Tính toán chế độ vận hành xác lập lưới điện 110kV tỉnh Khánh Hòa khi có nguồn năng lượng tái tạo bằng phần mềm DIgSILENT PowerFactory

Tính toán chế độ vận hành xác lập lưới điện 110kV tỉnh Khánh Hòa khi có nguồn năng lượng tái tạo bằng phần mềm DIgSILENT PowerFactory của Nguyễn Hoàng Vũ ....................................................................................

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THS ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP SỬ DỤNG PHẦN MỀM ETAP TÍNH TỐN VÀ PHÂN TÍCH PHÁT TUYẾN 477 ANLONG – ĐIỆN LỰC TAM NÔNG GVHD: THS NGUYỄN PHÚC KHẢI SVTH: TRẦN PHƯƠNG THANH MSSV: 1447085 TPHCM, 2018 | 95 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THS LỜI CẢM ƠN Trong trình thực hoàn thành luận văn Em xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành đến THS Nguyễn Phúc Khải – Giảng viên Bộ Môn Hệ thống điện – Khoa Điện - Điện tử Tử - Trường Đại Học Bách Khoa TPHCM Thầy người hướng dẫn tận tình, ln cho em thiếu sót thân để em khắc phục sửa đổi Thầy dạy cho em biết nhiều kiến thức hay quý giá Một lần em xin cảm ơn lời dạy dỗ truyền đạt Thầy Em xin chân thành cảm ơn đến Ban Giám Hiệu Nhà Trường, đến quý Thầy, Cô trường Đại Học Bách Khoa TPHCM tạo điều kiện để em hồn thành khóa học Luận văn Nhân đây, em xin cảm ơn Ban Giám Đốc, Phó Trưởng Phịng Kĩ thuật, anh, chị, Chi Nhánh Điện Lực Tam Nông – Tập Đoàn Điện Lực Đồng Tháp tạo điều kiện cho em xin số liệu thực tế để luận văn hoàn thiện cách tốt Cuối cùng, em xin cảm ơn gia đình bạn bè ủng hộ, động viên khích lệ em suốt q trình hồn thành luận văn TPHCM, ngày 30 tháng 12 năm2018 Trần Phương Thanh | 95 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THS MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH SÁCH HÌNH DANH SÁCH BẢNG ………………………………………………………………………………………………….86 TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………………………………… 87 | 95 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THS DANH SÁCH HÌNH | 95 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THS DANH SÁCH BẢNG | 95 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THS CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC PHẦN MỀM ETAP 1.1 Khái niệm Etap: Etap Phần mềm phân tích vận hành hệ thống điện phát triển mạnh mẽ ưu điểm vượt trội, áp dụng với mơ hình hệ thống điện từ đơn giản đến phức tạp, thiết bị cập nhật đầy đủ theo chuẩn QT Etap phần mềm tính tốn phát triển công ty Operation Technology, Inc (OTI), phần mềm dùng để thiết kế mô dựa khối có sẵn để mơ tả vận hành hệ thống, phần mềm có khả tính tốn phân tích thơng số hệ thống dòng điện, đánh giá ổn định hệ thống, … 1.2 Ứng dụng phần mềm Etap: Etap phần mềm có khả tính tốn phân tích bus (thanh ) sơ đồ đơn tuyến, nhờ kiểm sốt, sửa chửa điều chỉnh kịp thời thông số tránh tổn thất đáng tiếc xảy Ngoài cịn chức như: • • Khảo sát phân tích hệ thống đơn tuyến với nhiều nguồn cung cấp Phân bố công suất hệ thống, phân bố công suất tổn thất đường dây, tải đường dây, hệ số cơng suất tải • Phân tích ngắn mạch hệ thống điện: chế độ ngắn mạch đối xứng, chế độ ngắn mạch không đối xứng, ngắn mạch pha chạm đất, hai pha chạm đất,… 1.3 Giao diện giới thiệu công cụ phần mềm Etap (Version ETAP 12.6.0 ): Trên giao diện phần mềm thể các công cụ Main menu, Stydy View, Study Case Toolbar,… công cụ chứa chức hoạt động khác nhau, để tạo nên tổng thể mô lưới điện, cài đặt thông số thể giá trị tính tốn phương pháp khác cụ thể như: • Thanh cơng cụ File Menu: cơng cụ có khả truy cập hoạt động hệ điều hành mở, lưu, in, sơ đồ đơn tuyến, bao gồm chức New, Open, Closes Project: tạo, mở hay đóng dự án mới, ngồi cịn chức Data Exchange: để chuyển đổi đuôi định dạng từ *.OTI sang dạng có *.EMF | 95 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP • THS Thanh cơng cụ Edit: chức thường xuyên sử dụng để chỉnh sửa sơ đồ Cut, Coppy, Past, Move from: cắt, chép, dán, hay di chuyển phần • tử chọn, Thanh công cụ Viewer: gồm chức Zoom in, Zoom out, Zoom fit,: cơng cụ để phóng to, thu nhỏ hay để xem tấc phần tử cửa sổ • window chế độ tốt nhất, mục Grid để hiển thị đường lưới sơ đồ Thanh cơng cụ Project: có Information hộp thoại chức thông tin tên dự án, vị trí dự án, mã số hợp đồng,… Standars tiêu chuẩn định dạng cho hệ thống như: tần số, đơn vị chiều dài, tháng, năm,… Seting cài đặt chế độ hoạt động tải hoạt động theo hiệu suất, theo động tải ưu tiên, mục Option dùng để cài đặt chế độ save bao • nhiêu phút, nhắc nhở trước save,… Thanh cơng cụ Tool: Symbols dịng lệnh làm thay đổi tấc kí hiệu chọn phần từ sơ đồ đơn tuyến với kí hiệu IEC kí hiệu ANSI, Orientation lệnh dùng để thay đổi góc quay phần tử hay tấc phần tử chọn với góc quay: 0°, 90°, 180°, 270° Group Un Group lệnh dùng để nhóm phần tử chọn thành nhóm, phần tử phụ thuộc nhóm, lệnh Un Group tách nhóm thành phần tử riêng lẻ sơ đồ Còn lại Use Default Annotation Position lệnh dùng để thích phần tử sơ đồ đơn tuyến Hình 1.1: Giới thiệu giao diện Etap | 95 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THS 1.4 Giới thiệu phần tử AC: Bus: phần tử dùng để liên kết phần tử khác máy phát, tải, thiết bị bảo vệ, Bus có thơng tin sau: • Information: với trang gồm ID ta vào Study View Bus qui định ID cho Bus , mặc định Bus thứ số nguyên tăng dần ta thêm Bus Đối với IN/Out Service dùng để trạng thái kết nối hay không kết nối phần tử sơ đồ đơn tuyến Normal kV nhập giá trị đầu Bus sử dụng Power Station tới điện áp Bus cuối đường dây Innitial Voltage cài đặt phần trăm hoạt động điện áp Normal kV Còn lại Diversity Factor cài đặt giới hạn hoạt động tải • Load: dùng để hiển thị tấc Motors Static Load liên kết đến Bus mõi loại tải Đơn vị hiển thị giá trị kW kVar, tổng đại số tải hoạt động nối trực tiếp đến Bus • Motor/Generator: trang hiển thị phần tử như: Induction Motor, Generator Motor nối trực tiếp với Bus Các động hiển thị có nhiều Composite Motor liên kết với Bus • Rating: dùng để đặt tính Bus như: định mức dịng điện hay dịng • điện liên tục, dịng ngắn mạch đối xứng hay bất đối xứng Reliability: nhập tham số tin cậy cho Bus số lần có năm, số sửa chữa khôi phục đến trang thái hoạt động bình thường , Máy Biến Áp cuộn dây: kết hợp cuộn dây máy biến áp, nhiệm vụ máy biến áp phân phối điện gồm trang như: • Infomation: gồm thông tin máy biến áp liên kết với tải thiết bị bảo vệ pha, tên nhà sản xuất, nhiệt độ hoạt động máy • Rating: có cấp điện áp Primary, Secondary, Tertiary, cơng suất định mức truyền tải cuộn, • Tap: tổ đấu dây cuộn (Y ), góc lệch pha Secondary Tertiary Cable: Là hệ thống phân phối điện sơ đồ kết nối với hai phần | 95 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THS tử Bus Load, Bus Bus, Bus Mortor, Cable gồm thông tin như: • Infomation: gồm chiều dài cáp đơn vị theo chuẩn English hay Metric, loại cách điện, số lượng dây loại dây dẫn đồng nhôm, điện áp định mức, • Impedance: gồm điện trở điện kháng cáp đơn vị chiều dài nhiệt • • độ hoạt động cáp Physical: gồm đường kính dây, điện trở dòng điện, độ dài cách điện Load: chứa thơng tin chi tiết cáp như: dịng điện, hệ số tải, hệ sô nhâncho tải tương lai giảm tang tiết diện dây cáp • Ampacity: gồm hệ số nhân đầy tải, nhiệt độ xung quanh dây dẫn • nhiệt độ lớn dây dẫn hoạt động có tải Sizing: chứa thông tin cài đặt độ sụt áp cáp, báo cáo sụt áp cáp yêu cầu đặt việc lựa chọn sử dụng hệ số nhân cho dự án tải • Remarks: trang chứa thông tin chi tiết sơ đồ : ngày vẽ, ngày hoàn thành, tài liệu tham khảo , tên nhà chế tạo phần tử, ngày mua thiết bị, Máy phát: máy phát đồng nhiệm vụ cung cấp công suất cho tải thông qua đường dây truyền tải, với thơng tin • Information: chon phương pháp điều khiển điện áp hay điều khiển công suất phản kháng , cách xác định điện kháng máy phat dựa vào loại máy phát loại kích từ xác định hệ số máy phát để tính tốn dịng điện ngắn mạch • trạng thái dừng theo tiêu chuẩn IEC Rating: cài đặt thông số điện áp định mức, công suất tác dụng, hệ số công suất , hiệu suất máy phát, tốc độ quay số cặp cực máy phát • Imp/Mode: nhập giá trị điện kháng máy phát, điện kháng cuộn sóng hài phần trăm điện kháng thứ tự ngịch, loại nối đất máy phát, chọn loại Rotor nhập giá trị điện kháng • Exciter: để trình bày hệ thống kích từ tự động điều chỉnh góc điện áp • máy phát đồng Governor: hộp thoại điều chỉnh tốc độ hệ thống điều khiển động máy phát đồng • PSS: thiết bị phụ đặt máy phát đồng điều chỉnh ổn • định hệ thống Fuel Cost: chứa thơng tin gía nhiên liệu mà máy phát tạo điện, sử | 95 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THS dụng để tối ưu hóa tính tốn mối quan hệ giá lượng Động không đồng bộ: phần tử quan trọng hệ thống điện, nhiệm vụ phát công suất phản kháng, máy phát công suất động sơ cấp kéo • Information: cài đặt phần trăm chế độ hoạt động động , chọn loại động • Nameplate: hộp thoại chứa thơng tin tên đông đồng bộ, giá trị định mức cong suất điện áp từ thư viện, cài đặt phần trăm tải theo loại tải • Model: nhập giá trị điện kháng độ, tỷ số X/R, nhập giá trị điện háng sóng hài Giá trị phần trăm điện kháng thứ tự nghịch • LR Model; chọn mơ hình động nguồn thư viện kiểu nối đất cho động • Start Dev: chọn phương pháp khởi động cho động , chọn đường cong Moment động nhập giá trị thời gian tăng tốc từ lúc không tải đến lúc đầy tải • Start Cat: hộp thoại dùng để nhập giá trị phần trăm tải thời gian khởi • động động từ lúc khởi động đến lúc ổn định Cable/Vd: dùng để hiển thị rơi áp, thêm , xóa, chỉnh sửa thiết bị cáp, lượng nhiệt tải liên kết với động Động đồng bộ: phần tử quan trọng hệ thống điện động thường dùng nhiều khu cơng nghiệp • Information: : cài đặt phần trăm chế độ hoạt động động chọn thông số hoạt động ưu tiên cho tải • Nameplate: dùng để nhập thơng số điện áp, cơng suất, tốc độ động cơ, vào thư viện nguồn chọn công suất cho động • Model: cài đặt giá trị dòng điện đầy tải cho rotorvà hệ số công suất rotor, nhập thông số điện kháng thứ tự thuận, thứ tự nghịch, tỷ số X/R, kiểu nối đât động Lumped Load: kết họp Motor Load Static, hệ thống ta gắn nhiều tải giống khác Bus, tải sơ đồ gắn thiết bị bảo vệ nhằm loại bị cố khỏi hệ thống • Information: chọn loại kết nối với hệ thống ba pha hay pha, cài đặt hệ số 10 | 95 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THS EENS = (6.7) Trong đó: phụ tải trung bình nút thứ i thời gian điện năm Đơn vị: MWhr/yr (Mh/năm) - Chỉ số thiếu điện trung bình: AENS = = = (6.8) Trong đó: phụ tải trung bình nút thứ I thời gian điện năm Ni số lượng khách hàng điểm tải thứ i 6.6 Đánh giá độ tin cậy phát tuyến 477AL – Tam Nông với phần mềm Etap: 6.6.1 Giới thiệu chức nhập thông số độ tin cậy: - Chọn chế độ chạy phân tich độ tin cậy : - Sau ta chọn cửa sổ Reliability anal – Ysis Study Case - Nhập liệu cho máy biến áp: - Với đường dây xét ta có máy biến áp 40MVA, suất phát từ trạm 110/22kV Đối với trang Reliability nhập liệu trực tiếp lựa chọn thư viện với thông số Cường độ hỏng hóc: Cường độ sửa chữa : Thời gian sửa chữa trung bình: MTTR Thời gian trung bình chu kì hỏng hóc MTTF Cường độ cắt cưỡng bức: FOR 81 | 95 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THS - Đối với cố máy biến áp lưới, người ta thường thay tạm thời máy biến áp dự phịng, để thêm thời gian sửa chữa thay máy biến áp - Đường dây phân phối: đường dây nhôm lõi thép có tiết diện S = 240mm2 Bảng 6.1: Bảng đường dây cable Bus 2–3 3–4 4–5 5–6 6–7 7–8 8–9 – 10 10 – 11 11 – 12 12 – 13 13 – 14 14 – 15 15 – 16 16 – 17 Số dây 1 1 1 1 1 1 1 Chiều dài (km) 0.45 1.08 2.106 0.222 0.75 1.2 0.532 2.336 3.825 0.375 0.6 1.036 1.27 0.52 1.85 0.0046 0.002 0.032 0.017 0.0056 0.0028 0.0118 0.0035 0.0035 0.085 0.0101 0.0205 0.0010 0.0202 0.0018 r 5 5 5 5 5 5 5 s 1 1 1 1 1 1 1 - Tải: Trong phần tải cường độ hỏng hóc xem khơng đáng kể nên ta khơng cần nhập thơng số ta tập trung vào số lượng tải để xét đến số độ tin cậy hệ thống 82 | 95 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THS Bảng 6.2: Thông số tải Tải Lump Lump Lump Lump Lump Lump Lump Lump Lump Lump 11 Lump 12 Lump 13 Lump 14 Sđm(kVA) 70.3 403 151 250 200 201 108 506 223 251 323 228 81,2 Số khách hàng 293 350 192 253 219 200 188 667 200 297 332 363 188 6.6.2 Kết hiển thị 83 | 95 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THS Hình 6.1: Mơ kết đánh giá độ tin cậy 6.6.3 Kết mô Etap báo cáo liệu thu được: 84 | 95 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THS 85 | 95 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THS Hình 6.2: Dữ liệu độ tin cậy 86 | 95 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THS KẾT LUẬN Trong suốt trình học tập tìm hiểu phần mềm ETAP, em có điều kiện tiếp xúc với phần mềm để nắm bắt tính năng, biết cách để chạy chương trình, thiết lập đường dây, thực toán chạy phân bố cơng suất, ngắn mạch,… Cùng với việc sử dụng phần mềm để thiết kế đường dây 110KV, tính tốn cho phát tuyến 477AL, Với tính vượt trội Etap đem lại kết tương đối xác áp dụng tính tốn lưới thực tiễn Ngồi em sử dụng phần mềm để tính tốn phân bố cơng suất, tìm vị trí bù tối ưu lưới điện Từ áp dụng vào thực tế ta lắp đặt tụ bù vị trí thích hợp hơn, tăng khả kinh tế, giảm phần nhiều tổn thất cho công suất phản kháng gây Mang lại nhiều lợi ích cho Cơng Ty cho người tiêu dùng Etap cịn có khả tính tốn độ tin cậy phần tử, để biết cố độ hư hỏng xảy thiết bị lưới, từ tính toán thay lắp đặt phù hợp Bên cạnh cịn nhiều tốn khác mà Etap giải được, với khả phân tích tính tốn mình, em hi vọng phần mềm đa dụng tương lai nhiều người dùng tin tưởng sử dụng 87 | 95 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THS TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Võ Ngọc điều, Etap ứng dụng phân tích hệ thống điện, NXB ĐHQG TP HCM, 2017 [2] Hồ Văn Hiến, Hệ thống điện truyền tải phân phối, NXB ĐHQG TP HCM, 2005 [3] Nguyễn Hoàng Việt, Đánh giá độ tin cậy hệ thống điện, ĐHQG TP HCM, 2011 88 | 95 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THS PHỤ LỤC Phụ lục ngắn mạch: 89 | 95 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THS 90 | 95 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THS 91 | 95 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THS Phụ lục tụ bù tối ưu: 92 | 95 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THS 93 | 95 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THS 94 | 95 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THS 95 | 95 ... theo chuẩn QT Etap phần mềm tính tốn phát triển công ty Operation Technology, Inc (OTI), phần mềm dùng để thiết kế mô dựa khối có sẵn để mơ tả vận hành hệ thống, phần mềm có khả tính tốn phân tích... kháng điện cho nguồn điện, TBA 500kV, 220kV • Đối với lưới điện có trung tính nối đất, sử dụng giải pháp nối đất qua tổng trở Đối với giải pháp thay đổi sơ đồ phương thức vận hành lưới điện, ... gây tính cảm ứng loại phụ tải động điện, máy biến áp,… Công suất phản kháng Q truyền lượng ngược phía nguồn cung cấp lượng chu kì tích lũy lượng thành phần dung kháng cảm kháng mạch điện, phần