ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP HOÀNG VĂN LUYỆN NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN 35KV ĐIỆN LỰC MƯỜNG LA VÀ THỦY ĐIỆN NHỎ NẬM BÚ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN MÃ SỐ: 8.52.01.01 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Nguyễn Duy Cương Thái Nguyên - Năm 2020 I LỜI CAM ĐOAN Tơi Hồng Văn Luyện, học viên lớp cao học K21 ngành Kỹ thuật điện, sau hai năm học tập nghiên cứu, giúp đỡ Thầy, Cô giáo đặc biệt Thầy giáo hướng dẫn tốt nghiệp PGS.TS Nguyễn Duy Cương Đến nay, tơi hồn thành chương trình học tập đề tài luận văn tốt nghiệp “Nghiên cứu nâng cao hiệu vận hành lưới điện 35kV Điện lực Mường La thủy điện nhỏ Nậm Bú” Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu cá nhân hướng dẫn Thầy giáo PGS.TS Nguyễn Duy Cương Nội dung luận văn tham khảo trích dẫn tài liệu ghi danh mục tài liệu tham khảo không chép hay sử dụng tài liệu khác Thái Nguyên, ngày 18 tháng 10 năm 2020 Học viên Hoàng Văn Luyện II MỤC LỤC MỤC LỤC iii DANH MỤC HÌNH VẼ v DANH MỤC BẢNG BIỂU vii MỞ ĐẦU - CHƯƠNG - TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN - VÀ LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP 35KV HUYỆN MƯỜNG LA - 1.1 Cấu trúc tổng quát hệ thống điện quốc gia - 1.1.1 Khối - Các nhà máy điện - 1.1.2 Khối - Hệ thống truyền tải - 1.1.3 Khối - Hệ thống điện phân phối (Electric distribution system) - 1.2 Một số yêu cầu hệ thống điện phân phối [5] - 10 1.3 Đặc điểm xã hội, điều kiện tự nhiên lưới điện 35kV huyện Mường La - 16 1.3.1 Vị trí địa lý dân số khu vực - 16 1.3.2 Đặc điểm trạng lưới điện phân phối tỉnh Sơn La huyện Mường La - 18 1.4 Đối tượng phạm vi nghiên cứu - 23 Kết luận chương - 35 CHƯƠNG - 36 CƠNG CỤ TỐN HỌC VÀ PHẦN MỀM ỨNG DỤNG - 36 2.1 Giới thiệu chung - 36 2.2 Phần mềm ETAP ứng dụng cho mơ hình hóa mơ giải tích lưới - 37 2.2.1 Giới thiệu chung Etap [7] - 37 2.2.2 Ứng dụng ETA mơ hình hóa mơ lộ 375 lưới điện 35kV Mường La - 39 Kết luận chương - 50 CHƯƠNG - 52 MÔ PHỎNG GIẢI TÍCH LƯỚI VÀ GIẢI PHÁP NÂNG CAO - 52 HIỆU QUẢ VẬN HÀNH LỘ 375 LƯỚI ĐIỆN 35KV MƯỜNG LA - 52 3.1 Đặt vấn đề - 52 3.2 Chế độ vận hành 1: Phụ tải Smax chưa xét đến SHP Nậm Bú - 53 3.2.1 Chế độ vận hành 1a: Smax, 105%Uđm, chưa xét đến SHP Nậm Bú - 54 3.2.2 Chế độ vận hành 1b: Smax, 100%Uđm, ngắt kết nối SHP Nậm Bú - 63 - III 3.3 Chế độ vận hành 2: Vận hành mạng điện kín nguồn lưới - 67 3.4 Chế độ vận hành 3: Vận hành lộ 375 có xét đến SHP Nậm Bú - 71 3.4.1 Chế độ vận hành 3a: Smax, SHP phát đồng thời CSTD CSPK - 73 3.4.2 Chế độ vận hành 3b: Vận hành SHP xảy cố nguồn điện lưới - 78 Kết luận chương - 82 KỂT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ - 83 - TÀI LIỆU THAM KHẢO - 85 - IV DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1 Mơ hình cấu trúc hệ thống điện hoàn chỉnh - Hình Sơ đồ nguyên lý sợi hệ thống điện phân phối - Hình Bản đồ vị trí địa lý huyện Mường La - 17 Hình Sơ đồ TBA trung gian kết nối dây lưới trung áp tỉnh Sơn La - 19 Hình Sơ đồ sợi lưới điện 35kV Điện lực Mường La, [6] - 25 - Hình Các cửa sổ - 37 Hình 2 Các chức tính tốn - 38 Hình Các phần tử AC - 38 Hình Một số chức tính tốn thơng dụng - 39 Hình Các thiết bị đo lường, bảo vệ - 39 Hình Sơ đồ mơ lộ 375 lưới điện 35kV Mường La - 41 Hình Nguyên tắc điều chỉnh công suất tác dụng, [8] - 43 Hình Nguyên tắc điều chỉnh công suất phản kháng, [8] - 44 Hình Đồ thị hướng dẫn chọn điểm vận hành máy phát điện Etap - 44 Hình 10 Cửa sổ cài đặt máy phát thủy điện - 46 - Hình Lưu đồ giải tích lưới giải pháp đề xuất - 53 Hình Mơ phân bố cơng suất điện áp chế độ 1a - 55 Hình 3 Điện áp bus, tải phần đầu đường dây lộ 375 chế độ vận hành 1a - 56 Hình Điện áp bus, tải cuối đường dây lộ 375 chế độ vận hành 1a - 56 Hình Điện áp bus-tải phần đầu đường dây lộ 375 chế độ vận hành 1b - 63 - V Hình Điện áp bus-tải cuối đường dây lộ 375 chế độ vận hành 1b - 64 Hình Trích xuất mơ phân bố cơng suất phía nguồn TBA Mường La - 68 Hình Trích xuất mơ phân bố cơng suất phía nguồn TBA Sơn La - 69 Hình a,b Mô điều chỉnh phân bố công suất cho hai nguồn - 70 Hình 10 Hình ảnh Thủy điện Nậm Bú suối Nậm Bú – Mường La - 71 Hình 11 Mơ tả vị trí kết nối thủy điện Nậm Bú sơ đồ mô lộ 375 Mường La - 72 Hình 12 Mơ phân bố cơng suất lộ 375 phía TBA Mường La - 74 Hình 13 Mơ SHP Nậm Bú phát công suất, chế độ vận hành 3a - 74 Hình 14 Trích xuất lí lịch máy phát G1-NB - 77 Hình 15 Trạng thái cố, máy cắt CB 375 ngắt kết nối lộ 375 (open) - 79 Hình 16 Máy phát G1-NB chuyển sang chế độ vận hành Swing (G2 giữ nguyên) - 79 Hình 17 Mơ thơng số vận hành SHP sau điều chỉnh điện áp G1-NB - 81 Hình 18 Mơ thơng số vận hành SHP sau điều chỉnh điện áp G2-NB - 81 - VI DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Độ biến dạng sóng hài điện áp tối đa cho phép - 12 Bảng Các thủy điện nhỏ lộ 371 lộ 375 Mường La - 26 Bảng Dữ liệu thông số đường dây lộ 371, 375 Mường La - 26 Bảng Dữ liệu thông số phụ tải lộ 371, 375 lưới điện phân phối Mường La - 31 Bảng Dữ liệu thông số MBA lộ 371, 375 lưới điện phân phối Mường La - 32 - Bảng Thông số SHP Nậm Bú - 42 Bảng 2 Số lượng phụ tải thông số - 46 Bảng Số lượng đường dây thông số - 48 - Bảng Dữ liệu kết mô điện áp bus-tải chế độ 1a - 57 Bảng Dữ liệu kết mô phân bố công suất đường dây chế độ 1a - 59 Bảng 3 Dữ liệu cân công suất tổn thất tổng lộ 375 chế độ 1a - 62 Bảng Dữ liệu kết giải tích điện áp bus-tải chế độ vận hành 1b - 64 Bảng Dữ liệu cân công suất tổn thất công suất - 66 Bảng Thông số cài đặt máy phát SHP Nậm Bú trạng thái 3a - 73 Bảng Dữ liệu kết điện áp công suất bus-tải - 75 Bảng bảng tổng hợp liệu kết điện áp cá bus-tải, chế độ vận hành 3b - 78 Bảng Tổng hợp liệu điện áp bus-tải sau điều chỉnh điện áp G1-NB - 80 - VII DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt OTI Operation Technology, Inc EHV & HV Extra High Voltage/ High Voltage Siêu cao áp/cao áp CSTD (P) Active Power Công suất tác dụng CSPK (Q) Reaction Power Công suất phản kháng AC Alternating Current Điện xoay chiều DC Direct Current Điện chiều SW Switching Chuyển mạch (cầu dao) SHP Small Hydro Power station Trạm thủy điện nhỏ VIII MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Hệ thống điện Việt Nam nói chung lưới điện tỉnh miền núi nói riêng xây dựng phát triển bước qua giai đoạn nên thiếu đồng cịn bất cập Trong đó, có nhiều đường dây 35kV cung cấp cho trạm biến áp phân bố rải rác, trải dài phạm vi lớn theo điều kiện tự nhiên phân bố dân cư khu vực, đặc điểm phụ tải có tính chất không ổn định ngày (24h) chủ yếu phụ tải điện sinh hoạt, phụ tải điện cơng nghiệp cơng suất nhỏ Trong q trình cải tạo phát triển, đường dây 110kV trạm biến trung gian xây dựng thêm làm thay đổi phân bố công suất khác so với thiết kế ban đầu Đặc biệt, sách phát triển nguồn lượng tái tạo kết nối lưới có tác động mạnh đến cấu trúc lưới thay đổi phương thức vận hành Trong số đó, phải kể đến thủy điện nhỏ công suất từ vài MW đến vài chục MW có đặc điểm vận hành thụ động theo mùa (nguồn nước thay đổi) Từ lý làm cho cấu trúc lưới ban đầu trở nên thiếu đồng bộ, phát sinh nhiều bất cập, ví dụ: - Cấu trúc lưới, chủng loại, tiết diện dây dẫn vài đoạn khơng cịn hợp lý - Hạn chế tính làm việc, bảo vệ thiết bị điện - Khó khăn lựa chọn phương thức vận hành lưới điện - Chất lượng điện chưa đảm bảo điện áp thay đổi tăng, giảm phụ thuộc vào thuỷ điện nhỏ kết nối lưới - Tổn thất điện lưới điện lớn Trong bối cảnh này, lưới điện trung áp thuộc địa bàn miền núi nói chung cụ thể lưới điện 35kV lộ 375 huyện Mường La cần thiết phải kiểm sốt phần mềm chun dụng, ví dụ ETAP Thơng qua đề xuất giải pháp tốt cho phương án vận hành, khảo sát nhiều ứng dụng khác cho hoạt động chuyên môn lý thuyết thực tiễn Đối tượng nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Lưới điện phức hợp 35kV lộ 375 có kết nối thủy điện nhỏ địa phương SHP Nậm Bú huyện Mường La Nghiên cứu thực trạng vận hành lưới điện 35kV lộ 375 huyện Mường La; khảo sát phương án vận hành khác nhau, trạng thái vận hành khác -1- thông số nguồn (từ TBA trung gian), thông số phụ tải, cấu trúc mạch vòng, vận hành thủy điện theo mùa Trên sở phát ưu, nhược điểm, tồn tại, bất cập lưới điện đồng thời đề xuất giải pháp khắc phục Mục tiêu nghiên cứu đề tài Về lý thuyết: - Học viên sử dụng phần mềm chuyên dụng ETAP cho học tập, nghiên cứu ứng dụng công tác chuyên môn, nghiệp vụ - Mô hình hóa mơ đối tượng nghiên cứu lưới điện 35kV lộ 375 huyện Mường La làm sở cho nghiên cứu chuyên môn chuyên ngành Về thực tiễn: - Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu vận hành nâng cao chất lượng điện áp cho lưới điện 35kV lộ 375 huyện Mường La Đặc biệt thủy điện nhỏ SHP Nậm Bú kết nối lộ 375 - Cung cấp liệu cho quy hoạch phát triển lưới tương lai, đồng thời có áp dụng nguồn phân tán khác Phương pháp nghiên cứu - Khảo sát, thu thập số liệu thực tế - Sử dụng phần mềm mô đại (ETAP) - Phân tích sở lý thuyết áp dụng cho đối tượng thực tế - Công cụ nghiên cứu, tính tốn, mơ có độ tin cậy cao - Đánh giá nêu bật đóng góp đề tài, giá trị khoa học thực tiễn đạt Kết cấu luận văn Tổng thể luận văn gồm chương sau: Chương Tổng quan hệ thống điện lưới điện trung áp 35kV Mường La Chương Cơng cụ tốn học phần mềm ứng dụng Chương Mơ giải tích lưới giải pháp nâng cao hiệu vận hành lộ 375 lưới điện 35kV Mường La Mặc dù cố gắng nhiều điều kiện thời gian giới hạn phạm vi nghiên cứu luận văn cao học, nên kết đạt trình bày cịn -2- khơng điều chỉnh thơng số nguồn phù hợp Hoặc phải trang bị thêm thiết bị bù hỗn hợp (công nghệ FACTS) có khả điều chỉnh biên độ góc pha điện áp, [3] 3.4 Chế độ vận hành 3: Vận hành lộ 375 có xét đến SHP Nậm Bú Trong cấu trúc lộ 375 huyện Mường La, phần nguồn 02 trạm biến áp trung gian Mường La TBA trung gian Sơn La cịn có 01 thủy điện nhỏ Nậm Bú (SHP Nậm Bú) công suất (2x3,6)MW xây dựng Mòn, xã Mường Bú, huyện Mường La xây dựng đưa vào vận hành năm 2016, hình 3.10 Trên sơ mơ kết nối hai nhánh rẽ bus 515 517, hình 3.11 Hình 10 Hình ảnh Thủy điện Nậm Bú sông Nậm Bú – Mường La - 71 - Hình 11 Mơ tả vị trí kết nối thủy điện Nậm Bú sơ đồ mô lộ 375 Mường La Do điều kiện nguồn nước không liên tục năm, SHP Nậm Bú thường vận hành đến ngày vào khoảng thời gian ‘‘Giờ cao điểm“ Để SHP phát CSTD đòi hỏi công suất sơ cấp từ nguồn thủy (lưu lượng nước), phát CSPK khơng địi hỏi cơng suất sơ cấp (khơng tiêu hao nước) lại có tác dụng điều chỉnh điện áp điểm kết nối Như vậy, ngày vận hành bình thường, SHP Nậm Bú thay đổi trạng thái đóng cắt kết nối lưới lần, kể đến chế độ cố ngắt kết nối lưới máy phát thủy điện dơi vào tình trạng ổn định động Các trạng thái cần thiết nghiên cứu mô sau: - Chế độ vận hành 3a: Smax, đóng kết nối SHP Nậm Bú - Chế độ vận hành 3b: Sự cố nguồn điện lưới - 72 - 3.4.1 Chế độ vận hành 3a: Smax, SHP phát đồng thời CSTD CSPK Trong cao điểm, điều chỉnh OLTC, điện áp C31 giảm thấp mức 105%Uđm Các máy phát thủy điện Nậm Bú đồng thời phát hai thành phần CSTD CSPK nhằm giảm áp lực cho đường dây 110kV nói chung MBA 110/35/6,3 kV TBA trung gian Mương La nói riêng Để thực chế độ này, sơ đồ mô cài đặt bổ sung sau: - Điện áp C31 có giá trị: 101,28%Uđm - Các máy phát SHP Nậm Bú cài đặt chế độ (MVAr Control), lượng đặt thành phần CSTD CSPK cụ thể khai báo bảng 3.6 Bảng Thông số cài đặt máy phát SHP Nậm Bú trạng thái 3a DỮ LIỆU VẬN HÀNH THỦY ĐIỆN NHỎ NẬM BÚ Trạng thái vận hành 3a No ID Rating Rated kV MW Mvar % PF Tên gọi Pđm Uđm P Mvar % PF đơn vị MW KV MW MVAr Cosφ G1_NB 3,6 MW 6,3 3,5 1,5 G2_NB 3,6 MW 6,3 3,5 1,5 Stt Kết giải tích lưới thu phân bố công suất điện áp bus-tải sau: - Hình 3.12 Trích xuất mơ phân bố cơng suất điện áp bus phần đầu nguồn lộ 375 phía C31 - TBA Mường La - Hình 3.13 Trích xuất mơ phân bố cơng suất điện áp bus lân cận điểm kết nối SHP Nậm Bú với lộ 375 - Bảng 3.7 Dữ liệu kết điện áp công suất bus-tải - 73 - Hình 12 Mơ phân bố cơng suất lộ 375 phía TBA Mường La Hình 13 Mơ SHP Nậm Bú phát cơng suất, chế độ vận hành 3a - 74 - Bảng Dữ liệu kết điện áp công suất bus-tải DỮ LIỆU KẾT QUẢ GIẢI TÍCH, MƠ PHỎNG ĐIỆN ÁP TRÊN BUS-TẢI VÀ CÔNG SUẤT TẢI NHẬN ĐƯỢC Chế độ vận hành 3a: 101%Uđm ; Smax ; có kết nối SHP Nậm Bú N0 N0 Số tải có U% >100 : 10,0 Số tải có U% < =100 : 66,0 Số tải có U% >= 95 : 76,0 MaxVoltage (%) 101,27 Số tải có U% < 95 : 0,0 MinVoltage (%) 97,40 ID Rating Tên bus-tải đơn vị Sđm Rated kV Uđm kW kvar Amp P Q I %PF Cosφ % %V Loading termal Kpt Ubus-tai kV kW kVAr A % % 65 0,4 54,41 33,72 94,20 85,00 100,40 98,07 BAN BUNG 31,5 0,4 26,46 16,40 45,61 85,00 100,30 98,50 BAN BUNG 40 0,4 33,80 20,95 57,82 85,00 100,20 99,25 BAN BUNG 20 0,4 17,05 10,56 28,85 85,00 99,90 100,33 BAN BUOI 31,5 0,4 26,44 16,39 45,62 85,00 100,30 98,44 BAN CHANG 80 0,4 67,02 41,53 115,90 85,00 100,40 98,17 BAN CHON 65 0,4 54,43 33,73 94,19 85,00 100,40 98,13 BAN CUP 40 0,4 33,61 20,83 57,91 85,00 100,30 98,54 BAN GIAN 140 0,4 124,00 60,21 202,80 90,00 100,40 98,32 10 BAN GIAN 160 0,4 142,00 68,79 231,80 90,00 100,40 98,27 11 BAN GIANG 50 0,4 41,75 25,87 72,51 85,00 100,50 97,77 12 BAN KET 90 0,4 80,05 38,77 130,30 90,00 100,30 98,53 13 BAN KHAM 90 0,4 79,72 38,61 130,50 90,00 100,40 98,01 14 BAN MON 50 0,4 42,01 26,04 72,39 85,00 100,30 98,56 15 BAN NONG 90 0,4 79,74 38,62 130,40 90,00 100,40 98,04 16 BAN NONG 90 0,4 79,72 38,61 130,50 90,00 100,40 98,01 17 BAN PAC 65 0,4 54,78 33,95 94,03 85,00 100,20 98,93 18 BAN PAN 40 0,4 33,51 20,77 57,96 85,00 100,40 98,16 19 BAN PAT 31,5 0,4 26,23 16,26 45,72 85,00 100,60 97,42 20 BAN PAU 40 0,4 33,77 20,93 57,84 85,00 100,20 99,15 21 BAN PAU.4 40 0,4 33,76 20,92 57,84 85,00 100,20 99,11 22 BAN PIET 40 0,4 33,79 20,94 57,83 85,00 100,20 99,21 23 BAN SANG 80 0,4 71,11 34,44 115,80 90,00 100,30 98,44 24 BAN UN 90 0,4 79,81 38,66 130,40 90,00 100,40 98,15 25 BAN UN` 90 0,4 79,80 38,65 130,40 90,00 100,40 98,13 26 BO COP 65 0,4 54,41 33,72 94,20 85,00 100,40 98,08 27 CBNS QV OAN 230 0,4 204,00 98,72 333,30 90,00 100,40 98,06 28 CBNS SON HOA 220 0,4 196,00 94,76 318,50 90,00 100,30 98,51 29 CHAM CO 65 0,4 54,40 33,71 94,21 85,00 100,40 98,06 30 HAN HIN 31,5 0,4 26,23 16,25 45,72 85,00 100,60 97,40 31 HUA BO 65 0,4 54,43 33,73 94,19 85,00 100,40 98,13 32 HUOI HAO 90 0,4 80,14 38,81 130,30 90,00 100,30 98,66 33 HUOI HIEU 40 0,4 33,50 20,76 57,96 85,00 100,40 98,15 B.NGOANG - 75 - 34 HUOI LIU 40 0,4 33,50 20,76 57,96 85,00 100,40 98,16 35 HUOI MA 25 0,4 20,82 12,90 36,29 85,00 100,60 97,41 36 HUOI PHU 90 0,4 80,30 38,89 130,20 90,00 100,20 98,91 37 HUOI SAN 40 0,4 33,49 20,76 57,96 85,00 100,40 98,12 38 L.TRUONG 140 0,4 124,00 60,21 202,80 90,00 100,40 98,32 39 LAM TRUONG 90 0,4 80,00 38,75 130,30 90,00 100,30 98,44 40 LAM TRUONG 230 0,4 204,00 98,89 333,20 90,00 100,40 98,29 41 LOAD 371a1 1100 35 715,00 851,00 18,10 64,32 99,80 101,27 42 LOAD 371b 4200 35 3991,00 1440,00 69,11 94,07 99,80 101,27 43 LOAD 377a 600 35 546,00 264,00 9,87 90,00 99,80 101,27 44 LOAD 377b 4500 35 4091,00 1982,00 74,05 90,00 99,80 101,27 45 LOAD 379a 700 35 636,00 308,00 11,52 90,00 99,80 101,27 46 LOAD 379b 5000 35 4546,00 2202,00 82,28 90,00 99,80 101,27 47 LOAD 381a 800 35 727,00 352,00 13,16 90,00 99,80 101,26 48 LOAD 381b 6000 35 5455,00 2642,00 98,73 90,00 99,80 101,26 49 Lump8 31,5 0,4 26,29 16,29 45,69 85,00 100,50 97,70 50 Lump50 40 0,4 33,50 20,76 57,96 85,00 100,40 98,15 51 MAO CAT 90 0,4 77,22 47,86 129,60 85,00 99,80 101,18 52 MUONG BU 140 0,4 124,00 60,18 202,80 90,00 100,40 98,26 53 MUONG BU 150 0,4 133,00 64,56 217,20 90,00 100,30 98,41 54 NA NHUNG 40 0,4 33,51 20,77 57,96 85,00 100,40 98,17 55 NA NONG 65 0,4 54,52 33,79 94,15 85,00 100,40 98,33 56 NA XI 65 0,4 54,43 33,73 94,19 85,00 100,40 98,13 57 NAM BU 230 0,4 206,00 99,53 332,60 90,00 100,20 99,10 58 NANG PHAI 160 0,4 142,00 68,74 231,80 90,00 100,40 98,19 59 NGA BA LT 160 0,4 142,00 68,93 231,60 90,00 100,30 98,54 60 NONG O 40 0,4 33,55 20,79 57,94 85,00 100,40 98,32 61 NONG PHU 50 0,4 41,80 25,91 72,49 85,00 100,40 97,92 62 NOONG BUOI 31,5 0,4 26,29 16,29 45,69 85,00 100,50 97,70 63 PA CHIEN 65 0,4 54,52 33,79 94,15 85,00 100,40 98,33 64 PA HAT 31,5 0,4 26,26 16,27 45,71 85,00 100,50 97,55 65 PA HONG 66 PA PO 67 68 69 70 40 0,4 33,49 20,76 57,96 85,00 100,40 98,12 31,5 0,4 26,26 16,28 45,70 85,00 100,50 97,57 PA TONG 15 0,4 12,51 7,75 21,76 85,00 100,50 97,57 PHIENG BUNG 90 0,4 79,80 38,65 130,40 90,00 100,40 98,13 PU NHUONG 65 0,4 54,40 33,71 94,21 85,00 100,40 98,05 T16 600 0,4 532,00 257,00 869,60 90,00 100,40 98,05 71 T17 75 0,4 62,59 38,79 108,80 85,00 100,50 97,70 72 TA BU 50 0,4 41,93 25,99 72,42 85,00 100,40 98,31 73 TA LU 31,5 0,4 26,23 16,26 45,72 85,00 100,60 97,42 74 TA MO 90 0,4 79,87 38,68 130,40 90,00 100,40 98,24 75 THAM SUM 31,5 0,4 26,26 16,28 45,70 85,00 100,50 97,57 76 VAN MINH 160 0,4 142,00 68,79 231,80 90,00 100,40 98,27 - 76 - Nhận xét chế độ vận hành 3a: - Tổng phụ tải lộ 375 cao điểm nhỏ công suất phát SHP Nậm Bú, phần công suất thừa phát lên C31 TBA 110kV Mường La, số liệu cụ thể là: (1,8+j0,2) MVA - Máy phát vận hành với mức tải 86% Sđm, hình 3.15 hiển thị giá trị dịng điện làm việc máy phát nhỏ dòng định mức ghi lý lịch máy phát, hình 3.14: + Dịng làm việc máy phát: 333,8 A + Dòng định mức máy phát: 388,1 A Hình 14 Trích xuất lý lịch máy phát G1-NB - Theo số liệu tổng hợp bảng 3.5: điện áp bus-tải đạt giá trị phạm vi tiêu chuẩn (95 ÷105)%Uđm Số tải có U% >100 : 10,0 Số tải có U% < =100 : 66,0 Số tải có U% >= 95 : 76,0 MaxVoltage (%) 101,27 Số tải có U% < 95 : 0,0 MinVoltage (%) 97,40 Trên kết nghiên cứu với chế độ phụ tải cực đại, tương tự phụ tải giảm lượng cơng suất phát lên C31 tăng lên Trong thực tế vận hành, cố nguy hiểm xảy cố dẫn đến ngắt kết nối với C31 Khi máy phát rơi vào trạng thái ổn định không tự động hóa chuyển chế độ vận hành Tiếp theo, nghiên cứu chế độ vận hành 3b phân tích đề xuất giải pháp thích hợp tình cố - 77 - 3.4.2 Chế độ vận hành 3b: Vận hành SHP xảy cố nguồn điện lưới Hiện tại, hầu hết thủy điện nhỏ miền núi phía Bắc Việt Nam thiết lập chế độ vận hành bám lưới, cố nguồn lưới đồng nghĩa với việc SHP ngừng vận hành Đây hạn chế chưa khắc phục Nhân đây, luận văn đề xuất giải pháp áp dụng SHP Nậm Bú với lộ 375 huyện Mường La Trong chế độ vận hành 3a, máy phát SHP cài đặt vận hành theo chế độ ‘‘MVAr Control“ nguồn lưới đóng vai trị nguồn cân “Swing“ Như vậy, nguồn lưới máy cắt xuất tuyết lộ 375 tác động ngắt (CB 375 open) Để đảm bảo an tồn cho máy phát SHP khơi phục cấp điện lại cho lộ 375 thời gian nhanh nhất, số bước thao tác cần thiết thực theo trình tự sau: - Chuyển chế độ vận hành 01 máy phát từ MVAr Control sang Swing - Kiểm điều chỉnh điện áp máy phát - Kiểm tra điều chỉnh dòng điện vận hành máy phát Kết nghiên cứu thể thông qua bước mô phần mềm ETAP sau Bước Chuyển chế độ máy phát: Ngay sau xảy nguồn, 01 máy phát tự động chuyển chế độ Swing Kết mô thu sau: - Bảng 3.8 Tổng hợp liệu kết điện áp công suất bus-tải - Hình 3.15 Trích xuất mơ trạng thái mát cắt CB-375 phân bố công suất bus phần đầu nguồn lộ 375 phía C31 - TBA Mường La - Hình 3.16 Trích xuất mơ phân bố công suất điện áp SHP Nậm Bú Bảng bảng tổng hợp liệu kết điện áp cá bus-tải, chế độ vận hành 3b DỮ LIỆU KẾT QUẢ GIẢI TÍCH, MƠ PHỎNG ĐIỆN ÁP TRÊN BUS-TẢI VÀ CÔNG SUẤT TẢI NHẬN ĐƯỢC Chế độ vận hành 3b: Smax ; cố nguồn (CB 375 ngắt) Số tải có U% >100 : 8,0 Số tải có U% < =100 : 68,0 Số tải có U% >= 95 : 15,0 MaxVoltage (%) 101,16 Số tải có U% < 95 : 61,0 MinVoltage (%) 93,35 - 78 - Hình 15 Trạng thái cố, máy cắt CB 375 ngắt kết nối lộ 375 (open) Hình 16 Máy phát G1-NB chuyển sang chế độ vận hành Swing (G1-NB giữ nguyên) - 79 - Bước Kiểm tra liệu kết cho thấy: - Điện áp máy phát nhỏ định mức, phạm vi cho phép: 98,3%Uđm - Điển áp bus-tải lộ 375 giảm, với 61 vị trí có điện áp 95%Uđm, mức nhỏ 93,35% Uđm - Dòng điện vận hành máy phát nhỏ giá trị định mức, không Lưu ý rằng: Đối sánh với thực tế, liệu hiển thị thiết bị tủ đo lường phòng điều hành nhà máy phòng điều hành SCADA Bước Điều chỉnh thông số vận hành máy phát - Phương án 1: Điều chỉnh tăng điện áp máy phát G1-NB điều chỉnh giảm cơng suất phát G2-NB (nếu cần thiết) - Phương án 2: Chuyển chế độ vận hành máy phát G2-NB chế độ Swing giống G1-NB Kết thu sau: - Bảng tổng 3.9: Tổng hợp liệu kết điện áp bus-tải - Hình 3.17: Mơ G1-NB điều chỉnh tăng điện áp Bảng Tổng hợp liệu điện áp bus-tải sau điều chỉnh điện áp G1-NB DỮ LIỆU KẾT QUẢ GIẢI TÍCH, MƠ PHỎNG ĐIỆN ÁP TRÊN BUS-TẢI VÀ CÔNG SUẤT TẢI NHẬN ĐƯỢC Chế độ vận hành 3c: Smax ; cố nguồn, điều chỉnh điện áp G1-NB Số tải có U% >100 : 15,0 Số tải có U% < =100 : 61,0 Số tải có U% >= 95 : 76,0 MaxVoltage (%) 102,62 Số tải có U% < 95 : 0,0 MinVoltage (%) 98,41 - 80 - Hình 17 Mơ thông số vận hành SHP sau điều chỉnh điện áp G1-NB Hình 18 Mơ thơng số vận hành SHP sau điều chỉnh điện áp G2-NB - 81 - Nhận xét chế độ vận hành 3: Từ kết nghiên cứu thông qua hai trạng thái vận hành 3a 3b cho thấy thủy điện nhỏ SHP Nậm Bú có vai trị tích cực việc đóng góp cơng suất lộ 375 Góp phần giảm nhẹ áp lực cho lưới 110kV khu vực nói riêng Hệ thống điện quốc gia nói chung Mặt khác, thực tốt toán điều khiển vận hành SHP sở xét đến ràng buộc thực tế theo trạng thái vận hành lưới SHP thể rõ lợi ích hiệu mang lại cho tất bên liên quan, bao gồm: Công ty thủy điện Nậm Bú, Công ty Điện lực Sơn La khách hàng tiêu thụ điện - Khai thác hiệu NLTT địa phương, đóng góp ngân sách nhà nước; - Giảm áp lực lưới điện khu vực Hệ thống; - Giảm tổn thất lượng; - Ổn định nâng cao chất lưới lưới điện phân phối Kết luận chương Kết nghiên cứu chương đạt mục tiêu luận văn: - Mơ hình hóa mơ thành cơng phần mềm ETAP cho lưới điện 35kV lộ 375 có kết nối nguồn phân tán SHP Nậm Bú - Chỉ sở lý thuyết vận hành nguồn phát nói chung SHP nói riêng lưới điện phân phối trạng thái vận hành thực tế, đặc biệt ngắt điện nguồn lưới cố hay thời gian sửa chữa bảo dưỡng định kỳ TBA trung gian Mường La - Nghiên cứu thành cơng số chế độ điển hình vận hành lưới điện Các kết thu sở quan trọng cho đề xuất giải pháp mới, khắc phục tồn đồng thời nâng cao chất lượng điện áp giảm tổn thất công suất cho lưới điện phân phối mang tính đặc thù Miền núi - 82 - KỂT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Sau khoảng thời gian tháng, với nỗ lực cao độ học viên người hướng dẫn khoa học, luận văn tốt nghiệp cao học hoàn thành với kết đáp ứng đầy đủ yêu cầu đề tài: - Học viên trực tiếp thu thập đầy đủ liệu lưới điện trung áp 35kV Điện lực huyện Mường La - Mơ hình hóa thành cơng lưới điện 35kV Điện lực huyện Mường La phần mềm ETAP Kết mơ hình hóa mơ lưới điện cụ thể phần mềm ETAP tài liệu gốc có giá trị cao việc nghiên cứu kiểm soát chế độ vận hành lưới điện lưới điện - Áp dụng cơng cụ tốn học đại cho giải tích, mơ chế độ vận hành điển hình lưới điện 35kV Mường La với điều kiện vận hành khác thủy điện nhỏ Nậm Bú Từ cung cấp sở liệu cho đánh giá tình trạng vận hành đề xuất giải pháp hợp lý, cải thiện chất lượng điện áp giảm nhỏ tổn thất công suất lưới - Đề xuất giải pháp vận hành mạng điện độc lập với nguồn SHP chế độ cố nguồn điện lưới, khai thác hiệu nguồn SHP đồng thời đảm bảo an toàn cho máy phát - Đề xuất trang bị khai thác hiệu máy cắt hợp Recloser lưới 35kV Cài đặt áp dụng tính lập cố, phân đoạn giảm tải phối hợp vận hành SHP chế độ cố - Trong phạm vi giới hạn đề tài luận văn tốt nghiệp thạc sỹ, phạm vi nghiên cứu kết đạt có giới hạn định Song sở cho nhiều nghiên cứu nhằm có lưới điện trung áp hoạt động tốt nhất, khai thác triệt để vốn đầu tư, đồng thời phát huy tiềm nguồn lượng tái tạo địa phương - Trên sở mơ hình mơ xây dựng phần mềm ETAP, tiếp tục nghiên cứu mở rộng sau: - 83 - (i) Phân tích liệu mơ tổn thất cơng suất đoạn đường dây để đánh giá đề xuất cải tạo nâng cấp đường dây cần thiết (ii) Phân tích điện áp bus tổn thất điện áp tổn thất đường dây làm sở thiết lập trạm bù turbine gió, hay nguồn điện pin mặt trời (iii) Nghiên cứu lựa chọn điểm kết nối hợp lý để thiết lập mạch vòng liên kết lộ đường dây 35kV nhằm nâng cao chất lượng điện tăng độ tin cậy cung cấp điện (iv) Tăng cường tương tác Công ty Điện lực Sơn La, Điện lực Mường La với SHP, triển khai hệ thống SCADA SHP nhằm phối hợp vận hành hợp lý phát huy hiệu hệ thống điện phân phối Do bước đầu làm đề tài thực tế có khối lượng liệu lớn, nhận giúp đỡ nhiệt tình Thầy, Cơ Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp, Ban lãnh đạo Công ty Điện lực Sơn La đồng nghiệp, luận văn khơng tránh khỏi sai sót Kính mong nhận góp ý xây dựng Thầy, Cơ đồng nghiệp ./ - 84 - TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] "http://pecc5.com/evnspc-nang-cao-ky-thuat-quan-ly-luoi-dien/," [Online] [2] PhD, MEMgt, BSc(hons) , P.E., MASME, MIPENZ, Reg Eng, Power Plant Engineering, Yanbu Industrial College: Higher Education, 3nd, 2010 [3] Enrique Acha, Claudio R Fuerte-Esquivel, Hugo Ambriz-Pe´rez, Ce´sar Angeles-Camacho, “FACTS-Modelling and Simulation in Power Networks” [4] Jr., John J Grainger.William D Stevenson., “Power system analysis”, North Carolina State University [5] Mr G Hari Krishna - Assistant Professor, EEE,, “transmission and distribution systems”, 2000 [6] Davood Mohammadi Souran, Hossein Hoshmandi Safa, Behrooz Gohari Moghadam, Mehran Ghasempour, Behrooz Razeghi, and Parisa Tavakkoli Heravi, “An Overview of Automation in Distribution Systems”, "“An Overview of Automation in Distribution Systems”" [7] Authors, “E l e c t r i c P o w e r D i s t r i b u t i o n H a n d b o o k”, © 2014 by Taylor & Francis Group, LLC CRC Press is an imprint of Taylor & Francis Group, an Informa business, No claim to original U.S Government works, Version Date: 20140131, 2014 [8] Thông tư số 39/2015/TT-BCT ngày 18/11/2015 Bộ Công Thương [9] Tài liệu kỹ thuật Điện lực Mường La cung cấp [10] Authors, Hướng dẫn sử dụng ETAP 7.00, TP Hồ Chí Minh: Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh, 2017 [11] Etap 12_16_18 getting started., OTI , 2018 - 85 - ... tượng nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Lưới điện phức hợp 35kV lộ 375 có kết nối thủy điện nhỏ địa phương SHP Nậm Bú huyện Mường La Nghiên cứu thực trạng vận hành lưới điện 35kV lộ 375 huyện Mường La; ... học tập đề tài luận văn tốt nghiệp ? ?Nghiên cứu nâng cao hiệu vận hành lưới điện 35kV Điện lực Mường La thủy điện nhỏ Nậm Bú? ?? Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu cá nhân hướng dẫn Thầy giáo PGS.TS... tượng nghiên cứu lưới điện 35kV lộ 375 huyện Mường La làm sở cho nghiên cứu chuyên môn chuyên ngành Về thực tiễn: - Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu vận hành nâng cao chất lượng điện áp cho lưới điện