Xác định tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong lưới phân phối cả xét tới ảnh hưởng của đồ thị phụ tải

Bộ giáo dục đào tạo trờng đại học bách khoa hà nội - luận văn thạc sĩ khoa học Ngành: Hệ thống điện Xác định tổn thất công suất tổn thất điện lới phân phối có xét tới ảnh hởng đồ thị phụ tải M số: đinh thạc sinh Ngời hớng dẫn khoa học: TS phan đăng khải hà nội 2008 Luận văn thạc sü khoa häc môc lôc Néi dung Trang Lêi nãi đầu Chơng : Khái quát chung phụ tải điện loại hình đồ thị phụ tải 1.1 Khái quát chung 1.2 Đồ thị xác định phụ tải 1.3 Đồ thị phụ tải ngẫu nhiên 1.4 Mô hình xác suất đồ thị phụ tải ngẫu nhiên 1.5 Phụ tải nhóm thiết bị dạng đám đông 1.6 Xác định tổn thất điện hàng năm lới điện Chơng 2: Nghiên cứu việc mô hình hóa đồ thị phụ tải 3 16 23 36 44 2.1 Đặt vấn đề 44 2.2 Một số phơng pháp cổ điển mô hình hóa đồ thị phụ tải đợc sử dụng giới 44 2.3 Mô hình hóa đờng cong phụ tải sử dụng thành phần chính(phơng pháp mới) 49 2.4 Mô tả số liệu 51 2.5 Kết đánh giá 53 2.6 Dự báo đờng cong phụ tải phơng pháp thành phần 61 Chơng 3: Phơng pháp đẳng trị hóa đồ thị phụ tải từ số liệu thống kê 64 xác định thông số Tmax, max 3.1 Mục đích phơng pháp 64 3.2 Xây dựng đồ thị phụ tải từ số liệu đo đếm điện 65 3.3 Xác định Tmax, max năm từ hàm đẳng trị vừa tìm đợc 71 Chơng 4: Xác định thông số cho lới phân phối tổng quát cung cấp cho thành phố Hà nội dựa vào đồ thị phụ tải đẳng trị đợc xây dung, tính toán tổn thất công suất tổn thất điện 73 4.1 Tính toán thông số lới phân phối cung cấp cho thành phố Hà nội 73 4.2 Tính tổn thất công suất tổn thất điện 99 Chơng : Kết luận kiến nghị 101 Đinh Thạc Sinh - Lớp cao học HTĐ 2006-2008 Luận văn thạc sỹ khoa học 5.1 Kết luận 5.2 Các đề xuất triển vọng nghiên cứu Tài liệu tham khảo Đinh Thạc Sinh - Lớp cao học HTĐ 2006-2008 101 102 103 Luận văn thạc sỹ khoa học -1- lời nói đầu Trong năm gần việc đánh giá, quy hoạch phát triển hệ thống điện ngày đợc trọng, hệ thống điện Việt nam đ có bớc phát triển vợt bậc Cùng với việc phát triển phần nguồn, hệ thống điện việt nam đ đợc đầu t xây dựng thành hệ thống điện hợp nớc Để phục vụ cho công tác quy hoạch nh quản lý nhu cầu sử dụng điện năng, cần xây dựng đợc mô hình tính toán loại hình phụ tải điện, việc sâu nghiên cứu loại hình đồ thị phụ tải, xác định thông số nh thời gian sử dụng công suất lớn nhất, thêi gian tỉn thÊt c«ng st lín nhÊt cđa phơ tải giúp ta đánh giá đợc xác hoạt động vận hành thiết bị điện nh lộ đờng dây, qua chọn xác số lợng công suất thiết bị điện đồng thời điều chỉnh chế độ làm việc cách hợp lý kinh tế Hiện nay, việc tính toán tổn thất điện thiết bị điện, trạm biến áp lộ đờng dây gặp nhiều khó khăn cha đa đợc phơng pháp cụ thể để tính toán giá trị thời gian sử dụng công suất lớn (Tmax) thời gian tổn thất công suất lớn (max) Việc lựa chọn thông số Tmax max chủ yếu dựa nhận định thực tế vận hành phụ tải để ớc tính số thời gian vận hành tơng đối thiết bị tra theo bảng có sẵn sổ tay kỹ thuật loại hình hộ tiêu thụ nên kết tính toán cha thể đợc tình trạng thiết bị, trạm biến áp nh lộ đờng dây (từ trung áp đến siêu cao áp) Với đề tài:Xác định tổn thất công suất tổn thất điện lới phân phối có xét tới ảnh hởng đồ thị phụ tải luận văn mong muốn đóng góp phần nhỏ việc nghiên cứu chi tiết loại hình phụ tải khác từ sử dụng phơng pháp toán học để xác định trị số Tmax max loại hình phụ tải biết thông số tiêu thụ điện Đinh Thạc Sinh - Lớp cao học HTĐ 2006 - 2008 Luận văn thạc sỹ khoa học -2- phụ tải dới dạng rời rạc ngẫu nhiên Từ ta tính đợc tơng đối xác tổn thất điện phụ tải, đánh giá đợc xác tình trạng vận hành phụ tải nhằm giảm tối đa chi phí cho lới điện thiết bị điện đa toán quy hoạch có hiệu Luận văn bao gồm chơng, chơng giới thiệu tổng quan vấn đề chung phụ tải điện loại hình đồ thị phụ tải Chơng trình bày số nghiên cứu việc mô hình hóa đồ thị phụ tải nhằm điều tiết yếu tố ngoại sinh ảnh hởng đến đồ thị phụ tải Chơng nêu phơng pháp đẳng trị hóa đồ thị phụ tải từ số liệu thống kê dới dạng rời rạc tính toán thông số Tmax, max dựa đồ thị đẳng trị vừa xây dựng đợc Chơng áp dụng sở lý thuyết để tính toán thông số Tmax, max, tổn thất công suất tổn thất điện lới điện phân phối 110kV cung cấp cho thành phố Hà nội Chơng tổng kết lại vấn đề đ nghiên cứu đề xuất số hớng luận văn Xin chân thành cảm ơn TS Phan Đăng Khải thầy cô giáo Bộ môn Hệ thống điện trờng Đại học Bách Khoa Hà nội đ tận tình hớng dẫn, đóng góp ý kiến quý báu giúp tác giả hoàn thành luận văn Do thời gian có hạn kiến thức nhiều hạn chế nên luận văn không tránh khỏi thiếu sót, tác giả mong muốn nhận đợc bảo đóng góp ý kiến thầy cô đồng nghiệp Tác giả Đinh Thạc Sinh - Lớp cao học HTĐ 2006 - 2008 Luận văn thạc sỹ khoa học -3- Chơng khái quát chung phụ tải điện loại hình đồ thị phụ tải 1.1 Khái quát chung Đồ thị phụ tải điện hàm theo thời gian, phụ thuộc vào nhiều yếu tố nh đặc điểm trình công nghệ, chế độ vận hành Đờng biểu diễn thay đổi phụ tải tác dụng P, phụ tải phản kháng Q dòng điện I theo thời gian gọi đồ thị phụ tải công suất tác dụng, phản kháng đồ thị phụ tải dòng điện theo thời gian Đối với loại hộ tiêu thụ ngành công nghiệp đa dạng đồ thị phụ tải điểm hình khác 1.2 Đồ thị xác định phụ tải 1.2.1 Khái niệm đồ thị phụ tải tính toán Nh đ biết số liệu sổ tay kỹ thuật cho điều kiện làm việc chuẩn ứng với dòng phụ tải lâu dài cho phép không thay đổi theo thời gian Vì để chọn tiết diện dây dẫn biết trớc đồ thị phụ tải xoay chiều I(t), trớc hết cần thay đồ thị đồ thị đẳng trị đơn giản theo ®iỊu kiƯn ®èt nãng I = const = Itt Trong Itt - dòng điện tính toán cần phân biệt giá trị theo ý nghĩa vật lý hai dòng điện khác theo hai hiệu ứng đốt nóng 1, IttI - Theo nhiệt độ đốt nóng cực đại 2, IttII - Theo phá huỷ cách điện nhiệt Khi đồ thị quy ớc I = const = IttI dùng để tính toán lựa chọn thiết bị theo đốt nóng Còn đồ thị I = const = IttII dùng để tính toán lựa chọn thiết bị theo mức độ huỷ hoại cách điện nhiệt Ta coi Itt giá trị lớn giá trị IttI IttII làm phụ tải tính toán, làm sở Để xác định Itt theo đồ thị I(t) lựa chọn tiết diện dây dẫn cần phải hiểu đợc lý thuyết đốt nóng dây dẫn Theo phơng pháp trớc hết cần xác định dạng đồ thị I(t), Đinh Thạc Sinh - Lớp cao học HTĐ 2006 - 2008 Luận văn thạc sỹ khoa học -4- sau xác định đồ thị ngẫu nhiên đồ thị phụ tải tổng Nói chung đồ thị không cho trớc Đối với dây dẫn bọc cách điện dây dẫn ®−ỵc xÐt gièng nh− mét vËt thĨ ®ång nhÊt víi tổng trở nhiệt bên không coi tất điểm bị nhiệt (t) nh môi trờng xung quanh Giả thiết coi bề dày cách điện nhỏ không đáng kể thay đổi dòng điện phụ tải Itt không lớn so với số thời gian đốt nóng dây dẫn T0 Kết tính toán đ giả thiết chấp nhận đợc mức độ định bắt buộc phải xét tới thành lập toán xác định giá trị Itt dùng xác định tiết diện cáp chi tiết cấu trúc xét tới phát nóng Một cách tổng quát, phụ tải tính toán phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tơng đơng với phụ tải thực tế (biến đổi) mặt hiệu ứng nhiệt lớn Nói cách khác, phụ tải tính toán làm nóng dây dẫn lên tíi nhiƯt ®é b»ng nhiƯt ®é lín nhÊt phơ tải thực tế gây 1.2.2 Phụ tải cực đại có độ dài thời gian cho trớc Việc xác định giá trị IttI dễ dàng đạt đợc nhờ khái niệm đồ thị phụ tải cực đại nửa đợc nêu lới điện công nghiệp Biểu thức tổng quát: z (t ) = z e − t T0 Trong ®ã: t t 0 −T t −T + e ∫ e I ( t )dt T (1-1) z0(t) - hàm sau đ đổi biến số từ hàm số theo thời gian dòng tính toán xét theo điều kiện phát nóng IttI; T0 số thời gian phát nóng dây dẫn Việc tìm đỉnh cực đại địa phơng zmax max đợc giới hạn việc nghiên cứu đoạn đồ thị I(t) có khoảng thời gian không lớn 3T0 Kết luận đợc rút từ việc nghiên cứu đầy đủ khoảng thời gian với max ((t) - nhiệt độ dây dẫn) đạt tới giá trị cận trên, nhng phân bố khoảng trục thời gian trớc nên cần nghiên cứu khoảng thời gian (t, t+), biến số t trợt dọc theo trục thời gian Đinh Thạc Sinh - Líp cao häc HT§ 2006 - 2008 Ln văn thạc sỹ khoa học -5- Sử dụng tiêu chuẩn gần để tìm đợc cực đại giá trị trung bình: t t + I θ max (t ) = e T θ ∫ I(t )dt , I θtn max (t ) = t t +θ ∫ I (t )dt θ t (1-2) Các giá trị Imax Itnmax (dòng thực nghiệm cực đại) đạt đợc đồng thời quan sát hai ®iỊu kiƯn d t +θ ∫ I(t )dt = I(t + θ) − I(t ) = dt t (1-3) I(t+) - I(t) (1-4) Điều kiện (1-3) đẳng thức tung độ biên vị trí thực nghiệm khoảng thời gian trợt (t, t+), cho phép dễ dàng xác định vị trí xét tới điều kiện (1-4), dịch chuyển nẹp giấy can xác định khoảng thời gian tx + cho phép hiển thị hình 1) P'(tx)>0>P'(tx+θ) 2) P'(tx)>P'(tx+θ)>0 3) 0>P'(tx)>P'(tx+θ) θ θ θ tx tx a, Đinh Thạc Sinh - Lớp cao học HTĐ 2006 - 2008 tx t Luận văn thạc sỹ khoa häc -6- θ1 ∆t θ1 ∆t ∆t θ ∆t θ θ θ ∆t ∆t θ θ1 θ1 tx tx tx t b, H×nh 1-1: VÝ dơ vị trí thực nghiệm khoảng trợt (t, t+) đờng trung bình đồ thị phụ tải liên tục (a), đồ thị cấp bậc (b) Đối với đồ thị bậc (1-1b) bậc có độ dài thời gian t = /N cần vạch nẹp thời gian đa vào tờ giấy can khoảng (n+1)t (thay cho nt = đồ thị gián đoạn) Vị trí thực nghiệm đợc xác định cách đa bậc cuối vợt lên trớc bậc lúc giá trị nhỏ nh đ giải thích Để xác định giá trị Itt = IttI cÇn lÊy θ = 3T0 = T, thực tế dùng nguyên lý cực đại phụ tải trung bình đợc biểu diễn đẳng thøc: Itt ≈ Itbmax (1-5) Sau nµy ký hiƯu phơ tải tính toán phụ tải nhận đợc gần cực đại phụ tải trung bình I = Itb khoảng thời gian trợt có độ dài = 3T0 = T Chính xác đẳng thức: Itt = Ihqmax (1-6) nhận đợc từ (1-5) cách thay phụ tải trung bình I = Itb phụ tải hiệu I = Ihq nhng thờng hệ số công thức G = Ihq/Itb khoảng thêi gian thùc nghiƯm gÇn b»ng Khi tÝnh (1-6) ta lÊy T0 = 10 phót, T = 3T0 = 30 phút không phụ thuộc vào tiết diện dây, điều dẫn tới khái niệm phụ tải cực đại nửa đợc Đinh Thạc Sinh - Lớp cao học HTĐ 2006 - 2008 Luận văn thạc sỹ khoa học -7- dùng rộng r i Nhận thấy đẳng thức (1-5) đẳng thức (1-6) không loại trừ khả nhận đợc đốt nóng ngắn hạn lớn giá trị N chuẩn khoảng thời gian 3T0 = T Song vợt thực tế hoàn toàn chấp nhận đợc giá trị độ dài thời gian đợc giới hạn giá trị khoảng trung bình 3T0 1.3 Đồ thị phụ tải ngẫu nhiên 1.3.1 Sự phân bố xác suất phụ tải Khi xây dựng xác đồ thị phụ tải thiết bị điện riêng lẻ dờng nh chúng có mối liên hệ chặt chẽ với nên đồ thị phụ tải nhóm thiết bị tơng tự thực tế xác định Do số thời gian lặp lại trình công nghệ nên chúng đồng thời đồ thị có tính chu kỳ P(t+Tck) = P(t), thông thờng chu trình Tck không vợt độ dài thời gian ca Trong tất trờng hợp lại, giá trị P(t0) I(t0) nhóm phụ tải thời điểm t0 trớc giá trị ngẫu nhiên Các đồ thị phụ tải P(t), I(t) thời gian Tck chu trình công nghệ hoàn toàn, ví dụ ca làm việc đợc mô tả theo chu trình khác nhau, chúng không trùng dạng, nên nói chung phản ảnh ngẫu nhiên vài trình ngẫu nhiên Song đồ thị phụ tải nhóm thiết bị điện công nghiệp phục vụ cho phần trình công nghệ xác định có tính nhịp nhàng mang đặc điểm chu kỳ chung, thuật ngữ toán học thống kê đợc gọi ổn định thống kê Khi dạng đợc rút để xác định phụ tải tính toán ca mang tải lớn mà khoảng thời gian thực đợc (hoặc thực vợt mức) kế hoạch sản xuất sản phẩm với mức tiêu thụ điện lớn Trong thời gian ca nh vậy, đồ thị P(t), I(t) đồ thị phụ tải trung bình, hiệu tiêu thụ điện suốt ca mang tính ổn định dạng đặc tính thống kê Nghĩa mang tính ổn định không thay đổi thc tế tơng ứng với giản đồ xếp theo trình tự Ptrt(t) Itrt(t) thời gian Đinh Thạc Sinh - Lớp cao học HTĐ 2006 - 2008 Luận văn thạc sỹ khoa học - 90 - Hình 4-1: Đồ thị dạng bậc thang công suất tác dụng P theo thời gian t Từ bảng phân bố bậc công suất theo trình tự thời gian trên, ta tính hệ số tơng quan r theo công thức (3-3), kết tính toán thể bảng sau: Đinh Thạc Sinh - Lớp cao học HTĐ 2006 - 2008 Luận văn thạc sỹ khoa học - 91 - Bảng 4-7: Bảng tính toán hệ số t−¬ng quan r t i (h) Pi - P t i - t (P - P)(t - t) i (P - P) (t - t) STT Pi (MW) 959.5 190 327.9 -4354.4 -1427642.087 107494.6944 18960581.64 921.8 380 290.2 -4164.4 -1208677.468 84240.54943 17342019.14 916.4 570 284.8 -3974.4 -1132078.469 81136.33321 15795656.64 903.8 760 272.3 -3784.4 -1030309.183 74121.94579 14321494.14 899.9 950 268.3 -3594.4 -964323.5953 71977.84117 12919531.64 874.9 1140 243.3 -3404.4 -828414.7288 59213.51448 11589769.14 867.3 1330 235.7 -3214.4 -757615.0704 55552.56635 10332206.64 866.8 1520 235.2 -3024.4 -711442.5437 55336.07933 9146844.141 864.9 1710 233.3 -2834.4 -661163.7664 54413.10043 8033681.641 10 839.7 1900 208.1 -2644.4 -550398.756 43322.03031 6992719.141 11 829.8 2090 198.2 -2454.4 -486375.748 39270.0981 12 818.9 2280 187.4 -2264.4 -424230.9116 35100.06475 5127394.141 13 812.7 2470 181.2 -2074.4 -375775.2906 32815.7171 14 805.3 2660 173.7 -1884.4 -327283.153 30165.64621 3550869.141 15 793.3 2850 161.7 -1694.4 -273963.419 26143.64184 2870906.641 16 768.8 3040 137.2 -1504.4 -206401.4776 18824.06392 2263144.141 17 753.4 3230 121.8 -1314.4 -160047.7318 14827.24512 1727581.641 18 696.5 3405 64.9 -1139.4 -73931.63681 4210.437943 1298175.391 19 657.8 3580 26.2 -964.4 -25260.02406 686.0813802 930019.1406 20 626.6 3755 -5.0 -789.4 3921.460002 24.67907306 623112.8906 21 623.8 3930 -7.8 -614.4 4785.07659 60.6611608 22 621.3 4120 -10.3 -424.4 4352.238473 105.1782121 180094.1406 23 614.6 4310 -17.0 -234.4 3992.113673 290.1237136 54931.64063 24 605.8 4485 -25.7 -59.4 1528.41924 662.6401501 3525.390625 i §inh Th¹c Sinh - Líp cao häc HT§ 2006 - 2008 i i 6023956.641 4303031.641 377456.6406 Luận văn thạc sỹ khoa häc - 92 - 25 592.8 4660 -38.8 115.6 -4481.295761 1502.116872 13369.14063 26 575.2 4850 -56.4 305.6 -17237.30071 3180.978714 93406.64063 27 573.3 5025 -58.3 480.6 -28038.1522 3403.188957 231000.3906 28 565.5 5200 -66.1 655.6 -43341.2821 4370.111296 429844.1406 29 564.9 5375 -66.7 830.6 -55391.19204 4447.043998 689937.8906 30 556.5 5565 -75.1 1020.6 -76685.61093 5645.408326 1041675.391 31 547.0 5755 -84.6 1210.6 -102400.602 7154.60635 32 545.2 5930 -86.4 1385.6 -119671.2038 7459.125229 1919956.641 33 538.0 6105 -93.6 1560.6 -146051.2387 8758.16998 34 534.0 6295 -97.6 1750.6 -170885.7125 9528.515716 3064687.891 35 531.6 6485 -99.9 1940.6 -193963.1946 9989.768249 3766025.391 36 525.7 6660 -105.9 2115.6 -224050.3318 11215.37507 4475869.141 37 520.0 6835 -111.6 2290.6 -255709.2343 12461.91633 5246962.891 38 514.6 7010 -117.0 2465.6 -288434.1143 13684.82349 6079306.641 39 504.1 7185 -127.4 2640.6 -336520.8098 16240.91111 6972900.391 40 454.4 7360 -177.2 2815.6 -498989.7137 31407.51392 7927744.141 41 447.3 7535 -184.3 2990.6 -551140.2285 33962.55111 8943837.891 42 378.3 7710 -253.3 3165.6 -801908.4551 64169.79488 10021181.64 43 364.7 7885 -266.9 3340.6 -891465.4341 71212.06228 11159775.39 44 324.0 8060 -307.6 3515.6 -1081378.872 94612.96924 12359619.14 45 307.9 8235 -323.6 3690.6 -1194469.941 104749.1751 13620712.89 46 306.8 8410 -324.8 3865.6 -1255443.772 105476.3494 14943056.64 47 302.0 8585 -329.6 4040.6 -1331924.151 108658.0469 16326650.39 48 298.9 8760 -332.7 4215.6 -1402365.385 110661.9768 17771494.14 Σ 631.6 4544.4 (22,678,703) 1,733,947.43 305,768,881.25 Đinh Thạc Sinh - Lớp cao học HTĐ 2006 - 2008 1465612.891 2435550.391 Luận văn thạc sỹ khoa học - 93 - Từ tính đợc r = -0.984, r = 0,984 >0,8, vËy cã thÓ coi quan hệ P t quan hệ tuyến tính dạng y=ax+b Thay số tính toán hệ số hệ phơng trình (3-7), xi giá trị thời gian ti, yi giá trị công suất Pi (giá trị thực nghiệm P), ta có hệ phơng trình: 1297033400a+218130b=115089620 218130a+48b=30316  Hay: 1297033400 218130   a  115089620  =  218130 48   b   30316 ) ) Tính toán định thức ma trận giải hệ ta tìm đợc giá trị a , b ) a =-0,074 ) b =968,6 VËy ta đ xấp xỉ hóa dạng đồ thị bậc thang công suất tác dụng đợc xếp theo trình tự giảm dần hàm tuyến tính có phơng trình: y = 0,074 x + 968,6 nghĩa công st t¸c dơng P quan hƯ tun tÝnh víi thêi gian t theo phơng trình Ta có đồ thị mô tả tơng quan hàm thực nghiệm công suất tác dụng P theo thời gian t hàm tuyến tính xấp xỉ tìm đợc nh hình 4-2 Đinh Thạc Sinh - Lớp cao học HTĐ 2006 - 2008 Luận văn thạc sỹ khoa học - 94 - Hình 4-2: Tơng quan đờng cong thực nghiệm P theo t hàm tuyến tính xấp xỉ tìm đợc Tiếp theo ta tính toán công suất trung bình Ptb theo c«ng thøc (3-9) 8760 ∫ Ptb = 8760 ∫ P(t)dt = 8760 (-0,074t+968,6)dt = 8760 5645645 = 664,5 (MW) 8760 Ta lập lại bảng để tìm Pxấp xỉ (các giá trị P thay ti vào hàm xấp xỉ ) vừa tìm đợc), độ lệch i = Pxấp xỉ - Pi (Pi giá trị P thực nghiệm đo đợc ) đợc xếp theo trình tự giảm dần trên) ớc lợng không chệch : , - độ lệch chuẩn i nh sau : Đinh Thạc Sinh - Líp cao häc HT§ 2006 - 2008 Ln văn thạc sỹ khoa học - 95 - bảng 4-8: Bảng tính toán ớc lợng không chệch STT Pi t i (h) ) σ Pxx ε i = Pxx - Pi ) εi2 959.5 190 954.5 -4.9 24.1 921.8 380 940.5 18.6 347.8 916.4 570 926.4 10.0 99.7 903.8 760 912.4 8.5 72.6 899.9 950 898.3 -1.6 2.5 874.9 1140 884.2 9.3 86.7 867.3 1330 870.2 2.9 8.4 866.8 1520 856.1 -10.7 114.6 864.9 1710 842.1 -22.8 519.6 10 839.7 1900 828.0 -11.7 137.5 11 829.8 2090 813.9 -15.8 250.1 12 818.9 2280 799.9 -19.1 363.2 13 812.7 2470 785.8 -26.9 724.6 14 805.3 2660 771.8 -33.5 1123.0 15 793.3 2850 757.7 -35.6 1265.8 16 768.8 3040 743.6 -25.1 632.5 17 753.4 3230 729.6 -23.8 565.3 18 696.5 3405 716.6 20.2 406.2 19 657.8 3580 703.7 45.9 2106.7 20 626.6 3755 690.7 64.1 4110.0 21 623.8 3930 677.8 54.0 2913.9 22 621.3 4120 663.7 42.4 1796.7 23 614.6 4310 649.7 35.1 1232.4 24 605.8 4485 636.7 30.9 952.6 Đinh Thạc Sinh - Lớp cao học HTĐ 2006 - 2008 Luận văn th¹c sü khoa häc - 96 - 25 592.8 4660 623.8 30.9 956.6 26 575.2 4850 609.7 34.5 1191.1 27 573.3 5025 596.8 23.5 552.2 28 565.5 5200 583.8 18.3 335.6 29 564.9 5375 570.9 5.9 35.4 30 556.5 5565 556.8 0.3 0.1 31 547.0 5755 542.7 -4.3 18.3 32 545.2 5930 529.8 -15.4 238.5 33 538.0 6105 516.8 -21.2 448.3 34 534.0 6295 502.8 -31.2 973.7 35 531.6 6485 488.7 -42.9 1842.9 36 525.7 6660 475.8 -49.9 2492.6 37 520.0 6835 462.8 -57.1 3265.6 38 514.6 7010 449.9 -64.7 4192.0 39 504.1 7185 436.9 -67.2 4521.0 40 454.4 7360 424.0 -30.4 924.6 41 447.3 7535 411.0 -36.3 1316.9 42 378.3 7710 398.1 19.8 391.6 43 364.7 7885 385.1 20.4 415.3 44 324.0 8060 372.2 48.2 2319.8 45 307.9 8235 359.2 51.3 2628.8 46 306.8 8410 346.3 39.4 1555.8 47 302.0 8585 333.3 31.4 983.1 48 298.9 8760 320.4 21.4 459.3 Σ 30,316 218,130 ) Theo c«ng thøc (3-11) ta tính đợc ớc lợng không chệch : Đinh Thạc Sinh - Líp cao häc HT§ 2006 - 2008 51,915 Luận văn thạc sỹ khoa học n ) = - 97 - )2 ∑ε i i=1 = n-2 51915 = 33,6 46 Vậy theo (3-11) công suất tính toán cực ®¹i Pmax b»ng: Pmax =Ptt =Ptb +βσ = 664,5+3x33,6 = 765,3 (MW) Xác định thời gian sử dụng công suất lín nhÊt Tmax theo (3-12): 8760 ∫ Tmax = P(t)dt = Pmax 5645645 = 7377 (h) 765,3 Xác định thêi gian tỉn thÊt c«ng st lín nhÊt τ max theo (3-13) 8760 ∫ τ max = P (t)dt Pmax Lần lợt tính toán theo bớc: 8760 ∫ 8760 P (t)dt = ∫ 8760 ( − 0,074t + 968,6) 2dt = ∫ (0,005476t -143,4t+938186) dt = = 3943451525 VËy thêi gian tỉn thÊt c«ng st lín nhÊt τ max b»ng: τ max = 3943451525 = 6733 (h) 765,32 Nh− vËy dùa vào đồ thị phụ tải đẳng trị xây dựng đợc từ số liệu công suất đo đợc năm 2007 ta đ tính toán đợc thông số b¶n nh− Tmax, τ max Dùa theo kinh nghiƯm vận hành, ta có bảng thống kê giá trị Tmax số loại hình phụ tải nh sau: Đinh Thạc Sinh - Lớp cao học HTĐ 2006 - 2008 Luận văn thạc sỹ khoa học - 98 - bảng 4-9: thống kê giá trị Tmax số loại hình phụ tải Loại hình phụ tải Tmax (giờ, năm) Phụ tải chiếu sáng sinh hoạt 1350-3400 Xí nghiệp công nghiệp làm việc ca 2000-3000 Xí nghiệp công nghiệp làm việc ca 3000-4500 Xí nghiệp công nghiệp làm việc ca 4500-8000 Do đờng trục 110kV cung cấp điện liên tục cho Hà nội, nghĩa phụ tải nghỉ có phụ tải khác làm việc nên so sánh kết tính toán Tmax dựa vào đồ thị phụ tải đẳng trị với Tmax cho bảng 4-9 ta nhận thấy thành phần phụ tải xí nghiệp công nghiệp làm việc ca chiếm tỉ trọng lớn cấu thành phần phụ tải Hà nội Giá trị Tmax tính toán phơng pháp đồ thị phụ tải đẳng trị giá trị trung bình Tmax loại hình phụ tải Hà nội Ta đ biết thời gian tổn thất công suất lớn max hàm thời gian sử dụng công suất lớn Tmax hệ sè c«ng suÊt cos(φ) : τ max =f.(Tmax, cos(φ) ) Quan hệ đợc mô tả dới dạng đờng cong thực nghiệm nh hình 4-3 Đinh Thạc Sinh - Lớp cao học HTĐ 2006 - 2008 Luận văn thạc sỹ khoa học - 99 - Hình 4-3: Đờng cong thực nghiệm mô tả quan hệ max theo Tmax cos() Từ giá trị Tmax= 7377 (h) đ tính đợc trên, so sánh với đờng cong thực nghiệm hình 4-3 cho sổ tay kỹ thuật, với cos thông thờng lấy 0,8 ta xác định đợc giá trị tơng ứng max xấp xỉ 6733 (h), nh kết tính toán phù hợp với số liệu thực nghiệm kết luận hệ số công suất trung bình Hà nội 0,8 Nếu dùng phơng pháp đẳng trị hoá đồ thị phụ tải từ số liệu ngẫu nhiên để khảo sát loại hình phụ tải ta xác định cách gần giá trị Tmax, max mà trớc đợc cho khoảng 4.2 Tính tổn thất công suất tổn thất điện Sau tính đợc thêi gian tỉn thÊt c«ng st lín nhÊt τ max ta tính tổn thất điện năm theo công thức (1-58) chơng 1: Đinh Thạc Sinh - Lớp cao học HTĐ 2006 - 2008 Luận văn thạc sü khoa häc - 100 - ∆A=∆Pmax τ max V× ta đ đẳng trị hoá đồ thị phụ tải năm nên công thức tính tổn thất công suất mục 1.6.2 1.6.3 (chơng 1) đợc đa d¹ng sau: Pmax +Q 2max ∆Pmax = R U dm Trong ®ã R: ®iƯn trë cđa l−íi ®iƯn tơng ứng Uđm: điện áp định mức lới Qmax : Công suất phản kháng cực đại Qmax đợc tính theo Pmax nh sau: Q max =Pmax tg() Giá trị tg() đợc xác định thông qua cos() cos lấy 0,8 Đối với lới phân phối cung cấp cho Hà nội, điện áp định mức Uđm lấy 110kV Nh ứng với lộ cung cấp, biết cấu hình cụ thể, ta xác định đợc giá trị R tơng ứng, từ thay vào công thức xác định đợc giá trị cụ thể tổn thất công suất tổn thất điện Đinh Thạc Sinh - Lớp cao học HTĐ 2006 - 2008 Luận văn thạc sỹ khoa học - 101 - Chơng kết luận kiến nghị 5.1 Kết luận Luận văn đ đề xuất phơng pháp tính toán thông số nh Tmax, max từ đồ thị phụ tải đẳng trị đợc xây dựng dựa lý thuyết xác suất thống kê với số liệu gốc công suất tác dụng thời gian tơng ứng Để tìm đợc hàm đẳng trị đồ thị phụ tải ta đ qua bớc nh xác định tháng điển hình năm từ xác định đợc ngày điển hình năm thông qua việc tính toán trị số trung bình công suất tác dụng tơng ứng với ngày Bớc xây dựng đợc đồ thị dạng bậc thang với bậc công suất tác dụng đợc xếp theo trình từ giảm dần thời gian tơng ứng năm Đồ thị trình dừng, nghĩa không phản ánh biến thiên công suất tác dụng theo thời gian thực tế Mục đích xây dựng để đẳng trị hóa đồ thị phụ tải thực tế phơng diện diện tích nhằm tính toán giá trị Ptb, Pmax (Ptt) từ xác định đợc Tmax, max phục vụ cho việc tính toán tổn thất công suất tổn thất điện lới phân phối đ biết cấu trúc cụ thể Việc biến đổi đồ thị dạng bậc thang dạng hàm số P theo t phơng pháp ớc lợng hệ số hồi quy giúp cho việc tính toán diện tích tạo hàm số trục tọa độ trở nên dễ dàng Mặt khác giúp ta xác định đợc giá trị Ptb khoảng thời gian năm Kết tính toán Tmax, max theo phơng pháp phù hợp so với việc xác định b»ng c¸ch tra sỉ tay kü tht Nã cịng gióp ta đánh giá đợc tỷ trọng thành phần phụ tải cấu chung địa phơng dựa vào bảng thống kê trị số Tmax, max loại hình hộ tiêu thụ Từ kết nghiên cứu ta dễ dàng áp dụng để tìm Tmax max cho tất loại phụ tải khác từ loại phụ tải Đinh Thạc Sinh - Líp cao häc HT§ 2006 - 2008 Ln văn thạc sỹ khoa học - 102 - đơn lẻ đến loại phụ tải hỗn hợp mà không cần phải tìm sách tra cứu kỹ thuật với độ xác không cao giá trị thờng đợc cho dải rộng 5.2 Các đề xuất triển vọng nghiên cứu Trong khuôn khổ thời gian có hạn, luận văn cha tính toán thống kê đợc hết giá trị Tmax max cho loại hình phụ tải khác Các phơng pháp đợc sử dụng luận văn cha áp dụng công cụ toán học lập trình đại nên việc tính toán cha cho phép đạt đợc kết tối u Cụ thể là, việc đa thuật toán phù hợp để chạy máy tính giúp giải toán phức tạp hàm mô tả quan hệ P t có dạng phi tuyến cho phép đa hình dạng xác đồ thị đẳng trị Một hớng tập trung nghiên cứu sâu phơng pháp mô hình hóa đờng cong phụ tải đợc nêu chơng sử dụng công cụ lập trình mạnh máy tính nh phơng pháp Các thành phần (PC), phơng pháp CSSE v.v từ cho phép đánh giá đợc tác động nh điều tiết ảnh hởng biến ngoại sinh nh nhiệt độ ngày, yếu tố môi trờnglên đồ thị phụ tải nhu cầu sử dụng điện Kết thu đợc ứng dụng vào: + Chơng trình quản lý nhu cầu sử dụng điện năng, điều hoà san đồ thị phụ tải hạn chế tối đa đỉnh nhọn phụ tải + Đặt kế hoạch đại tu sữa chữa thiết bị, lộ đờng dây vào thời gian hợp lý §inh Th¹c Sinh - Líp cao häc HT§ 2006 - 2008 Luận văn thạc sỹ khoa học - 103 - Tài liệu tham khảo Tiếng Việt [1] Trần Bách (2004), Lới điện Hệ thống điện 1, & 3, NXB Khoa häc vµ kü thuËt, Hµ Néi [2] Bé môn Hệ thống điện, Sách tra cứu cung cấp điện xí nghiệp công nghiệp - Mạng lới điện công nghiƯp, NXB Khoa häc vµ kü tht, Hµ Néi [3] Phan Đăng Khải (2002), Cơ sở lý thuyết xây dựng cấu trúc lới (chuyên đề giảng dạy sau đại học), Đại học Bách Khoa Hà Nội [4] Trần Quang Khánh (2006), Hệ thống cung cấp điện 1&2, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội [5] VS.GS Trần Đình Long (1999), Quy hoạch phát triển lợng ®iƯn lùc, NXB Khoa häc kü tht, Hµ Néi [6] Nguyễn Xuân Phú - Nguyễn Công Hiền - Nguyễn Bội Khuê (1998), Cung cấp điện, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội [7] Tống Đình Quỳ (2003), Giáo trình xác suất thống kê, NXB Đại học Quốc Gia, Hà Nội [8] Nguyễn Lân Tráng (2005), Quy hoạch phát triển hệ thống điện, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Néi [9] Bïi Ngäc Th− (2007), M¹ng cung cÊp & phân phối điện, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Néi TiÕng Anh Matteo Manera and Angelo Marzullo (2003), Modelling the Load Curve of Aggregate Electricity Consumption Using Principal Components, NOTA DI LAVORO 95.2003 - IEM – International Energy Markets Tiếng Nga Đinh Thạc Sinh - Lớp cao học HTĐ 2006 - 2008 Luận văn thạc sỹ khoa học - 104 - [1] V.A.Kozlov, N.I.Bilin, §.L.Faibicovich (1984), Sỉ tay thiÕt kế Hệ thống cung cấp điện đô thị, NXB Năng lợng Lêningrat [2] G.M.Kajalov (1978), Cơ sở xây dựng lới điện công nghiệp, NXB Năng lợng Mátxcơva Đinh Thạc Sinh - Líp cao häc HT§ 2006 - 2008 ... quát chung phụ tải điện loại hình đồ thị phụ tải 1.1 Khái quát chung 1.2 Đồ thị xác định phụ tải 1.3 Đồ thị phụ tải ngẫu nhiên 1.4 Mô hình xác suất đồ thị phụ tải ngẫu nhiên 1.5 Phụ tải nhóm thiết... áp) Với đề tài :Xác định tổn thất công suất tổn thất điện lới phân phối có xét tới ảnh hởng đồ thị phụ tải luận văn mong muốn đóng góp phần nhỏ việc nghiên cứu chi tiết loại hình phụ tải khác từ... bình 3T0 1.3 Đồ thị phụ tải ngẫu nhiên 1.3.1 Sự phân bố xác suất phụ tải Khi xây dựng xác đồ thị phụ tải thiết bị điện riêng lẻ dờng nh chúng có mối liên hệ chặt chẽ với nên đồ thị phụ tải nhóm thiết