Đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả vận hành lưới điện phân phối tây nam tỉnh quảng ngãi

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –Ì— NGUYỄN KHÁNH CHÂU ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TÂY NAM TỈNH QUẢNG NGÃI Chuyên ngành: Mạng Hệ thống điện Mã số: 60.52.50 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN Đà Nẵng - 2018 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –Ì— NGUYỄN KHÁNH CHÂU ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TÂY NAM TỈNH QUẢNG NGÃI Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 60.52.02.02 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học: GS.TS Lê Kim Hùng Đà Nẵng - 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu khoa học riêng tơi, có sử dụng số kết nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm trường đại học, viện nghiên cứu giới,… Các số liệu thu thập, kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Đà Nẵng, ngày 30 tháng năm 2018 Tác giả luận văn Nguyễn Khánh Châu ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TÂY NAM TỈNH QUẢNG NGÃI Học viên: Nguyễn Khánh Châu Mã số: 60.52.02.02 Khóa: K34 Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN Tóm tắt - Để hệ thống điện vận hành ổn định tin cậy, cơng tác quản lý thiết bị lắp đặt đường dây phải tác động có cố xảy ra, giá trị cài đặt thiết bị (dòng, áp, thời gian tác động thiết bị,…) phải tính tốn xác cho tất thiết bị lắp nhánh, xuất tuyến đường dây để bảo đảm phân biệt tác động có chọn lọc Một cố điện, dù xảy khoảng thời gian ngắn gây nên thiệt hại lớn mặt kinh tế Luận văn tập trung tính tốn, phân tích đề xuất giải pháp liên kết tự động hóa mạch vòng để nâng cao hiệu vận hành lưới điện phân phối khu vực Tây Nam tỉnh Quảng Ngãi nhằm xử lý khắc phục nhanh cố, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện, giảm tổn thất điện thỏa mãn hài lòng khách hàng sử dụng điện cách cao Ngoài ra, Luận văn tiến hành tính tốn, mơ tối ưu hóa điểm thường mở hệ thống lưới điện phân phối xuất tuyến trung áp XT479/E16.5 XT479/E16.3 phần mềm quản lý kỹ thuật PSS/ADEPT (TOPO: Tie Open Point Optimization) xác định 01 điểm mở tối ưu với tổn thất công suất lưới điện nhỏ nhánh rẽ Hành Đức XT479/E16.5 Kết tính tốn thử nghiệm với điểm mở tối ưu làm mạch liên lạc thứ hai xuất tuyến trung áp XT479/E16.5 XT479/E16.3 đem lại hiệu tốt cho công tác quản lý vận hành lưới điện khu vực với chi phí đầu tư ban đầu thời gian thu hồi vốn ngắn (khoảng năm) Từ khóa: Lưới điện phân phối, cơng tác quản lý vận hành, liên kết tự động hóa mạch vòng, điểm mở tối ưu, xử lý khắc phục cố, độ tin cậy cung cấp điện, tổn thất điện năng, hài lòng khách hàng PROPOSED SOLUTIONS TO ENHANCE THE EFFECTIVE OPERATION OF SOUTHWEST QUANG NGAI DISTRIBUTION GRID Abstract - In order to operate an electric power system with stability and reliability, the equipment installed on the grid must be operated readily in the event of malfunction, the setting values of the equipment (currents, voltage, duration of the device, etc.) must be calculated accuracy for all devices mounted on the same line, feeder to ensure selectively working An electrical incident, even in the short time, could cause a huge economic loss The study focuses on calculating, analyzing and proposing the solutions for link and loop automation circuit to improve the operation efficiency of the distribution network in the South West of Quang Ngai province in order to quickly solve the problem, improve the reliability of power supply, reduce power losses and satisfy customer satisfaction In addition, the thesis has carried out calculations, simulation optimization of the open points of distribution grid between the two lines XT479/E16.5 and XT479/E16.3 with PSS/ADEPT software (TOPO: Tie Open Point Optimization) identified 01 optimal openings point with the smallest power losses at the Hanh Duc branch of XT479/E16.5 The results of the experimental calculation also showed that with the optimum opening point, the second circuit between two feeder XT479/E16.5 and XT479/E16.3 is also very effective for operation - management on the local power grid with low initial investment cost and short return time (over years) Keywords: Power distribution network, management and operation, link and loop automation, open point optimization, power grid troubleshooting, power supply reliability, power loss, customer satisfaction MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam đoan Mục lục Danh mục ký hiệu chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình vẽ, đồ thị MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ PHỐI HỢP BẢO VỆ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TÂY NAM TỈNH QUẢNG NGÃI 1.1 Đặc điểm LĐPP Tây Nam tỉnh Quảng Ngãi 1.2 Phối hợp thiết bị bảo vệ LĐPP Tây Nam tỉnh Quảng Ngãi 1.2.1 Giới thiệu số thiết bị bảo vệ LĐPP 1.2.2 Phối hợp bảo vệ xuất tuyến LĐPP Tây Nam tỉnh Quảng Ngãi 13 1.3 Kết luận chương 14 Chương 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP LIÊN KẾT VÀ TỰ ĐỘNG HĨA MẠCH VỊNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 16 2.1 Sự cần thiết thiết bị tự động bảo vệ LĐPP 16 2.2 Phương pháp liên kết tự động hóa mạch vịng cơng nghệ DAS 16 2.2.1 Tự động hóa mạch vịng 16 2.2.2 Các chế độ vận hành thơng số tự động hóa mạch vịng 21 2.3 Phương pháp xác định xử lý cố LĐPP 29 2.3.1 Phần mềm xác định cố DMS ứng dụng 29 2.3.2 Các phương pháp tính tốn xác định vị trí cố LĐPP 33 2.4 Các phương pháp tính tốn, đánh giá độ tin cậy LĐPP 36 2.4.1 Phương pháp tính tốn, đánh giá cho sơ đồ hình tia 36 2.4.2 Phương pháp tính tốn, đánh giá cho sơ đồ song song 36 2.5 Kết luận chương 36 Chương 3: HIỆN TRẠNG VÀ ỨNG DỤNG CÁC PHẦN MỀM THU THẬP SỐ LIỆU, TÍNH TỐN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TÂY NAM TỈNH QUẢNG NGÃI 38 3.1 Hiện trạng vận hành LĐPP Tây Nam tỉnh Quảng Ngãi 38 3.1.1 Giới thiệu xuất tuyến LĐPP Tây Nam tỉnh Quảng Ngãi 38 3.1.2 Các thơng số tính tốn bảo vệ vận hành bình thường 39 3.2 Giới thiệu phần mềm dùng để thu thập số liệu, tính tốn, phân tích cơng tác quản lý vận hành lưới điện 42 3.2.1 Giới thiệu phần mềm quản lý lưới điện PSS/ADEPT 42 3.2.2 Giới thiệu phần mềm thu thập liệu từ xa MDMS (DSPM) 44 3.2.3 Thu thập liệu, tính tốn mơ vị trí cố đồ địa lý phần mềm DMS 46 3.3 Kết luận chương 53 Chương 4: ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TÂY NAM TỈNH QUẢNG NGÃI 55 4.1 Đề xuất giải pháp liên kết tự động hóa mạch vịng tối ưu 55 4.1.1 Tính tốn liên kết mạch vòng xuất tuyến vận hành tối ưu 55 4.1.2 Giải pháp xây dựng liên kết mạch vòng cải tạo lắp đặt thiết bị đồng XT479/E16.5 XT479/E16.3 57 4.1.3 Chế độ vận hành liên kết mạch vòng xuất tuyến 479/E16.5 XT479/E16.3 sau đầu tư, cải tạo lắp đặt thiết bị 58 4.2 Đề xuất giải pháp xử lý, khắc phục nhanh cố 62 4.2.1 Các phương pháp tính tốn, đánh giá quan trọng phụ tải 62 4.2.2 Các giải pháp nâng cao số độ tin cậy SAIDI, SAIFI, MAIFI 62 4.2.3 Lập kịch xử lý cố xuất tuyến LĐPP 63 4.3 Đề xuất giải pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện 63 4.3.1 Giải pháp lập kế hoạch bảo dưỡng định kỳ cho thiết bị 63 4.3.2 Giải pháp tự động hóa (DAS) đồng hóa thiết bị LĐPP 64 4.3.3 Giải pháp ứng dụng công nghệ 64 4.3.4 Giải pháp phân đoạn tuyến đường dây 65 4.4 Tính tốn hiệu kinh tế 66 4.4.1 Hiệu giá trị tổn thất điện LĐPP Tây Nam tỉnh Quảng Ngãi 66 4.4.2 Hiệu giá trị kinh tế LĐPP Tây Nam tỉnh Quảng Ngãi 68 4.5 Kết luận chương 69 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT, KIẾN NGHỊ 70 DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 CÁC PHỤ LỤC QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT EVN EVNNPC EVNCPC EVNSPC EVNHANOI EVNHCMC QNPC HTĐ QLVH LĐPP SCADA DAS E16.5 E16.3 PĐ VTTB MBA BU BI TĐHMV TĐL BVRL BV NM MC REC SEC LBS DCPT DCLPT LTD LBFCO FCO : Tập đồn Điện lực Việt Nam : Tổng Cơng ty Điện lực miền Bắc : Tổng Công ty Điện lực miền Trung : Tổng Công ty Điện lực miền Nam : Tổng Công ty Điện lực Thành phố Hà Nội : Tổng Cơng ty Điện lực Thành phố Hồ Chí Minh : Công ty Điện lực Quảng Ngãi : Hệ thống điện : Quản lý vận hành : Lưới điện phân phối : Trung tâm điều khiển hệ thống điện tự động : Cơng nghệ tự động hóa lưới điện : TBA 110kV Quảng Phú : TBA 110kV Tư Nghĩa : Phân đoạn đường dây : Vật tư thiết bị : Máy biến áp : Máy biến điện áp : Máy biến dịng điện : Tự động hóa mạch vịng : Tự đóng lại : Bảo vệ rơ le : Bảo vệ : Ngắn mạch : Máy cắt : Máy cắt tự đóng lại : Dao cách ly phân đoạn tự động : Dao cắt có tải : Dao cắt phụ tải : Dao cách ly phụ tải : Dao cách ly đường dây : Cầu chì cắt có tải : Cầu chì tự rơi DANH MỤC CÁC BẢNG STT Tên bảng Bảng 1.1 Bảng 1.2 Bảng 2.1 Bảng 2.2 Bảng 2.3 Bảng 3.1 Bảng 3.2 Bảng 3.3 Bảng 3.4 10 Bảng 3.5 11 Bảng 4.1 12 Bảng 4.2 13 Bảng 4.3 Nội dung Tham số đường cong đặc tính phụ thuộc Họ đường cong đặc tính theo tiêu chuẩn ANSI Trạng thái tự động hóa mạch vịng FR Trạng thái tự động hóa mạch vịng MR Trạng thái tự động hóa mạch vịng TR Bảng thông số cài đặt bảo vệ xuất tuyến Số liệu thống kê thiết bị để tính tốn tiêu độ tin cậy cung cấp điện Tổng hợp độ tin cung cấp điện lưới điện phân phối Tây Nam tỉnh Quảng Ngãi năm 2015, 2016, 2017 Tổng hợp độ tin cung cấp điện lưới điện phân phối khu vực Tổng công ty Điện lực miền Trung quản lý năm 2017 Tổng hợp độ tin cung cấp điện lưới điện phân phối Tổng Cơng ty Điện lực Tập đồn Điện lực Việt Nam năm 2017 Bảng tổng hợp chi phí đầu tư mở liên kết mạch vòng Bảng tổng hợp so sánh mở liên kết mạch vòng Bảng đánh giá hiệu đầu tư mở liên kết mạch vòng Trang 24 24 25 42 51 51 52 52 66 68 69 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ STT Tên hình vẽ Hình 1.1 10 11 12 13 Hình 1.2 Hình 1.3 Hình 1.4 Hình 1.5 Hình 1.6 Hình 1.7 Hình 1.8 Hình 1.9 Hình 1.10 Hình 1.11 Hình 1.12 Hình 1.13 14 Hình 1.14 15 16 17 18 19 20 21 22 Hình 1.15 Hình 2.1 Hình 2.2 Hình 2.3 Hình 2.4 Hình 2.5 Hình 2.6 Hình 2.7 23 Hình 2.8 24 25 26 27 28 29 30 Hình 2.9 Hình 3.1 Hình 3.2 Hình 3.3 Hình 3.4 Hình 3.5 Hình 3.6 31 Hình 3.7 Nội dung Sơ đồ lưới điện phân phối Tây Nam tỉnh Quảng Ngãi Dao cắt có tải (LBS) Cấu trúc hệ thống BVRL kỹ thuật số Logic cắt I>, I>> I>>> Đặc tính cắt chức bảo vệ dòng Họ đường cong IEC Recloser VWVE27 hãng Cooper Recloser hãng Nulec Bảng điều khiển Recloser Nulec Recloser có cuộn cắt nối tiếp Đặc tính T-C tiêu biểu thủy lực Sơ đồ khối mạch điều khiển Recloser Đặc tính T-C tiêu biểu Recloser điều khiển số 1- Mô tả Recloser hoạt động ĐT 2- Mô tả Recloser hoạt động KĐT Mô tả Recloser hoạt động có phối hợp chuỗi Mơ hình tự động hóa tập trung Sơ đồ triển khai tự động hóa tập trung Mơ hình tự động hóa phân tán Sơ đồ triển khai tự động hóa phân tán Sơ đồ tự động hóa mạch vịng 02 nguồn cung cấp Sơ đồ mạch tự động chuyển tải Sơ đồ hoạt động 01 hệ thống SCADA Sơ đồ khối theo nguyên tắc đếm xung dòng ngắn mạch Sơ đồ khối theo nguyên tắc đếm xung điện áp Menu giao diện chương trình MDMS Menu theo dõi cơng suất thời gian 30’ Menu theo dõi sản lượng thời gian 30’ Menu số liệu, biểu đồ dòng, áp, cosφ,… Menu thống kê điện tháng Giao diện phần mềm quản lý lưới điện Giao diện tổng hợp tiêu độ tin cậy SAIDI, SAIFI, MAIFI cố bảo trì bảo dưỡng Trang 7 10 10 11 11 11 11 13 13 17 17 18 19 19 26 28 28 29 44 45 45 45 46 48 48 32 Hình 3.8 33 Hình 3.9 34 Hình 4.1 35 Hình 4.2 36 Hình 4.3 37 Hình 4.4 38 Hình 4.5 39 Hình 4.6 40 Hình 4.7 41 42 43 Hình 4.8 Hình 4.9 Hình 4.10 Quy trình vận hành chương trình tính SAIDI, SAIFI, MAIFI Sơ đồ thuật tốn tính SAIDI, SAIFI, MAIFI đơn vị Điện lực Sơ đồ liên kết trạng XT479/E16.5 XT479/E16.3 Sơ đồ liên kết trạng XT475/E16.3 XT479/E16.3 Thuật toán xác định điểm mở tối ưu (TOPO) Kết tính tốn tìm điểm mở liên kết vận hành tối ưu Sơ đồ kết lưới sau đầu tư liên kết mạch vòng Sơ đồ sau mở liên kết vòng XT479/E16.5 XT479/E16.3 Chế độ vận hành cố điểm ngắn mạch F1, F2, F3 Chế độ vận hành cố điểm ngắn mạch F1 Chế độ vận hành cố điểm ngắn mạch F2 Chế độ vận hành cố điểm ngắn mạch F3 50 50 55 55 56 56 57 58 58 59 60 61 и и ... TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ PHỐI HỢP BẢO VỆ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TÂY NAM TỈNH QUẢNG NGÃI 1.1 Đặc điểm lưới điện phân phối Tây Nam tỉnh Quảng Ngãi Lưới điện phân phối Tây Nam tỉnh Quảng Ngãi đầu tư, xây... số liệu, tính tốn lưới điện phân phối Tây Nam tỉnh Quảng Ngãi - Chương 4: Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu vận hành lưới điện phân phối Tây Nam tỉnh Quảng Ngãi + Kết luận đề xuất, kiến nghị Luận... ĐIỆN PHÂN PHỐI TÂY NAM TỈNH QUẢNG NGÃI 3.1 Hiện trạng vận hành LĐPP Tây Nam tỉnh Quảng Ngãi 3.1.1 Giới thiệu xuất tuyến LĐPP Tây Nam tỉnh Quảng Ngãi 3.1.1.1 Tổng quan trạng LĐPP Tây Nam tỉnh Quảng