Đánh giá độ tin cậy trong hệ thống phân phối có nguồn phân bố

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHẠM HỒNG THANH ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY TRONG HỆ THỐNG PHÂN PHỐI CÓ NGUỒN PHÂN BỐ Chuyên ngành: THIẾT BỊ, MẠNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng năm 2007 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : TS Nguyễn Hoàng Việt Cán chấm nhận xét : Cán chấm nhận xét : Luận văn thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng năm ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc -oOo Tp HCM, ngày tháng năm NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Ngày, tháng, năm sinh : Giới tính : Nam / Nữ Nơi sinh : Chuyên ngành : Khoá (Năm trúng tuyển) : 1- TÊN ĐỀ TÀI: 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: 3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ghi đầy đủ học hàm, học vị ): Nội dung đề cương Luận văn thạc sĩ Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) CHỦ NHIỆM BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUN NGÀNH (Họ tên chữ ký) LỜI CẢM ƠN! Đầu tiên, xin chân thành cảm ơn thầy TS Nguyễn Hoàng Việt, giáo viên hướng dẫn Luận Văn Tốt Nghiệp cho Để hoàn thành Luận Văn Tốt Nghiệp này, hướng dẫn tận tình Thầy suốt trình thực Luận Văn Tôi xin ghi nhớ công ơn tình cảm tốt đẹp Thầy dành cho thời gian vừa qua Ngoài ra, xin chân thành cảm ơn tất Quý Thầy Cô Bộ môn Hệ Thống Điện Trường Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh Trong thời gian học tập vừa qua, Thầy Cô truyền đạt vốn kiến thức vô quý báu Những kiến thức chuyên môn ngày nâng cao nhờ công ơn giảng dạy Quý Thầy Cô Tôi xin chúc Quý Thầy Cô dồi sức khỏe thành công nghiệp giảng dạy Cuối cùng, xin gởi lời cảm ơn chân thành đến bạn bè, đồng nghiệp, gia đình tạo cho nỗ lực cố gắng đóng góp chân tình giúp hoàn thành Luận Văn Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2007 Học viên Phạm Hồng Thanh Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM Luận văn tốt nghiệp TÓM TẮT LUẬN VĂN Ngày độ tin cậy Hệ thống điện ngày quan tâm giới Ở Việt Nam, chưa đánh giá mức, tương lai, thị trường điện hình thành, có nghĩa người tiêu dùng lựa chọn nhà cung cấp điện vấn đề chất lượng điện năng, có độ tin cậy cung cấp điện, tiêu chí để khách hàng sử dụng điện lựa chọn nhà cung cấp điện Trong mạng điện phân phối, độ tin cậy quan tâm mạng truyền tải hư hỏng mang tính cục bộ, địa phương Nhưng khảo sát gần cho thấy tỉ lệ hư hỏng mạng phân phối cao nhiều so với mạng truyền tải mạng điện áp thấp Điều cho thấy việc đánh giá độ tin cậy cung cấp điện mạng phân phối cần thiết Từ cho phép áp dụng sơ đồ bước thiết kế, phân bố vốn đầu tư để nhận hệ thống phân phối có độ tin cậy cao Hệ thống phát điện phân phối (DG) kỹ thuật áp dụng mạng phân phối Tuy nhiên, mức độ ảnh hưởng đến độ tin cậy cung cấp điện khác trường hợp vị trí đặt máy phát Luận án đề cập đến tính tốn độ tin cậy mạng phân phối số phương án thường gặp Ngoài ra, luận án đề xuất sử dụng máy phát phân bố (DG) mạng phân phối, kỹ thuật phát triển mạnh nước phát triển giới Máy phát phân bố máy phát dạng nhỏ, sử dụng nguồn lượng tái tạo, đấu nối trực tiếp vào lưới phân phối Đây xem giải pháp có nhiều tiềm nhằm thay nguồn lượng hóa thạch ngày cạn kiệt gây ô nhiễm môi trường Đánh giá lựa chọn phương án vấn đề cần quan tâm Ở trình bày phương pháp mơ hình hóa đánh giá phương án Nhiều khía cạnh kinh tế, kỹ thuật xem xét đánh giá cho điểm giúp cho ta có nhìn tổng thể việc lựa chọn phương án GVHD: TS Nguyễn Hồng Việt HV: Phạm Hồng Thanh Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM Luận văn tốt nghiệp MỤC LỤC CHƯƠNG 1.1 1.2 GIỚI THIỆU Giới thiệu Đối tượng hướng nghiên cứu CHƯƠNG CÁC KHÁI NIỆM 2.1 Các khái niệm độ tin cậy 2.1.1 Độ tin cậy hệ thống điện 2.1.2 Kỹ thuật đánh giá độ tin cậy 2.1.3 Đo lường chất lượng dịch vụ số 2.2 Cấu hình hệ thống phân phối 2.2.1 Hệ thống phân phối hình tia 2.2.2 Hệ thống phân phối có nguồn lân cận 2.2.3 Hệ thống phân phối có nguồn lân cận có máy phát phân bố Nguồn phát phân bố 2.3 2.3.1 Máy phát phân bố gì? 2.3.2 Các ứng dụng máy phát phân bố 2.3.3 Lợi ích máy phát phân bố 10 2.3.4 Ảnh hưởng máy phát phân bố lên hệ thống 11 2.3.5 Các loại nguồn phát phân bố chủ yếu 12 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY 36 3.1 Định nghĩa hệ thống nối tiếp 36 3.2 Cơng Thức Tính Tốn 36 3.2.1 Cường độ hư hỏng 36 3.2.2 Độ không sẵn sàng 36 3.2.3 Thời gian hư hỏng trung bình 36 3.2.4 Chỉ tiêu tần suất trung bình ngừng cung cấp điện hệ thống (SAIFI) 36 3.2.5 Chỉ tiêu tần suất trung bình ngừng cung cấp điện phụ tải (CAIFI) 37 3.2.6 Chỉ tiêu thời gian ngừng cung cấp điện trung bình hệ thống (SAIDI) 37 3.2.7 Chỉ tiêu thời gian ngừng cung cấp điện trung bình cho phụ tải (CAIDI) .37 3.2.8 Chỉ tiêu độ tin cậy (không tin cậy) việc cung cấp điện ASAI (ASUI) 37 3.2.9 Năng lượng thiếu hụt 37 3.2.10 Thiếu hụt điện trung bình phụ tải 38 CHƯƠNG TIA ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY HỆ THỐNG PHÂN PHỐI HÌNH 39 4.1 Hệ thống phân phối với máy cắt đầu nhánh (phương án bản) 40 4.2 Hệ thống phân phối có đặt cầu chì đầu nhánh rẽ 43 4.3 Hệ thống phân phối có dao phân đoạn 45 4.3.1 Đặt dao phân đoạn L2 L3 45 4.3.2 Đặt dao phân đoạn L3 L4 48 4.3.3 Đặt dao phân đoạn L4 L5 50 4.4 Hệ thống phân phối có dao phân đoạn phân đoạn nhánh 52 4.5 Hệ thống phân phối có máy cắt phân đoạn L3 L4 nhánh 57 GVHD: TS Nguyễn Hoàng Việt HV: Phạm Hồng Thanh Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM CHƯƠNG Luận văn tốt nghiệp MẠNG PHÂN PHỐI CÓ NGUỒN DỰ TRỮ .60 5.1 Hệ thống phân phối có nguồn dự trữ khơng hạn chế 60 5.1.1 Xây dựng mơ hình mạng Hình Power World Simulator 60 5.2 Hệ thống phân phối có nguồn dự trữ có hạn chế tải 65 CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY HỆ THỐNG PHÂN PHỐI CÓ MÁY PHÁT PHÂN BỐ 70 6.1 6.2 6.3 Trường hợp 1: chọn công suất máy phát nút MW 71 Trường hợp 2: chọn công suất máy phát nút 11 MW 74 Trường hợp 3: chọn công suất máy phát 11 MW 77 CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THEO CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT PHƯƠNG PHÁP MÔ HÌNH HĨA .82 7.1 Các tiêu đánh giá hệ thống 82 7.2 Các phương án cần đánh giá lựa chọn 82 7.3 Các mơ hình dùng để đánh giá 83 7.3.1 Mơ hình theo trọng số kinh tế (chi phí đầu tư) 83 7.3.2 Mơ hình theo trọng số độ tin cậy 84 7.3.3 Mơ hình cân tiêu 84 7.4 Lập bảng đánh giá phương án 85 CHƯƠNG KẾT LUẬN 87 GVHD: TS Nguyễn Hoàng Việt HV: Phạm Hồng Thanh Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM Luận văn tốt nghiệp CHƯƠNG GIỚI THIỆU 1.1 Giới thiệu Mạng phân phối thường vận hành hình tia, phần tử bị cắt dẫn đến ngừng cung cấp điện cho phụ tải Vấn đề cần quan tâm độ tin cậy mạng phân phối khoảng thời gian điện Phí tổn ngừng cung cấp điện tăng khơng tuyến tính theo khoảng thời gian điện Hàm phân bố xác suất thời gian điện ảnh hưởng lớn đến phí tổn gây Cần lưu ý thời gian phục hồi cung cấp điện phụ thuộc vào vị trí mạng điện, phí tổn ngừng cung cấp điện khác đáng kể theo vị trí khác mạng phân phối Thiết kế vận hành mạng điện để cung cấp lượng điện đến khách hàng liên tục, chất lượng đảm bảo tính hợp lý mặt kinh tế hệ thống thiết bị Cung cấp điện liên tục có nghĩa phục vụ nhu cầu tiêu thụ điện khách hàng bao gồm an toàn cho người thiết bị Cung cấp chất lượng điện liên quan đến yêu cầu điện áp ổn định giới hạn dao động tần số Để đảm bảo tin cậy cung cấp điện cho khách hàng, mạng điện phải có độ tin cậy hệ thống để tránh tình trạng cắt phần tử gây nên điện, dẫn đến tổn thất thương mại, dịch vụ phúc lợi Luận văn trình bày tiêu độ tin cậy mạng phân phối, sơ đồ thường gặp phương pháp lựa chọn phương án theo tiêu kinh tế, kỹ thuật khác nhau, phương pháp mơ hình hóa 1.2 Đối tượng hướng nghiên cứu Luận văn nghiên cứu đánh giá độ tin cậy mạng phân phối, xem xét phương án mạng phân phối, số phương pháp nhằm nâng cao độ tin cậy cung cấp điện Các thiết bị đóng cắt máy cắt, cầu chì, dao cắt tải,…có nhiều mạng điện phân phối Số lượng, vị trí đặt chúng có ảnh hưởng lớn đến độ tin cậy phụ tải mạng điện Do đó, cần tìm phương án cho kết tốt Máy phát phân bố kỹ thuật áp dụng mạng phân phối Vị trí, cơng suất đặt máy phát phân bố có ảnh hưởng lớn đến độ tin cậy, phụ tải cần nâng cao độ tin cậy, vấn đề đáng quan tâm Khi tiến hành thực dự án thường có nhiều phương án đề ra, việc lựa chọn phương án cần dựa nhiều tiêu chí khác Luận văn trình bày phương pháp đánh giá lựa chọn phương án theo tiêu chí GVHD: TS Nguyễn Hồng Việt HV: Phạm Hồng Thanh Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM Luận văn tốt nghiệp đưa lựa chọn cách cho điểm theo tiêu chí Phương pháp mơ hình hóa giúp người định có đánh giá tổng quát nhiều phương diện GVHD: TS Nguyễn Hoàng Việt HV: Phạm Hồng Thanh Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM Luận văn tốt nghiệp CHƯƠNG CÁC KHÁI NIỆM 2.1 Các khái niệm độ tin cậy 2.1.1 Độ tin cậy hệ thống điện Chức hệ thống điện cung cấp điện theo nhu cầu phụ tải đảm bảo tính liên tục có chất lượng Khả cung cấp đầy đủ nhu cầu phụ tải hệ thống điện định nghĩa với thuật ngữ độ tin cậy Khái niệm độ tin cậy hệ thống khái quát bao hàm toàn khả hệ thống nhằm thỏa mãn địi hỏi người sử dụng điện Có thể chia độ tin cậy hệ thống thành hai yếu tố: đầy đủ an tồn, Hình 2.1 Độ tin cậy Hệ thống điện Sự cung cấp điện an tồn Sự cung cấp điện đầy đủ Hình 2.1 Sự phân chia độ tin cậy hệ thống Sự đầy đủ liên quan đến việc cung cấp điện đầy đủ cách liên tục thỏa mãn nhu cầu hệ thống phụ tải Trong phải bao gồm nguồn phát cần thiết hệ thống truyền tải phân phối để truyền công suất đến nơi tiêu thụ Sự an toàn liên quan đến đáp ứng hệ thống nhiễu loạn xảy hệ thống Hầu hết chương trình nghiên cứu đánh giá đầy đủ cung cấp điện Luận văn đánh giá độ tin cậy hệ thống phân phối khía cạnh cung cấp đầy đủ điện 2.1.2 Kỹ thuật đánh giá độ tin cậy Phân tích độ tin cậy lĩnh vực rộng nhà nghiên cứu nghiên cứu nhiều khía cạnh Trong đó, độ tin cậy đánh giá kỹ thuật định tính định lượng Kỹ thuật định tính hàm ý đánh giá độ tin cậy dựa vào kinh nghiệm suy đoán người đánh giá Kỹ thuật định lượng sử dụng phương pháp đánh giá để củng cố kết phương pháp định tính Kỹ thuật định lượng mơ tả thông tin vận hành khứ hệ thống tận dụng thông số vận hành khứ để dự đoán hiệu việc thay đổi cấu hình hệ thống vận hành GVHD: TS Nguyễn Hồng Việt HV: Phạm Hồng Thanh Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM Luận văn tốt nghiệp Hình 6.4 Mạng phân phối có nguồn phân bố (DG) GVHD: TS Nguyễn Hồng Việt 78 HV: Phạm Hồng Thanh Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM Luận văn tốt nghiệp Bảng 29 Phần tử hỏng hóc L1 L2 L3 L4 L5 La CB1 SW1 SW2 SW3 SW4 Tổng cộng Phần tử hỏng hóc L1 L2 L3 L4 L5 Lc CB1 SW1 SW2 SW3 SW4 Tổng cộng λ 0.02 0.01 0.03 0.02 0.02 0.02 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.17 λ 0.02 0.01 0.03 0.02 0.02 0.04 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.19 Nút Phần tử hỏng hóc r U 3.00 0.06 L1 0.50 0.01 L2 0.50 0.02 L3 0.50 0.01 L4 0.50 0.01 L5 2.00 0.04 - Lb 4.00 0.04 CB1 4.00 0.04 SW1 0.50 0.01 SW2 0.50 0.01 SW3 0.50 0.01 SW4 1.3824 0.235 Tổng cộng Nút Phần tử hỏng hóc r U 0.63 0.01 L1 0.58 0.01 L2 5.00 0.15 L3 0.50 0.01 L4 0.50 0.01 L5 4.00 0.16 - Ld 0.68 0.01 CB1 0.68 0.01 SW1 4.00 0.04 SW2 4.00 0.04 SW3 0.50 0.01 SW4 2.3513 0.44675 Tổng cộng GVHD: TS Nguyễn Hoàng Việt 79 λ 0.02 0.01 0.03 0.02 0.02 0.06 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.21 λ 0.02 0.01 0.03 0.02 0.02 0.02 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.17 Nút r U 0.63 0.01 2.00 0.02 0.50 0.02 0.50 0.01 0.50 0.01 5.00 0.30 0.68 0.01 4.00 0.04 4.00 0.04 0.50 0.01 0.50 0.01 2.2107 0.46425 Nút r U 0.63 0.01 0.58 0.01 5.00 0.15 0.50 0.01 0.50 0.01 2.00 0.04 0.68 0.01 0.68 0.01 4.00 0.04 4.00 0.04 0.50 0.01 1.9221 0.32675 HV: Phạm Hồng Thanh Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM Phần tử hỏng hóc L1 L2 L3 L4 L5 Le CB1 SW1 SW2 SW3 SW4 Tổng cộng λ 0.02 0.01 0.03 0.02 0.02 0.06 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.21 Luận văn tốt nghiệp Nút r U 0.63 0.01 0.58 0.01 0.73 0.02 4.00 0.08 0.50 0.01 5.00 0.30 0.68 0.01 0.68 0.01 0.68 0.01 4.00 0.04 4.00 0.04 2.5250 0.53025 Phần tử hỏng hóc L1 L2 L3 L4 L5 Lf CB1 SW1 SW2 SW3 SW4 Tổng cộng λ 0.02 0.01 0.03 0.02 0.02 0.02 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.17 Nút r U 0.63 0.01 0.58 0.01 0.73 0.02 0.68 0.01 3.00 0.06 4.00 0.08 0.68 0.01 0.68 0.01 0.68 0.01 0.68 0.01 4.00 0.04 1.5324 0.2605 Bảng 30 Phương án Thông số Máy phát nút – Máy phát 11MW – 11MW Độ cải thiện (%) SAIFI 0.19 0.19 SAIDI 0.3002 0.3002 -34.17 CAIDI 1.5800 1.5800 -34.17 ASUI 0.000034 0.000034 -34.17 ENS 5.5315 5.5315 -35.23 AENS 0.2911 0.2911 -35.23 Chỉ tiêu độ tin cậy hệ thống giảm Trong trường hợp lắp đặt máy phát không đạt hiệu cao mặt độ tin cậy Tuy nhiên, công suất lắp đặt máy phát phân bố có cơng suất giới hạn lớn đường dây trục có khả tải lớn Trong trường hợp phụ tải phát triển lớn xem xét phương án thay cho việc cải tạo, nâng cấp đường dây, máy phát cần phải đặt gần phụ tải tốt GVHD: TS Nguyễn Hoàng Việt 80 HV: Phạm Hồng Thanh Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM Luận văn tốt nghiệp Nhận xét: Từ kết tính tốn trên, ta rút số nhận xét sau Máy phát phân bố lắp đặt mạng có khả nâng cao độ tin cậy hệ thống Vị trí đặt cơng suất đặt máy phát phân bố có ảnh hưởng lớn đến độ tin cậy, lắp đặt máy phát phân bố gần phụ tải cần nâng cao độ tin cậy có hiệu Máy phát phân bố không phục vụ cho phụ tải chỗ mà cịn cung cấp cho phụ tải lân cận khác Trong trường hợp cần lưu ý đến cơng suất lớn máy phát lắp đặt, công suất phụ thuộc vào khả tải đường dây Khi phụ tải phát triển thay phải cải tạo nâng cấp đường dây, phương án đòi hỏi nhiều thời gian tiền bạc, đặc biệt việc cắt điện để cải tạo khó khăn thành phố lớn hay khu cơng nghiệp, ta xem xét đến phương án sử dụng máy phát phân bố hệ thống Ở số phương án mạng phân phối, phần sau đề xuất phương pháp lựa chọn phương án theo tiêu kinh tế kỹ thuật: phương pháp mơ hình hóa GVHD: TS Nguyễn Hoàng Việt 81 HV: Phạm Hồng Thanh Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM Luận văn tốt nghiệp CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THEO CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT PHƯƠNG PHÁP MƠ HÌNH HÓA 7.1 Các tiêu đánh giá hệ thống Khi so sánh phương án khác nhau, có nhiều tiêu mà cần phải xem xét Vậy yếu tố ảnh hưởng đến việc đánh giá phương án? Trước tiên, tiêu độ tin cậy hệ thống tính tốn phần Khả bảo trì tiêu quan trọng Nếu thiết bị bảo trì dễ dàng, bảo trì tốt hơn, tiếp tục hoạt động tin cậy thời gian dài Nếu ngắt điện phần để bảo trì (cắt điện có kế hoạch) phụ tải khác hoạt động làm giảm thời gian bị cắt điện phụ tải Xem xét tương tự công tác xây dựng, kế hoạch hay quy trình địi hỏi phải mở rộng, hệ thống có dự phịng có khả bảo trì dễ dàng mở rộng Dao cắt tải, cầu chì, cáp thiết bị khác thêm vào hệ thống vận hành bình thường liên tục Một tiêu quan trọng khác đánh giá phương án thiết kế có khả phục hồi bị hư hỏng Một hệ thống tốt cho phép sử dụng thiết bị cách ly cô lập cố để xử lý hệ thống tiếp tục vận hành bình thường Khả dự phịng hữu ích việc phục hồi hệ thống Ví dụ, hệ thống có nguồn dự trữ lân cận phục hồi cung cấp điện từ nguồn dự trữ nguồn bị hư hỏng hay phải bảo trì Một hệ thống vận hành đơn giản đáng tin cậy thời gian dài Đội ngũ nhân viên vận hành hệ thống phải thao tác phức tạp xác suất xảy sai sót lớn Có nhiều trường hợp bị cố lớn sai sót q trình vận hành hệ thống Tổng chi phí hệ thống tiêu quan trọng phải xem xét tất phương án thiết kế Tùy theo hệ thống mà tiêu kinh tế hay tiêu kỹ thuật mang tính chi phối, từ ta cho trọng số thích hợp 7.2 Các phương án cần đánh giá lựa chọn Mỗi phương án mơ hình hóa qua tiêu đánh giá Tùy vào hệ thống mà tiêu có trọng số đánh giá khác (từ 0-100%) Với hệ thống, ta tiến hành cho điểm tiêu theo tiêu chí đề Phương án chọn phương án có tổng điểm đánh giá theo trọng số lớn GVHD: TS Nguyễn Hoàng Việt 82 HV: Phạm Hồng Thanh Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM Luận văn tốt nghiệp Trong luận văn này, ta cần xem xét lựa chọn phương án cho mạng phân phối (hình tia) Ta tiến hành liệt kê phương án mà ta tiến hành tính tốn tiêu độ tin cậy phần Phương án: 1- Phương án 2- Phương án 1, có cầu chì bảo vệ đầu nhánh rẽ 3- Phương án có đặt dao phân đoạn L3 L4 4- Phương án 2, có đặt thêm dao phân đoạn nhánh 5- Phương án 4, thay dao phân đoạn L3 L4 Recloser 6- Phương án có nguồn dự trữ khơng hạn chế 7- Phương án nguồn dự trữ hạn chế, có xác suất chuyển tải 0.6 (vốn đầu tư cho nguồn dự trữ hơn) 8- Phương án có máy phát phân bố (DG) đặt nút 3, cơng suất đặt 5MW 9- Phương án có máy phát phân bố (DG) đặt nút 3, công suất đặt 11MW 10- Phương án có máy phát phân bố (DG) đặt 4, công suất đặt 11MW 7.3 Các mơ hình dùng để đánh giá 7.3.1 Mơ hình theo trọng số kinh tế (chi phí đầu tư) Đối với mơ hình này, chi phí đầu tư đóng vai trị quan trọng định việc lựa chọn phương án Do đó, tiêu kinh tế có trọng số lớn Mơ hình thường áp dụng cho phụ tải quan trọng, việc ngừng cung cấp điện không gây thiệt hại lớn Bảng 31 Chỉ tiêu Trọng số (%) Sự vận hành dễ dàng 15 Độ tin cậy 15 Khả bảo trì mở rộng 10 Khả phục hồi 10 Chi phí đầu tư 50 GVHD: TS Nguyễn Hồng Việt 83 HV: Phạm Hồng Thanh Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM Luận văn tốt nghiệp 7.3.2 Mơ hình theo trọng số độ tin cậy Đối với mơ hình này, độ tin cậy cung cấp điện đóng vai trị đinh, chi phí đầu tư khơng quan tâm nhiều Mơ hình áp dung cho phụ tải quan trọng, nhạy cảm như: quốc phòng, an ninh, bệnh viện, khu công nghiệp công nghệ cao,… Bảng32 Chỉ tiêu Trọng số (%) Sự vận hành dễ dàng Độ tin cậy 60 Khả bảo trì mở rộng 15 Khả phục hồi 15 Chi phí đầu tư 7.3.3 Mơ hình cân tiêu Đây mơ hình thường sử dụng đánh giá phương án, mơ hình có u cầu tiêu đặt cân bằng, ngồi tiêu kinh tế độ tin cậy, quan tâm nhiều đến tiêu khác như: vận hành dễ dàng, khả bảo trì mở rộng, khả phục hồi Bảng33 Chỉ tiêu Trọng số (%) Sự vận hành dễ dàng 20 Độ tin cậy 30 Khả bảo trì mở rộng 10 Khả phục hồi 20 Chi phí đầu tư 20 Ngồi ba mơ hình tiêu biểu trên, ta xây dựng thêm nhiều mơ hình khác, thêm, bớt thay đổi yếu tố ảnh hưởng trọng số chúng Việc thành lập mơ hình mang tính chất kinh nghiệm ước lượng Sự chênh lệch trọng số yếu tố ảnh hưởng tính tốn ước lượng dựa vào chi phí cắt điện phát điện giá cạnh tranh,… GVHD: TS Nguyễn Hoàng Việt 84 HV: Phạm Hồng Thanh Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM 7.4 Luận văn tốt nghiệp Lập bảng đánh giá phương án Tiến hành đánh giá phương án lập Đưa thơng số vào bảng tính (Phụ lục 1, 2, 3) theo mơ hình đánh giá, ta kết Bảng 34, 35 36 Các phương án chọn phương án có điểm đánh giá cao Bảng 34 Bảng đánh giá – Theo trọng số Kinh tế STT Phương án Phương án Phương án 1, có cầu chì bảo vệ đầu nhánh rẽ Phương án có đặt dao phân đoạn L3 L4 Phương án 2, có đặt thêm dao phân đoạn nhánh Phương án 4, thay dao phân đoạn L3 L4 Recloser Phương án có nguồn dự trữ khơng hạn chế Phương án nguồn dự trữ hạn chế, có xác suất chuyển tải 0.6 Phương án có máy phát phân bố (DG) đặt nút 3, công suất đặt 5MW Phương án có máy phát phân bố (DG) đặt nút 3, công suất đặt 11MW Phương án có máy phát phân bố (DG) đặt 4, công suất đặt 11MW 10 Điểm đánh giá 420 520 515 520 535 420 430 550 510 410 Dựa vào Bảng đánh giá trên, ta chọn phương án có điểm đánh giá cao Đó phương án :2,3,4,5,8,9 Các phương án xem tương đương Bảng 35 Bảng đánh giá – Theo trọng số độ tin cậy STT Phương án Phương án Phương án 1, có cầu chì bảo vệ đầu nhánh rẽ Phương án có đặt dao phân đoạn L3 L4 Phương án 2, có đặt thêm dao phân đoạn nhánh Phương án 4, thay dao phân đoạn L3 L4 Recloser Phương án có nguồn dự trữ khơng hạn chế Phương án nguồn dự trữ hạn chế, có xác suất chuyển tải 0.6 Phương án có máy phát phân bố (DG) đặt nút 3, công suất đặt 5MW Phương án có máy phát phân bố (DG) đặt nút 3, công suất đặt 11MW Phương án có máy phát phân bố (DG) đặt 4, công suất đặt 11MW 10 GVHD: TS Nguyễn Hoàng Việt 85 Điểm đánh giá 305 735 745 660 720 920 845 1155 1165 940 HV: Phạm Hồng Thanh Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM Luận văn tốt nghiệp Dựa vào Bảng đánh giá trên, ta chọn phương án có điểm đánh giá cao Đó phương án :6,8,9,10 Bảng 36 Bảng đánh giá – Theo mơ hình cân tiêu STT Phương án Phương án Phương án 1, có cầu chì bảo vệ đầu nhánh rẽ Phương án có đặt dao phân đoạn L3 L4 Phương án 2, có đặt thêm dao phân đoạn nhánh Phương án 4, thay dao phân đoạn L3 L4 Recloser Phương án có nguồn dự trữ không hạn chế Phương án nguồn dự trữ hạn chế, có xác suất chuyển tải 0.6 Phương án có máy phát phân bố (DG) đặt nút 3, công suất đặt 5MW Phương án có máy phát phân bố (DG) đặt nút 3, cơng suất đặt 11MW Phương án có máy phát phân bố (DG) đặt 4, công suất đặt 11MW 10 Điểm đánh giá 370 580 570 560 590 650 600 830 830 650 Dựa vào Bảng đánh giá trên, ta chọn phương án có điểm đánh giá cao Đó phương án :6, 8, 9, 10 Đây công cụ dùng để so sánh phương án khác nhau, dựa yêu cầu riêng người sử dụng khía cạnh kinh tế hay kỹ thuật Các phương án khác thêm vào bảng tính cách chèn thêm cột điền thông số đánh giá Đối với người sử dụng có chuyên mơn cao đưa thêm vào thơng số khác ảnh hưởng máy phát phân bố lên tác động bảo vệ relay hay độ rủi ro tài sử dụng mơ hình đánh giá GVHD: TS Nguyễn Hoàng Việt 86 HV: Phạm Hồng Thanh Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM Luận văn tốt nghiệp CHƯƠNG KẾT LUẬN Luận văn trình bày tính tốn độ tin cậy cho phương án khác mạng phân phối Phần mềm Power World Simulator sử dụng tính tốn phân bố cơng suất giới hạn truyền công suất hệ thống Luận văn trình bày số dạng nguồn phát phân bố xem xét ảnh hưởng đến độ tin cậy hệ thống Một phương án có khả thi hay khơng khơng dựa vào tiêu kỹ thuật mà phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác Trong luận văn này, phương pháp mơ hình hóa đề xuất việc lựa chọn phương án Một số kết luận rút từ nội dung đề tài: Nguồn phát phân bố giúp cải thiện đáng kể độ tin cậy hệ thống Để phát huy tối đa tác dụng nguồn phát phân bố nên đặt nguồn phát phân bố đặt gần với đối tượng cần nâng cao độ tin cậy Có thể xem xét khả phát công suất thừa nguồn phân bố lên lưới để bổ sung công suất cao điểm nhằm nâng cao độ tin cậy cho phụ tải lân cận, tiến hành việc tính tốn giá điện theo Phương pháp mơ hình hóa đề xuất việc đánh giá lựa chọn phương án cho phép ta đưa nhiều thông số để xem xét đánh giá phương án theo trọng số khác Kiến nghị phát triển thêm Do thời gian hạn hẹp có nhiều hạn chế việc áp dụng tính tốn độ tin cậy, luận văn thực tính tốn với hệ thống nhỏ Phương pháp mơ hình hóa đề xuất đánh giá dự án đề xuất thêm nhiều mơ thơng số khác Trong đề án nghiên cứu sau phát triển thêm: Tính tốn cho hệ thống phân phối lớn Tìm số lượng vị trí tối ưu cho thiểt bị đóng ngắt theo tiêu kinh tế độ tin cậy Xem xét ảnh hưởng dạng nguồn phát phân bố lên tính ổn định hệ thống ảnh hưởng lên tác động bảo vệ relay Tìm mối quan hệ mơ hình đánh giá giá điện, giá cắt điện,… GVHD: TS Nguyễn Hoàng Việt 87 HV: Phạm Hồng Thanh Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM Luận văn tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] “Power System Reliability Analysis with Distributed Generators” – Dan Zhu [2] “Propability Concepts in Electric Power Systems” – George J.Anders, Ontario Hydro Research Division, Toronto, Ontario, Canada [3] IEEE Std 493-1997, “IEEE Recommended Practice for the Design of Reliable Industrial and Commercial Power Systems” [4] “Estimating Reliability of Power Supply Systems” – Giovani Castelli [5] “Switch Placement to Improve System Reliability for Radial Distribution Systems with Distributed Generation” – Yiming Mao [6] “The Role of Distributed Generation in Power Quality and Reliability” - Ken Darrow, Bruce Hedman, Thomas Bourgeois, Daniel Rosenblum [7] “Power Quality Problems and Renewable Energy Solutions” - Shawn McNulty, Primen, Bill Howe [8] Evaluating Automated Power Distribution Simulations” -Hesham E Shaalan, Ph.D Systems Using Computer [9] “Improvements in Modeling and Evaluation of Electrical Power System Reliaability” – Jonh E Propst, P.E, Daniel R Doan, P.E [10] Sách “Đánh giá độ tin cậy hệ thống điện” – TS Nguyễn Hoàng Việt [11] “Đánh giá độ tin cậy hệ thống phân phối có nguồn phát phân bố” – LV Thạc sĩ, Lâm Đăng Quân GVHD: TS Nguyễn Hoàng Việt 88 HV: Phạm Hồng Thanh Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM Luận văn tốt nghiệp Phụ lục 1: Bảng đánh giá phương án theo trọng số Kinh tế Đặc điểm hệ thống Chỉ số Vấn đề vận hành Độ tin cậy Quy trình cắt điện bảo trì mở rộng Khả phục hồi Chỉ tiêu kinh tế/Chi phí đầu tư Trọng số (%) Độ phức tạp & chi phí vận hành Số lần ngừng cấp điện Hệ thống (SAIFI) Thời gian phục hồi cấp điện (CAIDI) Năng lượng thiết hụt (ENS) 15 15 Bảo trì nguồn Bảo trì đường dây trục thiết bị Cách ly khỏi nguồn cố Phục hồi cấp điện từ nguồn khác Có nguồn độc lập Tổng chi phí ước lượng (M$) Điểm đánh giá Điểm Điểm Điểm Khá phức tạp Điểm Đơn giản Đơn giản Đơn giản 0.33 0.15 0.16 0.19 4.03 3.89 3.42 3.08 26.60 11.60 10.30 Toàn Toàn Toàn Toàn Tồn Khơng Có Khơng Khơng 481.20 Phương án Điểm Khá phức tạp Điểm Điểm Điểm Điểm 10 Điểm Phức tạp Phức tạp Phức tạp Phức tạp Phức tạp 0.16 0.19 0.19 0.19 0.19 0.19 3.66 2.07 2.47 1.75 1.58 2.12 11.10 11.23 7.29 8.81 6.16 5.53 7.48 Toàn Toàn Một phần Một phần Một phần Một phần Một phần Một phần Một phần Một phần Một phần Một phần Một phần Một phần Một phần Có Có Có Có Có Có Có Có Khơng Khơng Khơng Khơng Có Có Có Có Có Khơng Khơng Khơng Khơng Khơng Khơng Có Có Không 484.80 487.80 496.80 508.80 916.80 832.80 856.80 920.80 920.80 10 10 50 420 520 515 520 535 420 430 550 510 410 Phương án: 1- Phương án 6- Phương án có nguồn dự trữ không hạn chế 2- Phương án 1, có cầu chì bảo vệ đầu nhánh rẽ 3- Phương án có đặt dao phân đoạn L3 L4 7- Phương án nguồn dự trữ hạn chế, có xác suất chuyển tải 0.6 (vốn đầu tư cho nguồn dự trữ hơn) 4- Phương án 2, có đặt thêm dao phân đoạn nhánh 8- Phương án có máy phát phân bố (DG) đặt nút 3, công suất đặt 5MW 5- Phương án 4, thay dao phân đoạn L3 L4 Recloser 9- Phương án có máy phát phân bố (DG) đặt nút 3, công suất đặt 11MW 10- Phương án có máy phát phân bố (DG) đặt 4, cơng suất đặt 11MW GVHD: TS Nguyễn Hồng Việt HV: Phạm Hồng Thanh Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM Luận văn tốt nghiệp Phụ lục 2: Bảng đánh giá phương án theo trọng số Độ tin cậy Đặc điểm hệ thống Vấn đề vận hành Độ tin cậy Quy trình cắt điện bảo trì mở rộng Khả phục hồi Chỉ tiêu kinh tế/Chi phí đầu tư Chỉ số Trọng số (%) Độ phức tạp & chi phí vận hành Số lần ngừng cấp điện Hệ thống (SAIFI) Thời gian phục hồi cấp điện (CAIDI) Năng lượng thiết hụt (ENS) 60 Bảo trì nguồn Bảo trì đường dây trục thiết bị Cách ly khỏi nguồn cố Phục hồi cấp điện từ nguồn khác Có nguồn độc lập Tổng chi phí ước lượng (M$) Điểm đánh giá Điểm Điểm Điểm Khá phức tạp Điểm Đơn giản Đơn giản Đơn giản 0.33 0.15 0.16 0.19 4.03 3.89 3.42 3.08 26.60 11.60 10.30 Toàn Toàn Tồn Tồn Tồn Khơng Có Khơng Khơng 481.20 Khá phức tạp Phương án Điểm Điểm Điểm Điểm Điểm 10 Điểm Phức tạp Phức tạp Phức tạp Phức tạp Phức tạp 0.16 0.19 0.19 0.19 0.19 0.19 3.66 2.07 2.47 1.75 1.58 2.12 11.10 11.23 7.29 8.81 6.16 5.53 7.48 Toàn Toàn Một phần Một phần Một phần Một phần Một phần Một phần Một phần Một phần Một phần Một phần Một phần Một phần Một phần Có Có Có Có Có Có Có Có Khơng Khơng Khơng Khơng Có Có Có Có Có Không Không Không Không Không Khơng Có Có Khơng 484.80 487.80 496.80 508.80 916.80 832.80 856.80 920.80 920.80 15 15 305 735 745 660 720 920 845 1155 1165 940 Phương án: 2- Phương án 1, có cầu chì bảo vệ đầu nhánh rẽ 7- Phương án nguồn dự trữ hạn chế, có xác suất chuyển tải 0.6 (vốn đầu tư cho nguồn dự trữ hơn) 3- Phương án có đặt dao phân đoạn L3 L4 8- Phương án có máy phát phân bố (DG) đặt nút 3, công suất đặt 5MW 4- Phương án 2, có đặt thêm dao phân đoạn nhánh 9- Phương án có máy phát phân bố (DG) đặt nút 3, công suất đặt 11MW 5- Phương án 4, thay dao phân đoạn L3 L4 Recloser 10- Phương án có máy phát phân bố (DG) đặt 4, công suất đặt 11MW 1- Phương án 6- Phương án có nguồn dự trữ khơng hạn chế GVHD: TS Nguyễn Hoàng Việt HV: Phạm Hồng Thanh Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM Luận văn tốt nghiệp Phụ lục 3: Bảng đánh giá phương án theo mơ hình cần mục tiêu Đặc điểm hệ thống Chỉ số Vấn đề vận hành Độ tin cậy Quy trình cắt điện bảo trì mở rộng Khả phục hồi Chỉ tiêu kinh tế/Chi phí đầu tư Trọng số (%) Độ phức tạp & chi phí vận hành Số lần ngừng cấp điện Hệ thống (SAIFI) Thời gian phục hồi cấp điện (CAIDI) Năng lượng thiết hụt (ENS) 20 30 Bảo trì nguồn Bảo trì đường dây trục thiết bị Cách ly khỏi nguồn cố Phục hồi cấp điện từ nguồn khác Có nguồn độc lập Tổng chi phí ước lượng (M$) Điểm đánh giá Điểm Điểm Điểm Khá phức tạp Điểm Đơn giản Đơn giản Đơn giản 0.33 0.15 0.16 0.19 4.03 3.89 3.42 3.08 26.60 11.60 10.30 Toàn Toàn Toàn Tồn Tồn Khơng Có Không Không 481.20 Phương án Điểm Khá phức tạp Điểm Điểm Điểm Điểm 10 Điểm Phức tạp Phức tạp Phức tạp Phức tạp Phức tạp 0.16 0.19 0.19 0.19 0.19 0.19 3.66 2.07 2.47 1.75 1.58 2.12 11.10 11.23 7.29 8.81 6.16 5.53 7.48 Toàn Toàn Một phần Một phần Một phần Một phần Một phần Một phần Một phần Một phần Một phần Một phần Một phần Một phần Một phần Có Có Có Có Có Có Có Có Khơng Khơng Khơng Khơng Có Có Có Có Có Khơng Không Không Không Không Không Có Có Khơng 484.80 487.80 496.80 508.80 916.80 832.80 856.80 920.80 920.80 10 20 20 370 580 570 560 590 650 600 830 830 650 Phương án: 1- Phương án 6- Phương án có nguồn dự trữ khơng hạn chế 2- Phương án 1, có cầu chì bảo vệ đầu nhánh rẽ 3- Phương án có đặt dao phân đoạn L3 L4 7- Phương án nguồn dự trữ hạn chế, có xác suất chuyển tải 0.6 (vốn đầu tư cho nguồn dự trữ hơn) 4- Phương án 2, có đặt thêm dao phân đoạn nhánh 8- Phương án có máy phát phân bố (DG) đặt nút 3, công suất đặt 5MW 5- Phương án 4, thay dao phân đoạn L3 L4 Recloser 9- Phương án có máy phát phân bố (DG) đặt nút 3, công suất đặt 11MW 10- Phương án có máy phát phân bố (DG) đặt 4, công suất đặt 11MW GVHD: TS Nguyễn Hồng Việt HV: Phạm Hồng Thanh LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: PHẠM HỒNG THANH Ngày, tháng, năm sinh: 10/ 02/ 1982 Nơi sinh: Bình Dương Địa liên lạc: B56 – Tổ 29 – Khu phố – Phường Hiệp Thành – Thị xã Thủ Dầu Một – Tỉnh Bình Dương Q TRÌNH ĐÀO TẠO ¾ 2000 – 2005 : Học Đại học Khoa Điện – Điện tử, Trường Đại Học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh ¾ 2005 đến : Học viên Cao học Trường Đại Học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh QUÁ TRÌNH CƠNG TÁC ¾ Từ 8/ 2006 đến 5/ 2007: Công Ty Cổ Phần Kỹ Nghệ Lạnh SEAREFICO ... 2.2.1 Hệ thống phân phối hình tia 2.2.2 Hệ thống phân phối có nguồn lân cận 2.2.3 Hệ thống phân phối có nguồn lân cận có máy phát phân bố Nguồn phát phân bố ... Sơ đồ hệ thống phân phối với nguồn lân cận 2.2.3 Hệ thống phân phối có nguồn lân cận có máy phát phân bố Độ tin cậy cung cấp điện nâng cao cách bố trí nguồn phân bố mạng điện, Hình 2.4 Trong. .. trình nghiên cứu đánh giá đầy đủ cung cấp điện Luận văn đánh giá độ tin cậy hệ thống phân phối khía cạnh cung cấp đầy đủ điện 2.1.2 Kỹ thuật đánh giá độ tin cậy Phân tích độ tin cậy lĩnh vực rộng