Nghiên cứu lựa chọn phương án giảm thiểu tổn thất điện năng trên lưới điện phân phối huyện giao thủy tỉnh nam định trong điều kiện thiếu vốn đầu tư

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN VĂN ĐỒNG NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN GIẢM THIỂU TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRÊN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI HUYỆN GIAO THỦY – TỈNH NAM ĐỊNH TRONG ĐIỀU KIỆN THIẾU VỐN ĐẦU TƯ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành : Kỹ thuật điện - Hệ thống điện NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS Nguyễn Xuân Hoàng Việt Hà Nội - 2014 VIỆN ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1.2.1 Lưới phân phối điện trung áp 1.1.2.2 Lưới phân phối điện hạ áp 1.1.2.3 Những yêu cầu lưới phân phối 10 1.2 THỰC TRẠNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI HUYỆN GIAO THỦY – TỈNH NAM ĐỊNH 12 1.2.1 Đặc điểm tự nhiên - kinh tế xã hội 12 1.2.2 Kết cấu lưới điện 13 1.2.2.1 Lưới điện trung 13 1.2.2.2 Lưới điện hạ 14 1.2.2.3 Trạm biến áp hạ áp 35,22/ 0,4kV 15 1.2.2.4 Xu hướng tăng trưởng tương lai 15 1.2.3 Danh sách TBA, MBA 16 CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG 30 2.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 30 2.2 XÁC ĐỊNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG BẰNG CÁC THIẾT BỊ ĐO 31 2.2.1 Xác định tổn thất điện theo số công tơ 31 2.2.2 Xác định tổn thất điện đồng hồ đo đếm tổn thất 31 2.3 XÁC ĐỊNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG THEO PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN TRỞ ĐẲNG TRỊ 32 2.4 XÁC ĐỊNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG THEO CÁC ĐẶC TÍNH XÁC SUẤT CỦA PHỤ TẢI 34 2.4.1 Tổn thất đường dây 34 2.4.2 Tổn thất máy biến áp 35 2.5 XÁC ĐỊNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG THEO ĐƯỜNG CONG TỔN THẤT 37 VIỆN ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT 2.6 XÁC ĐỊNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG THEO CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN THỰC TẾ 38 2.7 XÁC ĐỊNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG THEO ĐỒ THỊ PHỤ TẢI 38 2.8 XÁC ĐỊNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG THEO THỜI GIAN HAO TỔN CÔNG SUẤT CỰC ĐẠI 39 2.8.1 Phương pháp xác định theo τ 39 2.8.2 Phương pháp xác định theo τp τq 41 2.8.3 Tính phương pháp 2τ 42 2.9 XÁC ĐỊNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG THEO DỊNG ĐIỆN TRUNG BÌNH BÌNH PHƯƠNG 43 2.10 XÁC ĐỊNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG BẰNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT 44 2.11 NHẬN XÉT 45 CHƯƠNG 3: SỬ DỤNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT ĐÁNH GIÁ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN HUYỆN GIAO THỦY 47 3.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PSS/ADEPT 47 *Tính tốn tổn hao điện 50 3.2 KẾT QUẢ TÍNH TỐN 52 3.2.2 Tổng hợp kết tính tốn tổn thất điện lưới điện Giao Thủy 59 3.2.2.1 Tổn thất điện lưới trung áp 59 CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH CÁC NGUYÊN NHÂN CƠ BẢN GÂY TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG VỚI CHI PHÍ TỐI THIỂU 66 4.1 CÁC NGUYÊN NHÂN CƠ BẢN GÂY TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG 66 4.2 ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG VỚI CHI PHÍ TỐI THIỂU 68 4.2.1 Các biện pháp tổ chức quản lý vận hành 68 4.2.2 Các biện pháp quản lý kinh doanh 69 4.2.3 Các biện pháp kỹ thuật 71 VIỆN ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT 4.2.4 Tính tốn tối ưu hóa vị trí bù (Capacitor placement optimization) 71 4.2.4.2 Kết tính tốn 76 4.3 ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP 79 4.3.1 Quản lý nhận dạng TTĐN 80 4.3.1.1 Xác định TTĐN thực qua hệ thống công tơ đo đếm 80 4.3.1.2 Xác định TTĐN lưới điện qua tính tốn TTĐN kỹ thuật 80 4.3.1.3 Nhận dạng TTĐN theo cấp điện áp, khu vực lưới điện, xuất tuyến trung áp, trạm biến áp công cộng 80 4.3.2 Các biện pháp giảm TTĐN 81 4.3.2.1 Biện pháp quản lý kỹ thuật – vận hành 81 4.3.2.2 Biện pháp quản lý kinh doanh 81 KẾT LUẬN 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 VIỆN ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT DANH MỤC BẢNG Hình 1.1 Lưới phân phối điện pha dây Hình 1.2 Lưới điện chạm đất pha Hình 1.3 Lưới điện pha dây Hình 1.4a Lưới phân phối hình tia Hình 1.4b Lưới phân phối hình tia phân đoạn Hình 1.4c Lưới phân phối kín vận hành hở nguồn cung cấp Hình 1.4d Lưới phân phối kín vận hành hở cấp điện từ nguồn độc lập Hình 1.4e Lưới điện kiểu đường trục Hình 1.4f Lưới điện có đường dây dự phịng chung Hình 1.4g Hệ thống phân phối điện Hình 1.5 Lưới điện hạ áp 380/220V Hình 1.6 Lưới điện hạ áp dây Hình 1.7 Lưới điện hạ áp dây Hình 3.1 Giao diện chương trình PSS/ADEPT 5.0 48 Hình 3.2 Các nút thiết bị vẽ sơ đồ lưới điện 49 Hình 3.3 Chu trình triển khai chương trình PSS/ADEPT 49 Hình 3.4 Cửa sổ khai báo tham số lưới điện 50 Hình 3.5 Cửa sổ nhập thơng số 51 Hình 3.6 Giao diện hiển thị trào lưu cơng suất 51 Hình 3.7 Sơ đồ lưới điện lộ 373 – E3.13 52 Hình 3.8 Hiển thị kết phân tích đường dây 35kV lộ 373 – E3.13 53 Hình 4.1 Hộp thoại thiết đặt thông số CAPO 72 Hình 4.2 Cửa sổ tùy chọn CAPO toán bù kinh tế 72 Hình 4.3 Lưu đồ thuật tốn tối ưu hóa vị trí lắp đặt tụ bù 76 Hình 4.4 Kết tính tốn bù tối ưu lộ 373-E3.13 77 VIỆN ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Cơ cấu thành phần phụ tải tính theo sản lượng điện tiêu thụ 15 Bảng 1.2 Tỷ lệ tăng trưởng hai năm 2012 2013 15 Bảng 3.2 Tổn thất điện máy biến áp phụ tải lộ 373-E3.13 56 Bảng 3.3 Tổn thất điện lưới điện trung áp huyện Giao Thủy 59 Bảng 4.1 Kết tính tốn bù tối ưu lưới điện trung áp Giao Thủy 78 VIỆN ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT LỜI NÓI ĐẦU Trong cơng cơng nghiệp hố, đại hố đất nước, với phát triển không ngừng thành phần kinh tế, đời sống người dân ngày cải thiện, dân trí nâng cao, phát triển kéo theo nhu cầu sử dụng điện ngày gia tăng Hiện nay, điện đưa đến hầu hết vùng nông thôn, nhiên đa số lưới điện xây dựng từ lâu chưa có điều kiện cải tạo hay xây dựng hoàn toàn nên hao tổn điện đường dây thường vượt quy định, không đạt yêu cầu chất lượng điện tiêu kinh tế ngành điện đề Vì vậy, trình hoạt động gây nhiều lãng phí kinh tế khó khăn cơng tác vận hành Do đó, việc cải tạo, sửa chữa, quy hoạch, thiết kế cung cấp điện cho địa phương nhu cầu cấp thiết phục vụ cho phát triển xã hội Việc việc cải tạo, sửa chữa quy hoạch thiết kế lưới điện địa phương cách hoàn chỉnh, hợp lý giúp cho địa phương sử dụng điện hợp lý, thuận tiện cho việc quy hoạch lưới điện trung ương Đề tài: “Nghiên cứu lựa chọn phương án giảm thiểu tổn thất điện lưới điện phân phối huyện Giao Thủy - tỉnh Nam Định điều kiện thiếu vốn đầu tư ” gồm chương: Chương 1: Giới thiệu chung Chương 2: Các phương pháp xác định tổn thất điện Chương 3: Sử dụng phần mền PSS/ADEPT phân tích trạng tổn thất điện lưới điện huyện Giao Thủy - tỉnh Nam Định Chương 4: Phân tích nguyên nhân gây tổn thất điện đề xuất biện pháp giảm thiểu tổn thất điện với chi phí tối thiểu VIỆN ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 TỔNG QUAN VỀ LƯỚI PHÂN PHỐI 1.1.1 Khái niệm chung Lưới điện phân phối khâu cuối đưa điện tới hộ tiêu thụ điện Lưới điện nhận điện từ hay nhiều trạm nguồn lưới truyền tải đến hộ tiêu thụ điện.Vì lưới điện phân phối ảnh hưởng đến tiêu kinh tế kỹ thuật hệ thống điện hộ tiêu thụ điện Tổn thất điện lưới phân phối gấp 3-4 lần tổn thất lưới truyền tải Khối lượng đầu tư xây dựng lưới điện phân phối chiếm tỉ trọng lớn toàn hệ thống lưới Xác suất ngừng cấp điện cố, sửa chữa bảo dưỡng, cải tạo lắp đặt lưới phân phối nhiều lưới truyền tải Cấu trúc lưới phân phối đa dạng, phức tạp đầu tư xây dựng không tuân thủ quy hoạch Chế độ vận hành lưới phân phối thường chế độ lưới hở, vận hành chế độ kín phức tạp vận hành Tính chất phụ tải lưới phân phối đa dạng, phức tạp với nhiều phụ tải từ hộ gia đình tiểu thu công nghiệp, khu công nghiệp khu chế xuất…do gây khó khăn việc xây dựng đồ thị phụ tải đặc trưng phục vụ cho chế độ thống kê tính tốn Lưới phân phối nói chung gồm thành phần lưới phân phối điện trung áp 6-35 kV lưới phân phối điện hạ áp 380/220 V hay 220/110 V Lưới phân phối có tầm quan trọng đặc biệt hệ thống điện mang nhiều đặc điểm đặc trưng: Trực tiếp đảm bảo chất lượng điện cho phụ tải Giữ vai trò quan trọng đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cho phụ tải Có đến 98 % điện bị cố ngừng điện kế hoạch lưới phân phối Mỗi cố lưới phân phối có ảnh hưởng lớn đến sinh hoạt nhân dân hoạt động kinh tế, xã hội Sử dụng tỷ lệ vốn lớn: khoảng 50 % vốn cho hệ thống điện (35 % cho VIỆN ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT nguồn điện, 15 % cho lưới hệ thống lưới truyền tải) Tỷ lệ tổn thất điện lớn: khoảng (40  50) % tổn thất xảy lưới phân phối Lưới phân phối trực tiếp cung cấp điện cho thiết bị điện nên ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ, công suất hiệu thiết bị điện 1.1.2 Cấu trúc lưới phân phối Lưới phân phối gồm lưới phân phối trung áp lưới phân phối hạ áp Lưới phân phối trung áp có cấp điện áp trung bình từ 6-35 kV, đưa điện từ trạm trung gian tới trạm phân phối hạ áp Lưới phân phối hạ áp có cấp điện áp 380/220 V hay 220/110 V cấp điện trực tiếp cho hộ tiêu thụ điện Nhiệm vụ lưới phân phối cấp điện cho phụ tải với chất lượng điện giới hạn cho phép tức đảm bảo để phụ tải hoạt động với thông số yêu cầu đề 1.1.2.1 Lưới phân phối điện trung áp a Lưới phân phối điện ba pha ba dây Hình 1.1 Lưới phân phối điện pha dây Lưới phân phối điện ba pha ba dây có ba dây pha, máy biến áp phân phối cấp điện điện áp dây Khó khăn kỹ thuật lưới điện pha chạm đất, dòng điện chạm đất điện dung pha đất lớn xảy hồ quang lặp lại, tượng gây điện áp lớn (đến 3,5 lần Uđm pha) làm hỏng cách điện đường dây máy biến áp VIỆN ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Để khắc phục người ta phải nối đất trung tính cuộn dây trung áp, nối đất kỹ thuật Trung tính phía trung áp nối đất theo cách sau: a) Nối đất trực tiếp xuống đất: Loại trừ tượng hồ quang lặp lại cách cắt đường dây lúc chạm đất gây dịng ngắn mạch lớn Bất lợi cách nối đất dòng điện ngắn mạch lớn gây nguy hại cho lưới điện gây nhiễu thông tin b) Nối đất qua tổng trở: điện trở điện kháng nhằm giảm dòng ngắn mạch xuống mức cho phép c) Nối đất qua cuộn dập hồ quang: điện kháng cuộn dập hồ quang (còn gọi cuộn Petersen) tạo dòng điện điện cảm triệt tiêu dòng điện điện dung chạm đất làm cho dòng điện tổng qua điểm chạm đất nhỏ đến mức không gây hồ quang lặp lại Do xảy chạm đất pha lưới điện vận hành Hình 1.2 Lưới điện chạm đất pha Trên hình vẽ sơ đồ lưới điện chạm đất pha Trong trạng thái bình thường có dịng điện pha đất điện dung pha – đất sinh ra, dòng triệt tiêu nên khơng có dịng điện vào đất Khi pha chạm đất, ví dụ pha C chạm đất đất mạng điện áp pha C, dòng điện điện dung pha C: I cc = 0, xuất dòng điện điện dung IC = ICa + ICb vào điểm chạm đất gây hồ VIỆN ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Thực chế độ quản lý, kiểm tra để kịp thời phát thay thiết bị đo đếm bị cố (công tơ kẹt cháy, TU, TI cháy hỏng…), hư hỏng bị can thiệp trái phép lưới điện Không để công tơ kẹt cháy chu kỳ ghi số + Củng cố nâng cấp hệ thống đo đếm: Từng bước áp dụng công nghệ mới, lắp đặt thay thiết bị đo đếm có cấp xác cao cho phụ tải lớn Thay công tơ điện tử pha cho phụ tải lớn; áp dụng phương pháp đo xa, giám sát thiết bị đo đếm từ xa cho phụ tải lớn nhằm tăng cường theo dõi, phát sai sót, cố đo đếm + Thực lịch ghi số công tơ: Đảm bảo ghi số cơng tơ lộ trình, chu kỳ theo quy định, ngày thỏa thuận với khách hàng, tạo điều kiện để khách hàng giám sát, đảm bảo xác kết ghi số công tơ kết sản lượng tính tốn TTĐN + Củng cố nâng cao chất lượng ghi số công tơ, đặc biệt khu vực thuê dịch vụ điện nông thơn ghi số nhằm mục đích phát kịp thời công tơ kẹt cháy, hư hỏng trình ghi số để xử lý kịp thời + Khoanh vùng đánh giá TTĐN: Thực lắp đặt công tơ ranh giới, công tơ cho xuất tuyến, công tơ tổng TBA phụ tải qua theo dõi đánh giá biến động TTĐN xuất tuyến, TBA công cộng hàng tháng lũy tháng thực để có biện pháp xử lý biến động TTĐN Đồng thời so sánh kết lũy kế với kết tính tốn TTĐN kỹ thuật để đánh giá thực tế vận hành khả có TTĐN thương mại thuộc khu vực xem xét + Đảm bảo phụ tải với đường dây, khu vực.Kiểm tra, xử lý nghiêm tuyên truyền ngăn ngừa biểu lấy cắp điện.Tăng cường công tác kiểm tra chống hành vi lấy cắp điện, cần thực thường xuyên liên tục địa bàn, đặc biệt khu vực nông thôn tiếp nhận bán lẻ; Phối hợp với quan chức quyền địa phương xử lý nghiêm theo quy định vụ vi phạm lấy cắp điện Phối hợp với quan truyền thông tuyên truyền ngăn ngừa biểu lấy cắp điện Giáo dục để nhân viên quản lý vận hành, đơn vị người dân quan tâm đến vấn đề giảm TTĐN, tiết kiệm điện + Thực tăng cường nghiệp vụ quản lý khác: Xây dựng thực nghiêm quy định quản lý kìm, chì niêm phong cơng tơ, TU, TI , hộp bảo vệ hệ thống đo đếm; xây 70 VIỆN ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT dựng quy định kiểm tra, xác minh trường hợp công tơ cháy, cắp, hư hỏng… nhằm ngăn ngừa tương thông đồng với khách hàng vi phạm sử dụng điện; Tăng cường phúc tra ghi số công tơ để đảm bảo việc ghi số quy định quy trình kinh doanh 4.2.3 Các biện pháp kỹ thuật Các biện pháp này thực biện pháp tổ chức vận hành áp dụng mà không mang lại kết mong muốn, bao gồm giải pháp: Điều chỉnh điện áp, bù công suất phản kháng lưới phân phối; Đối xứng hóa lưới điện; Hạn chế sóng hài lưới hạ áp; Nâng cao điện áp vận hành lưới phân phối đưa điện áp quy chuẩn, chuyển điện áp 6, 10, 15 kV lên vận hành cấp điện áp 22 kV; Việc thực giải pháp tương đối hiệu đòi hỏi vốn đầu tư lớn mà thời gian thực dài Giải pháp kỹ thuật nâng cao chất lượng điện cần tập trung nghiên cứu phạm vi đề tài phương pháp điều chỉnh điện áp, bù công suất phản kháng, phương pháp đối xứng hóa lưới điện biện pháp hạn chế ảnh hưởng sóng hài bậc cao nhằm cải thiện điện áp nút hệ thống lưới phân phối [8] 4.2.4 Tính tốn tối ưu hóa vị trí bù (Capacitor placement optimization) [6] Giảm tổn thất điện cần thực từ giai đoạn thiết kế-quy hoạch cải tạo, đầu tư xây dựng cơng trình Tuy nhiên, biện pháp kỹ thuật áp dụng trình vận hành lại biện pháp thiết thực hiệu thường gặp nhiều khó khăn phụ tải có đặc điểm biến động theo thời gian tăng lên theo khu vực, dung lượng thiết bị bù công suất phản kháng nút thay đổi không bất biến Với điều kiện thiếu vốn đầu tư tổn thất điện lưới điện lớn, cần phải xác định lại vị trí lắp đặt điều chỉnh lượng cơng suất bù lưới điện Luận văn sử dụng phần mềm PSS/ADEPT để tính tốn tối ưu hóa vị trí bù Tối ưu hóa vị trí lắp đặt tụ bù lưới cho kinh tế (nghĩa cho số tiền 71 VIỆN ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT tiết kiệm từ việc đặt tụ bù lớn số tiền phải bỏ để lắp đặt tụ bù) CAPO chọn nút cho tụ bù để số tiền tiết kiệm lớn 4.2.4.1 Các bước thực tính tốn vị trí bù tối ưu lưới điện Bước 1: Định nghĩa thơng số tính tốn tối ưu hóa vị trí đặt tụ bù Hình 4.1 Hộp thoại thiết đặt thông số CAPO Bước 2: Cài đặt tùy chọn cho tốn tính tốn tối ưu vị trí bù thẻ CAPO Hình 4.2 Cửa sổ tùy chọn CAPO toán bù kinh tế 72 VIỆN ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Bước 3: Chạy tốn tính tốn tối ưu vị trí bù xuất kết tính tốn Các thông số định nghĩa sau: - Giá điện tiêu thụ kWh - Giá điện tiêu thụ kVArh - Giá công suất thực lắp đặt/ kW - Giá tiền phải trả cho lượng điện tiêu thụ - Giá tiền phải trả cho lượng điện phản kháng tiêu thụ - Giá tiền phải trả cho lượng công suất thực lắp đặt - Giá công suất phản kháng lắp - Giá tiền phải trả cho lượng công suất phản đặt/ kVAr kháng lắp đặt - Tỷ số hàng năm cần thêm vào để tính đến - Tỷ số trượt giá (pu/year) lạm phát chuyển đổi tiền (dolar, đồng) thời điểm lúc chương trình tính tốn - Tỷ số lạm phát (pu/year) - Thời gian tính tốn (years) - Giá trị tiền (dolar, đồng) thay đổi hàng năm - Khoảng thời gian sử dụng tốn phân tích kinh tế, tính hàng năm - Giá lắp đặt cho tụ bù cố định - Số tiền phải trả tính kVAr để lắp đặt dải đóng cắt tự động tụ bù cố định đóng cắt tự động - Tỷ giá bảo trì tụ bù cố định - Tỷ số giá tính kVAr-năm cần để bảo trì đóng cắt tự động dải tụ bù cố định và/hoặc tự động * Giải thích thơng số kinh tế sử dụng q trình tính tốn vị trí đặt tụ bù tối ưu - Giá điện tiêu thụ (cP) tính đơn vị /kWh Ở Mỹ thường sử dụng đơn vị tiền tệ dollar, nhiên PSS/ADEPT CAPO không bắt buộc đơn vị tiền tệ phải sử dụng, sử dụng đơn vị tiền tệ đảm bảo tính quán biến số - Giá điện phản kháng tiêu thụ (cQ) có đơn vị tuỳ chọn giống với giá điện 73 VIỆN ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT tiêu thụ Giá trị (cũng giá trị khác) đặt khơng có giá trị thực tế - Giá công suất thực lắp đặt (dP) giá công suất phát phải trả để thay tổn hao hệ thống Hiện CAPO không sử dụng giá trị - Giá công suất phản kháng lắp đặt (dQ) giống với giá công suất thực lắp đặt Hiện CAPO không sử dụng giá trị - Tỷ số trượt giá (r) sử dụng để quy đổi số tiền tiết kiệm chi phí từ tương lai thời điểm Nếu nguồn tài việc mua lắp đặt tụ bù vay từ ngân hàng tỷ số trượt giá gần lãi suất cho vay ngân hàng Khi sử dụng tỷ số trượt giá CAPO khơng tính đến thuế yếu tố khác Sau thông số kinh tế giải thích, ta biết phương trình CAPO sử dụng để tính tốn - Tỷ số lạm phát (i) tăng giá điện tiền bảo trì tụ bù hàng năm Tỷ số tính đơn vị tương đối (pu) phần trăm (%) Thông thường giá trị khoảng 0.02 đến 0.08 cho năm - Thời gian tính tốn (N) khoảng thời gian mà tiền tiết kiệm từ việc lắp tụ bù với tiền lắp đặt bảo trì tụ bù (nghĩa thời gian hồn vốn) Nếu thực tế có sách đầu tư phải hồn vốn năm giá trị đặt - Giá lắp đặt tụ bù cố định (cF) có đơn vị /kVAr kích cỡ tụ bù: giá trị cần tính để phù hợp với thực tế người sử dụng Có thể bao gồm tiền vỏ bọc tụ bù, tiền vận chuyển, tiền công lao động, v.v… - Giá lắp đặt tụ bù ứng động (cQ) giống với tụ bù cố định, nhiên tụ bù ứng động có giá cao hơn, để thành giá trị riêng - Tỷ giá bảo trì tụ bù cố định (mF) tiền để trì hoạt động tụ bù hàng năm Tỷ giá tính kVAr/year Tiền bảo trì tăng theo tỷ số lạm phát - Tỷ giá bảo trì tụ bù ứng động (mS) giống với tụ bù cố định Vì tiền bảo trì cao nên để riêng - Giả sử CAPO tính tốn lắp đặt tụ bù thứ n, độ lớn sF Tất nút hợp lệ lưới điện xem xét để tìm vị trí đặt tụ bù cho số tiền tiết kiệm lớn nhất: 74 VIỆN ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT giả sử công suất thực tiết kiệm xP (kW) công suất phản kháng tiết kiệm xQ (kVAr) Năng lượng tiết kiệm trình bảo trì diễn khoảng thời gian, sử dụng đại lượng thời gian tương đương, gọi Ne: n  1+i  Ne =    ; n = 1+r  N Như giá trị lượng tiết kiệm là: Saving (sF) = 8760 Ne (xP cP + xQ cQ) Giá trị chi phí mua tụ bù là: Cost (F) = sF (cF + Ne mF) Nếu tiền tiết kiệm lớn chi phí, CAPO xem xét đến tụ bù thứ (n+1), tiền tiết kiệm nhỏ CAPO bỏ qua tụ bù thứ n ngừng tính tốn 75 VIỆN ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SỸ K THUT Chọn đồ thị phụ tải cần tính toán đặt dung l-ợng định mức tụ cần lắp đặt cho cụm Tính phân bố công suất kiểm tra điện áp nút Tính dung l-ợng bù cần lắp đặt nút So sánh dung l-ợng bù tính tất điểm nút thỏa m·n ®iỊu kiƯn: - Saving (sF) > Cos (F) - Ui < U giới hạn (i) No Yes Kết qu¶ Hình 4.3 Lưu đồ thuật tốn tối ưu hóa vị trí lắp đặt tụ bù 4.2.4.2 Kết tính tốn Kết tính tốn tụ bù tối ưu lộ 373-E3.13 76 VIỆN ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Hình 4.4 Kết tính tốn bù tối ưu lộ 373-E3.13 77 VIỆN ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Bảng 4.1 Kết tính tốn bù tối ưu lưới điện trung áp Giao Thủy Trước bù T T Tên lộ đường dây Số lượng (bộ) Tổng công suất bù (kVAr ) Tổn thất công suất đường dây (kW) Tổng tổn thất điện (kWh) 95,209 142.62 NODE81; NODE98;NODE82;NODE96;NODE119;NODE94;NODE93;TTGH S-12;GL5-19;NODE97;NTBL1-35;C106;NTBL1-17 410,59 615.06 NODE103 22,978 34.421 NODE68; NODE60; C161; GX2-14; C118; NODE18; C84; GL0118; NODE9 341,21 511.14 NODE90; NODE48; NODE34~; NODE89;NODE13; NODE34;NODE30;NODE60~;NODE45; 189,47 283.83 HK2-18; C104; BH01-23; NODE186; Gha1-12 118,80 177.97 C197; GTi3-10; NODE25; NODE10; GA2-6; NODE8; C115; NODE106 372,90 558.61 Vị trí tối ưu Tiết kiệm Sau bù Tổn thất công suất đườn g dây (kW) Tổng tổn thất điện (kWh) Công suất (kW) Điện (kWh) Lưới 35kV 373 E3.13 x30 1800 x30 3900 300 QL1-3; QL2-105; QL2-63; XT1-23; QL2-29; GTi-21 82,87 124.13 12,339 18.483,82 80,401 120.440,70 32.851 1,048 1.569,90 412.65 65,748 98.490,50 236.25 31,763 47.580,97 151.91 17,396 26.059,21 437.61 80,778 121.005,44 289,47 433.630,55 Lưới 22kV 471 E3.13 473 E3.13 x30 475 E3.13 x30 2700 477 E3.13 x30 2700 472 E3.13 474 E3.13 x30 1500 x30 2400 Tổng cộng 78 330,1 21,93 275,4 157,7 101,4 292,1 494.62 VIỆN ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Phương án lắp đặt tụ bù cho lưới trung áp Giao Thủy sau: - Đường dây 373-E3.13 (35kV) lắp tụ bù, công suất 300kVAr Tổng công suất bù 1800kVAr - Đường dây 471-E3.13 (22kV) lắp 13 tụ bù, công suất 300kVAr Tổng công suất bù 3900kVAr - Đường dây 472-E3.13 (22kV) lắp tụ bù, công suất 300kVAr Tổng công suất bù 1500kVAr - Đường dây 473-E3.13 (22kV) lắp tụ bù, công suất 300kVAr Tổng công suất bù 300kVAr - Đường dây 474-E3.13 (22kV) lắp tụ bù, công suất 300kVAr Tổng công suất bù 2400kVAr - Đường dây 475-E3.13 (22kV) lắp tụ bù, công suất 300kVAr Tổng công suất bù 2700kVAr - Đường dây 477-E3.13 (22kV) lắp tụ bù, công suất 300kVAr Tổng công suất bù 2700kVAr Sau lắp tụ, sản lượng điện tiết kiệm 433.630,55 kWh, tương ứng giảm tổn thất điện là: 0,36% Với giá bán điện bình qn cơng ty điện lực Giao Thủy 1153 đồng/kWh, số tiền tiết kiệm lắp đặt tụ bù năm là: 499.976.024,15 đồng 4.3 ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP Lưới điện phân phối huyện Giao Thủy – tỉnh Nam Định lưới điện gồm nhiều phụ tải, tính chất phụ tải thể đặc trưng phụ tải sinh hoạt Tổn thất điện truyền tải phân phối điện la tiêu kinh tế - kỹ thuật quan trọng sản xuất, kinh doanh ngành điện nói chung điện lực Giao Thủy nói riêng Giảm tổn thất điện mang lại hiệu kinh tế to lớn cho kinh tế, cho ngành điện hộ tiêu thụ Trong năm qua điện lực Giao Thủy có nhiều cố gắng việc giảm tổn thất điện điện 79 VIỆN ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Từ đánh giá, nhận xét thực trạng lưới điện phân phối huyện Giao Thủy trên, ta nhận thấy vấn đề tổn thất điện lưới điện phân phối huyện GIao Thủy tránh khỏi, tổn thất lưới điện năm qua có giảm, mức chấp nhận chưa phải tối ưu Để khắc phục tồn nhằm thực đạt mục tiêu đề “Giảm tổn thất điện xuống mức thấp có thể”, theo cần phải thực giải pháp sau: 4.3.1 Quản lý nhận dạng TTĐN Xác định tổn thất khu vực nhận dạng TTĐN xem biện pháp quan trọng nhằm giúp cho người quản lý nhận biết rõ TTĐN khu vực nào, kỹ thuật hay kinh doanh để có biện pháp xử lý Các phương pháp xác định TTĐN gồm: 4.3.1.1 Xác định TTĐN thực qua hệ thống công tơ đo đếm Điện lực Giao Thủy thu thập liệu điện nhận vào lưới điện giao từ lưới Tính tốn TTĐN thực hiện: ΔA = AN – AG Trong đó: -ΔA: TTĐN lưới điện xét (kWh) - AN: tổng điện vào lưới điện (kWh) - AG: tổng điện giao từ lưới điện (kWh) 4.3.1.2 Xác định TTĐN lưới điện qua tính tốn TTĐN kỹ thuật Các đơn vị thực tính tốn TTĐN qua thơng số lưới điện phương thức vận hành để nhận dạng TTĐN kỹ thuật lưới điện thuộc phạm vi đơn vị quản lý mức để sở có biện pháp phù hợp giảm TTĐN 4.3.1.3 Nhận dạng TTĐN theo cấp điện áp, khu vực lưới điện, xuất tuyến trung áp, trạm biến áp công cộng Đơn vị quản lý dựa kết tính tốn TTĐN thự qua đo đếm TTĐN cấp điện áp, khu vực lưới điện, xuất tuyến trung áp, trạm biến áp phụ tải So sánh TTĐN kỹ thuật qua tính tốn với kết tính toán TTĐN qua đo 80 VIỆN ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT đếm để đánh giá mức độ hợp lý hay bất hợp lý hai kết tính tốn kỹ thuật tính tốn qua đo đếm, từ tìm ngun nhân bất hợp lý đề biện pháp giảm TTĐN hiệu quả, khu vực, cấp điện áp, xuất tuyến, trạm biến áp có bất thường TTĐN 4.3.2 Các biện pháp giảm TTĐN 4.3.2.1 Biện pháp quản lý kỹ thuật – vận hành - Lắp đặt bổ sung 51 tụ bù với tổng công suất bù 15300kVAr - Không để tải đường dây, máy biến áp Theo dõi thông số vận hành lưới điện, tình hình tăng trường phụ tải để có kế hoạch vận hành, cải tạo lưới điện, hốn chuyển máy biến áp đầy, non tải cách hợp lý - Đảm bảo vận hành phương thức tối ưu Thường xun tính tốn kiểm tra đảm bảo phương thức vận hành tối ưu lưới điện Đảm bảo trì điện áp giới hạn cao cho phép theo quy định hành khả chịu đựng thiết bị - Không để MBA phụ tải vận hành tải lệch pha Định kỳ hàng tháng đo dòng tải pha Ia, Ib, Ic dòng điện dây trung tính I0 để thực cân pha dịng điện I0 lớn 15% trung bình cộng dịng điện pha - Kiểm tra bảo dưỡng lưới điện tình trạng vận hành tốt Thực kiểm tra bảo dưỡng lưới điện đảm bảo tiêu chuẩn kỹ thuật vận hành Hành lang lưới điện, tiếp địa, mối tiếp xúc, cách điện đường dây, thiết bị… Không để mối nối, tiếp xúc (trên dây dẫn, cáp, đầu cực thiế bị…)tiếp xúc khơng tốt gây phát nóng dẫn đến tăng TTĐN - Thực tốt công tác quản lý kỹ thuật ngăn ngừa cố Đảm bảo lưới điện khơng bị cố, trì dây có TTĐN thấp 4.3.2.2 Biện pháp quản lý kinh doanh - Đối với kiểm định công tơ ban đầu: đảm bảo chất lượng để cơng tơ đo đếm xác chu kỳ làm việc (5 năm công tơ pha, năm công tơ pha) 81 VIỆN ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT - Đối với hệ thống đo đếm lắp đặt mới: đảm bảo thiết kế lắp đật hệ thống đo đếm bao gồm công tơ, TU, TI thiết bị giám sát từ xa (nếu có) đảm bảo cấp xác, niêm phong kẹp chì có giá trị định mức phù hợp với tải Xây dựng thực nghiêm quy định lăp đặt, kiểm tra nghiệm thu công tơ để đảm bảo giám sát chéo khâu nhằm đảm bảo khơng có sai sót q trình lắp đặt, nghiệm thu hệ thống đo đếm - Thực kiểm định, thay định kỳ công tư kỳ hạn theo quỵ định - Thự kiểm tra bảo dưỡng hệ thống đo đếm (TU, TI…) để đảm bảo thiết bị đo đếm lưới niêm phong quản lý tốt, có cấp xác phù hợp đảm bảo đo đếm Thực chế độ quản lý, kiểm tra kịp thời phát thay thiết bị đo đếm bị cố, hư hỏng bị can thiệp trái phép lưới - Từng bước áp dụng công nghệ mới, lắp đặt thay thiết bị đo đếm có cấp xác cao cho phụ tải lớn Thay công tơ điện tử pha cho phụ tải lớn, áp dụng phương pháp đo xa, giám sát thiết bị đo đếm từ xa cho phụ tải lớn nhằm tăng cường theo dõi, phát sai sót, cố đo đếm 82 VIỆN ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT KẾT LUẬN Tổn thất điện lưới phân phối gấp 3-4 lần tổn thất lưới truyền tải Khối lượng đầu tư xây dựng lưới điện phân phối chiếm tỉ trọng lớn toàn hệ thống lưới Xác suất ngừng cấp điện cố, sửa chữa bảo dưỡng, cải tạo lắp đặt lưới phân phối nhiều lưới truyền tải Mạng lưới điện lưới điện phân phối nơi cung cấp trực tiếp cho phụ tải quan tâm đến số lượng Chất lượng điện nhiều nơi thấp, hiệu vận hành khơng cao, chí số nơi không dùng cao điểm điện áp sụt xuống thấp Việc nghiên cứu để giảm thiểu tổn thất điện vừa có lợi ích mặt kỹ thuật vừa có lợi ích mặt kinh tế cho phép cải thiện chế độ làm việc thiết bị điện đồng thời cho phép tiết kiệm điện năng, nhiệm vụ mang tính tồn cầu Hiệu kinh tế việc áp dụng sử dụng tụ bù chứng minh luận văn Việc sử dụng tụ bù vừa cải thiện chất lượng điện, vừa cho phép giảm hao tổn điện lưới điện Luận văn rút số kết luận giải pháp áp dụng cơng tác quản lý vận hành lưới điện nhằm giảm TTĐN lưới điện huyện GIao Thủy sau: Áp dụng giải pháp cụ thể lâu dài trình bày để thực giảm TTĐN lưới điện huyện Giao Thủy Bù công suất phản kháng giải pháp hữu hiệu để nâng cao chất lượng điện lưới điện nhằm điều chỉnh điện áp nút, giảm tổn thất điện Trong luận văn đề xuất vị trí lắp đặt dung lượng bù tối ưu cho đường dây lưới điện huyện Giao Thủy theo sơ đồ kết dây vận hành Sử dụng phần mềm PSS/ADEPT để tính tốn trào lưu cơng suất tính tốn bù tối ưu cho lưới điện trung áp, kết tính tốn tổn thất công suất, tổn thất điện kỹ thuật sở rút kinh nghiệm ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT để thực quản lý vận hành lưới điện phân phối huyện Giao Thủy 83 VIỆN ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Bách (2000), ”Lưới điện hệ thống điện”, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [2] Trần Quang Khánh (2006), ”Hệ thống cung cấp điện”, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [3] Trần Quang Khánh (2000), ”Quy hoạch điện nông thôn”, NXB Nông nghiệp [4] ”Giới thiệu huyện Giao Thủy” , http://giaothuy.namdinh.gov.vn [5] ”Báo cáo công tác quản lý lưới điện phân phối điện lực Giao Thủy năm 2013” [6] Nguyễn Hữu Phúc, Đặng Anh Tuấn, Nguyễn Tùng Linh (2007), Giáo trình tập huấn: Áp dụng PSS-ADEPT 5.0 lưới điện phân phối , Trường Đại học điện lực [7] Nguyễn Văn Đạm (1999), ”Mạng lưới điện”, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 84 ... thiểu tổn thất điện lưới điện phân phối huyện Giao Thủy - tỉnh Nam Định điều kiện thiếu vốn đầu tư ” gồm chương: Chương 1: Giới thiệu chung Chương 2: Các phương pháp xác định tổn thất điện Chương... PSS/ADEPT phân tích trạng tổn thất điện lưới điện huyện Giao Thủy - tỉnh Nam Định Chương 4: Phân tích nguyên nhân gây tổn thất điện đề xuất biện pháp giảm thiểu tổn thất điện với chi phí tối thiểu. .. Sơ đồ lưới phân phối điện trung áp Trong lưới điện Việt Nam có loại sơ đồ sở lưới phân phối điện trung áp : VIỆN ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Hình 1.4a Lưới phân phối hình tia Lưới phân phối