Phân tích an toàn vận hành lưới điện Truyền tải cấp điện áp 220kV khu vực Tây Nguyên

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ ĐINH VĂN CƢỜNG PHÂN TÍCH AN TỒN VẬN HÀNH LƢỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI CẤP ĐIỆN ÁP 220KV KHU VỰC TÂY NGUYÊN C C R UT.L D Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 8520201 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2020 Cơng trình hoàn thành tại: TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: GS.TS LÊ KIM HÙNG Phản biện 1: PGS.TS Đinh Thành Việt Phản biện 2: TS Lê Thị Tịnh Minh C C R UT.L D Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ chuyên ngành Kỹ thuật điện họp trường Đại học Bách khoa vào ngày 18 tháng năm 2020 Có thể tìm hiểu luận văn tại:  Trung tâm học liệu truyền thông Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng  Thư viện Khoa Điện, Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN MỞ ĐẦU Lý lựa chọn đề tài Hệ thống truyền tải điện 220kV Quốc Gia khu vực Tây Nguyên gồm 05 tỉnh Kon Tum, Gia Lai, Đắk Lắk, Đắk Nông, Lâm Đồng, nhiên lưới điện truyền tải 220kV tỉnh Lâm Đồng không kết nối trực tiếp với tỉnh Tây Nguyên lại mà kết nối thơng qua tỉnh Bình Định, Phú n, Khánh Hồ, Ninh Thuận, Bình Thuận, lưới điện quan trọng hệ thống Truyền tải điện Bắc - Nam Cùng với phát triển hệ thống điện Việt nam, lưới điện truyền tải cấp điện áp 220kV địa bàn Tây Nguyên không ngừng mở rộng, nâng cấp để đáp ứng kịp thời cung cấp điện phục vụ nhu cầu phát triển kinh tế xã hội, đồng thời góp phần khắc phục tình trạng thiếu điện đất nước đặc biệt thời gian gần hàng loạt cơng trình điện nguồn lượng điện xây dựng đưa vào vận hành (thực sách C C R UT.L D Chính phủ việc tăng cường phát triển nguồn lượng tái tạo - lượng điện mặt trời, lượng điện gió) Lưới điện truyền tải cấp điện áp 220kV khu vực Tây Nguyên có nhiệm vụ kết nối, truyền dẫn điện từ nguồn điện khu vực Tây Nguyên: Nhà máy Thủy điện: Ialy, Sê San 3, Sê San 3A, Sê San 4, Sê San 4A, An Khê-KaNak, Sông Ba Hạ, Serepok 3, Serepok 4, Serepok 4A, Buonkuop, Buontusrah, Đồng Nai 3, Đăk R’tih, Đồng Nai 4, Đồng Nai 5, thuỷ điện Xekaman nước CHDCND Lào; Nhà máy điện Sinh khối An Khê nguồn điện tỉnh lân cận: Nhà máy nhiệt điện Vĩnh Tân 2, Vĩnh Tân 4; Nhà máy điện mặt trời Hòa Hội, Hacom Solar, Thuận Nam, Nhị Hà, BIM, Mỹ Sơn, Trung Nam, Hồng Phong đến TBA 220kV Kom Tum, KrongBuk, Đức Trọng, Bảo Lộc, Đắk Nông TBA 500kV Pleiku, Pleiku 2, Di Linh, Đắk Nông để cung cấp điện cho tỉnh Tây Nguyên truyền tải điện lên hệ thống điện 500kV Bắc-Trung-Nam Với địa bàn Tây Nguyên nằm vùng đồi núi cao, nhà máy phát điện, Trạm biến áp hệ thống lưới điện truyền tải qua khu vực thường vùng có thời tiết khắc nghiệt, di chuyển khó khăn, cách xa khu dân cư Ngồi nhà máy thủy điện, nhiệt điện có cơng suất lớn, thời gian gần nhà máy điện lượng mặt trời đầu tư quy mô công suất lớn phát lên hệ thống truyền tải điện cấp điện áp 220kV Trong đó, việc đầu tư, mở rộng lưới truyền tải điện gặp nhiều khó khăn cơng tác thi cơng, đền bù giải phóng mặt Do vậy, thời gian tới, từ đến năm 2025 khả q tải, khơng giải phóng hết cơng suất phát nhà máy điện khu vực nguy gây ổn định, cố hệ thống điện truyền tải 220kV địa bàn Tây Nguyên cao Hiện nay, lưới điện truyền tải cấp điện áp 220kV khu vực Tây Nguyên lưới điện quan trọng việc liên kết nhà máy điện, phụ tải khu vực giải tỏa hết công suất nhà máy điện lên hệ thống Truyền tải 500kV Bắc-Trung-Nam, đồng thời đảm bảo cung cấp điện an toàn, liên tục cho tỉnh Tây Nguyên tỉnh miền Nam Đối với công tác quản lý vận hành hệ thống Truyền tải điện, việc dự báo đánh giá tình biến động nguồn, phụ tải cố để chuẩn bị sẵn giải pháp xử lý tối ưu nhằm đảm bảo vận hành an tồn hệ thống điện ln yêu cầu quan trọng Tuy nhiên, lưới điện phức tạp, toán C C R UT.L D khó thực u cầu khối lượng tính tốn thời gian tính tốn lớn, lúc người vận hành phải xử lý tình thời gian ngắn Học viên người giao nhiệm vụ trực tiếp quản lý vận hành hệ thống truyền tải điện Quốc Gia địa bàn tỉnh Gia Lai Với mong muốn nghiên cứu để áp dụng vào thực tiễn công việc làm, để đảm bảo vận hành an toàn cho hệ thống điện 220kV khu vực Gia Lai nói riêng khu vực Tây Nguyên nói chung thời điểm tại, trước lưới điện nâng cấp tương xứng với phát triển nóng nguồn lượng mới, đồng thời phân tích đánh giá tổng thể đưa tình vận hành nguy hiểm, nhằm có phương pháp giải thích hợp kịp thời Vì vậy, học viên chọn đề tài “Phân tích an tồn vận hành lưới điện truyền tải cấp điện áp 220kV khu vực Tây Nguyên” làm đề tài luận văn tốt nghiệp Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu: Nghiên cứu phân tích an tồn vận hành lưới điện Truyền tải 220kV khu vực Tây Nguyên, xác định tình nguy hiểm, từ đề xuất giải pháp thích hợp nhằm nâng cao an tồn vận hành lưới điện trước tình hình C C R UT.L D Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu đề tài lưới điện Truyền tải 220kV khu vực Tây Nguyên Phạm vi nghiên cứu đề tài vận hành an toàn lưới điện, bao gồm tính tốn kiểm tra trào lưu cơng suất đường dây, máy biến áp giá trị điện áp nút tình vận hành bình thường cố phần tử (N-1), hai phần tử (N-2) Từ đề xuất giải pháp thích hợp nhằm nâng cao an tồn vận hành lưới điện Phƣơng pháp nghiên cứu: Thu thập số liệu thông số kỹ thuật lưới điện truyền tải 220kV khu vực Tây Nguyên, lưới điện 220kV liên kết lưới điện truyền tải 220kV tỉnh Lâm Đồng với tỉnh Tây Nguyên lại nhà máy điện có liên quan khu vực Thu thập số liệu tình hình phụ tải Thiết lập sơ đồ lưới điện phần mềm Powerworld Simulator (PW) Sử dụng phần mềm PW để phân tích an tồn lưới điện Trên sở kết tính tốn phần mềm, phân tích đưa giải pháp giải tình nguy hiểm Ý nghĩa khoa học tính thực tiễn đề tài 5.1 Về mặt khoa học Đề tài nghiên cứu giải pháp nhằm nâng cao an toàn vận hành lưới điện 220kV khu vực Tây Nguyên trước tình hình Đề tài xây dựng mơ hình lưới điện Truyền tải 220kV khu vực Tây Nguyên phần mềm Powerworld Simulator (PW) mơ trạng thái vận hành đề xuất giải pháp cố gây an tồn hệ thống C C R UT.L 5.2 Về mặt thực tiễn Đề tài dựa số liệu thực tế, tính tốn phân tích chế độ vận hành lưới điện Truyền tải 220kV khu vực Tây Nguyên, từ xác định trường hợp nguy hiểm đề xuất giải pháp giải tình hợp lý, nhằm nâng cao an toàn vận hành lưới điện 220kV khu vực Tây Ngun tình hình mới, góp phần đảm bảo cung cấp điện an toàn, liên tục ổn định, đáp ứng cho nhu cầu phát triển đất nước D Tên đề tài Từ lý nêu trên, đề tài chọn có tên là: “Phân tích an tồn vận hành lưới điện Truyền tải cấp điện áp 220kV khu vực Tây Nguyên” Bố cục đề tài Luận văn gồm chương: Chƣơng 1: Cơ sở lý thuyết phân tích an tồn Chƣơng 2: Phân tích an tồn vận hành lƣới điện 220kV khu vực Tây Nguyên Chƣơng 3: Đề xuất giải pháp nâng cao an toàn vận hành lƣới điện 220kV khu vực Tây Nguyên CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ PHÂN TÍCH AN TỒN 1.1 Ngữ cảnh u cầu phân tích an tồn hệ thống 1.1.1 Yêu cầu vận hành an toàn hệ thống 1.1.2 Chức phân tích an toàn hệ thống điện 1.1.3 Ngữ cảnh phân tích an tồn hệ thống: 1.2 Một số phƣơng pháp phân tích an tồn 1.2.1 Phương pháp tính tốn phân bố cơng suất phần (1P-1Q) 1.2.2 Phương pháp hệ số chuyển tải 1.2.3 Phương pháp định vùng (cục biên) 1.3 Kết luận Chƣơng Trong chương này, học viên tìm hiểu sở lý thuyết phương pháp phân tích an tồn Qua nhận thấy tất cố xảy có số cố gây nguy hiểm Các phương pháp phân tích an toàn giới thiệu chương nhằm thực việc phân tích an tồn với thời gian ngắn Cùng với phát triển mạnh mẽ máy tính với tốc độ xử lý ngày cao khả lưu trữ liệu ngày lớn, phương pháp phân tích an tồn hệ thống tiếp tục nghiên cứu phát triển để nâng cao độ tin cậy kết phân tích rút ngắn thời gian tính C C R UT.L D tốn nhằm áp dụng tốt thời gian thực Dựa phương pháp phân tích, số phần mềm ứng dụng đời, hỗ trợ nhiều cho người vận hành đáp ứng mục tiêu vận hành an toàn hệ thống (VD: Powerworld Simulator, CONUS, PSS/E, PSS/ADEPT…) Tuy nhiên hệ thống điện ngày phát triển khơng qui mơ mà cịn mức độ phức tạp, địi hỏi thuật tốn phân tích an tồn phải hồn thiện phát triển sâu Trong phần học viên tìm hiểu lưới điện truyền tải 220kV khu vực Tây Nguyên áp dụng phần mềm Powerworld Simulator để phân tích an tồn lưới điện CHƢƠNG 2: PHÂN TÍCH AN TỒN VẬN HÀNH LƢỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI CẤP ĐIỆN ÁP 220KV KHU VỰC TÂY NGUYÊN 2.1 Giới thiệu chung lƣới điện Truyền tải điện 220kV khu vực Tây Nguyên 2.1.1 Qui mô lưới điện Truyền tải điện 220kV khu vực Tây Nguyên Lưới điện Truyền tải 220kV khu vực Tây Nguyên bao gồm tỉnh Gia Lai, Kon Tum, Đắk Lắk, Đắk Nông, Lâm Đồng, nhiên lưới điện truyền tải 220kV tỉnh Lâm Đồng không kết nối trực tiếp với tỉnh Tây Nguyên lại mà kết nối thơng qua tỉnh Bình Định, Phú n, Khánh Hồ, Ninh Thuận, Bình Thuận Cùng với phát triển không ngừng ngành điện nước, qui mô quản lý vận hành lưới điện Truyền tải 220kV khu vực Tây Nguyên không ngừng phát triển Tính đến hết tháng 12 năm 2019, qui mơ lưới điện truyền tải 220kV khu vực Tây Nguyên quản lý gần 2090km đường dây 220kV, trạm biến áp có cấp điện áp 220kV C C R UT.L D (gồm trạm biến áp 500kV Pleiku, Pleiku 2, Đắk Nông, Di Linh trạm biến áp 220kV Kon Tum, Krông Búk, Đức Trọng, Bảo Lộc, Đắk Nông), với tổng công suất máy biến áp cấp điện áp 500/220kV 220/110kV 5.350 MVA 2.1.2 Tình hình vận hành hệ thống Truyền tải điện 220kV khu vực Tây Nguyên năm gần Đặc thù hệ thống điện nước ta nhà máy thủy điện lớn tập trung nhiều miền Bắc; lưới điện khu vực miền Trung phụ tải điện khơng lớn, có nhiều nhà máy điện mặt trời nhà máy thủy điện vừa, nhỏ; khu vực miền Nam nhu cầu phụ tải tiêu thụ cao Các nhà máy điện cấp điện áp 220kV khu vực Tây Nguyên đấu nối liên quan chủ yếu thủy điện, điện mặt trời nhiệt điện than, chi phí giá thành sản xuất điện cao Trong năm gần đây, xu hướng truyền tải công suất hệ thống từ lưới 220kV đẩy lên lưới 500kV thông qua MBA 500/220kV, từ lưới 220kV đẩy xuống lưới 110kV Công ty Điện lực thông qua MBA 220/110kV, từ miền Bắc miền Trung vào miền Nam để đáp ứng nhu cầu phụ tải khai thác hiệu nguồn thủy điện Do lưới điện 220kV khu vực miền Trung, đặc biệt lưới điện khu vực Tây Nguyên trở thành mắt xích quan trọng hệ thống điện quốc gia C C R UT.L D 2.2 Thiết lập sơ đồ lƣới điện 220kV khu vực Tây Nguyên phần mềm Powerworld Simulator 2.2.1 Giới thiệu sơ lược phần mềm Powerworld Simulator 2.2.2 Một số giả thiết thiết lập sơ đồ Để thuận lợi thiết lập sơ đồ phần mềm PW phù hợp với đặc điểm lưới điện thực tế vận hành, học viên đưa số giả thiết sau: - Các đường dây 220kV kết nối từ lưới điện khu vực Tây Nguyên đấu nối liên kết lưới điện 220kV tỉnh Lâm Đồng với tỉnh Tây Nguyên lại đến trạm biến áp khác thuộc khu vực khác xem phụ tải - Các xuất tuyến có cấp điện áp 500kV đấu nối vào 500kV trạm biến áp xem phụ tải cấp điện áp 500kV, có cơng suất phụ tải lấy tổng công suất qua MBA 500/220kV trạm - Các xuất tuyến có cấp điện áp 110kV đấu nối vào 110kV trạm biến áp xem phụ tải cấp điện áp 110kV, có cơng suất phụ tải lấy tổng công suất qua MBA 220kV/110kV trạm - Các MBA xem đặt nấc phân áp nấc giữa, không chọn chế độ tự động điều chỉnh điện áp - Các nhà máy điện gồm nhiều tổ máy xem tổ máy với công suất phát cao tổng công suất tổ máy công suất phát tối thiểu công suất phát tối thiểu tổ máy 2.2.3 Sơ đồ lưới điện 220kV khu vực Tây Nguyên Căn vào thông số kỹ thuật phần tử hệ thống điện số liệu phụ tải, thiết lập sơ đồ lưới điện 220kV khu vực Tây Nguyên đấu nối liên kết lưới điện 220kV tỉnh Lâm Đồng với tỉnh Tây Nguyên lại phần mềm PW (xem Hình 2.1) C C R UT.L D 2.3 Phân tích vận hành an tồn tƣơng ứng với chế độ vận hành lƣới điện Để đánh giá tương đối toàn diện vận hành an toàn lưới điện, học viên xem xét tình tương ứng với hai chế độ vận hành mức phụ tải cao phụ tải thấp Căn vào đặc điểm vận hành thực tế lưới điện, học viên chọn hai chế độ vận hành đặc trưng để phân tích vận hành an tồn: + Chế độ vận hành ứng với phụ tải mức cao, mùa khô + Chế độ vận hành ứng với phụ tải mức thấp, mùa mưa 2.3.1 Chế độ vận hành ứng với phụ tải mức cao, mùa khô - Qua thống kê số liệu vận hành năm 2019 truy xuất từ phần mềm quản lý kỹ thuật PMIS Tổng công ty Truyền tải điện 10 Bảng 2.3 Kết phân tích trƣờng hợp nguy hiểm xảy tình N-1 vào thời điểm mùa khơ, phụ tải cao S TT Phần tử đƣợc cắt khỏi vận hành - ĐZ 220kV Di Linh – Đức Trọng - ĐZ 220kV Tháp Chàm – Nha Trang - MBA 220/110kV – 250MVA số TBA 220kV Nha Trang - MBA 220/110kV – 250MVA số TBA 220kV Qui Nhơn - MBA 220/110kV – 125MVA số TBA 220kV Tuy Hoà - MBA 500/220kV – 450MVA TBA 500kV Di Linh - MBA 220/110kV – 125MVA số TBA 220kV Đắk Nông - MF Vĩnh Tân Phần tử rơi vào tình trạng nguy hiểm Số lƣợng Tình trạng - Khơng xảy q tải, áp 00 áp - Không xảy tải, áp 00 áp - Quá tải MBA 220/110kV – 01 250MVA số TBA 220kV Nha Trang lại - Quá tải MBA 220/110kV – 01 250MVA số TBA 220kV Qui Nhơn lại - Không xảy tải, áp 00 áp - Quá tải ĐZ 220kV Tháp Chàm – Nha Trang 02 - Kém áp TC 220kV TBA Nha Trang - Không xảy tải, áp 00 áp - Quá tải ĐZ 220kV: + Di Linh – Bảo Lộc 03 + Bảo Lộc – Phan Thiết + Phan Thiết – NMTĐ Hàm Thuận C C R UT.L D b Tình cắt hai phần tử khỏi vận hành (N-2) Đối với tình cắt đồng thời hai phần tử khỏi vận hành, cần xem xét tình huống: + Cắt hai ĐZ khỏi vận hành + Cắt ĐZ MBA khỏi vận hành + Cắt ĐZ MF khỏi vận hành 11 Bảng 2.4 Kết phân tích trƣờng hợp nguy hiểm xảy tình N-2 vào thời điểm mùa khô, phụ tải cao STT 10 Phần tử rơi vào tình trạng nguy hiểm Phần tử đƣợc cắt khỏi vận hành Số lƣợng Tình trạng ĐZ 220kV Tháp Chàm – - Quá tải ĐZ 220kV Bảo Lộc – Nha Trang ĐZ 220kV Di 01 NMTĐ Hàm Thuận Linh – Đức Trọng ĐZ 220kV Tháp Chàm – - Quá tải ĐZ 220kV: Nha Trang ĐZ 220kV + Di Linh – Đức Trọng 02 Bảo Lộc – NMTĐ Hàm + Đức Trọng – NMTĐ Đa Nhim Thuận ĐZ 220kV Tháp Chàm – - Quá tải ĐZ 220kV: Nha Trang ĐZ 220kV + Di Linh – Đức Trọng 03 Phan Thiết – ĐMT Hồng + Đức Trọng – NMTĐ Đa Nhim Phong 1A + Tháp Chàm – NMTĐ Đa Nhim ĐZ 220kV Tháp Chàm – - Quá tải ĐZ 220kV Đức Trọng – Nha Trang ĐZ 220kV 01 NMTĐ Đa Nhim Bảo Lộc – Phan Thiết - Quá tải ĐZ 220kV: ĐZ 220kV Tháp Chàm – + Di Linh – Đức Trọng Nha Trang ĐZ 220kV 03 + Đức Trọng – NMTĐ Đa Nhim Vĩnh Tân – Phan Thiết + Tháp Chàm – NMTĐ Đa Nhim - Quá tải ĐZ 220kV: ĐZ 220kV Tháp Chàm – + Di Linh – Đức Trọng Nha Trang ĐZ 220kV 03 + Đức Trọng – NMTĐ Đa Nhim Vĩnh Tân – ĐMT Nhị Hà + Tháp Chàm – NMTĐ Đa Nhim ĐZ 220kV Tháp Chàm – - Quá tải ĐZ 220kV Đức Trọng – Nha Trang ĐZ 220kV 01 NMTĐ Đa Nhim Vĩnh Tân – ĐMT BIM 2, ĐZ 220kV Tháp Chàm – Nha Trang ĐZ 220kV - Quá tải ĐZ 220kV Bảo Lộc – 01 Đức Trọng – NMTĐ Đa NMTĐ Hàm Thuận Nhim ĐZ 220kV Di Linh – Đức - Quá tải ĐZ 220kV Tháp Chàm – Trong ĐZ 220kV Vĩnh 01 Nha Trang Tân – Phan Thiết - Quá tải ĐZ 220kV: + Bảo Lộc – Phan Thiết + Tháp Chàm – Nha Trang MBA 500/220kV – + Bảo Lộc – NMTĐ Hàm Thuận 600MVA TBA 500kV Vĩnh 06 - Kém áp TC 220kV tại: Tân + TBA 220kV Phan Thiết + TBA 220kV Bảo Lộc + TBA 500kV Vĩnh Tân D C C R UT.L 12 STT 11 Phần tử rơi vào tình trạng nguy hiểm Số lƣợng Tình trạng - Quá tải: ĐZ 220kV Di Linh – MF Vĩnh Tân ĐZ Bảo Lộc (mạch 2) 220kV Di Linh – Bảo Lộc 02 - Kém áp TC 220kV TBA 500kV (mạch 1) Vĩnh Tân Phần tử đƣợc cắt khỏi vận hành 2.3.2 Chế độ vận hành ứng với phụ tải mức thấp, mùa mưa Căn số liệu vận hành truy xuất từ phần mềm quản lý kỹ thuật PMIS Tổng công ty Truyền tải điện Quốc phần mềm đo đếm điện MDMS Tổng công ty Điện lực miền Trung, sau so sánh đánh giá, học viên lựa chọn thời điểm ứng với phụ tải mức thấp, mùa mưa, vào lúc ngày 02/9/2019 a Chế độ cắt phần tử khỏi vận hành (N-1) Tương tự chế độ tải cao, tình cắt phần tử khỏi vận hành, cần xem xét tình huống: + Cắt ĐZ khỏi vận hành + Cắt MBA khỏi vận hành + Cắt MF khỏi vận hành C C R UT.L D Bảng 2.7 Kết phân tích trƣờng hợp nguy hiểm xảy tình N-1 vào thời điểm mùa mƣa, phụ tải thấp STT Phần tử đƣợc cắt khỏi vận hành MBA 500/220kV – 450MVA TBA 500kV Di Linh MBA 220/110kV – 125MVA số TBA 220kV Đắk Nơng Phần tử rơi vào tình trạng nguy hiểm Số lƣợng Tình trạng 01 - Quá tải ĐZ 220kV Tháp Chàm – Nha Trang 01 - Quá tải MBA 220/110kV – 125MVA số TBA 220kV Đắk Nông b Chế độ cắt phần tử khỏi lưới điện (N-2) Đối với tình cắt đồng thời hai phần tử khỏi vận 13 hành, cần xem xét tình huống: + Cắt hai ĐZ khỏi vận hành + Cắt ĐZ MBA khỏi vận hành + Cắt ĐZ MF khỏi vận hành Bảng 2.8 Kết phân tích trƣờng hợp nguy hiểm xảy tình N-2 vào thời điểm mùa mƣa, phụ tải thấp STT Phần tử đƣợc cắt khỏi vận hành - ĐZ 220kV Vĩnh Tân – Phan Thiết ĐZ 220kV Vĩnh Tân – ĐMT Hồng Phong 1A - ĐZ 220kV Vĩnh Tân – Phan Thiết ĐZ 220kV Phan Thiết – ĐMT Hồng Phong 1A Phần tử rơi vào tình trạng nguy hiểm Số Tình trạng lƣợng - Quá tải ĐZ 220kV: 02 + Tháp Chàm – NMTĐ Đa Nhim + Đức Trọng – NMTĐ Đa Nhim - Quá tải ĐZ 220kV: + Tháp Chàm – NMTĐ Đa Nhim 03 + Đức Trọng – NMTĐ Đa Nhim + Di Linh – Đức Trọng - Quá tải ĐZ 220kV + Tháp Chàm – Nha Trang 03 + Nha Trang – Krông Búk - Kém áp: TC 220kV TBA 220kV Nha Trang C C R UT.L MBA 500/220kV – 450MVA TBA 500kV Di Linh ĐZ 220kV Qui Nhơn – Tuy Hoà B35-B37 B32-B30 - MF Vĩnh Tân ĐZ 220kV Di Linh – Bảo Lộc (mạch 1) D 01 - Quá tải ĐZ 220kV Di Linh – Bảo Lộc (mạch 2) Bảng 2.9 - Tổng hợp tình nguy hiểm ứng với trƣờng hợp trƣờng hợp N-1 N-2 chế độ phụ tải mức cao, mùa khô phụ tải mức thấp, mùa mƣa S Phần tử đƣợc cắt TT khỏi vận hành A Mùa khô, phụ tải mức cao I Tình N-1 Phần tử rơi vào tình trạng nguy hiểm Số lƣợng Tình trạng MBA 220/110kV – 250MVA số TBA 220kV Nha Trang 01 MBA 500/220kV – 450MVA TBA 500kV Di Linh 02 MF Vĩnh Tân 03 - Quá tải MBA 220/110kV – 250MVA số TBA 220kV Nha Trang lại - Quá tải ĐZ 220kV Tháp Chàm – Nha Trang - Kém áp TC 220kV TBA Nha Trang - Quá tải ĐZ 220kV: 14 S TT Phần tử đƣợc cắt khỏi vận hành II Tình N-2 ĐZ 220kV Tháp Chàm – Nha Trang ĐZ 220kV Di Linh – Đức Trọng ĐZ 220kV Tháp Chàm – Nha Trang ĐZ 220kV Bảo Lộc – NMTĐ Hàm Thuận Phần tử rơi vào tình trạng nguy hiểm Số lƣợng Tình trạng + Di Linh – Bảo Lộc + Bảo Lộc – Phan Thiết + Phan Thiết – NMTĐ Hàm Thuận 01 02 ĐZ 220kV Tháp Chàm – Nha Trang ĐZ 220kV Phan Thiết – ĐMT Hồng Phong 1A 03 ĐZ 220kV Tháp Chàm – Nha Trang ĐZ 220kV Bảo Lộc – Phan Thiết 01 ĐZ 220kV Tháp Chàm – Nha Trang ĐZ 220kV Vĩnh Tân – Phan Thiết 03 ĐZ 220kV Tháp Chàm – Nha Trang ĐZ 220kV Vĩnh Tân – ĐMT Nhị Hà 03 - Quá tải ĐZ 220kV: + Di Linh – Đức Trọng + Đức Trọng – NMTĐ Đa Nhim - Quá tải ĐZ 220kV: + Di Linh – Đức Trọng + Đức Trọng – NMTĐ Đa Nhim + Tháp Chàm – NMTĐ Đa Nhim - Quá tải ĐZ 220kV Đức Trọng – NMTĐ Đa Nhim 01 - Quá tải ĐZ 220kV: + Di Linh – Đức Trọng + Đức Trọng – NMTĐ Đa Nhim + Tháp Chàm – NMTĐ Đa Nhim - Quá tải ĐZ 220kV: + Di Linh – Đức Trọng + Đức Trọng – NMTĐ Đa Nhim + Tháp Chàm – NMTĐ Đa Nhim - Quá tải ĐZ 220kV Đức Trọng – NMTĐ Đa Nhim 01 - Quá tải ĐZ 220kV Bảo Lộc – NMTĐ Hàm Thuận 01 - Quá tải ĐZ 220kV Tháp Chàm – Nha Trang C C R UT.L D ĐZ 220kV Tháp Chàm – Nha Trang ĐZ 220kV Vĩnh Tân – ĐMT BIM 2, ĐZ 220kV Tháp Chàm – Nha Trang ĐZ 220kV Đức Trọng – NMTĐ Đa Nhim ĐZ 220kV Di Linh – Đức Trong ĐZ 220kV Vĩnh Tân – Phan Thiết MBA 500/220kV – 600MVA TBA 500kV Vĩnh Tân 06 11 MF Vĩnh Tân ĐZ 220kV 02 10 - Quá tải ĐZ 220kV Bảo Lộc – NMTĐ Hàm Thuận - Quá tải ĐZ 220kV: + Bảo Lộc – Phan Thiết + Tháp Chàm – Nha Trang + Bảo Lộc – NMTĐ Hàm Thuận - Kém áp TC 220kV tại: + TBA 220kV Phan Thiết + TBA 220kV Bảo Lộc + TBA 500kV Vĩnh Tân - Quá tải: ĐZ 220kV Di Linh – Bảo 15 S TT B I II Phần tử đƣợc cắt khỏi vận hành Di Linh – Bảo Lộc (mạch 1) Mùa mƣa, phụ tải mức thấp Tình N-1 MBA 500/220kV – 450MVA TBA 500kV Di Linh MBA 220/110kV – 125MVA số TBA 220kV Đắk Nơng Tình N-2 ĐZ 220kV Vĩnh Tân – Phan Thiết ĐZ 220kV Vĩnh Tân – ĐMT Hồng Phong 1A Phần tử rơi vào tình trạng nguy hiểm Số lƣợng Tình trạng Lộc (mạch 2) - Kém áp TC 220kV TBA 500kV Vĩnh Tân 01 01 02 ĐZ 220kV Vĩnh Tân – Phan Thiết ĐZ 220kV Phan Thiết – ĐMT Hồng Phong 1A 03 MBA 500/220kV – 450MVA TBA 500kV Di Linh ĐZ 220kV Qui Nhơn – Tuy Hoà 03 MF Vĩnh Tân ĐZ 220kV Di Linh – Bảo Lộc (mạch 1) 01 - Quá tải ĐZ 220kV Tháp Chàm – Nha Trang - Quá tải MBA 220/110kV – 125MVA số TBA 220kV Đắk Nông - Quá tải ĐZ 220kV: + Tháp Chàm – NMTĐ Đa Nhim + Đức Trọng – NMTĐ Đa Nhim - Quá tải ĐZ 220kV: + Tháp Chàm – NMTĐ Đa Nhim + Đức Trọng – NMTĐ Đa Nhim + Di Linh – Đức Trọng - Quá tải ĐZ 220kV + Tháp Chàm – Nha Trang + Nha Trang – Krông Búk - Kém áp: TC 220kV TBA 220kV Nha Trang - Quá tải ĐZ 220kV Di Linh – Bảo Lộc (mạch 2) C C R UT.L D 2.4 Kết luận Chƣơng Sau dùng phần mềm PW để thiết lập sơ đồ lưới điện truyền tải cấp điện áp 220kV khu vực Tây Nguyên, tiến hành phân tích tình nguy hiểm ứng với hai chế độ phụ tải mức cao, mùa khô phụ tải mức thấp vào mùa mưa, tình N-1, N-2, nhận thấy: - Đối với tình N-1, lưới điện 220kV khu vực Tây Nguyên vận hành ổn định Tuy nhiên qua phân tích cho thấy khả đáp ứng yêu cầu vận hành chưa đảm bảo hoàn toàn cố hai MBA vận hành song song TBA 220kV Qui Nhơn 220kV Nha Trang gây tình trạng đầy tải/quá tải MBA lại Cắt MBA AT2 trạm biến áp 500kV Di Linh dẫn 16 đến tải ĐZ 220kV Tháp Chàm – Nha Trang Ngoài ra, cắt MF Vĩnh Tân cơng suất hệ thống phân bố lại gây tải cho đường dây: 220kV mạch kép Di Linh – Bảo Lộc, 220kV Bảo Lộc – Phan Thiết, Hàm Thuận – Phan Thiết - Đối với tình N-2, tình trạng tải xảy ĐZ 220kV 220kV Bảo Lộc – NMTĐ Hàm Thuận, 220kV Di Linh – Đức Trọng, 220kV Đức Trọng – NMTĐ Đa Nhim, 220kV Tháp Chàm – NMTĐ Đa Nhim, Tháp Chàm – Nha Trang, 220kV Bảo Lộc – Phan Thiết MBA 500/220kV – 450MVA TBA 500kV Di Linh Ngoài MF Vĩnh Tân Vĩnh Tân 4, hai MF tách khỏi vận hành đồng thời với 01 ĐZ liên quan gây tải cho vài ĐZ khác Nhìn chung, lưới điện truyền tải cấp điện áp 220kV khu vực Tây Nguyên đảm bảo khả vận hành an toàn chế độ bình thường Tuy nhiên chế độ N-1 N-2 tiềm ẩn nguy vận hành khơng an tồn số tình phân tích phần Để nâng cao khả vận hành an tồn lưới điện, cần có giải pháp kỹ thuật thích hợp nhằm giải vấn đề C C R UT.L D CHƢƠNG 3: ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO AN TOÀN VẬN HÀNH LƢỚI ĐIỆN 220kV KHU VỰC TÂY NGUYÊN 3.1 Phân tích tình nguy hiểm Như phân tích chương 2, số tình ứng với chế độ vận hành N-1 N-2, lưới điện 220kV khu vực Tây Ngun khơng đảm bảo vận hành an tồn, cần có giải pháp khắc phục thích hợp Trên sở phân tích tình vận hành, học viên đưa giải pháp sau: 17 + Giải pháp liên quan đến điều độ hệ thống + Giải pháp liên quan cải tạo nâng cấp phần tử lưới điện + Giải pháp liên quan đến xây dựng phát triển lưới điện 3.2 Đề xuất giải pháp 3.2.1 Đề xuất giải pháp liên quan đến điều độ hệ thống  Trƣờng hợp: Cắt hai MF Vĩnh Tân 2, Vĩnh Tân thuộc Trung tâm nhiệt điện Vĩnh Tân đồng thời với ĐZ khác cắt độc lập MF Vĩnh Tân thời điểm tải cao, mùa khô: a Đề xuất giải pháp: Tăng cường cơng suất phát MF cịn lại thuộc Trung tâm nhiệt điện Vĩnh Tân tăng cường công suất phát MF khu vực phía Nam cụm nhà máy điện Phú Mỹ, Nhơn Trạch, Ơ Mơn, Dun Hải… để giảm lượng công suất nhận từ Trung tâm nhiệt điện Vĩnh Tân b Kiểm tra giải pháp: tình trạng q tải cịn lại khơng cịn tồn giá trị điện áp trạm nằm giới hạn cho phép C C R UT.L D  Trƣờng hợp: Cắt hai MBA 220/110kV – 250MVA TBA 220kV Qui Nhơn Nha Trang thời điểm tải cao, mùa khô: a Đề xuất giải pháp: tăng cường công suất phát nhà máy điện cấp điện áp 110kV điều chỉnh phân bố công suất ĐZ 110kV khu vực để giảm công suất qua MBA hai TBA 220kV Qui Nhơn Nha Trang b Kiểm tra giải pháp: tình trạng q tải MBA cịn lại khơng cịn tồn giá trị điện áp trạm nằm giới hạn cho phép (xem Hình 3.4) Hình 3.4 18 3.2.2 Đề xuất giải pháp liên quan đến cải tạo phần tử lưới điện  Trƣờng hợp: Cắt hai MBA 220/110kV – 125MVA TBA 220kV Đắk Nông thời điểm tải thấp, mùa mƣa: a Đề xuất giải pháp: nâng công suất hai MBA 125MVA hữu lên 250MVA b Kiểm tra giải pháp: Sau thay hai MBA 220/110kV – 125MVA hai MBA 220/110kV – 250MVA TBA 220kV Đắk Nông, cắt MBA vận hành song song, tình trạng q tải MBA cịn lại khơng cịn xảy giá trị điện áp trạm nằm giới hạn cho phép (xem hình 3.7) C C R UT.L Hình 3.7 D 3.2.3 Đề xuất giải pháp liên quan đến xây dựng phát triển lưới điện  Trƣờng hợp: Xét lƣới điện 220kV khu vực tỉnh Gia Lai, Đắk Lắk Có tình cụ thể sau: + Cắt đồng thời ĐZ 500kV Pleiku – Pleiku với ĐZ 220kV Pleiku – Pleiku2 gây tải cho ĐZ 220kV Pleiku – Krông Búk; 19 + Cắt đồng thời ĐZ 500kV Pleiku – Pleiku với ĐZ 220kV Pleiku – Krông Búk gây tải cho ĐZ 220kV Pleiku – Pleiku a Đề xuất giải pháp: xây dựng thêm ĐZ 220kV kết nối TBA 500kV Pleiku TBA 220kV Krông Búk Loại dây dẫn dùng loại dây dẫn tương đương với mạch ĐZ hữu Cụ thể: loại dây dẫn ACSR 1*400/64, Hình 3.8 dòng điện định mức 900A, hiều dài 141km Giải pháp giải tình tải cho ĐZ 220kV Pleiku – Pleiku cắt đồng thời ĐZ 500kV Pleiku – Pleiku với ĐZ 220kV Pleiku – Krông Búk b Kiểm tra giải pháp: tất tình tải giải quyết, điện áp TC trạm nằm khoảng giá trị cho phép vận hành (xem hình 3.8) C C R UT.L D  Trƣờng hợp: Xét lƣới điện 220kV khu vực tỉnh Bình Thuận, Ninh Thuận, Nha Trang, Lâm Đồng Có tình cắt đồng thời hai ĐZ 220kV gây tải cho số ĐZ 220kV khác a Đề xuất giải pháp: Xây dựng thêm ĐZ 220kV kết nối TBA 220kV Tháp Chàm TBA 220kV Nha Trang, TBA 220kV Tháp Chàm TBA 220kV Đức Trọng (hiện hai trạm liên kết với thông qua NMTĐ Đa Nhim), TBA 220kV Đức Trọng TBA 500kV Di Linh Loại dây dẫn dùng loại dây dẫn tương đương với mạch ĐZ hữu 20 b Kiểm tra giải pháp: tất tình tải giải quyết, điện áp TC trạm nằm khoảng giá trị cho phép vận hành  Trƣờng hợp: Cắt MBA 500/220kV – 450MVA TBA 500kV Di Linh lúc mang tải cao, gây tải ĐZ 220kV Tháp Chàm – Nha Trang cắt MBA AT2 TBA 500kV Di Linh đồng thời với ĐZ 220kV Qui Nhơn – Tuy Hoà, gây tải ĐZ 220kV Nha Trang – Krông Búk a Đề xuất giải pháp: Để tăng khả dự phòng lẫn hai MBA, nâng cao khả vận hành an toàn, lựa chọn giải pháp lắp đặt thêm MBA 500/220kV – 450MVA thứ hai trạm Thông số MBA lắp phả lựa chọn phù hợp để vận hành song song với MBA hữu b Kiểm tra giải pháp: cắt MBA khơng cịn tình trạng q tải ĐZ 220kV Tháp Chàm – Nha Trang, giá trị điện áp trạm nằm giới hạn cho phép C C R UT.L D 3.3 Kết luận Chƣơng Trên sở kết phân tích tình nguy hiểm xảy cố N-1 N-2 chương 2, để nâng cao vận hành an toàn lưới điện truyền tải 220kV khu vực Tây Nguyên, học viên đề xuất giải pháp điều độ, cải tạo lưới điện, phát triển lưới điện để giải tình nguy hiểm (xem Hình 3.8) Cụ thể giải pháp: 3.3.1 Giải pháp điều độ hệ thống - Giải pháp tăng công suất phát MF lại trường hợp cắt 01 MF thuộc Trung tâm nhiệt điện Vĩnh Tân ĐZ khu vực - Giải pháp điều độ hệ thống lưới 110kV Công ty Điện lực cắt hai MBA 220/110kV – 250MVA hai 21 TBA 220kV Qui Nhơn Nha Trang thời điểm tải cao, mùa khô 3.3.2 Giải pháp cải tạo lưới điện: Nâng công suất hai MBA 220/110kV TBA 220kV Đắk Nông từ công suất 125MVA lên 250MVA máy 3.3.3 Giải pháp xây dựng phát triển lưới điện - Giải pháp xây dựng thêm ĐZ 220kV kết nối TBA 220kV Tháp Chàm TBA 220kV Nha Trang, TBA 220kV Tháp Chàm TBA 220kV Đức Trọng, TBA 220kV Đức Trọng TBA 500kV Di Linh để tăng cường liên kết trạm vào hệ thống điện - Giải pháp lắp đặt thêm MBA 500/220kV – 450MVA TBA 500kV Di Linh D C C R UT.L 22 C C R UT.L D Hình 3.11 – Đề xuất giải pháp điều độ, cải tạo lưới, phát triển lưới điện 220kV khu vực Tây Nguyên 23 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Lưới điện 220kV khu vực Tây Nguyên bao gồm Truyền tải điện Kon Tum thuộc quyền quản lý vận hành Công ty Truyền tải điện Truyền tải điện Gia Lai, Đắk Lắk, Đắk Nông, Lâm Đồng thuộc quyền quản lý vận hành Công ty Truyền tải điện 3, hai công ty Tổng công ty Truyền tải điện Quốc gia, với mục tiêu vận hành xác định Truyền tải điện an toàn, liên tục, ổn định phục vụ cho hoạt động kinh tế, trị, xã hội an ninh quốc phòng đất nước Để đạt mục tiêu này, cần nhiều nỗ lực từ việc làm cụ thể đơn vị ngành Truyền tải điện Trong đó, việc đánh giá, dự báo trước tình vận hành nguy hiểm điều kiện lưới điện ngày phát triển, phức tạp để đưa phương án giải thích hợp yêu cầu thiết yếu việc quản lý vận hành hệ thống điện Luận văn với đề tài “Phân tích an tồn vận hành lưới điện truyền tải cấp điện áp 220kV khu vực Tây Nguyên” phân tích đánh giá vận hành an tồn lưới điện truyền tải cấp điện áp 220kV khu vực Tây Nguyên tình cố phần tử (N-1) cố hai phần tử (N-2), nội dung luận văn thực được: - Có thể mơ phỏng, phân tích an tồn cho hệ thống điện, với số lượng trạm biến áp, nhà máy điện, đường dây lớn cách xác, trực quan, sinh động - Sử dụng phần mềm PW với số liệu thực để phân tích an C C R UT.L D toàn ứng dụng quan trọng cho công tác quản lý vận hành lưới điện truyền tải cấp điện áp 220kV khu vực Tây Nguyên nói riêng, hệ thống điện Việt Nam nói chung Bên cạnh đó, 24 phần mềm hỗ trợ tích cực cho công tác thiết kế, qui hoạch phát triển hệ thống điện tương lai - Dự báo tình nguy hiểm có nguy gây vận hành an tồn lưới điện có cố N-1, N-2 - Đưa giải pháp giải phù hợp cho tình nhằm đảm bảo vận hành an toàn lưới điện, bao gồm: + Các giải pháp điều độ hệ thống điện; + Các giải pháp cải tạo lưới điện; + Các giải pháp xây dựng phát triển lưới điện Do phạm vi luận văn có hạn chế, xem xét phạm vi lưới điện lưới điện truyền tải cấp điện áp 220kV khu vực Tây Nguyên, thời gian thực không dài, nên chưa thể có giải pháp tồn diện tối ưu Để đạt kết toàn diện, cần xem xét, đánh giá qui mô lưới truyền tải điện Quốc gia, phần tử hệ thống có mối liên hệ chặt chẽ ràng buộc lẫn Tuy nhiên, mức độ kết đạt luận văn, tình nguy hiểm giải pháp giải đưa dùng làm sở bước đầu để xem xét lựa chọn trình tự ưu tiên qui mô sửa chữa cải tạo, đầu tư lưới điện nhằm tăng khả vận hành an toàn lưới điện truyền tải cấp điện áp 220kV khu vực Tây Nguyên tình hình phát triển mạnh mẽ nguồn lượng D C C R UT.L ... vận hành hệ thống điện Luận văn với đề tài ? ?Phân tích an tồn vận hành lưới điện truyền tải cấp điện áp 220kV khu vực Tây Nguyên? ?? phân tích đánh giá vận hành an toàn lưới điện truyền tải cấp điện. .. PHÂN TÍCH AN TỒN VẬN HÀNH LƢỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI CẤP ĐIỆN ÁP 220KV KHU VỰC TÂY NGUYÊN 2.1 Giới thiệu chung lƣới điện Truyền tải điện 220kV khu vực Tây Nguyên 2.1.1 Qui mô lưới điện Truyền tải điện. .. hệ thống điện truyền tải 220kV địa bàn Tây Nguyên cao Hiện nay, lưới điện truyền tải cấp điện áp 220kV khu vực Tây Nguyên lưới điện quan trọng việc liên kết nhà máy điện, phụ tải khu vực giải