Tính toán lựa chọn cấu trúc hợp lý của mạng điện địa phương

NGUYỄN NGỌC TUẤN BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH : HỆ THỐNG ĐIỆN HỆ THỐNG ĐIỆN TÍNH TỐN LỰA CHỌN CẤU TRÚC HỢP LÝ CỦA MẠNG ĐIỆN ĐỊA PHƯƠNG NGUYỄN NGỌC TUẤN 2004 - 2006 Hà Nội 2006 HÀ NỘI 2006 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC TÍNH TỐN LỰA CHỌN CẤU TRÚC HỢP LÝ CỦA MẠNG ĐIỆN ĐỊA PHƯƠNG NGÀNH : HỆ THỐNG ĐIỆN MÃ SỐ : 02-06-07 NGUYỄN NGỌC TUẤN Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN LÂN TRÁNG HÀ NỘI 2006 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC Trang Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình vẽ, đồ thị Mở đầu CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ MẠNG ĐIỆN ĐỊA PHƯƠNG VÀ CẤU TRÚC LƯỚI ĐIỆN ĐỊA PHƯƠNG 1.1 Giới thiệu chung 1.2 Mục đích sử dụng điện mạng điện địa phương 1.3 Các đặc điểm phụ tải địa phương 1.3.1 Đối với khu vực nông thôn 1.3.2 Đối với khu vực đô thị 1.4 Các đặc điểm lưới điện địa phương 1.4.1 Hiện trạng lưới trung áp … 1.4.2 Điện áp dòng điện 10 1.4.3 Kết cấu lưới điện 11 1.4.3.1 Lưới điện 35 kV 11 1.4.3.2 Lưới điện 22 kV 12 1.4.3.3 Lưới điện (6, 10) kV 13 1.4.3.4 Lưới điện 380/220 V 14 1.4.4 Nhận xét 14 1.5 Kết luận 16 CHƯƠNG II MỘT SỐ DẠNG CẤU TRÚC, SƠ ĐỒ SỬ DỤNG TRONG MẠNG ĐIỆN ĐỊA PHƯƠNG 2.1 Đặt vấn đề 17 2.2 Một số dạng sơ đồ nối dây 18 2.2.1 Sơ đồ nối dây dạng hình tia 18 Học viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Tuấn - Lớp CHHTĐ 2004-2006 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 2.2.2 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Sơ đồ nối dây loại nối liên thông 19 2.2.3 Sơ đồ nối dây loại mạch vịng kín 20 2.2.4 Phạm vi sử dụng loại sơ đồ nói 21 2.3 Sơ đồ lưới phân phối trung áp không 22 2.4 Lưới phân phối cáp trung áp 23 2.5 Sơ đồ hệ thống phân phối điện 25 2.6 Sơ đồ lưới phân phối hạ áp 26 2.7 Kết luận 27 CHƯƠNG III TÍNH TỐN XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THAM SỐ TỐI ƯU CỦA MẠNG ĐIỆN ĐỊA PHƯƠNG 3.1 Xác định điểm phân cơng suất mạng kín 28 3.2 Phân đoạn đường dây mạng hình tia (cây) 31 3.2.1 Đường dây không phân nhánh 32 3.2.2 Đường dây phân nhánh 35 3.2.3 Chọn vị trí đặt cấu phân đoạn 35 3.3 Mật độ dòng điện kinh tế 37 3.4 Khoảng chia kinh tế đường dây cao áp 42 3.5 Khoảng chia kinh tế đường dây hạ áp 44 3.6 Xây dựng số đường cong chi phí tính toán 45 3.7 Chọn cấp điện áp tối ưu 48 3.8 Kết luận 49 CHƯƠNG IV MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP TÌM VÀ LỰA CHỌN THƠNG SỐ, CẤU TRÚC HỢP LÝ CỦA LƯỚI ĐIỆN 4.1 Đặt toán xác định cấu trúc tối ưu lưới điện 50 4.2 Phương pháp nhánh cận để xác định cấu trúc tối ưu lưới điện 50 4.2.1 Xây dựng hàm mục tiêu 50 4.2.2 Thuật tốn tìm cấu trúc tối ưu lưới điện phương pháp nhánh cận 54 4.2.3 Xét toán tổng quát có n nguồn n phụ tải 60 Học viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Tuấn - Lớp CHHTĐ 2004-2006 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 4.3 Phương pháp thu hẹp bước xác định cấu trúc tối ưu lưới điện 64 4.3.1 Cơ sở toán học phương pháp 64 4.3.2 Nhận xét 69 4.4 Xây dựng sơ đồ nối điện tối ưu 70 4.4.1 Phương pháp hệ số phương án 70 4.4.2 Phương pháp mở rộng bước 71 4.4.3 Ví dụ sơ đồ nối điện tối ưu theo phương pháp mở rộng bước 74 4.5 Lựa chọn thông số cấu trúc hợp lý giản đồ khoảng chia kinh tế 77 4.5.1 Các giả thiết quy ước chung cho toán 77 4.5.2 Tóm tắt tốn lựa chọn thơng số cấu trúc HTCCĐĐT 80 4.5.2.1 Nội dung toán 80 4.5.2.2 Các ràng buộc xác lập tính toán 80 4.5.2.3 Sơ đồ khối bước lựa chọn thông số cấu trúc HTCCĐĐT hợp lý 81 4.5.3 Tính tốn lựa chọn thơng số cấu trúc lưới điện hạ áp 82 4.5.4 Lựa chọn thông số cấu trúc LHA theo giản đồ khoảng chia kinh tế sử dụng hàm chi phí vịng đời 84 4.5.5 Lựa chọn cấu trúc hợp lý lưới điện trung áp HTCCĐĐT theo giản đồ khoảng chia kinh tế 89 4.6 Kết luận 90 CHƯƠNG V ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP HÌNH HỌC ĐỂ TÌM CẤU TRÚC HỢP LÝ CỦA MẠNG ĐIỆN ĐỊA PHƯƠNG 5.1 Đặt vấn đề 91 5.2 Tìm cấu trúc hợp lý lưới điện phân phối phương pháp hình học 91 5.2.1 Đặt toán 91 5.2.2 Cấu trúc lưới phân phối có xét tới ràng buộc lãnh thổ 92 5.2.3 Xác định cấu trúc lưới phân phối có đường ngắn phương pháp hình học 97 5.2.4 Phương pháp hình học xác định cấu trúc lưới ngắn có điểm 99 Học viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Tuấn - Lớp CHHTĐ 2004-2006 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 5.2.5 Xác định cấu trúc lưới phân phối có chi phí quy dẫn cực tiểu phương pháp hình học 101 5.2.5.1 Cấu trúc lưới cực tiểu chi phí quy dẫn có điểm 101 5.2.5.2 Cấu trúc lưới cực tiểu chi phí quy dẫn có điểm 103 5.3 Ví dụ áp dụng tìm cấu trúc hợp lý phương pháp hình học 104 5.4 Áp dụng phương pháp hình học tìm cấu trúc lưới phân phối thành phố Bắc Giang 112 5.4.1 Giới thiệu chung thành phố Bắc Giang 112 5.4.2 Hiện tạng hệ thống cung cấp điện 113 5.5 Giới thiệu lộ sau trung gian Bắc Giang 113 5.5.1 Sơ đồ sợi lộ sau trung gian Bắc Giang 113 5.5.2 Số liệu chiều dài loại dây lộ 115 5.5.3 Xác định khu vực cần cải tạo cấu trúc lưới lộ sau trung gian Bắc Giang 117 5.5.4 Trình tự xây dựng cấu trúc lưới cho cụm lưới 118 5.5.5 Số liệu phụ tải cụm lưới cần cải tạo cấu trúc 118 5.5.6 Xây dựng lưới có đường ngắn 119 5.6 Kết luận 125 Kết luận chung luận văn 126 Tài liệu tham khảo 127 PHỤ LỤC Học viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Tuấn - Lớp CHHTĐ 2004-2006 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ĐDHA Đường dây hạ áp ĐDRN Đường dây rẽ nhánh ĐDTA Đường dây trung áp ĐDTC Đường dây trục HTCCĐĐT Hệ thống cung cấp điện thị LPP Lưới phân phối MBA Máy biến áp MBAPP Máy biến áp phân phối TBAPP Trạm biến áp phân phối TBATG Trạm biến áp trung gian TTG Trạm trung gian Học viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Tuấn - Lớp CHHTĐ 2004-2006 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1 Hệ số phụ thuộc vào số lượng dây dẫn Bảng 3.2 Quan hệ F, d µ Bảng 3.3 Giới hạn khoảng chia kinh tế đường dây 10kV Bảng 3.4 Vốn đầu tư điện trở loại dây dẫn Bảng 3.5 Kết tính tốn chi phí Z đường dây 22 kV Bảng 4.1 Số liệu công suất khoảng cách điểm tải Bảng 4.2 Suất chi phí tính tốn tương ứng với phụ tải điểm Bảng 4.3 Kết tính giá trị Z ij Bảng 5.1 Danh sách Phân xưởng nhà làm việc nhà máy Bảng 5.2 Số lượng công suất trạm biến áp phân xưởng Bảng 5.3 Tính tốn chọn tiết diện cáp thông số cụm lưới Bảng 5.4 Kết tính tốn cụm có đường ngắn Bảng 5.5 Chiều dài loại dây lộ sau trung gian Bắc Giang Bảng 5.6 Số liệu nút tải lộ sau trung gian Bắc Giang Bảng 5.7 Số liệu tính tốn cụm lưới có đường ngắn Bảng 5.8 Số liệu tính tốn cụm lưới có đường ngắn Bảng 5.9 Một số tiêu lưới theo sơ đồ cũ sơ đồ Học viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Tuấn - Lớp CHHTĐ 2004-2006 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 2.1 Sơ đồ nối dây hình tia Hình 2.2 Sơ đồ nối dây liên thơng Hình 2.3 Các sơ đồ nối dây mạch vịng kín Hình 2.4 Sơ đồ lưới phân phối khơng hình tia (cây) Hình 2.5 Các dạng sơ đồ lưới phân phối cáp Hình 2.6 Sơ đồ lưới phân phối cáp mật độ trạm phân phối cao Hình 2.7 Sơ đồ hệ thống phân phối điện Hình 2.8 Sơ đồ phân phối hạ áp Hình 3.1 Sơ đồ xác định cơng suất nhánh Hình 3.2 Mạng kín tách thành hai mạng hở Hình 3.3 Đường dây khơng phân nhánh khơng có đặt phân đoạn Hình 3.4 Đường dây phân nhánh Hình 3.5 Đường cong chi phí quy đổi, xác định khoảng chia kinh tế đường dây Hình 3.6 Đường cong xác định chi phí tính tốn đường dây 22kV Hình 4.1 Graph đầy đủ Hình 4.2 Cây graph Hình 4.3 Graph đầy đủ Hình 4.4 Cây graph Hình 4.5 Cây phương án Hình 4.6 Thuật tốn nhánh cận Hình 4.7 Sơ đồ khối thuật tốn Hình 4.8 Sơ đồ nối tối ưu xác định theo hệ số phương án với λ = Hình 4.9 Vị trí điểm mặt Hình 4.10 Sơ đồ nối điện theo phương pháp mở rộng bước Học viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Tuấn - Lớp CHHTĐ 2004-2006 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Hình 4.11 Sơ đồ khối tốn lựa chọn thơng số cấu trúc HTCCĐĐT Hình 4.12 Cấu trúc trạm biến áp phân phối thị lý tưởng Hình 5.1 Các đoạn lưới điều kiện hạn chế địa hình xí nghiệp thị Hình 5.2 Lưới ngắn điểm (1,2,3) điều kiện hạn chế lãnh thổ Hình 5.3 Miền cấu trúc cực tiểu Hình 5.4 Xây dựng lưới ngắn có điểm Hình 5.5 Xây dựng lưới có đường ngắn có điểm Hình 5.6 Xây dựng lưới cực tiểu chi phí quy dẫn có điểm Hình 5.7 Lưới nút có chi phí cực tiểu Hình 5.8 Sơ đồ mặt phân xưởng nhà máy Hình 5.9 Sơ đồ bố trí trạm biến áp phân xưởng Hình 5.10 Các sơ đồ minh hoạ cho phương pháp hình học Hình 5.11 Sơ đồ sợi lộ sau trung gian Bắc Giang Hình 5.12 Tính tốn cho cụm lưới Hình 5.13 Sơ đồ lộ sau trung gian Bắc Giang sau cải tạo cấu trúc lưới Học viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Tuấn - Lớp CHHTĐ 2004-2006 115 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Hình 5.11 Sơ đồ sợi lộ sau trung gian Bắc Giang 5.5.2 Số liệu chiều dài loại dây lộ Học viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Tuấn - Lớp CHHTĐ 2004-2006 116 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Bảng 5.5 Chiều dài loại dây lộ sau trung gian Bắc Giang TT nhánh (1) 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 Nút đầu (2) 1 2 4 6 8 11 11 12 12 14 14 17 18 18 20 20 22 22 22 24 24 27 27 29 29 31 31 33 33 34 35 35 38 38 40 40 42 42 Nút cuối (3) 11 10 12 14 13 17 15 16 18 19 20 21 22 24 27 23 25 26 28 29 30 31 32 33 34 38 35 36 37 39 40 41 42 43 44 Chiều dài nhánh (km) (4) 0,60 0,28 0,32 0,07 0,17 0,07 0,58 0,07 0,15 0,98 0,45 0,62 0,32 0,80 0,44 0,15 0,20 0,22 0,60 0,20 0,60 0,52 0,72 0,40 0,10 0,15 1,20 0,90 0,30 0,18 0,22 1,05 1,05 0,27 1,30 0,70 0,15 1,88 1,15 0,38 0,45 0,65 0,27 0,20 Loại dây dẫn (5) AC50 AC50 AC50 AC70 AC50 AC50 AC50 AC50 AC50 AC50 AC50 AC50 AC50 AC35 AC50 AC50 AC50 AC50 AC35 AC50 AC35 AC50 AC35 AC50 AC50 AC35 AC35 AC95 AC50 AC35 AC50 AC95 AC50 AC35 AC50 AC95 AC95 AC95 AC35 AC50 AC50 AC70 AC70 AC70 Bảng 5.6 Số liệu nút tải lộ sau trung gian Bắc Giang Học viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Tuấn - Lớp CHHTĐ 2004-2006 Ghi 117 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TT nút tải 10 13 15 16 17 19 21 23 25 26 28 30 32 34 36 37 39 41 43 44 Tên Trạm Thị Đội Đường 13B Hoàng Hoa Thám Tiền Giang Châu Xuyên Xuân Phong Tân Tiến Đồi Cát Châu Xuyên Đường Sông Xăng Dầu Thánh Thiên Đồng Cửa Cảng BG Máy xay Hoàng Hoa Thám Đồi Cát Đồi Cát Á Lữ Á Lữ Dân Chủ Dân Chủ Thuyền Buồm Thánh thiên LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP SđmBA (kVA) 50 250 250 180 180 320 320 250 250 180 180 180 180 180 180 100 250 100 320 180 320 560 180 180 Kt Cosϕ 0,45 0,55 0,52 0,45 0,35 0,3 0,46 0,57 0,5 0,61 0,38 0,34 0,37 0,46 0,38 0,43 0,51 0,41 0,4 0,37 0,63 0,66 0,68 0,74 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 Các loại dây dẫn lưới là: AC35 5,7km AC50 10,5km AC70 1,2km AC95 4,68km Tổng cộng 22,1km Học viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Tuấn - Lớp CHHTĐ 2004-2006 118 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 5.5.3 Xác định khu vực cần cải tạo cấu trúc lưới lộ sau trung gian Bắc Giang Từ kết tính tốn chế độ xác lập (phụ lục) lưới cho thấy: Tổn thất điện áp, tổn thất công suất, tổn thất điện nhánh tương đối lớn, hệ số tải máy biến áp phân phối lớn Nguyên nhân gây tổn thất điện áp, tổn thất công suất lớn lưới điện do: - Lưới phân phối lộ có cấu trúc khơng hợp lý viện phát triển nhánh lưới mạng tính chất chắp vá, khơng có quy hoạch tổng thể từ đầu - Các nhánh đường trục lưới lắp đặt lâu, số phụ tải cịn ít, phát triển thêm nhiều, tiết diện dây dẫn đường trục số đường nhánh nhỏ so với yêu cầu chí số đường nhánh tiết diện lớn so với đường trục - Từ sơ đồ mặt tuyến cho thấy số phụ tải cấp điện đường dây vòng, dẫn đến chiều dài cấp điện đường dây tăng lên Từ nguyên nhân trình vận hành phát triển lưới khơng có quy hoạch tổng thể, dẫn đến mạng điện vận hành không đảm bảo yêu cầu kinh tế kỹ thuật Tổn thất điện lưới hàng năm lớn, chất lượng điện áp nút Để áp dụng phương pháp hình học tìm cấu trúc lưới hợp lý phải chọn số cụm lưới mà cấu trúc chưa hợp lý Cụ thể chọn cụm cần cải tạo lại cấu trúc lưới sau: Cấu trúc lưới có điểm Cụm lưới 1: Gồm nút 4-9-16 Học viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Tuấn - Lớp CHHTĐ 2004-2006 119 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Trong đó: Nút nút nguồn (điểm đấu với đường trục), nút nút 16 nút tải Ở cụm lưới nút tải cấp điện đường vòng xa Cụm lưới 2: Gồm nút 19-20-21 Trong đó: Nút 20 nút nguồn nút 19, 21 nút tải Cụm lưới 3: Gồm nút 37-38-39 Trong đó: Nút 38 nút nguồn nút 37, 39 nút tải Cấu trúc lưới có điểm Cụm lưới 4: Gồm nút 38-41-43-44 Trong đó: Nút 38 nút nguồn, nút 41, 43, 44 nút tải Cụm lưới 5: Gồm nút 12-13-25-26 Trong đó: Nút 12 nút nguồn, nút 13,25, 26 nút tải 5.5.4 Trình tự xây dựng cấu trúc lưới cho cụm lưới Phương pháp hình học xây dựng cấu trúc hợp lý cho lưới phân phối tiến hành qua hai giai đoạn sau: Giai đoạn 1: Dùng phương pháp hình học xây dựng lưới có đường ngắn (lưới có Đmin) Giai đoạn 2: Chuyển đổi lưới có Đmin xây dựng giai đoạn sang để tiếp tục dùng phương pháp hình học xây dựng lưới có chi phí quy dẫn cực tiểu (lưới có Zmin) Trong số trường hợp đặc biệt có Đmin lưới có Zmin 5.5.5 Số liệu phụ tải cụm lưới cần cải tạo cấu trúc Cụm lưới 1: Cụm lưới 2: Cụm lưới 3: Nút 9: S = 180 kVA Nút 9: S = 250 kVA Nút 19: S = 180 kVA Nút 21: S = 250 kVA Nút 37: S = 180 kVA Học viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Tuấn - Lớp CHHTĐ 2004-2006 120 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Cụm lưới 4: Cụm lưới 5: LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Nút 39: S = 250 kVA Nút 41: S = 180 kVA Nút 43: S = 250 kVA Nút 44: S = 250 kVA Nút 13: S = 180 kVA Nút 25: S = 250 kVA Nút 26: S = 250 kVA 5.5.6 Xây dựng lưới có đường ngắn Ta có số liệu tính tốn cụm lưới có đường ngắn nhất: Bảng 5.7 Số liệu tính tốn cụm lưới có đường ngắn Cụm lưới Tên đoạn lưới Chiều dài đoạn lưới (km) Dòng cơng suất lưới S (kVA) Dịng điện lưới I (A) Tiết diện dây dẫn AC F(mm2) Điện trở đoạn lưới 0-9 0-16 0-4 0,85 0,15 0,50 180 250 430 17,3 24,0 41,3 35 50 70 0,72 0,10 0,23 0-19 0-21 0-20 0,10 0,30 0,35 180 180 360 17,3 17,3 34,6 35 35 50 0,10 0,26 0,23 0-37 0-39 0-38 0,55 0,15 1,20 180 320 500 17,3 30,8 48,1 35 50 70 0,47 0,10 0,55 01-43 01-44 01-02 02-41 02-38 0,15 0,30 0,35 0,60 0,35 180 180 360 560 920 17,3 17,3 34,6 53,8 88,5 35 35 50 70 95 0,13 0,26 0,23 0,28 0,12 01-13 01-26 01-02 02-25 02-12 0,40 0,80 0,45 1,00 0,3 320 250 570 180 750 30,8 24,0 54,8 17,3 72,1 50 50 70 35 95 0,26 0,52 0,21 0,85 0,10 Học viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Tuấn - Lớp CHHTĐ 2004-2006 R(Ω) 121 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Từ số liệu tính tốn lưới có đường ngắn ta có bảng tính tốn cụm lưới có đường ngắn Bảng 5.8 Số liệu tính tốn cụm lưới có đường ngắn Tên Tên Tổn thất Tổn thất Giá thành xây Vốn đầu tư Hàm chi phí Suất chi phí cụm đoạn cơng suất điện dựng 1km lưới xây dựng K tính tốn tính tốn lưới lưới ∆P(kW) ∆A(kWh) (106 VNĐ) Z(106 VNĐ) z (106 VNĐ) 0-16 0,17 208,3 90 13,5 2,4 16,0 0-9 0,65 796,3 85 72,3 12,7 14,9 0-4 1,18 1445,5 95 47,5 9,3 18,6 Tổng 2,0 2450 133,3 24,4 0-21 0,23 281,8 85 25,5 4,5 15,0 0-19 0,10 122,5 85 8,5 1,5 15,0 0-20 0,83 1016,8 90 31,5 6,2 17,7 Tổng 1,2 1421 65,5 12,2 0-37 0,42 514,5 85 46,7 8,2 14,9 0-39 0,28 343,0 90 13,5 2,6 17,3 0-38 3,82 4679,5 95 114,0 23,5 19,6 Tổng 4,52 5537 174,2 34,3 01-43 0,12 147,0 85 12,7 2,2 14,7 01-44 0,23 281,8 85 25,5 4,5 15,0 01-02 0,83 1016,8 90 31,5 6,2 17,7 02-41 2,44 2989,0 95 57,0 12,4 20,7 02-38 2,82 3454,0 100 35,0 9,2 26,3 Tổng 6,40 7888 161,7 34,5 01-13 0,74 309,5 90 36,0 6,9 17,3 01-26 0,90 1102,5 90 72,0 16,0 16,3 01-02 1,90 2327,5 95 42,7 9,4 20,8 02-25 0,76 931,0 85 85,0 15,0 15,0 02-12 1,56 1911,0 100 30,0 6,9 23,0 Tổng 5,9 7178 265,7 51,2 15,7 24474 800,4 156,6 Tổng (106 VNĐ) Học viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Tuấn - Lớp CHHTĐ 2004-2006 122 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Từ cấu trúc lưới có đường ngắn điểm tương ứng cụm lưới (đã xác định trên) kết suất chi phí quy dẫn đoạn lưới tính bảng 5.8 Tiến hành dựng hình để xác định cấu trúc lưới cưc tiểu chi phí điểm sau: Ta tính tốn cho cụm lưới 1: 169’ 169 Z1 Z2 16 60 600 Z1 Z3 Z2 16 Z3 Hình 5.12b Hình 512.a 4 Ở hình 5.12a lưới có đường ngắn xác định giai đoạn Với suất chi phí quy dẫn tương ứng đoạn là: Đoạn 0-16 có Z1 = 16.106 VNĐ 0-9 có Z1 = 14,9.106 VNĐ 0-4 có Z1 = 18,6.106 VNĐ Hình 5.12b lưới cực tiểu chi phí quy dẫn điểm Zmin(16-9-4) Mô tả bước xây dựng cấu trúc lưới cực tiểu chi phí có điểm: - Bước 1: Nối điểm 16 với điểm 9, có đoạn 16-9 = Z3 (suất chi phí quy dẫn đoạn 0-4) Học viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Tuấn - Lớp CHHTĐ 2004-2006 123 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP - Trên sơ đồ mặt lưới xác định chiều dài l16-9 = 10 cm Vậy cm = Z3 l16-9 18,6.10 = = 1,86.10 VNĐ 10 Ta có tỷ lệ dựng hình (tam giác suất chi phí) là: cm tương ứng với 1,86.106 VNĐ - Bước 2: Xác định điểm 169’ cách: Dựng tam giác suất chi phí quy dẫn 16-169’-9 Cạnh 169’-9 có chiều dài là: L169’-9 = Z1/1,86.106 = 16.106/1,86.106 = 8,6 cm Cạnh 169’-16 có chiều dài là: L169’-16 = Z2/1,86.106 = 14,9.106/1,86.106 = cm - Bước 3: Qua đỉnh 16-169’-9 tam giác suất chi phí vừa dựng ta vẽ đường trịn ngoại tiếp với đỉnh - Bước 4: Xác định giao điểm đường đẳng trị chi phí lưới với đường trịn ngoại tiếp, điểm O - Bước 5: Nối 0-16, 0-9, 0-4 ta cấu trúc lưới cực tiểu chi phí quy dẫn điểm Zmin(4-16-9) Trên sơ đồ mặt lưới xác định chiều dài lưới cực tiểu chi phí quy dẫn Zmin(4-16-9) là: Đoạn 0-16 có l = 0,23 km 0-9 có l = 0,9 km 0-4 có l = 0,42 km Tương tự ta tính tốn cho cụm lưới lại 2, 3, 4, kết sau: - Cụm 2: Đoạn 0-21 có l = 0,3 km 0-19 có l = 0,1 km Học viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Tuấn - Lớp CHHTĐ 2004-2006 124 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 0-20 có l = 0,35 km - Cụm 3: Đoạn 0-37 có l = 0,58 km 0-39 có l = 0,2 km 0-38 có l = 1,13 km - Cụm 4: Đoạn 01-43 có l = 0,16 km 01-44 có l = 0,35 km 02-41 có l = 0,7 km 02-38 có l = 0,25 km 01-02 có l = 0,35 km - Cụm 5: Đoạn 01-13 có l = 0,35 km 01-26 có l = 0,9 km 02-25 có l = 1,13 km 02-12 có l = 0,1 km 01-02 có l = 0,5 km Từ ta có sơ đồ lộ sau trung gian Bắc Giang sau cải tạo cấu trúc lưới (Hình 5.13) Từ sơ đồ lưới cũ ta có bảng tiêu kinh tế kỹ thuật sau: Bảng 5.9 Một số tiêu lưới theo sơ đồ cũ sơ đồ TT Các tiêu Đơn vị % Tổn thất điện áp: ∆U Tổn thất điện đường dây kWh Tổn thất điện % Tổng chiều dài đường dây km Tổng vốn đầu tư xây dựng đường dây 10 VNĐ Hàm chi phí tính tốn: Z 106VNĐ Theo sơ đồ cũ 6,75 232383 5,82 18,91 1768 524,2 Theo sơ đồ 5,8 220167 5,62 15,69 1481,5 464,6 Như ta thấy cải tạo số cụm lưới làm cho tiêu lộ tốt áp dụng cho lưới thu tiêu cho toàn lưới hiệu nhiều Học viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Tuấn - Lớp CHHTĐ 2004-2006 125 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP AC50 0,6 C1-6 TG Bắc Giang AC50 0,45 AC50 0,9 10 AC50 0,23 AC50 AC50 0,42 16 AC50 0,35 13 AC50 0,9 70 25 26 AC50 0,1 19 AC50 60 0,5 AC50 1,13 AC50 12 AC50 0,10 21 AC50 0,35 20 AC50 AC50 0,3 30 43 AC50 0,58 AC50 0,16 37 39 38 AC50 0,25 40 AC35 0,72 41 50 AC50 0,35 AC50 1,13 AC95 0,7 AC50 0,2 80 44 Hình 5.13 Sơ đồ lộ sau trung gian Bắc Giang sau cải tạo cấu trúc lưới (Phần nét đứt thể thay đổi đoạn khác giữ nguyên cũ) Học viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Tuấn - Lớp CHHTĐ 2004-2006 126 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Đối với lộ 671-TGB7 672, 674 trung gian đa mai tiêu kỹ thuật đạt yêu cầu: Tổn thất điện áp, tổn thất công suất, tổn thất điện mức thấp lộ xây dựng chưa lâu Cấu trúc lưới cách đấu nối trạm phân phối nhìn chung hợp lý ta khơng tính tốn cải tạo cấu trúc lưới lộ Với lộ 673-TG Đa Mai ta áp dụng phương pháp hình học để tìm cấu trúc lưới hợp lý kết tính tốn trình bày phần phụ lục luận văn Riêng lộ 671-E71 lộ cung cấp điện cho khu vực trung tâm thành phố, mật độ phụ tải mà lộ cung cấp tương đối cao, tiêu kỹ thuật lộ vượt mức cho phép ta dùng phương pháp dự báo áp dụng phương pháp lựa chọn thông số cấu trúc lưới theo gải đồ khoảng chia kinh tế trình bày mục 4.6 Các kết tính tốn trình bày phần phụ lục luận văn 5.6 KẾT LUẬN Như ta thấy áp dụng phương pháp hình học để tìm cấu trúc hợp lý lưới điện việc tính tốn đơn giản Áp dụng phương pháp hình học cho mạng điện sẵn có với lưới phân phối phù hợp Ta áp dụng đồng thời nhiều phương pháp lúc để tìm cấu trúc hợp lý cho mạng điện sẵn có Kết tính tốn cho thấy tiêu kinh tế - kỹ thuật mạng điện cải tạo phương pháp hình học tốt sơ với mạng điện ban đầu Để giúp cho công tác quy hoạch, cải tạo nâng cao chất lượng điện dùng phương pháp trình bày để xây dựng lưới điện hợp lý Học viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Tuấn - Lớp CHHTĐ 2004-2006 127 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KẾT LUẬN CỦA LUẬN VĂN Lưới điện cần phải bảo đảm cung cấp phân phối điện cho hộ tiêu thụ cách tin cậy, kinh tế đảm bảo yêu cầu kỹ thuật cần thiết kể mặt an toàn Đối với nước ta, trình lịch sử, hạn chế nguồn điện điều kiện kinh tế địa phương bị hạn chế nên lưới điện phân phối phát triển chưa theo quy hoạch Nhiều khu vực đặc biệt khu vực nơng thơn hình dạng lưới điện bất hợp lý Nhiều nơi mạng điện phân nhánh dài điểm đầu điểm cuối gần vịng dẫn đến lãng phí vốn đầu tư chất lượng điện Luận văn với đề tài “Tính tốn lựa chọn cấu trúc hợp lý mạng điện địa phương" tập trung vào nghiên cứu vấn đề nội dung: - Xác định số tham số hợp lý sơ đồ mạng điện để đảm bảo cho sơ đồ vận hành đơn giản nhất, giảm thiệt hại điện chẳng hạn sơ đồ hình tia (cây) khu vực mà phụ tải không yêu cầu cao độ tin cậy cung cấp điện - Xây dựng đường cong chi phí quy đổi nhàm xác định khoảng chia kinh tế đường dây thuận tiện cho việc tra cứu làm công tác thiết kế quy hoạch lưới điện - Đưa số phương pháp áp dụng tính tốn lựa chọn thơng số cấu trúc hợp lý lưới điện, phương pháp thích hợp cho lưới điện khu vực cụ thể - Đã áp dụng phương pháp hình học để tìm lựa chọn cấu trúc hợp lý lưới điện cụ thể có sẵn kết tính tốn minh hoạ cho thấy khả áp dụng hiệu phương pháp toán xác định cấu trúc hợp lý lưới điện phân phối mạng điện địa phương Học viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Tuấn - Lớp CHHTĐ 2004-2006 128 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Nguyễn Lân Tráng (2005), Quy hoạch phát triển hệ thống điện, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [2] Nguyễn Lân Tráng, Nguyễn Quang Minh (2006), Quy hoạch lưới truyền tải có xét đến khả tải phương pháp thu hẹp bước, Tạp chí khoa học công nghệ, Tập 44, số 2, Hà Nội [3] Phan Đăng Khải (2000), Cơ sở lý thuyết xây dựng lưới điện, Bài giảng chuyên đề sau đại học, Hà Nội [4] Phan Đăng Khải (1985), Thiết kế lưới điện có xét tới điều kiện hạn chế vốn đầu tư yếu tố phát triển động ảnh hưởng độ tin cậy cung cấp điện, Luận án Phó tiến sĩ Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [5] Trần Bách (2000), Lưới điện hệ thống điện, Tập 1, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [6] Trần Bách (2004), Lưới điện hệ thống điện, Tập 2, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [7] Bạch Quốc Khánh (1996), Lựa chọn thông số cấu trúc trạm biến áp phân phối trạm biến áp trung gian cho lưới phân phối điện đô thị, Luận văn Thạc sĩ Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [8] Bạch Quốc Khánh (2001), Đánh giá tác động quản lý nhu cầu điện (DSM) đến tiêu kinh tế - kỹ thuật, thông số cấu trúc hệ thống cung cấp điện đô thị khả ứng dụng điều khiển phụ tải sóng hệ thống cung cấp điện đô thị Việt Nam, Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật, Hà Nội [9] Đặng Quốc Thống (1992), Áp dụng nguyên lý tự động thiết kế để phân tích lựa chọn cấu trúc hệ thống cung cấp điện thị, Luận án Phó tiến sĩ Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Học viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Tuấn - Lớp CHHTĐ 2004-2006 129 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP [10] Nguyễn Văn Đạm (2002), Mạng lưới điện, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [11] Nguyễn Đức Hạnh (2006), Định hường phát triển lưới điện trung áp Miền Bắc Việt Nam, Tạp chí Điện đời sống, số 83 tháng 3/2006, Hà Nội [12] Ngô Hồng Quang, Vũ Văn Tẩm (2001), Thiết kế cấp điện, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [13] Ngô Hồng Quang (2002), Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500 kV, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [14] Trần Quang Khánh (1995), Quy hoạch điện nông nghiệp, Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội, Hà Nội [15] Trần Quang Khánh (2006), Hệ thống cung cấp điện, Tập & 2, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [16] Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Mạnh Hoạch (2001), Hệ thống cung cấp điện xí nghiệp cơng nghiệp thị nhà cao tầng, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Tiếng Anh [17] T.A Short (2003), Electrical power distribution, Singapore [18] Antonino Augugliaro, Luigi Dusonchet, Mariano Giuseppe Ippolito, and Eleonora Riva Sanseverino(2003), Minimum Losses Reconfiguration of MV Distribution Networks Through Local Control of Tie-Switches, IEEE TRANSACTIONS ON POWER DELIVERY, VOL 18, NO 3, JULY 2003 [19] C T Huddleston, R P Broadwater, and A Chandrasekaran (1990), “Reconfiguration algorithm for minimizing losses in radial electric distribution systems,” Elect Power Syst Res., vol 18, pp 57-66 Học viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Tuấn - Lớp CHHTĐ 2004-2006 ... tìm phương án hợp lý Luận văn tập trung vào nghiên cứu tính tốn lựa chọn cấu trúc hợp lý mạng điện địa phương với mục đích chủ yếu là: - Tính tốn lựa chọn tham số hợp lý sơ đồ mà mạng điện địa phương. .. thấy mạng điện địa phương mạng điện trực tiếp phân phối điện cho phụ tải công tác quy hoạch thiết kế nhằm lựa chọn cấu trúc hợp lý mạng điện địa phương có ý nghĩa to lớn - Nếu lựa chọn cấu trúc hợp. .. quan mạng điện địa phương cấu trúc lưới điện địa phương - Chương 2: Một số dạng cấu trúc, sơ đồ sử dụng mạng điện địa phương - Chương 3: Tính tốn xác định số tham số tối ưu mạng điện địa phương