ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KINH tế các PHƯƠNG PHÁP GIẢM tổn THẤT điện NĂNG ỨNG DỤNG CHO lưới điện PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ ĐỒNG hới f0418383

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐAI HỌC BÁCH KHOA HOÀNG LÊ TRUNG ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KINH TẾ CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG ỨNG DỤNG CHO LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ ĐỒNG HỚI Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mãsố: 8502021 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN HỮU HIẾU Đà Nẵng - Năm 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Trong luận văn có sử dụng số tài liệu đồng nghiệp; trí ch dẫn số viết, tài liệu chuyên ngành liên quan đến lưới điện phân phối Việt Nam Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trì nh khác Tác giả luận văn HOÀNG LÊ TRUNG MỤC LỤC TRANG BÌA LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC TRANG TĨM TẮT TIẾNG VIỆT VÀ TIẾNG ANH DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU 1 Lýdo lựa chọn đề tài .1 Mục đích nghiên cứu .1 Đối tượng vàphạm vi nghiên cứu Tên đề tài Bố cục luận văn .2 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN & TỔN THẤT TRÊN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 1.1 Tổng quan lưới điện phân phối .3 1.2 Đặc điểm lưới điện phân phối 1.2.1 Sơ đồ hình tia 1.2.2 Sơ đồ mạch vòng 1.3 Tổ n thấ t và nguyên nhân gây tổ n thấ t 1.3.1 Tổ n thấ t kỹ thuâ ̣t 1.3.2 Tổ n thấ t thương ma ̣i 1.4 Bùcông suất phản kháng lưới điện phân phối 1.4.1 Bùcông suất phản kháng 1.4.2 Yêu cầu kỹ thuật vàkinh tế 1.4.3 Các phương pháp bùcông suất phản kháng 1.4.4 Phương thức bùcông suất phản kháng 1.4.5 Phân tích ảnh hưởng tụ bù đến tổn thất công suất tác dụng vàtổn thất điện lưới phân phối xét số trường hợp đơn giản 10 1.5 Kết luận chương 15 CHƯƠNG MỤC TIÊU BÙ CƠNG SUẤT PHẢN KHÁNG VÀ BÀI TỐN CHI PHÍ .16 2.1 Tổng quan bùcông suất phản kháng lưới điện phân phối 16 2.2 Bùtự nhiên lưới điện phân phối 16 2.2.1 Điều chỉnh điện áp 17 2.2.2 Nghiên cứu phương thức vận hành tối ưu 17 2.2.3 Nâng cao hệ số công suất tự nhiên .17 2.3 Bùkinh tế lưới điện phân phối 18 2.3.1 Khái niệm dòng tiền tệ 19 2.3.2 Cơng thức tính giá trị tương đương cho dòng tiền tệ đơn phân bố 19 2.3.3 Phương pháp giá trị 20 2.3.4 Bùtối ưu theo phương pháp phân tích động theo dòng tiền tệ 20 2.4 Kết luận chương 24 CHƯƠNG GIỚI THIỆU PHẦN MỀM PSS/ADEPT, ĐÁNH GIÁ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ ĐỒNG HỚI .25 3.1 Tổng quan 25 3.2 Giới thiệu phần mềm PSS/ADEPT 25 3.2.1 Khái quát chung 25 3.2.2 Tính tốn phân bố công suất .26 3.2.3 Tối ưu hóa việc lắp đặt tụ bù 26 3.2.4 Thuận lợi khó khăn sử dụng phần mềm PSS/ADEPT 29 3.3 Các bước thực ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT .30 3.3.1 Thu thập, xử lývànhập số liệu lưới điện cần tí nh tốn PSS/ADEPT.30 3.3.2 Thể lưới điện giao diện đồ hoạ PSS/ADEPT 35 3.4 Đánh giá tình hình tổn thất điện lưới điện Thành phố Đồng Hới: 36 3.4.1 Tình hình tổn thất điện năng: 36 3.4.2 Đề xuất giải pháp giảm tổn thất điện có tính đến hiệu kinh tế: .38 3.4.3 Kêcác vị trícủa tụ bù .41 3.5 Kết luận chương 41 CHƯƠNG ỨNG DỤNG PSS/ADEPT TÍNH TỐN BÙ, ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KINH TẾ BÙ TỐI ƯU CHO LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ ĐỒNG HỚI 42 4.1 Tổng quan hệ thống lưới điện tỉnh Quảng Bì nh: 42 4.1.1 Đặc điểm lưới phân phối tỉnh Quảng Bình: 42 4.1.2 Hiện trạng nguồn lưới điện: 42 4.1.3 Phương thức cấp điện vàkết dây LĐPP TP Đồng Hới: .43 4.1.4 Phương án cấp điện cố: 45 4.1.5 Đồ thị phụ tải XT điển hì nh: 45 4.2 Tình hình bùtrung, hạ áp điều chỉnh lưới điện TP Đồng Hới 47 4.3 Sử dụng phần mềm PSS/ADEPT tí nh tốn phân bố cơng suất vàtí nh tốn bùtối ưu cho số XT điển hình lưới điện phân phối thành phố Đồng Hới: 48 4.3.1 Mục đích tính tốn 48 4.3.2 Tính tốn phân bố cơng suất ban đầu 48 4.3.3 Tính tốn bù: .48 4.4 So sánh hiệu kinh tế phương án bù .56 4.5 Kết luận chương 62 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .63 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 PHỤ LỤC QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO) BẢN SAO KẾT LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC PHẢN BIỆN TRANG TÓM TẮT TIẾNG VIỆT VÀ TIẾNG ANH ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KINH TẾ CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG ỨNG DỤNG CHO LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ ĐỒNG HỚI Học viên: Hoàng LêTrung - Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mãsố: 8502021 - Khóa: K34 - Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN Tóm tắt: Lưới phân phối thường phân bố diện rộng, gồm nhiều nhánh nút phụ tải, vìvậy truyền lượng đường dây đến hộ tiêu thụ gây nên tổn thất công suất, tổn thất điện năng, làm giảm chất lượng điện … nhu cầu tiêu thụ điện ngày cao, đòi hỏi đáp ứng đầy đủ kịp thời không số lượng màcả chất lượng Để hạn chế vấn đề trên, hàng năm lượng vốn lớn đưa vào lưới điện thơng qua chương trình sửa chữa lớn, sửa chữa thường xuyên để mua sắm, lắp đặt nhiều thiết bị vận hành (tụ bù, thay dây dẫn, thay máy biến áp tổn thất thấp…) nhằm mục đích hồn thiện cấu trúc lưới, điều chỉnh điện áp, bùcông suất phản kháng, giảm tổn thất điện lưới điện Phương án bù xét thấy có hiệu để đánh giá xây dựng phương án bù tối ưu cho lưới điện trung áp, hạ áp nhằm đề xuất phương án bù tối ưu cho LĐPP Từ khóa: Lưới điện phân phối; Cơng suất tác dụng; Cơng suất phản kháng EVALUATE THE ECONOMIC EFFICIENCY OF METHODS TO REDUCE THE APPLICATION POWER LOSS FOR THE DISTRIBUTION NETWORK OF DONG HOI CITY Abstract: Distributed nets are usually distributed on a large scale, with more subnode loads, so when transmitting power to the consumers, power losses, power losses, electrical degradation while the demand for electricity is increasing, requiring timely and adequate response not only in quantity but also in quality In order to limit the above issues, a large amount of capital was put into the grid every year through large repair programs, regular repairs to purchase and installation of many operational equipments (capacitors, low voltage transformers, etc.) for the purpose of finishing the grid structure, adjusting the voltage, reactive power compensation, reducing power losses on the grid The compensation plan is effective for evaluating and developing optimal compensation schemes for medium and low voltage power grids to propose the optimal compensation plan for LDBP Key words: Electricity distribution grid; Active power; Reactive power DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT EVNCPC : Tổng Công ty Điện lực Miền Trung QBPC : Cơng ty Điện lực Quảng Bì nh LĐPP : Lưới điện phân phối CSPK : Công suất phản kháng TTG : Trạm trung gian MBA : Máy biến áp TBA : Trạm biến áp DCL : Dao cách ly XT : Xuất tuyến CS : Công suất TA : Trung áp HA : Hạ áp TA+HA : Trung áp kết hợp Hạ áp TTĐN : Tổn thất điện ΔA : Tổn thất điện ΔP : Tổ n thấ t công suất tác du ̣ng ΔQ : Tổ n thấ t công suất phản kháng DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 4.1: Tổn thất sau bùtự nhiên 49 Bảng 4.2: Hệ số bùk ( tra theo TT 07/2006/TT-BCN) 51 Bảng 4.3: Tổn thất sau bùtrung áp 53 Bảng 4.4: Tổn thất công suất sau bùhạ áp 54 Bảng 4.5: Tổn thất sau bùtrung áp kết hợp với hạ áp 55 Bảng 4.6: Tính tốn kinh tế phương án bùtrung áp 59 Bảng 4.7: Tính tốn kinh tế phương án bùhạ áp .60 Bảng 4.8: Tính toán kinh tế phương án bùtrung áp kết hợp hạ áp 61 Bảng 4.9: So sánh giátrị lợi nhuận ròng NPV phương án .62 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Sơ đồ hệ thống phân phối hì nh tia Hình 1.2 Sơ đồ hệ thống phân phối mạch vòng .4 Hì nh 1.3 Bùcơng suất phản kháng Hì nh 1.4 Vị trílắp đặt tụ bùcông suất phản kháng 10 Hì nh 1.5 Ảnh hưởng tụ bù đến sơ đồ lưới phân phố i có phu ̣ tải 11 Hì nh 1.6 Ảnh hưởng tụ bụ đến lưới có mô ̣t phu ̣ tải phân bố đề u tru ̣c chính 13 Hì nh 2.1 Biểu đồ dịng tiền tệ giả định 19 Hình 3.1 Lưu đồ thuật tốn tối ưu hóa vị trílắp đặt tụ bù 27 Hì nh 3.2 Mơphỏng lưới điện 22kV Đồng Hới giao diện đồ họa PSS/ADEPT 35 Hình 4.1 Đồ thị phụ tải ngày điển hình lưới điện 35kV TP Đồng Hới 46 Hình 4.2 Đồ thị phụ tải ngày điển hình lưới điện 22kV TP Đồng Hới 46 Hình 4.3 Đồ thị phụ tải ngày điển hình TP Đồng Hới 47 Hì nh 4.4 Hộp thoại cài đặt số kinh tế PSS/ADEPT 49 Hì nh 4.5 Hộp thoại cài đặt số kinh tế PSS/ADEPT 50 MỞ ĐẦU Lýdo lựa chọn đề tài0 Sự phát triển Ngành điện với phát triển đất nước, biến động Ngành điện mang lại ảnh hưởng không nhỏ đến tì nh hì nh kinh tế, chí nh trị, xãhội Quốc gia Trong thời kỳ hội nhập kinh tế quốc tế, vai tròcủa Ngành điện ngày đặc biệt quan trọng Chúng ta biết vòng năm tới, nguy thiếu hụt điện điều khơng thể tránh khỏi vìlýdo làcác trung tâm Thủy điện, Nhiệt điện, Điện khílớn gần khai thác triệt để Đồng thời, nhà máy điện thường xây dựng nơi gần nguồn nhiên liệu chuyên chở nhiên liệu thuận lợi, trung tâm phụ tải lại xa, phải dùng lưới truyền tải để chuyển tải điện đến phụ tải Vì lý an tồn người ta khơng cung cấp trực tiếp cho phụ tải lưới truyền tải mà dùng lưới phân phối Đây khâu cuối hệ thống điện đưa điện đến hộ tiêu dùng Lưới phân phối thường phân bố diện rộng, gồm nhiều nhánh nút phụ tải, vìvậy truyền lượng đường dây đến hộ tiêu thụ gây nên tổn thất công suất, tổn thất điện năng, làm giảm chất lượng điện … nhu cầu tiêu thụ điện ngày cao, địi hỏi đáp ứng đầy đủ kịp thời khơng số lượng màcả chất lượng Để hạn chế vấn đề trên, hàng năm lượng vốn lớn đưa vào lưới điện thông qua chương trình sửa chữa lớn, sửa chữa thường xuyên để mua sắm, lắp đặt nhiều thiết bị vận hành (tụ bù, thay dây dẫn, thay máy biến áp tổn thất thấp…) nhằm mục đích hồn thiện cấu trúc lưới, điều chỉnh điện áp, bù công suất phản kháng, giảm tổn thất điện lưới điện Tuy nhiên, chương trình thơng thường có nhược điểm là: nguồn lực tài chí nh lànguồn lực hữu hạn chưa có đánh giá xác tí nh hiệu cơng trì nh sửa chữa, nâng cấp lưới nhằm mục đích giảm tổn thất điện Trước nhu cầu thực tiễn vị trícơng tác tác giả đề tài, tác giả mong muốn xây dựng toán thể mối tương quan chi phí đầu tư lợi nhuận thu từ việc giảm tổn thất Mục đích nghiên cứu - Phân tích chế độ làm việc hành lưới phân phối thành phố Đồng Hới - Tìm hiểu chế độ bùcông suất phản kháng lưới phân phối Cơng ty Điện lực Quảng Bì nh - Ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT để tí nh tốn lựa chọn dung lượng bùvàvị tríbùhợp lýnhằm giảm tổn thất cho lưới điện để tăng hiệu kinh tế cho lưới phân phối 22KV thành phố Đồng Hới 24 trưng CSPK QTB hay hệ số sử dụng CSPK Ksd = QTB/Qmax vàthời gian sử dụng Tqmax - Công suất tụ làbiến rời rạc Giátiền đơn vị tụ bù có quan hệ khơng tuyến tính với cơng suất tụ bù Bài tốn tìm luật điều chỉnh tụ bù giải riêng độc lập với tốn tì m cơng suất bùmax 2.4 Kết luận chương - Trong luận văn này, phương pháp bù chọn dựa cở phân tích động theo dịng tiền tệ - Mục tiêu việc bù CSPK để giảm tổn thất công suất dẫn đến giảm tổn thất điện Do nâng cao hiệu kinh tế - Chấp nhận số giản ước tí nh tốn bùkinh tế cho lưới điện phân phối : - Bài toán giải riêng cho trục - Giả thiết đồ thị phụ tải trạm phân phối giống đồ thị phụ tải đo đầu trục - Công suất tụ làbiến rời rạc Giátiền đơn vị tụ bùcóquan hệ khơng tuyến tí nh với cơng suất tụ bù - Bài tốn tìm luật điều chỉnh tụ bù giải riêng độc lập với tốn tìm công suất bùmax 25 CHƯƠNG GIỚI THIỆU PHẦN MỀM PSS/ADEPT, ĐÁNH GIÁ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ ĐỒNG HỚI 3.1 Tổng quan Cùng với phát triển chung hệ thống điện Việt Nam, lưới điện tỉnh Quảng Bì nh nói chung lưới điện Thành phố Đồng Hới nói riêng phát triển không ngừng, phụ tải tăng trưởng cao hàng năm, lưới điện ngày đầu tư mở rộng Do vậy, việc đảm bảo cung cấp điện cách tin cậy vàchất lượng song song với việc nâng cao hiệu kinh tế vận hành làmột yêu cầu thiết thực LĐPP tỉnh Quảng Bì nh Trước nhu cầu thực tiễn nêu trên, việc tí nh tốn, phân tích đánh giá quy hoạch vận hành hàng năm nhằm nâng cao chất lượng điện năng, đặc biệt làgiảm thiểu tổn thất công suất vàtổn thất điện truyền tải đường dây điều cần quan tâm vìchỉ tiêu tổn thất điện tiêu quan trọng quátrình sản xuất kinh doanh điện Để phấn đấu thực tiêu giảm tổn thất điện cần đưa số biện pháp như: công tác củng cố nguồn lưới điện, công tác quản lý kỹ thuật, công tác quản lý vận hành, công tác quản lýkinh doanh, cân pha luân chuyển MBA, lắp đặt tụ bùtrung hạ áp lưới điện phương thức vận hành lưới điện tối ưu 3.2 Giới thiệu phần mềm PSS/ADEPT 3.2.1 Khái qt chung Phần mềm tính tốn lưới điện PSS/ADEPT (Power System Simulator/ Advanced Distribution Engineering Productivity Tool) hãng Shaw Power Technologies làphần mềm tiện í ch mơ hệ thống điện vàlàcơng cụ phân tí ch lưới điện phân phối Phần mềm PSS/ADEPT giải tốn hệ thống điện: Tính tốn phân bố cơng suất Tính tốn điểm mở tối ưu (TOPO) tích độ tin cậy lưới điện Phần mềm PSS/ADEPT giúp phân tích tính tốn lưới điện phân phối Trong đó, tính tốn hiển thị thơng số dịng (I), cơng suất (P,Q) tuyến đường dây (đường trục vànhánh rẻ), đánh giá tình trạng mang tải tuyến đường dây thông qua chức Load Flow Analysis (phân bố công suất) Cho biết thông số tổn thất công suất tuyến đường dây để từ có phương án bù cơng suất phản kháng nhằm làm giảm tổn thất công suất tuyến đường dây thơng qua chức 26 CAPO (tối ưu hoá việc đặt tụ bù) Cho biết thông số SAIFI, SAIDI, CAIFI, CAIDI việc đánh giá độ tin cậy tuyến đường dây thông qua chức DRA (phân tích độ tin cậy lưới phân phối) Ngồi ra, PSS/ADEPT cịn tí nh tốn dịng ngắn mạch tất trường hợp cho tuyến đường dây thông qua chức Fault, Fault All (tính tốn dịng ngắn mạch bị cố) TOPO (chọn điểm mở tối ưu) cho ta biết điểm dừng lưới bị tổn thất cơng suất tuyến đường dây Motor Starting (khởi động động cơ) cho ta biết thông số độ sụt áp, phần trăm độ sụt áp, tổn thất công suất,…ảnh hưởng áp đến tuyến đường dây tuyến đường dây có đặt động (đồng hay khơng đồng bộ) với cơng suất lớn Harmonics (sóng hài) cho ta biết hệ số nhiễu đường dây điện thoại, sóng hài dịng cơng suất vàcác dạng sóng hài Coordination (phối hợp bảo vệ) tí nh tốn phối hợp bảo vệ cho hệ thống điện Trong khuôn khổ luận văn, sử dụng hai chức phần mềm PSS/ADEPT để tính tốn phân tích lưới điện Đó là: Tính tốn phân bố cơng suất Tối ưu hoá việc lắp đặt tụ bù(CAPO) Do đó, vào giới thiệu hai chức phần mềm PSS/ADEPT 3.2.2 Tính tốn phân bố cơng suất Phần mềm PSS/ADEPT giải tốn phân bố công suất phép lặp Hệ thống điện thể hì nh thức sơ đồ pha chúng bao gồm đầy đủ thông tin cho lưới ba pha Các thơng tin có từ tốn phân bố cơng suất làtrị số điện áp vàgóc pha nút, dịng cơng suất tác dụng vàcơng suất phản kháng nhánh trục chính, tổn thất công suất tác dụng công suất phản kháng mạng điện, vị trí đầu phân áp máy biến áp trường hợp giữ điện áp nút giới hạn cho phép… 3.2.3 Tối ưu hóa việc lắp đặt tụ bù Tối ưu hố vị trílắp đặt tụ bù lưới làtí nh tốn vị trílắp đặt tụ bù lưới cho kinh tế (nghĩa cho số tiền tiết kiệm từ việc đặt tụ bùlớn số tiền phải bỏ để lắp đặt tụ bù) Các tính tốn kinh tế CAPO giải thí ch ứng với tụ bùcố định đồ thị phụ tải đơn Giả sử CAPO tính tốn lắp đặt tụ bùthứ n, độ lớn sF Tất nút hợp lệ lưới điện xem xét để tìm vị trí đặt tụ bùsao cho số tiền tiết kiệm lớn nhất; giả sử công suất tác dụng tiết kiệm làxP (kW) vàcông suất phản kháng tiết kiệm xQ (kvar) Năng lượng tiết kiệm vàquátrình bảo trìdiễn 27 khoảng thời gian, vìvậy sử dụng đại lượng thời gian tương đương, gọi làNe: 1  i  Ne     n 1 1  r  n n (3.1) Như giátrị lượng tiết kiệm là: SavingsF = 8760 Ne x (xP x cP + xQ x cQ) Giátrị chi phímua tụ bùlà: CostF = sF x (cF + Ne x mF) (3.2) (3.3) Nếu tiền tiết kiệm lớn chi phí, CAPO xem xét đến tụ bùthứ (n+1), tiền tiết kiệm nhỏ CAPO bỏ qua tụ bùthứ n vàngừng tí nh tốn Lưu đồ thuật tốn tối ưu hóa vị trílắp đặt tụ bù Hình 3.1 Chọn đồ thị phụ tải cần tí nh tốn đặt dung lượng định mức tụ cần lắp đặt cụm Tính phân bố cơng suất vàkiểm tra điện áp nút Tính dung lượng bùcần lắp đặt tất nút lưới So sánh dung lượng bù tính tất nút thõa mãn điều kiện sau: Savings F > CostF Ui < Ughạn (i) No Yes Kết Hình 3.1 Lưu đồ thuật tốn tối ưu hóa vị trílắp đặt tụ bù Đầu tiên, tính phân bố cơng suất cho đồ thị phụ tải để biết nấc điều chỉnh máy biến áp vànấc chỉnh tụ bùứng động có lưới Các nấc chỉnh 28 lưu lại cho trường hợp Các máy biến áp vàtụ bù không điều chỉnh CAPO chạy Trước hết CAPO xem xét tụ bù cố định, theo định nghĩa tụ bù ln đóng vào lưới tất trường hợp phụ tải Tất nút hợp lệ lưới kiểm tra xem nút thìsố tiền tiết kiệm làlớn Vìcó nhiều trường hợp phụ tải nên số tiền tiết kiệm xem tổng trọng số trường hợp phụ tải, hệ số trọng lượng làthời gian tí nh tốn trường hợp phụ tải Tụ bùsẽ không đặt nút xem xét trường hợp sau: - Tiền tiết kiệm khơng bù đắp chi phíbỏ - Khơng cịn tụ bùcố định thí ch hợp để đóng lên lưới (Thực tế cóthể kiểm tra điều cho tất nút trước tí nh tốn, vìvậy nêu lên cho đầy đủ) - Vượt quágiới hạn điện áp cho phép trường hợp tải (giới hạn điện áp thiết lập thẻ General bảng Analysis Options Property) - Các tụ bùcố định đặt lên lưới trường hợp xảy ra; việc đặt tụ bùcố định kết thúc chương trình chuyển qua đặt tụ bùứng động Quátrình thực diễn phức tạp hơn, trước bắt đầu xem xét số thích nêu Nếu cómột trường hợp phụ tải xem xét thìcóthể khơng phải đặt tụ bùứng động sau đặt xong tụ bùcố định - Những nút phù hợp (cho tụ bù ứng động) lưới xem xét để tì m nút cho số tiền tiết kiệm lớn tất trường hợp Cần ý trình đặt tụ bù điều chỉnh Một là, đặt tụ bùứng động gây điện áp trường hợp tải tụ bùnày cắt suốt qtrình tính tốn Hai là, tụ bù gây chi phíquácao cho trường hợp tải cắt khỏi lưới trường hợp tải Chỉ thực việc tí nh tiền tiết kiệm trường hợp tải màtụ bù đóng lên lưới Việc tính tốn thực đến khi: - Tiền tiết kiệm không bù đắp chi phícho tụ bùứng động - Khơng cịn tụ bùứng động để đóng lên lưới (giả thiết ln đủ) Để tham khảo, tất phương trình có q trình tính tốn CAPO liệt kê bên Chi phícủa tụ bù, bao gồm tiền lắp đặt vàbảo trì, liệt kê cho loại tụ bùcố định trước Công thức tương tự cho tụ bùứng động CostF = sF x (cF + Ne x mF) (3.4) Nếu có nhiều trường hợp phụ tải, có nhiều biến cần định nghĩa Giả sử có K trường hợp phụ tải CAPO, trường hợp có khoảng thời gian 29 dk Gọi switchk làtrạng thái đóng cắt tụ bùứng động, switchk = nghĩa tụ bù đóng lên lưới suốt trường hợp tải và= làtụ bù cắt Tiền tiết kiệm cho tụ bùcố định (luôn đóng vào lưới) làtổng tiền tiết kiệm tất trường hợp tải k k   SavingsF  8760.Ne. cP. xPk  cQ. xQk  k 1  k 1  (3.5) Tiền tiết kiệm cho tụ bùứng động liên quan đến lịch đóng cắt tụ k k   SavingsS  8760.Ne. cP. switchk xPk  cQ. switchk xQk  k 1  k 1  (3.6) Để hồn tất ta xét đến phương trình tính Ne: n 1  i  Ne     n 1 1  r  n Nói tóm lại, CAPO đặt tụ bùcố định lên lưới xảy điều kiện dừng Sau tụ bùứng động đặt lên lưới xảy điều kiện dừng tương ứng tụ bùứng động Tổng chi phícủa qtrình tối ưu chi phí lắp đặt vàbảo trìcủa tất tụ đóng lên lưới; chi phítiết kiệm tổng làtổng chi phítiết kiệm thu lại tụ bù CAPO cóthể đặt nhiều tụ bùcố định và/hoặc nhiều tụ bùứng động nút PSS/ADEPT gộp tụ bùnày thành tụ bùcố định và/hoặc tụ bùứng động Tụ bù ứng động đơn có nấc điều chỉnh tương ứng lịch đóng cắt tụ biểu diễn bước đóng cắt tụ bù đơn 3.2.4 Thuận lợi khó khăn sử dụng phần mềm PSS/ADEPT 3.1.4.1 Thuận lợi Vùng đồ hoạ làm việc rộng, khơng hạn chế số nút, khícụ, thiết bị…nên thuận tiện việc thiết lập sơ đồ đơn tuyến lưới điện Có thể hiệu chỉnh thay đổi thông số lưới điện phù hợp với thực tế vận hành Thuật tốn tính lặp thơng số lưới điện phần mềm gần không hạn chế số lần tính Cách xuất liệu đa dạng nên thuận lợi cho việc tổng hợp Cóthể mở rộng sơ đồ cách dễ dàng theo phát triển lưới điện vàcó thể kết nối nhiều lưới điện, hệ thống điện với cách đơn giản Điều cho phép sử dụng số liệu tí nh toán xuất tuyến, trạm để kết nối thành hệ thống chung cần tính tốn khơng cần thiết lập từ đầu 30 3.1.4.2 Khó khăn Dung lượng tập tin sơ đồ đơn tuyến toàn lưới điện lớn nên thực thuật toán điểm mở tối ưu, vị tríbùtối ưu… tốn nhiều thời gian có kết cụ thể Các số liệu đầu vào phục vụ cho việc tí nh tốn làrất lớn, việc cập nhật số liệu để đảm bảo độ xác cao làrất khó khăn, tốn nhiều thời gian 3.3 Các bước thực ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT Bước 1: Thu thập, xử lý nhập số liệu lưới điện cần tính tốn PSS/ADEPT - Thu thập thông số kỹ thuật lưới điện như: dây dẫn, máy biến - áp,… Thu thập, xử lýsố liệu để xác định thông số P, Q nút tải vào thời điểm khảo sát - Thu thập sơ đồ lưới điện vận hành đường dây cần tí nh tốn Bước 2: Thể lưới điện giao diện đồ hoạ PSS/ADEPT - Phân tích sơ đồ lưới điện, xác định toạ độ nút - Bổ sung thông số thiết bị vào thư viện phần mềm PSS/ADEPT - Nhập số liệu vào số liệu phần mềm PSS/ADEPT - Tách/gộp sơ đồ Bước 3: Thực chức tính tốn lưới điện PSS/ADEPT - Tính phân bố cơng suất - Tính tốn bùCAPO 3.3.1 Thu thập, xử lývànhập số liệu lưới điện cần tí nh tốn PSS/ADEPT 3.3.1.1 Tính tốn thơng số đường dây Thơng số dây dẫn đặc trưng cho q trình vật lýxảy dây dẫn có điện áp xoay chiều đặt dây dẫn có dịng điện xoay chiều qua Đối với LĐPP thành phần chủ yếu là: - Dây dẫn bị phát nóng, phần công suất tải qua lưới bị để làm nóng dây dẫn phần điện áp bị tổn hao tượng Quá trình đặc trưng điện trở dây dẫn Ro (/km) Được tính theo cơng thức sau: R0  -  F  1000 ( / km)  F (3.9) Dòng điện xoay chiều gây từ trường tự cảm dây dẫn vàhỗ cảm dây dẫn với Từ trường gây tổn thất công suất phản kháng vàtổn thất điện áp, đặc trưng điện kháng Xo(/km) 31 X  2fL( / km) (3.10) 3.3.1.2 Tính tốn thơng số MBA Máy biến áp làphần tử trung gian lưới điện điện áp khác nhau, thông số chúng tính quy đổi phí a nào, u cầu tí nh tốn địi hỏi Muốn tính thơng số MBA phí a cần sử dụng Uđm phía lưới điện để tính tốn Trong chương trình PSS/ADEPT, dung lượng MBA tí nh KVA pha Cơ sở pha sử dụng vìPSS/ADEPT cho phép lập mơ hì nh tí nh tốn nhánh rẽ pha (mạng điện khơng đối xứng) đồng thời xây dựng thông số MBA LĐPP chủ yếu làMBA cuộn dây Để tính tốn thơng số MBA, ngồi cơng suất định mức Sđm, điện áp định mức cuộn dây U1đm vàU2đm nhàchế tạo cho tham số sau: tổn thất công suất tác dụng không tải Po, tổn thất công suất tác dụng ngắn mạch PN, dịng điện khơng tải phần trăm so với dịng điện định mức Io, điện áp ngắn mạch phần trăm so với điện áp định mức UN Các thông số MBA tính tốn theo cơng thức sau: PN xU dm  RB = S dm (3.11) Trong đó: Uđm(kV); Sđm(MVA) ∆P (MW) XB = U N %xU dm x10 Sdm (3.12) Ở đơn vị tương đối: R*B = R B xS d m U dm pu X B xS dm pu X*B = U dm (3.13) (3.14) Tổng trở nối đất MBA đơn vị có tên (Ω) tí nh theo công thức sau: Zg = Z  Z1 Z base Trong đó: Z1: Tổng trở thứ tự thuận tính đơn vị tương đối Z0: Tổng trở thứ tự khơng tính đơn vị tương đối (3.15) 32 1000 *U p Zbase = S1 p (3.16) U: Điện áp pha (kV) S1p: Công suất pha (kVA) Đối với MBA nối phí a ta phải tí nh tổng trở nối đất cho phí a vàgiá trị tổng trở nối đất phải chia đơi Vídụ: Một MBA cấp cho nhàmáy cócơng suất 2MVA-13,8kV/4kV cótổ đấu dây: ∆/Y-300 Điện trở cuộn dây MBA 0,005 pu, điện kháng ròlà0,045 pu Các nấc phân áp nằm phía đấu nối tam giác Có điện trở nối đất 4Ω dây trung tính cuộn hình Cách tính để nhập tổng trở thứ tự thuận vàthứ tự không cho MBA sau: Phí a KV tổng trở sở là: Zbase = 1000 * U p S1 p 1000 * = = 8 2000 R R*g = = = 0,5 pu Z base Ta có: Zg = Z  Z1 Z  Z1 Z base => Z*g = 3 => Z0 = 3.Z*g + Z1= 3.0,5+(0,005 +j0,045) = 1,505 + j0,045 pu Như ta có: Tổ đấu dây MBA là: ∆/Y-300 Công suất là: 666.7kVA, Z1= 0,005 + j0,045 pu vàZ0 = 1,505 + j0,045 pu Giả thiết khơng cótổng trở nối đất cuộn dây hình sao, ta đặt tổng trở thứ tự không vàthứ tự thuận Mơ hì nh MBA tự cung cấp thuộc tính đúng, chặn dịng thứ tự khơng phí a tam giác MBA, đưa dòng điện thứ tự khơng đến đất phía hình Hiện chương trình PSS/ADEPT khơng có mơ hình MBA cuộn dây Vìvậy cần biến đổi MBA cuộn dây thành MBA cuộn dây điểm nút giả Đối với MBA cuộn dây, nhàsản xuất phải cung cấp: X12, X13 vàX23 cặp cuộn dây, với điện trở cuộn Có thể kết hợp giátrị điện kháng điện trở để tì m tổng trở rị cặp vòng dây, gọi chung làZ12, Z13 vàZ23 Tổng trở MBA sau: Z1  Z12  Z13 - Z23 (3.17) 33 Z12  Z23 - Z13 Z Z -Z Z3  13 23 12 Z2  (3.18) (3.19) Giả thiết không cótổng trở nối đất; tổng trở thứ tự khơng vàthứ tự thuận MBA cài đặt tương ứng Z1, Z2 vàZ3 Thông thường, điện kháng có giátrị âm, điều bình thường Chỉ cần quy định MBA có điện kháng thứ tự thuận vàthứ tự không với giátrị âm Chọn điện áp cho điểm nút giả làkhông quan trọng Vídụ: Tính MBA: 115±9x1,78%/38,5±2x2,5%/24kV Nấc phân áp cao phí a 115kV là: tmax = + (9 x 0,0178) = + 0,1602 = 1,1602pu tmin = - (9 x 0,0178) = - 0,1602 = 0,8398pu Ta có: Upu = Uvh/Ubase => Uvh = Upu x Ubase = 1,1602 x 115 = 133,42 kV Vídụ : Tính tốn giátrị tổng trở máy biến áp (transformer impedance) để nhập PSS/ADEPT Đối với máy biến áp EMF: 100kVA-22/0,4 kV - Tố nối dây /-11 - P0=0.3kW - Pn=1,516kW - Un%=4,38% Ta có: Zcb = U cb2 U cb2 22    4840  S cb S dm 0,1 Rt= Pn * U dm 1,516 * 22 * 10  *10  73,3744  2 S dm 100 Zt = U n % * U dm 4,38 * 22 *10  *10  211,992  100 S dm Xt = Z t   Rt2 = 211,992  73,3744 = 198,889  Chuyển qua đơn vị tương đối: R = X = Rt 73,3744 =0,01516pu  Z cb 4840 X t 198,998   0,04109 pu Z cb 4840 34 3.3.1.3 Thu thập, xử lýsố liệu để xác định thông số P, Q nút tải Do đa dạng vàkhông ổn định phụ tải nên việc thu thập thơng số phụ tải khó khăn Thơng thường, phương pháp thu thập đơn giản khơng đảm bảo độ xác cao, cịn muốn có độ chí nh xác cao thìviệc thu thập khó khăn vàtốn nhiều thời gian Dưới đây, xin giới thiệu vài phương pháp xác định công suất thực tế thời điểm tính tốn TBA phụ tải màtác giả cho phùhợp việc tính tốn chế độ vận hành LĐPP nói chung LĐPP tỉnh Quảng Bì nh nói riêng a.Phương pháp cơng suất tiêu thụ trung bình: Giới thiệu: phương pháp dựa tỷ số công suất tiêu thụ điện tiêu thụ TBA phụ tải với xuất tuyến đường dây TBA nguồn cóchứa TBA phụ tải, với giả thiết làcác TBA phụ tải có đồ thị phụ tải giống Cơng thức tính tốn: P(t)trạmi = Atrami P (t ) xuattuyen Axuattuyen (3.20) Trong đó: Atrạmi :Điện tiêu thụ TBA phụ tải i tháng Axuattuyen :Điện tiêu thụ xuất tuyến đường dây có chứa TBA phụ tải i tháng P(t)xuattuyen :Công suất tiêu thụ xuất tuyến đường dây cóchứa TBA phụ tải i thời điểm khảo sát t P(t)trạmi :Công suất tiêu thụ TBA phụ tải i thời điểm khảo sát t Nhận xét: phương pháp công suất tiêu thụ trung bì nh giúp thu thập số liệu phụ tải tính tốn cách nhanh chóng, đơn giản màkhông cần phải đo đạc thực tế Tuy nhiên, hầu hết đường dây trung áp cấp điện với phạm vi rộng lớn cho nhiều phụ tải khác nên tí nh chất tiêu thụ phụ tải khác Do đó, áp dụng cơng thức có nhiều phụ tải khơng phù hợp nên sử dụng cho khu công nghiệp vàcác khu kinh tế tập trung b Phương pháp xây dựng đồ thị phụ tải đặc trưng: Giới thiệu: để đơn giản tính tốn, phương pháp thực cách chia phụ tải có qui luật hoạt động giống thành nhóm phụ tải điển hình, sau xây dựng đồ thị phụ tải đặc trưng nhóm Dựa vào đồ thị phụ tải đặc trưng số liệu đo đạc thực tế thời điểm ta xác định giátrị phụ tải tính tốn thời điểm khác cao điểm, thấp điểm,… 35 Để xây dựng đồ thị phụ tải đặc trưng, ta chọn số phụ tải điển hì nh nhóm (khoảng 15-20 khách hàng), sau đo đạc thực tế lắp công tơ điện tử để thu thập liệu Với đặc trưng phụ tải khu vực tỉnh Quảng Bì nh, ta cóthể chia nhóm phụ tải điển sau: - Nhóm phụ tải ánh sáng sinh hoạt Nhóm phụ tải quan-văn phịng Nhóm phụ tải chiếu sáng cơng cộng - Nhóm phụ tải khách sạn - Nhóm phụ tải dịch vụ giải trí - Nhóm phụ tải bơm tưới nơng nghiệp Nhóm phụ tải sản xuất cơng nghiệp Nhận xét: cóthể thu thập nhanh chóng phụ tải tí nh tốn thời điểm khác như: cao điểm tối, cao điểm sáng, thấp điểm tối,… mà không cần phải đo đạc hết thời điểm phụ tải nhờ vào đồ thị phụ tải đặc trưng Phương pháp phù hợp hầu hết loại phụ tải muốn lấy số liệu phụ tải tí nh tốn 3.3.2 Thể lưới điện giao diện đồ hoạ PSS/ADEPT Trên sở sơ đồ nguyên lý lưới điện, đồng thời kết hợp với việc thu thập tí nh tốn thơng số đường dây, máy biến áp, thông số tải ta xây dựng lưới điện giao diện đồ họa PSS/ADEPT để tí nh tốn phân bố cơng suất ứng dụng khác Hì nh 3.2 Mơ lưới điện 22kV Đồng Hới giao diện đồ họa PSS/ADEPT 36 Sau mơ lưới điện cần tính tốn giao điện đồ họa PSS/ADEPT tiến hành nhập thông số phụ tải dựa đồ thị đặc trưng phụ tải theo phụ lục 3.1 để hồn thiện việc mơphỏng lưới cần tí nh tốn 3.4 Đánh giá tình hình tổn thất điện lưới điện Thành phố Đồng Hới: 3.4.1 Tình hì nh tổn thất điện năng: Tải FULL (97 trang): bit.ly/2Ywib4t phịng: Tình hình tổn thất điện đượcDự thốngfb.com/KhoTaiLieuAZ kêtrong bảng sau: Bảng 3.1 TTĐN lưới điện thành phố Đồ ng Hới mùa đông từ tháng 1-3/2018 TT Tên XT ΔPmax mùa đông (KW) Kđt mùa đông ΔPo (KW) Thời gian mùa đông Sản lươ ̣ng cái (triệu kWh) Tỷ lệ TTĐN (%) Điện lực Đồng Hới 471/ĐH 33,131 0,449 35,847 2160 5.987,684 1,83 472/ĐH 16,075 0,397 4,535 2160 4.308,059 0,55 473/ĐH 24,44 0,566 36,215 2160 4.664,990 2,32 474/ĐH 24,446 0,405 23,920 2160 4.499,474 1,62 475/ĐH 28,013 0,469 26,720 2160 4.296,977 2,00 476/ĐH 34,417 0,337 20,665 2160 4.528,100 1,54 477/ĐH 5,827 0,397 17,745 2160 820,180 5,28 478/ĐH 23,589 0,427 25,795 2160 4.326,157 1,79 471/BĐH 18,999 0,377 15,243 2160 2.851,315 1,70 10 473/BĐH 20,149 0,424 27,772 2160 3.316,962 2,36 11 477/BĐH 23,117 0,490 37,082 2160 4.357,560 2,40 12 372/ĐH 92,968 0,436 22,620 2160 10.654,990 1,28 Tổ ng cô ̣ng: 54.612,448 1,76 Bảng 3.2 TTĐN lưới điện thành phố Đồ ng Hới mùa hè từ tháng 4-8/2018 TT Tên XT ΔPmax mùa hè (KW) 471/ĐH 48,530 Kđt mùa hè 0,709 35,847 ΔPo (KW) Thời gian mùa hè Sản lươ ̣ng cái (triệu kWh) Tỷ lệ TTĐN (%) 3672 14.814,384 1,74 37 TT Tên XT ΔPmax mùa hè (KW) 472/ĐH 16,407 0,683 4,535 3672 9.509,053 0,61 473/ĐH 39,774 0,670 36,215 3672 10.619,175 2,17 474/ĐH 27,507 0,666 23,920 3672 9.149,108 1,69 475/ĐH 36,955 0,649 26,720 3672 9.486,404 1,96 476/ĐH 37,847 0,650 20,665 3672 10.973,935 1,51 477/ĐH 14,472 0,566 17,745 3672 5.242,231 1,82 478/ĐH 44,883 0,676 25,795 3672 11.932,566 1,73 471/BĐH 21,322 0,738 15,243 3672 6.926,617 1,64 10 473/BĐH 55,443 0,615 27,772 3672 10.168,417 2,23 11 477/BĐH 31,970 0,560 37,082 3672 9.050,187 2,23 84,797 0,720 22,620 3672 21.932,543 1,40 129.804,620 Tải FULL (97 trang): bit.ly/2Ywib4t Dự phòng: fb.com/KhoTaiLieuAZ 1,70 12 372/ĐH Tổ ng cô ̣ng Kđt mùa hè ΔPo (KW) Thời gian mùa hè Sản lươ ̣ng cái (triệu kWh) Tỷ lệ TTĐN (%) Bảng 3.3 TTĐN lưới điện thành phố Đồ ng Hới tháng năm 2018 Sản lươ ̣ng tổ n thấ t (triêụ kWh) TT Tên xuất tuyến mùa đông 2018 (T1-3) tháng mùa hè 2018 (T4-8) tháng năm 2018 Sản lươ ̣ng Tỷ lệ tháng năm TTĐN 2018 (triêụ (%) kWh) 471/ĐH 109,593 258,022 367,615 20.802,068 1,77 472/ĐH 23,594 57,779 81,372 13.817,112 0,59 473/ĐH 108,090 230,766 338,855 15.284,165 2,22 474/ĐH 73,040 155,061 228,101 13.648,582 1,67 475/ĐH 86,070 186,118 272,189 13.783,381 1,97 476/ĐH 69,675 166,159 235,835 15.502,035 1,52 477/ĐH 43,331 95,248 138,579 6.062,411 2,29 478/ĐH 77,458 206,111 283,568 16.258,723 1,74 38 471/BĐH 48,415 113,773 162,188 9.777,932 1,66 10 473/BĐH 78,437 227,173 305,610 13.485,379 2,27 11 477/BĐH 104,551 201,862 306,413 13.407,747 2,29 12 372/ĐH 136,387 307,239 443,626 32.587,533 1,36 958,640 2.205,310 3.163,950 184.417,068 1,72 Tổ ng cô ̣ng Tỷ lệ tổn thất Bảng 3.3 cao tỷ lệ tổn thất Tổng Công ty Điện Lực Miền Trung (EVNCPC) yêu cầu Tổn thất thống kê bao gồm tổn thất kỹ thuật vàtổn thất phi kỹ thuật Vìvậy cần xem xét giải pháp giảm tổn thất để đảm bảo chất lượng điện hiệu kinh tế Để đạt mục tiêu giảm tổn thất điện cần tiến hành đồng thời nhiều biện pháp như: 3.4.2 Đề xuất giải pháp giảm tổn thất điện có tính đến hiệu kinh tế: Các giải pháp kỹ thuật - Nâng cao điện áp định mức lưới điện phù hợp với quy hoạch phát triển lưới điện khu vực, thấy phụ tải tăng trưởng mạnh giátrị khoảng cách, với cấp điện áp định mức cũ không đáp ứng Yêu cầu nhàmáy phải vận hành để đảm bảo thời điểm điện áp điểm đấu nối không vượt quágiátrị cho phép lớn là23,5KV (bằng +5% Uđm) Lúc nhàmáy hoạt động với công suất phụ tải tuyến (trạm 110KV không nhận công suất ngược chuyển từ lưới 22kV phát tuyến 22kV chuyển lên) - Bùkinh tế mạng điện phân phối cụm tụ điện Phần lớn tuyến trung địa bàn TP Đồng Hới lắp đặt tụ bùtrung thế, hầu hết tụ lắp đặt làbộ tụ bùcố định, tụ bùhạ số điều khiển theo thời gian, điện áp vàrất í t lắp điều khiển theo cơng suất phản kháng (VAr) Tính tốn modul CAPO chương trình PSS – ADEPT, nhập số liệu kinh tế vào chương trình PSS/ADEPT để chương trì nh tí nh tốn - Hồn thiện kết cấu trúc lưới điện để cóthể vận hành với tổn thất nhỏ Đường dây trung áp khu vực cótỷ lệ TTĐN gần 50% so với lượng TTĐN toàn lưới điện trung thế, việc giảm TTĐN đường dây trung quan trọng nhằm giảm TTĐN nói chung nâng cao khả truyền tải đường dây nâng cao khả cung cấp điện cho phụ tải Sau tính tốn TTĐN chương trình PSS/ADEPT ta sử dụng chức xuất báo cáo chương trình file Excell để tí nh tốn vàtìm vị trícó tổn thất f0418383 ... phân phối thành phố Đồng Hới - Chương 4: Ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT tí nh tốn, đánh giá hiệu kinh tế bùtối ưu cho lưới điện phân phối Thành phố Đồng Hới 3 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN & TỔN THẤT... HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC PHẢN BIỆN TRANG TÓM TẮT TIẾNG VIỆT VÀ TIẾNG ANH ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KINH TẾ CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG ỨNG DỤNG CHO LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ ĐỒNG... đích, đối tượng, phạm vi phương pháp nghiên cứu, đề tài đặt tên: ? ?Đánh giá hiệu kinh tế phương pháp giảm tổn thất điện ứng dụng cho lưới điện phân phối thành phố Đồng Hới? ?? Bố cục luận văn Trên