Đánh giá độ tin cậy phát tuyến hình tia của mạng điện phân phối

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM - H PHẠM QUỐC NGHIỆP C ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY PHÁT TUYẾN HÌNH H U TE TIA CỦA MẠNG ĐIỆN PHÂN PHỐI LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyênngành : Thiếtbị, mạng&nhàmáyđiện Mãsốngành:605250 TP HỒ CHÍ MINH, tháng7năm 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM - PHẠM QUỐC NGHIỆP H ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY PHÁT TUYẾN HÌNH TE C TIA CỦA MẠNG ĐIỆN PHÂN PHỐI U LUẬN VĂN THẠC SĨ H Chuyênngành : Thiếtbị, mạng&nhàmáyđiện Mãsốngành:605250 HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:PGS.TS NGUYỄN HỒNG VIỆT TP HỒ CHÍ MINH, tháng7năm 2012 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ TP HCM Cánbộhướngdẫnkhoahọc : PGS.TS NGUY ỄN HỒNG VIỆT (Ghirõh ọ, tên, họchàm, họcvịvàchữký) H LuậnvănThạcsĩđượcbảovệtạiTrườngĐạihọcKỹthuậtCôngnghệTP ngày14tháng07 năm 2012 C Thànhph ầnHộiđồngđánhgiáLuậnvănThạcsĩgồm: (Ghirõhọ, tên, họchàm, họcvịcủaHộiđồngchấmbảovệLuậnvănThạcsĩ) U TE …………………………………………………………… …………………………………………………………… …………………………………………………………… …………………………………………………………… …………………………………………………………… H XácnhậncủaChủtịchHộiđồngđánhgiáLuậnsaukhiLuậnvănđãđược sửachữa (nếucó) ChủtịchHộiđồngđánhgiáLV HCM TRƯỜNG ĐH KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ TP HCM PHỊNG QLKH - ĐTSĐH CỘNG HỊA Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độclập - Tự - Hạnhphúc TP HCM, ngày22tháng 05năm 2012 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ PhạmQuốcNghiệpGiớitính: Nam Họtênhọcviên: Ngày, tháng, nămsinh: 28/07/1973Nơisinh: HảiDương Thi ếtbị, mạng&nhàmáyđiện Chuyênngành: MSHV: 1081031049 I- TÊN ĐỀ TÀI: C H “ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY PHÁT TUYẾN HÌNH TIA CỦA MẠNG ĐIỆN PHÂN PHỐI” II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - U TE - Cơsởkhoahọclýthuyếtvàthựcnghiệmcủacôngtácđanhgiáđ ộ tin cậy Xâydựngphươngphápxácđịnhsốlầnmấtđiệnhàngnămmộtkháchhàngtrênmộtpháttuyếnhìnhti acủamạngđiệnphânphốivàthờigiantrungbìnhcầnthiếtđểkhơiphụclạichokháchhàngcủapháttu yếnhìnhtiatrongmạngđiệnphânphối -Xétđánhgiám ộtpháttuyếncụthểmộtpháttuyếnphânphốihìnhtiacủamạngđiệnphânphối H III- NGÀY GIAO NHI ỆM VỤ:Ngày 15 tháng 09 năm 2011 IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHI ỆM VỤ:Ngày 15 tháng 06năm 2012 V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN:PGS.TS.NGUYỄN HOÀNG VIỆT CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họtênvàchữký) KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họtênvàchữký) LỜI CAM ĐOAN Tơixin cam đoanđâylàcơngtr ìnhnghiêncứucủariêngtơi Cácsốliệu, kếtquảnêutrongLuậnvănlàtrungthựcvàchưatừngđượcaicơngbốtrongbấtkỳcơngtrìnhnàokhá c Tơixin cam đoanrằngmọisựgiúpđỡchoviệcthựchiệnLuậnvănnàyđãđượccảmơnvàcácthơng tin tríchdẫntrongLuậnvănđãđượcchỉrõnguồngốc HọcviênthựchiệnLuậnvăn U TE C H (Kývàghirõhọtên) H PhạmQuốcNghiệp LỜI CẢM ƠN Lờiđầutiênxincảmơncơquannơitơicơngtác Minh) (KhoaCơngNghệĐiệnTrườngĐạiHọcCơngNghiệpThànhphốHồChí đãtạomọiđiềukiệnvềthờigiancũngnhưbốtrísắpxếpcơngviệcchotơiphùhợpđểtơithamgiađược khóahọcnày Xinchânthànhcảmơncácqthầycơgiáođãgiảngdạycholớp Cao họcThiếtbị, mạng&nhàmáyđiệnkhóa I vớitấtcảlịngbiếtơnvàkínhtrọng XinchânthànhcảmơnTrườngĐạihọcKỹthuậtCơngnghệThànhphốHồChí giámhiệuvàcácthầycơtrongphịngsauđạihọcvàhợptácquốctế, Minh, Ban khoaCơ-Điện-Điệntử, đặcbiệtlàthầyPGS.TS H NguyễnHồngViệtGiảngviêntrườngĐạihọcBáchKhoaThànhphốHồChí Minh đãtậntìnhgiúpđỡ, hướngdẫn, cungcấptàiliệuchotơitrongqtrìnhthựchiệnluậnvănnày sẻvàhồnthiệntrongkhóahọcnày U TE Cuốicùngvìtrìnhđộkiếnthứccóhạn, C Cảmơntấtcảnhữngngườibạntronglớpđãkềvaisátcánhcùngtơi thờigianđầutưchoviệclấysốliệuluậnvănvàhồnthiệnluậnvăncịnhạnchế đóluậnvănsẽcósaisót, Do kínhmongcácqthầycơ, cácbạntronglớpđónggópđểluậnvănhồnthiệnhơn Xintrânthànhcảmơn H chia HọcviênthựchiệnLuậnvăn PhạmQuốcNghiệp MỤC LỤC CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU 1.1 TỔNG QUAN 1.1.1 ChấtLượngĐiệnnăngvàĐộ Tin Cậy 1.1.2 Đánhgiáđộ tin cậy 1.2 MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ CỦA LUẬN VĂN 1.3 PHẠM VI NGHIÊU CỨU 1.4 GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI THỐNG ĐIỆN TRONG HỆ H CHƯƠNG 2: ĐÁNH GIÁỘ ĐTIN CẬY HỆTHỐNG ĐIỆN U TE 2.1.1 ĐịnhNghĩaĐộ Tin Cậy C 2.1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY TRONG 8 2.1.2 CáckháiNiệm 2.1.3 CácChỉTiêuĐộ Tin Cậy 10 2.2 TỔNG QUAN VỀ TÍNH TỐN ĐỘ TIN CẬY 11 11 2.2.2 Cáccơngthứctínhđộ tin cậytrongmạngtruyềntải 14 2.2.3 Độ Tin CậyTrongMạngPhânPhối 17 H 2.2.1 Độ Tin cậyNguồnPhát 2.3 CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN ĐỂ ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN 18 2.3.1 CácĐặcTínhHỏngHócCủaCácPhầnTửHệThốngĐiện 19 2.3.2 ĐặcTínhSửaChữa (PhụcHồi) CủaMộtPhầnTử 21 2.3.3 TínhSẵnSàngCủaPhầnTử 23 2.4 MƠ HÌNH TIN CẬY PHẦN TỬ HỆ THỐNG ĐIỆN 24 2.4.1 MơHìnhNguồnPhát 25 2.4.2 MơHìnhĐườngDâyTruyềnTảiVàMáyBiếnÁp 28 2.5 MƠ HÌNH TIN CẬY PHẦN TỬ 29 2.5.1 NốiTiếp 29 2.5.2 Song song 31 2.6 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐNỘĐ TIN CẬY TRONG MẠNG PHÂN PHỐI HÌNH TIA 33 33 2.6.2 SAIDI (Thờigianmấtđiệntrungbìnhcủahệthống) 33 2.6.3 CAIFI (Tầnsuấtmấtđiệncủakháchhàng) 34 2.6.4 CAIDI (Thờigianmấtđiệntrungbìnhcủakháchhàng) 34 2.6.5 ASAI (Khảnăngsẵnsàngđưavàovậnhành) 34 H 2.6.1 SAIFI (Tầnsuấtmấtđiệntrungbìnhhệthống) 2.6.7 AENS U TE 2.6.8 ACCI C 2.6.6 ENS 34 35 35 2.6.9 ASIFI 35 2.6.10 ASIDI – Load Based 35 2.6.11 MAIFI 35 2.6.12 CEMIn 36 2.6.13 CEMSMIn 36 H CHƯƠNG GIỚI THIỆU CÁC CÔNG CỤ THỰC HIỆN 3.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY 37 37 3.1.1 Phươngphápđồthịgiảitích 37 3.1.2 PhươngPháp Markov 37 3.1.3 PhươngPháp Monte Carlo 37 3.3 PHẦN MỀM ỨNG DỤNG 38 3.3.1 PhầnMềm MATLAB 38 3.3.1.1 LịchSửHìnhThànhVàPhátTriểnCủa MATLAB 38 3.3.1.2 TổngQuátVề MATLAB 38 CHƯƠNG 4: ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CỦA PHÁT TUYẾN 40 4.1 KhuVựcVàTiểuKhuVựcCủaPhátTuyếnPhầnPhối: 40 4.2 CácThànhPhầnCủaPhátTuyếnPhầnPhối: 41 4.2.1 ThànhPhầnCườngĐộMấtĐiệnCủaPhátTuyến - λ feeder : 41 4.2.2 ThànhPhầnSửaChữaVàPhụcHồiCủaPhátTuyến - r feeder : 41 CHƯƠNG 5: CÁC PHƯƠNG TR ÌNH CHO ÁP D 44 H CỦA PHÁT TUYẾN PHÂN PHỐI ỤNG 44 5.1.1 PhươngTrìnhCườngĐộMấtĐiện Cho TiểuKhuVực 44 5.1.2 PhươngTrìnhCườngĐộMấtĐiệnCủaPhátTuyến 45 C 5.1 PHƯƠNG TRÌNH CƯỜNG ĐỘ MẤT ĐIỆN U TE 5.2 PHƯƠNG TRÌNH THỜI GIAN PHỤC HỒI 50 5.2.1 PhươngTrìnhThờiGianPhụcHồi Cho TiểuKhuVực 50 5.2.2 PhươngTrìnhThờiGianPhụcHồiCủaPhátTuyến 51 5.5 SơĐồGiảiThuậtCủaChươngTrình CHƯƠNG 6: ÁP DỤNG CHO HỆ THỐNG CỤ THỂ 53 54 54 6.2 BảngSựThật (TRU) CủaPhátTuyến 56 6.3 Ma Trận [SUBZcomp] CủaCácThànhPhần 59 H 6.1 SơĐồVàDữLiệu λ 6.4 CườngĐộHỏngHócCủaTiểuKhuVực[ subz ] λ 64 6.5 CườngĐộMấtĐiệnCủaPháttuyến ( feeder ) 65 6.6 ThờiGianPhụcHồiCủaTiểukhuvực 66 r 68 6.7 ThờiGianPhụcHồiCủaPhátTuyến feeder CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT HƯỚNG PHÁT TRIỂN 69 7.1 KếtLuận 69 7.2 HướngPhátTriểnCủaĐềTài 70 Tàiliệuthamkhảo 71 H U TE C H PhụLục Trong đó: rsubz thời gian phục hồi tiểu khu vực λsubz cường độ điện tiểu khu vực H rcomp phục hồi thành phần thời gian                  H U TE C  ro − swt r  o − rep  ru − swt   ru − rep  rs − swt  [ rcomp ] =  rs − rep   rvr   rcb  rtf    rtr (4.7) 13/26 4.2.2 Phương Trình Thời Gian Phục Hồi Của Phát Tuyến H r feeder  kW i = ∑i =1  rsubzi  kW feeder  NZ     (4.8) H U TE C Trong đó: kWi : tải kilowatt tiểu khu vực kWfeeder : tổng tải kilowatt phát tuyến rsubzi : thời gian phục hồi tiểu khu vực GIẢI THUẬT VÀ KẾT QUẢ ỨNG DỤNG 14/26 Bắt đầu Xét tiểu khu vực n (hàng) với cố tiểu khu vực m (cột) Nguồn sơ cấp có sẵn sàng cung cấp cho tiểu khu vực n hay không? Yes C H Yes TE Tiểu khu vực n cô lập từ tiểu khu vực m thiết bị tự động hay không? 5.1 SƠ ĐỒ GIẢI THUẬT CỦA CHƯƠNG TRÌNH cột m điền "0" vào hàng "swt" "rep" No No H U Có phải có sẵn nguồn dự phịng để cấp điện cho tiểu khu n cách đóng ngắt không? Yes "1" hàng "swt" "0" hàng "rep" n theo cột m No "0" hàng "swt" "1" hàng "rep" n theo cột m 15/26 No Yes C TE U "1" Trong hàng "swt" "0" hàng "rep" n theo cột m No H No Có nguồn sẵn sàng cấp điện cho tiểu khu vực n không? H Tiểu khu vực n lập cách đóng ngắt tay không Yes "0" hàng "swt" "1" hàng "rep" n theo cột m "0" hàng "swt" "1" hàng "rep" n theo cột m 16/26 5.2 SƠ ĐỒ VÍ DỤ ỨNG DỤNG H U TE C H Trong sơ đồ hệ thống ví dụ sơ đồ phát tuyến hình tia gồm có bốn khu vực,, Khu vực -1 bao gồm tiểu khu vực 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6 1.7 Khu vực -2 bao gồm tiểu khu vực 2.1, 2.2 2.3 Đối với Khu vực -3 Khu vực -4, tiểu khu vực khu vực xem 17/26 CB SW-2 SW-3 R VR SW-5.1 Khu vực Khu vực 2.2 SW-10 SW-12 1Tiểu khu vực 2.1 2Tiểu khu vực 2.3 SW-6 SW-8 Khu vực Tiểu khu vực 1.6 H C Tiểu khu vực 1.4 Đi ngầm SW-11 Tiểu khu vực 1.7 Nguồn Tiểu khu vực 1.5 SW-5 TE U SW-1 Tiểu khu vực 1.3 Cầu chì ngang SW-4 Máy biến áp phân phối H Tiểu khu vực 1.2 Đi ngầm Tiểu khu vực 1.1 6.1 R SW-7 R SW-9 18 /26 ĐƯỜNG DÂY TRÊN KHÔNG – M ĐƯỜNG DÂY NGẦM – M (Subzone) (Overhead – m) (Underground – m) 1.1 1550 120 1500 1.2 1250 1200 1.3 1120 1000 1.4 850 150 1000 1.5 950 800 1.6 900 750 1.7 820 630 450 400 450 H 400 300 320 610 500 900 750 2.2 2.3 C TE U 2.1 H TIỂU KHU VỰC PHỤ TẢI - kW (Load – kW) BẢNG 4.1 Dữ liệu chiều dài đường dây tải tiểu khu vực khu vực 19/26 (Outage rate) (Switch restoration time) (Repair restoration time) λoh = 0.1376 ro_swt = 2.1281 ro_rep = 10 λug = 0.0316 ru_swt = 3.8427 ru_rep = 22 C λsw = 0.0238 Máy biến áp phân phối (Distribution transformer) H THỜI GIAN PHỤC HỒI DO SỬA CHỮA rs_swt = 1.2247 λvr = 0.0156 rvr = 1.286 λcb =0.0023 rcb = 1.2428 H Đường dây không (Overhead lines) Đường dây ngầm (Undrground lines) Đóng ngắt tay (Manual switch) Điểu chỉnh điện áp (Voltage regulator) Máy cắt (Circuit breaker) Cầu chì ngang (Fused lateral) THỜI GIAN PHỤC HỒI DO ĐÓNG CẮT TE (Component) CƯỜNG ĐỘ HỎNG HÓC U THÀNH PHẦN λfl = 0.8576 rfl = 1.5924 λtr = 0.0261 rtr = 3.1685 rs_rep = BẢNG 4.2: Dữ liệu thành phần cường độ hỏng hóc thời gian phục hồi 20/26 5.3 Bảng Sự Thật (TRU) Của Phát Tuyến H U TE C H Với bảng "sự thật" [TRU] tạo nhằm tương ứng với chiều dài đường dây đóng ngắt sửa chữa Phục vụ tiểu khu Bảng xác định hư hỏng tất khu vực tiểu khu vực có cường độ hỏng hóc thời gian phục hồi cho tiểu khu vực n Sơ đồ giải thuật chương trình sử dụng để hồn thành bảng thật Nếu hư hỏng sẩy tiểu khu n (tiểu khu m tiểu khu n) sau câu trả lời khối định "No", "Yes" "No", kết "0" hàng "swt" "1" "rep" hàng n theo cột m 21/26 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 2.1 2.2 2.3 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 122 /26 1 0 TE C H 1.2 U 1.1- Đóng ngắt (switch) Sửa chữa (repair) 1.2- Đóng ngắt (switch) Sửa chữa (repair) 1.3- Đóng ngắt (switch) Sửa chữa (repair) 1.4- Đóng ngắt (switch) Sửa chữa (repair) 1.5- Đóng ngắt (switch) Sửa chữa (repair) 1.6- Đóng ngắt (switch) Sửa chữa (repair) 1.7- Đóng ngắt (switch) Sửa chữa (repair) 2.1- Đóng ngắt (switch) Sửa chữa (repair) 2.2- Đóng ngắt (switch) Sửa chữa (repair) 2.3- Đóng ngắt (switch) Sửa chữa (repair) - Đóng ngắt (switch) Sửa chữa (repair) - Đóng ngắt (switch) Sửa chữa (repair) 1.1 H Tiểu khu vực (Subzone) 5.4 Kết Quả Đạt Được: H U TE C H Kết cường độ điện khu vực tiểu khu vực [λsubz] phát tuyến sau: Kết cường độ hỏng hóc phát tuyến (λfeeder) sau: λfeeder = 2.0328 (số lần điện/năm) 23/26 H U TE C H Kết thời gian phục hồi tiểu khu vực rsubzn sau: Kết thời gian phục hồi phát tuyến rfeeder sau: rfeeder = 4.3048 (giờ/lần điện) 24/26 6: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT HƯỚNG PHÁT TRIỂN H U TE C H Đề tài trình bày phương pháp để đánh cường độ điện hàng năm thời gian phục hồi cho khu vực tiểu khu vực phát tuyến phân phối Sử dụng tổng tải phát tuyến tải khu vực tiểu khu vực, phương pháp để xác định cường độ điện thời gian phục hồi cho khách hàng phục vụ phát tuyến 25/26 C H Phương pháp hiệu việc chứng minh thiết bị khác nhau, cấu hình phát tuyến khác ảnh hưởng đến độ tin cậy phát tuyến từ ảnh hưởng tới khách hàng phát tuyến H U TE Khi ngành điện nước ta bước vào thị trường đện cạnh tranh phương pháp trở thành công cụ đánh giá độ tin cậy phát tuyến mạng điện phân phối hình tia 26/26 H U TE C H CHÂN THÀNH CẢM ƠN QUÝ THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN! ... hưởng đến độ tin cậy từ ảnh hưởng tới khách hàng phát tuyến ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY PHÁT TUYẾN Để phân tích đánh giá độ tin cậy phát tuyến phát tuyến luận văn chia phát tuyến phân phối hình tia thành... tranh phương pháp trở thành công cụ đánh giá độ tin cậy phát tuyến mạng điện phân phối hình tia -18- ĐÁNH GIÁ Đ Ộ TIN CẬY PHÁT TUYẾN HÌNH TIA CỦA MẠNG ĐIỆN PHÂN PHỐI ASSESSMENT RELIABILITY FEEDER... Cáccơngthứctínhđộ tin cậytrongmạngtruyềntải 14 2.2.3 Độ Tin CậyTrongMạngPhânPhối 17 H 2.2.1 Độ Tin cậyNguồnPhát 2.3 CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN ĐỂ ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN 18 2.3.1 CácĐặcTínhHỏngHócCủaCácPhầnTửHệThốngĐiện