Nghiên cứu ảnh hưởng khi đấu nối các nguồn năng lượng mới vào lưới điện 110kv khu vực tỉnh quảng trị

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHAN NGỌC QUANG C C NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG KHI ĐẤU NỐI R L T CÁC NGUỒN NĂNG LƢỢNG MỚI VÀO LƢỚI ĐIỆN 110KV KHU VỰC TỈNH QUẢNG TRỊ DU LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN Đà Nẵng – Năm 2021 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHAN NGỌC QUANG NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG KHI ĐẤU NỐI CÁC NGUỒN NĂNG LƢỢNG MỚI VÀO LƢỚI ĐIỆN 110KV KHU VỰC TỈNH QUẢNG TRỊ C C R L T DU Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN Mã số: 8520201 LUẬN VĂN THẠC SĨ Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS NGÔ VĂN DƢỠNG Đà Nẵng – Năm 2021 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tác giả luận văn PHAN NGỌC QUANG C C DU R L T ii NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG KHI ĐẤU NỐI CÁC NGUỒN NĂNG LƢỢNG MỚI VÀO LƢỚI ĐIỆN 110KV KHU VỰC TỈNH QUẢNG TRỊ Học viên: Phan Ngọc Quang Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 8520201 Khóa: K36.KTĐ Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN Tóm tắt: Hiện địa bàn tỉnh Quảng Trị có trạm nguồn 220kV Đơng Hà cấp điện cho lưới điện 110kV Theo Quy hoạch định hướng phát triển nguồn điện từ lượng tái tạo (thủy điện, điện gió, điện mặt trời, điện sinh khối…), đặc biệt khu vực huyện Hướng Hóa huyện Đăk Rông tỉnh Quảng Trị đầu tư phát triển nhanh nhiều nguồn điện, công suất đặt nguồn thủy điện, phong điện lớn nhiều so với phụ tải, lưới điện truyền tải chưa đáp ứng kip Luận văn tập trung xây dựng mơ hình hệ thống điện 110kV tỉnh Quảng Trị phần mềm PSS/E, tiến hành phân tích đánh giá mức độ vận hành lưới điện sở sơ đồ lưới điện khu vực tỉnh Quảng Trị nhu cầu phụ tải giai đoạn 2020-2021 có xét đến năm 2025 Tính tốn chế độ vận hành bình thường, chế độ vận hành cố để từ xác định trường hợp gây tải, hư hỏng, nguy hiểm ảnh hưởng đến an toàn vận hành hệ thống Đề xuất giải pháp thực cải tạo nâng cấp lưới điện phù hợp với trạng quy hoạch để nâng cao khả an toàn vận hành lưới điện, đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế xã hội, an ninh quốc phịng khu vực Từ khóa: hệ thống điện 110kV, vận hành, nguồn điện, lượng, an toàn, giải pháp C C R L T DU RESEARCHING ON THE EFFECTS WHILE CONNECTING THE RENEWABLE ENERGIES TO THE 110KV POWER GRID IN QUANG TRI PROVINCE Currently there is only one 220kV Dong Ha power station supplying electricity to the 110kV power grid in Quang Tri province According to the planning and development orientation of renewable energy sources (hydroelectricity, wind power, solar power, biomass power ), especially in Huong Hoa district and Dak Rong district, Quang Tri province has invested to develop many sources of electricity, the installed capacity of hydroelectric and wind power sources is much larger than the load, transmission grid has not yet met The thesis focuses on building 110kV power system model in Quang Tri province by using PSS / E software, analyzing and evaluating the operation level of the power grid on the basis of the regional grid diagram of Quang Tri province and demand of 2020-2021 period with consideration to 2025 Calculating based on normal and issue operation mode to identify cases that may cause overload, damage or danger to safe operating system Proposing solutions to renovate and upgrade the power grid in accordance with the current situation as well as planning to improve the safety of power grid operation, meeting the socioeconomic development requirement, security and national defense Key words: 110KV electrical system, operation, power grid, energy, safe, solution iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i TÓM TẮT ii MỤC LỤC iii DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC CÁC BẢNG vi DANH MỤC CÁC HÌNH ix MỞ ĐẦU 1 ĐẶT VẤN ĐỀ MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ TÍNH THỰC TIỄN ĐẶT TÊN ĐỀ TÀI C C BỐ CỤC CỦA LUẬN VĂN .2 CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ LƢỚI ĐIỆN KHU VỰC TỈNH QUẢNG TRỊ .3 1.1 Hiện trạng nguồn lưới điện 1.1.1 Hiện trạng nguồn điện .3 1.1.2 Hiện trạng lưới điện 1.2 Kế hoạch phát triển lưới điện khu vực phía Tây tỉnh Quảng Trị .7 R L T DU 1.2.1 Nguồn điện 1.2.2 Lưới điện 1.3 Kết luận 10 CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ TÍNH TỐN CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ LỰA CHỌN PHẦN MỀM ỨNG DỤNG TÍNH TỐN 11 2.1 Mở đầu 11 2.2 Các phương pháp tính tốn chế độ xác lập hệ thống điện [4], [5] 11 2.2.1 Giải tích mạng điện phương pháp lặp Gauss - Seidel 11 2.2.2 Giải tích mạng điện phương pháp lặp Newton-Raphson .14 2.3 Lựa chọn phần mềm ứng dụng tính tốn chế độ xác lập hệ thống điện 19 2.3.1 Đặt vấn đề .19 2.3.2 Phân tích lựa chọn phần mềm tính tốn 20 2.4 Kết luận 22 iv CHƢƠNG TÍNH TỐN PHÂN TÍCH CÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH LƢỚI ĐIỆN KHU VỰC QUẢNG TRỊ XÉT ĐẾN SỰ THAM GIA CỦA CÁC NGUỒN NĂNG LƢỢNG MỚI 23 3.1 Các chế độ vận hành lưới điện khu vực 23 3.2 Tính tốn, phân tích chế độ vận hành lưới điện 110kV khu vực Quảng Trị với tham gia cụm nhà máy điện gió Hướng Linh 1&2 23 3.3 Tính tốn, phân tích chế độ vận hành lưới điện 110kV khu vực Quảng Trị giai đoạn có thêm NMĐG (Hướng Linh 3, Hướng Phùng 1&2, Hướng Phùng 3, Hướng Tân, Tân Linh, Liên Lập) 29 3.4 Kết luận 33 CHƢƠNG TÍNH TỐN ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC CÁC ẢNH HƢỞNG CỦA NGUỒN NĂNG LƢỢNG MỚI ĐẾN CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH LƢỚI ĐIỆN 110KV QUẢNG TRỊ 34 4.1 Đánh giá lưới điện đề xuất giải pháp thực 34 4.2 Đặc điểm đường dây cần cải tạo lưới điện 110kV khu vực tỉnh Quảng Trị 34 4.3 Các phương án cải tạo đường dây 110kV khu vực tỉnh Quảng Trị .35 4.4 Đánh giá phân tích phương án cải tạo giai đoạn năm 2021 .36 4.4.1 Chế độ vận hành bình thường .36 4.4.2 Chế độ vận hành gặp cố .40 C C R L T DU 4.5 Đánh giá phân tích phương án cải tạo giai đoạn sau năm 2025 .60 4.5.1 Chế độ vận hành bình thường .61 4.5.2 Chế độ vận hành cố 65 4.6 Tính tốn sơ chi phí đầu tư xây dựng (ĐTXD) phương án cải tạo lưới điện 110kV khu vực tỉnh Quảng Trị 68 4.7 Lựa chọn phương án 69 4.8 Kết luận 70 KẾT LUẬN 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 PHỤ LỤC HÌNH ẢNH QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (Bản sao) v DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT KÝ HIỆU: Sđm - Công suất biểu kiến định mức Uđm - Điện áp định mức Usc - Điện áp cố Iđm - Dòng điện làm việc định mức P - Công suất tác dụng Q - Công suất phản kháng ΔP - Tổn thất công suất tác dụng ΔQ - Tổn thất công suất phản kháng PBCS - Phân bố công suất TSVH - Thông số vận hành N-1 - Sự cố đơn lẻ phần tử ACCC - AC Contingency Solution DCCC - DC Checking Calculation DFAX - Distribution Factor Data File SOLV - Phương pháp Gauss – Seidel MSLV - Phương pháp Modifed Gauss – Seidel FNSL - Phương pháp Full Newton – Raphson NSOL - Phương pháp Decoupled Newton – Raphson FDNS - Phương pháp Fixed slope decoupled Newton – Raphson C C R L T DU CHỮ VIẾT TẮT: ĐD - Đường dây HTĐ - Hệ thống điện MBA - Máy biến áp NĐ - Nhiệt điện NMTĐ - Nhà máy thủy điện NMĐG - Nhà máy điện gió PSS/E - Power System Simulator for Engineering PTI - Power Technologies International TĐ - Thuỷ điện vi DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu Tên bảng bảng 1.1 Danh mục nhà máy thủy điện địa bàn tỉnh Quảng Trị Danh mục nhà máy điện điện gió địa bàn tỉnh Quảng 1.2 Trị 1.3 Thơng số tình hình mang tải trạm biến áp 220kV 1.4 Hiện trạng trạm biến áp 110kV 1.5 Hiện trạng tuyến đường dây 110kV 1.6 Các nguồn điện bổ sung giai đoạn 2019-2021 3.1 Chế độ vận hành bình thường năm 2021 3.2 Chế độ vận hành cố năm 2021 3.3 Tổng hợp kết phân tích giai đoạn 2021 3.4 Chế độ vận hành bình thường giai đoạn 2025 3.5 Chế độ vận hành cố giai đoạn 2025 3.6 Tổng hợp kết phân tích giai đoạn 2025 Cơng suất truyền tải chế độ vận hành bình thường 4.1 đường dây phương án Công suất truyền tải chế độ vận hành bình thường 4.2 đường dây phương án Công suất truyền tải đường dây cố đường dây 4.3 110kV Cam Lộ - NMTĐ Quảng Trị phương án Công suất truyền tải đường dây cố đường dây 110kV Cam Lộ - NMTĐ Quảng Trị (NMĐG Hướng Linh 1&2 4.4 phát định mức, giảm phát NMTĐ Đăk Rông 4, NMTĐ Quảng Trị) Công suất truyền tải đường dây cố đường dây 4.5 110kV Cam Lộ - NMTĐ Quảng Trị (NMĐG Hướng Linh giảm phát 10MW Hướng Linh giảm phát 10MW) Công suất truyền tải đường dây cố đường dây 4.6 110kV Cam Lộ - NMTĐ Quảng Trị (NMĐG Hướng Linh giảm phát 20MW Hướng Linh giảm phát 20MW) Công suất truyền tải đường dây cố đường dây 110kV Cam Lộ - NMTĐ Quảng Trị (NMĐG Hướng Linh 4.7 giảm phát 10MW Hướng Linh giảm phát 20MW) C C R L T DU 4.8 Công suất truyền tải đường dây cố đường dây Trang 4 5 24 26 28 29 31 32 36 38 40 42 43 43 44 44 vii Số hiệu bảng 4.9 4.10 4.11 4.12 4.13 4.14 4.15 4.16 4.17 4.18 4.19 4.20 4.21 Tên bảng Trang 110kV Cam Lộ - NMTĐ Quảng Trị (NMĐG Hướng Linh giảm phát 15MW Hướng Linh phát định mức) Công suất truyền tải đường dây cố đường dây 110kV Đăk Rông – Đông Hà phương án Công suất truyền tải đường dây cố đường dây 110kV Đăk Rông – Đông Hà (NMĐG Hướng Linh 1&2 phát định mức) – PA1 Công suất truyền tải đường dây cố đường dây 110kV Đăk Rông – Đông Hà (NMĐG Hướng Linh 1&2 giảm phát 10MW) – PA1 Công suất truyền tải đường dây cố đường dây 110kV Đăk Rông – Đông Hà (NMĐG Hướng Linh 1&2 giảm phát 20MW) – PA1 Công suất truyền tải đường dây cố đường dây 110kV Đăk Rông – Đông Hà (NMĐG Hướng Linh giảm phát 20MW, Hướng Linh giảm phát 10MW) – PA1 Công suất truyền tải đường dây cố đường dây 110kV Đăk Rông – Đông Hà (NMĐG Hướng Linh giảm phát 20MW, Hướng Linh phát định mức) – PA1 Công suất truyền tải đường dây cố đường dây 110kV Đông Hà - Cam Lộ - PA2 Công suất truyền tải đường dây cố đường dây 110kV Cam Lộ - NMTĐ Quảng Trị - PA2 Công suất truyền tải đường dây cố đường dây 110kV NMTĐ Quảng Trị - Khe Sanh - PA2 Công suất truyền tải đường dây cố đường dây 110kV Khe Sanh - Lao Bảo - PA2 Công suất truyền tải đường dây cố đường dây 110kV 110kV Lao Bảo - NMĐG Hướng Linh - PA2 Công suất truyền tải đường dây cố đường dây 110kV 110kV NMĐG Hướng Linh - NMTĐ Đăk Rông PA2 Công suất truyền tải đường dây cố đường dây 110kV 110kV Đăk Rông - Đông Hà - PA2 C C DU R L T 45 47 48 48 49 49 50 52 52 53 53 54 54 viii Số hiệu bảng 4.22 4.23 4.24 4.25 4.26 4.27 4.28 4.29 4.30 4.31 4.32 4.33 4.34 4.35 4.36 Tên bảng Trang Tổng hợp kết chế độ vận hành bình thường cố phương án Cơng suất truyền tải chế độ vận hành bình thường đường dây phương án (trường hợp có TBA 220kV Lao Bảo) Cơng suất truyền tải chế độ cố ĐD 110kV TBA 220kV Lao Bảo – Khe Sanh phương án (trường hợp có TBA 220kV Lao Bảo) Công suất truyền tải chế độ cố ĐD 110kV Đăk Rông - Đông Hà phương án (trường hợp có TBA 220kV Lao Bảo) Công suất truyền tải chế độ cố ĐD 110kV Đăk Rông - Đông Hà phương án (trường hợp có TBA 220kV Lao BảoNMĐG Hướng Linh 1&2 phát định mức) có thực giảm phát Cơng suất truyền tải chế độ cố ĐD 110kV Đăk Rông - Đông Hà phương án (trường hợp có TBA 220kV Lao BảoNMĐG Hướng Linh 1&2 giảm phát 10MW) có thực giảm phát Cơng suất truyền tải chế độ cố ĐD 110kV Đăk Rông - Đơng Hà phương án (trường hợp có TBA 220kV Lao BảoNMĐG Hướng Linh 1&2 giảm phát 20MW) có thực giảm phát Công suất truyền tải chế độ vận hành bình thường đường dây phương án – giai đoạn năm 2025 Công suất truyền tải chế độ vận hành bình thường đường dây phương án – giai đoạn năm 2025 Công suất truyền tải chế độ vận hành cố đường dây đến năm 2025 (phương án 1) Công suất truyền tải chế độ vận hành cố đường dây đến năm 2025 (phương án 2) Chi phí đầu tư 1km đường dây Tổng chiều dài đường dây cần cải tạo theo phương án Tổng chiều dài đường dây cần cải tạo theo phương án Chi phí đầu tư theo phương án C C DU R L T 55 56 58 58 59 59 60 61 63 65 66 68 68 68 69 C C DU R L T Hình 17 Chế độ vận hành cố ĐD 110kV TBA 220kV Lao Bảo – Khe Sanh phương án (trường hợp có TBA 220kV Lao Bảo) C C DU R L T Hình 18 Chế độ vận hành cố ĐD 110kV Đăk Rông - Đông Hà phương án (trường hợp có TBA 220kV Lao Bảo) C C DU R L T Hình 19 Chế độ vận hành cố ĐD 110kV Đăk Rông - Đông Hà phương án (trường hợp có TBA 220kV Lao Bảo-NMĐG Hướng Linh 1&2 phát định mức) có thực giảm phát C C DU R L T Hình 20 Chế độ vận hành cố ĐD 110kV Đăk Rông - Đơng Hà phương án (trường hợp có TBA 220kV Lao Bảo-NMĐG Hướng Linh 1&2 giảm phát 10MW) có thực giảm phát C C DU R L T Hình 21 Chế độ vận hành cố ĐD 110kV Đăk Rông - Đông Hà phương án (trường hợp có TBA 220kV Lao Bảo-NMĐG Hướng Linh 1&2 giảm phát 20MW) có thực giảm phát C C DU R L T C C DU R L T C C DU R L T C C DU R L T C C DU R L T C C DU R L T C C DU R L T C C DU R L T C C DU R L T C C DU R L T ... ? ?Nghiên cứu ảnh hưởng đấu nối nguồn lượng vào lưới điện 110kV khu vực tỉnh Quảng Trị? ?? MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU - Phân tích tính tốn trào lưu cơng suất phân tích chế độ vận hành lưới điện khu vực tỉnh. .. PHAN NGỌC QUANG NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG KHI ĐẤU NỐI CÁC NGUỒN NĂNG LƢỢNG MỚI VÀO LƢỚI ĐIỆN 110KV KHU VỰC TỈNH QUẢNG TRỊ C C R L T DU Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN Mã số: 8520201 LUẬN VĂN... đồ lưới điện trạng tỉnh Quảng Trị [2] 1.2 Kế hoạch phát triển lƣới điện khu vực phía Tây tỉnh Quảng Trị Khu vực phía Tây tỉnh Quảng Trị đầu tư phát triển nhanh nguồn lượng tái tạo tập trung lưới