Nâng cao độ tin cậy là một công việc quan trọng của các đơn vị quản lý hệ thống điện phân phối Do cấu trúc đơn giản nên độ tin cậy của lưới phân phối thường được tính toán theo phương pháp cấu trúc nối tiếp hoặc song song của các phần tử với giả thiết các phần tử chỉ có hai trạng thái tốt hoặc hỏng và các máy cắt điện làm việc hoàn toàn tin cậy Tuy nhiên thực tế các phần tử có thể có nhiều trạng thái khi xét đến thao tác đổi nối khi có sử dụng các thiết bị dao phân đoạn trên lưới hoặc xét đến các trạng thái không tin cậy của các thiết bị đóng cắt trạng thái bảo quản định kỳ Đề tài trình bày phương pháp đánh giá độ tin cậy của lưới điện phân phối hình tia có sử dụng các thiết bị phân đoạn bằng phương pháp không gian trạng thái do các sự cố các phần tử trên lưới điện Tính toán các chỉ tiêu độ tin cậy chủ yếu cho từng nút phụ tải và của hệ thống điện phân phối Từ đó đề xuất và đưa ra các giải pháp nhằm nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho lưới điện phân phối Điện lực Sơn Trà – thành phố Đà Nẵng
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN TRÍ QUANG NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC SƠN TRÀ - THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2017 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN TRÍ QUANG NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC SƠN TRÀ - THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số : 60.52.02.02 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học: TS Trần Tấn Vinh Đà Nẵng - Năm 2017 LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi, có trích dẫn số tài liệu chuyên ngành điện số tài liệu nhà xuất ban hành Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tác giả luận văn Nguyễn Trí Quang TĨM TẮT LUẬN VĂN NGHIÊN CỨU, TÍNH TỐN VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC SƠN TRÀ - THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG Học viên:Nguyễn Trí Quang Chuyên ngành:Kỹ thuật Điện Mã số: 60.52.02.02 Khóa: K31 - Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN Nâng cao độ tin cậy công việc quan trọng đơn vị quản lý hệ thống điện phân phối Do cấu trúc đơn giản nên độ tin cậy lưới phân phối thường tính tốn theo phương pháp cấu trúc nối tiếp song song phần tử, với giả thiết phần tử có hai trạng thái tốt hỏng máy cắt điện làm việc hoàn toàn tin cậy Tuy nhiên thực tế phần tử có nhiều trạng thái xét đến thao tác đổi nối có sử dụng thiết bị dao phân đoạn lưới, xét đến trạng thái không tin cậy thiết bị đóng cắt, trạng thái bảo quản định kỳ Đề tài trình bày phương pháp đánh giá độ tin cậy lưới điện phân phối hình tia có sử dụng thiết bị phân đoạn phương pháp không gian trạng thái cố phần tử lưới điện Tính tốn tiêu độ tin cậy chủ yếu cho nút phụ tải hệ thống điện phân phối Từ đó, đề xuất đưa giải pháp nhằm nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho lưới điện phân phối Điện lực Sơn Trà – thành phố Đà Nẵng Từ khóa – hệ thống phân phối; thiết bị phân đoạn; độ tin cậy; phương pháp không gian trạng thái; xác suất, tần suất thời gian trạng thái RESEARCH, CALCULATE AND PROPOSE MANY SOLUTION TO IMPROVE RELIABILITY OF ELECTRICITY DISTRIBUTION SYSTEMS OF SON TRA POWER COMPANY- DA NANG CITY Abstract – Improve reliability is essential for the operation and management of electrical distribution systems The reliability indices of a distribution network have been calculated by some network methods based on series-parallel structures of the system with the hypothesis that each component has only two states of either, those are up-state (normal) or down-state (failure) However, the system components can have more than two states when we consider the switching of sectionalising switches or failures to operate of circuit breakers, or component preventive maintenance This subject presents the application of state-space method for calculating the reliability indices of load points and radial distribution networks using sectionalising switches From there, propose and bring out solutions to improve reliability of electrical distribution systems in Son Tra Power Company – Da Nang City Key words – distribution systems; sectionalising switches; reliability; state-space method; state probability, frequency and duration MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam đoan Tóm tắt luận văn Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Cấu trúc luận văn CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI VÀ THỰC TRẠNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI CỦA ĐIỆN LỰC SƠN TRÀ-THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG 1.1 Tổng quan độ tin cậy 1.1.1 Định nghĩa 1.1.2 Các tiêu độ tin cậy phần tử 1.1.3 Biểu thức tính tốn độ tin cậy tiêu độ tin cậy theo tiêu chuẩn IEEE-1366 14 1.2 Thực trạng lưới điện phân phối điện lực Sơn Trà 19 1.2.1 Giới thiệu chung lưới điện địa bàn quận Sơn Trà .19 1.2.2 Giới thiệu sơ đồ lưới điện phân phối Điện lực Sơn Trà 19 1.2.3 Phân tích thực trạng hạn chế 21 CHƯƠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 26 2.1 Khái niệm trạng thái hỏng hóc hệ thống điện 26 2.2 Một số phương pháp đánh giá độ tin cậy 28 2.2.1 Phương pháp hỏng hóc .29 2.2.2 Phương pháp Monte-Carlo .29 2.2.3 Phương pháp cấu trúc .30 2.2.4 Phương pháp không gian trạng thái 34 CHƯƠNG XÂY DỰNG THUẬT TỐN TÍNH TỐN ĐỘ TIN CẬY CỦA LƯỚI PHÂN PHỐI DỰA VÀO PHƯƠNG PHÁP KHÔNG GIAN TRẠNG THÁI 41 3.1 Phương pháp trạng thái 41 3.1.1 Khái niệm chung 41 3.1.2 Mơ hình trạng thái phần tử 43 3.2 Thuật toán .44 3.2.1 Dữ liệu tính tốn 44 3.2.2 Tìm đường nối từ nguồn đến phụ tải: 45 3.2.3 Vùng bảo vệ vùng sửa chữa phần tử .46 3.2.4 Phân tích ảnh hưởng hỏng hóc phần tử đến độ tin cậy cung cấp điện nút phụ tải 47 3.2.5 Tính xác suất, tần suất thời gian trạng thái phụ tải 48 3.2.6 Ví dụ tính tốn áp dụng .48 3.3 Kết luận 52 CHƯƠNG ÁP DỤNG TÍNH TỐN ĐỘ TIN CẬY CỦA LƯỚI PHÂN PHỐI54 ĐIỆN LỰC SƠN TRÀ THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG 54 4.1 Tính tốn, đánh giá độ tin cậy lưới điện phân phối điện lực sơn trà 54 4.1.1 Giới thiệu số để tính tốn độ tin cậy 55 4.1.2 Thơng số đầu vào để tính tốn độ tin cậy 55 4.1.3 Tính tốn số độ tin cậy xuất tuyến: 58 4.2 Đánh giá độ tin cậy lưới điện phân phối điện lực Sơn Trà 63 4.3 Giải pháp nâng cao độ tin cậy lưới điện phân phối điện lực Sơn Trà 64 4.3.1 Yếu tố ảnh hưởng đến độ tin cậy lưới điện 64 4.3.2 Nguyên nhân làm giảm độ tin cậy 65 4.3.3 Đề xuất giải pháp nâng cao độ tin cậy lưới điện phân phối 65 4.3.4 Áp dụng cho lưới điện phân phối Điện lực Sơn Trà 69 4.3.5 Tổng hợp giải pháp đề xuất 80 4.4 Kết luận 81 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 82 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (bản sao) PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BQĐK : Bảo quản định kỳ CAIDI : Chỉ số thời gian điện trung bình khách hàng CAIFI : Chỉ số tần suất điện trung bình khách hàng DCL : Dao cách ly ĐTC : Độ tin cậy ĐZ : Đường dây EVN : Tập đoàn Điện lực Việt Nam HTĐ : Hệ thống điện IEEE : Institute of Electrical and Electronics Engineers (Viện kỹ thuật điện - điện tử) LĐPP : Lưới điện phân phối MBA : Máy biến áp MC : Máy cắt PT : Phần tử SAIFI : Chỉ số tần suất điện trung bình hệ thống SAIDI : Chỉ số thời gian điện trung bình hệ thống TBA : Trạm biến áp TBPĐ : Thiết bị phân đoạn TR : Thời gian trung bình cố TS : Thời gian trung bình sửa chữa XT : Xuất tuyến DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu Tên bảng Trang Bảng 1.1 Chỉ tiêu Tổng Công ty Điện lực miền Trung giao cho Công ty TNHH MTV Điện lực Đà Nẵng theo lộ trình đến năm 2020 24 Bảng 4.1 Các tiêu độ tin cậy hệ thống Xuất tuyến 59 Bảng 4.2 Các tiêu độ tin cậy hệ thống 60 Bảng 4.3 Các tiêu độ tin cậy hệ thống 60 Bảng 4.4 Các tiêu độ tin cậy hệ thống 61 Bảng 4.5 Tổng hợp tiêu độ tin cậy hệ thống xuất tuyến nhận điện từ 22kV TBA 110kV E13 62 Bảng 4.6 Tổng hợp tiêu độ tin cậy hệ thống xuất tuyến nhận điện từ 22kV TBA 110kV E14 63 Bảng 4.7 Tổng hợp tiêu độ tin cậy hệ thống xuất tuyến nhận điện từ 22kV TBA 110kV E13 sau giảm cường độ cố, thời gian đổi nối thời gian sữa chữa cố phần tử 70 Bảng 4.8 Tổng hợp tiêu độ tin cậy hệ thống xuất tuyến nhận điện từ 22kV TBA 110kV E14 sau giảm cường độ cố, thời gian đổi nối thời gian sữa chữa cố phần tử 71 Bảng 4.9 Bảng so sánh trị số giảm tiêu độ tin cậy hệ thống lưới điện phân phối xuất tuyến nhận điện từ 22kV sau trạm 110kV E13 E14 sau giảm cường độ cố, thời gian đổi nối thời gian sữa chữa cố phần tử 71 Bảng 4.10 Tổng hợp tiêu độ tin cậy hệ thống xuất tuyến nhận điện từ 22kV TBA 110kV E13 sau giảm cường độ bảo quản rút ngắn thời gian bảo quản phần tử 73 Số hiệu Tên bảng Trang Bảng 4.11 Tổng hợp tiêu độ tin cậy hệ thống xuất tuyến nhận điện từ 22kV TBA 110kV E14 sau giảm cường độ bảo quản rút ngắn thời gian bảo quản phần tử 74 Bảng 4.12 Bảng so sánh trị số giảm tiêu độ tin cậy hệ thống xuất tuyến nhận điện từ 22kV TBA 110kV E13 TBA 110kV E14 sau giảm cường độ bảo quản rút ngắn thời gian bảo quản phần tử 75 Bảng 4.13 Các tiêu độ tin cậy hệ thống 79 Bảng 4.14 Các tiêu độ tin cậy hệ thống 79 Bảng 4.15 Bảng so sánh trị số tiêu độ tin cậy hệ thống xuất tuyến 22kV nhận điện từ TBA 110kV E13 TBA 110kV E14 trước sau lắp đặt DCL phân đoạn 80 DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu Tên hình Trang Hình 1.1 Đồ thị xác suất Hình 1.2 Đường cong cường độ cố 10 Hình 1.3 Trục thời gian thơng số dịng cố 12 Hình 1.4 Sơ đồ nguyên lý lưới điện phân phối Điện lực Sơn Trà 25 Hình 2.1 Phân chia tốn ĐTC theo cấu trúc 27 Hình 2.2 Sơ đồ điện gồm đường dây song song 31 Hình 2.3 Sơ đồ gồm n phần tử nối tiếp 31 Hình 2.4 Sơ đồ phần tử song song 33 Hình 2.5 Sơ đồ trạng thái (graph trạng thái) 36 Hình 2.6 Graph trạng thái 01 thiết bị 38 Hình 3.1 Lưới điện phân phối 42 Hình 3.2 Mơ hình hai (a) ba trạng thái (b) phần tử 43 Hình 3.3 Sơ đồ thuật tốn tính tốn độ tin cậy hệ thống điện phân phối Hình 3.4 Sơ đồ thuật toán xác định vùng bảo vệ phần tử 45 Hình 3.5 Sơ đồ trạng thái hệ thống 47 Hình 4.1 Dữ liệu PSS/ADEPT truy xuất xếp lại Sheet 57 Hình 4.2 Thông số độ tin cậy phần tử 58 Hình 4.3 Sơ đồ cấu trúc xuất tuyến 471-E13 chương trình PSSADEPT 58 45 ... tiêu độ tin cậy từ tính toán đánh giá độ tin cậy cung cấp điện lưới điện Điện lực Sơn Trà- TP Đà Nẵng - Đề xuất giải pháp nhằm nâng cao độ tin cậy cung cấp điện lưới điện phân phối Điện lực Sơn Trà- ... Tổng quan độ tin cậy cung cấp điện lưới điện phân phối thực trạng lưới điện phân phối Điện lực Sơn Trà- Thành phố Đà Nẵng Chương 2: Các phương pháp đánh giá độ tin cậy lưới điện phân phối Chương... thống điện phân phối Từ đó, đề xuất đưa giải pháp nhằm nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho lưới điện phân phối Điện lực Sơn Trà – thành phố Đà Nẵng Từ khóa – hệ thống phân phối; thiết bị phân