Phân tích và đề xuất các giải pháp điều độ xử lý sự cố n 1, n 2 lưới điện 110 kv, 220 kv khu vực miền trung

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA LÊ THANH TUẤN PHÂN TÍCH VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP ĐIỀU ĐỘ XỬ LÝ SỰ CỐ N-1, N-2 LƯỚI ĐIỆN 110 KV, 220 KV KHU VỰC MIỀN TRUNG 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 LÊ THANH TUẤN PHÂN TÍCH VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP ĐIỀU ĐỘ XỬ LÝ SỰ CỐ N-1, N-2 LƯỚI ĐIỆN 110 KV, 220 KV KHU VỰC MIỀN TRUNG C C R L T DU Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện Mã số: 8520201 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS TS LÊ KIM HÙNG Đà Nẵng – Năm 2020 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả luận văn Lê Thanh Tuấn C C DU R L T MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Lịch sử nghiên cứu Mục đích mục tiêu nghiên cứu đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu Cơ sở khoa học Cấu trúc luận văn CHƯƠNG LÝ THUYẾT PHÂN TÍCH AN TỒN VÀ ĐIỀU ĐỘ HỆ THỐNG ĐIỆN 1.1 TỔNG QUAN VỀ PHÂN TÍCH SỰ CỐ NGẪU NHIÊN .4 1.1.1 Phương pháp tường minh .4 C C R L T 1.1.2 Phương pháp đánh giá trạng thái 1.1.3 Phương pháp nhận dạng DU 1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH AN TỒN 1.2.1 Phương pháp xếp 1.2.2 Các phương pháp đánh giá trạng thái 1.3 ĐIỀU ĐỘ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 16 1.3.1 Phân cấp điều độ hệ thống điện quốc gia 16 1.3.2 Trách nhiệm Cấp điều độ miền Trung công tác điều độ hệ thống điện quốc gia 16 1.4 KẾT LUẬN .17 CHƯƠNG 18 DỮ LIỆU HỆ THỐNG SCADA/EMS VÀ PHẦN MỀM PHÂN TÍCH AN TOÀN HỆ THỐNG ĐIỆN 18 2.1 VẤN ĐỀ THU THẬP DỮ LIỆU TỪ HỆ THỐNG SCADA/EMS TẠI TRUNG TÂM ĐIỀU ĐỘ HỆ THỐNG ĐIỆN MIỀN TRUNG 18 2.1.1 Chức ứng dụng hệ thống SCADA/EMS 18 2.1.2 Vấn đề thu thập liệu từ hệ thống SCADA/EMS 20 2.2 CÁC PHẦN MỀM PHÂN TÍCH AN TỒN HỆ THỐNG ĐIỆN ĐANG ĐƯỢC SỬ DỤNG 24 2.2.1 Phần mềm Power World .24 2.2.2 Phần mềm PSS/E 25 2.2.3 Phần mềm PSS/ADEPT 25 2.2.4 Phần mềm CONUS .26 2.3 QUY TRÌNH PHÂN TÍCH AN TỒN TRONG PSS/E .26 2.3.1 Phân tích an tồn PSS/E 26 2.3.2 Quy trình phân tích an tồn PSS/E 31 2.4 KẾT LUẬN .32 CHƯƠNG 34 PHÂN TÍCH AN TOÀN HỆ THỐNG ĐIỆN 110 KV, 220KV MIỀN TRUNG BẰNG PHẦN MỀM PSS/E 34 3.1 NGUỒN ĐIỆN, LƯỚI ĐIỆN, PHỤ TẢI VÀ KẾT LƯỚI .34 3.1.1 Nguồn điện 34 C C 3.1.2 Lưới điện .37 3.1.3 Phụ tải 38 R L T 3.1.4 Kết lưới .39 3.2 XÂY DỰNG DỮ LIỆU PHÂN TÍCH AN TỒN 39 3.2.1 Cấu trúc câu lệnh file sub 40 DU 3.2.2 Cấu trúc câu lệnh file 40 3.2.3 Cấu trúc câu lệnh file mon 41 3.3 TỔNG HỢP PHÂN TÍCH CÁC TÌNH HUỐNG NGUY HIỂM 41 3.3.1 Phân tích an toàn HTĐ miền Trung chế độ N-1 43 3.3.2 Phân tích an toàn HTĐ miền Trung chế độ N-2 49 3.4 KẾT LUẬN 55 CHƯƠNG 63 ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP ĐIỀU ĐỘ 63 4.1 QUY ĐỊNH CHUNG 63 4.2 ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP ĐIỀU ĐỘ XỬ LÝ CÁC SỰ CỐ N-1 .64 4.2.1 Đề xuất giải pháp điều độ xử lý cố N-1 HTĐ miền Trung mùa khô 64 4.2.2 Đề xuất giải pháp điều độ xử lý cố N-1 HTĐ miền Trung mùa mưa 65 4.3 ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP ĐIỀU ĐỘ XỬ LÝ CÁC SỰ CỐ N-2 .67 4.3.1 Đề xuất giải pháp điều độ xử lý cố N-2 HTĐ miền Trung mùa khô 67 4.3.2 Đề xuất giải pháp điều độ xử lý cố N-2 HTĐ miền Trung mùa mưa 68 4.4 KẾT LUẬN .69 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 PHỤ LỤC .73 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI (BẢN SAO) C C DU R L T TĨM TẮT LUẬN VĂN PHÂN TÍCH VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP ĐIỀU ĐỘ XỬ LÝ SỰ CỐ N-1, N-2 LƯỚI ĐIỆN 110 KV, 220 KV KHU VỰC MIỀN TRUNG Học viên: Lê Thanh Tuấn Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện Mã số: 60.52.02.02 Khóa: 36 Trường: Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng Tóm tắt – Hệ thống điện Việt Nam có bước phát triển nhanh quy mô lưới điện, đa dạng nguồn điện để đáp ứng nhu cầu tăng trưởng phụ tải Nhiệm vụ quan vận hành hệ thống điện vận hành an toàn, tin cậy, ổn định, đảm bảo chất lượng điện kinh tế Trong trình vận hành, tình cố xuất ngẫu nhiên chế độ vận hành Do yêu cầu đặt Điều độ viên phải nhanh chóng thực thao tác xử lý chính xác, quy trình, quy định nhằm đưa hệ thống điện vận hành chế độ bình thường Trong phạm vi luận văn, tác giả sử dụng phần mềm PSS/E để tính toán xác định tình cố ngẫu nhiên hệ thống điện khu vực miền Trung làm cho phần tử lại hệ thống vận hành chế độ khẩn cấp khẩn cấp Từ đề xuất giải pháp điều độ nhằm mục đích đưa hệ thống điện vận hành chế độ bình thường C C R L T DU Từ khóa – Hệ thống điện, Phân tích an tồn, PSS/E, Điều độ viên, Chế độ khẩn cấp CONTINGENCY ANALYSIS AND PROPOSITION ALL SOLUTIONS TO RESOVE N-1, N-2 PROBLEM 110 KV, 220 KV POWER SYSTEM IN CENTRAL VIETNAM Abstract – VietNam's power system has developed rapidly in terms of grid size and power diversity to meet the growth need of additional loads The task of the power system operator is to operate safely, reliably, stably in order to ensure the quality of power and economy During the operation, incident situations appear randomly in any operating mode It is therefore imperative for operators to promptly carry out precise, correct and regulated procedures to put the electrical system in normal operation In this thesis, the author uses PSS/E software to analyse and point out random incident scenarios on the central power system which make the remaining elements in the system operate in the urgent or extremely urgent mode From which, we propose dispatching solutions for the purpose of bringing the electrical system to normal operation Key words – Power System, Contingency Analysis, PSS/E, Operator, Extremely urgent mode DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Các ký hiệu: N-1 Sự cố đơn lẻ phần tử N-2 Sự cố hai phần tử PI Hệ số nghiêm trọng X/R Tỉ số điện kháng điện trở đường dây Các chữ viết tắt: A0 Trung tâm điều độ hệ thống điện quốc gia A1 Trung tâm điều độ hệ thống điện miền Bắc A2 Trung tâm điều độ hệ thống điện miền Nam A3 Trung tâm điều độ hệ thống điện miền Trung BCT Bộ Công Thương CA Phân tích an tồn ĐD Đường dây ĐĐV Điều độ viên ĐĐV A0 Điều độ viên quốc gia ĐĐV A3 Điều độ viên miền Trung ĐG Nhà máy điện gió ĐMT Nhà máy điện mặt trời HTĐ Hệ thống điện MBA Máy biến áp NĐ Nhà máy nhiệt điện NLTT Năng lượng tái tạo NMĐ Nhà máy điện PSS/ADEPT Phần mềm PSS/ADEPT PSS/E Phần mềm PSS/E TBA Trạm biến áp TC Thanh TĐ Nhà máy thủy điện T110 Trạm biến áp 110 kV T220 Trạm biến áp 220 kV T500 Trạm biến áp 500 kV R L T C C DU DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu Tên bảng bảng 3.1 Nguồn điện HTĐ miền Trung Trang 35 3.2 Phụ tải HTĐ miền Trung 38 3.3 Biểu đồ phát NMĐ miền Trung cao điểm mùa khô 44 3.4 Phụ tải HTĐ miền Trung cao điểm mùa khô 45 3.5 Kết phân tích an toàn HTĐ miền Trung vào cao điểm mùa khô chế độ N-1 46 3.6 Biểu đồ phát NMĐ miền Trung cao điểm mùa mưa 46 3.7 Phụ tải HTĐ miền Trung cao điểm mùa mưa 48 3.8 Kết phân tích an toàn HTĐ miền Trung vào cao điểm mùa mưa chế độ N-1 48 3.9 Kết phân tích an toàn HTĐ miền Trung vào cao điểm mùa khô chế độ N-2 công tác ĐD 220kV T220 Huế NMTĐ A Lưới 50 3.10 Kết phân tích an toàn HTĐ miền Trung vào cao điểm mùa khô chế độ N-2 công tác ĐD 220 kV T220 Nha Trang – T220 Tháp Chàm 51 3.11 Kết phân tích an tồn HTĐ miền Trung vào cao điểm mùa khơ chế độ N-2 công tác MBA 220 kV AT1 T220 Nha Trang (hoặc AT2 T220 Nha Trang) 52 3.12 Kết phân tích an toàn HTĐ miền Trung vào cao điểm mùa mưa chế độ N-2 công tác ĐD 110 kV T220 Phong Điền – T110 Văn Xá (hoặc ĐD 110 kV T220 Huế – NMTĐ Bình Điền) 53 3.13 Kết phân tích an toàn HTĐ miền Trung vào cao điểm mùa mưa chế độ N-2 công tác MBA 220 kV AT1 T220 Sơn Hà (hoặc AT2 T220 Sơn Hà) 53 3.14 Kết phân tích an toàn HTĐ miền Trung vào cao điểm mùa mưa chế độ N-2 công tác ĐD 220 kV T500 Pleiku – NMNĐ Sinh khối An Khê 54 R L T U D C C DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu Tên hình hình 1.1 Mơ tả q trình phân tích an tồn thời gian thực Trang 1.2 Thuật toán phân tích cố theo số nghiêm trọng PI 1.3 Thuật toán tính tốn phân bố cơng suất phần 10 1.4 Sơ đồ logic phương pháp hệ số chuyển tải 12 1.5 Thuật toán phân tích cố ngẫu nhiên dùng hệ số nhạy 14 1.6 Sơ đồ phương pháp lan truyền theo vòng tròn 15 2.1 Khởi động CHRONUS hệ thống SCADA/EMS 21 2.2 Cách bố trí Menu CHRONUS hệ thống SCADA/EMS 21 2.3 Màn hiển thị liệu (Data) CHRONUS hệ thống SCADA/EMS 21 2.4 Bảng kết truy xuất liệu điểm nút (Point Hisory) CHRONUS hệ thống SCADA/EMS 22 2.5 Trình tự bước thực để truy vấn liệu điểm nút (Point Hisory) CHRONUS 23 2.6 Trình tự bước thực để truy vấn liệu cảnh báo (Alarms) CHRONUS 24 2.7 Sơ đồ khối q trình tính tốn thủ cơng cố đơn lẻ 27 2.8 Sơ đồ khối mô tả phương pháp tự động nhiều cố 28 2.9 Các dạng file 29 2.10 Quy trình phân tích an toàn hệ thống điện 32 3.1 Biểu đồ phụ tải HTĐ miền Trung ngày điển hình 39 3.2 Sơ đồ HTĐ khu vực tỉnh Thừa Thiên Huế công tác ĐD 220 kV T220 Huế - NMTĐ A Lưới 56 3.3 Sơ đồ HTĐ khu vực tỉnh Khánh Hòa công tác ĐD 220 kV T220 Nha Trang – T220 Tháp Chàm 57 3.4 Sơ đồ HTĐ khu vực tỉnh Khánh Hịa cơng tác MBA 220 kV AT1 T220 Nha Trang (hoặc AT2 T220 Nha Trang) 58 3.5 Sơ đồ HTĐ khu vực tỉnh Thừa Thiên Huế công tác ĐD 110 kV T220 Phong Điền – T110 Văn Xá 59 3.6 Sơ đồ HTĐ khu vực tỉnh Thừa Thiên Huế công tác ĐD 110 kV T220 Huế – NMTĐ Bình Điền 60 3.7 Sơ đồ HTĐ khu vực tỉnh Quảng Ngãi công tác 61 C C R L T DU 111 C C DU R L T Hình 4.16 Sơ đồ HTĐ khu vực tỉnh Bình Định sau xử lý cố ĐD 220 kV T500 Pleiku – NMNĐ Sinh khối An Khê 112 C C DU R L T Hình 4.17 Sơ đồ HTĐ khu vực thành phố Đà Nẵng cố MBA 220 kV AT4 T220 Hòa Khánh 113 C C DU R L T Hình 4.18 Sơ đồ HTĐ khu vực thành phố Đà Nẵng sau xử lý cố MBA 220 kV AT4 T220 Hòa Khánh 114 C C DU R L T Hình 4.19 Sơ đồ HTĐ khu vực tỉnh Bình Định Phú Yên cố ĐD 220 kV T220 Quy Nhơn – T220 Tuy Hịa 115 C C DU R L T Hình 4.20 Sơ đồ HTĐ khu vực tỉnh Bình Định Phú Yên sau xử lý cố ĐD 220 kV T220 Quy Nhơn – T220 Tuy Hòa U D L T C C R C C U D R L T C C U D R L T C C U D R L T C C U D R L T C C U D R L T C C U D R L T C C U D R L T C C U D R L T C C U D R L T ... ph? ?n mềm PSS/E để tính to? ?n ? ?Ph? ?n tích đề xuất giải pháp điều độ xử lý cố N- 1, N- 2 lưới đi? ?n 110 kV, 22 0 kV khu vực mi? ?n Trung? ?? 2. 3 QUY TRÌNH PH? ?N TÍCH AN T? ?N TRONG PSS/E 2. 3.1 Ph? ?n tích an... mi? ?n Nam: qua ĐD 22 0 kV T 220 Nha Trang – T 220 Tháp Chàm 2, T500 Đăk N? ?ng – T 220 Bình Long T 220 Đăk N? ?ng – T 220 Bình Long 2; qua ĐD 110 kV T110 Nam Cam Ranh – T110 Ninh Hải, T110 Cam Ranh – T 220 ... ĐÀ N? ??NG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA LÊ THANH TU? ?N PH? ?N TÍCH VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP ĐIỀU ĐỘ XỬ LÝ SỰ CỐ N- 1, N- 2 LƯỚI ĐI? ?N 110 KV, 22 0 KV KHU VỰC MI? ?N TRUNG C C R L T DU Chuy? ?n ngành: Kỹ thuật Điện