Đề xuất các giải pháp giảm tổn thất điện năng lưới điện phân phối điện lực chư prông – tỉnh gia lai

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - NGUYỄN KHOA PHI DŨNG ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC CHƯ PRÔNG - TỈNH GIA LAI C C R L T DU LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN Đà Nẵng – Năm 2020 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - NGUYỄN KHOA PHI DŨNG ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC CHƯ PRÔNG - TỈNH GIA LAI C C R L T DU Chuyên ngành : Kỹ thuật điện Mã số: 8.02.02.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS TRẦN VINH TỊNH Đà Nẵng – Năm 2020 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết tính tốn luận văn trung thực chưa công bố cơng trình Tác giả luận văn Nguyễn Khoa Phi Dũng C C DU R L T ii ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC CHƯ PRÔNG – TỈNH GIA LAI Học viên: Nguyễn Khoa Phi Dũng Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 8.02.02.01 Khóa: K37 KTĐ.KT Trường Đại học Bách Khoa – ĐHĐN Tóm tắt - Theo dự thảo Quy hoạch điện VII, dự báo nhu cầu điện tồn quốc tăng bình qn khoảng 11,5%/năm giai đoạn 2018 – 2020 khoảng 7,4% đến 8,4%/năm giai đoạn 2021 – 2030 Để đáp ứng đủ nhu cầu lượng theo yêu cầu việc phát triển nguồn, lưới phải thực tiết kiệm sử dụng lượng hiệu Do vậy, toán lớn Cơng ty vấn đề lợi nhuận gói gọn từ khâu mua điện đến bán điện, vấn đề giảm tổn thất điện quan trọng Từ lý trên, tác giả đề xuất đề tài nghiên cứu giải pháp giảm tổn thất điện lưới điện phân phối Điện lực Chư Prơng nhằm làm giảm chi phí sản xuất, tăng lợi nhuận việc kinh doanh điện Công ty Điện lực Gia Lai Luận văn sử dụng phần mềm PSS/ADEPT để mơ phỏng, tính tốn đánh giá tổn thất điện cho phương án vận hành Từ khóa - tổn thất điện năng; tổn thất cơng suất; lưới điện phân phối;PSS/ADEPT C C R L T PROPOSING SOLUTIONS TO REDUCE TOTAL ELECTRICITY LOSS CHU PRONG POWER DISTRIBUTION NETWORK - GIA LAI PROVINCE DU Abstract - According to the draft of "Electricity Plan VII", national demand for electricity will increase by 11.5% annually in the period of 2018 - 2020 and from 7.4% to 8.4% annually in period of 2021 - 2030 In order to supply the energy demand, besides maintaining sustainability and stability of grid-line, we need to use energy in efficient and economical way Gia Lai Power Company (GLPC) is the first electricity distribution company in Vietnam to operate as a joint stock company Therefore, the big difficulty is gaining profit by trading electricity, in which the solution of reducing energy loss is very importantkeypoint With all of following concerns, the thesis presents the approach to reduce energy loss of power distribution grid-line of Chu Prong district in purpose of minimizing production costs and maximizing company profit All models are simulated in PSS/ADEPT software to calculate and estimate the energy loss for specific operations Keywords - energy loss; power loss; grid distribution; PSS/ADEPT iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i TÓM TẮT ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU vi DANH MỤC CÁC BẢNG vii DANH MỤC CÁC HÌNH viii MỞ ĐẦU .1 Lý chọn đề tài Mục đ ch nghiên cứu Đối tượng phạm vi ngiên cứu Phư ng pháp nghiên cứu Bố cục luận văn CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ TTCS & TTĐN TRONG LĐPP 1.1 Vai trò LĐPP hệ thống điện 1.2 Đặc điểm lưới điện phân phối 1.2.1 S đồ hình tia 1.2.2 S đồ mạch vòng 1.3 Tổn thất nguyên nhân gây tổn thất .5 1.3.1 Tổn thất kỹ thuật .5 1.3.2 Tổn thất thư ng mại .7 1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến trị số TTCS & TTĐN HTĐ 1.4.1 Quan hệ phư ng pháp t nh toán TTCS TTĐN 1.4.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến trị số TTCS 1.4.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến trị số TTĐN .11 1.5 T nh toán TTCS quản l vận hành LĐPP 12 1.5.1 C sở phư ng pháp .12 1.5.2 Phư ng pháp giải chư ng trình t nh tốn 12 1.5.3 Phần mềm PSS/ADEPT .14 1.6 Các phư ng pháp t nh toán TTĐN LĐPP .15 1.6.1 Phư ng pháp t ch phân đồ thị .15 1.6.2 Phư ng pháp d ng điện trung bình bình phư ng 16 1.6.3 Phư ng pháp thời gian tổn thất 17 1.6.4 Phư ng pháp đường cong tổn thất 17 1.6.5 Phư ng pháp t nh toán TTĐN theo quy định EVN .19 C C DU R L T iv 1.7 Kết luận Chư ng 20 CHƢƠNG CÁC GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG .21 2.1 Cải tạo lưới điện vận hành .21 2.1.1 Phát triển trục hệ thống truyền tải, thống cấp điện áp 21 2.1.2 Xây dựng nhà máy trạm biến áp trung tâm phụ tải 21 2.1.3 Nâng cấp đường dây LĐPP biến đổi hệ thống phân phối m t pha thành ba pha 22 2.1.4 Nâng cao hệ số công suất cos đường dây 22 2.1.5 Giảm tổn thất máy biến áp phân phối 29 2.2 Cải thiện điều kiện vận hành 29 2.2.1 Giảm tổn thất thông qua điều đ kinh tế hệ thống 29 2.2.2 Cung cấp trực tiếp điện áp cao phụ tải 29 2.2.3 Giảm tổn thất thông qua cải thiện hệ số phụ tải 30 2.3 Giảm tổn thất thư ng mại .30 2.4 Kết luận Chư ng 31 CHƢƠNG HIỆN TRẠNG CÔNG TÁC QUẢN LÝ VẬN HÀNH, QUẢN LÝ KINH DOANH ĐIỆN NĂNG LĐPP CHƢ PRÔNG 32 3.1 Đặc điểm tự nhiên Điện lực Chư Prông 32 3.1.1 Vị tr địa lý – kinh tế 32 3.1.2 Điều kiện tự nhiên 32 3.2 Giới thiệu Điện lực Chư Prông – Gia Lai 32 3.2.1 Lịchsử hình thànhvàpháttriển .32 3.2.2 Chức nhiệm vụ tổ chức b máy Điện lực 32 3.2.3 Khối lượng quản lý vận hành hệ thống điện 33 3.3 Tình hình tiêu thụ điện 34 3.4 Tình hình thực nhiệm vụ sản xuất kinh doanh 35 3.4.1 Tình hình thực tiêu SXKD năm 2017, 2018và 2019 35 3.4.2 Tình hình thực TTĐN 35 3.5 T nh toán TTĐN trạng LĐPP Chư Prông phần mềm PSS/ADEPT .38 3.5.1 C sở liệu phục vụ t nh toán 38 3.5.2 T nh toán TTĐN trung áp .41 3.6 Kết luận Chư ng 47 CHƢƠNG ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM TTĐN LĐPP CHƢ PRÔNG 48 4.1 Các giải pháp tổ chức 48 4.1.1 Kiện tồn cơng tác tổ chức 48 4.1.2 Kiện tồn cơng tác quản lý kỹ thuật .48 C C DU R L T v 4.1.3 Kiện toàn công tác quản lý vận hành lưới điện phân phối 49 4.1.4 Kiện tồn cơng tác quản lý kinh doanh 51 4.2 Các giải pháp kỹ thuật 52 4.2.1 Lắp đặt tụ bù lưới hạ áp .52 4.2.2 Chọn phư ng thức vận hành hợp l lưới trung áp .54 4.3 Tính tốn hiệu sau áp dụng giải pháp 61 4.3.1 T nh lượng tổn thất điện giảm hàng năm 61 4.3.2 Giá trị làm lợi hàng năm .61 4.4 Kết luận Chư ng 61 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .63 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (Bản sao) C C DU R L T vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU - CB – CNV: Cán b công nhân viên CD: Cầu dao DSM – Demand Side Management: Quản lý nhu cầu sử dụng điện EVN: Tập đoàn Điện lực Việt Nam CPR: Trạm biến áp 110kV Chư Prông - Chư Prông - 2x40MVA E42: Trạm biến áp 110kV Diên Hồng - 16MVA F19: Trạm biến áp trung gian 35kV Hàm Rồng - 2x6.300kVA F18: Trạm Cắt F18 F20: Trạm biến áp Trung Gian F20 E50: Trạm biến áp 110Kv Chư Sê- Chư Sê HTĐ: Hệ thống điện HTCCĐ: Hệ thống cung cấp điện HSKV: Hiệu suất khu vực GLPC: Công ty Điện lực Gia Lai KTNL: Kiểm toán lượng KDDV: Kinh doanh dịch vụ LĐPP: Lưới điện phân phối MBA: Máy biến áp PA : Phư ng án QLVH: Quản lý vận hành QLKD: Quản lý kinh doanh SXKD: Sản xuất kinh doanh TOPO – Tie Open Point Optimization: Xác định điểm dừng tối ưu TTCS : Tổn thất công suất TTĐN : Tổn thất điện A: Tổn thất điện P: Tổn thất công suất tác dụng Q: Tổn thất công suất phản kháng C C DU R L T vii DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu bảng Tên bảng Trang 2.1 Tủ tụ bù hạ áp 29 3.1 C cấu điện theo thành phần kinh tế Điện lực Chư Prông2019 34 3.2 Các tiêu SXKD thực năm 2017, 2018 2019 35 3.3 Mô tả phư ng pháp t nh TTĐN 37 3.4 TTĐN năm 2017,2018 2019 38 3.5 Tính tốn Tmax  cho xuất tuyến trung áp 42 3.6 Kết mơ P theo P 43 3.7 T nh tốn điện tiêu thụ tổn thất điện ngày điển hình XT 472/110CR 3.8 TTCS & TTĐN lưới 3.9 Tổn thất điện trung áp theo HSKV năm 2019 3.10 So sánh TTĐN trung áp năm 2019 46 4.1 Tổng hợp dung lượng bù vốn đầu tư 53 4.2 Tổng hợp tiêu giải pháp lắp bù hạ áp 54 4.3 TTĐN theo kết lưới 35-22kV 56 4.4 TTĐN theo kết lưới 22KVphư ng án 57 4.5 TTĐN theo kết lưới 22kV theo PA 59 4.6 Tổng hợp tiêu PA 60 DU C C R L T 44 45 46 viii DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu hình Tên hình Trang 1.1 S đồ hệ thống phân phối hình tia 1.2 S đồ hệ thống phân phối mạch vòng 1.3 S đồ thay đ n giản đường dây 1.4 S đồ thay đ n giản đường dây với phụ tải 1.5 S đồ thay đ n giản máy biến áp 1.6 S đồ thuật toán phư ng pháp Newton 13 1.7 Đồ thị phụ tải 15 1.8 Xây dựng biểu đồ TTCS xác định TTĐN đường cong tổn thất 19 3.1 Đồ thị phụ tải điển hình LĐPP Điện lực Chư Prông 40 3.2 Đồ thị phụ tải ngày điển hình XT 472/110CR 42 3.3 Đường cong tổn thất XT 472/110CR 43 3.4 Đồ thị tổn thất cơng suất ngày điển hình XT 472/110CR 44 4.1 Biểu đồ vect điều chỉnh hệ số công suất 53 DU R L T C C Losses: Name Watts, vars 1st Node 2nd Node Type Phase Line609 T594/86 T495/89 Line ABC DUCLONGGL T594/145/54 NN0514391001 Transformer ABC Line610 T594/145/53 T594/145/54 Line ABC Line611 T594/144 T594/145-472 Line ABC FCO_594/91 T594/91NT T594/91ND Switch ABC Line612 T495/89 T594/91NT Line ABC Line613 T594/91ND T594/144 Line Line614 T594/145-472 T594/145/1NT Line Line615 T594/145/1ND T594/145/53 Line FCO594/145/1 T594/145/1NT T594/145/1ND Switch F594/145/53R T594/145/53D T594/145/53 Line616 T./145/53/12 Line617 Length 0.160 Loss (P) Loss (Q) 2 143 596 0.090 1 0.010 0 0 0.110 1 3.530 30 25 ABC C C 0.050 0 ABC 4.300 31 26 ABC 0 Switch ABC 0 T594/145/53D Line ABC 2.420 0 T634-472 T634/1NT Line ABC 0.030 DCL_634/1 T634/1NT T634/1ND Switch ABC 0 FCO_634/51 T634/51NT T634/51ND Switch ABC 0 Line618 T634/50 T634/51NT Line ABC 0.040 0 Line619 T634/51ND T536/62 Line ABC 0.750 0 F_634/25/12R T634/25/12 T634/25/12ND Switch CA 0 Line450 T541NTTB COT_542 Line ABC 103 115 MC_542 COT_542 NODE23 Switch ABC 0 Line517 T634/25/14 T634/25/47 Line ABC Suoi_Khon_3 T634/25/47 0NN000556001 Transformer ABC 309 596 Line528 T301/184/18 T392/192/19 Line ABC 0.080 0 Line529 T301/184/17 T301/184/18 Line ABC 0.430 0 Line123~ T392/175/17 FCO//175/18T Line ABC 0.030 -96 R L T DU ABC 0.070 1.100 Page 55 of 57 Losses: Watts, vars Name 1st Node 2nd Node Type Phase FCO//175/18 FCO//175/18T FCO//175/18D Switch ABC Line559~ FCO//175/18D T392/175/34 Line ABC ThanhHoa T392/175/34 NN0521104001 Transformer ABC Line93 T392/115-472 T392/149 Line ABC Line567~ T392/149 T392/150T472 Line ABC HCNIaMo2 T392/149 NN0518247001 Transformer ABC Line97 T392/154-472 T392/159 Line Line701~ T392/159 T392/175-472 Line Line702~ T392/159 T392/159/1T Line FCO392/159/1 T392/159/1T T392/159/1D Switch Line703~ T392/159/1D T392/159/6 Line ABC CS_HCN_IAMO T392/159/6 NN0520093001 Transformer VietQuoc T392/192/19 NN0520892001 Line704~ T516 Line705~ Length Loss (P) Loss (Q) 0 0 13 -18 3.680 1,369 856 0.130 41 26 130 334 0.300 93 58 1.170 ABC C C 1.000 309 193 ABC 0.030 0 0 0 ABC 11 -25 Transformer ABC 25 T540-472 Line ABC 0.680 1,461 1,250 T528-472 T516 Line ABC 0.200 435 372 Line706~ T516 T516/1T Line ABC 0.030 0 FCO516/1 T516/1T T516/1D Switch ABC 0 Line707~ T516/1D T516/6 Line ABC 0 PacBO T516/6 N000552001 Transformer ABC 30 43 Line710~ T525/6-472 T525/11 Line ABC 2.000 6 Line711~ T525/11 T525/34-472 Line ABC 0.040 0 BacThai T525/11 N000555001 Transformer ABC 28 37 Line119 NODE23 T547 Line ABC 0.500 733 824 Line129 T547 T553-472 Line ABC 0.650 704 792 LungVan2 T547 TaiLungVan2 Transformer ABC 1,127 3,233 R L T DU ABC ABC 0.360 0.180 Page 56 of 57 Losses: Watts, vars Name 1st Node 2nd Node Type Phase Length Loss (P) Loss (Q) Line454 T553-472 T570-472 Line ABC 0.700 660 742 Line481 T594-472 T593 Line ABC 0.300 10 Line491 T593 T600-472 Line ABC 0.300 3 ThanhBinh3 T593 NNT000545001 Transformer ABC 1,491 2,984 Line620 T634/25/12ND 634/25/12/15 Line CA 1.050 Line708~ 634/25/12/15 634/25/12/26 Line ABC 1.000 -1,859 Tran3 634/25/12/15 NN0519563001 Transformer CA 1,999 3,429 Line148 T105-472 NODE2 Line ABC 0 Leo105-42 Tru105/41 NODE2 0 Line173 T226 T226/1 2,620 2,240 DCL226/1 T226/1 T150-F19 0 Line356 T472-171 T167-472 Line386 T472-171 Line523 T DU R L Switch Line C C 1.300 ABC ABC 1.000 Switch ABC Line ABC 0.200 1,637 3,496 T182-472 Line ABC 0.720 2,456 5,243 T472-171/1 T472-171 Line ABC 0.100 200 225 MC171/1 T472-171P T472-171/1 Switch ABC 0 Line654 T105/175/34 T472-171P Line ABC 4,812 5,402 492,231.849 926,854.150 2.400 Total losses: Page 57 of 57 PHỤ LỤC 11 TRÌNH TỰ GIẢI BÀI TOÁN XÁC ĐỊNH ĐIỂM MỞ TỐI ƯU (TOPO) ĐỐI VỚI LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC CHƯ PRÔNG Network validation completed; unusual circumstance(s) found Snapshot: "Base" Solving load flow Load flow solution converged after 78 iterations Beginning TOPO analysis Iteration Switch Switch1~ [F9442-LBS42] opened Switch Switch14 [88227-DCL227] closed New system loss: 1386.78 kW 2105.85 kvar Iteration Switch Switch11 [F9444-53-F9444-53CD] opened Switch Switch9 [F9444-20CD-F9444-20] closed New system loss: 1377.79 kW 2121.91 kvar C C R L T Iteration Switch Switch12 [LBS226-LBS] opened Switch Switch4~ [8396CD-8396] closed New system loss: 1369.45 kW 2104.32 kvar U D Iteration Switch Switch14 [88227-DCL227] closed Switch Switch14 [88227-DCL227] opened New system loss: 1369.45 kW 2104.32 kvar Iteration Switch Switch9 [F9444-20CD-F9444-20] closed Switch Switch9 [F9444-20CD-F9444-20] opened New system loss: 1369.45 kW 2104.32 kvar Iteration Switch Switch4~ [8396CD-8396] closed Switch Switch4~ [8396CD-8396] opened New system loss: 1369.45 kW 2104.32 kvar Initial system loss: 1717.33 kW 2731.70 kvar Final system loss: 1369.45 kW 2104.32 kvar TOPO analysis completed Scroll up to view messages Updating network C C U D R L T C C DU R L T C C DU R L T C C DU R L T C C DU R L T C C DU R L T C C DU R L T C C DU R L T C C DU R L T C C DU R L T C C DU R L T ... Dũng C C DU R L T ii ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC CHƯ PRÔNG – TỈNH GIA LAI Học viên: Nguyễn Khoa Phi Dũng Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 8.02.02.01... - NGUYỄN KHOA PHI DŨNG ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC CHƯ PRÔNG - TỈNH GIA LAI C C R L T DU Chuyên ngành : Kỹ thuật điện Mã số: 8.02.02.01 LUẬN... thiệu Điện lực Chƣ Prơng – Gia Lai 3.2.1 Lịchsử hình thànhvàpháttri n Điện lực Chư Prông – Gia Lai đ n vị trực thu c Công ty Điện lực Gia Lai, tiền thân Chi nhánh điện Chư Prông thu c Điện lực Gia