(Luận văn thạc sĩ) tính toán và đề xuất giải pháp nâng cao độ tin cậy lưới điện phân phối điện lực hương trà thuộc công ty điện lực thừa thiên huế

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRẦN VĂN TIẾNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BAÙCH KHOA -  TRẦN VĂN TIẾNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN C C R L T TÍNH TOÁN VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC HƯƠNG TRÀ DU THUỘC CÔNG TY ĐIỆN LỰC THỪA THIÊN HUẾ  Đà Nẵng - Năm 2019 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN Đà Nẵng – Năm 2019 2b/105tr ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - TRẦN VĂN TIẾNG TÍNH TOÁN VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ C C TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC HƯƠNG TRÀ R L T THUỘC CÔNG TY ĐIỆN LỰC THỪA THIÊN HUẾ DU Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện Mã số: 8520201 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS TRỊNH TRUNG HIẾU Đà Nẵng – Năm 2019 CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các kết luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình Tác giả luận văn TRẦN VĂN TIẾNG C C DU R L T LỜI CẢM ƠN Tơi xin bảy tỏ lịng kính trọng lời cảm ơn sâu sắc đến TS.Trịnh Trung Hiếu người hướng dẫn khoa học thường xuyên hướng dẫn, tận tình giúp đỡ tơi suốt q trình thực luận văn Xin trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu, Thầy, Cô giáo Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng giảng dạy, giúp đỡ q trình học tập nghiên cứu Tơi xin trân trọng cảm ơn tất Tác giả luận văn D T U R L C C TRẦN VĂN TIẾNG MỤC LỤC MỞ ĐẦU I Lý chọn đề tài: II Mục tiêu nghiên cứu: III Đối tượng phạm vi nghiên cứu: IV Phương pháp nghiên cứu: V Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài: VI Dàn ý nội dung Chƣơng TỔNG QUAN VỀ ĐỘ TIN CẬY CỦA LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC HƢƠNG TRÀ .6 1.1 Đặc điểm lưới điện phân phối Điện lực Hương Trà 1.1.1 Đặc điểm tự nhiên xã hội: .6 1.1.2 Đặc điểm lưới điện phân phối Điện lực Hương Trà: 1.2 Thực trạng tiêu ĐTC lưới điện phân phối Điện lực Hương Trà 1.2.1 Tổng hợp cố độ tin cậy thực tế từ năm 2014 đến năm 2018 lưới điện phân phối Điện lực Hương Trà 1.2.2 Thiệt hại kinh tế ảnh hưởng độ tin cậy trạng: 10 1.2.3 Đánh giá độ tin cậy trạng lưới điện phân phối Điện lực Hương Trà: 11 1.2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ tin cậy lưới điện: 11 1.3 Các giải pháp áp dụng để nâng cao độ tin cậy: 13 1.3.1 Đối với đường dây trung áp: 13 1.3.2 Đối với TBA phụ tải: 14 1.3.3 Đối với thiết bị đóng cắt (TBĐC), cụm bù trung áp, tủ bù hạ áp: 15 1.3.4 Đối với ĐDHA: .15 KẾT LUẬN CHƢƠNG 15 Chƣơng MỘT SỐ CÁCH TÍNH TỐN ĐỘ TIN CẬY TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 16 2.1 Khái niệm độ tin cậy 1: .16 2.1.1 Độ tin cậy phần tử: 17 2.1.1.1 Phần tử không phục hồi: .17 2.1.1.2 Phần tử phục hồi 20 2.1.1.3 Độ tin cậy phần tử phục hồi số trường hợp: 22 2.1.2 Các tiêu đánh giá độ tin cậy lưới điện phân phối theo tiêu chuẩn IEEE 1366  3: 24 2.2 Các phương pháp đánh giá độ tin cậy lưới điện phân phối 3: .27 2.2.1 Phương pháp cấu trúc nối tiếp - song song: 28 2.2.2 Phương pháp không gian trạng thái: 30 C C DU R L T 2.23 Phương pháp hỏng hóc 30 2.2.4 Phương pháp Monte - Carlo 31 2.3 Xây dựng tốn tính tốn độ tin cậy lưới điện phân phối: 31 KẾT LUẬN CHƢƠNG 32 Chƣơng TÍNH TOÁN, ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CỦA LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC HƢƠNG TRÀ HIỆN TRẠNG 33 3.1 Tính tốn độ tin cậy lưới điện phân phối Điện lực Hương Trà trạng: .33 3.1.1 Thu thập số liệu phần tử lưới điện: 33 3.1.2 Tính tốn xác suất hỏng hóc thời gian sửa chữa cố excel: .37 3.1.3 Tính tốn độ tin cậy cố xuất tuyến lưới điện phân phối Điện lực Hương Trà trạng: .38 3.1.3.1 Giới thiệu phần mềm PSS/ADEP: 38 3.1.3.1.1 Module (DRA) độ tin cậy chương trình PSS/ADEPT: 40 3.1.3.2 Phương pháp tính tốn độ tin cậy phần mềm PSS/ADEPT: .44 3.1.3.3 Tính tốn độ tin cậy cố lưới điện phân phối Điện lực Hương Trà trạng: 45 Giao diện Module DRA tính tốn ĐTC cho xuất tuyến 472/E7 trạng 46 Giao diện Module DRA tính tốn ĐTC cho xuất tuyến 473 PĐ trạng 48 3.2 Đánh giá chung độ tin cậy cố lưới điện phân phối Điện lực Hương Trà trạng: 49 KẾT LUẬN CHƢƠNG 50 Chƣơng CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CỦA LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC HƢƠNG TRÀ 51 4.1 Các nguyên tắc đề xuất giải pháp nâng cao độ tin cậy: 51 4.2 Một số giải pháp thực tế áp dụng nâng cao ĐTC CCĐ: 51 4.3 Áp dụng giải pháp cho lưới điện Điện lực Hương Trà: 56 4.3.1 Khối lượng đầu tư xây dựng để thực giải pháp: 61 4.3.2 Tính tốn hiệu ĐTC giải pháp: 61 4.3.2.1 Tính tốn độ tin cậy cố sau áp dụng giải pháp: .61 Giao diện Module DRA tính tốn ĐTC cho xuất tuyến 472 E7 .62 sau áp dụng giải pháp 62 4.3.2.2 Đánh giá hiệu độ tin cậy giải pháp: .64 KẾT LUẬN CHƢƠNG 68 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .68 Kết luận: 68 Kiến nghị: 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 PHỤ LỤC .71 C C DU R L T DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1: Hàm phân bố Q(t) 18 Hình 2.2: Hàm mật độ phân phối xác suất, hàm phân bố đường cong quan hệ cường độ hỏng hóc theo thời gian 19 Hình 2.3: Trục thời gian mô tả khoảng thời gian làm việc an toàn thời gian sửa chữa cố phần tử lưới điện 20 Hình 2.4: Quá trình Markov theo graph trạng thái, phần tử có trạng thái 23 Hình 2.5: Sơ đồ độ tin cậy phần tử nối tiếp 28 Hình 2.6: Sơ đồ độ tin cậy phần tử song song 29 Hình 2.7: Phân chia toán ĐTC theo cấu trúc 31 Hình 3.1: Giao diện phần mềm PSS/ADEPT 39 Hình 3.2 Sơ đồ áp dụng triển khai PSS/ADEPT 40 C C Hình 3.3: Thẻ DRA 40 Hình 3.4: Vẽ sơ đồ lưới điện đơn giản 41 Hình 3.5: Thẻ Switch Properties thiết bị 41 R L T Hình 3.6: Nhập số liệu đầu vào DRA Switch 42 Hình 3.7: Thẻ Line Properties 42 Hình 3.8: Nhập số liệu đầu vào DRA Line 43 Hình 3.9: Thẻ Static Load Properties 43 DU Hình 3.10: Nhập số liệu đầu vào DRA Load 44 Hình 3.11- Giao diện Module DRA tính tốn ĐTC cho xuất tuyến 372/E6 trạng 72 Hình 3.12- Giao diện Module DRA tính tốn ĐTC cho xuất tuyến 472/E7 trạng 73 Hình 3.13- Giao diện Module DRA tính tốn ĐTC cho xuất tuyến 472/HUE3 trạng 74 Hình 3.14- Giao diện Module DRA tính tốn ĐTC cho xuất tuyến 473/Phong Điền trạng 76 Hình 3.15- Giao diện Module DRA tính tốn ĐTC cho xuất tuyến 474/E7.2 trạng 78 Hình 3.16- Giao diện Module DRA tính tốn ĐTC cho xuất tuyến 479/E6.2 trạng 80 Hình 3.17- Giao diện Module DRA tính tốn ĐTC cho xuất tuyến 479/E7 trạng 82 Hình 3.18- Giao diện Module DRA tính tốn ĐTC cho xuất tuyến 480/E7 trạng 84 Hình 3.19- Giao diện Module DRA tính tốn ĐTC cho xuất tuyến 482/E7 trạng 86 Hình 3.20- Giao diện Module DRA tính tốn ĐTC cho xuất tuyến TGBĐ trạng 87 Hình 4.1: Sơ đồ nguyên lý Hình 4.2 Sơ đồ nguyên lý Hình 4.3 Sơ đồ nguyên lý Hình 4.4 Sơ đồ nguyên lý xuất tuyến 472 E7 sau áp dụng giải pháp 58 xuất tuyến 474 E7 sau áp dụng giải pháp 59 xuất tuyến 479 E7 sau áp dụng giải pháp 59 xuất tuyến 480 E7 sau áp dụng giải pháp 60 Hình 4.5 Sơ đồ nguyên lý xuất tuyến 482 E7 sau áp dụng giải pháp 60 Hình 4.6 Sơ đồ nguyên lý xuất tuyến 472 TG Bình Điền sau áp dụng giải pháp 61 Hình 4.7- Giao diện Module DRA tính tốn ĐTC cho xuất tuyến 472 E7 sau áp dụng giải pháp 88 Hình 4.8- Giao diện Module DRA tính tốn ĐTC cho xuất tuyến 472 Huế sau áp dụng giải pháp 89 Hình 4.9- Giao diện Module DRA tính tốn ĐTC cho xuất tuyến 473 Phong Điền sau áp dụng giải pháp 90 Hình 4.10- Giao diện Module DRA tính tốn ĐTC cho xuất tuyến 474 E7 sau áp dụng giải pháp 91 Hình 4.11- Giao diện Module DRA tính tốn ĐTC cho xuất tuyến 479 E7 sau áp dụng giải pháp 92 Hình 4.12- Giao diện Module DRA tính tốn ĐTC cho xuất tuyến 480 E7 sau áp dụng giải pháp 93 Hình 4.13- Giao diện Module DRA tính tốn ĐTC cho xuất tuyến 482 E7 sau áp dụng 94 Hình 4.14- Giao diện Module DRA tính tốn ĐTC cho xuất tuyến TGBĐ sau áp dụng C C R L T giải pháp 95 DU DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 0.1: Kế hoạch giao tiêu độ tin cậy cung cấp điện đến năm 2020 cho Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế: Bảng 0.2: Tổng hợp thực tiêu độ tin cậy – Điện lực Hương Trà Năm 20142018 Bảng 0.3: Chỉ tiêu giao thực độ tin cậy - Điện lực Hương Trà - Năm 2019 Bảng 1.1 Điện lực Hương Trà Bảng 1.2: Mức đền bù thiệt hại cho khách hàng bị điện Canada 10 Bảng 3.1: Các số liệu cần phải thu thập 33 Bảng 3.2: Thống kê phân loại cố lưới điện thuộc Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế từ năm 2014-2018 35 Bảng 3.3: Tổng hợp thời gian cố lưới điện thuộc Công ty điện lực Thừa Thiên Huế từ năm 2014-2018 36 Bảng 3.4: Số lượng phần tử lưới điện tỉnh Thừa Thiên Huế 37 Bảng 3.5: Kết tính tốn xác suất hỏng hóc thời gian sửa chữa cố 38 Bảng 3.6: Kết tính tốn tiêu độ tin cậy cố lưới điện phân phối Điện lực Hương Trà trạng 49 Bảng 4.1: Tổng hợp đề xuất thay thế, bổ sung mạch vòng liên lạc thiết bị phân đoạn lưới điện phân phối Điện lực Hương Trà 57 Bảng 4.2 Kết tính tốn tiêu độ tin cậy cố sau áp dụng giải pháp: 64 Bảng 4.3: Tổng hợp tiêu ĐTC cố trước sau áp dụng giải pháp (Số liệu tính tốn trực tiếp từ chương trình PSS/Adept) 64 Bảng 4.4: Tổng hợp tiêu ĐTC cố sau áp dụng giải pháp so với kế hoạch giao năm 2019 (Số liệu tính tốn trực tiếp từ chương trình PSS/Adept) 66 Bảng 4.5 Chi phí đầu tư việc áp dụng giải pháp 67 C C DU R L T TÍNH TỐN VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬYCỦA LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC HƢƠNG TRÀ THUỘC CÔNG TY ĐIỆN LỰC THỪA THIÊN HUẾ Học viên: Trần Văn Tiếng Mã số: 8520201 Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện Khóa: K34.KTĐ, Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN Tóm tắt Ngày nay, việc yêu cầu đảm bảo chất lượng cung cấp điện cơng ty Điện lực ngày nghiêm ngặt, ngồi yêu cầu điện áp, tần số yêu cầu cấp điện an toàn liên tục, khách hàng có sản lượng lớn khách hàng đầu tư nước Nâng cao độ tin cậy cung cấp điện nhu cầu cần thiết Cơng ty Điện lực Thừa Thiên Huế nói chung Điện lực Hương Trà nói riêng Vì việc tính tốn đề xuất giải pháp nâng cao độ tin cậy lưới điện phân phối Điện lực Hương Trà vô cấp thiết Trong luận văn này, tác giả đề xuất giải pháp để nâng cao ĐTC CCĐ dựa số liệu thống kê phân loại cố từ năm 2014-2018 Điện lực Hương Trà, từ C C R L T DU đưa giải pháp thực kết đạt phục vụ cho nhiều mục đích khác Phương pháp đề xuất xây dựng phần mềm mô PSS/ADEPT ứng dụng thực tế từ số liệu có Cơng ty Điện lực Thừa Thiên Huế Kết có minh chứng cho tính đắn khả thi giải pháp đề xuất với Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế áp dụng để phân tích, tính tốn, đưa chế độ vận hành lưới điện tối ưu địa bàn tỉnh Thừa Thiên Huế Từ kết tính tốn sau áp dụng giải pháp, so sánh với kế hoạch giao độ tin cậy cung cấp điện năm 2019 để xác định tính hiệu đắn giải pháp CALCULATING AND PROPOSING SOLUTIONS TO IMPROVE RELIABILITY OF HUONG TRA ELECTRICITY DISTRIBUTION NETWORK Summary: Nowadays, the requirements to ensure quality of power supply for Power companies are increasingly stringent, in addition to the requirements for voltage and frequency, they also require safety and continuous power supply, especially for Customers with large electric consumption and foreign investment customers Improving reliability of electricity supply is very necessary for Thua Thien Hue Power Company in general and Huong Tra Power in particular Therefore, calculating and proposing solutions to improve the reliability of Huong Tra electricity distribution network is extremely urgent 82 C C R L T DU Hình 3.17- Giao diện Module DRA tính tốn ĐTC cho xuất tuyến 479/E7 trạng 83 C C DU R L T 84 C C R L T DU Hình 3.18- Giao diện Module DRA tính tốn ĐTC cho xuất tuyến 480/E7 trạng 85 C C DU R L T 86 C C R L T DU Hình 3.19- Giao diện Module DRA tính tốn ĐTC cho xuất tuyến 482/E7 trạng 87 C C R L T DU Hình 3.20- Giao diện Module DRA tính tốn ĐTC cho xuất tuyến TGBĐ trạng 88 C C R L T DU Hình 4.7- Giao diện Module DRA tính tốn ĐTC cho xuất tuyến 472 E7 sau áp dụng giải pháp 89 C C R L T DU Hình 4.8- Giao diện Module DRA tính tốn ĐTC cho xuất tuyến 472 Huế sau áp dụng giải pháp 90 C C R L T DU Hình 4.9- Giao diện Module DRA tính toán ĐTC cho xuất tuyến 473 Phong Điền sau áp dụng giải pháp 91 C C R L T DU Hình 4.10- Giao diện Module DRA tính tốn ĐTC cho xuất tuyến 474 E7 sau áp dụng giải pháp 92 C C R L T DU Hình 4.11- Giao diện Module DRA tính tốn ĐTC cho xuất tuyến 479 E7 sau áp dụng giải pháp 93 C C R L T DU Hình 4.12- Giao diện Module DRA tính tốn ĐTC cho xuất tuyến 480 E7 sau áp dụng giải pháp 94 C C R L T DU Hình 4.13- Giao diện Module DRA tính tốn ĐTC cho xuất tuyến 482 E7 sau áp dụng giải pháp 95 C C R L T DU Hình 4.14- Giao diện Module DRA tính tốn ĐTC cho xuất tuyến TGBĐ sau áp dụng giải pháp DAI HOC DA NANG TRI.J.ONG DA! HOC BACH KHOA LONG HOA XA HOI CHU N GHIA VItT NAM Dt)c lap - Tv - Ranh phtic S6: 414 /QD-DHBK Da Nang, 31 Mang nerm 2018 QUYET DINH Ve viec giao de tai va trach nhiem cua ngtthi htrang dan 110 n van th#c si HIEU TRVCING TRVONG DAI HOC BACH K HOA Can cir Nghi dinh s6 32/CP ngdy 04/4/1994 dm Chinh phu v3 viec lap Dai hoc Da Nang; Can cir Th8ng tu se; 08/2014/TT-BGDDT 20/3/2014 dm BO truong BO Gido duc va Dao tao ye viec ban hanh Quy the to chirc va hog dOng cua dai h9c \Tung va cac ca so gido chic dai hoc vien; Quyet dinh so 6950/QD-DHDN 01/12/2014 cua Giamdoc Dai h9c Da Nang ve viec ban hanh Quy dinh nhiem vu, quyen han cua Dai hgc Da Nang, cac co so gido duc dai h9c vien va cac don vi truc thuOc; Can cir Thong tu s6 15/2014/TT-BGDDT 15/5/2014 cua BO truang BO Giao chic va Dao tao ve viec ban hanh Quy the Dao tat) trinh thac si; Quyet dinh s6 598/QD-DHBK 27/12/2016 cua Hi'eu truang Truang Dai hgc Bach khoa ve viec ban hanh Quy dinh dao tao trinh thac si; C C R L T Can cir Quyet dinh s6 456/DHBK-DT 03/03/2017 cua I Iieu truang Tru&ng Dai hoc Bach Khoa N4s viec cong nhan hoc vien cao h9c thing tuy'C'n; DU ,Can cu TO trinh s6 24/KD 25/10/2018 cua khoa Dien vC viec Quyet dinh giao tai va ngtrai huang clan Juan van thac si cho h9c vien cao hoc chuyen nganh Ky thu4t dien, khOa 34; Xet de nghi cua Twang Phong Dao tao, QUYET DINH: Dieu Giao cho hgc vien cao h9c Tran Van Tieng, lop K34.KTD, chuyen nganh 1(9 thuat dien, dux hien de tai luan van "Tinh tam va de xuat giai phap ruing cao de) tin cay lut6i dien phein phoi Dien hfc Huang Tra thuOc Cong ty Dien ltrc Thira Thien Hue", duai su huang clan dia TS Trinh Trung Hieu, Truerng Dai hoc Bach Khoa - Dai hoc Da Nang Dieu FIN vien cao hgc va nguai huang dan c8 ten a Di&i dugc huang cac quyenIgi va thuc hien nhiem vu theo dung quy the dao tao thac si hien hanh cua BO Gido duc va Dao tao, quy dinh dao tao thac si cua Truang Dai h9c Bach khoa Dieu Cac Ong/Ba Truang Phong Dao tao, Truang phOng Ke hoach — Tai chinh, Twang khoa Dien, nguai huang dan 11.4n van va hoc vien co ten a Dieu can car Quyet dinh Chi hanh./ KT HIEU TRVONG HIEU TRIMING Noi nkan: - Nhu dien 3; - Ltru: Phong DT S Phan Minh Dirc ... giá độ tin cậy lưới điện phân phối Điện lực Hương Trà trạng (theo kết tính tốn)  Đề xuất giải pháp nâng cao độ tin cậy lưới điện phân phối Điện lực Hương Trà  Tính tốn độ tin cậy lưới điện phân. .. việc tính tốn đề xuất giải pháp nâng cao độ tin cậy lưới điện phân phối Điện lực Hương Trà vô cấp thiết II Mục tiêu nghiên cứu:  Tính tốn độ tin cậy lưới điện phân phối Điện lực Hương Trà trạng... TRAÀN VĂN TIẾNG TÍNH TOÁN VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ C C TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC HƯƠNG TRÀ R L T THUỘC CÔNG TY ĐIỆN LỰC THỪA THIÊN HUẾ DU Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện Mã