = nc Giá trị CT để giảm ΔAopt đạt trị số lớn nhất: C T = nc = 2n ' k pt 2n + (9) Giảm tổn thất điện với n vị trí bù có xét chi phí: Từ (1) (6) phương trình tổng tiết kiệm đoạn phát tuyến pha có phụ tải tập trung phụ tải phân bố viết theo (1) (6) Thực hiện: Nguyễn Đức Phú Luận văn tốt nghiệp 124 [ n Thầy HD: TS Hồ Văn Hiến ] ∑ $ = 3K1α.c.∑ x i (2 − x i )k 'pt + x i λk 'pt − (2i −1)c T.k tt ΔPQ i =1 n + 3K α.c ∑ x i [(2 − x i ) + x i λ − (2i − 1).c].ΔPQ − K C T Q toång (10) i =1 đó: K1 – phí tổn điện tổn thất $/kWh K2 – chi phí năm đầu tư nguồn phát $/kW/năm K3 – chi phí năm tụ bù $/kVAr/năm xi – vị trí đặt tụ bù thứ i, đvtđ n – số tụ bù đặt n vị trí k’pt – hệ số phụ tải phản kháng CT – hệ số bù tổng, CT = nc c – hệ số bù vị trí tụ bù Ktt – hệ số tổn thất ΔPQ – tổn thất công suất tác dụng công suất phản kháng λ= α= Q tt Q toång (11) (12) + λ + λ2 T – thời gian đóng tụ (8760 /năm) Vị trí đặt tụ bù tối ưu tụ có cách giaûi ∂ (∑ $) ∂ ($) < 0) = (để ý ∂x i ∂x 2i Suy ra: xi = (2i −1) c (K + K1T) − 1− λ (1 − λ) K + K1Tk 'pt ( Thực hiện: Nguyễn Đức Phú ) (13) Luận văn tốt nghiệp Thầy HD: TS Hồ Văn Hiến 125 với < xi < - Trường hợp λ = (chỉ có phụ tải tập trung), cho n = xi = x = - Trường hợp λ = (chỉ có phụ tải phân bố đều), tính bình thường ΔPQ,Φ: tổn thất công suất tác dụng gây công suất phản kháng trước bù ΔPQΦ R = U dm đó: ⎡ Q 2pb ⎤ + Q tt Q pb ⎥ 10 −3 ⎢Q tt + ⎢⎣ ⎥⎦ (14) Qtt – phụ tải tập trung cuối Qpb – phụ tải phân bố dọc theo đoạn đường dây R – điện trở đoạn đường dây * Trình tự tính toán tìm vị trí công suất tụ bù tối ưu để tổng tiết kiệm lớn nhất: a- Cho CT, tính λ, α, c = b- Tính x1, x2, …, xn c- Tính Σ$ CT n với < xi 1 cho xi =1, có nhiều xi cho (đặt cuối đoạn đường dây xác định lại vị trí đặt tụ bù thực tế Toàn công việc thực chương trình Thực hiện: Nguyễn Đức Phú Luận văn tốt nghiệp 126 Thầy HD: TS Hồ Văn Hiến Các thông số cần nhập vào chương trình: - Điện trở đường dây R - Cấp điện áp: m - Công suất kháng tập trung cuối kể trừ công suất tụ bù phía sau có (Qtt) - Công suất tụ bù tất đoạn phía sau: Qbù phía sau - Công suất phản kháng tải phân bố: Qpb - Công suất tác dụng tải tập trung: Ptt - Công suất tác dụng tải phân bố: Ppb - Hệ số phụ tải: k’pt - Các chi phí: K1, K2, K3 - Thời gian đóng tụ: 8760 - Số vị trí đặt tụ bù dự kiến: n *Trình tự tính toán: + Qtổng = Qtt + Qpb (các đoạn phía sau có bù) +λ= Q tt Q tổng λ = (chỉ có phụ tải tập trung) đặt cuối (x = 1) Thực hiện: Nguyễn Đức Phú Luận văn tốt nghiệp + α= Thầy HD: TS Hồ Văn Hiến 127 1 + λ + λ2 + Máy tính cho độ bù tổng CT thay đổi từ 0,1 đến 1, tính vị trí đặt tụ bù xi, định số vị trí đặt tụ m (do có xi = 1), tính tổng tiết kiệm Σ$ theo (10) chọn CT ứng với trị số m có Σ$ lớn Kết sau: (từ mục a đến mục t) a Hệ số bù tổng CT b Tổng công suất tụ bù: Qbù = CT Qtổng c Số vị trí bù dự kiến n d Kết luận có m vị trí e Vị trí đặt tụ bù x1, x2, …,xm * Đối với d e tính toán kiểm tra sau: Với số vị trí bù dự kiến n hệ số bù tổng CT, hệ số bù vị trí: c= CT n Tính vị trí đặt tụ bù dự kiến: xi = (2i −1).c(K + K1T ) − − λ 2(1 − λ ) K + K1Tk /pt ( ) với i = 1, n - Nếu có xi > cho xi = - Nếu có nhiều xi = m vị trí bù Ví dụ ban đầu dự kiến đặt vị trí tụ bù kết tính được: x1 < x2 >1 choïn x2 = x3 >1 choïn x3 = Như số vị trí bù thực tế m =2 Thực hiện: Nguyễn Đức Phú Luận văn tốt nghiệp Thầy HD: TS Hồ Văn Hiến 128 - Tính lại hệ số bù vị trí thực tế c = CT C kết c = T dùng m m tính tiếp sau f Công suất bù vị trí: Q bù = Q bù m g Phần trăm giảm tổn thất điện so với tổn thất điện ban đầu: Phần trăm giảm tổn thất điện ban đầu so với tổn thất điện đoạn đường dây có đặt tụ bù đoạn phía sau có bù m [ ] %Giảm _ ΔAΙ phía sau có bù = 3α.c∑ x i (2 − x i )k /pt + λx i k /pt − (2i − 1)c 100% i =1 Phần trăm giảm tổn thất điện ban đầu so với tổn thất điện ban đầu chưa có đoạn đặt tụ bù, để tính phần trăm này, thực phép tính sau: + Tổn thất công suất tác dụng đoạn đường dây thành phần công suất tác dụng phụ tải ΔPP = ⎤ −3 R ⎡ Ppb P P P kW + + ⎢ tt tt pb ⎥ 10 U 2dm ⎢⎣ ⎥⎦ + Tổn thất công suất tác dụng đoạn đường dây thành phần công suất phản kháng phụ tải với đoạn phía sau có tính bù ΔPQ = ⎤ −3 R ⎡ Q pb Q Q Q kW + + ⎢ tt tt pb ⎥ 10 U 2dm ⎢⎣ ⎥⎦ + Tổn thất công suất tác dụng đoạn đường dây thành phần công suất phản kháng phụ tải chưa có đoạn tính bù (ban đầu) Qtt,0 = Qtt + Qbù phía sau Thực hiện: Nguyễn Đức Phú Luận văn tốt nghiệp Thầy HD: TS Hồ Văn Hiến 129 ⎤ Q 2pb R ⎡ ΔPQ ,φ = ⎢Q tt ,0 + + Q tt ,0 Q pb ⎥ 10 −3 kW U dm ⎢⎣ ⎥⎦ Từ tính được: %Giảm _ ΔA phía sau có bù 100 %Giảm _ ΔAΙ so với ΔA trước bù = ΔPQ ( + ΔPQ , φ − ΔPQ ) 100% ΔPP + ΔPQ , φ h Phần trăm tổn thất điện so với điện cung cấp cho phụ tải: + Điện cung cấp cho phụ tải A=(Ptt + Ppb ) Kpt 8760 + Giảm tổn thất điện sau bù: %Giảm _ ΔA so với ΔA trước bù ( ) * ΔPP + ΔPQ , φ k tt 8760 100 ktt hệ số tổn thaát ktt = 0,3 kpt + 0,7 k2pt Suy ra: %Giảm _ ΔA = so với ΔA trước bù ( ) % giaûm ΔA ΔPP + ΔPQ ,φ k tt Giaûm ΔA 100% = Ptt + Ppb k pb A ( ) i Phần trăm tổn thất điện ban đầu chưa có đoạn tính bù: %ΔA = có bù so với A ban đầu (ΔPP + ΔPQ ,φ ) k tt (Ptt + Ppb ) k pt 100% (dùng cho j) j Phần trăm tổn thất điện sau bù: %ΔA có bù so với A ban đầu = %ΔA chưa bù so với A ban đầu − %giảmΔA có bù so với A k Phần trăm giảm tổn thất công suất so với tổn thất công suất ban đầu: * Phần trăm giảm tổn thất công suất so với tổn thất công suất đường dây có đặt tụ bù đoạn phía sau có bù Thực hiện: Nguyễn Đức Phú Luận văn tốt nghiệp %giảmΔP Thầy HD: TS Hồ Văn Hiến 130 m phía sau có bù = α.c.∑ x i [(2 − x i ) + λx i − (2i − 1).c] 100% i =1 * Phần trăm giảm tổn thất công suất so với tổn thất công suất chưa có đoạn đặt tụ bù(ban đầu), để tính phần trăm này, thực phép tính sau: %giảmΔP phía sau có bù 100 %giảmΔP so với ΔP trước bù = ΔPQ + (ΔPQ,φ − ΔPQ ) ΔPP + ΔPQ,φ 100% (dùng cho l) với ΔPP, ΔPQ,φ, ΔPQ, tính g l Phần trăm giảm tổn thất công suất so với công suất cung cấp cho phụ tải: %giảmΔP có bù so với P = %giảmΔP so với ΔP trước bù * (ΔPP + ΔPQ,φ ) Ptt + Ppb 100% (dùng cho n) m Phần trăm giảm tổn thất ban đầu chưa có bù: %giảmΔP chưa có bù so với P = (ΔPP + ΔPQ,φ ) Ptt + Ppb 100% (dùng cho n) n Phần trăm tổn thất công suất sau bù: %giảmΔP có bù so với P = %ΔP chưa bù so với Pø − %giảmΔP có bù so với Pø (= m – l) o Điện giảm tổn thất: giảmΔA = %giảmΔA so với ΔA trước bù * 4 4 4 43 theo −g l = %giảmΔA 100 so với ΔA trước bù 100 * 10 −3 *(ΔPP + ΔPQ ,φ )k tt * 8760 *10 −3 p Tiết kiệm giảm tổn thất điện năng: Thực hiện: Nguyễn Đức Phú ΔA trước bù (MWh) Luận văn tốt nghiệp Thầy HD: TS Hồ Văn Hiến 131 (*103 đổi thành KWh) Tiết kiệm = giảm ΔA trong− o *10 K1 q Điện giảm tổn thất: giảmΔP = %giảmΔP so với ΔP trước buø * 4 4 4 43 ΔPtrước bù theo − k l = %giảmΔP 100 so với ΔP trước bù 100 *(ΔPP + ΔPQ −φ )k tt * 8760 * 10 −3 r Tieát kiệm giảm tổn thất công suất: Tiết kiệm = giảm ΔP s Chi phí tụ bù: Chi phí tụ = Q bù − b − q (kW) * K2 * K3 t Tổng tiết kiệm hàng năm: Tổng tiết kiệm = Tiết kiệm + Tiết kiệm – Chi phí tụ ÁP DỤNG TÍNH TOÁN THỰC TẾ CHO MỘT SỐ TUYẾN DÂY: Chọn K1 = 0.05$/kWh; K2 = 20$/kW/năm; K3 = 0.5$/kVAr/năm; Tuyến Thủy Cục 1: Dây ACV 240mm2, chiều dài 3.196km R = ro l = 0.078 x 3.196 = 0.25 Qtt = ΣStt x sinϕ x hệ số tải = 5000 x 0.53 x 0.7 = 1855 Qpb = 0Qbù phía sau = Ptt = ΣStt x cosϕ x heä số tải = 5000 x 0.85 x 0.7 = 2975 Ppb = Hệ số phụ tải: k’pt = 0.7 Số vị trí n = T = 8760 Tuyến Thủy Cục 2: Dây ACV 240mm2, chiều dài 3.901km R = ro l = 0.078 x 3.901 = 0.304 Qtt = ΣStt x sinϕ x hệ số taûi = 5790 x 0.53 x 0.7 = 2148.09 Qpb = 0Qbù phía sau = Ptt = ΣStt x cosϕ x hệ số tải = 5790 x 0.85 x 0.7 = 3445.05 Ppb = Hệ số phụ tải: k’pt = 0.7 Số vị trí n = T = 8760 Tuyến Việt Thắng: Thực hiện: Nguyễn Đức Phú m =15kV Luận văn tốt nghiệp 132 Thầy HD: TS Hồ Văn Hiến Phân đoạn 2: Vừa phân bố vừa tập trung Dây ACV 240mm2, chiều dài 0.785km R = ro l = 0.078 x 0.785 = 0.061 Qtt = ΣStt x sinϕ x hệ số taûi = 400 x 0.53 x 0.7 = 148.4 Qpb = ΣSpb x sinϕ x hệ số tải = 25 x 0.53 x 0.7 = 9.275 Qbù phía sau = Ptt = ΣStt x cosϕ x hệ số tải = 400 x 0.85 x 0.7 = 238 Ppb = ΣSpb x cosϕ x hệ số tải = 25 x 0.85 x 0.7 = 14.875 Hệ số phụ tải: k’pt = 0.7 Số vị trí n = T = 8760 Phân đoạn 1: Phân bố Dây ACV 240mm2, chiều dài 1.484km R = ro l = 0.078 x 1.484 = 0.1157 Qtt = Qtt đoạïn + (Ptt + Ppp) trước = 148.4 + 9.275 = 157.675 Qpb = ΣSpb x sinϕ x hệ số tải = 200 x 0.53 x 0.7 = 74.2 Qbù phía sau = Ptt = ΣStt x cosϕ x hệ số tải + (Ptt + Ppp) trước = 238 + 14.875 = 252.875 Ppb = ΣSpb x cosϕ x hệ số tải = 200 x 0.85 x 0.7 = 119 Hệ số phụ tải: k’pt = 0.7 Số vị trí n = Thực hiện: Nguyễn Đức Phú T = 8760 KẾT LUẬN Với thời hạn hoàn thành định, luận văn thạc só “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ GIS quản lý, vận hành tính toán bù công suất phản kháng lưới điện phân phối” chắn đáp ứng đầy đủ yêu cầu đặt ra, đạt số vấn đề trọng tâm chính: + Đã nghiên cứu ứng dụng công nghệ GIS – cụ thể phần mềm MapInfo – để xây dựng hệ sở liệu quản lý, vận hành lưới điện phân phối + Cập nhật lên máy tính tương đối đầy đủ hệ thống lưới điện phân phối thực tế Điện lực Thủ Đức theo cách tổ chức sở liệu ban đầu + Bước đầu có số chương trình ứng dụng để quản lý, vận hành lưới điện đáp ứng số nhu cầu thực tế Điện lực + Kết hợp với kết tính toán bù công suất phản kháng lưới điện phân phối phát tuyến, áp dụng thực tế Điện lực để góp phần làm giảm tổn thất điện năng, nâng cao hiệu kinh tế ổn định chất lượng loại hàng hóa đặc biệt Một số vướng mắc cần phải nghiên cứu liên quan đến nội dung luận văn: - Liên kết chương trình quản lý, vận hành kết tính toán bù cách tự động (hiện bán tự động - hai phần tách hoạt động riêng lẻ) đưa vào vận hành quản lý có hiệu loại tụ bù ứng động - Vấn đề phát sinh cần nghiên cứu giải tiếp tụ bù làm gia tăng sóng hài bậc cao, vấn đề cần hỗ trợ chuyên gia đầu ngành - Vấn đề người yếu tố quan trọng, cần phải có lực lượng nhân có tinh thần trách nhiệm, ý thức tổ chức kỷ luật cao phối hợp với công cụ, thiết bị đại đạt hiệu cao TÀI LIỆU THAM KHẢO Bù công suất phản kháng lưới cung cấp phân phối điện Tác giả: TS Phan Đăng Khải Nhà xuất khoa học kỹ thuật – 2001 Cơ sở Hệ thống thông tin địa lý GIS (khái niệm, phần mềm ứng dụng) - Tác giả: Nguyễn Thế Thận Nhà xuất khoa học kỹ thuật – naêm 1999 Electric Power Distribution System Engineering – Turan Gonen – McGraw - Hill, Inc Hệ thống điện Truyền tải phân phối - Tác giả: TS Hồ Văn Hiến Nhà xuất Đại học quốc gia TPHCM – 2003 MapInfo Professional – User’s Guide Version 5.5 Map Basic Language - Version 4.0 Maïng cung cấp phân phối điện - Tác giả: Bùi Ngọc Thư Nhà xuất khoa học kỹ thuật – 2002 Mạng lưới điện - Tác giả: Nguyễn Văn Đạm Nhà xuất khoa học kỹ thuật – 2001 Lưới điện Hệ thống điện - Tác giả: Trần Bách Nhà xuất khoa học kỹ thuật – 2002 10 Power System Voltage Stability - Carson W.Taylor - McGraw-Hill, Inc 11 Tổ chức hệ thống thông tin địa lý – Phần mềm MapInfo 4.0 Tác giả: Nguyễn Thế Thận – Trần Công Yến Nhà xuất xây dựng – năm 2000 12 Tạp chí IEEE: - Application of Tabu Search in Solving Non-Differentiable Savings Function for the Calculation of Optimum Savings due to Shunt Capacitor Installation in a Radial Distribution System - A Method for Simulation and Analysis of Reactive Power Market - A New Optimal Reactive Power Scheduling Method for Loss Minimization and Voltage Stability Margin Maximization Using Successive Multi Objective Fuzzy LP Technique - A Personal Computer Graphical Environment For Industrial Distribution System Education Design and Analysis - Capacitor Placement, Replacement and Control in Large Scale Distribution Systems by a GA - Based Two Stage Algorithm - Optimal Phase Arrangement Of Distribution Transformers Connected to a Primary Feeder for System Unbalance Improvement and Loss Reduction Using a Genetic Algorithm - Solving the Capacitor Placement Problem in a Radial Distribution System Using Tabu Search Approach KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT - Tin học: CNTT: Công nghệ thông tin CSDL: Cơ sở liệu DBMS: Hệ quản trị sở liệu –Database Managament System DSS: Hệ trợ giúp định – Design Support System SE: Hệ chuyên gia – Sysyem Expert GUI: Graphics user interface GIS: Hệ thống thông tin địa lý – Geographic Information System PC: Personal computer - Điện: DS: Dao cách ly – Disconect Switch EVN: Tổng Công ty Điện lực Việt Nam HTĐ: Hệ thống điện LBS: Dao cách ly đóng cắt có tải – Load break switch LĐPP: Lưới điện phân phối LTD: Dao cách ly chịa sức căng – Line Tenson Disconect MBA: Máy biến áp ĐLKV: Điện lực khu vực PC HCM: Công ty Điện lực TP HCM REC: Máy cắt tự động đóng lại – Recloser SCADA: Hệ thống điều khiển, giám sát thu thập liệu VHLĐ: Vận hành lưới điện TÓM TẮT LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: Nguyễn Đức Phú Ngày sinh: 29 tháng 03 năm 1976 Nơi sinh: Thành phố Hồ Chí Minh Địa liên lạc: 84 Dương Văn Cam, Phường Linh Tây, Q Thủ Đức, Tp Hồ Chí Minh Điện thoại: 8.361676 – 0918.072.224 QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: - Từ năm 1994 đến năm 1999: Sinh viên Trường Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Ngành: Kỹ Thuật Điện - Từ năm 2000 đến nay: Học viên Cao học Trường Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Chuyên Ngành: Mạng Hệ Thống Điện QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC: - Từ năm 2000 đến nay: Công tác Cty Điện lực Tp Hồ Chí Minh Điện lực Thủ Đức ... điện Mã số: 0511090 I TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu, ứng dụng công nghệ GIS quản lý, vận hành tính tính toán bù công suất phản kháng lưới điện phân phối II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Nhiệm vụ: Nghiên cứu,. .. QUAN VỀ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRÊN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI: A Vai trò, đặc điểm chung lưới điện phân phối: Tổng quát: Lưới điện phân phối lưới điện có cấp điện áp Ud ≤ 35kV Công Ty Điện Lực Điện Lực... ứng dụng công nghệ GIS quản lý, vận hành tính toán bù công suất phản kháng lưới điện phân phối? ?? thực từ tháng năm 2003 đến tháng năm 2004 Tuy nhiên, việc thu thập số liệu tiếp cận công nghệ GIS