Tính toán phân tích và đề xuất giải pháp giảm tổn thất điện năng lưới điện phân phối thành phố quảng ngãi

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÙI THANH HẢI TÍNH TỐN, PHÂN TÍCH VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ QUẢNG NGÃI LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2019 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÙI THANH HẢI TÍNH TỐN, PHÂN TÍCH VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ QUẢNG NGÃI Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 8520201 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS TS NGÔ VĂN DƢỠNG Đà Nẵng - Năm 2019 LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn Giảng viên hướng dẫn khoa học PGS TS Ngô Văn Dưỡng tận tình hướng dẫn, cung cấp tài liệu tạo điều kiện tốt cho tơi hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn thầy cô khoa điện trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng giảng dạy, truyền đạt, cung cấp cho kiến thức bổ ích, kiến thức tảng để thực nghiên cứu luận văn Cuối cùng, tơi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, người thân bạn bè ủng hộ, động viên suốt thời gian thực luận văn Một lần xin chân thành cảm ơn! TÁC GIẢ LUẬN VĂN BÙI THANH HẢI 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 cơng trình khác khác TÁC GIẢ LUẬN VĂN BÙI THANH HẢI MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC TRANG TÓM TẮT TIẾNG VIỆT & TIẾNG ANH MỞ ĐẦU Mục ch nghi n cứu: Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu: Phƣơng pháp nghi n cứu: Chƣơng TỔNG QUAN VỀ LĐPP VÀ TTĐN ĐIỆN LỰC THÀNH PHỐ QUẢNG NGÃI 1.1 Tổng quan LĐPP Thành phố Quảng Ngãi: 1.1.1 Quá trình hình thành phát triển: 1.1.2 Đặc iểm LĐPP Điện lực Thành phố Quảng Ngãi: 1.1.3 Giới thiệu trạng hệ thống iện lực Thành phố Quảng Ngãi 1.1.3.1 Cơ cấu tổ chức: 1.1.3.2 Lĩnh vực sản xuất kinh doanh 1.1.3.3 Hiện trạng hệ thống iện Điện lực Thành phố Quảng Ngãi 1.1.3.4 Tình hình nguồn iện: 1.1.3.4 Tình hình lƣới iện: 1.1.3.5 Đặc iểm phụ tải LĐPP Thành phố Quảng Ngãi 18 1.1.3.5.1 Phụ tải iện có ặc iểm chung: 18 1.1.3.5.2 Các ặc trƣng phụ tải iện: 19 1.1.3.5.3 Y u cầu phụ tải ối với hệ thống iện: 20 1.2.3 TTĐN LĐPP Thành phố Quảng Ngãi (Số liệu thống k năm, cụ thể nhƣ sau): 23 1.3 Kết luận: 23 CHƢƠNG II: NGHIÊN CỨU CÁC PHƢƠNG PHÁP TÍNH TỐN PHÂN TÍCH CÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ CÁC PHẦN MỀM TÍNH TỐN 25 2.2 Các phƣơng pháp t nh phân bố công suất hệ thống iện 25 2.2.1 T nh tốn phân bố cơng suất phƣơng pháp lặp Gauss – Seidel 25 2.2.2 T nh tốn phân bố cơng suất phƣờng pháp lặp Newton-Raphson 26 2.2.3 Các phƣơng pháp xác ịnh phụ tải tải t nh toán 27 2.2.4 Các phƣơng pháp t nh toán TTCS TTĐN hệ thống cung cấp iện 28 2.3 Các phần mềm phân t ch, t nh toán hệ thống iện 35 2.3.1 Phần mềm PSS/ADEPT 5.0 35 2.3.1.1 Phƣơng pháp t nh toán phân bổ công suất phần mềm PSS/ADEPT 5.0 35 2.3.1.2 T nh toán vị tr ặt bù tối ƣu CAPO 36 3.1.2 T nh toán TTĐN cho XT473&475/E16.1 thuộc LĐPP Khu vực Thành phố Quảng Ngãi: 42 3.2.1.1 Số liệu ầu vào t nh toán TTĐN: 42 3.1.2 Xác ịnh chế ộ t nh toán: 42 3.1.3 Tính tốn chế ộ vận hành xuất tuyến: 45 3.1.3.1 Xuất tuyến 473/E16.1: 45 3.2.2.1 T nh toán chế ộ vận hành cực ại (MAX): 46 3.2.2.2 T nh tốn chế ộ vận hành trung bình: (AVG) 47 3.2.2.3 T nh toán chế ộ vận hành cực tiểu: (MIN) 48 3.1.4.T nh toán gần úng TTĐN XT 473&475/E16.1 thuộc LĐPP Thành phố Quảng Ngãi 48 3.3.T nh toán chế ộ vận hành cố: 50 3.3.1 Trƣờng hợp cố 473/E16.1 50 3.3.1.1 T nh toán chế ộ vận hành cực ại (MAX) 50 3.3.1.2 T nh tốn chế ộ vận hành trung bình (AVG) 50 3.3.1.3 T nh toán chế ộ vận hành cực tiểu (MIN): 51 3.3.2 Trƣờng hợp cố 475/E16.1 51 3.3.2.2 T nh toán chế ộ vận hành cực ại (MAX) 51 3.3.2.3 T nh toán chế ộ vận hành trung bình (AVG) 51 3.3.2.4 T nh toán chế ộ vận hành cực tiểu (MIN) 51 3.4 Kết luận 51 3.4.1 Về TTCS: 51 3.4.2 Về TTĐN: 52 3.4.3 Về giả thuyết cố ầu nguồn XT 473&475/E16.1: 52 CHƢƠNG IV: TÍNH TỐN ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM TTĐN CHO LĐPP ĐIỆN LỰC THÀNH PHỐ QUẢNG NGÃI 53 4.1 Mở ầu: 53 4.2 T nh tốn ề xuất giải pháp bù cơng suất phản kháng 53 4.2.1 T nh toán cho xuất tuyến 473/E16.1 54 4.2.1.1 Sơ t nh toán: 54 4.2.1.2 Kết t nh toán 54 4.2.2 T nh toán cho xuất tuyến 475/E16.1 56 4.2.2.1 Sơ t nh toán 56 4.2.2.2 Kết t nh toán 56 4.3 T nh toán phân t ch chế ộ vận hành xuất tuyến 473/E16.1 475/E16.1 sau thực tối ƣu hóa vị tr bù 57 4.3.1 T nh toán chế ộ vận hành cực ại: MAX 58 4.3.2 T nh toán chế ộ vận hành trung bình AVG: 59 4.3.3 Tính tốn chế ộ vận hành cực tiểu MIN: 59 4.3.5 Nhận xét, ánh giá 60 4.4 T nh tốn ề xuất giải pháp tìm iểm mở tối ƣu TOPO 61 4.4.1 T nh tốn chọn li n lạc nối vịng Xuất tuyến 473/E16.1 475/E16.1: 62 4.4.2 Nhận xét, ánh giá 63 4.4.3 Hiệu giảm tổn thất sau thực giải pháp lắp bù kinh tế tìm iểm mở tối ƣu cho XT473&475/E16.1 63 4.4.4 T nh toán dao cách ly phân oạn cố MC 473/E16.1 64 4.4.4.1 T nh toán chế ộ vận hành cực ại: MAX: Bảng 4.9 64 4.4.4.2 T nh toán chế ộ vận hành trung bình: AVG: Bảng 4.10 64 4.4.4.4 Nhận xét ánh giá 65 4.4.5 T nh toán dao cách ly phân oạn cố MC-475/E16.1: 66 4.4.5.1 T nh toán chế ộ vận hành cực ại: MAX: Bảng 4.12 66 4.4.5.2 T nh toán chế ộ vận hành trung bình: AVG: Bảng 4.13 66 4.4.5.3 T nh toán chế ộ vận hành cực tiểu: MIN: Bảng 4.14 66 4.4.5.4 Nhận xét ánh giá 67 4.5 Đề xuất hoàn thiện số phƣơng thức kết dây giải pháp nhằm giảm TTĐN: 67 4.6 Kết luận 69 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 71 KẾT LUẬN 71 KIẾN NGHỊ 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 TRANG TÓM TẮT TIẾNG VIỆT & TIẾNG ANH TÍNH TỐN, PHÂN TÍCH VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ QUẢNG NGÃI Học vi n: Bùi Thanh Hải Chuy n ngành: Kỹ thuật iện Mã số: 60.52.50 Khoá: K34_QNg Trƣờng Đại học Bách Khoa - ĐHĐN Tóm tắt - Giảm tổn thất iện ti u ch quan trọng ngành iện sản xuất kinh doanh iện Nƣớc ta nƣớc ang phát triển, ó năm gần ây nhu cầu sử dụng iện ngày tăng, ó hệ thống lƣới iện ầu tƣ giai oạn, sau nhiều năm vận hành, lƣới iện không ảm bảo áp ứng nhu cầu sử dụng iện ngƣời dân Việc xây dựng không ồng chƣa t nh toán cập nhật thƣờng xuy n dẫn ến tổn thất iện tr n lƣới iện kể nhiều khu vực hệ thống iện khu vực thành phố Quảng Ngãi Do vậy, việc t nh toán ƣa giải pháp giảm tổn thất iện cần thiết Trong ề tài này, dựa tr n sở nghi n cứu lý thuyết, số liệu báo cáo theo dõi năm có hƣớng tăng dần Vì vậy, việc tìm giải pháp giảm tổn thất iện kết hợp với sử dụng phần mềm ứng dụng ể phân t ch tổn thất iện tr n lƣới iện phân phối Điện lực Thành phố Quảng Ngãi dựa tr n ánh giá ƣu, khuyết iểm giải pháp giảm tổn thất iện mà Điện lực Thành phố Quảng Ngãi ang áp dụng, số giải pháp giảm tổn thất iện ƣợc lựa chọn Kết t nh toán ạt ƣợc thể ƣợc t nh hiệu giải pháp ƣợc ề xuất Từ khóa – Tổn thất cơng suất, tổn thất iện năng; lƣới iện phân phối; bù công suất phản kháng; tụ bù; Điện lực Thành phố Quảng Ngãi CALCULATION, ANALYSIS AND PROPOSAL OF SOLUTIONS TO REDUCE THE ELECTRIC NETWORK OF ELECTRIC NETWORK DISTRIBUTION OF QUANG NGAI CITY Abstract - Reducing power loss is one of the important criteria of the electricity industry in electricity production and trading Vietnam is a developing country, so in recent years the demand for electricity has been increasing, while the grid system has invested in each period, after many years of operation, the grid is not guaranteed meet the demand of electricity use of people The construction of heterogeneous and not regularly updated updates leads to significant power loss on the grid in many areas in the power system, especially in Quang Ngai city area Therefore, it is necessary to calculate and propose solutions to reduce power loss In this topic, on the basis of theoretical research, the reported annual monitoring data has gradually increased Therefore, finding solutions to reduce power loss combined with using software applications to analyze the current power loss on the distribution grid of Quang Ngai City Electricity and based on the evaluation of advantages and disadvantages of solutions to reduce power loss that are applied by Quang Ngai City Power Company, some solutions to reduce power loss are selected Calculated results show the effectiveness of the proposed solution Key words - Power loss, distribution grid; reactive power compensation; capacitor; Electricity of Quang Ngai City DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.2: Biểu đồ phụ tải đặc trưng xuất tuyến 471/E16.1 12 Hình 1.3: Biểu đồ phụ tải đặc trưng xuất tuyến 473/E16.1 13 Hình 1.4: Biểu đồ phụ tải đặc trưng xuất tuyến 475/E16.1 14 Hình 1.5: Biểu đồ phụ tải đặc trưng xuất tuyến 479/E16.1 15 Hình 1.6: Biểu đồ phụ tải đặc trưng xuất tuyến 471/E16.5 16 Hình 1.7: Biểu đồ phụ tải đặc trưng xuất tuyến 473/E16.5 17 Hình 1.8: Biểu đồ phụ tải đặc trưng xuất tuyến 477/E16.5 18 Hình 1.9 Đồ thị phụ tải ngày, đêm 19 Hình 2.1a Sơ đồ đa cổng đường dây truyền tải 25 Hình 2.1a: Đồ thị phụ tải chữ nhật h a 29 Hình 2.1b: Đồ thị phụ tải hình thang h a 29 Hình :2.2 ây dựng biểu đồ TTCS xác định TTĐN sử dụng đường cong tổn thất 32 Hình 2.4: Đường cong tổn thất Hình 2.5: Họ đường cong tổn thất 34 Hình 2.3: Thuật tốn xác đinh cấu trúc lưới điện tối ưu TOPO 38 Hình 2.4 Các tùy chọn hộp thoại TOPO 39 Hình 3.1: Biểu đồ phụ tải đặc trưng ngày 45 Hình 3.1: Biểu đồ phụ tải đặc trưng ngày 46 Hình 5: Sơ đồ kết lưới sợi T473&475/E16.1 50 Hình 6: Sơ đồ vị trí lắp đặt bù trước tính tốn T 473/E16.1 XT 475/E16.1 54 Hình 7: Sơ đồ vị trí lắp đặt bù sau tính CAPO cho T 473/E16.1 T 475/E16.1 58 Hình 8: Sơ đồ liên kết vòng T 473&475/E16.1 62 55 S Vị tr tụ bù thay đổi TT Vị tr tụ bù giữ nguyên Dung lƣợng (KVAr) 1Vị tr NODE295 Nguyễn Tự Tân 300 2Vị tr NODE302 Trƣơng Định 300 3Vị tr NODE310 Ngô Sỹ Li n 300 Ghi XT 473/E16.1 S = 9000kVA; P = 8277,58 kW 1Vị tr NODE307 Tô Hiến Thành 2 300 Vị trí NODE302 300 Trƣơng Định 3Vị tr NODE293 NR Huỳnh Công Thiệu 300 1Vị tr NODE305 Tô Hiến Thành 300 2Vị tr NODE258 Hùng Vƣơng 300 300 XT 473/E16.1 S = 5000kVA; P = 4598,66kW XT 473/E16.1 S = 4000kVA; P = 3678,92kW 1Vị tr NODE302 Trƣơng Định XT 473/E16.1 S = 3000kVA; P = 2769,19kW (Không thực bù) Bảng 4.1 Tổng hợp vị trí tụ bù thay đổi Nhận xét: Qua kết t nh toán ta thấy ối với xuất tuyến 473/E16.1 vị tr tụ bù 300kVAr TBN 401 Quang Trung NODE204 300kVAr TBN 402 Hùng Vƣơng NODE273 ƣợc dời gần vị tr TBA phụ tải gần cuối xuất tuyến nhƣ vị tr NODE295 Nguyễn Tự Tân 3; Vị tr NODE302 Trƣơng Định Lắp ặt th m 01 cụm bù Vị tr NODE310 Ngô Sỹ Li n với dung lƣợng 300kVAr Nâng tổng dung lƣợng cho XT 473/E16.1 lên 900kVAr Các phụ tải chủ yếu cấp iện sinh hoạt kinh doanh dịch vụ n n thời gian phụ tải MAX chiếm nhiều ặt tụ bù vị tr hợp lý kinh tế Đối với trƣờng hợp kiểm tra công suất S = 9000kVA; P = 8277,58 kW; S = 5000kVA; P = 4598,66kW; S = 4000kVA; P = 3678,92kW Việc di chuyển tụ bù khơng mang lại hiệu phải tốn chi ph di chuyển bù tăng nhân công vận hành Do ó ể giảm TTCS chi ph ầu tƣ kiến nghị Điện lực Thành phố Quảng Ngãi thực nhƣ sau: - Xuất tuyến 473/E16.1: Khi S