Nghiên cứu các biện pháp nâng cao khả năng tải cho lưới truyền tải áp dụng cho lưới điện miền bắc việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN THANH HỒNG NGHIÊN CỨU CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO KHẢ NĂNG TẢI CHO LƢỚI TRUYỀN TẢI, ÁP DỤNG CHO LƢỚI ĐIỆN MIỀN BẮC VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT HỆ THỐNG ĐIỆN Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS TRẦN BÁCH HÀ NỘI – 2013 Nguyễn Thanh Hồng Luận văn cao học LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan tồn luận văn thân tơi nghiên cứu, tính tốn phân tích Số liệu đưa luận văn dựa kết tính tốn trung thực tơi, khơng chép hay số liệu công bố Nếu sai với lời cam kết trên, xin hoàn toàn chịu trách nhiệm Tác giả Nguyễn Thanh Hồng Nguyễn Thanh Hồng Luận văn cao học MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ CHƢƠNG MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Tên đề tài: “Nghiên cứu biện pháp nâng cao khả tải cho lƣới truyền tải, áp dụng cho lƣới điện miền Bắc Việt Nam” .7 Tóm tắt nội dung luận văn: .7 Ý nghĩa khoa học đề tài: Ý nghĩa thực tiễn đề tài: CHƢƠNG KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ LƢỚI TRUYỀN TẢI ĐIÊN MIỀN BẮC VIỆT NAM 1.1 Khái quát hệ thống điện 1.2 Lƣới truyền tải 12 CHƢƠNG 17 KHẢ NĂNG TẢI CỦA LƢỚI ĐIỆN 17 CÁC PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH KHẢ NĂNG TẢI 17 2.1 Định nghĩa khả tải 17 2.2 Các điều kiện tiêu chuẩn xác định giới hạn công suất tải lƣới truyền tải điện .21 2.2.1 Các điều kiện xác định giới hạn công suất tải lưới điện 21 2.2.2 Các tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng để tính khả tải 25 2.3 Các biện pháp kỹ thuật nâng cao khả tải tổng lƣới truyền tải điện 26 2.4 Các phƣơng pháp tính đánh giá khả tải tổng lƣới truyền tải :27 2.4.1 Thuật tốn chung tính khả tải tổng 27 2.4.2 Các phương pháp tính 31 2.4.3 Phương pháp tuyến tính hóa 33 2.4.4 Hệ số phân bố công suất(PTDF) 35 Nguyễn Thanh Hồng Luận văn cao học 2.4.5 Phương pháp hệ số phân bố cố đường dây (LODF-Line Outage Distribution Factor) 38 2.4.6 Phương pháp tính lặp lại chế độ-ACPF DCPF 39 2.4.7 .Phương pháp tính liên tục chế độ-CPF 45 2.4.8 Phương pháp tính phân bố cơng suất tối ưu-OPF 48 CHƢƠNG 50 PHÂN TÍCH KHẢ NĂNG TẢI CỦA LƢỚI TRUYỀN TẢI ĐIỆN MIỀN BẮC THEO ĐIỀU KIỆN PHÁT NÓNG 50 3.1 Lƣới truyền tải điện miền Bắc .50 3.2 Sơ đồ số liệu 52 3.3 Chƣơng trình tính tốn 62 3.4 Tính tốn chế độ mùa mƣa 63 3.5 Tính tốn chế độ mùa khơ .74 3.6 Nhận xét chung .77 KẾT LUẬN VÀ CÁC ĐỀ XUẤT ĐƢỢC ĐƢA RA .78 Nguyễn Thanh Hồng Luận văn cao học CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU Chữ viết tắt Tên đầy đủ HTĐ Hệ thống điện TTĐ Truyền tải điện TBA Trạm biến áp MBA Máy biến áp CSTD Công suất tác dụng CSPK Công suất phản kháng CSBK Công suất biểu kiến NMĐ Nhà máy điện NĐ Nhiệt điện TĐ Thủy điện LPP Lưới phân phối KNTT Khả tải tổng KNTKD Khả tải khả dụng DTĐTC Dự trữ độ tin cậy DTLI Dự trữ lợi ích SO Đơn vị vận hành lưới điện TT Thứ tự STT Số thứ tự Nguyễn Thanh Hồng Luận văn cao học DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Ảnh hưởng thiết bị FACTS đến hệ thống điện Bảng 2.2: So sánh phương pháp tính khả tải Bảng 2.3: Kết tính tốn PTDF ITC đường dây tải điện Bảng 3.1: Thông số nút Bảng 3.2: Thông số máy phát (nguồn) Bảng 3.3: Thông số đường dây hệ đơn vị tương đối Bảng 3.4: Thơng số loại dây dẫn DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống điện Hình 1.1: Sơ đồ bố trí đƣờng dây TBA lƣới truyền tải điện miền Bắc Hình 2.1: Khả tải khả dụng Hình 2.2: Sơ đồ phân loại ổn định hệ thống điện Hình 2.3: Ví dụ sơ đồ lƣới điện nút Hình 2.4: Sơ đồ thuật tốn phƣơng pháp N-R Hình 2.5: Sai số phƣơng pháp DC Hình 2.6: Tập hợp đƣờng cong nghiệm khơng gian (U,λ) Hình 3.1: Sơ đồ lƣới truyền tải điện miền Bắc Hình 3.1a: Sơ đồ bố trí đƣờng dây TBA lƣới truyền tải miền Bắc Hình 3.2: Đƣờng dây Hịa Bình – Hà Đơng 1, tải Hình 3.2a: Nhảy cố đƣờng dây Hịa Bình1 - Hà Đơng1 Hình 3.2b: Tách đƣờng dây Thƣờng Tín – Hà Đơng Hình 3.3: Nhảy cố đƣờng dây 500kV Nho Quan - Thƣờng Tín Hình 3.4: Nhảy cố MBA 500/220kV trạm Hiệp Hịa Hình 3.5: Nhảy cố đƣờng dây 500kv Thƣờng Tín - Quảng Ninh Nguyễn Thanh Hồng Luận văn cao học CHƢƠNG MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Trong thời kỳ cơng nghiệp hóa đại hóa, với phát triển mạnh mẽ kinh tế Việt nam, hệ thống điện Việt nam nói chung lưới truyền tải điện nói riêng phát triển nhanh chóng phạm vi cơng suất Từ năm 80 kỷ 20, lưới TTĐ 220- 500kV Việt nam bắt đầu xây dựng Ngày nay, lưới TTĐ Việt nam có 18 Trạm biến áp 500kV, 75 Trạm biến áp 220kV với tổng dung lượng 40.501MVA; 4.847 km đường dây 500kV, 10.858km đường dây 220 kV Lưới truyền tải điện 220-500kV vươn khắp vùng miền đất nước, kết nối nhà máy thủy điện, nhiệt điện lớn với trung tâm phụ tải lớn thành phố, khu công nghiệp Lưới TTĐ vươn xa, kết nối với Hệ thống điện nước láng giềng Trung Quốc, Lào, Campuchia để hợp tác, trao đổi, mua bán điện Lưới truyền tải điện miền Bắc Việt nam nằm địa bàn 26 tỉnh thành miền Bắc từ Cao Bằng tới Hà Tĩnh Hiện lưới TTĐ miền Bắc có trạm biến áp 500kV gồm trạm biến áp 500kv Sơn la (900MVA), Hiệp Hòa (1800MVA), Nho quan( 900MVA), Quảng Ninh ( 900MVA), Thường Tín( 900MVA), Hịa Bình(900MVA) , Hà Tĩnh ( 450MVA ), 31 trạm biến áp 220kV gồm TBA 220kV Hà Đông (750MVA), Chèm (750MVA), Mai Động (750MVA ), Phủ Lý (250MVA), Ninh Bình(375MVA), Thanh Hóa(250MVA), Nghi Sơn(250MVA), Vinh(250MVA), Đơ Lương(125MVA), Nam Định(375MVA), Thái Bình(250MVA), Đồng Hịa (375MVA), Đình Vũ(250MVA), Vật Cách(250MVA), Tràng Bạch(250MVA), Hồnh Bồ(250MVA),Hải Dương(250MVA), Phố Nối(375MVA), Bắc Ninh(375MVA), Bắc Giang(375MVA), Thái Nguyên(500MVA), Cao Bằng(125MVA), Sóc Sơn(375MVA), Vân Trì(500MVA), Vĩnh n(375MVA), Việt Trì(375MVA), n Bái (125MVA), Lào Cai(125MVA), Hà Giang(125MVA), Sơn La(125MVA),Xuân Mai(250MVA) Ngoài cịn có trạm biến áp 220kV-500kV thuộc nhà máy điện quản lý : Hịa bình, Phả lại, Quảng ninh, ng Bí, Sơn Động, Cẩm Phả, Sơn La, Nho Quế, Thái An, Huội Nguyễn Thanh Hồng Luận văn cao học quảng, Bản Chát, Hủa Na…Hệ thống đường dây 220kV gồm 3280km đường dây 500kV 1575km kết nối trạm biến áp với với nhà máy điện Trong năm gần đây, loạt nhà máy điện xây dựng đưa vào vận hành( TĐ Sơn la, NĐ Quảng ninh, Hải phòng, Mạo khê, Cẩm phả, Bản vẽ…) với công suất không ngừng tăng lên với phát triển khu công nghiệp, đô thị với nhiều trang thiết bị dùng điện làm gia tăng cơng suất truyền tải qua lưới TTĐ miền Bắc Ngồi ra, lưới TTĐ cịn làm nhiệm vụ điều tiết cơng suất vùng miền chế độ vận hành nhà máy điện thay đổi điều kiện thời tiết thủy văn,tình hình cung ứng than, khí đốt Lưới TTĐ, dù quan tâm đầu tư xây dựng, nâng cấp song khó khăn vốn đầu tư giải phóng mặt bằng, khơng kịp đáp ứng gia tăng công suất, nên thường xuyên bị tải, đặc biệt cao điểm.Từ nguy xảy cố ổn định Hệ thống điện lớn Việc nghiên cứu khả tải chế độ vận hành lưới TTĐ yêu cầu cần thiết , để từ thấy điểm yếu lưới TTĐ, tìm biện pháp nâng cao khả tải cho lưới Trong phạm vi luận văn này, hạn chế thời gian nên tác giả giới hạn việc tính tốn nghiên cứu biện pháp nâng cao khả tải cho lưới TTĐ, áp dụng cho lưới điện miền Bắc Việt nam Tên đề tài: “Nghiên cứu biện pháp nâng cao khả tải cho lƣới truyền tải, áp dụng cho lƣới điện miền Bắc Việt Nam” Tóm tắt nội dung luận văn: Nội dung luận văn gồm chương : Chương 1: Khái quát HTĐ lưới TTĐ miền Bắc Việt nam Chương 2: Khả tải lưới điện – Các phương pháp phân tích khả tải Chương : Phân tích khả tải lưới TTĐ miền Bắc đề xuất nâng cao khả tải Nguyễn Thanh Hồng Luận văn cao học Ý nghĩa khoa học đề tài: Hiểu biết tổng thể Hệ thống điện, phần tử hệ thống điện , phương pháp tính tốn chế độ xác lập Hệ thống điện Hiểu biết khả tải lưới điện biện pháp, thiết bị sử dụng để nâng cao khả tải cho lưới điện Ý nghĩa thực tiễn đề tài: Cập nhật sơ đồ trạng lưới truyền tải điện Việt nam lưới TTĐ miền Bắc Việt nam Tinh tốn thơng số vận hành đánh giá khả tải lưới TTĐ miền Bắc Việt nam phương thức vận hành khác nguồn lưới Các đề xuất biện pháp nâng cao khả tải cho lưới TTĐ miền Bắc Việt nam Để hoàn thành luận văn này, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo PGS TS Trần Bách thầy cô môn Hệ thống điện – Viện Điện – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội hướng dẫn, bảo tận tình suốt trình làm luận văn Cảm ơn kỹ sư lãnh đạo Tổng công ty truyền tải điện quốc gia Công ty truyền tải điện giúp đỡ thu thập số liệu lưới TTĐ Việt nam nói chung lưới TTĐ miền Bắc nói riêng Xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp tạo điều kiện thuận lợi có đóng góp quý báu cho luận văn Để luận văn trở nên hoàn chỉnh hướng nghiên cứu luận văn phát triển tiếp, tác giả mong nhận thêm góp ý thầy giáo, bạn bè bạn đọc Xin trân trọng cảm! Nguyễn Thanh Hồng Luận văn cao học CHƢƠNG KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ LƢỚI TRUYỀN TẢI ĐIÊN MIỀN BẮC VIỆT NAM 1.1 Khái quát hệ thống điện Hệ thống điện tập hợp phần tử máy phát điện, máy biến áp, đường dây …nối liền với thể thống nhất, điều khiển chung, làm nhiệm vụ sản xuất, truyền tải phân phối , sử dụng điện Hệ thống điện quốc gia thể thống nhất, làm việc tần số lựa chọn (50Hz, 60Hz, 100Hz, ) Hệ thống chia làm ba phần theo chức : Các nhà máy phát điện, lưới điện truyền tải lưới điện phân phối Các nhà máy điện sử dụng nguồn lượng sơ cấp khác biến đổi thành lượng điện Căn vào loại lượng sơ cấp ta phân thành loại : Nhà máy thủy điện sử dụng dòng nước quay tua bin , máy phát để phát điện Nhà máy nhiệt điện sử dụng dạng lượng hóa thạch (than, khí,dầu, ) đốt giải phóng lượng tạo nước tạo khí buồng đốt quay tua bin ,máy phát để phát điện Nhà máy điện hạt nhân sử dụng lượng hạt nhân tạo nước quay tua bin Ngoài cịn có NMĐ khác nhà máy phong điện sử dụng sức gió, nhà máy điện địa nhiệt sử dụng lượng nhiệt ngầm đất , NMĐ thủy triều sử dụng lượng thủy triều để quay tua bin Tại nhà máy phát điện, điện áp phát cực máy phát từ – 24 kV Để tải điện xa đến phụ tải liên kết nhà máy điện , phải nâng điện áp lên cao áp 110-220-500-750-1000kV để nâng khả tải tránh tổn thất Năng lượng điện đến trung tâm phụ tải lại hạ điện áp xuống cấp trung áp- hạ áp để cấp cho phụ tải điện áp phù hợp Năng lượng điện có tính chất khơng lưu giữ Nguyễn Thanh Hồng Luận văn cao học 3.4.3a Các nhà máy điện phát trường hợp 3.4.2, đường dây đóng Tải vào miền Trung qua Hà Tĩnh 1200 MW Để giảm q tải đường dây Hịa Bình – Hà Đơng, ta đóng tụ bù trạm Hà Đông – Chèm - Mai Động Xong kết tính tốn phụ lục 3a cho thấy đường dây Hịa Bình 1- Hà Đơng Hịa Bình 1- Hà Đông tải (394.5/360=110%) 370/360=103%) 3.4.3b Ở chế độ vận hành trương hợp 3.4.3a cho tách đương dây Thường Tín – Hà Đơng (Nhánh 3-15 Hình 3.2b) đường dây Hịa Bình - Hà Đơng giảm q tải (387/360= 108% 363/360=101% (Phụ lục3b) song chưa hết tải 67 Nguyễn Thanh Hồng Luận văn cao học T® Bản Chát Tđ Nậm Chiến Tx sơn La Hiệp Hòa 48 500kV 49 s¬n La 220kV 42 25 s¬n La 500kV Bắc Giang 26 45 56 Sóc Sơn Bắc Ninh 27 47 37 Vân Trì Hòa Bình 220kV Chèm 16 Mai động Tràng Bạch Vạt Cách Nđ Hải Phòng 18 đồng Hòa Nam định Phủ Lý 38 Th-êng TÝn 500kV Ba ChÌ Nho Quan 220kV 52 Nđ Nghi Sơn Nghi Sơn 220kV Tđ B?n Lỏ 33 Thái Bình Nđ Hủa Na Ninh Bình 31 ®×nh Vị 40 30 50 15 Th-êng TÝn 220kV 29 Nđ Uông Bí 19 Hải D-ơng Xuân Mai Nho Quan 500kV 22 Nđ Phả Lại 14 Tđ Hòa Bình 17 Nđ Cẩm Phả 34 21 20 Phố Nối Hà đông Hòa Bình 500kV Quảng Ninh 220kV 35 23 54 24 46 Vĩnh Yên 39 Nđ Sơn đông Nđ Mạo Khê Việt Trì Tđ sơn La Tđ Bắc Hà Quảng Ninh 500kV 28 Hiệp Hòa 43 220kV 36 Nđ Quảng Ninh Thái Nguyên 44 53 Yên Bái Tđ Tuyªn Quang 10 Chó thÝch: 51 500 kV 11 32 H-ng đông 220 kv đụ Lu o ng nhà máy ®iÖn Hà Tinh Hà Tinh 41 12 MBA 500 kv 55 Nđ Vũng đà Nẵng 13 đồng Hới Hình Nhảy đ-ờng dâyBỡnh Hòa1 Bình - Hà1 đông Hỡnh 3.2b: 3.2a: Nhảy đƣờng dây Hịa – Hà Đơng 68 Nguyễn Thanh Hng Lun cao hc Tđ Bản Chát Tđ Nậm Chiến Tx sơn La Hiệp Hòa 48 500kV 49 sơn La 220kV 42 25 sơn La 500kV Bắc Giang 26 45 24 56 Sóc Sơn Bắc Ninh 27 47 37 Vân Trì Hòa Bình 220kV Chèm 16 Tràng Bạch Vạt Cách Nđ Hải Phòng 18 15 Th-ờng Tín 220kV 29 đồng Hòa Nam định Phủ Lý 38 Th-êng TÝn 500kV Ba ChÌ Nho Quan 220kV 52 Nđ Nghi Sơn Nghi Sơn 220kV Tđ B?n Lỏ 33 Thái Bình Nđ Hủa Na Ninh Bình 31 đình Vũ 40 30 50 Hải D-ơng Xuân Mai Nđ Uông Bí 19 14 Nho Quan 500kV 22 Nđ Phả Lại Mai động Tđ Hòa Bình 17 Nđ Cẩm Phả 34 21 20 Phố Nối Hà đông Hòa Bình 500kV Quảng Ninh 220kV 35 23 54 46 Vĩnh Yên 39 Nđ Sơn đông Nđ Mạo Khê Việt Trì Tđ sơn La Tđ Bắc Hà Quảng Ninh 500kV 28 Hiệp Hòa 43 220kV 36 Nđ Quảng Ninh Thái Nguyên 44 53 Yên Bái Tđ Tuyên Quang 10 Chú thích: 51 500 kV 11 32 H-ng đông 220 kv đụ Lu o ng nhà máy điện H Tinh Hà Tinh 41 12 MBA 500 kv 55 N® Vịng đà Nẵng 13 đồng Hới Hình 3.1b: Tách Th-ờng Tin - Hà Hỡnh 3.2b: Tỏch11đ-ờng ng dõy Thng Tớn Hđông ụng 69 Nguyn Thanh Hng Lun cao học 3.4.4 Đặt chế độ vận hành hệ thống trường hợp 3.4.3a cho phát tăng nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh từ P = 300 MW lên 500MW Khi cơng suất phát TĐ Hịa Bình giảm từ 1902MW xuống 1699MW, đường dây Hòa Bình – Hà Đơng hết q tải (365/360 342/360) Kết tính tốn trinh bày phụ lục Như vây chế độ phải chấp nhận dùng nguồn nhiện điện có giá thành cao thay cho nguồn thủy điện để giảm tải cho đường dây 3.4.5 Chế độ TĐ Sơn la phát công suất P = 2000MW, tải vào miền Trung qua Hà Tĩnh 500MW Giả sử xảy cố nhảy đường dây 500kV Nho Quan Thường Tín (nhánh 38-40) hình 3.3 Sau tính tốn thấy đường dây Hịa Bình – Hà Đơng Hịa Bình – Hà Đông tải nặng (467/360 = 130% 438/360 = 122%) Trong trường hợp đường dây Hịa Bình – Hà Đơng (các nhánh 1-3)sẽ bị tách tải đẫn đến cố đường dây khác – Hệ thống ổn định Chi tiết số liệu đầu vào kết xem phụ lục 70 Nguyễn Thanh Hồng Luận văn cao hc Tđ Bản Chát Tđ Nậm Chiến Tx sơn La Hiệp Hòa 48 500kV 49 sơn La 220kV 42 25 sơn La 500kV Bắc Giang 26 45 56 Sóc Sơn Bắc Ninh 27 37 Vân Trì Hòa Bình 220kV Phố Nối Chèm Hà đông 16 Mai động Hòa Bình 500kV Tràng Bạch Vạt Cách 15 Nđ Hải Phòng 18 Th-ờng Tín 220kV đồng Hòa Nam định Phđ Lý 38 Th-êng TÝn 500kV Ba ChÌ Nho Quan 220kV 33 Thái Bình 52 Nđ Nghi Sơn 10 Nghi Sơn 220kV Tđ B?n Lỏ đình Vũ Nđ Hủa Na Ninh B×nh 31 40 30 50 Hải D-ơng 29 Nđ Uông Bí 19 Nho Quan 500kV 22 Nđ Phả Lại 14 Xuân Mai Tđ Hòa Bình 17 Nđ Cẩm Phả 34 21 20 47 Quảng Ninh 220kV 35 23 54 24 46 Vĩnh Yên 39 Nđ Sơn đông Nđ Mạo Khê Việt Trì Tđ sơn La Tđ Bắc Hà Quảng Ninh 500kV 28 Hiệp Hòa 43 220kV 36 Nđ Quảng Ninh Thái Nguyên 44 53 Yên Bái Tđ Tuyên Quang Chú thích: 51 500 kV 11 32 H-ng đông 220 kv đụ Lu o ng nhà máy điện H Tinh H Tinh 41 12 MBA 500 kv 55 Nđ Vũng đà Nẵng 13 ®ång Híi Nhảy cố đƣờng dây Tín1, qu¸ tải nặng Hình 3.3: đ-ờngHỡnh dây3.3: Nho Quan Th-ờng Tín 500kV nhảy, Nho HòaQuan Bình-Thng Hà đông 71 Nguyn Thanh Hồng Luận văn cao học 3.4.6 Chế độ TĐ Sơn la phát công suất P = 2000MW, tải vào miền Trung qua Hà Tĩnh 1200MW Giả xảy cố nhảy MBA 500/220kV trạm 500kV Hiệp Hịa (nhánh 42-43) qua tính tốn ta thấy: Các đường dây Hịa Bình – Hà Đơng Hịa Bình – Hà Đơng q tải nặng (445/360 = 124% 418/360 =116%), NMTĐ Hịa Bình bị tải nặng (2358/1920 = 123%) Nhà máy đường dây có nguy bị tách khỏi hệ thống cao gây thiếu hụt công suất lớn cho hệ thống Chi tiết số liệu đầu vào kết xem phụ lục 72 Nguyễn Thanh Hng Lun cao hc Tđ Bản Chát Tđ Nậm Chiến Tx sơn La Hiệp Hòa 48 500kV 49 sơn La 220kV 42 25 sơn La 500kV Hiệp Hòa 220kV 36 Quảng Ninh 500kV 28 43 26 Bắc Giang 45 56 Sóc Sơn Bắc Ninh 27 37 Phố Nối Chèm Hà đông 15 29 Nđ Hải Phòng đồng Hòa Nam định 38 Th-ờng Tín 500kV Ba Chè Nho Quan 220kV 52 Nđ Nghi Sơn 10 Nghi Sơn 220kV 33 Thái Bình Nđ Hủa Na Ninh Bình 31 đình Vũ Tđ B?n Lỏ 30 18 Th-ờng Tín 220kV Phủ Lý 40 Nđ Uông Bí 50 Hải D-ơng Xuân Mai Nho Quan 500kV 22 Vạt Cách 19 14 Tđ Hòa Bình Tràng Bạch Nđ Phả Lại Mai động Hòa Bình 500kV 17 16 Nđ Cẩm Phả 34 21 20 47 Vân Trì Hòa Bình 220kV Quảng Ninh 220kV 35 23 54 24 46 Vĩnh Yên 39 Nđ Sơn đông Nđ Mạo Khê Việt Trì Tđ sơn La Tđ Bắc Hà Nđ Quảng Ninh Thái Nguyên 44 53 Yên Bái Tđ Tuyên Quang Chú thích: 51 500 kV 11 32 H-ng đông 220 kv đụ Lu o ng nhà máy điện H Tinh Hà Tinh 41 12 MBA 500 kv 55 N® Vịng đà Nẵng 13 đồng Hới Hình 3.4: Nhảy MBA 500/220kV HiệpsHòa đ-ờng dây Hòa BìnhHũa - Hà đông 1, tải nặng Hỡnh 3.4: Nhy c MBA 500/220kV trạm Hiệp 73 Nguyễn Thanh Hồng 3.5 Luận văn cao học Tính tốn chế độ mùa khơ Vào mùa khô, mực nước hồ thủy điện thấp nên NMTĐ phát công suất thấp, Các NMNĐ phải phát công suất cao để bù lượng công suất thiếu hụt Ta chon NMTĐ Hịa Bình (nút 1) làm nhà máy điều tần hệ thống Để tìm điểm yếu lưới ta chon chế độ công suất phụ tải 80% nút Đây tải nút sau trừ phần công suất cung cấp NMĐ bơm vào nút qua lưới 110kV Chế độ bình thường chế độ mà đường dây MBA vận hành ổn định Còn chế độ cố (N-a) chế độ nhảy (hoặc tách) a đường dây MBA Các số liệu đầu vào kết thể phụ lục đến phụ lục 10 3.5.1 Xét chế độ NMTĐ phát công suất thấp ( TĐ Sơn la phát P= 800MW, TĐ Tuyên quang phát P= 150MW, TĐ Nậm chiến phát P = 110MW,…) nhà máy nhiệt điện phát công suất cao (ND Phả lại phát 624MW, NĐ Hải phòng phát P= 800MW, NĐ Quảng ninh phát P= 400MW,…) Tải qua trạm Hà tĩnh vào miền trung 1200MW Kết tính tốn phụ lục cho thấy đường dây 220kV từ NĐ Mạo khê NĐ Phả lại ( Nhánh 17- 54 ) gần đầy tải(462/505MW), đường dây 220kV Phả lại- Bắc ninh( nhánh 17- 27) tải ( 425/373MW ) Tuy nhiên Nhà máy thủy điện Hịa bình bị tải (1967,7/1920MW) không đáp ứng công suất cho Hệ thống Kết tính tốn xem phụ lục 3.5.2 Xét chế độ NMTĐ phát công suất thấp ( TĐ Sơn la phát P= 800MW, TĐ Tuyên quang phát P= 150MW, TĐ Nậm chiến phát P = 110MW,…) nhà máy nhiệt điện phát công suất cao ( NĐ Hải phòng phát P= 800MW, NĐ Quảng ninh phát P= 400MW,…) Tải qua trạm Hà tĩnh vào miền trung 1200MW Khi điều chỉnh công suất phát NĐ Phả lại lên P= 800MW giảm tải đường dây 220kV từ NĐ Mạo khê NĐ Phả lại ( Nhánh 17- 54 ) , đường dây 220kV Phả lại- Bắc ninh(nhánh 17- 27) tải ( 425/373MW ) Nhà máy thủy điện Hịa bình hết tải (1793/1920MW) , hệ thống vận hành bình thường Kết tính tốn phụ lục 3.5.3 Trong chế độ trường hợp 3.5.1 Nếu tải qua trạm Hà Tĩnh vào miền trung 500MW hệ thống vận hành bình thường Kết tính tốn thể phụ lục 74 Nguyễn Thanh Hồng Luận văn cao học 3.5.4 Với chế độ vận hành trường hợp 3.5.3, xảy cố đường dây 500kV Quảng Ninh – Thường Tín (Hình 3.5) đường dây Mạo Khê – Phả Lại (Nhánh 54 – 17) tải nặng (650/505 = 129%) , Phả Lại – Bắc Ninh (Nhánh 17 27) tải nặng (466/373 = 125%) có nguy bị tách khỏi vận hành Khi nhà máy nhiệt điện Mạo Khê, ng Bí, Quảng Ninh bị tách khỏi hệ thống hệ thống bị thiếu hụt công suất, có nguy tan rã Kết tính tốn thể phụ lục 10 Để tranh xảy trường hơp cố này, cần nhanh chóng hồn thiện đưa đường dây 500kV mạch Quảng Ninh – Thường Tín vào vận hạnh để cố đường đường cịn lại đảm bảo vận hành 75 Nguyễn Thanh Hồng Luận văn cao học T® Bản Chát Tđ Nậm Chiến Tx sơn La Hiệp Hòa 48 500kV 49 s¬n La 220kV 42 25 s¬n La 500kV Hiệp Hòa 220kV 36 Quảng Ninh 500kV 28 43 Bắc Giang 26 45 56 Sóc Sơn Bắc Ninh 27 47 37 Vân Trì Hòa Bình 220kV Chèm 16 Tràng Bạch Vạt Cách Nđ Hải Phòng 18 15 Th-ờng Tín 220kV đồng Hòa Nam định Phủ Lý 38 Th-êng TÝn 500kV Ba ChÌ Nho Quan 220kV 33 Thái Bình 52 Nđ Nghi Sơn 10 Nghi Sơn 220kV Tđ B?n Lỏ đình Vũ Nđ Hủa Na Ninh Bình 31 40 30 50 Hải D-ơng 29 Nđ Uông Bí 19 14 Xuân Mai Nho Quan 500kV 22 Nđ Phả Lại Mai động Tđ Hòa Bình 17 Nđ Cẩm Phả 34 21 20 Phố Nối Hà đông Hòa Bình 500kV Quảng Ninh 220kV 35 23 54 24 46 Vĩnh Yên 39 Nđ Sơn đông Nđ Mạo Khê Việt Trì Tđ sơn La Tđ Bắc Hà Nđ Quảng Ninh Thái Nguyên 44 53 Yên Bái Tđ Tuyên Quang Chú thích: 51 500 kV 11 32 H-ng đông 220 kv đụ Lu o ng nhà máy ®iÖn Hà Tinh Hà Tinh 41 12 MBA 500 kv 55 Nđ Vũng đà Nẵng 13 đồng Hới Hỡnh 3.5: Nhảy cố đƣờngQu¶ng dây 500kv Thƣờng Tín Quảng Hình 3.5: Nhảy Ninh - Th-ờng Tín Ninh 76 Nguyn Thanh Hồng 3.6 Luận văn cao học Nhận xét chung Qua tính tốn chế độ vận hành bình thường cố lưới điện truyền tải miền Bắc mùa mưa mùa khô Với phụ tải nút khoảng 80% cơng suất định mức trạm đường dây hâu đầy tải công suất truyền tải vào Nam qua đường dây 500kv mức 500MW Ở chế độ mùa mưa truyền tải công suất vào Nam 1200MW đường Hịa Bình – Hà Đơng q tải Giải pháp đưa đóng tụ bù trạm Hà Đông, Chèm, Mai Động tách1 đường dây Thường Tín - Hà Đơng khơng giảm tải nhiều cho đường dây Khi cần giải pháp tăng công suất phát số nhà máy nhiệt điện phía Đơng Bắc Cịn trường đường dây 500kV Nho Quan – Thường Tín MBA 500/220kV trạm Hiệp Hịa có nguy cố lan tràn hệ thống Nhìn chung chế độ mùa mưa dễ tải đường dây từ Hòa Bình Hà Đơng Nếu đường dây bị cố gây cố nhẩy đường dây lại cố lan truyền tiếp Đây điểm yếu lưới truyền tải điện miền Bắc Ở chế độ mùa khô tải vào Nam qua trạm 500kV Hà Tĩnh 500MW hệ thống vận hành ổn định Khi tải vào Nam 1200MW có NMNĐ cơng suất lớn phát thấp TĐ Hịa Bình bị q tải Trong trường hợp cố đường dây 500kV Quảng Ninh – Thường Tín nguy nhảy tiếp đường dây khác dẫn đến nhà máy NĐ Đông Bắc bị tách lưới cao Cần phải tranh trường hợp xảy Như lưới TTĐ miền Bắc có độ dự phịng thấp, cố đường dây trọng yếu khả tải cố đường dây khác lớn 77 Nguyễn Thanh Hồng Luận văn cao học KẾT LUẬN VÀ CÁC ĐỀ XUẤT ĐƢỢC ĐƢA RA Lưới TTĐ miền Bắc nói riêng lưới TTĐ Việt Nam nói chung giai đoạn phát triển mạnh mẽ Do đầu tư nguồn, lưới TT lưới phân phối không đồng dẫn đến hệ thống thiếu dự phòng Khi cố phải tách ĐD MBA để bảo dưỡng sửa chữa phần cịn lại lưới TTĐ dẽ bị tải cố lan tràn Điều địi hỏi phải nhanh chóng đầu tư xây dựng đường dây TBA truyền tải để đảm bảo truyền tải hết công suất phát nhà máy điện có mạch vịng liên kiết, đảm bảo hệ thống vận hành kinh tế theo mùa cung ứng nhiên liệu Trước mắt cần nhanh chóng đưa mạch ĐD 500kV Quảng Ninh – Thường Tín vào vận hành, xây dựng nhanh đường dây 500kV Quảng Ninh – Hiệp Hòa, Mạch ĐD 500kVNho Quan – Thường Tín, TBA 500kV Phố Nối Nâng cơng suất xây dựng thêm đường dây từ Hịa Bình Hà Đơng Tuy nhiên việc xây dựng ĐD TBA gặp nhiều khó khăn vốn đầu tư Hơn việc giải phóng mặt để xây dựng gặp nhiều vướng mắc thương chậm tiến độ Vì việc nghiên cứu đặt thiết bị bù điều khiển linh hoạt lưới điện cần sớm triển khai, đảm bảo hiệu suất cao cho vận hành lưới điện, tiến tới xây dựng lưới điện thông minh Qua thời gian ngắn nghiên cứu lý thuyết tính tốn luận văn trình bày lý thuyết khả tải biện pháp nâng cao khả tải sử dụng chương trình máy tính để tính tốn chế độ vận hành khác lưới truyền tải điện miền Bắc Từ đo thấy số điểm yếu lưới Về biện pháp để nâng cao khả tải cho lưới tính tốn giải pháp điều độ vận hành lưới, bù công suất phản kháng, thay đổi chế độ phát nhà máy điện Việc tính tốn cần thực nhiều lưới điện mở rộng tiếp Trong số giải pháp nhiều giải pháp sử dụng thiết bị bù dọc thiết bị điều khiển linh hoạt cho lưới điện Song hạn chế thời gian nên phần tính tốn đưa thiết bị vào lưới chưa thực Đây hướng nghiên cứu cho đề tài với phát triển lưới truyển tải điện, khoa học công nghệ thị trường điện Việt Nam 78 Nguyễn Thanh Hồng Luận văn cao học TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Trần Bách (2007), Lưới điện hệ thống điện tập 1,2, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Trần Bách (2001), Ổn định hệ thống điện, Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Lã Văn Út (2001), Phân tích điều khiển ổn định hệ thống điện, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Giáo trình Mạng điện –Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Trần Bách (2013), Thị trương điện, Đại Học Bách Khoa Hà Nội Niên giám kỹ thuật ( 2013) , Công ty truyền tải điện Tiếng Anh Ian Dobson & Ray Zimmerman, Electric power transfer capability: Concepts, applications, sensitivity and uncertainty,Power Systems Engineering Research Center, PSERC Publication 01-34 Edited by Michel Crappe (2003), Electric Power Systems Ray D Zimmerman (2010), Matpower 4.0b5 User's Manual 79 Nguyễn Thanh Hồng Luận văn cao học CÁC PHỤ LỤC TÍNH TỐN CÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH LƯỚI TRUYỀN TẢI ĐIỆN MIỀN BẮC 1.Phụ lục 1( Case116MB): Kết tính tốn chế độ vận hành mùa mưa TĐ Sơn la phát P=2000MW, tải vào nam qua trạm Hà Tĩnh 500MW 2.Phụ lục 2( Case116GMB): Kết tính tốn chế độ vận hành mùa mưa T Đ Sơn la phát P=2400MW, tải vào nam qua trạm Hà Tĩnh 1200MW Phụ lục 2a( Case116G1MB): Kết tính tốn chế độ vận hành mùa mưa TĐ Sơn la phát P=2400MW, tải vào nam qua trạm Hà Tĩnh 1200MW Sự cố đường dây 220kV Hịa bình1- Hà đơng1 Phụ lục 3a( Case116KMB): Kết tính tốn chế độ vận hành mùa mưa TĐ Sơn la phát P=2400MW, tải vào nam qua trạm Hà Tĩnh 1200MW Đóng tụ bù ngang trạm Hà đông, Chèm, Mai động 5.Phụ lục 3b( Case116IMB): Kết tính tốn chế độ vận hành mùa mưa TĐ Sơn la phát P=2400MW, tải vào nam qua trạm Hà Tĩnh 1200MW.Tách 1đường dây 220KV Thường tín- Hà đơng Phụ lục 4( Case116HMB): Kết tính toán chế độ vận hành mùa mưa TĐ Sơn la phát P=2400MW, tải vào nam qua trạm Hà Tĩnh 1200MW NMNĐ Quảng Ninh phát P=500MW Phụ lục 5( Case116AMB): Kết tính tốn chế độ vận hành mùa mưa TĐ Sơn la phát P=2000MW, tải vào nam qua trạm Hà Tĩnh 500MW NMNĐ Quảng Ninh phát P=300MW Nhảy cố đường dây 500kV Nho quan- Thường tín Phụ lục 6( Case116FMB): Kết tính tốn chế độ vận hành mùa mưa TĐ Sơn la phát P=2400MW, tải vào nam qua trạm Hà Tĩnh 1200MW NMNĐ Quảng Ninh phát P=300MW.Nhảy 1MBA 500/220kV trạm Hiệp Hòa 80 Nguyễn Thanh Hồng Luận văn cao học 9.Phụ lục (case117GMB): Chế độ vận hành bình thường mùa khơ.Các NMTĐ phát công suất tối thiểu Tải vào miền Nam qua trạm 500kV Hà tĩnh 1200MW NMNĐ Phả lại phát công suất P= 624MW 10 Phụ lục 8(case117HMB) : Chế độ vận hành bình thường mùa khơ.Các NMTĐ phát cơng suất tối thiểu Tải vào miền Nam qua trạm 500kV Hà tĩnh 1200MW NMNĐ Phả lại phát công suất P= 800MW 11 Phụ lục (case117MB): Chế độ vận hành bình thường mùa khô.Các NMTĐ phát công suất tối thiểu Tải vào miền Nam qua trạm 500kV Hà tĩnh 500MW NMNĐ Phả lại phát công suất P= 624MW 12 Phụ lục 10 (case117DMB): Chế độ vận hành cố mùa khô.Các NMTĐ phát công suất tối thiểu Tải vào miền Nam qua trạm 500kV Hà tĩnh 500MW NMNĐ Phả lại phát công suất P= 624MW.Nhảy cố đường dây 500kV Quảng Ninh- Thường Tín 81 ... tốn nghiên cứu biện pháp nâng cao khả tải cho lưới TTĐ, áp dụng cho lưới điện miền Bắc Việt nam Tên đề tài: ? ?Nghiên cứu biện pháp nâng cao khả tải cho lƣới truyền tải, áp dụng cho lƣới điện miền. .. thống điện Hiểu biết khả tải lưới điện biện pháp, thiết bị sử dụng để nâng cao khả tải cho lưới điện Ý nghĩa thực tiễn đề tài: Cập nhật sơ đồ trạng lưới truyền tải điện Việt nam lưới TTĐ miền Bắc. .. Bắc Việt nam Tinh tốn thơng số vận hành đánh giá khả tải lưới TTĐ miền Bắc Việt nam phương thức vận hành khác nguồn lưới Các đề xuất biện pháp nâng cao khả tải cho lưới TTĐ miền Bắc Việt nam