(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu bù công suất phản kháng trên đường dây phân phối 22kv có phụ tải phân phối đều

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÊ VĂN HƯNG NGHIÊN CỨU BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRÊN ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 22KV CÓ PHỤ TẢI PHÂN BỐ ĐỀU NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 60520202 S K C0 4 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÊ VĂN HƢNG NGHIÊN CỨU BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRÊN ĐƢỜNG DÂY PHÂN PHỐI 22 KV CÓ PHỤ TẢI PHÂN BỐ ĐỀU NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 60520202 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2014 MỤC LỤC MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI & CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 1.1 Tổng quan chung lĩnh vực nghiên cứu kết qủa nghiên cứu ngồi nƣớc cơng bố 1.2 Các biện pháp nâng cao hiệu kinh tế vận hành 1.3 Công suất phản kháng 1.4 Các nguồn phát công suất phản kháng lƣới điện 1.5 Các tiêu chí bù cơng suất phản kháng lƣới điện phân phối 11 CHƢƠNG BÙ CÔNG SUÂT KHÁNG DÙNG MA TRẬN ZBUS 2.1 Tính tốn bù kinh tế phƣơng pháp ma trận 14 2.2 Áp dụng phần mềm Matlab để giải toán bù 22 CHƢƠNG BÙ CÔNG SUẤT KHÁNG TRÊN ĐƢỜNG DÂY CÓ PHỤ TẢI PHÂN BỐ ĐỀU 3.1 Tổn thất công suất đoạn phát tuyến phân phối 45 3.2 Tổn thất công suất đƣờng dây có đặt tụ bù 46 3.3 Giảm tổn thất điện đặt tụ bù 47 3.4 Giảm tổn thất điện có xét chi phí đặt tụ bù 50 3.5 Bù công suất kháng n vị trí đƣờng dây có phụ tải phân bố 54 CHƢƠNG ỨNG DỤNG CÁC PHẦN MỀM ĐỂ GIẢI QUYẾT CÁC BÀI TOÁN BÙ 4.1 Bù cơng suất phản kháng đƣờng dây có phụ tải phân bố 58 4.2 Phƣơng pháp chọn điểm dừng 74 CHƢƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận 101 5.2 Kiến nghị 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO 102 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Cùng với phát triển nhanh chóng kinh tế đất nước khoa học kỹ thuật, ngành điện có ảnh hưởng lớn đến kinh tế, an ninh trị xã hội Quốc gia, Nguồn điện phải đáp ứng địi hỏi cơng suất chất lượng điện Vấn đề công suất phát phải đưa đến nơi sử dụng tận dụng cách hiệu nhất, khơng để lãng phí nhiều ảnh hưởng đến kinh tế toán nhiều đề tài nghiên cứu, tổn hao công suất truyền tải điện vấn đề ảnh hưởng đến chất lượng điện kinh tế; nhu cầu tiêu thụ điện ngày cao, đòi hỏi đáp ứng đủ kịp thời không số lượng mà chất lượng, người ta đưa phương pháp bù công suất phản kháng, điều chỉnh điện áp tái cấu trúc lại lưới… Trong thực tế phụ tải hệ thống điện cao điểm thấp điểm lệch lớn, nhà máy hạn chế phát công suất phản kháng, có hệ thống bù cơng suất phản kháng bù tĩnh, thiết bị bù khơng có cấu tự điều chỉnh mang lại hệ số công suất cosφ lớn lên cỡ 0,9 điều dẫn đến ảnh hưởng lớn vào thấp điểm có tượng dịng cơng suất phản kháng chạy ngược, làm tăng tổn thất gây áp điều gây hậu nghiêm trọng đến thiết bị điện, vị trí lắp đặt tụ thường lắp đặt nơi dễ vận hành, khơng tính đến hiệu kinh tế thiết bị, chưa tận dụng hiệu làm việc thiết bị gây lãng phí q trình đầu tư Trước tình hình thực tế để khắc phục nhược điểm đề tài “Nghiên cứu bù cơng suất phản kháng đường dây phân phối 22 KV có phụ tải phân bố đều” góp phần vào nâng cao hiệu vận hành kinh tế lưới điện Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu: Nội dung luận văn nghiên cứu tính tốn xác định vị trí bù, dung lượng bù lưới điện có phụ tải phân bố Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu lý thuyết vấn đề kinh tế, kỹ thuật liên quan đến bù tối ưu công suất phản kháng cho lưới điện phân phối 22 KV Trang: 1/102 Nghiên cứu bù công suất phản kháng đường dây phân phối 22 kV có phụ tải phân bố Nhiệm vụ nghiên cứu Đưa giả thuyết để phân tích tình hình tổn thất sử dung phần mềm Matlab để tính tốn chọn vị trí bù, dung lượng bù tối ưu công suất phản kháng nhằm giảm tổn thất điện HV: Lê Văn Hưng Trang: 2/102 Nghiên cứu bù công suất phản kháng đường dây phân phối 22 kV có phụ tải phân bố CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI VÀ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 1.1 TỔNG QUAN CHUNG VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU, CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGỒI NƢỚC ĐÃ CƠNG BỐ 1.1.1 Tổng quan chung lƣới điện phân phối [1], [2], [3], [4], [7] Trong trình hình thành phát triển Việt Năm trải qua nhiều giai đoạn có nhiều cấp điện áp khác cấp 6KV, 10 KV, 15 KV 22 KV, nhu cầu phát triển hệ thống điện đòi hỏi chất lượng điện ngày nâng cao trước tình hình trên, tập Đoàn Điện lúc Việt Năm tiến hành nâng cấp thống 01 cấp điện áp 22 KV để tạo thuận lợi trình vận hành 1.1.2 Đặc điểm chung lƣới điện phân phối [1], [2], [7] Lưới điện phân phối có 02 phần lưới trung lưới hạ thế, lưới phân phối thường phân phối diện rộng đồng thời vận hành bất đối xứng tổn thất cao Thường lưới điện có cấu trúc vịng kín vận hành hở, hình tia xương cá, có cố phần lưới sau máy cắt cô lặp sau cô lặp phần bị cố đóng điện lại để đảm bảo cung cấp điện liên tục, đòi hỏi việc nghiên cứu, thiết kế vận hành lưới điện quan trọng thiết kế xây dựng lưới phân phối phải đảm bảo tiêu sau:  An toàn cho lưới điện cho người  Chi phí xây dựng lưới điện hiệu  Vận hành dễ dàng, linh hoạt có khả phát triển mở rộng tương lai  Đảm bảo độ tin cậy q trình vận hành, có đường dây dự phịng, cấu trúc mạch vòng vận hành hở…  Đảm bảo chất lượng điện năng, ổn định điện áp, ổn định tần số…  Giảm chi phí vận hành, bảo dưỡng nhỏ 1.2 CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ KINH TẾ TRONG VẬN HÀNH [1], [2], [7] Lưới điện phân phối có ảnh hưởng đến tiêu kinh tế kỹ thuật hệ thống điện, việc nghiên cứu đưa giải pháp đế nâng cao hiệu HV: Lê Văn Hưng Trang: 3/102 Nghiên cứu bù công suất phản kháng đường dây phân phối 22 kV có phụ tải phân bố trình vận hành, đồng thời mang lại lợi ích lớn, biện pháp mục đích giảm tổn thất điện Để đảm bảo tiêu kinh tế kỹ thuật trước tiên ta phải quan tâm đến số toán sau:  Bài toán điều khiển vận hành nhằm giảm tổn thất, nâng cao chất lượng điện độ tin cậy cung cấp điện  Bài toán đặt thiết bị bù tối ưu nhằm nâng cao hiệu kinh tế cung cấp điện Bài toán đặt thiết bị bù tối ưu biện pháp kỹ thuật giải hiệu tổng hợp nhất, nhiên toán bù công suất phản kháng lưới phân phối phức tạp như:  Cấu trúc lưới phức tạp, trạm trung gian có nhiều phát tuyến phát tuyến có nhiều trạm phân phối Cấu trúc lưới điện ngày phát triển liên tục không ngừng, biểu đồ phụ tải khơng xác Trước khó khăn để giải toán bù thành tốn nhỏ dựa sở lý thuyết bù cơng suất phản kháng để giải Luận văn nghiên cứu “Nghiên cứu bù công suất phản kháng đường dây phân phối 22 kV có phụ tải phân bố đều” 1.3 CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG [1], [2], [7] 1.3.1 Khái niệm công suất phản kháng Xét tiêu thụ lượng mạch điện đơn giản có tải điện trở điện kháng theo (hình 1.1) R X  I U Hình 1.1 Mạch điện RL Mạch điện cung cấp điện áp u= Umsinωt Dòng điện I lệch pha với điện áp u góc φ: HV: Lê Văn Hưng Trang: 4/102 Nghiên cứu bù công suất phản kháng đường dây phân phối 22 kV có phụ tải phân bố i=Im.sin(ωt-φ) hay i=Im(sinωtcosφ – sinφcosωt) Có thể coi i = i’ + I” i’ = Im cosφ sinωt Với i” = Im sinφcosωt = Im sinφ.sin(ωt-π/2) Như dòng điện i tổng thành phần: I’ có biên độ Im cosφ pha với điện áp u I” có biên độ Im sinφ chậm pha với điện áp góc π/2 Công suất tương ứng với thành phần i’ i” là: P = U.I.cosφ gọi công suất tác dụng Q = U.I.sinφ gọi công suất phản kháng Từ cơng thức ta viết sau: R P  U.I.cos  Z.I(I.cos )  Z.I  R.I Z (1.1) X Q  U.I.sin  Z.I(I.sin )  Z.I  X.I Z (1.2) S2 = P2 + Q2 S Q φ P=S.cosφ Q = S.sinφ P Hình 1.2 quan hệ công suất P & Q Công suất phản kháng thành phần tiêu thụ điện cảm hay phát tụ điện dung mạch điện 1.3.2 Sự tiêu thụ CSPK Trên lưới điện CSPK tiêu thụ động không đồng bộ, máy biến áp, kháng điện đường dây tải điện phần tử, thiết bị liên quan đến từ trường HV: Lê Văn Hưng Trang: 5/102 Nghiên cứu bù công suất phản kháng đường dây phân phối 22 kV có phụ tải phân bố Yêu cầu vế công suất phản kháng giảm đến mức tối thiểu khơng thể triệt tiêu hồn tồn cần thiết cho việc sử dụng từ trường quay, yếu tố trung gian cần thiết cho trình chuyển hóa điện 1.3.2.1 Động khơng đồng Động không đồng tiêu thụ công suất phản kháng chiếm đến 60 – 65% CSPK động không đồng bao gồm 02 thành phần Một phần nhỏ CSPK sử dụng để sinh từ trường tản mạch điện sơ cấp Phần lớn CSPK lại dùng để sinh từ trường quay 1.3.2.2 Máy biến áp Máy biến áp tiêu thụ khoảng 22 đến 25 % nhu cầu CSPK tổng lưới điện, nhỏ nhu cầu động không đồng CSPK dùng để từ hóa lõi thép MBA khơng lớn so với động khơng đồng bộ, khơng có khe hở khơng khí, số lượng lớn nên nhu cầu tổng công suất phản kháng MBA lớn CSPK tiêu thụ MBA gồm thành phần sau: - CSPK dùng để từ hóa lõi thép - CSPK tản từ MBA 1.3.2.3 Đèn huỳnh quang Thơng thường đèn huỳnh quang vận hành có chấn lưu để hạn chế dòng điện Tuy nhiên theo điện cảm chấn lưu cosφ chưa hiệu chỉnh cosφ chấn lưu nằm khoảng 0,3 đến 0,5 1.4 CÁC NGUỒN PHÁT CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRONG LƢỚI ĐIỆN [1], [2],[3], [7] Khả phát CSPK nhà máy điện hạn chế cosφ nhà máy 0,8 đến 0,9 cao nữa, hầu hết chế tao máy phát không phát nhiều CSPK cho phụ tải máy phát đảm đương phần công suất phản kháng phụ tải phần lại thiết bị bù máy bù đồng tụ bù 1.4.1 Máy bù đồng HV: Lê Văn Hưng Trang: 6/102 Nghiên cứu bù công suất phản kháng đường dây phân phối 22 kV có phụ tải phân bố 10 11 12 13 14 15 0.375 0.617 0.867 0.375 0.675 0.816 -13.925 LẦN TÍNH THỨ -Tính phần tử Ma trận cột C vế phải phương trình ứng với nút cần bù : đến 14 Số nút bù: 10 Nút 10 11 12 13 14 Qbu(MVAr) 0.420 0.794 0.714 0.706 0.375 0.617 0.867 0.375 0.675 -6.726 LẦN TÍNH THỨ -Tính phần tử Ma trận Cột C vế phải phương trình ứng với nút cần bù: đến 13 So Nút bu: Nút 10 11 12 13 Qbu(MVAr) 0.420 0.794 0.714 0.706 0.375 0.617 0.867 0.375 -4.217 LẦN TÍNH THỨ -Tính phần tử Ma trận Cột C vế phải phương trình ứng với nút cần bù : đến 12 Số nút bù: Nút Qbu(MVAr) 0.420 HV: Lê Văn Hưng Trang: 89/102 Nghiên cứu bù công suất phản kháng đường dây phân phối 22 kV có phụ tải phân bố 10 11 12 0.794 0.714 0.706 0.375 0.617 0.867 -2.465 LẦN TÍNH THỨ -Tính phần tử Ma trận Cột C vế phải phương trình ứng với nút cần bù : đến 11 Số nút bù: Nút 10 11 Qbu(MVAr) 0.420 0.794 0.714 0.706 0.375 0.617 -1.050 LẦN TÍNH THỨ -Tính phần tử Ma trận Cột C vế phải phương trình ứng với nút cần bù : đến 10 Số nút bù: Nút 10 Qbu(MVAr) 0.420 0.794 0.714 0.706 0.375 -0.314 LẦN TÍNH THỨ 10 -Tính phần tử Ma trận Cột C vế phải phương trình ứng với nút cần bù : đến Số nút bù: Nút Qbu(MVAr) 0.420 0.794 0.714 0.706 HV: Lê Văn Hưng Trang: 90/102 Nghiên cứu bù công suất phản kháng đường dây phân phối 22 kV có phụ tải phân bố 0.103 15 13 14 11 12 10 4.2.5 Tính phân bổ cơng suất đặt tụ bù Số lần lặp = Nút No 10 11 12 13 14 15 Điện áp dvtd 1.000 0.994 0.988 0.983 0.981 0.980 0.982 0.983 0.983 0.984 0.985 0.987 0.990 0.993 0.996 Góc Phụ Degree MW 0.000 0.000 -0.147 0.800 -0.299 0.900 -0.493 0.800 -0.594 0.800 -0.640 0.900 -0.491 0.700 -0.467 0.800 -0.429 0.500 -0.387 0.700 -0.352 0.850 -0.287 0.500 -0.205 0.900 -0.152 0.800 -0.084 0.500 Tổng 10.450 tải Máy Mvar MW 0.000 10.563 0.600 0.000 0.918 0.000 0.706 0.000 0.600 0.000 0.794 0.000 0.714 0.000 0.706 0.000 0.375 0.000 0.617 0.000 0.867 0.000 0.375 0.000 0.675 0.000 0.816 0.000 0.441 0.000 9.204 phát Mvar 6.614 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 10.563 6.614 Tụ bù Mvar 0.000 0.000 0.000 0.000 0.420 0.794 0.714 0.706 0.103 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 U kV 22.0000 21.8630 21.7338 21.6195 21.5831 21.5696 21.6143 21.6213 21.6326 21.6487 21.6680 21.7189 21.7870 21.8352 21.9068 2.736 Dịng cơng suất nhánh tổn thất Đường dây Cơng suất nút & Dịng nhánh Tổn thất Máy biến áp- deltaQL deltaQC tu den MW Mvar MVA MW MVAr tap MVAr MVAr 15 10.563 4.249 6.314 6.614 2.467 4.147 12.463 4.913 7.554 0.020 0.021 0.026 0.027 0.026 0.027 0.000 0.000 -0.800 -4.229 3.429 -0.600 -2.441 1.841 1.000 4.883 3.892 0.020 0.015 0.026 0.020 0.026 0.020 0.000 0.000 -0.900 -3.413 2.513 -0.918 -1.821 0.903 1.286 3.869 2.671 0.015 0.010 0.020 0.013 0.020 0.013 0.000 0.000 -0.800 -0.706 1.067 HV: Lê Văn Hưng Trang: 91/102 Nghiên cứu bù công suất phản kháng đường dây phân phối 22 kV có phụ tải phân bố -2.503 1.703 -0.890 0.184 2.657 1.713 0.010 0.003 0.013 0.003 0.013 0.003 0.000 0.000 -0.800 -1.701 0.901 -0.180 -0.181 0.001 0.820 1.710 0.901 0.003 0.001 0.003 0.001 0.003 0.001 0.000 0.000 -0.900 -0.900 -0.000 0.000 0.900 0.900 0.001 0.001 0.001 0.000 -0.700 -0.700 0.000 0.000 0.700 0.700 0.000 0.000 0.000 0.000 -0.800 0.700 -1.500 0.000 0.000 -0.000 0.800 0.700 1.500 0.000 0.001 0.000 0.001 0.000 0.001 0.000 0.000 10 -0.500 1.501 -2.001 -0.272 0.001 -0.274 0.569 1.501 2.020 0.001 0.001 0.001 0.002 0.001 0.002 0.000 0.000 11 -0.700 2.002 -2.702 -0.617 0.275 -0.893 0.933 2.021 2.846 0.001 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.000 0.000 10 12 -0.850 2.704 -3.554 -0.867 0.895 -1.762 1.214 2.848 3.967 0.002 0.006 0.002 0.008 0.002 0.008 0.000 0.000 11 13 -0.500 3.561 -4.061 -0.375 1.770 -2.145 0.625 3.976 4.592 0.006 0.010 0.008 0.013 0.008 0.013 0.000 0.000 12 14 -0.900 4.070 -4.970 -0.675 2.158 -2.833 1.125 4.607 5.721 0.010 0.008 0.013 0.011 0.013 0.011 0.000 0.000 13 15 -0.800 4.979 -5.779 -0.816 2.844 -3.660 1.143 5.733 6.840 0.008 0.015 0.011 0.019 0.011 0.019 0.000 0.000 14 -0.500 5.793 -6.293 -0.441 3.679 -4.120 0.667 6.862 7.522 0.015 0.021 0.019 0.027 0.019 0.027 0.000 0.000 0.113 0.146 0.146 0.000 10 11 12 13 14 15 Tổng tổn thất Tổng tổn thất công suất kháng deltaQL - deltaQC : Giảm tổn thất công suất đường dây sau đặt tụ bù : 0.146 43.924 kW Giảm tổn thất đường dây sau đặt tụ bù : 241580.094 kWh/năm Phần trăm sụt áp mạng điện : deltaU_phtr = 1.96 % 4.2.6 Tính phân bố cơng suất lúc cố phụ tải max Xét trường hợp cố nhánh 15 đường dây phải cắt nhánh 15 để vận hành cung cấp điện Hãy xác định dịng cơng xuất nhánh tổn thất? HV: Lê Văn Hưng Trang: 92/102 Nghiên cứu bù công suất phản kháng đường dây phân phối 22 kV có phụ tải phân bố 15 13 14 11 12 10 Số lần lặp = Nút No 10 11 12 13 14 15 Điện áp dvtd 1.000 0.983 0.964 0.940 0.927 0.918 0.913 0.908 0.904 0.901 0.899 0.897 0.894 0.893 0.893 Góc Phụ tải -Degree MW Mvar 0.000 0.000 0.000 -0.345 0.800 0.600 -0.749 0.900 0.918 -1.313 0.800 0.706 -1.646 0.800 0.600 -1.881 0.900 0.794 -1.988 0.700 0.714 -2.085 0.800 0.706 -2.134 0.500 0.375 -2.171 0.700 0.617 -2.194 0.850 0.867 -2.227 0.500 0.375 -2.256 0.900 0.675 -2.264 0.800 0.816 -2.268 0.500 0.441 Tổng 10.450 9.204 -Máy phát MW Mvar 11.164 7.393 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 Tụ bù Mvar 0.000 0.000 0.000 0.000 0.420 0.794 0.714 0.706 0.103 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 11.164 2.736 7.393 U kV 22.0000 21.6184 21.1971 20.6801 20.4045 20.2008 20.0906 19.9722 19.8899 19.8209 19.7788 19.7242 19.6725 19.6543 19.6462 Đường dây Công suất nút & Dòng nhánh Tổn thất Máy biến áp- deltaQL deltaQC tu den MW Mvar MVA MW MVAr tap MVAr MVAr 11.164 11.164 7.393 7.393 13.390 13.390 0.150 0.194 0.194 0.000 -0.800 -11.014 10.214 -0.600 -7.199 6.599 1.000 13.158 12.160 0.150 0.154 0.194 0.199 0.194 0.199 0.000 0.000 -0.918 -6.399 5.481 -0.706 -5.259 4.554 1.286 11.923 10.675 1.067 10.415 9.370 0.154 0.171 0.199 0.222 0.199 0.222 0.000 0.000 -0.900 -10.060 9.160 -0.800 -8.989 8.189 0.171 0.083 0.222 0.108 0.222 0.108 0.000 0.000 -0.800 -8.106 -0.180 -4.446 0.820 9.245 0.083 0.108 0.108 0.000 4 HV: Lê Văn Hưng Trang: 93/102 Nghiên cứu bù công suất phản kháng đường dây phân phối 22 kV có phụ tải phân bố 7.306 4.266 8.460 0.056 0.072 0.072 0.000 -0.900 -7.250 6.350 -0.000 -4.194 4.194 0.900 8.376 7.610 0.056 0.027 0.072 0.035 0.072 0.035 0.000 0.000 -0.700 -6.323 5.623 0.000 -4.159 4.159 0.700 7.568 6.994 0.027 0.026 0.035 0.034 0.035 0.034 0.000 0.000 -0.800 -5.597 4.797 0.000 -4.125 4.125 0.800 6.953 6.327 0.026 0.016 0.034 0.021 0.034 0.021 0.000 0.000 10 -0.500 -4.781 4.281 -0.272 -4.104 3.832 0.569 6.301 5.745 0.016 0.012 0.021 0.016 0.021 0.016 0.000 0.000 11 -0.700 -4.268 3.568 -0.617 -3.816 3.198 0.933 5.725 4.792 0.012 0.006 0.016 0.008 0.016 0.008 0.000 0.000 10 12 -0.850 -3.562 2.712 -0.867 -3.190 2.323 1.214 4.782 3.571 0.006 0.006 0.008 0.008 0.008 0.008 0.000 0.000 11 13 -0.500 -2.706 2.206 -0.375 -2.315 1.940 0.625 3.561 2.938 0.006 0.005 0.008 0.006 0.008 0.006 0.000 0.000 12 14 -0.900 -2.201 1.301 -0.675 -1.934 1.259 1.125 2.930 1.810 0.005 0.001 0.006 0.001 0.006 0.001 0.000 0.000 13 15 -0.800 -1.300 0.500 -0.816 -1.257 0.441 1.143 1.809 0.667 0.001 0.000 0.001 0.000 0.001 0.000 0.000 0.000 14 -0.500 -0.500 -0.441 -0.441 0.667 0.667 0.000 0.000 0.000 0.000 0.714 0.925 0.925 0.000 10 11 12 13 14 15 Tổng tổn thất Tổng tổn thất công suất kháng deltaQL - deltaQC : 0.925 Phần trăm sụt áp mạng điện : deltaU_phtr = 10.70 % 4.2.7 Tính pbcs lúc phụ tải khơng có tụ bù Số lần lặp = Nút No 10 Điện áp dvtd 1.000 0.997 0.994 0.991 0.990 0.989 0.991 0.991 0.992 0.992 HV: Lê Văn Hưng Góc Phụ tải -Degree MW Mvar 0.000 0.000 0.000 -0.035 0.320 0.240 -0.067 0.360 0.367 -0.104 0.320 0.282 -0.120 0.320 0.240 -0.126 0.360 0.317 -0.095 0.280 0.286 -0.093 0.320 0.282 -0.089 0.200 0.150 -0.084 0.280 0.247 -Máy phát MW Mvar 4.204 3.713 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 Tụ bù Mvar 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 U kV 22.0000 21.9340 21.8688 21.8041 21.7780 21.7665 21.7979 21.8043 21.8142 21.8260 Trang: 94/102 Nghiên cứu bù công suất phản kháng đường dây phân phối 22 kV có phụ tải phân bố 11 12 13 14 15 0.993 0.994 0.995 0.996 0.998 -0.078 -0.066 -0.049 -0.037 -0.021 Tổng 0.340 0.200 0.360 0.320 0.200 4.180 0.347 0.150 0.270 0.326 0.176 3.682 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 4.204 3.713 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 21.8376 21.8646 21.8994 21.9229 21.9567 0.000 Dịng cơng suất nhánh Tổn thất Đường dây Cơng suất nút & Dịng nhánh Tổn thất Máy biến áp- deltaQL deltaQC tu den MW Mvar MVA MW MVAr tap MVAr MVAr 15 4.204 1.691 2.514 3.713 1.461 2.252 5.609 2.235 3.375 0.004 0.004 0.005 0.005 0.005 0.005 0.000 0.000 -0.320 -1.687 1.367 -0.240 -1.456 1.216 0.400 2.228 1.829 0.004 0.003 0.005 0.004 0.005 0.004 0.000 0.000 -0.360 -1.363 1.003 -0.367 -1.211 0.844 0.514 1.824 1.311 0.003 0.002 0.004 0.003 0.004 0.003 0.000 0.000 -0.320 -1.001 0.681 -0.282 -0.841 0.559 0.427 1.307 0.881 0.002 0.001 0.003 0.001 0.003 0.001 0.000 0.000 -0.320 -0.680 0.360 -0.240 -0.558 0.318 0.400 0.880 0.480 0.001 0.000 0.001 0.000 0.001 0.000 0.000 0.000 -0.360 -0.360 -0.317 -0.317 0.480 0.480 0.000 0.000 0.000 0.000 -0.280 -0.280 -0.286 -0.286 0.400 0.400 0.000 0.000 0.000 0.000 -0.320 0.280 -0.600 -0.282 0.286 -0.568 0.427 0.400 0.826 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 10 -0.200 0.600 -0.800 -0.150 0.568 -0.718 0.250 0.827 1.075 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 11 -0.280 0.801 -1.081 -0.247 0.719 -0.966 0.373 1.076 1.449 0.000 0.000 0.000 0.001 0.000 0.001 0.000 0.000 10 12 -0.340 1.081 -1.421 -0.347 0.966 -1.313 0.486 1.450 1.935 0.000 0.001 0.001 0.002 0.001 0.002 0.000 0.000 11 13 -0.200 1.423 -1.623 -0.150 1.315 -1.465 0.250 1.937 2.186 0.001 0.002 0.002 0.003 0.002 0.003 0.000 0.000 12 14 -0.360 1.625 -1.985 -0.270 1.468 -1.738 0.450 2.190 2.638 0.002 0.002 0.003 0.002 0.003 0.002 0.000 0.000 10 11 12 13 HV: Lê Văn Hưng Trang: 95/102 Nghiên cứu bù công suất phản kháng đường dây phân phối 22 kV có phụ tải phân bố 14 13 15 -0.320 1.987 -2.307 -0.326 1.740 -2.067 0.457 2.641 3.097 0.002 0.003 0.002 0.004 0.002 0.004 0.000 0.000 14 -0.200 2.310 -2.510 -0.176 2.070 -2.247 0.267 3.102 3.368 0.003 0.004 0.004 0.005 0.004 0.005 0.000 0.000 0.024 0.032 0.032 0.000 15 Tổng tổn thất Tổng tổn thất công suất kháng deltaQL - deltaQC : 0.032 Tổn thất công suất đường dây lúc phụ tải khơng có tụ bù : 0.024 MW Theo kết phân bố công suất lúc phụ tải min, công suất nguồn phát Đầu đường dây : Pnguồn = 4.2044 MW Qnguồn = 3.7131 MVAr Hệ số công suất Đầu đường dây lúc phụ tải trước bù công suất kháng, cosphi1 = 0.750 Phần trăm sụt áp mạng điện : deltaU_phtr = 1.06 % Lượng công suất kháng cần bù để nâng cosphi Đầu đường dây dự kiến lên 0.95 la :Qbutổng = 2331.222 kVAr QbuTổng = Pnguon*(tanphi1-tanphi2) = 4.2044x(0.883 - 0.329) = 2.3312 MVAr Lượng công suất kháng cần bù để nâng cosphi đầu đường dây lên 0.95 : Qc_min = Qbùtổng = 2331.222 kVAr 4.2.8 Tính lặp bù cƣỡng Tính dung lượng bù cưỡng phụ tải cắt nhánh bù nút 5, 6, 7, LẦN TÍNH THỨ Số nút bù: Ma trận R hay B = b x Rbus ứng với nút cần bù: Từ cột Hàng Hàng Hàng Hàng Hàng Ma D( D( D( D( D( đến cột Cột 1.9710 1.9710 0.0000 0.0000 0.0000 Cột 1.9710 2.2950 0.0000 0.0000 0.0000 Cột 0.0000 0.0000 1.4850 1.2690 1.1070 Cột 0.0000 0.0000 1.2690 1.2690 1.1070 Cột 0.0000 0.0000 1.1070 1.1070 1.1070 trận Cột Hàng so D : 1,1)= 1.9652 2,1)= 2.0681 3,1)= 1.8363 4,1)= 1.7746 5,1)= 1.6826 HV: Lê Văn Hưng Trang: 96/102 Nghiên cứu bù công suất phản kháng đường dây phân phối 22 kV có phụ tải phân bố Ma trận E : Từ cột đến cột Cột Hàng Hàng Hàng Hàng Ma F( F( F( F( 1.9710 1.9710 0.0000 0.0000 Cột 1.9710 2.2950 0.0000 0.0000 Cột -1.1070 -1.1070 0.3780 0.1620 Cột Cột -1.1070 -1.1070 0.1620 0.1620 -1.1070 -1.1070 0.0000 0.0000 trận Cột Hàng so F : 1,1)= 0.2826 2,1)= 0.3854 3,1)= 0.1537 4,1)= 0.0920 Ma trận G : Từ cột Hàng Hàng Hàng Hàng Ma H( H( H( H( đến cột Cột 3.0780 3.0780 0.0000 0.0000 Cột 3.0780 3.4020 0.0000 0.0000 Cột 0.0000 0.0000 0.3780 0.1620 Cột 0.0000 0.0000 0.1620 0.1620 trận Cột Hàng so H : 1,1)= 0.2826 2,1)= 0.3854 3,1)= 0.1537 4,1)= 0.0920 Nút Qbu(MVAr) 0.613 0.317 0.286 0.282 0.833 So sánh với Qbù lúc phụ tải max có lượng bù thức sau: Nút Qbu(MVAr) 0.420 0.317 0.286 0.282 0.103 HV: Lê Văn Hưng Trang: 97/102 Nghiên cứu bù công suất phản kháng đường dây phân phối 22 kV có phụ tải phân bố 15 13 14 10 11 12 Phân bố công suất lúc phụ tải sau đặt thiết bị bù Số lần lặp = Nút No 10 11 12 13 14 15 Điện áp dvtd 1.000 0.998 0.996 0.994 0.994 0.994 0.993 0.993 0.994 0.994 0.994 0.995 0.996 0.997 0.998 Góc Degree 0.000 -0.071 -0.145 -0.242 -0.293 -0.311 -0.202 -0.193 -0.178 -0.160 -0.146 -0.119 -0.085 -0.063 -0.035 Tổng Phụ tải -MW Mvar 0.000 0.000 0.320 0.240 0.360 0.367 0.320 0.282 0.320 0.240 0.360 0.317 0.280 0.286 0.320 0.282 0.200 0.150 0.280 0.247 0.340 0.347 0.200 0.150 0.360 0.270 0.320 0.326 0.200 0.176 4.180 3.682 -Máy phát MW Mvar 4.197 2.295 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 4.197 2.295 Tụ bù Mvar 0.000 0.000 0.000 0.000 0.420 0.317 0.286 0.282 0.103 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 U kV 22.0000 21.9518 21.9080 21.8730 21.8647 21.8593 21.8513 21.8541 21.8585 21.8644 21.8716 21.8911 21.9172 21.9359 21.9637 1.408 Dịng cơng suất nhánh tổn thất Đường dây Công suất nút & Dòng nhánh Tổn thất Máy biến áp- deltaQL deltaQC tu den MW Mvar MVA MW MVAr tap MVAr MVAr 15 4.197 1.687 2.510 2.295 0.719 1.577 4.783 1.834 2.964 0.003 0.003 0.004 0.004 0.004 0.004 0.000 0.000 -0.320 -1.684 1.364 -0.240 -0.715 0.475 0.400 1.830 1.444 0.003 0.002 0.004 0.003 0.004 0.003 0.000 0.000 -0.360 -1.362 1.002 -0.367 -0.472 0.105 0.514 1.441 1.007 0.002 0.001 0.003 0.002 0.003 0.002 0.000 0.000 HV: Lê Văn Hưng Trang: 98/102 Nghiên cứu bù công suất phản kháng đường dây phân phối 22 kV có phụ tải phân bố -0.320 -1.001 0.681 -0.282 -0.103 -0.179 0.427 1.006 0.704 0.001 0.000 0.002 0.001 0.002 0.001 0.000 0.000 -0.320 -0.680 0.360 0.180 0.180 0.000 0.367 0.703 0.360 0.000 0.000 0.001 0.000 0.001 0.000 0.000 0.000 -0.360 -0.360 0.000 0.000 0.360 0.360 0.000 0.000 0.000 0.000 -0.280 -0.280 0.000 0.000 0.280 0.280 0.000 0.000 0.000 0.000 -0.320 0.280 -0.600 -0.000 0.000 -0.000 0.320 0.280 0.600 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 10 -0.200 0.600 -0.800 -0.047 0.000 -0.047 0.205 0.600 0.802 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 11 -0.280 0.800 -1.080 -0.247 0.048 -0.295 0.373 0.802 1.120 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 10 12 -0.340 1.081 -1.421 -0.347 0.295 -0.642 0.486 1.120 1.559 0.000 0.001 0.000 0.001 0.000 0.001 0.000 0.000 11 13 -0.200 1.422 -1.622 -0.150 0.643 -0.793 0.250 1.560 1.805 0.001 0.001 0.001 0.002 0.001 0.002 0.000 0.000 12 14 -0.360 1.623 -1.983 -0.270 0.795 -1.065 0.450 1.807 2.251 0.001 0.001 0.002 0.002 0.002 0.002 0.000 0.000 13 15 -0.320 1.984 -2.304 -0.326 1.067 -1.393 0.457 2.253 2.693 0.001 0.002 0.002 0.003 0.002 0.003 0.000 0.000 14 -0.200 2.307 -2.507 -0.176 1.396 -1.572 0.267 2.696 2.959 0.002 0.003 0.003 0.004 0.003 0.004 0.000 0.000 0.017 0.022 0.022 0.000 10 11 12 13 14 15 Tổng tổn thất Tổng tổn thất công suất kháng deltaQL - deltaQC: 0.022 Giảm tổn thất công suất đường dây sau đặt tụ bù: 7.819 kW Hệ số công suất Đầu đường dây sau bù cưỡng bức, cosphi = 0.877 Phần trăm sụt áp mạng điện : deltaU_phtr = 0.68 % HV: Lê Văn Hưng Trang: 99/102 Nghiên cứu bù công suất phản kháng đường dây phân phối 22 kV có phụ tải phân bố  Qua q trình tính tốn xác định đƣợc nhánh cần cắt, dung lƣợng bù tổn thất điện đƣờng dây vận hành hở ta có bảng tổng hợp so sánh nhƣ sau: Stt Nội dung Đvt Trƣờng hợp Khi cắt nút số chƣa bù Tổng tổn thất công MVAr 0,203 suất kháng Tổn thất cơng suất tác dụng kW 156,600 tồn mạng điện Phần trăm sụt áp % 2,69 mạng điện Trƣờng hợp lúc cố phải cắt nút 15 Trƣờng hợp phụ tải cắt nút chƣa bù Trƣờng hợp bù cƣỡng cắt nút 0,146 0,925 0,032 0,022 43,924 714 24 7,819 1,96 10,70 1,06 0,68 Trƣờng hợp sau bù CS PK Nhận xét: Ta thấy trường hợp cắt nút số lúc chưa bù phần trăm sụt áp 2.69% sau bù ta thấy sụt áp giảm cịn 1,96 % cố phải cắt nút 15 ta thấy phần trăm sụt áp tăng lên cao 10,70 % từ số liệu cho ta thấy bị cố sụt áp tăng cao đồng thời tổn thất tăng cao HV: Lê Văn Hưng Trang: 100/102 Nghiên cứu bù công suất phản kháng đường dây phân phối 22 kV có phụ tải phân bố CHƢƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 KẾT LUẬN Để khắc phục vấn đề đề tài đưa giả thuyết để nghiên cứu giải pháp bù CSPK đường dây phân phối 22 kV có phụ tải phân bố cho hợp lý tuỳ theo mục đích tính chất lưới điện Trong q trình tính tốn phân tích hiệu bù cho thấy khơng phải bù hết công suất phản kháng lưới đạt hiệu quả, việc nâng cao hệ số công suất lớn làm giảm hiệu kinh tế, nên bù công suất từ 0,85 0,95 hiệu đề tài sử dụng phầm mềm Matlab để tính để tính tốn xác dung lượng bù vị trí bù trên, từ để ứng dụng tính tốn thiết kế, vận hành điều khiển HTĐ góp phần nâng cao chất lượng điện giảm tổn thất điện năng, nâng cao hiệu đầu tư Trong q tình tính tốn xác định vị trí bù dung lượng bù tối ưu cho lưới cụ thể phức tạp, khối lượng tính tốn lớn đồng thời phải lặp lại nhiều lần phải cần có hỗ trợ máy tính sử dụng phần mềm để tính tốn cho phù hợp, thực tế có nhiều phần mềm dùng để tính tốn xác định vị trí dung lượng cần bù 5.2 HƢỚNG PHÁT TRIỂN Việc áp dụng phần mềm Matlab để tính tốn vị trí dung lượng bù đề tài tương đối tốt cho phương pháp bù có phụ tải phân bố đều, cịn trường hợp khác phương pháp bù có phụ tải tập trung, phân tán… đề tài chưa nghiên cứu, từ sở phương pháp bù có phụ tải phân bố ta áp dụng triển khai trường hợp có phụ tải tập trung, phân tán… Trong thời gian tới sâu vào vấn đề nghiên cứu bù công suất phản kháng tân tơi cịn phải nhiên cứu nhiều để tính tốn 01 lưới điện cụ thể đơn vị công tác để đưa giải pháp bù tối ưu nhằm giảm tổn thất điện đồng thời mang lại hiệu trình đầu tư phát triển lưới / HV: Lê Văn Hưng Trang: 101/102 Nghiên cứu bù công suất phản kháng đường dây phân phối 22 kV có phụ tải phân bố TÀI LIỆU THAM KHẢO [01] Hồ Văn Hiến - Hệ thống điện truyền tải phân phối – NXB Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh – 2003 [02] Tính toán lưới điện sử dụng phần mềm PSS/ADEPT (tài liệu tập huấn tập 2) Phịng CNTT-VT Cơng ty Điện lực thành phố Hồ Chí Minh Khoa Điện - Điện Tử Trường ĐHBK [03] Trần Vinh Tịnh - Áp dụng phương pháp tối ưu hóa nhằm nâng cao hiệu kinh tế vận hành hệ thống cung cấp điện – Đà Nẵng [04] Trần Bách - Lưới điện & Hệ thống điện, Tập - Nhà xuất Khoa học kỹ thuật -2000 [05] Vũ Ngọc Tước – Mơ hình hóa mơ máy tính – NXB Giáo Dục – 2001 [06] Schneider Electric S.A - Điện cơng nghiệp - NXB Tp Hồ Chí Minh – 2004 [07] Turan Gonen - Electric power distribution system engineering - Mc Graw - Hill Companies Incorporated - 1986 [08] PSS/ADEPT 5.0, User’s Guide – Shaw Power Technologies - 04 / 2004 HV: Lê Văn Hưng Trang: 102/102 S K L 0 ... dựa sở lý thuyết bù công suất phản kháng để giải Luận văn nghiên cứu ? ?Nghiên cứu bù công suất phản kháng đường dây phân phối 22 kV có phụ tải phân bố đều? ?? 1.3 CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG [1], [2], [7]... liên quan đến bù tối ưu công suất phản kháng cho lưới điện phân phối 22 KV Trang: 1/102 Nghiên cứu bù công suất phản kháng đường dây phân phối 22 kV có phụ tải phân bố Nhiệm vụ nghiên cứu Đưa giả... tụ bù Khi đặt tụ bù cịn có nguy q áp phụ tải không tải nguy xảy cộng hưởng kích thích phụ tải HV: Lê Văn Hưng Trang: 12/102 Nghiên cứu bù công suất phản kháng đường dây phân phối 22 kV có phụ tải