Áp dụng phương pháp đồ thị giải tích để phân tích đánh giá độ tin cậy cung cấp điện cho lộ 376e1 2 thuộc lưới điện phân phối quận long biên

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LÊ TIẾN DŨNG ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐỒ THỊ GIẢI TÍCH ĐỂ PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN CHO LỘ 376E1.2 THUỘC LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI QUẬN LONG BIÊN Chuyên ngành: Kỹ thuật điện – Hệ thống điện LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS Nguyễn Lân Tráng Hà Nội – Năm 2017 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỞ ĐẦU 1.Mục đích nghiên cứu lý chọn đề tài Đối tượng nghiên cứu phạm vi áp dụng 2.1 Đối tượng nghiên cứu 2.2 Phạm vi áp dụng 2.3 Áp dụng cụ thể Ý nghĩa khoa học tính thực tiễn đề tài 3.1 Ý nghĩa khoa học đề tài 3.2 Tính thực tiễn đề tài 4 Phương pháp nghiên cứu Cấu trúc luận văn CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỘ TIN CẬY CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN ĐỘ TIN CẬY CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN I Khái niệm chung độ tin cậy hệ thống điện Hệ thống điện phần tử Độ tin cậy phần tử hệ thống cung cấp điện Các số Các tiêu đánh giá độ tin cậy hệ thống cung cấp điện II Các biện pháp nâng cao độ tin cậy hệ thống cung cấp điện 10 Tìm sữa chữa nhanh chóng cố 10 Sử dụng thi công hotline 10 Chỉ để điện trường hợp hợp cố lâu dài 10 Hạn chế mức thấp số khách hàng bị điện 12 Kiểm tra, bảo trì 12 III Tổng quan phương pháp tính tốn độ tin cậy cung cấp điện 12 Phương pháp không gian trạng thái 13 Phương pháp mô Monte - Carlo 13 Phương pháp đồ thị - giải tích 13 Phương pháp hỏng hóc 14 CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP ĐỒ THỊ - GIẢI TÍCH ĐỂ PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 15 I Mục đích 15 II Mơ hình tốn sở phương pháp tính 16 Mơ tả tốn 16 Mơ hình nguồn phụ tải 17 Mơ hình sơ đồ lưới điện theo ĐTC 18 Các ma trận cấu trúc 20 Tính tốn độ tin cậy cung cấp điện 23 III Ví dụ ứng dụng tính tốn độ tin cậy cung cấp điện 27 Sơ đồ số liệu ban đầu 27 Tính tốn độ tin cậy xét với điều kiện khác 30 IV Kết luận chương 36 CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHỤ TẢI THUỘC LỘ 376E1.2 CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI QUẬN LONG BIÊN 38 I Đặc điểm tự nhiên, kinh tế xã hội quận Long Biên 38 Đặc điểm tự nhiên 38 Đặc điểm kinh tế xã hội 38 II Giới thiệu số chương trình tính tốn chế độ xác lập 38 Phần mềm PSS/ADEPT 39 Phần mềm PSS/E ( Power Sytem Simulato for Engineering) 39 Phần mềm CONUS 40 Ứng dụng phần mềm CONUS tính tốn chế độ xác lập lộ 376E1.2 40 III Ứng dụng phương pháp đồ thị giải tích tính tốn độ tin cậy cung cấp điện cho phụ tải thuộc xuất tuyến 376E1.2 53 Cơ sở phương pháp 53 Các số liệu tính tốn khác 56 Tính toán độ tin cậy xét với điều kiện khác 56 Nghiên cứu ảnh hưởng lựa chọn vị trí đặt TBPĐ 69 IV Kết luận chương 85 KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO 87 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU CCĐ : Cung cấp điện DCL : Dao cách ly DCLTĐ : Dao cách ly tự động ĐDSCA : Đường dây siêu cao áp ĐTC : Độ tin cậy ĐTCCC : Độ tin cậy cung cấp điện HTĐ : Hệ thống điện HTCCĐ : Hệ thống cung cấp điện LĐPP : Lưới điện phân phối MC : Máy cắt NMĐ : Nhà máy điện TBA : Trạm biến áp TBĐC : Thiết bị đóng cắt TBPĐ : Thiết bị phân đoạn DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Các mức phụ tải, thời gian xuất mức phụ tải 30 Bảng 2.2 Tổng hợp kết tính tốn ĐTC cho khu vực HTCCĐ 34 Bảng 2.3 Tổng hợp kết tính tốn ĐTC cho khu vực HTCCĐ 37 Bảng 3.1: Số liệu nút phụ tải 40 Bảng 3.2: Số liệu nhánh 46 Bảng 3.3: Số liệu máy biến áp 49 Bảng 3.4 Điện áp nút lưới 35 kV 51 Bảng 3.5 Điện áp nút hạ áp 0,4 kV 52 Bảng 3.6.Thống kê dòng điện tính tốn nhánh 53 Bảng 3.7: Các mức phụ tải, thời gian xuất mức phụ tải 55 Bảng 3.8 Tổng hợp kết tính tốn ĐTC 67 Bảng 3.9 : Các mức phụ tải, thời gian xuất mức phụ tải 70 Bảng 3.10 Tổng hợp kết tính tốn ĐTC 83 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 2.1.Nguồn dự phịng lưới điện phân phối 16 Hình 2.2 Sơ đồ HTCCĐ nghiên cứu 17 Hình 2.3 Đồ thị phụ tải ngày theo thời gian 18 Hình 2.4 Sơ đồ HTCCĐ với phân miền khu vực 19 Hình 2.5 Sơ đồ HTCCĐ hình tia 24 Hình 2.6 Lưới điện điều khiển tự động có nguồn dự phịng .26 Hình 2.7 Sơ đồ HTCCĐ với phân miền khu vực 28 Hình 2.8: Biểu đồ phụ tải khu vực tính tốn 29 Hình 3.1: Sơ đồ nguyên lý lộ 376E1.2 40 Hình 3.2 Nhập số liệu nút 43 Hình 3.3 Nhập số liệu nhánh .46 Hình 3.4 Nhập số liệu cho máy biến áp .48 Hình 3.1: Sơ đồ CCĐ với phân miền khu vực .53 Hình 3.2 Biểu đồ phụ tải khu vực tính tốn 64 Hình 3.3: Sơ đồ CCĐ với phân miền khu vực .68 Hình 3.4 Biểu đồ phụ tải khu vực tính tốn 70 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân Các nghiên cứu kết trình bày luận án trung thực chưa công bố luận văn trước Các số liệu thống kê, báo cáo, tài liệu khoa học luận văn sử dụng cơng trình khác nghiên cứu thích đầy đủ, quy định Hà Nội, tháng 09 năm 2017 Lê Tiến Dũng LỜI CẢM ƠN Trước tiên xin gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Viện, Khoa chuyên ngành, thầy cô giáo viện Điện viện Đào tạo sau đại học, đặc biệt thầy cô môn Hệ thống điện tạo điều kiện bảo cho tơi q trình học tập thực luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới PGS.TS Nguyễn Lân Tráng suốt thời gian qua nhiệt tình dạy giúp đỡ tơi hồn thành tốt luận văn thạc sĩ Do thời gian có hạn, kiến thức cịn hạn chế tơi cố gắng thực hiện, nhiên khối lượng công việc lớn nên luận văn khơng tránh khỏi thiếu sót Tơi kính mong thầy, giáo bảo, đóng góp ý kiến để tơi hồn thiện tiếp tục nghiên cứu để phát triển đề tài MỞ ĐẦU Mục đích nghiên cứu lý chọn đề tài Trong giai đoạn cơng nghiệp hóa đại hoá đất nước ta nay, nhu cầu điện tất lĩnh vực công nghiệp, dịch vụ, sinh hoạt, nông nghiệp luôn không ngừng tăng lên ngày đóng vai trị khơng thể thiếu nên kinh tế quốc dân Nền kinh tế quốc dân ngày phát triển, tốc độ công nghiệp hóa tăng nhanh, ngày địi hỏi nhiều lượng điện Điều đặt cho hệ thống cung cấp nhiệm vụ khó khăn vừa phải thỏa mãn lượng điện tiêu thụ, vừa phải đảm bảo tiêu chuẩn chất lượng điện pháp định độ tin cậy hợp lý Đó nhiệm vụ khó khăn, việc nâng cao độ tin cậy lưới cung cấp điện có ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng điện tiêu kinh tế toàn hệ thống cung cấp điện Độ tin cậy cung cấp điện (ĐTC CCĐ) tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng điện Nếu tiêu điện áp, tần số đảm bảo điện không cung cấp liên tục khơng khơng đưa lại hiệu kinh tế mà gây thiệt hại, ảnh hướng lớn đến hoạt động an sinh xã hội Chính ngành điện cần phải có phương pháp tính tốn thích hợp để đánh giá độ tin cậy cung cấp điện Với đề tài: “Áp dụng phương pháp đồ thị - giải tích để phân tích, đánh giá độ tin cậy cung cấp điện cho lộ 376E1.2 thuộc lưới điện phân phối quận Long Biên” luận văn mong muốn đóng góp phần nhỏ tìm tịi nghiên cứu vào việc tính tốn đánh giá độ tin cậy cung cấp điện, nhằm đảm bảo yêu cầu sử dụng điện tin cậy cho hộ tiêu thụ điện Đối tượng nghiên cứu phạm vi áp dụng 2.1 Đối tượng nghiên cứu Nghiên cứu lưới điện phân phối (LĐPP) có sơ đồ phức tạp (hình tia, lưới kín vận hành hở), xét đến nguồn dự phịng, phương tiện đóng cắt tự động loại trừ cố 2.2 Phạm vi áp dụng Kết nghiên cứu nhằm áp dụng vào thực tế LĐPP Việt Nam 2.3 Áp dụng cụ thể Dự kiến áp dụng phương pháp nghiên cứu tính tốn với lộ 376E1.2 thuộc sơ đồ lưới điện điện lực Long Biên Ý nghĩa khoa học tính thực tiễn đề tài 3.1 Ý nghĩa khoa học đề tài Luận văn sâu nghiên cứu, phát triển phương pháp đồ thị giải tích tính ĐTC CCĐ nhằm xét đến hiệu thiết bị đóng cắt tự động loại trừ nhanh cố, nâng cao độ tin cậy cho hệ thống 3.2 Tính thực tiễn đề tài Các kết nghiên cứu đề tài ứng dụng việc đánh giá độ tin cậy cung cấp điện cho hộ cụ thể lưới điện phân phối quận Long Biên Phương pháp nghiên cứu - Kết hợp phương pháp nghiên cứu với tính tốn kiểm tra cụ thể cho lưới điện thực tế - Phương pháp giải tích kết hợp với phương pháp phân chia sơ đồ khu vực để tính tốn - So sánh định lượng hiệu nâng cao ĐTC CCĐ nâng cấp dao cách li (DCL) thành DCL tự động máy cắt (MC), lưới có khơng có nguồn dự phịng, từ đưa kết luận hiệu giải pháp nâng cao ĐTC cung cấp điện Trong ma trận C1 ma trận ảnh hưởng TBPĐ xét TBPĐ khu vực 2,3,4,5 DCL thường; ma trận C2 ma trận xét TBPĐ khu vực 2,3,4,5 DCLTĐ; ma trận As ma trận liên hệ nguồn S vơi khu vực có khu vực bị cố Ma trận thời gian xử lí cố thiết bị phân đoạn DCL thể qua ma trận Rpd1 (đơn vị h/lần): rpd12 rpd13 rpd 14 rpd15 22 rpd 23 rpd 24 rpd 25 00 0 22 rpd 34 rpd 35 = 0 2 Rpd1= 0 rpd 43 00 00 202 rpd 45 00 00 220 rpd 53 rpd 54 Áp dụng công thức (2.4) đến (2.8) để tính thời gian ngừng cung cấp điện, điện ngừng cung cấp cho khu vực, HTCCĐ cố Trước hết ta tính cường độ hỏng hóc λ cho khu vực: λ1 = λ0.L1 = (4/100).2,35≈ 0,094 lần/năm; λ2 = λ0.L2 = (4/100).13,04 ≈ 0,522 lần/năm; λ3 = λ0.L3 = (4/100).8,47 ≈ 0,339 lần/năm; λ4 = λ0.L4 = (4/100).4,82 ≈ 0,193 lần/năm; λ5 = λ0.L5= (4/100).15,11 ≈ 0,604 lần/năm A Trường hợp thiết bị phân đoạn dao cách ly: - Khi hỏng hóc khu vực 1: Máy cắt xuất tuyến nhảy, cắt toàn lưới điện phân phối Các khu vực 2, 3,4,5 điện thời gian sửa chữa hỏng hóc khu vực Thời gian ngừng cung cấp điện khu vực cố khu vực sau: Tmđ11 = {Rpd(1,1)+[1-As(1,1)]r1}λ1 = [0+(1-0).12].0,094 = 1,128 h/năm Tmđ21 = {Rpd(2,1)+[1-As(2,1)]r1}λ1 = [0+(1-0).12].0,094 = 1,128 h/năm Tmđ31 = {Rpd(3,1)+[1-As(3,1)]r1}λ1 = [0+(1-0).12].0,094 = 1,128 h/năm Tmđ41 = {Rpd(4,1)+[1-As(4,1)]r1}λ1 = [0+(1-0).12].0,094 = 1,128 h/năm Tmđ51 = {Rpd(5,1)+[1-As(5,1)]r1}λ1 = [0+(1-0).12].0,094 = 1,128 h/năm 73 Khi ngừng điện công tác khu vực tất các khu vực điện (As(i,1) 0), cần cộng thêm thời gian điện cho khu vực i: TCT1i = [1-As(i,1)].λCT.rCT + As(i,1) λCT.rCL= x x = 12 h/năm Ở đây, rCT thời gian lần ngừng công tác, rCL thời gian phụ thêm phải thao tác đóng cắt DCL (bằng máy cắt hay DCL tự động) Khi khu vực i không bị ảnh hưởng ngừng công tác khu vực (nghĩa A(i,1) = 1) bị thời gian thao tác DCL để cách li khu vực sửa chữa rCL) - Khi hỏng hóc khu vực 2: Khu vực điện tạm thời thời gian thao tác cách ly cố khu vực Khu vực 2,3,4,5 điện thời gian sửa chữa hỏng hóc khu vực Ta có thời gian ngừng cung cấp điện sửa chữa ngừng công tác khu vực khu vực bị cố: Thời gian ngừng cung cấp điện khu vực cố khu vực sau: Tmđ12 = {Rpd(1,2)+[1-As(1,2)]r2}λ2 = [2+(1-1).12].0,522 = 1,044 h/năm Tmđ22 = {Rpd(2,2)+[1-As(2,2)]r2}λ2 = [0+(1-0).12] 0,522 = 6,264 h/năm Tmđ32 = {Rpd(3,2)+[1-As(3,2)]r2}λ2 = [0+(1-0).12] 0,522 = 6,264 h/năm Tmđ42 = {Rpd(4,2)+[1-As(4,2)]r2}λ2 = [0+(1-0).12] 0,522 = 6,264 h/năm Tmđ52 = {Rpd(5,2)+[1-As(5,2)]r2}λ2 = [0+(1-0).12] 0,522 = 6,264 h/năm Thời gian ngừng điện công tác khu vực ảnh hưởng đến khu vực: TCT12 = [1-As(1,2)].λCT.rCT + As(1,2) λCT.rCL = x 0,5 = h/năm TCT22 = [1-As(2,2)].λCT.rCT + As(2,2) λCT.rCL = x x = 12 h/năm TCT32 = [1-As(3,2)].λCT.rCT + As(3,2) λCT.rCL = x x = 12 h/năm TCT42 = [1-As(4,2)].λCT.rCT + As(4,2) λCT.rCL = x x = 12 h/năm TCT52 = [1-As(5,2)].λCT.rCT + As(5,2) λCT.rCL = x x = 12 h/năm - Khi hỏng hóc khu vực 3: Kkhu vực 1, 2,4,5 điện thời gian thao tác thiết bị phân đoạn, khu vực bị điện suốt thời gian sửa chữa hỏng hóc 74 Ta có thời gian ngừng cung cấp điện sửa chữa ngừng công tác khu vực khu vực bị cố: Tmđ13 = {Rpd(1,3)+[1-As(1,3)]r3}λ3 = [2+(1-1).12].0,339 = 0,678 h/năm Tmđ23 = {Rpd(2,3)+[1-As(2,3)]r3}λ3 = [2+(1-1).12] 0,339 = 0,678 h/năm Tmđ33 = {Rpd(3,3)+[1-As(3,3)]r3}λ3 = [0+(1-0).12] 0,339 = 4,068 h/năm Tmđ43 = {Rpd(4,3)+[1-As(4,3)]r3}λ3 = [2+(1-1).12] 0,339 = 0,678 h/năm Tmđ53 = {Rpd(5,3)+[1-As(5,3)]r3}λ3 = [2+(1-1).12] 0,339 = 0,678 h/năm Thời gian ngừng điện công tác khu vực ảnh hưởng đến khu vực: TCT13 = [1-As(1,3)].λCT.rCT+ As(1,3) λCT.rCL = x 0,5 = h/năm TCT23 = [1-As(2,3)].λCT.rCT+ As(2,3) λCT.rCL = x 0,5 = h/năm TCT33 = [1-As(3,3)].λCT.rCT+ As(3,3) λCT.rCL = x x = 12 h/năm TCT43 = [1-As(4,3)].λCT.rCT+ As(4,3) λCT.rCL = x 0,5 = h/năm TCT53= [1-As(5,3)].λCT.rCT+ As(5,3) λCT.rCL = x 0,5 = h/năm - Khi hỏng hóc khu vực 4: Khu vực 1, 2, 3, điện thời gian thao tác thiết bị phân đoạn, khu vực bị điện suốt thời gian sửa chữa hỏng hóc Ta có thời gian ngừng cung cấp điện sửa chữa ngừng công tác khu vực khu vực bị cố: Tmđ14 = {Rpd(1,4)+[1-As(1,4)]r4}λ4 = [2+(1-1).12].0,193 = 0,386 h/năm Tmđ24 = {Rpd(2,4)+[1-As(2,4)]r4}λ4 = [2+(1-1).12] 0,193 = 0,386 h/năm Tmđ34 = {Rpd(3,4)+[1-As(3,4)]r4}λ4 = [2+(1-1).12] 0,193 = 0,386 h/năm Tmđ44 = {Rpd(4,4)+[1-As(4,4)]r4}λ4 = [0+(1-0).12] 0,193 = 2,316 h/năm Tmđ54 = {Rpd(5,4)+[1-As(5,4)]r4}λ4 = [2+(1-1).12] 0,193 = 0,386h/năm Thời gian ngừng điện công tác khu vực ảnh hưởng đến khu vực: TCT14 = [1-As(1,4)].λCT.rCT + As(1,4) λCT.rCL = x 0,5 = h/năm TCT24 = [1-As(2,4)].λCT.rCT + As(2,4) λCT.rCL = x 0,5 = h/năm TCT34 = [1-As(3,4)].λCT.rCT + As(3,4) λCT.rCL = x 0,5 = h/năm 75 TCT44 = [1-As(4,4)].λCT.rCT + As(4,4) λCT.rCL = x x = 12 h/năm TCT54 = [1-As(5,4)].λCT.rCT + As(5,4) λCT.rCL = x 0,5 = h/năm - Khi hỏng hóc khu vực 5: Khu vực 1, 2, 3, điện thời gian thao tác thiết bị phân đoạn, khu vực bị điện suốt thời gian sửa chữa hỏng hóc Ta có thời gian ngừng cung cấp điện sửa chữa ngừng công tác khu vực khu vực bị cố: Tmđ15 = {Rpd(1,5)+[1-As(1,5)]r5}λ5 = [2+(1-1).12].0,604 = 1,208 h/năm Tmđ25 = {Rpd(2,5)+[1-As(2,5)]r5}λ5 = [2+(1-1).12] 0,604= 1,208 h/năm Tmđ35 = {Rpd(3,5)+[1-As(3,5)]r5}λ5 = [2+(1-1).12] 0,604= 1,208 h/năm Tmđ45 = {Rpd(4,5)+[1-As(4,5)]r5}λ5 = [2+(1-1).12] 0,604= 1,208 h/năm Tmđ55 = {Rpd(5,5)+[1-As(5,5)]r5}λ5 = [0+(1-0).12] 0,604= 7,248 h/năm Thời gian ngừng điện công tác khu vực ảnh hưởng đến khu vực: TCT15 = [1-As(1,5)].λCT.rCT+ As(1,5) λCT.rCL = x 0,5 = h/năm TCT25 = [1-As(2,5)].λCT.rCT+ As(2,5) λCT.rCL = x 0,5 = h/năm TCT35 = [1-As(3,5)].λCT.rCT+ As(3,5) λCT.rCL = x 0,5 = h/năm TCT45 = [1-As(4,5)].λCT.rCT+ As(4,5) λCT.rCL = x 0,5 = h/năm TCT55 = [1-As(5,5)].λCT.rCT+ As(5,5) λCT.rCL = x x = 12 h/năm - Tính tốn tổng hợp cho khu vực 1: Tổng hợp nguyên nhân điện ta có: Tmđ1=Tmđ11+Tmđ12+Tmđ13+Tmđ14+Tmđ15+TCT11+TCT12+TCT13+TCT14+TCT15=28,444h/năm Để tính lượng điện bị ngừng CCĐ cần áp dụng công thức (2.6) Với khu vực 1, thực chất nhân thời gian ngừng điện Tmđ1 với αtb1 (tính theo biểu đồ) Theo bảng 3.9 ta có αtb1 =(0,27 + 0,42.3 +0,5.5 +0,3.8)/24 = 0,35 MW Nếu coi biểu đồ phụ tải ngày năm gần tính cho biểu đồ phụ tải kéo dài năm ta có αtb = 0,35 MW Do đó: Emđ = 28,444 h/năm x 0,35 MW = 9,955 MWh/năm 76 -Tính toán tổng hợp cho khu vực 2: Tổng hợp ngun nhân điện ta có: Tmđ2=Tmđ21+Tmđ22+Tmđ23+Tmđ24+Tmđ25+TCT21+TCT22+TCT23+TCT24+TCT25=42,664h/năm Để tính lượng điện bị ngừng CCĐ cần áp dụng công thức (2.6) Với khu vực 2, thực chất nhân thời gian ngừng điện Tmđ2 với αtb2 (tính theo biểu đồ) Theo bảng 3.9 ta có αtb2 =(0,75 +1,2.7 + 1,5.4+ 0,9.10)/24 = 1,068 MW Nếu coi biểu đồ phụ tải ngày năm gần tính cho biểu đồ phụ tải kéo dài năm ta có αtb = 1,068 MW Do đó: Emđ = 42,664 h/năm x 1,068 MW = 45,565 MWh/năm -Tính tốn tổng hợp cho khu vực 3: Tổng hợp ngun nhân điện ta có: Tmđ3=Tmđ31+Tmđ32+Tmđ33+Tmđ34+Tmđ35+TCT31+TCT32+TCT33+TCT34+TCT35=55,054h/năm Để tính lượng điện bị ngừng CCĐ cần áp dụng công thức (2.6) Với khu vực 3, thực chất nhân thời gian ngừng điện Tmđ3 với αtb3 (tính theo biểu đồ) Theo bảng 3.9 ta có αtb3 =(1,4 + 2,12.3 + 2,4.5 + 1,7.8)/24 = 1,798 MW Nếu coi biểu đồ phụ tải ngày năm gần tính cho biểu đồ phụ tải kéo dài năm ta có αtb = 1,798 MW Do đó: Emđ = 55,054 h/năm x 1,798 MW = 98,987 MWh/năm - Tính tốn tổng hợp cho khu vực 4: Tổng hợp nguyên nhân điện ta có: Tmđ4=Tmđ41+Tmđ42+Tmđ43+Tmđ44+Tmđ45+TCT41+TCT42+TCT43+TCT44+TCT45=53,594h/năm Để tính lượng điện bị ngừng CCĐ cần áp dụng công thức (2.6) Với khu vực 4, thực chất nhân thời gian ngừng điện Tmđ4 với αtb4 (tính theo biểu đồ) Theo bảng 3.9 ta có αtb4 =(0,6 3+ 0,8.4 +1.4 + 0,8.13)/24 = 0,808 MW Nếu coi biểu đồ phụ tải ngày năm gần tính cho biểu đồ phụ tải kéo dài năm ta có αtb = 0,34 MW Do đó: Emđ = 53,594 h/năm x 0,808 MW = 43,303 MWh/năm 77 - Tính tốn tổng hợp cho khu vực 5: Tổng hợp nguyên nhân điện ta có: Tmđ5=Tmđ51+Tmđ52+Tmđ53+Tmđ54+Tmđ55+TCT51+TCT52+TCT53+TCT54+TCT55=57,704h/năm Để tính lượng điện bị ngừng CCĐ cần áp dụng công thức (2.6) Với khu vực 3, thực chất nhân thời gian ngừng điện Tmđ5 với αtb5 (tính theo biểu đồ) Theo bảng 3.9 ta có αtb5 =(0,5 + 0,7.3 + 1.6 + 0,75.9)/24 = 0,7 MW Nếu coi biểu đồ phụ tải ngày năm gần tính cho biểu đồ phụ tải kéo dài năm ta có αtb = 0,7 MW Do đó: Emđ = 57,704 h/năm x 0,7 MW = 40,392MWh/năm B Trường hợp thiết bị phân đoạn máy cắt: Ta tính theo cơng thức Tuy nhiên, cần sử dụng ma trận C2 , tương ứng với phần tử ma trận Rpd - Khi hỏng hóc khu vực 1: Máy cắt xuất tuyến nhảy, cắt toàn lưới điện phân phối Các khu vực 2, 3,4,5 điện thời gian sửa chữa hỏng hóc khu vực Thời gian ngừng cung cấp điện khu vực cố khu vực sau: Tmđ11 = {Rpd(1,1)+[1-As(1,1)]r1}λ1 = [0+(1-0).12].0,094 = 1,128 h/năm Tmđ21 = {Rpd(2,1)+[1-As(2,1)]r1}λ1 = [0+(1-0).12].0,094 = 1,128 h/năm Tmđ31 = {Rpd(3,1)+[1-As(3,1)]r1}λ1 = [0+(1-0).12].0,094 = 1,128 h/năm Tmđ41 = {Rpd(4,1)+[1-As(4,1)]r1}λ1 = [0+(1-0).12].0,094 = 1,128 h/năm Tmđ51 = {Rpd(5,1)+[1-As(5,1)]r1}λ1 = [0+(1-0).12].0,094 = 1,128 h/năm Khi ngừng điện công tác khu vực tất các khu vực điện (As(i,1) 0), cần cộng thêm thời gian điện cho khu vực i: TCTi1 = [1-As(i,1)].λCT.rCT+As(i,1) λCT.rCL=[1-0].6 + 6.0= x x = 12 h/năm Ở đây, rCT thời gian lần ngừng công tác, rCL thời gian phụ thêm phải thao tác đóng cắt DCL (bằng máy cắt hay DCL tự động) 78 Khi khu vực i không bị ảnh hưởng ngừng công tác khu vực (nghĩa A(i,1) = 1) bị thời gian thao tác DCL để cách li khu vực sửa chữa rCL) - Khi hỏng hóc khu vực 2: Khu vực điện tạm thời thời gian thao tác cách ly cố khu vực Khu vực 2,3,4,5 điện thời gian sửa chữa hỏng hóc khu vực Ta có thời gian ngừng cung cấp điện sửa chữa ngừng công tác khu vực khu vực bị cố: Thời gian ngừng cung cấp điện khu vực cố khu vực sau: Tmđ12 = {Rpd(1,2)+[1-As(1,2)]r2}λ2 = [0+(1-1).12].0,522 = h/năm Tmđ22 = {Rpd(2,2)+[1-As(2,2)]r2}λ2 = [0+(1-0).12] 0,522 = 6,264 h/năm Tmđ32 = {Rpd(3,2)+[1-As(3,2)]r2}λ2 = [0+(1-0).12] 0,522 = 6,264 h/năm Tmđ42 = {Rpd(4,2)+[1-As(4,2)]r2}λ2 = [0+(1-0).12] 0,522 = 6,264 h/năm Tmđ52 = {Rpd(5,2)+[1-As(5,2)]r2}λ2 = [0+(1-0).12] 0,522 = 6,264 h/năm Thời gian ngừng điện công tác khu vực ảnh hưởng đến khu vực: TCT12 = [1-As(1,2)].λCT.rCT + As(1,2) λCT.rCL = [1-1].6 + 1.6.0 = h/năm TCT22 = [1-As(2,2)].λCT.rCT + As(2,2) λCT.rCL = [1-0].6 + 0.6.0 = 12 h/năm TCT32 = [1-As(3,2)].λCT.rCT + As(3,2) λCT.rCL = [1-0].6.2 + 0.6.0 = 12 h/năm TCT42 = [1-As(4,2)].λCT.rCT + As(4,2) λCT.rCL = [1-0].6 + 0.6.0 = 12 h/năm TCT52 = [1-As (5,2)].λCT.rCT + As(5,2) λCT.rCL = [1-0].6 + 0.6.0 = 12 h/năm - Khi hỏng hóc khu vực 3: Khu vực 1, 2,4,5 điện thời gian thao tác thiết bị phân đoạn, khu vực bị điện suốt thời gian sửa chữa hỏng hóc Ta có thời gian ngừng cung cấp điện sửa chữa ngừng công tác khu vực khu vực bị cố: Tmđ13 = {Rpd(1,3)+[1-As(1,3)]r3}λ3 = [0+(1-1).12].0,339 = h/năm Tmđ23 = {Rpd(2,3)+[1-As(2,3)]r3}λ3 = [0+(1-1).12] 0,339 = h/năm Tmđ33 = {Rpd(3,3)+[1-As(3,3)]r3}λ3 = [0+(1-0).12] 0,339 = 4,068 h/năm 79 Tmđ43 = {Rpd(4,3)+[1-As(4,3)]r3}λ3 = [0+(1-1).12] 0,339 = h/năm Tmđ53 = {Rpd(5,3)+[1-As(5,3)]r3}λ3 = [0+(1-1).12] 0,339 = h/năm Thời gian ngừng điện công tác khu vực ảnh hưởng đến khu vực: TCT13 = [1-As(1,3)].λCT.rCT+ As(1,3) λCT.rCL = [1-1].6 + 1.6.0 = h/năm TCT23 = [1-As(2,3)].λCT.rCT+ As(2,3) λCT.rCL = [1-1].6 + 1.6.0 = h/năm TCT33 = [1-As(3,3)].λCT.rCT+ As(3,3) λCT.rCL = [1-0].6 + 0.6.0 = 12 h/năm TCT43 = [1-As(4,3)].λCT.rCT+ As(4,3) λCT.rCL = [1-1].6 + 1.6.0 = h/năm TCT53 = [1-As(5,3)].λCT.rCT+ As(5,3) λCT.rCL = [1-1].6 + 1.6.0 = h/năm - Khi hỏng hóc khu vực 4: Khu vực 1, 2, 3, điện thời gian thao tác thiết bị phân đoạn, khu vực bị điện suốt thời gian sửa chữa hỏng hóc Ta có thời gian ngừng cung cấp điện sửa chữa ngừng công tác khu vực khu vực bị cố: Tmđ14 = {Rpd(1,4)+[1-As(1,4)]r4}λ4 = [0+(1-1).12].0,193 = h/năm Tmđ24 = {Rpd(2,4)+[1-As(2,4)]r4}λ4 = [0+(1-1).12] 0,193 = h/năm Tmđ34 = {Rpd(3,4)+[1-As(3,4)]r4}λ4 = [0+(1-1).12] 0,193 = h/năm Tmđ44 = {Rpd(4,4)+[1-As(4,4)]r4}λ4 = [0+(1-0).12] 0,193 = 2,316 h/năm Tmđ54 = {Rpd(5,4)+[1-As(5,4)]r4}λ4 = [0+(1-1).12] 0,193 = h/năm Thời gian ngừng điện công tác khu vực ảnh hưởng đến khu vực: TCT14 = [1-As(1,4)].λCT.rCT + As(1,4) λCT.rC = [1-1].6 + 1.6.0 = h/năm TCT24 = [1-As(2,4)].λCT.rCT + As(2,4) λCT.rCL = [1-1].6 + 1.6.0 = h/năm TCT34 = [1-As(3,4)].λCT.rCT + As(3,4) λCT.rCL = [1-1].6 + 1.6.0 = h/năm TCT44 = [1-As(4,4)].λCT.rCT + As(4,4) λCT.rCL = [1-0].6 + 0.6.0 = 12 h/năm TCT54 = [1-As(5,4)].λCT.rCT + As(5,4) λCT.rCL = [1-1].6 + 1.6.0 = h/năm - Khi hỏng hóc khu vực 5: Khu vực 1, 2, 3, điện thời gian thao tác thiết bị phân đoạn, khu vực bị điện suốt thời gian sửa chữa hỏng hóc 80 Ta có thời gian ngừng cung cấp điện sửa chữa ngừng công tác khu vực khu vực bị cố: Tmđ15 = {Rpd(1,5)+[1-As(1,5)]r5}λ5 = [0+(1-1).12].0,604 = h/năm Tmđ25 = {Rpd(2,5)+[1-As(2,5)]r5}λ5 = [0+(1-1).12] 0,604 = h/năm Tmđ35 = {Rpd(3,5)+[1-As(3,5)]r5}λ5 = [0+(1-1).12] 0,604 = h/năm Tmđ45 = {Rpd(4,5)+[1-As(4,5)]r5}λ5 = [0+(1-1).12] 0,604 = h/năm Tmđ55 = {Rpd(5,5)+[1-As(5,5)]r5}λ5 = [0+(1-0).12] 0,604 = 7,248 h/năm Thời gian ngừng điện công tác khu vực ảnh hưởng đến khu vực: TCT15 = [1-As(1,5)].λCT.rCT+ As(1,5) λCT.rCL = [1-1].6 + 1.6.0 = h/năm TCT25 = [1-As(2,5)].λCT.rCT+ As(2,5) λCT.rC = [1-1].6 + 1.6.0 = h/năm TCT35 = [1-As(3,5)].λCT.rCT+ As(3,5) λCT.rCL = [1-1].6 + 1.6.0 = h/năm TCT45 = [1-As(4,5)].λCT.rCT+ As(4,5) λCT.rCL = [1-1].6 + 1.6.0 = h/năm TCT55 = [1-As(5,5)].λCT.rCT+ As(5,5) λCT = [1-0].6 + 0.6.0 = 12 h/năm - Tính tốn tổng hợp cho khu vực 1: Tổng hợp nguyên nhân điện ta có: Tmđ1=Tmđ11+Tmđ12+Tmđ13+Tmđ14+Tmđ15+TCT11+TCT12+TCT13+TCT14+TCT15=13,128h/năm Để tính lượng điện bị ngừng CCĐ cần áp dụng công thức (2.6) Với khu vực 1, thực chất nhân thời gian ngừng điện Tmđ1 với αtb1 (tính theo biểu đồ) Theo bảng 3.9 ta có αtb1 =(0,27 + 0,42.3 +0,5.5 +0,3.8)/24 = 0,35 MW Nếu coi biểu đồ phụ tải ngày năm gần tính cho biểu đồ phụ tải kéo dài năm ta có αtb = 0,35 MW Do đó: Emđ = 13,128 h/năm x 0,35 MW = 4,594MWh/năm - Tính tốn tổng hợp cho khu vực 2: Tổng hợp nguyên nhân điện ta có: Tmđ2=Tmđ21+Tmđ22+Tmđ23+Tmđ24+Tmđ25+TCT21+TCT22+TCT23+TCT24+TCT25=31,392h/năm Để tính lượng điện bị ngừng CCĐ cần áp dụng công thức (2.6) Với khu vực 2, thực chất nhân thời gian ngừng điện Tmđ2 với αtb2 (tính theo biểu đồ) 81 Theo bảng 3.9 ta có αtb2 =(0,75 +1,2.7 + 1,5.4+ 0,9.10)/24 = 1,068 MW MW Nếu coi biểu đồ phụ tải ngày năm gần tính cho biểu đồ phụ tải kéo dài năm ta có αtb = 1,068 MW Do đó: Emđ = 31,392 h/năm x 1,068 MW = 33,526 MWh/năm - Tính tốn tổng hợp cho khu vực 3: Tổng hợp ngun nhân điện ta có: Tmđ3=Tmđ31+Tmđ32+Tmđ33+Tmđ34+Tmđ35+TCT31+TCT32+TCT33+TCT34+TCT35=47,46h/năm Để tính lượng điện bị ngừng CCĐ cần áp dụng công thức (2.6) Với khu vực 3, thực chất nhân thời gian ngừng điện T mđ3 với αtb3 (tính theo biểu đồ) Theo bảng 3.9 ta có αtb3 =(1,4 + 2,12.3 + 2,4.5 + 1,7.8)/24 = 1,798 MW MW Nếu coi biểu đồ phụ tải ngày năm gần tính cho biểu đồ phụ tải kéo dài năm ta có αtb = 1,798 MW Do đó: Emđ = 47,46 h/năm x 1,798 MW = 85,333 MWh/năm - Tính tốn tổng hợp cho khu vực 4: Tổng hợp nguyên nhân điện ta có: Tmđ4=Tmđ41+Tmđ42+Tmđ43+Tmđ44+Tmđ45+TCT41+TCT42+TCT43+TCT44+TCT45=45,708h/năm Để tính lượng điện bị ngừng CCĐ cần áp dụng công thức (2.6) Với khu vực 4, thực chất nhân thời gian ngừng điện Tmđ4 với αtb4 (tính theo biểu đồ) Theo bảng 3.9 ta có αtb4 =(0,6 3+ 0,8.4 +1.4 + 0,8.13)/24 = 0,808 MW Nếu coi biểu đồ phụ tải ngày năm gần tính cho biểu đồ phụ tải kéo dài năm ta có αtb = 0,808 MW Do đó: Emđ = 45,708 h/năm x 0,808 MW = 36,932 MWh/năm - Tính tốn tổng hợp cho khu vực 5: Tổng hợp nguyên nhân điện ta có: Tmđ5=Tmđ51+Tmđ52+Tmđ53+Tmđ54+Tmđ55+TCT51+TCT52+TCT53+TCT54+TCT55=50,64 h/năm Để tính lượng điện bị ngừng CCĐ cần áp dụng công thức (2.6) Với khu vực 3, thực chất nhân thời gian ngừng điện Tmđ5 với αtb5 (tính theo biểu đồ) 82 Theo bảng 3.3 ta có αtb5 =(0,5 + 0,7.3 + 1.6 + 0,75.9)/24 = 0,7 MW Nếu coi biểu đồ phụ tải ngày năm gần tính cho biểu đồ phụ tải kéo dài năm ta có αtb = 0,7 MW Do đó: Emđ = 50,64 h/năm x 0,7 MW = 35,448MWh/năm Bảng 3.10 Tổng hợp kết tính tốn ĐTC Hạng mục KV KV KV KV KV Tmđ (h/năm) 28,444 42,664 55,054 53,594 57,704 Emđ (103kWh/năm) 9,955 45,565 98,987 43,303 40,392 ASAI (%) 99,67 99,51 99,37 99,38 99,34 Tmđ (h/năm) 13,128 31,392 47,46 45,708 50,64 Emđ (103kWh/năm) 4,594 33,526 85,333 36,932 35,448 ASAI (%) 99,85 99,64 99,46 99,48 99,42 I.TBPĐ DCL thường II TBPĐ máy cắt Cộng khu vực ta có điện ngừng CCĐ toàn hệ thống - Khi sử dụng DCL thường: Emđ = 238202 kWh/năm; - Khi sử dụng máy cắt : Emđ = 195833 kWh/năm Như vậy, sử dụng máy cắt thời gian điện điện bị cung cấp giảm đáng kể Để đánh giá ĐTCCCĐ chung cho tồn lưới ta tính thêm tiêu thời gian điện trung bình độ sẵn sàng cung cấp điện trung bình HTCCĐ 83 * Tính tốn với thiết bị phân đoạn dao cách ly bình thường: - Thời gian điện trung bình (System average interruption duration index-SAIDI) SAIDI  T N N mdi i i  28, 444.3  42, 664.10  55, 054.8  53, 594.1  57, 704.8) (3  10    8)  49, 213h / nam Ở đây, Ni số phụ tải khu vực i - Độ sẵn sàng cung cấp điện trung bình (Average service availability index- ASAI) ASAI N i 8760 Tmdi Ni Ni 8760 (3 10 8).8760 (28,444.3 42,664.10 55,054.8 53,594.3 57,704.8) (3 10 8).8760 99,4% 0,994 * Tính tốn với thiết bị phân đoạn máy cắt: - Thời gian điện trung bình (System average interruption duration indexSAIDI) SAIDI   Tmdi Ni 13,128.3  31,392.10  47, 46.8  45, 708.3  50, 64.8)  (3  10    8)  Ni  39,85h / nam - Độ sẵn sàng cung cấp điện trung bình( Average service availability index- ASAI ) ASAI N i 8760 Tmdi Ni Ni 8760 (3 10 8).8760 (13,128.3 31,392.10 47,46.8 (3 10 8).8760 99,6% 84 45,708.3 50,64.8) 0,996 Nhận xét: Khi chuyển vị trí DCL trường hợp cụ thể ĐTC khu vực tăng lên đáng kể ĐTC tồn hệ thống nói chung tăng lên Như vậy, để nâng cao ĐTC CCĐ việc tăng thêm số lượng, nâng cấp TBPĐ việc lựa chọn vị trí phù hợp có ý nghĩa quan trọng IV Kết luận chương Kết tính tốn cho thấy: - Lộ cung cấp điện tính tốn cho độ tin cậy tương đối đảm bảo Tuy nhiên, khu vực có ĐTC khơng đồng - Khi nâng cấp thiết bị phân đoạn DCL thành máy cắt ta thấy thời gian điện điện bị cung cấp giảm đáng kể Do nâng cao ĐTC hệ thống cung cấp điện - Khi chuyển DCL số vị trí ta thấy mức độ cải thiện độ tin cậy tăng lên rõ rệt, đặc biệt đảm bảo ĐTC khu vực đồng 85 KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ Độ tin cậy cung cấp điện tiêu ngày khách hàng ngành Điện đặc biệt quan tâm Những thiệt hại điện tổn hại kinh tế mà cịn ảnh hưởng đến trị hoạt động xã hội Với nhà máy, xí nghiệp việc điện đột ngột gây tổn thất kinh tế nghiêm trọng, chí hỏng dây truyền sản xuất Với quan hành quan trọng việc điện gây sáo trộn việc điều hành quan Với yêu cầu chất lượng CCĐ ngày cao, việc tính tốn đánh giá ĐTC CCĐ cho HTCCĐ cần thiết, nhằm đảm bảo yêu cầu cho khách hàng, đồng thời có biện pháp nâng cao ĐTC cho tồn hệ thống Mơ hình HTCCĐ theo khu vực thích hợp với tốn phân tích ĐTC cho LĐPP Trên sở thiết lập ma trận cấu trúc ma trận ảnh hưởng TBPĐ tính tốn tiêu ĐTC CCĐ thông qua quan hệ giải tích Kết tính tốn với ví dụ cụ thể cho thấy: Khi sử dụng thiết bị phân đoạn tự động (DCL tự động máy cắt) đem lại hiệu cao nhiều so với DCL thông thường, nâng cao ĐTC CCĐ hệ thống điện Hướng nghiên cứu tiếp: việc nghiên cứu phương pháp đánh giá ĐTC luận văn (để đánh giá hiệu thiết bị phân đoạn) bước đầu Thực tế để đầu tư nâng cấp TBPĐ phụ thuộc hiệu kinh tế Cần so sánh chi phí vốn đầu tư với hiệu giảm thiệt hại điện để định phương án Việc lựa chọn tối ưu vị trí đặt thêm TBPĐ cho có hiệu tốn lớn quan tâm 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1].PGS TS Nguyễn Lân Tráng (1999), Kĩ thuật điện, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội [2].PGS.PTS Trần Bách (1996), Độ tin cậy hệ thống điện, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội [3] PGS.TS Trần Bách (2008), Lưới điện hệ thống điện, tập 1, 3, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội [4] Bản dịch (1981), Những phương pháp toán học lý thuyết độ tin cậy, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội [5].TS Ngô Hồng Quang (2007), Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4 - 500 kV, NXB Khoa học & kỹ thuật [6] Lã Văn Út (2001), Phân tích điều khiển ổn định hệ thống điện, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội Tiếng Anh [7] B.Steciuk, J.R.Redmon (1996), Voltage sag analysis peaks customer service, IEEE Computer Applications in Power,pp.48-51 [8] In-Su bae, Jin O Kim (2008), Reliability Evaluation of Customers in Microgrid, IEEE Trans, On Power systerms, vol.23, no pp.1416-1422 [9] Elena Fumagalli, Jason W.Black, Ingo Vogelsang, Marija (2004), Quanlity of service provision in electric power distribution systems through reliability insurance, IEEE Trans Power Syst., vol 19,no3, pp.1286 [10] EE Distribution Planning Working Group Report(1991), Radial distribution test feeders, IEEE Trans on Power Syst., vol.6,no3,pp 975-985 87 ... đồ thị - giải tích để phân tích, đánh giá độ tin cậy cung cấp điện lưới điện phân phối Chương 3: Đánh giá độ tin cậy cung cấp điện cho phụ tải thuộc lộ 376E1. 2 lưới điện phân phối quận Long Biên. .. hoạt động an sinh xã hội Chính ngành điện cần phải có phương pháp tính tốn thích hợp để đánh giá độ tin cậy cung cấp điện Với đề tài: ? ?Áp dụng phương pháp đồ thị - giải tích để phân tích, đánh giá. .. giá độ tin cậy cung cấp điện cho lộ 376E1. 2 thuộc lưới điện phân phối quận Long Biên? ?? luận văn mong muốn đóng góp phần nhỏ tìm tịi nghiên cứu vào việc tính tốn đánh giá độ tin cậy cung cấp điện,