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

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHẠM NHƯ VĨNH TIẾN TÍNH TỐN VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO C C ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP R L T ĐIỆN LỰC NAM SÔNG HƯƠNG DU THUỘC CÔNG TY ĐIỆN LỰC THỪA THIÊN HUẾ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Đà Nẵng - Năm 2019 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHẠM NHƯ VĨNH TIẾN TÍNH TỐN VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO C C ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP R L T ĐIỆN LỰC NAM SÔNG HƯƠNG DU THUỘC CÔNG TY ĐIỆN LỰC THỪA THIÊN HUẾ Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 8520201 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS TRẦN TẤN VINH Đà Nẵng - Năm 2019 LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác R L T DU C C LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô khoa điện trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng khơng ngại khó khăn giảng dạy cung cấp cho tơi kiến thức bổ ích q báu kiến thức tảng, dẫn dắt để thực luận văn Tôi xin chân thành cám ơn Giảng viên hướng dẫn khoa học Tiến sĩ Trần Tấn Vinh ln ln nhiệt tình bảo, hướng dẫn cho nhiều vấn đề khoa học chuyên sâu lĩnh vực nghiên cứu luôn động viên, khích lệ tinh thần để tạo mơi trường nghiên cứu sáng tạo suốt trình thực luận văn Một lần xin trân trọng cám ơn thầy, cô! R L T DU C C MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU 10 Tính cấp thiết lý chọn đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu: Phương pháp nghiên cứu: Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Tên bố cục đề tài: CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP VÀ TÌNH HÌNH C C THỰC HIỆN ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN CỦA ĐIỆN LỰC NAM SÔNG R L T DU HƯƠNG CÔNG TY ĐIỆN LỰC THỪA THIÊN HUẾ 1.1 TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP ĐIỆN LỰC NAM SÔNG HƯƠNG 1.1.1.Đặc điểm lưới điện trung áp Điện lực Nam Sông Hương 1.1.2 Giới thiệu xuất tuyến Trạm 220kV Huế (E6) 1.1.3 Các thiết bị bảo vệ đầu tuyến thiết bị đóng cắt phân đoạn lưới điện Điện lực Nam Sông Hương 10 1.2 TÌNH HÌNH THỰC HIỆN CÁC CHỈ TIÊU ĐTCCCĐ CỦA ĐIỆN LỰC NAM SÔNG HƯƠNG CÁC NĂM 2015 – 2019 14 1.2.1 Tình hình thực 14 1.2.2 Phân tích nguyên nhân giải pháp khắc phục 15 1.3 KẾT LUẬN 18 CHƯƠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN ĐỘ TIN CẬY TRONG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 19 2.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN 19 2.1.1.Khái niệm chung độ tin cậy 19 2.1.2.Độ tin cậy cung cấp điện 19 2.2 CÁC CHỈ TIÊU ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN THEO TIÊU CHUẨN IEEE1366 27 2.2.1 Các thông số 27 2.2.2 Các tiêu ngừng cấp điện trì 28 2.2.3 Các tiêu ngừng cấp điện thoáng qua 29 2.3 CẤU TRÚC LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 29 2.3.1 Lưới điện phân phối không phân đoạn 29 2.3.2 Lưới điện phân phối phân đoạn 29 2.3.3 Lưới điện phân phối kín vận hành hở 29 2.4 PHƯƠNG PHÁP TÍNH ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 30 2.4.1 Phương pháp đồ thị-giải tích 30 2.4.2 Phương pháp không gian trạng thái 32 2.5 TÍNH TỐN ĐỘ TIN CẬY BẰNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT 40 2.5.1 Giới thiệu phần mềm PSS/ADEPT 40 C C 2.5.2 Tính tốn tiêu độ tin cậy lưới phân phối PSS/ADEPT 40 2.6 KẾT LUẬN 43 R L T DU CHƯƠNG TÍNH TỐN CÁC CHỈ TIÊU ĐỘ TIN CẬY CHO LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP ĐIỆN LỰC NAM SÔNG HƯƠNG 44 3.1 TÍNH TỐN ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC NAM SÔNG HƯƠNG 44 3.1.1 Dữ liệu tính tốn 44 3.1.2 Kết tính tốn độ tin cậy xuất tuyến 22kV 46 3.2 NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ 56 3.3 KẾT LUẬN 58 CHƯƠNG CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN CHO LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC NAM SÔNG HƯƠNG 59 4.1 PHÂN TÍCH CÁC NGUYÊN NHÂN ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC NAM SÔNG HƯƠNG 59 4.1.1 Mất điện cố: 59 4.1.2 Mất điện công tác BTBD 59 4.2 ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC NAM SÔNG HƯƠNG 59 4.2.1 Giải pháp lập kế hoạch bảo trì, bảo dưỡng 59 4.2.2 Giải pháp xây dựng mạch vòng liên lạc 60 4.2.3 Giải pháp đồng hoá thiết bị lưới 60 4.2.4 Giải pháp lắp đặt bổ sung thiết bị phân đoạn đường dây 60 4.2.5 Ứng dụng cơng nghệ tự động hóa SCADA, sửa chữa Hotline 61 4.2.6 Giải pháp quản lý vận hành 63 4.3 PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CÁC GIẢI PHÁP 65 4.3.1 Các giải pháp cụ thể: 66 4.3.2 Phân tích đánh giá hiệu giải pháp: 69 4.4 KẾT LUẬN 70 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO R L T DU C C TÍNH TỐN VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP ĐIỆN LỰC NAM SÔNG HƯƠNG THUỘC CÔNG TY ĐIỆN LỰC THỪA THIÊN HUẾ Tóm tắt - Lưới điện phân phối đóng vai trị quan trọng việc cung cấp điện liên tục, góp phần ổn định trị, phát triển kinh tế địa phương nói riêng quốc gia nói chung Việc cung cấp điện liên tục, đảm bảo chất lượng điện lưới phân phối đặt lên hàng đầu Nghiên cứu đề xuất giải pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện lưới điện phân phối Điện lực Nam Sơng Hương nhằm tối ưu hóa thao tác giảm thời gian điện công tác cố lưới điện Qua khảo sát thực tế lưới điện, số liệu quản lý kỹ thuật, tình hình thực độ tin cậy đơn vị, tác giả tóm tắt, thống kê, đề xuất phương án để áp dụng thực tế quản lý vận hành đơn vị C C Từ khóa- Độ tin cậy cung cấp điện; thiết bị đóng cắt; đường dây liên lạc; phụ tải; lưới điện phân phối R L T DU CALCULATION AND PROPOSAL FOR SOLUTION OF IMPROVING RELIABILITY MEDIUM VOLTAGE GRID – NAM SONG HUONG POWER UNDER THUA THIEN HUE POWER COMPANY Summary - The distribution grid plays an important role in the continuous power supply, contributing to political stability and economic development of a locality in particular and a country in general The continuous power supply, ensuring power quality for the distribution grid that is always on top priority The research proposes solutions to improve the reliability of power supply of the Nam Song Huong Power Distribution Grid to optimize operations and reduce the time of blackouts or incidents on the power grid Through the actual survey of the power grid, technical management data, the situation of reliability implementation at the unit, the author summarized, made statistics and proposed options that could be applied in operational management practice of the unit Key words: Reliability of power supply; Switchgear; contact lines; sub-loading; distribution grid DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT LĐPP : Lưới điện phân phối XT : Xuất tuyến TBA : Trạm biến áp MBA : Máy biến áp ĐZ : Đường dây MC : Máy cắt RE : Recloser DCL : Dao cách ly FCO : Cầu chì tự rơi TBPĐ : Thiết bị phân đoạn HTĐ : Hệ thống điện PT ĐTC C C R L T DU : Phần tử : Độ tin cậy ĐTCCCĐ: Độ tin cậy cung cấp điện SC: : Sự cố BTBD : Bão trì bão dưỡng TR : Thời gian trung bình cố TS : Thời gian trung bình sửa chữa SAIFI : Chỉ số tần suất điện trung bình hệ thống SAIDI : Chỉ số thời gian điện trung bình hệ thống CAIDI : Chỉ số thời gian điện trung bình khách hàng CAIFI : Chỉ số tần suất điện trung bình khách hàng MAIFI : Chỉ số tần suất điện thoáng qua khách hàng IEEE : Institute of Electrical and Electronics Engineers (Viện kỹ thuật điện - điện tử) EVN : Tập đồn Điện lực Việt Nam EVNCPC: Tổng Cơng ty Điện lực miền Trung (CPC) TTHPC : Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế ĐLNSH : Điện lực Nam Sông Hương DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 : Khối lượng quản lý vận hành hệ thống điện ĐLNSH…………………… Bảng 1.2 Thực tiêu ĐTC năm 2015…………………………………… 12 Bảng 1.3 Thực tiêu ĐTC năm 2016…………………………………… 15 Bảng 1.4 Thực tiêu ĐTC năm 2017…………………………………… 15 Bảng 1.5 Thực tiêu ĐTC năm 2018…………………………………… 15 Bảng 1.6 Thực tiêu ĐTC tháng năm 2019…………………………….15 Bảng 1.7 Tổng hợp nguyên nhân cố từ năm 2015-2018………………………17 Bảng 2.1 Thanh ghi liệu ĐTC…………………………………………………… 41 Bảng 2.2 Sơ đồ khối tính tốn tiêu độ tin cậy phần mềm PSS/ADEPT 43 C C Bảng 3.1: Thống kê số lượng thiết bị lưới điện 22kV ĐL Nam Sông Hương… 45 Bảng 3.2: Thông số ĐTC phần tử LĐPP SC xuất tuyến 472 E6 … 47 R L T DU Bảng 3.3: Thông số ĐTC phần tử LĐPP BTBD xuất tuyến 472 E6 47 Bảng 3.4: Thông số ĐTC phần tử LĐPP SC xuất tuyến 474 E6 … 48 Bảng 3.5: Thông số ĐTC phần tử LĐPP BTBD xuất tuyến 474 E6 48 Bảng 3.6: Thông số ĐTC phần tử LĐPP SC xuất tuyến 476 E6 .49 Bảng 3.7: Thông số ĐTC phần tử LĐPP BTBD xuất tuyến 476 E6 49 Bảng 3.8: Thông số ĐTC phần tử LĐPP SC xuất tuyến 478 E6 … 50 Bảng 3.9: Thông số ĐTC phần tử LĐPP BTBD xuất tuyến 478 E6 50 Bảng 3.10: Thông số ĐTC phần tử LĐPP SC xuất tuyến 475 E6 .51 Bảng 3.11: Thông số ĐTC phần tử LĐPP BTBD xuất tuyến 475 E6 51 Bảng 3.12: Thông số ĐTC phần tử LĐPP SC xuất tuyến 477 E6 ….52 Bảng 3.13: Thông số ĐTC phần tử LĐPP BTBD xuất tuyến 477 E6.52 Bảng 3.14: Thông số ĐTC phần tử LĐPP SC xuất tuyến 479 E6 .53 Bảng 3.15: Thông số ĐTC phần tử LĐPP BTBD xuất tuyến 479 E6.53 Bảng 3.16: Thông số ĐTC phần tử LĐPP SC xuất tuyến 481 E6 .54 Bảng 3.17: Thông số ĐTC phần tử LĐPP BTBD xuất tuyến 481 E6 54 Bảng 3.18: Thông số ĐTC phần tử LĐPP SC xuất tuyến 482 E6 .55 Bảng 3.19: Thông số ĐTC phần tử LĐPP BTBD xuất tuyến 482 E6 55 Bảng 3.20: Tính tốn ĐTC phần tử LĐPP xuất tuyến 22kV E6 56 70 4.3.2 Phân tích đánh giá hiệu giải pháp: Bảng 4.24: Kết tính tốn ĐTC xuất tuyến sau thực giải pháp Xuất tuyến XT 472 E6 XT 478 E6 XT 479 E6 XT 474 E6 XT 475 E6 XT 476 E6 XT 477 E6 XT 481 E6 XT 482 E6 Chỉ tiêu SC BTBD SC BTBD SC BTBD SC BTBD SC BTBD SC BTBD SC BTBD SC BTBD SC BTBD Trước cải tạo SAIFI SAIDI (lần) (phút) 0,77 17,38 1,08 29,69 2,30 13,41 4,12 29,17 1,98 26,49 2,51 40,68 2,91 26,38 3,31 36,01 0,77 19,5 0,98 26,92 0,30 10,35 0,44 17,71 1,72 21,94 3,29 34,79 0,89 32,76 1,01 41,55 0,27 12,24 0,49 19,86 Sau cải tạo SAIFI SAIDI (lần) (phút) 0,71 13,93 1,02 29,07 1,91 11,28 3,71 24,83 1,78 20,16 2,27 33,36 2,62 23,74 2,98 32,41 0,70 17,55 0,87 24,23 0,27 9,32 0,40 15,94 1,54 19,75 2,96 31,31 0,80 29,48 0,93 37,40 0,24 11,02 0,44 17,87 Hiệu SAIFI SAIDI (lần) (phút) 0,06 3,45 0,06 0,62 0,39 2,13 0,41 4,34 0,20 6,33 0,24 7,32 0,29 2,64 0,33 3,60 0,07 1,95 0,11 2,69 0,03 1,03 0,04 1,77 0,18 2,19 0,33 3,48 0,09 3,28 0,08 4,15 0,03 1,22 0,05 1,99 R L T DU C C 4.4 KẾT LUẬN Trong chương này, tác giả ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT để phân tích đánh giá tiêu độ tin cậy xuất tuyến lưới điện phân phối 22 kV ĐLNSH quản lý vận hành sở số liệu thu thập Cũng phần mềm PSS/ADEPT tác giả phân tích hiệu giải pháp đề xuất Về bản, giải pháp đáp ứng yêu cầu, để nâng cao chất lượng phục vụ khách hàng nữa, ngành điện phải tiếp tục ứng dụng giải pháp quản lý công nghệ tốt hơn, ứng dụng công nghệ tự động giải pháp bảo quản định kỳ, có kế hoạch cắt điện bảo dưỡng định kỳ hợp lý Các giải pháp đề xuất thực có vốn đầu tư không lớn, thời gian thu hồi nhanh, hiệu công tác nâng cao ĐTCCCĐ đảm bảo phù hợp với yêu cầu TTHPC Điện lực Nam Sơng Hương Ngồi ra, việc nâng cao ĐTCCCĐ 71 đáp ứng yêu cầu khách hàng chất lượng dịch vụ, đảm bảo phù hợp với phát triển, phục vụ mục tiêu phát triển kinh tế xã hội trị TP Huế tỉnh TT-Huế R L T DU C C 72 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Luận văn đề cập đến lưới điện phân phối Điện lực Nam Sông Hương, đánh giá phân tích nguyên nhân ảnh hưởng trực tiếp đến ĐTCCCĐ từ đề xuất giải pháp cụ thể để cải thiện trực tiếp tiêu SAIDI, SAIFI, MAIFI nhằm thực tốt yêu cầu Công ty giao cho đơn vị Với thực tế lưới điện có đảm bảo tất giải pháp tầm kiểm sốt, khơng dẫn tới an toàn, ổn định hệ thống Các giải pháp thực tốt yêu cầu tiêu ĐTCCCĐ, nhiên cần có đầu tư phù hợp theo giai đoạn để đảm bảo lợi nhuận sản xuất kinh doanh phù hợp với Điện lực Nam Sông Hương Độ tin cậy cung cấp điện yêu cầu cấp thiết hệ thống điện thời C C gian tới, việc thực giải pháp nhanh chóng hiệu mục tiêu hết Để đáp ứng yêu cầu khơng cần đầu tư thiết bị cịn phải nâng R L T DU cao lực quản lý người, giải pháp quan trọng công tác nâng cao ĐTCCCĐ đảm bảo hiệu sản xuất kinh doanh Số liệu thống kê thực tế kiện mang tính ngẫu nhiên, nên kết tính tốn số liệu bình quân Tuy nhiên, số liệu bình quân có giá trị thực tiễn việc đánh giá độ tin cậy lưới điện trạng xác định phương án đầu tư nhằm nâng cao độ tin cậy, xây dựng định mức, tiêu độ tin cậy lưới điện phân phối, qui hoạch, thiết kế lưới điện phân phối Do điều kiện thời gian khả có hạn, lĩnh vực nghiên cứu để áp dụng, tài liệu tham khảo không đầy đủ nên nội dung luận văn mặt hạn chế cần tiếp tục nghiên cứu để khắc phục Đề tài hướng đến đề cập đến tiêu kỹ thuật nhằm nâng cao ĐTCCCĐ Điện lực thành phố, với yêu cầu ngày cao dịch vụ khách hàng nên không đề cập đến tiêu kinh tế Hạn chế đề tài chưa tối ưu hoá số lượng vị trí đặt thiết bị đóng cắt để đảm bảo đem lại hiệu kinh tế đảm bảo thời gian điện cho khách hàng thấp Hiện nay, dự án cải tạo nâng cấp lưới điện phân phối cần ưu tiên mạch liên kết trung áp đồng hoá thiết bị mạch vòng nhằm giảm thiểu thời gian điện cố thao tác theo kế hoạch 73 Trong xu hướng mở rộng nhiều thành phần kinh tế tham gia quản lý kinh doanh điện lưới điện phân phối, việc nghiên cứu giải pháp nâng cao độ tin cậy góp phần giúp Cơng ty Điện lực giảm thời gian sản lượng điện mất, quản lý chặt chẽ thơng số vận hành lưới điện góp phần đem lại lợi ích cho người tiêu dùng điện cho toàn xã hội Số liệu thu thập luận văn tổng hợp từ vòng 04 năm gần Tuy nhiên chưa áp dụng rộng rãi đơn vị nên thông tin điện khách hàng để tính tốn xác 70 – 80% Vì số liệu thực tế tiêu ĐTCCCĐ cao nhiều so với kết thực thu thập chương trình OMS CPC Do điều kiện thời gian khả có hạn nội dung luận văn cịn mặt thiếu sót cần phải nghiên cứu khắc phục thêm R L T DU C C 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Trần Bách (2004), Lưới điện hệ thống điện Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [2] Nguyễn Hoàng Việt (2002), Đánh giá độ tin cậy hệ thống điện Nhà xuất Đại học Quốc Gia TPHCM [3] TS Trần Tấn Vinh, Các phương pháp tính tốn độ tin cậy hệ thống điện, Đại học Bách khoa Đà Nẵng, 2017 [4] Tập đoàn Điện lực Việc Nam (2014), Quyết định ban hành Quy định thống kê, báo cáo cố độ tin cậy lưới điện Quyết định số: 717/QĐ-EVN Hà Nội ngày 28/08/2014 [5] Bộ Công Thương (2015), Thông tư Quy định hệ thống điện phân phối Thông C C tư số: 39/2015/TT-BCT, Hà Nội ngày 18/11/2015 R L T DU [6] Tổng công ty Điện lực Miền Trung (2018), Báo cáo Hội nghị nâng cao độ tin cậy Hệ thống điện miền Trung Tài liệu nội bộ, Đà nẵng 2018 [7] Điện lực Nam Sông Hương (2018), Sơ đồ mặt bằng, sơ đồ nguyên lý lưới điện trung áp Tài liệu nội [8] Tổng công ty Điện lực Miền Trung (2013), Quy định tiêu chuẩn kỹ thuật vật tư thiết bị lưới điện phân phối Tổng Công ty Điện lực miền Trung Quyết định số: 3079/QĐ-EVN CPC, Đà Nẵng ngày 01/07/2013 [9] Chương trình quản lý điện Tổng Cơng ty Điện lực miền Trung OMS – Outage Management System Tiếng Anh [1] IEEE Standard 1366-1998 – Classifying Reliability Guide for Electric Power Distribution Reliability Indices U D L T C C R U D L T C C R U D L T C C R U D L T C C R U D L T C C R U D L T C C R U D L T C C R U D L T C C R U D L T C C R C C DU R L T ... Thiên Huế Chương 2: Tổng quan độ tin cậy Các phương pháp tính tốn độ tin cậy lưới điện Chương 3: Tính tốn ĐTCCCĐ lưới điện trung áp Điện lực Nam Sông Hương thuộc Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế. .. Chương 4: Đề xuất giải pháp nâng cao ĐTCCCĐ lưới điện trung áp Điện lực Nam Sông Hương thuộc Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế 5 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP VÀ TÌNH HÌNH THỰC HIỆN ĐỘ... ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN CỦA ĐIỆN LỰC NAM SÔNG HƯƠNG CÔNG TY ĐIỆN LỰC THỪA THIÊN HUẾ 1.1 TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP ĐIỆN LỰC NAM SÔNG HƯƠNG 1.1.1 Đặc điểm lưới điện trung áp Điện lực Nam Sông