Luận văn nghiên cứu nâng cao hiệu quả vận hành lưới điện 22 kv lộ 473, 474 mộc châu có xét đến nguồn phát điện turbine gió

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP Lại Văn Dũng NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH LỘ 473, 474 HUYỆN MỘC CHÂU CĨ TÍCH HỢP NGUỒN PHÁT ĐIỆN TURBINE GIÓ LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC KỸ THUẬT ĐIỆN Thái Nguyên - năm 2020 I MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH iv DANH MỤC BẢNG BIỂU vi MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ LƯỚI ĐIỆN TRUNG THẾ 22 kV HUYỆN MỘC CHÂU 1.1 Cấu trúc tổng quát hệ thống điện quốc gia 1.2 Một số yêu cầu hệ thống điện phân phối 13 1.3 Giới thiệu lưới điện 22 kV huyện Mộc Châu – Sơn La 20 1.4 Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài 21 Kết luận chương 22 CHƯƠNG 23 CƠNG CỤ TỐN HỌC VÀ PHẦN MỀM ỨNG DỤNG 23 2.1 Giới thiệu chung 23 2.2 Cơng cụ tốn học phần mềm ứng dụng 24 2.2.1 Các biến số phân loại bus (nút) 24 2.2.2 Giải tích lưới điện thuật toán áp dụng 24 2.2.3 Giải tích lưới phần mềm ETAP 28 2.3 Áp dụng ETAP mơ hình hóa mơ lộ 473, 474 lưới điện 22 kV Mộc Châu 28 2.3.1 Giới thiệu chung Etap [10] 28 2.3.2 Mơ hình hoá lộ 473, 474 lưới điện 22 kV huyện Mộc Châu 31 2.3.3 Khai báo thông số phần tử sơ đồ mô 40 2.4 Máy phát điện turbine gió 45 2.4.1 Giới thiệu chung máy phát điện turbine gió 45 2.4.2 Máy phát điện turbine gió phần mềm ETAP 49 CHƯƠNG 52 MƠ PHỎNG GIẢI TÍCH LƯỚI VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP VẬN HÀNH HIỆU QUẢ LỘ 473 474 LƯỚI ĐIỆN 22 KV MỘC CHÂU 52 3.1 Đặt vấn đề 52 II 3.2 Nghiên cứu trạng giải pháp điều chỉnh điện áp nguồn 53 3.2.1 Chế độ vận hành 1: phụ tải cực đại Smax, OLTC chưa kích hoạt 53 3.2.2 Chế độ vận hành 2: Smax, điều chỉnh điện áp nguồn 105%Uđm 63 3.3 Giải pháp bù tụ điện tĩnh lộ 473 474 Mộc Châu 65 3.3.1 Chế độ vận hành 3a,b: Smax, đóng/mở kết nối tụ bù 65 3.3.2 Chế độ vận hành 3c: Smax, tăng công suất tụ bù 67 3.4 Giải pháp đóng kết nối mạch vòng cố ngắt máy cắt đầu tuyến 68 3.4.1 Phương án 4a: 69 3.4.2 Phương án 4b: 70 3.5 Giải pháp nâng cao chất lượng điện áp nguồn phát điện turbine gió WTG 72 3.5.1 Chế độ vận hành 5a: Các WTG phát tối đa công suất (300kW + 150KVAr) 73 3.5.2 Chế độ vận hành 5b: Khi cố ngắt kết nối lộ 471 (CB 371 mở) 78 3.5.3 Chế độ vận hành 5c: Chế độ gió thay đổi khác 83 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO 92 III DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1 Mơ hình cấu trúc hệ thống điện Hình Cấu trúc khối hệ thống điện .5 Hình Sơ đồ nguyên lý sợi hệ thống điện phân phối Hình Sơ đồ toàn thể lưới điện 22 kV Mộc Châu 20 Hình Sơ đồ lưới điện 22 kV lộ 473, 474 Mộc Châu .22 Hình Các cửa .29 Hình 2 Các chức tính tốn 29 Hình Các phần tử AC .30 Hình Một số chức tính tốn thơng dụng 31 Hình Các thiết bị đo lường, bảo vệ 31 Hình Sơ đồ mơ lộ 373, 374 (mở rộng kết nối với lộ 371) 32 Hình Cấu trúc trạm biến áp 110/35/22 kV Mộc Châu 33 Hình Khai báo thơng số nguồn 41 Hình Khai báo thơng số máy biến áp nguồn 42 Hình 10 Khai báo thơng số tải 42 Hình 11 Thông số trang infor đường dây 44 Hình 12 Khai báo thông số cáp ngầm .44 Hình 13 Cấu trúc điển hình tổ hợp turbine gió 45 Hình 14 Mơ hình cấu trúc DFIG .45 Hình 15 Mơ hình cấu trúc WTG kiểu DFIG (Type4) .46 Hình 16 Mơ hình cấu trúc DFIG hệ điều khiển DVC - NSVM 47 Hình 17 Mơ hình điều khiển véc tơ DVC phương pháp NSVM .47 Hình 18 Đáp ứng nhanh công suất tác dụng P 48 Hình 19 Đáp ứng nhanh công suất phản kháng Q .48 Hình 20 Đặc tính phát cơng suất tác dụng phụ thuộc tốc độ gió DFIG 48 Hình 21a,b Các mơ hình khai thác tổ hợp DFIG .49 Hình 22 Hướng dẫn cài đặt WTG 50 Hình 23 Tổ hợp nhóm WTG cài đặt cơng suất phát .50 Hình 24 Chế độ hoạt động WTG phụ thuộc tốc độ gió 50 IV Hình Lưu đồ bước nâng cao chất lượng điện áp hiệu vận hành lưới điện .52 Hình Mơ kết phân bố công suất điện áp bus-tải chế độ vận hành 54 Hình 3 Trích xuất sơ đồ mô hiển thị điện áp TBA nguồn 54 Hình Điều chỉnh điện áp MBA (OLTC) 63 Hình Sơ đồ mơ phân bố công suất điện áp bus chế độ vận hành 3a .66 Hình Trích xuất sơ đồ mô phương án a .70 Hình Trích xuất sơ đồ mơ phương án b .71 Hình Tổ hợp trạm phát điện WTG 72 Hình Mơ phân bố cơng suất điện bus - chế độ vận hành 5a 74 Hình 10 Mơ phân bố cơng suất điện áp bus – chế độ vận hành 5b 78 Hình 11 Phân bố cơng suất điện áp bus - chế độ bận hành 5b .79 Hình 12 Mơ phân bố công suất điện áp bus – chế độ vận hành 5c 84 Hình 13 Mơ thơng số vận hành WTG – chế độ vận hành 5c 85 V DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1 Tổng độ méo biên độ sóng hài .15 Bảng Độ nhấp nháy điện áp 15 Bảng Thông số phụ tải lộ 473 474 .33 Bảng 2 Thông số đường dây lộ 473 474 .36 Bảng Thông số trạm biến áp 110 kV Mộc Châu 40 Bảng Dữ liệu kết mô điện áp bus-tải chế độ vận hành 55 Bảng Dữ liệu kết phân bố công suất đường dây chế độ vận hành 57 Bảng 3 Dữ liệu kết cân công suất chế độ vận hành 62 Bảng Tổng hợp liệu kết điện áp bus-tải chế độ vận hành .63 Bảng Tổng hợp liệu kết cân công suất tổn thất công suất 64 Bảng Tên gọi thơng số trạm bù có 65 Bảng Tổng hợp liệu kết mô chế độ vận hành 3a .66 Bảng Tổng hợp liệu kết mô chế độ vận hành 3b .66 Bảng Dữ liệu tăng công suất tụ bù 67 Bảng 10 Tổng hợp liệu kết mô chế độ vận hành 3c 67 Bảng 11 Cầu dao/máy cắt kết nối mạch vòng 68 Bảng 12 Trạng thái kịch phương án 4a .69 Bảng 13 Trạng thái kịch phương án b 70 Bảng 14 thông số vận hành WTG - chế độ vận hành 5a 74 Bảng 15 Dữ liệu kết phân bố công suất điện áp bus - chế độ vận hành 5a 75 Bảng 16 Cân công suất tính tổn thất - chế độ vận hành 5a 77 Bảng 17 Dữ liệu kết giải tích điện áp bus – chế độ vận hành 5b .80 Bảng 18 Cân cơng suất tính tổn thất cơng suất – chế độ vận hành 5b .82 Bảng 19 Dữ liệu cài đặt WTG – chế độ vận hành 5c 83 Bảng 20 Dữ liệu kết phân bố công suất điện áp bus - chế độ vận hành 5c 86 VI LỜI CAM ĐOAN Tôi Lại văn Dũng, học viên lớp cao học K21 ngành Kỹ thuật điện, sau hai năm học tập nghiên cứu, giúp đỡ hướng dẫn thầy cô giáo, đặc biệt thầy giáo hướng dẫn tốt nghiệp PGS.TS Ngô Đức Minh, tơi hồn thành chương trình học tập đề tài luận văn tốt nghiệp “ Nghiên cứu nâng cao hiệu vận hành lưới điện 22 kv lộ 473, 474 Mộc Châu có xét đến nguồn phát điện turbine gió ” Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu cá nhân hướng dẫn Thầy giáo PGS.TS Ngô Đức Minh Nội dung luận văn tham khảo trích dẫn tài liệu ghi danh mục tài liệu tham khảo không chép hay sử dụng tài liệu khác Thái Nguyên, ngày 12 tháng 10 năm 2020 Học viên Lại Văn Dũng VII MỞ ĐẦU Giới thiệu chung Hệ thống điện Việt Nam nói chung lưới điện tỉnh miền núi nói riêng xây dựng phát triển bước qua nhiều giai đoạn nên tồn nhiều bất cập Trong đó, có nhiều đường dây 22 kV cung cấp cho trạm biến biến áp phân bố rải rác trải dài phạm vi lớn hàng trăm km, đặc điểm phụ tải có tính chất khơng ổn định Trong trình cải tạo phát triển, nguồn phân tán sử dụng lượng tái tạo bổ sung lưới phân phối làm cho cấu trúc lưới ban đầu trở nên lỗi thời, phát sinh nhiều bất cập, ví dụ: - Cấu trúc lưới, chủng loại, tiết diện dây dẫn vài đoạn bất hợp lý - Hạn chế tính làm việc, bảo vệ thiết bị điện - Khó khăn lựa chọn phương thức vận hành lưới điện - Chất lượng điện thấp điện áp thay đổi tăng, giảm phụ thuộc vào thuỷ điện nhỏ kết nối lưới - Tổn thất điện lưới điện lớn Trong bối cảnh này, lưới điện trung thuộc địa bàn miền núi nói chung cụ thể lưới điện 22 kV Lộ 473 474 huyện Mộc Châu cần thiết phải kiểm sốt phần mềm chun dụng, ví dụ POWERWORLD, PSS-ADEPT, hay ETAP Thơng qua để đề xuất giải pháp tốt cho phương án vận hành, khảo sát nhiều ứng dụng khác cho hoạt động chuyên môn lý thuyết thực tiễn Đối tượng nghiên cứu: Lộ 473 474 thuộc lưới điện phân phối huyện Mộc Châu tỉnh Sơn La Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu thực trạng vận hành lưới điện 22 kV Lộ 473 474 huyện Mộc Châu; khảo sát phương án vận hành khác nhau, trạng thái vận hành khác thông số nguồn (TBA trung gian), thơng số phụ tải, cấu trúc mạch vịng, vận hành phân cấp tụ bù, nguồn phân tán Trên sở phát ưu nhược điểm, tồn tại, bất cập lưới điện đồng thời đề xuất giải pháp khắc phục Mục tiêu nghiên cứu đề tài: Về lý thuyết: - Học viên sử dụng phần mềm chuyên dụng ETAP cho học tập, nghiên cứu ứng dụng công tác chun mơn, nghiệp vụ - Mơ hình hóa mơ đối tượng nghiên cứu lưới điện 22 kV Lộ 473 474 huyện Mộc Châu làm sở cho nghiên cứu chuyên môn chuyên ngành Về thực tiễn: - Đề xuất giải pháp nâng cao chất lượng điện áp hiệu vận hành cho Lộ 473 474 lưới điện 22 kV huyện Mộc Châu Đặc biệt nguồn phân tán (DG) kết nối lưới - Cung cấp liệu cho quy hoạch phát triển lưới tương lai, đồng thời có áp dụng nguồn phân tán khác Phương pháp nghiên cứu: - Khảo sát, thu thập số liệu thực tế - Sử dụng phần mềm mô đại (ETAP) - Phân tích sở lý thuyết áp dụng cho đối tượng thực tế - Công cụ nghiên cứu, tính tốn, mơ có độ tin cậy cao - Đánh giá nêu bật đóng góp đề tài, giá trị khoa học thực tiễn đạt Kết cấu luận văn: Tổng thể luận văn gồm chương sau: Chương Tổng quan hệ thống điện lưới điện 22 kV Mộc Châu Chương Cơng cụ tốn học phần mềm ứng dụng Chương Mơ giải tích lưới giải pháp nâng cao chất lượng điện áp hiệu vận hành Lộ 473 474 lưới điện 22 kV Mộc Châu Mặc dù cố gắng nhiều điều kiện thời gian giới hạn phạm vi nghiên cứu luận văn cao học, nên kết đạt trình bày cịn hạn chế, chưa thể đáp ứng đầy đủ kỳ vọng Kính mong nhận đóng góp người, đặc biệt Hội đồng bảo vệ luận văn tốt nghiệp thạc sỹ Để hoàn thành luận văn này, Học viên người hướng dẫn xin cám ơn giúp đỡ đặc biệt Công ty điện lực Sơn La, Điện lực Mộc Châu, cám ơn Nhà trường, cám ơn tác giả tài liệu tham khảo cám ơn OTI cung cấp công cụ đắc hiệu cho áp dụng trong luận văn Load-Mvar 36,116 Generation-MW 52,229 Generation-Mvar 36,116 10 Loss-MW 0,297 0,569 11 Loss-Mvar 6,019 16,666 3.5.2 Chế độ vận hành 5b: Khi cố ngắt kết nối lộ 471 (CB 371 mở) Ngoài hiệu thu chế độ vận hành 5b, WTG cịn có ý nghĩa việc ổn định lưới điện cố Xét lại chế độ vận hành xảy cố làm ngắt kết nối lộ 471, máy cắt đầu tuyến CB471 mở, nhờ có nguồn phân tán WTG nhiều vị trí khác lộ 473 474 mà tất phụ tải lộ 471 cấp điện đầy đủ, chất lượng điện áp đảm bảo phạm vi tiêu chuẩn mà phân bố công suất điện áp bus lộ 473 474 khơng có phát sinh bất hợp lý Cụ thể phản ánh kết giải tích mơ sau: - Phân bố công suất điện áp bus hiển thị sơ đồ mơ phỏng: hình 3.10 - Thơng số vận hành WTG: bảng 3.17 - Dữ liệu phân bố công suất điện áp bus: bảng 3.18 - Cân cơng suất tính tổn thất cơng suất: bảng 3.19 Hình 10 Mơ phân bố cơng suất điện áp bus – chế độ vận hành 5b 78 Hình 11 Phân bố cơng suất điện áp bus - chế độ bận hành 5b DỮ LIỆU VẬN HÀNH NGUỒN PHÂN TÁN WTG Chế độ vận hành 5b Stt ID Pđm Uđm P Q I % PF Tên gọi MW KV MW MVAr A Cosφ 100 45,046 32,656 305,9 80,96 U1 10000 MVA %Uđm WTG1.1 0,3 MW 0,4 0,3 0,15 465,8 89,44 100 WTG1.2 0,3 MW 0,4 0,3 0,15 465,8 89,44 100 WTG1.3 0,3 MW 0,4 0,3 0,15 465,8 89,44 100 WTG1.4 0,3 MW 0,4 0,3 0,15 465,8 89,44 100 WTG1.5 0,3 MW 0,4 0,3 0,15 463 89,44 100 WTG1.6 0,3 MW 0,4 0,3 0,15 463 89,44 100 WTG1.7 0,3 MW 0,4 0,3 0,15 463 89,44 100 WTG1.8 0,3 MW 0,4 0,3 0,15 463 89,44 100 10 WTG3.1 0,3 MW 0,4 0,3 0,15 460,5 89,44 100 11 WTG3.2 0,3 MW 0,4 0,3 0,15 460,5 89,44 100 12 WTG3.3 0,3 MW 0,4 0,3 0,15 460,5 89,44 100 13 WTG3.4 0,3 MW 0,4 0,3 0,15 460,5 89,44 100 14 WTG4.1 0,3 MW 0,4 0,3 0,15 462,7 89,44 100 15 WTG4.2 0,3 MW 0,4 0,3 0,15 462,7 89,44 100 16 WTG4.3 0,3 MW 0,4 0,3 0,15 462,7 89,44 100 17 WTG4.4 0,3 MW 0,4 0,3 0,15 462,7 89,44 100 18 WTG4.5 0,3 MW 0,4 0,3 0,15 463,9 89,44 100 19 WTG4.6 0,3 MW 0,4 0,3 0,15 463,9 89,44 100 20 WTG4.7 0,3 MW 0,4 0,3 0,15 463,9 89,44 100 21 WTG4.8 0,3 MW 0,4 0,3 0,15 463,9 89,44 100 22 WTG4.9 0,3 MW 0,4 0,3 0,15 464,7 89,44 100 23 WTG4.10 0,3 MW 0,4 0,3 0,15 464,7 89,44 100 24 WTG4.11 0,3 MW 0,4 0,3 0,15 464,7 89,44 100 25 WTG4.12 0,3 MW 0,4 0,3 0,15 464,7 89,44 100 79 Bảng 17 Dữ liệu kết giải tích điện áp bus – chế độ vận hành 5b DỮ LIỆU KẾT QUẢ MÔ PHỎNG ĐIỆN ÁP TRÊN BUS-TẢI VÀ CÔNG SUẤT TẢI NHẬN ĐƯỢC Chế độ vận hành 5b: Smax_C100%_ WTG 100%_CB471 mở Số tải có U% >100 : 104,00 Số tải có U% < =100 : 0,00 Số tải có U% < 95 : 0,00 Số tải có U% < 90 : STT 0,00 MaxVoltage (%) Số bus-tải: 104 MinVoltage (%) Tên bus-tải Sđm Uđm P Q I đơn vị kVA kV kW kVAr A 0,816 103,41 100,53 Kpt Ubus-tai % % 85 98,7 102,31 Cosφ BA VI MC 31,5 22 27,026 16,749 BAN ANG 250 22 213 132 6,52 85 99,4 101,04 BAN BUN 250 22 214 133 6,486 85 98,9 101,96 BAN MON 320 22 273 169 8,343 85 99,3 101,1 BAN MON 250 22 213 132 6,518 85 99,3 101,1 BAN MON 180 22 154 95,243 4,693 85 99,3 101,11 BAO TANG 250 22 213 132 6,52 85 99,4 101,05 BEN XE 180 22 154 95,399 4,682 85 99,1 101,51 BENH VIEN 180 22 154 95,368 4,684 85 99,2 101,43 10 BENH VIEN 180 22 154 95,396 4,682 85 99,1 101,51 11 BENH VIEN MC 250 22 213 132 6,524 85 99,4 100,96 12 BENH VIEN MC 400 22 341 211 10,44 85 99,5 100,92 13 BIEN CUONG 180 22 153 95,043 4,707 85 99,7 100,58 14 BO PIP 250 22 213 132 6,52 85 99,4 101,06 15 BOM NUOC 180 22 154 95,235 4,693 85 99,4 101,09 16 C DOAN 180 22 154 95,472 4,677 85 99 101,7 17 C.TY 750 75 22 64,006 39,668 1,957 85 99,4 101 18 C.X.GO 320 22 273 169 8,344 85 99,4 101,09 19 C71.1 -600 r 22 -607 15,84 100,6 100,61 20 C71.2 -150 r 22 -153 3,97 100,9 100,85 21 C71.3 -150 r 22 -155 3,996 101,5 101,52 22 C74.1 -600 r 22 -624 16,05 102 101,96 23 C74.2 -600 r 22 -619 15,99 101,5 101,53 24 C74.3 -150 r 22 -154 3,984 101,2 101,21 25 C74.4 -150 r 22 -153 3,981 101,1 101,12 26 CAO NGUYEN 180 22 154 95,396 4,682 85 99,1 101,5 27 CAP TN 180 22 154 95,201 4,696 85 99,4 101 28 CAP III 320 22 273 169 8,334 85 99,2 101,29 29 CB CHANH LEO 560 22 479 297 14,57 85 99,1 101,48 30 CBNS TK66 180 22 153 95,08 4,705 85 99,6 100,68 31 CHE DEN 320 22 273 169 8,36 85 99,5 100,76 32 CHE DEN 250 22 213 132 6,528 85 99,5 100,86 33 CHE MC 180 22 154 95,256 4,692 85 99,3 101,14 34 CHE VAN SON 180 22 153 95,032 4,708 85 99,7 100,55 35 CHO 70 250 22 215 133 6,44 85 98,2 103,21 80 36 CONG DOAN 320 22 274 170 8,313 85 99 101,72 37 CONG DOAN 320 22 274 170 8,319 85 99,1 101,6 38 CONG DOAN 180 22 154 95,46 4,677 85 99 101,67 39 CUM CN 1000 22 855 530 26,03 85 99,2 101,4 40 DEN DUONG 250 22 214 133 6,48 85 98,8 102,11 41 DIEN LUC 180 22 155 95,799 4,654 85 98,5 102,55 42 DOAN KET 250 22 215 133 6,465 85 98,5 102,52 43 DOC 75 180 22 154 95,423 4,68 85 99,1 101,57 44 DOI 68 250 22 213 132 6,539 85 99,7 100,57 45 DOI 69 320 22 273 169 8,343 85 99,3 101,11 46 DOI 82 160 22 137 84,97 4,15 85 98,8 102,01 47 DT NOI TRU 250 22 214 132 6,51 85 99,2 101,32 48 DT NOI TRU 100 22 85,48 52,976 2,603 85 99,2 101,4 49 HANG DOI 180 22 155 95,769 4,656 85 98,6 102,47 50 HOA BAN 160 22 136 84,472 4,185 85 99,7 100,55 51 HOA BAN3 160 22 136 84,483 4,184 85 99,7 100,59 52 HOA HONG 180 22 154 95,387 4,683 85 99,1 101,48 53 KHO BAC MC 75 22 64,276 39,834 1,945 85 98,8 102,04 54 KHO BAC MC2 75 22 64,276 39,834 1,945 85 98,8 102,04 55 KM 64 250 22 213 132 6,537 85 99,6 100,61 56 KM 72 320 22 274 170 8,321 85 99,1 101,56 57 LAM SAN 250 22 213 132 6,522 85 99,4 100,99 58 LAM SAN 250 22 213 132 6,522 85 99,4 101,01 59 Lump 3.1 6000 35 5111 3167 98,66 85 99,7 100,53 60 Lump 3.2 5000 35 4259 2639 82,22 85 99,7 100,53 61 Lump 472 8720 22 7401 4836 224,4 83,71 98 103,41 62 Lump 476 9196 22 7857 5019 236,6 84,28 98 103,41 63 Lump 478 8491 22 7300 4562 218,5 84,8 98 103,41 64 M.NON T.TIEN 180 22 154 95,655 4,664 85 98,7 102,17 65 MANH TUAN 320 22 274 170 8,291 85 98,7 102,18 66 MUONG THANH 1500 22 1283 795 39 85 99,1 101,6 67 NG THUONG 100 22 85,373 52,909 2,607 85 99,4 101,09 68 NGAN HANG 70 400 22 344 213 10,3 85 98,2 103,22 69 NH MOC CHAU 400 22 342 212 10,43 85 99,3 101,13 70 NT LIET SY 180 22 154 95,7 4,661 85 98,7 102,29 71 P TIEN 100 22 85,289 52,857 2,611 85 99,5 100,85 72 P.TIEN 160 22 136 84,554 4,179 85 99,5 100,79 73 PCCC MC 100 22 85,516 52,998 2,601 85 99,1 101,51 74 QUY TD 180 22 155 96,079 4,635 85 98,1 103,26 75 QUY TD 100 22 85,476 52,973 2,603 85 99,2 101,39 76 S89 100 22 85,213 52,81 2,615 85 99,6 100,62 77 SAO DO 180 22 154 95,137 4,7 85 99,5 100,83 78 SAO XANH 560 22 480 297 14,52 85 98,8 102,02 79 SUOI QUANH 180 22 154 95,245 4,693 85 99,3 101,11 80 T KHU 180 22 154 95,32 4,687 85 99,2 101,31 81 T.KHU 14 250 22 214 133 6,483 85 98,8 102,04 81 82 T.KHU 40 250 22 214 132 6,507 85 99,2 101,39 83 TAY TIEN 180 22 154 95,185 4,697 85 99,4 100,96 84 THAO NGUYEN 180 22 153 95,105 4,703 85 99,6 100,75 85 THI CONG QL6 400 22 343 212 10,38 85 98,9 101,96 86 THUE MC 200 22 171 106 5,219 85 99,4 100,96 87 THUONG NGHIEP 320 22 273 169 8,342 85 99,3 101,13 88 TIEU KHU 160 22 137 84,798 4,162 85 99,1 101,51 89 TK CO QUAN 250 22 215 133 6,438 85 98,1 103,27 90 TK69 180 22 154 95,201 4,696 85 99,4 101 91 TRAI 250 22 215 133 6,448 85 98,3 102,98 92 TRAI 77 320 22 274 170 8,291 85 98,7 102,19 93 TRUNG TAM 320 22 273 169 8,334 85 99,2 101,29 94 TRUNG TAM 250 22 214 132 6,513 85 99,3 101,23 95 TRUONG 8/4 320 22 275 170 8,275 85 98,5 102,51 96 TRUONG GIANG 180 22 154 95,372 4,684 85 99,2 101,44 97 TT H.CHINH 400 22 343 213 10,37 85 98,8 102,1 98 TT VAN HOA 180 22 155 95,774 4,656 85 98,6 102,48 99 UB HUYEN 320 22 273 169 8,338 85 99,3 101,21 100 VAN XUAN 75 22 63,962 39,64 1,959 85 99,5 100,83 101 X CHE 1/5 320 22 273 169 8,37 85 99,7 100,56 102 XI MANG 320 22 274 170 8,302 85 98,9 101,96 103 XL NUOC THAI 180 22 154 95,388 4,682 85 99,1 101,49 104 XUONG SUA 400 22 343 213 10,34 85 98,5 102,5 Bảng 18 Cân công suất tính tổn thất cơng suất – chế độ vận hành 5b DỮ LIỆU KẾT QUẢ MÔ PHỎNG CÂN BẰNG CÔNG SUẤT Chế độ vận hành 5b: Smax_C100%_WTG100%_CB471 mở STT Đại lượng – đơn vị đo Giá trị Buses 223 Branches 222 Generators Power Grids Loads 97 Load-MW 52,246 Load-Mvar 36,256 Generation-MW 52,246 Generation-Mvar 36,256 10 Loss-MW 0,398 0,762 11 Loss-Mvar 6,15 16,963 82 % tổn thất 3.5.3 Chế độ vận hành 5c: Chế độ gió thay đổi khác Các WTG thiết lập phân tán lưới 22 kV nên thường vận hành với tốc độ gió khác Nguyên tắc chung WTG là: CSTD phát phụ thuộc vào bình phương tốc độ gió, cịn CSPK khơng phụ thuộc tốc độ gió Vì vậy, vị trí khơng có lợi tiềm gió WTG cài đặt chế độ ưu tiên phát CSPK nhằm nâng cao điện áp lưới, giảm tổn thất lưới phân phối đồng thời giảm áp lực đường dây 110 kV TBA trung gian Trên sở WTG cào đặt theo nhiều kịch khác Ví dụ: sau kịch vận hành thực tế kết giải tích: - Thơng số cài đặt WTG: bảng 3.19 - Mô phân bố công suất điện áp bus hiển thị sơ đồ: hình 3.12 - Mơ thơng số vận hành WTG: hình 3.13 - Dữ liệu phân bố công suất điện áp bus: bảng 3.20 Bảng 19 Dữ liệu cài đặt WTG – chế độ vận hành 5c DỮ LIỆU VẬN HÀNH NGUỒN PHÂN TÁN WTG Chế độ vận hành 5c Stt ID Pđm Uđm P Q I % PF Tên gọi MW KV MW MVAr A Cosφ 100 48,14 31,42 316,1 83,74 U1 10000 MVA %Uđm WTG1.1 0,3 MW 0,4 0,146 0,2 343,6 58,98 48,7 WTG1.2 0,3 MW 0,4 0,146 0,2 343,6 58,98 48,7 WTG1.3 0,3 MW 0,4 0,146 0,2 343,6 58,98 48,7 WTG1.4 0,3 MW 0,4 0,146 0,2 343,6 58,98 48,7 WTG1.5 0,3 MW 0,4 0,232 0,2 422,7 75,74 77,3 WTG1.6 0,3 MW 0,4 0,232 0,2 422,7 75,74 77,3 WTG1.7 0,3 MW 0,4 0,232 0,2 422,7 75,74 77,3 WTG1.8 0,3 MW 0,4 0,232 0,2 422,7 75,74 77,3 10 WTG3.1 0,3 MW 0,4 0,085 0,25 364,8 32,03 28,2 11 WTG3.2 0,3 MW 0,4 0,085 0,25 364,8 32,03 28,2 12 WTG3.3 0,3 MW 0,4 0,085 0,25 364,8 32,03 28,2 13 WTG3.4 0,3 MW 0,4 0,085 0,25 364,8 32,03 28,2 14 WTG4.1 0,3 MW 0,4 0,113 0,222 343,5 45,21 37,5 15 WTG4.2 0,3 MW 0,4 0,113 0,222 343,5 45,21 37,5 16 WTG4.3 0,3 MW 0,4 0,113 0,222 343,5 45,21 37,5 17 WTG4.4 0,3 MW 0,4 0,113 0,222 343,5 45,21 37,5 83 18 WTG4.5 0,3 MW 0,4 0,085 0,22 326,6 35,87 28,2 19 WTG4.6 0,3 MW 0,4 0,085 0,22 326,6 35,87 28,2 20 WTG4.7 0,3 MW 0,4 0,085 0,22 326,6 35,87 28,2 21 WTG4.8 0,3 MW 0,4 0,085 0,22 326,6 35,87 28,2 22 WTG4.9 0,3 MW 0,4 0,3 0,15 468,3 89,44 100 23 WTG4.10 0,3 MW 0,4 0,3 0,15 468,3 89,44 100 24 WTG4.11 0,3 MW 0,4 0,3 0,15 468,3 89,44 100 25 WTG4.12 0,3 MW 0,4 0,3 0,15 468,3 89,44 100 Hình 12 Mô phân bố công suất điện áp bus – chế độ vận hành 5c 84 Hình 13 Mô thông số vận hành WTG – chế độ vận hành 5c 85 Bảng 20 Dữ liệu kết phân bố công suất điện áp bus - chế độ vận hành 5c DỮ LIỆU KẾT QUẢ MÔ PHỎNG ĐIỆN ÁP TRÊN BUS-TẢI VÀ CÔNG SUẤT TẢI NHẬN ĐƯỢC Chế độ vận hành 5c: Smax_C100%_ WTG (50÷100)% STT Số tải có U% >100 : 104,00 Số tải có U% < =100 : 0,00 Số tải có U% < 95 : 0,00 Số tải có U% < 90 : 0,00 Số bus-tải: 104 Tên bus-tải Sđm Uđm P Q I đơn vị kVA kV kW kVAr A MaxVoltage (%) 101,78 MinVoltage (%) 100,08 Cosφ Kpt Ubus-tai % % BA VI MC 31,5 22 26,833 16,63 0,824 85 99,7 100,54 BAN ANG 250 22 213 132 6,553 85 99,9 100,21 BAN BUN 250 22 213 132 6,52 85 99,4 101,05 BAN MON 320 22 272 169 8,384 85 99,8 100,27 BAN MON 250 22 213 132 6,55 85 99,8 100,27 BAN MON 180 22 153 94,927 4,716 85 99,8 100,28 BAO TANG 250 22 213 132 6,545 85 99,8 100,4 BEN XE 180 22 154 95,152 4,699 85 99,5 100,87 BENH VIEN 180 22 154 95,322 4,687 85 99,2 101,31 10 BENH VIEN 180 22 154 95,301 4,689 85 99,3 101,26 11 BENH VIEN MC 250 22 213 132 6,556 85 99,9 100,13 12 BENH VIEN MC 400 22 340 211 10,49 85 99,9 100,08 13 BIEN CUONG 180 22 153 94,959 4,714 85 99,8 100,36 14 BO PIP 250 22 213 132 6,552 85 99,9 100,23 15 BOM NUOC 180 22 153 94,918 4,717 85 99,8 100,26 16 C DOAN 180 22 154 95,19 4,697 85 99,4 100,97 17 C.TY 750 75 22 63,84 39,565 1,964 85 99,8 100,35 18 C.X.GO 320 22 272 169 8,376 85 99,7 100,45 19 C71.1 -600 r 22 -605 15,81 100,4 100,39 20 C71.2 -150 r 22 -151 3,956 100,5 100,49 21 C71.3 -150 r 22 -153 3,971 100,9 100,87 22 C74.1 -600 r 22 -613 15,91 101,1 101,05 23 C74.2 -600 r 22 -609 15,87 100,8 100,76 24 C74.3 -150 r 22 -151 3,952 100,4 100,39 25 C74.4 -150 r 22 -151 3,948 100,3 100,29 26 CAO NGUYEN 180 22 153 95,101 4,703 85 99,6 100,74 27 CAP TN 180 22 154 95,24 4,693 85 99,3 101,1 28 CAP III 320 22 273 169 8,375 85 99,7 100,46 29 CB CHANH LEO 560 22 477 296 14,63 85 99,6 100,7 30 CBNS TK66 180 22 153 95,069 4,705 85 99,6 100,65 31 CHE DEN 320 22 273 169 8,359 85 99,5 100,77 32 CHE DEN 250 22 213 132 6,525 85 99,5 100,91 33 CHE MC 180 22 154 95,307 4,688 85 99,2 101,27 86 34 CHE VAN SON 180 22 153 94,983 4,712 85 99,7 100,43 35 CHO 70 250 22 214 133 6,5 85 99,1 101,58 36 CONG DOAN 320 22 273 169 8,349 85 99,4 100,99 37 CONG DOAN 320 22 273 169 8,35 85 99,4 100,96 38 CONG DOAN 180 22 154 95,247 4,693 85 99,3 101,12 39 CUM CN 1000 22 852 528 26,15 85 99,6 100,62 40 DEN DUONG 250 22 213 132 6,551 85 99,8 100,26 41 DIEN LUC 180 22 154 95,137 4,701 85 99,5 100,83 42 DOAN KET 250 22 214 132 6,509 85 99,2 101,33 43 DOC 75 180 22 154 95,176 4,698 85 99,4 100,93 44 DOI 68 250 22 213 132 6,545 85 99,8 100,4 45 DOI 69 320 22 273 169 8,337 85 99,3 101,23 46 DOI 82 160 22 136 84,34 4,195 85 99,9 100,16 47 DT NOI TRU 250 22 213 132 6,541 85 99,7 100,5 48 DT NOI TRU 100 22 85,205 52,806 2,615 85 99,6 100,6 49 HANG DOI 180 22 153 95,101 4,703 85 99,6 100,73 50 HOA BAN 160 22 136 84,435 4,188 85 99,7 100,44 51 HOA BAN3 160 22 136 84,408 4,19 85 99,8 100,36 52 HOA HONG 180 22 153 95,093 4,704 85 99,6 100,71 53 KHO BAC MC 75 22 63,798 39,539 1,966 85 99,9 100,19 54 KHO BAC MC2 75 22 63,798 39,539 1,966 85 99,9 100,19 55 KM 64 250 22 213 132 6,546 85 99,8 100,39 56 KM 72 320 22 273 169 8,358 85 99,5 100,79 57 LAM SAN 250 22 213 132 6,547 85 99,8 100,34 58 LAM SAN 250 22 213 132 6,547 85 99,8 100,36 59 Lump 3.1 6000 35 5114 3169 98,58 85 99,6 100,68 60 Lump 3.2 5000 35 4262 2641 82,15 85 99,6 100,68 61 Lump 472 8720 22 7352 4804 226,5 83,71 99 101,78 62 Lump 476 9196 22 7806 4986 238,8 84,28 99 101,78 63 Lump 478 8491 22 7252 4532 220,5 84,8 99 101,78 64 M.NON T.TIEN 180 22 153 94,961 4,713 85 99,8 100,37 65 MANH TUAN 320 22 272 169 8,379 85 99,8 100,37 66 MUONG THANH 1500 22 1280 793 39,14 85 99,4 100,96 67 NG THUONG 100 22 85,152 52,772 2,617 85 99,7 100,45 68 NGAN HANG 70 400 22 342 212 10,4 85 99,1 101,58 69 NH MOC CHAU 400 22 340 211 10,48 85 99,8 100,3 70 NT LIET SY 180 22 153 95,017 4,709 85 99,7 100,52 71 P TIEN 100 22 85,166 52,781 2,617 85 99,7 100,49 72 P.TIEN 160 22 136 84,441 4,187 85 99,7 100,46 73 PCCC MC 100 22 85,252 52,834 2,613 85 99,6 100,74 74 QUY TD 180 22 154 95,445 4,679 85 99 101,63 75 QUY TD 100 22 85,471 52,97 2,603 85 99,2 101,37 76 S89 100 22 85,191 52,796 2,616 85 99,7 100,56 77 SAO DO 180 22 153 95 4,711 85 99,7 100,47 78 SAO XANH 560 22 476 295 14,68 85 99,9 100,17 79 SUOI QUANH 180 22 153 94,928 4,716 85 99,8 100,28 87 80 T KHU 180 22 153 95,073 4,705 85 99,6 100,66 81 T.KHU 14 250 22 213 132 6,553 85 99,9 100,19 82 T.KHU 40 250 22 214 132 6,508 85 99,2 101,37 83 TAY TIEN 180 22 153 94,869 4,72 85 99,9 100,13 84 THAO NGUYEN 180 22 153 94,987 4,711 85 99,7 100,44 85 THI CONG QL6 400 22 341 212 10,43 85 99,4 101,05 86 THUE MC 200 22 170 105 5,239 85 99,8 100,31 87 THUONG NGHIEP 320 22 272 169 8,383 85 99,8 100,3 88 TIEU KHU 160 22 136 84,578 4,177 85 99,5 100,87 89 TK CO QUAN 250 22 214 133 6,498 85 99 101,63 90 TK69 180 22 154 95,241 4,693 85 99,3 101,1 91 TRAI 250 22 214 133 6,5 85 99,1 101,57 92 TRAI 77 320 22 273 169 8,339 85 99,3 101,19 93 TRUNG TAM 320 22 274 170 8,326 85 99,1 101,45 94 TRUNG TAM 250 22 214 132 6,508 85 99,2 101,38 95 TRUONG 8/4 320 22 273 169 8,332 85 99,2 101,32 96 TRUONG GIANG 180 22 153 95,078 4,705 85 99,6 100,67 97 TT H.CHINH 400 22 340 211 10,48 85 99,8 100,25 98 TT VAN HOA 180 22 153 95,107 4,703 85 99,6 100,75 99 UB HUYEN 320 22 272 169 8,379 85 99,8 100,38 100 VAN XUAN 75 22 63,869 39,583 1,963 85 99,7 100,47 101 X CHE 1/5 320 22 272 169 8,376 85 99,7 100,43 102 XI MANG 320 22 273 169 8,346 85 99,4 101,05 103 XL NUOC THAI 180 22 153 95,09 4,704 85 99,6 100,71 104 XUONG SUA 400 22 342 212 10,42 85 99,2 101,32 Nhận xét chế độ vận hành 3.5: Từ kết nghiên cứu chế độ vận hành 5abc, kết hợp với phân tích đánh giá tác dụng WTG lộ 473 474 Mộc Châu cho thấy cần thiết phát triển WTG lưới điện 22 kV Mộc Châu nói riêng tồn lưới phân phối huyện Mộc Châu nói chung WTG vừa có tính bù CSPK nhằm ổn định điện áp lưới vừa có khả phát CSTD nhằm khai thác hiệu tiềm địa phương, giảm công suất mà hệ thống phải truyền tải từ xa đến Thông qua chế độ vận hành điển hình, đủ sở để xây dựng phương thức vận hành cho nhiều tình khác điều kiện tóc độ gió, đa dạng cấu trúc lưới phân phối, lựa chọn vị trí kết nối, tính chọn công suất tổ hợp trạm WTG VV 88 Ưu điểm vượt trội WTG nguồn lượng tái tạo sạch, WTG hệ cịn góp phần tăng thêm giá trị thẩm mỹ cho cảnh quan môi trường, thu hút đầu tư du lịch phát triển kinh tế địa phương Kết luận chương Với chế độ vận hành điển hình nghiên cứu chương cho thấy đặc điểm hiện trạng, tồn giải pháp khắc phục tương ứng hệ thống điện phân phối thực tế mà cụ thể lộ 473 474 lưới điện 22 kV Mộc Châu Đồng thời ra: - Hệ thống các trạm bù tụ điện chưa đáp ứng nhu cầu thực tế - Cần thiết phát triển nguồn điện phân tán, ví dụ trạm WTG 89 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Nội dung thực đồ án tốt nghiệp đáp ứng đầy đủ yêu cầu đề tài, cụ thể là: - Đã trực tiếp thu thập đầy đủ liệu lộ 473 474 lưới điện 22 kV huyện Mộc Châu tỉnh Sơn La đảm bảo đủ sở cho nghiên cứu theo yêu cầu đề tài Các liệu thể sơ đồ nguyên lý dạng sợi Tìm hiểu mơ tả phương thức vận hành thực tế lưới điện - Mơ hình hóa thành cơng lộ 473 474 lưới điện 22 kV huyện Mộc Châu phần mềm Etap với khối lượng lớn phần tử có lưới điện thực tế thể bảng kết giải tích lưới Etap - Kết mô hoạt động lưới điện cho thấy rõ trạng thái vận hành lưới điện thể qua thơng số kỹ thuật chính, là: Phân bố công suất đường dây; điện áp bus bus-tải làm sở cho đánh giá độ sai lệch điện áp để có giải pháp khắc phục hợp lý - Hiểu rõ nguyên tắc ảnh hưởng điều chỉnh điện áp nguồn (điều chỉnh đầu phân áp MBA trạm biến áp trung gian) đến ổn định nâng cao chất lượng điện áp lưới trung điện áp bus-tải lưới - Trên sở nghiên cứu nguyên lý tính tụ bù ngang áp dụng cho giải pháp ổn định điện áp lưới thông qua việc điều khiển điều chỉnh chế độ vận hành (dung lượng) tụ bù ngang trạm bù Kết đạt mong muốn, đáp ứng mục tiêu đề tài - Nắm cấu trúc khả ứng dụng thực tế nguồn điện turbine gió, dạng tiến DFIG Thơng qua phần mềm Etap, luận văn sơ thiết kế trạm DFIG công suất nhỏ dạng nguồn phân tán nhằm đáp ứng mục tiêu đề tài Tổng thể luận văn nghiên cứu nội dung lớn, gồm nhiều vấn đề có tính thời sự, khoa học thực tiễn Tuy nhiên, bước đầu làm đề tài thực tế có khối lượng liệu lớn, thời gian hạn chế nên luận văn khơng tránh khỏi sai sót Kính 90 mong nhận góp ý xây dựng thầy Trường đại học Kỹ thuật Công nghiệp, Ban lãnh đạo Cơng ty Điện lực Sơn La tồn thể đồng nghiệp 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Authors, “E l e c t r i c P o w e r D i s t r i b u t i o n H a n d b o o k”, © 2014 by Taylor & Francis Group, LLC CRC Press is an imprint of Taylor & Francis Group, an Informa business, No claim to original U.S Government works, Version Date: 20140131, 2014 [2] Davood Mohammadi Souran, Hossein Hoshmandi Safa, Behrooz Gohari Moghadam, Mehran Ghasempour, Behrooz Razeghi, and Parisa Tavakkoli Heravi, “An Overview of Automation in Distribution Systems”, „“An Overview of Automation in Distribution Systems”“ [3] Enrique Acha, Claudio R Fuerte-Esquivel, Hugo Ambriz-Pe´rez, Ce´sar Angeles-Camacho, “FACTS-Modelling and Simulation in Power Networks” [4] Jr., John J Grainger.William D Stevenson., “Power system analysis”, North Carolina State University [5] Mr G Hari Krishna - Assistant Professor, EEE,, “transmission and distribution systems”, 2000 [6] Thông tư Bộ công thương số 39/2015/TT-BC, HN: 18/11/2015, 2015 [7] Tư liệu Công ty điện lực Sơn La Cung cấp [8] Etap 12_16_18 getting started., OTI , 2018 [9] Authors, Hướng dẫn sử dụng ETAP, TP Hồ Chí Minh: Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh, 2017 [10] By S Muller, m Deicke, & RiKw De Doncker, „“Doubly Fed Induction Generator Systems for Wind Turbines”,“ May-June 2002 [11] Ngô Minh Đức, Ngô Đức Minh, Đặng Danh Hoằng, „“Xây dựng cấu trúc hệ thống mô hoạt động hệ nguồn lai (PVG – WG) áp dụng mạng điện phân tán”,“ 2016 [12] Habib, Benbouhenni, „Using Four-Level NSVM Technique to Improve DVC Control of a DFIG Based Wind Turbine Systems,“ 2019 92 ... Minh, tơi hồn thành chương trình học tập đề tài luận văn tốt nghiệp “ Nghiên cứu nâng cao hiệu vận hành lưới điện 22 kv lộ 473, 474 Mộc Châu có xét đến nguồn phát điện turbine gió ” Tơi xin cam... tích lưới điện nhằm cung cấp liệu cho thực mục tiêu đề tài nâng cao chất lượng điện áp hiệu vận hành lưới điện lộ 473 474 Mộc 21 Châu có xét đến trạm bù tụ điện phát triển nguồn phát điện turbine. .. [7] Lưới điện 22 kV huyện Mộc Châu tỉnh Sơn La có sơ đồ thể hình 1.5 Hình Sơ đồ toàn thể lưới điện 22 kV Mộc Châu Tổng chiểu dài đường dây 22 kV 122, 896 km Được cấp từ lưới điện lộ E17.1 Mộc Châu