Nghiên cứu ứng dụng máy biến áp bổ trợ trong lưới điện phân phối

TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Nghiên ứ ổ ƣớ NGUYỄN XUÂN TRUNG nguyenxuantrung.d5h3.epu@gmail.com Ngành Kỹ thuậ Chuyên ngành H th n n Giảng viên ƣớng dẫn: TS Nguyễn Xuân Tùng Bộ môn: Vi n: Hệ thống điện Điện HÀ NỘI, 07/2020 Chữ ký GVHD MỤC LỤC CHƢƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 1.1 Tổng quan chung lưới điện phân phối 1.2 1.1.1 Giới thiệu chung 1.1.2 Các sơ đồ cấp điện lưới phân phối trung áp Điều chỉnh điện áp lưới phân phối 1.2.1 Các quy định điều chỉnh điện áp 1.2.2 Các phương tiện điều chỉnh điện áp công suất phản kháng hệ thống điện lưới phân phối 1.2.3 kháng Sử dụng tụ bù để điều chỉnh điện áp công suất phản 1.2.4 Điều chỉnh nấc phân áp máy biến áp trạm CHƢƠNG GIỚI THIỆU VỀ MÁY BIẾN ÁP BỔ TRỢ 2.1 Giới thiệu chung 2.2 2.1.1 Nguyên lý hoạt động 2.1.2 Ứng dụng máy biến áp bổ trợ 11 Các kiểu máy biến áp bổ trợ phạm vi sử dụng 13 2.2.1 Các kiểu máy biến áp bổ trợ 13 2.2.2 Phạm vi sử dụng MBA bổ trợ kiểu A kiểu B 15 2.3 Các phương thức đấu nối máy biến áp bổ trợ 17 2.4 Tính tốn lựa chọn cơng suất kiểu máy biến áp bổ trợ 20 2.4.1 Tính tốn lựa chọn cơng suất kiểu MBA bổ trợ 20 2.4.2 Hiệu giảm phạm vi điều chỉnh điện áp 21 2.5 Ảnh hưởng tương hỗ tụ bù đường dây 22 2.6 Tính tốn chỉnh định điều khiển đầu phân áp MBA bổ trợ [1, 3] 22 2.7 2.6.1 Các giá trị cài đặt thông dụng 22 2.6.2 Cài đặt chức bù điện áp rơi 24 2.6.3 Chức hạn chế điện áp tự động (Voltage Override) 27 2.6.4 Chức giảm điện áp chủ động 27 Các vấn đề cần quan tâm khác 29 CHƢƠNG XÂY DỰNG CÁC RÀNG BUỘC VÀ HÀM MỤC TIÊU CỦA BÀI TOÁN VỊ TRÍ ĐẶT CHO MÁY BIẾN ÁP BỔ TRỢ 31 3.1 Đặt vấn đề 31 3.2 Giới thiệu phần mềm tính tốn [4] 31 3.3 Xây dựng ràng buộc hàm mục tiêu tốn tối ưu vị trí đặt MBA bổ trợ [5] 35 3.3.1 Các ràng buộc mặt kỹ thuật 35 3.3.2 Xây dựng hàm mục tiêu theo điều kiện kỹ thuật 35 3.3.3 Xây dựng hàm mục tiêu kết hợp điều kiện kinh tế 37 CHƢƠNG TÍNH TỐN ÁP DỤNG VỚI XUẤT TUYẾN 371 E15 CỦA ĐIỆN LỰC NGHỆ AN 39 4.1 Đặc điểm xuất tuyến 371 E15 thuộc Điện lực Nghệ An 39 4.2 Các giả thiết số liệu ban đầu phục vụ tính tốn 39 4.3 Lược đồ bước tính tốn 43 4.4 Kết tính tốn 45 4.5 Đánh giá kết 53 CHƢƠNG KẾT LUẬN 57 5.1 Kết luận 57 5.2 Hướng phát triển tương lai 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Một xuất tuyến lưới điện phân phối trung áp Hình 1.2 Lưới phân phối hình tia Hình 1.3 Lưới phân phối hình tia có phân đoạn Hình 1.4 Lưới phân phối kín vận hành hở Hình 1.5 Lưới phân phối vận hành mạch vòng Hình 1.6 Bộ tụ bù đường dây trung áp Hình 1.7 Nguyên lý điều chỉnh điện áp tải cấu trúc OLTC Hình 2.1 Nguyên lý hoạt động máy biến áp bổ trợ Hình 2.2 Cấu tạo nguyên lý máy biến áp bổ trợ Hình 2.3 Kháng hạn chế dịng chuyển mạch điều khiển MBA bổ trợ [2] 10 Hình 2.4 Các chức điều khiển điều khiển 10 Hình 2.5 Nấc phân áp vận hành nấc lớn nhất/nhỏ gặp 11 Hình 2.6 Bộ máy biến áp bổ trợ loại pha 11 Hình 2.7 Các cấu hình ứng dụng MBA bổ trợ 12 Hình 2.8 MBA bổ trợ lắp đường trục 12 Hình 2.9 MBA bổ trợ lắp nhánh rẽ quan trọng 12 Hình 2.10 Điều chỉnh điện áp cho tải phát triển 13 Hình 2.11 Điều chỉnh OLTC MBA trạm MBA bổ trợ 13 Hình 2.12 MBA bổ trợ kiểu A (chế độ tăng áp) 14 Hình 2.13 MBA bổ trợ kiểu B (chế độ tăng áp) 14 Hình 2.14 Cấu trúc bên MBA bổ trợ VR-32 hãng Cooper 15 Hình 2.15 Vận hành chế độ luồng công suất thuận 15 Hình 2.16 Hiện tượng đảo chiều dịng cơng suất qua MBA bổ trợ cấp điện ngược 16 Hình 2.17 Cấu hình đấu nối máy biến áp bổ trợ 17 Hình 2.18 Sơ đồ đấu Y0 với lưới pha dây (hạ áp) 18 Hình 2.19 Khả điều chỉnh điện áp với sơ đồ Y0 (lưới pha dây) 18 Hình 2.20 Sơ đồ tam giác đầy đủ cho lưới trung áp 19 Hình 2.21 Khả điều chỉnh điện áp với sơ đồ tam giác đủ 19 Hình 2.22 Sơ đồ tam giác hở cho lưới trung áp 19 Hình 2.23 Khả điều chỉnh điện áp với sơ đồ tam giác hở (2 MBA bổ trợ) 20 Hình 2.24 Khả mang dịng điện hiệu chỉnh theo dải điều chỉnh điện áp 22 Hình 2.25 Các khâu điều khiển nấc phân áp 23 Hình 2.26 Các giá trị cài đặt cho điều khiển 23 Hình 2.27 Chức bù điện áp rơi 24 Hình 2.28 Phân bố điện áp không cài đặt chức bù điện áp rơi 25 Hình 2.29 Phân bố điện áp có sử dụng chức bù điện áp rơi 25 Hình 2.30 Phối hợp thời gian MBA bổ trợ 30 Hình 3.1 Giao diện phần mềm PSS/ADEPT 33 Hình 3.2 Giao diện Report Preview 34 Hình 3.3 Menu cơng cụ 34 Hình 3.4 Ví dụ sơ đồ lưới điện xét điều kiện kinh tế 38 Hình 4.1 Mơ hình MBA bổ trợ nối theo sơ đồ tam giác đầy đủ 41 Hình 4.2 Thông số MBA bổ trợ hãng Cooper 43 Hình 4.3 Lược đồ bước tính tốn tìm vị trí đặt tối ưu 44 Hình 4.4 Sơ đồ lưới điện thực tế 46 Hình 4.5 Sơ đồ lưới điện mô phần mềm 47 Hình 4.6 Một số nút cuối đường dây có điện áp thấp ngưỡng quy định 49 Hình 4.7 Tổng hợp kết chạy tính tốn chế độ lưới 50 DANH MỤC HÌNH VẼ Bảng 2.1 So sánh hiệu cấu hình đấu MBA bổ trợ 21 Bảng 4.1 Kết tính tốn với kịch có đặt không đặt MBA bổ trợ 53 Bảng 4.2 Hàm mục tiêu ưu tiên cải thiện độ lệch điện áp 54 Bảng 4.3 Hàm mục tiêu ưu tiên giảm tổn thất công suất 54 Bảng 4.3 Hàm mục tiêu ưu tiên giảm tổn thất công suất 55 CHƢƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 1.1 Tổng quan chung ƣớ n phân ph i 1.1.1 G c Lưới điện phân phối phần hệ thống điện, làm nhiệm vụ phân phối điện từ trạm trung gian, trạm khu vực hay nhà máy điện cấp điện cho phụ tải Lưới điện phân phối khâu cuối hệ thống điện đưa điện trực tiếp đến người tiêu dùng Lưới điện phân phối bao gồm lưới điện trung áp lưới điện hạ áp - - - Lưới điện phân phối gồm hai phần: Lưới điện phân phối trung áp chủ yếu cấp điện áp 6kV, 10kV, 22kV, 35kV phân phối cho trạm phân phối trung áp/ hạ áp phụ tải trung áp Lưới điện phân phối hạ áp có cấp điện áp 380/220 V cấp điện cho phụ tải hạ áp Nhiệm vụ lưới điện phân phối: Lưới điện phân phối có nhiêm vụ phân phối điện từ trạm trung gian, trạm khu vực hay nhà máy điện cho phụ tải Lưới điện phân phối xây dựng, lắp đặt phải đảm bảo nhận điện từ hay nhiều nguồn cung cấp phân phối đến hộ tiêu thụ Đảm bảo cung cấp điện tiêu thụ cho gây điện nhất, lưới phải đảm bảo cho nhu cầu phát triển phụ tải Đảm bảo chất lượng điện giới hạn cho phép PHỤ TẢI PHỤ TẢI 0,4kV 0,4kV PHỤ TẢI PHỤ TẢI 0,4kV 0,4kV Máy cắt đường dây 23kV Cầu chì tự rơi MC Máy cắt tổng 110kV MC Máy cắt tổng 23kV MC Cầu chì tự rơi Cầu chì tự rơi Thiết bị TĐL Cầu chì tự rơi Cầu ch ì tự rơi R Cầu chì tự rơi Cầu chì tự rơi Cầu chì tự rơi 0,4kV 0,4kV 0,4kV PHỤ TẢI PHỤ TẢI Cầu ch ì tự rơi Cầu chì tự rơi PHỤ TẢI 0,4kV Cầu chì tự rơi PHỤ TẢI Cầu chì tự rơi Cầu chì tự rơi 0,4kV Cầu chì tự rơi 0,4kV 0,4kV 0,4kV PHỤ TẢI PHỤ TẢI PHỤ TẢI Cầu ch ì tự rơi 0,4kV PHỤ TẢI Cầu chì tự rơi 0,4kV PHỤ TẢI 0,4kV PHỤ TẢI PHỤ TẢI 0,4kV PHỤ TẢI Hình 1.1 Một xuất tuyến lưới điện phân phối trung áp Các lưới điện phân phối thường thiết kế mạch vòng, vận hành hở; việc thiết kế mạch vịng để nhanh chóng chuyển đổi phương thức cấp điện có cố phân đoạn đó, đồng thời việc vận hành hở làm đơn giản công tác điều độ lưới điện Hình 1.1 mơ tả xuất tuyến lưới điện phân phối, số thiết bị đóng cắt phổ biến sử dụng lưới điện phân phối Việt Nam 1.1.2 C c sơ cấ ƣớ a Lưới phân phối hình tia Hình 1.2 Lưới phân phối hình tia Ưu điểm: có khả sử dụng thiết bị đơn giản, rẻ tiền thiết bị bảo vệ đơn giản; thuận tiện phát triển phụ tải dễ dàng thiết kể cải tạo mạng điện có Nhược điểm: độ tin cậy cung cấp điện thấp Ngoài thực tế cịn có lưới phân phối hình tia phân đoạn thiết bị tự đóng lại (Recloser): R Hình 1.3 Lưới phân phối hình tia có phân đoạn Lưới có độ tin cậy cao Phân đoạn lưới phía nguồn có độ tin cậy cao cố hay hoạt động sửa chữa, bảo dưỡng đoạn lưới phía sau ảnh hưởng đến phân đoạn trước Nếu thiết bị phân đoạn máy cắt khơng ảnh hưởng, dao cách ly ảnh hưởng thời gian đổi nối lưới điện b Lưới phân phối kín vận hành hở nguồn cung cấp: Có độ tin cậy cao phân đoạn cấp nguồn từ hai phía Lưới điện vận hành kín cho độ tin cậy cao phải trang bị máy cắt thiết bị bảo vệ có hướng nên đắt tiền R T ƣờ R R Hình 1.4 Lưới phân phối kín vận hành hở Vận hành hở độ tin cậy thấp chút phải thao tác cố rẻ tiền, dùng dao cách ly tự động hay điều khiển từ xa thiết bị tự đóng lại c Lưới phân phối mạch vịng kín: R T ƣờ ó R R Hình 1.5 Lưới phân phối vận hành mạch vịng Sơ đồ mạch vịng kín: trạm phân phối đấu liên thông, MBA có DCL hai phía, MBA cấp điện phía Bình thường MBA cấp điện từ phía, dao cách ly vận hành mở phía nguồn cịn lại Vận hành hở làm cho lưới điện rẻ hơn, độ tin cậy đảm bảo yêu cầu, vận hành mạch vòng có lợi tổn thất điện địi hỏi cao hệ thống bảo vệ rơ le thiết bị đóng cắt 1.2 Đ ều ƣới phân ph i 1.2.1 Các quy ị ề c ỉ Điều chỉnh điện áp hệ thống điện nhiệm vụ đặc biệt quan trọng vận hành hệ thống điện Mục tiêu việc điều chỉnh điện áp nhằm đảm bảo: - Chất lượng điện cung cấp cho thiết bị điện Các thiết bị điện lưới thiết bị dùng điện khách hàng thiết kế để vận hành dải điện áp định - Đảm bảo hoạt động hệ thống chế độ bình thường cố Nếu điện áp cao giới hạn cho phép làm thiết bị hỏng già hóa nhanh Nếu điện áp thấp gây tải đường dây máy biến áp, ảnh hưởng đến ổn định hệ thống điện Đảm bảo hiệu kinh tế vận hành, giảm tối thiểu tổn thất điện tổn thất điện áp lưới Thông tư 39/2015/TT-BCT [9] quy yêu cầu vận hành lưới điện phân phối sau (Chương II, mục 1, Điều 5): - Mục YÊU CẦU KỸ THUẬT Điều Tần số Tần số danh định hệ thống điện quốc gia 50 Hz Trong điều kiện bình thường, tần số hệ thống điện dao động phạm vi ± 0,2 Hz so với tần số danh định Trường hợp hệ thống điện chưa ổn định, tần số hệ thống điện dao động phạm vi ± 0,5 Hz so với tần số danh định Điều Điện áp Các cấp điện áp danh định hệ thống điện phân phối Các cấp điện áp danh định hệ thống điện phân phối bao gồm 110 kV, 35 kV, 22 kV, 15 kV, 10 kV, 06 kV 0,4 kV Trong chế độ vận hành bình thường điện áp vận hành cho phép điểm đấu nối phép dao động so với điện áp danh định sau: a) Tại điểm đấu nối với Khách hàng sử dụng điện ± 05 %; b) Tại điểm đấu nối với nhà máy điện + 10% - 05 %; c) Trường hợp nhà máy điện khách sử dụng điện đấu nối vào lưới điện phân phối điện áp điểm đấu nối Đơn vị phân phối điện quản lý vận hành lưới điện khu vực định đảm bảo phù hợp với yêu cầu kỹ thuật vận hành lưới điện phân phối đảm bảo chất lượng điện áp cho khách hàng sử dụng điện Trong chế độ cố đơn lẻ q trình khơi phục vận hành ổn định sau cố, cho phép mức dao động điện áp điểm đấu nối với Khách hàng sử dụng điện bị ảnh hưởng trực tiếp cố khoảng + 05 % - 10 % so với điện áp danh định Trong trình chạy có điều kiện kỹ thuật bị vi phạm loại bỏ phương án tương ứng thực với vị trí đặt khác Cuối lựa chọn phương án có hàm mục tiêu nhỏ phương án tối ưu 4.4 K t tính tốn a Sơ đồ lưới điện thực tế sơ đồ lưới điện mô phần mềm PSS/ADEPT 45 Hình 4.4 Sơ đồ lưới điện thực tế 46 Hình 4.5 Sơ đồ lưới điện mơ phần mềm b Kết tính tốn Hiện trạng lưới điện sau chạy mô chế độ lưới: 47 Tại năm tại, kết tính tốn cho thấy khơng có nút bị vi phạm điện áp Xét năm với giả thiết tải tăng trưởng 7% năm đến năm thứ có số nút bị vi phạm điện áp: - Tổng bình phương độ lệch điện áp: 0.0943 - Tổng tổn thất cơng suất: 1755 (kW) - Nút có điện áp thấp nút 79 cuối đường dây (chỉ đạt mức 0.93 pu) 48 Hình 4.6 Một số nút cuối đường dây có điện áp thấp ngưỡng quy định + Kịch bả 1: ặt MBA bổ tr vị trí 16-24 Theo kết tính tốn chế độ lưới kết hợp với cấu hình lưới thực tế cho thấy cần đặt MBA bổ trợ vị trí 16-24 vị trí phía điểm giao trục nhánh rẽ Hồng Thành (đảm bảo nguyên tắc MBA bổ trợ đặt vị trí nút có điện áp thấp ngưỡng quy định) 49 Kết tính tốn chế độ cho thấy dịng cơng suất chạy qua đoạn đường dây 82 (từ vị trí 16 -24) là: Hình 4.7 Tổng hợp kết chạy tính tốn chế độ lưới Công suất chạy qua nhánh đường dây nối vị trí nút 16 vị trí nút 24: S  P2  Q2  15.2382  7.5772  17017(kVA) - Công suất MBA bổ trợ pha cần chọn là: (10%*17017/3) = 567 kVA - Dải công suất MBA bổ trợ gần 700kVA  chọn loại máy có cơng suất 700 kVA để tính tốn Điện áp nút cần điều chỉnh (regulated node): vị trí nút 79 - Chạy phần mềm PSS/ADEPT tính tốn chế độ lưới với MBA bổ trợ đặt vị trí nút 16-24, kết sau: - Điện áp nút nằm phạm vi cho phép (±5%) - Tổng tổn thất cơng suất: 1732 (kW) Độ lệch bình phương: 0.0215 + Kịch 2: ặt MBA bổ tr vị trí nút 10A-12 Căn theo sơ đồ thực tế lưới điện: Từ vị trí nút 16 trở lên có vị trí đặt vị trí nút 14 nút 12; nhiên khoảng cách vị trí nút 14 12 gần (cách 250 m) nên việc đặt vị trí nút 12 nút 14 coi tương đương Tại vị trí nút 10A phía vị trí nút 12 nút đặt dao cách ly, vị trí thuận lợi cho việc đặt 50 MBA bổ trợ dễ dàng cơng tác vận hành, bảo dưỡng Do với kịch lựa chọn đặt MBA bổ trợ vị trí nút 10A Dịng cơng suất chạy qua nhánh 10A-12: P=18210 kW; Q=9186 (kVAR)  công suất biểu kiến S= 20396 kVA - Công suất MBA bổ trợ pha cần chọn là: (10%*20396/3) = 679 kVA - Dải công suất MBA bổ trợ gần 700kVA  chọn loại máy 700 kVA để tính tốn - Điện áp nút cần điều chỉnh: vị trí nút 79 Chạy chế độ lưới với MBA bổ trợ đặt vị trí nút 10A-12, kết sau: - Điện áp nút nằm phạm vi cho phép (±5%) - Tổng tổn thất công suất: 1716 (kW) - Độ lệch bình phương: 0.0097 + Kịch 3: ặt MBA bổ tr vị trí nút 8A-10 Căn theo sơ đồ thực tế lưới điện nút đặt MBA bổ trợ nút 8A sau dao cách ly Vị trí cách vị trí đặt Kịch 1,66 km Dịng cơng suất chạy qua nhánh 8A-10: P=21465 kW; Q=10952 (kVAR)  công suất biểu kiến S= 24098 kVA - Công suất MBA bổ trợ pha cần chọn là: (10%*24098/3) = 803 kVA Dải công suất MBA bổ trợ gần 1000kVA  chọn loại máy 1000 kVA để tính tốn - Điện áp nút cần điều chỉnh: vị trí nút 79 Chạy chế độ lưới với MBA bổ trợ đặt vị trí nút 8A-10, kết sau: - - Điện áp nút nằm phạm vi cho phép (±5%) - Tổng tổn thất cơng suất: 1696 (kW) - Độ lệch bình phương: 0.0079 51 + Kịch bả 4: ặt MBA bổ tr vị trí nút 6-80 Căn theo sơ đồ thực tế lưới điện: Căn theo sơ đồ thực tế lưới điện nút đặt MBA bổ trợ nút Vị trí cách vị trí đặt Kịch 1,41 km Dịng cơng suất chạy qua nhánh 6-80: P=22428 kW; Q=11588 (kVAR)  công suất biểu kiến S= 25245 kVA - Công suất MBA bổ trợ pha cần chọn là: (10%*25245/3) = 841 kVA Dải công suất MBA bổ trợ gần 1000kVA  chọn loại máy 1000 kVA để tính tốn - Điện áp nút cần điều chỉnh: vị trí nút 79 Chạy chế độ lưới với MBA bổ trợ đặt vị trí nút 6-80, kết sau: - Điện áp nút nằm phạm vi cho phép (±5%) - Tổng tổn thất cơng suất: 1690 (kW) - Độ lệch bình phương: 0.015 + Kịch bả 5: ặt MBA bổ tr vị trí nút 2-6 Căn theo sơ đồ thực tế lưới điện nút đặt MBA bổ trợ nút Vị trí cách vị trí đặt Kịch 1,6 km Dịng cơng suất chạy qua nhánh 2-6: P=22934 kW; Q=12033 (kVAR)  công suất biểu kiến S= 25889 kVA - Công suất MBA bổ trợ pha cần chọn là: (10%*25889/3) = 863 kVA - Dải công suất MBA bổ trợ gần 1000kVA  chọn loại máy 1000 kVA để tính tốn 52 Điện áp nút cần điều chỉnh: vị trí nút 79 - Chạy chế độ lưới với MBA bổ trợ đặt vị trí nút 2-6, kết sau: - Điện áp nút nằm phạm vi cho phép (±5%) - Tổng tổn thất cơng suất: 1659 (kW) - Độ lệch bình phương: 0.0133 Bảng tổng hợp kết tính tốn với vị trí đặt cơng suất theo u cầu MBA bổ trợ: Bảng 4.1 Kết tính tốn với kịch có đặt khơng đặt MBA bổ trợ Kịc ả Vị í ặ MBA ổ Cơng s ấ MBA ổ Tổ bình ƣơ ộ c ΔP (kW) 0.0943 0.0215 0.0097 0.0079 0.015 0.0133 1755 1732 1716 1696 1690 1659 Tiêu chí ộ c Tiêu c í ổ ấ (ΔP*) (ΔV*) Hiện trạng Kịch Kịch Kịch Kịch Kịch Chưa đặt 16-24 10A-12 8A-10 6-80 2-6 Chưa đặt 700 700 1000 1000 1000 - Tiêu chí chi phí cho MBA ổ 0.228 0.103 0.084 0.159 0.141 0.987 0.978 0.966 0.963 0.945 1 1.43 1.43 1.43 4.5 Đ k t Hàm mục tiêu luận văn lựa chọn có dạng: MT = {wv*Mức độ cải thiện điện áp + wp*Mức độ cải thiện tổn thất cơng suất + wk*Mức độ tăng chi phí MBA bổ trợ} đó: - wv: trọng số mức độ cải thiện điện áp - wp: trọng số mức độ cải thiện tổn thất công suất - wk: trọng số chi phí cho MBA bổ trợ 53 a) Trường hợp Công ty điện lực ưu tiên việc cải thiện độ lệch điện áp Trong trường hợp Công ty điện lực coi việc cải thiện điện áp ưu tiên hàng đầu, khơng xét tới chi phí mức độ cải thiện tổn thất công suất Trường hợp phù hợp áp dụng cho lưới điện cung cấp cho tải quan trọng, yêu cầu cao chất lượng điện áp Trong trường hợp tiêu chí chọn sau: - wv=1: ưu tiên mức độ cải thiện điện áp - wp=0; wk=0: yếu tố khác không cần xét tới Kết tính tốn hàm mục tiêu trường hợp sau: Bảng 4.2 Hàm mục tiêu ưu tiên cải thiện độ lệch điện áp Kịc ả Kịch Kịch Kịch Kịch Kịch Vị í ặ MBA ổ 16-24 10A12 8A-10 6-80 2-6 Tiêu chí Tiêu chí ổ ấ Tiêu chí chi phí cho MBA ổ T ọ s wv T ọ s w T ọ s wk áp 0.228 0.987 1.00 1.00 0.00 0.00 0.103 0.978 1.00 1.00 0.00 0.00 0.084 0.159 0.141 0.966 0.963 0.945 1.43 1.43 1.43 1.00 1.00 1.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Hàm c tiêu 0.228 0.103 0.084 0.159 0.141 Có thể nhận thấy vị trí đặt tối ưu MBA bổ trợ vị trí 8A-10 lưới điện b) Trường hợp Công ty điện lực ưu tiên việc cải thiện tổn thất công suất để giảm tổn thất điện Trong trường hợp Công ty điện lực ưu tiên việc giảm tổn thất công suất, cần đảm bảo điện áp nằm ngưỡng cho phép, không xét tới chi phí đầu tư MBA bổ trợ Trường hợp có lợi cho vận hành, quản lý lưới điện tương ứng với việc MBA bổ trợ phân bổ để sử dụng Trong trường hợp tiêu chí chọn sau: - wv=0: khơng ưu tiên mức độ cải thiện điện áp - wp=1: ưu tiên giảm tổn thất công suất - wk=0: không xét tới chi phí MBA bổ trợ (ví dụ phân bổ để sử dụng) Kết tính tốn hàm mục tiêu trường hợp sau: Bảng 4.3 Hàm mục tiêu ưu tiên giảm tổn thất cơng suất Kịc ả Vị í ặ MBA ổ Tiêu chí Tiêu chí ổ ấ Tiêu chí chi phí cho MBA ổ T ọ s wv T ọ s w T ọ s wk Hàm c tiêu áp 54 Kịch 0.228 0.987 1.00 0.00 1.00 0.00 0.987 0.103 0.978 1.00 0.00 1.00 0.00 0.978 Kịch 16-24 10A12 8A-10 0.084 0.966 1.00 0.00 0.966 Kịch 6-80 0.159 0.963 1.43 0.00 1.43 0.00 1.00 0.00 0.963 Kịch 2-6 0.141 0.945 1.43 0.00 1.00 0.00 0.945 Kịch Có thể nhận thấy vị trí đặt tối ưu MBA bổ trợ vị trí nút 2-6 lưới điện Nút nút gần đầu nguồn, việc đặt MBA bổ trợ giảm tổn thất gần tương tự giải pháp nâng cao điện áp vận hành lưới để giảm tổn thất Tuy nhiên phương án có mức độ cải thiện điện áp nút cuối nguồn có điện áp vừa đủ nằm ngưỡng cho phép, phụ tải tăng trưởng năm lại phải tính tốn đặt lại MBA bổ trợ; phương án khơng có tính thực tế c) Trường hợp Công ty điện lực coi trọng việc giảm tổn thất cải thiện độ lệch điện áp, chi phí MBA bổ trợ khơng phải yếu tố định Trong trường hợp Công ty điện lực ưu tiên giảm tổn thất công suất giảm độ lệch điện áp, đồng thời phần xét tới ảnh hưởng chi phí MBA bổ trợ Trường hợp có tính thực tế có xét tới tương quan chi phí cho MBA bổ trợ Trong trường hợp tiêu chí chọn sau: - wv=wp=0.4: mức độ ưu tiên cải thiện độ lệch điện áp giảm tổn thất công suất nhau; - wk=0.2: chi phí cho MBA bổ trợ yếu tố định Kết tính tốn hàm mục tiêu trường hợp sau: Bảng 4.4 Hàm mục tiêu ưu tiên giảm tổn thất cơng suất Kịc ả Vị í ặ MBA ổ Kịch Kịch Kịch Kịch Kịch 16-24 10A12 8A-10 6-80 2-6 Tiêu chí Tiêu chí ổ ấ Tiêu chí chi phí cho MBA ổ T ọ s wv T ọ s w T ọ s wk Hàm c tiêu áp 0.228 0.987 1.00 0.40 0.40 0.20 0.686 0.103 0.978 1.00 0.40 0.40 0.20 0.632 0.084 0.159 0.141 0.966 0.963 0.945 1.43 1.43 1.43 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.20 0.20 0.20 0.706 0.735 0.721 Có thể nhận thấy vị trí đặt tối ưu MBA bổ trợ vị trí nút 10A-12 lưới điện 55 Nhận xét chung: việc tính tốn vị trí đặt cho MBA bổ trợ phụ thuộc nhiều yếu tố tiêu chí để lựa chọn; trường hợp với lưới điện cụ thể xem xét vị trí đặt tối ưu vị trí nút 8A-10 vị trí nút 10A-12 Việc đặt vị trí nút 8A-10 nên sử dụng tải thuộc loại quan trọng, yêu cầu cao chất lượng điện áp; đặt vị trí nút 10A-12 phù hợp xét phía Cơng ty điện lực có chi phí nhỏ đảm bảo điện áp phù hợp Phương pháp đề xuất luận văn phù hợp với khả công ty điện lực u cầu q trình tính tốn khơng phức tạp, tận dụng phần mềm tính tốn chế độ có có tính ứng dụng cao 56 CHƢƠNG KẾT LUẬN 5.1 K t luận Luận văn thực nội dung theo đề tài nghiên cứu giao, phương pháp tiếp cận kết luận văn có tính thực tế áp dụng cho Cơng ty điện lực, phù hợp với yêu cầu luận văn thạc sỹ kỹ thuật Về mặt kiến thức chuyên môn giải vấn đề sau: - - Đã tìm hiểu, tổng hợp phương tiện điều chỉnh điện áp phổ biến lưới điện phân phối Đã tìm hiểu trình bày chi tiết máy biến áp bổ trợ, bao gồm nguyên lý hoạt động, cấu hình lắp đặt phổ biến, kiểu MBA bổ trợ (kiểu A, kiểu B) Đã tổng hợp phương pháp tính tốn chỉnh định MBA bổ trợ để đảm bảo yêu cầu điều chỉnh điện áp cho xuất tuyến dường dây Đã tổng hợp vấn đề liên quan tới phối hợp làm việc MBA bổ trợ phương tiện có khả điều chỉnh điện áp khác xuất tuyến tụ bù, MBA bổ trợ khác, điều khiển nấc phân áp MBA trạm - Đã tìm hiểu để xuất sử dụng phương án tìm vị trí đặt tối ưu MBA bổ trợ, đại lượng có ảnh hưởng đến kết quy đổi hệ đơn vị tương đối nên dễ dàng tổng hợp hàm mục tiêu - Hàm mục tiêu có trọng số điều chỉnh, đơn vị sử dụng tự lựa chọn để phù hợp với yêu cầu đơn vị Đã áp dụng tính tốn với lưới điện thực tế Điện lực Nghệ An, kết tính tốn phù hợp sử dụng để tham khảo cơng ty điện lực có dự tính đặt MBA bổ trợ cho xuất tuyến Về kỹ đạt sau thực luận văn: - Có khả tự tìm hiểu tổng hợp tài liệu, chủ động thực nghiên cứu hướng dẫn giảng viên - Có khả sử dụng thành thạo phần mềm tính toán chế độ lưới phân phối (PSS/ADEPT), sở để tìm hiểu phần mềm khác gặp tương lai - Có khả phân tích, đánh giá trạng lưới điện để đưa giải pháp kỹ thuật phù hợp - 5.2 Hƣớng phát triể ƣơ a Hiện luận văn tính tốn hàm mục tiêu với phụ tải chế độ cực đại, hướng phát triển tương lai xét đến đồ thị phụ tải 24 để đánh giá hàm mục tiêu đầy đủ hàm chi phí cần xét tới khấu hao theo vịng đời thiết bị 57 Có thể nghiên cứu để phối hợp việc đặt MBA bổ trợ đặt tụ bù đảm bảo tối ưu tổn thất điện độ lệch điện áp Xây dựng thuật tốn cho phép tính tốn tối ưu với trường hợp có từ MBA bổ trợ trở lên xuất tuyến; nhiên tình xảy 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] T Short, Electric Power Distribution Handbook, CRC PR ESS, 2004 [2] D Wareham, "Step Voltage Regulators," Cooper Power System, 2013 [3] "Single-Phase Step Voltage Regulators Catalogue," Cooper Power System, 2017 [4] "PSS/ADEPT 5.2 User Manual," Siemens, 2005 [5] C Pereira and C Castro, "Optimal Placement of Voltage Regulators in Distribution Systems," in IEEE Bucharest Power Tech Conference, Bucharest, 2009 [6] "How Step-Voltage Regulator Operate," Cooper Power Systems, 1993 [7] T nen, Electric Power Distribution System Engineering, McGraw-Hill, 1986 [8] L Kojovic, "Coordination of Distributed Generation and Step Voltage Regulator Operations for Improved Distribution System Voltage Regulation," in IEEE Power Engineering Society General Meeting, Montreal, 2006 [9] Thông tư 39/2015/TT-BCT, Bộ Công thương, 2015 59 ... thống điện đưa điện trực tiếp đến người tiêu dùng Lưới điện phân phối bao gồm lưới điện trung áp lưới điện hạ áp - - - Lưới điện phân phối gồm hai phần: Lưới điện phân phối trung áp chủ yếu cấp điện. .. điện áp Trong trường hợp có nhiều máy biến áp bổ trợ đặt đường dây cần phối hợp thời gian làm việc máy biến áp bổ trợ Máy biến áp bổ trợ xa có thời gian làm việc trễ dài để đảm bảo máy biến áp. .. điện áp 6kV, 10kV, 22kV, 35kV phân phối cho trạm phân phối trung áp/ hạ áp phụ tải trung áp Lưới điện phân phối hạ áp có cấp điện áp 380/220 V cấp điện cho phụ tải hạ áp Nhiệm vụ lưới điện phân phối: