Giải pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho lưới điện phân phối lộ đường dây 371 E26.1

Độ tin cậy của lưới điện phân phối

Ở đây Ti là thời gian mất điện trung bình hàng năm và Ki là số khách hàng của nút phụ tải thứ i. Ở đây i là cường độ mất điện, Ti là thời gian mất điện trung bình hàng năm và Ki là số khách hàng của nút phụ tải thứ i. Chỉ tiêu này xác định thời gian mất điện trung bình của một khách hàng trong một năm cho một lần mất điện.

Chỉ số này xác định sản lượng điện bị mất trung bình đối với một khách hàng bị ảnh hưởng trong một năm. Theo [3] bộ chỉ số độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện phân phối bao gồm SAIDI, SAIFI và MAIFI.

Phân tích độ tin cậy của lưới điện phân phối theo các sơ đồ khác nhau

Trên cơ sở các số liệu về suất sự cố trung bình và thời gian mất điện trung bình ta tính được các chỉ số về độ tin cậy cho các nút tải A, B, C, D và sẽ được kết quả các trị số , t, T ở các nút tải là như nhau. Tuy nhiên, do máy cắt có giá thành rất cao so với dao cách ly (gấp khoảng 15 lần), nên trong thực tế việc dùng máy cắt hay dao cách ly, với số lượng bao nhiêu, đặt tại những vị trí nào là bài toán tối ưu về kinh tế, kỹ thuật được xem xét kỹ khi đầu tư. Nhiều hệ thống lưới phân phối kín có các điểm mở để hệ thống hoạt động hiệu quả như là một mạng hình tia, nhưng khi có một sự cố trong hệ thống các điểm mở có thể được đóng, mở hợp lý để phục hồi việc cung cấp điện cho các tải không được liên kết với nguồn.

Qui trỡnh hoạt động này cú ảnh hưởng rừ rệt đối với cỏc chỉ số độ tin cậy của nỳt tải, bởi vì các nút tải bị tách khỏi nguồn cho đến khi hoàn thành việc sửa chữa có thể chuyển sang một nguồn khác của hệ thống. Theo kết quả trên chúng ta thấy rằng, lưới điện được phân đoạn sẽ có các chỉ số về độ tin cậy tốt hơn không phân đoạn, phân đoạn bằng máy cắt tốt hơn dao cách ly, hệ thống mạch vòng có nhiều nguồn sẽ tốt hơn một nguồn và có thời gian mất điện ít nhất.

Các phương pháp đánh giá độ tin cậy lưới điện phân phối

Phương pháp này xây dựng mối quan hệ trực tiếp giữa độ tin cậy của hệ thống với độ tin cậy của các phần tử đã biết thông qua việc lập sơ đồ độ tin cậy, áp dụng phương pháp giải tích bằng đại số Boole và lý thuyết xác suất các tập hợp để tính toán độ tin cậy. Quá trình Markov là mô hình toán học diễn tả quá trình ngẫu nhiên trong đó phần tử hoặc hệ thống liên tiếp chuyển từ trạng thái này qua trạng thái khác và thỏa mãn điều kiện: nếu hệ thống đang ở trạng thái nào đó thì sự chuyển trạng thái tiếp theo xảy ra tại các thời điểm ngẫu nhiên và chỉ phụ thuộc vào trạng thái đương thời chứ không phụ thuộc vào quá khứ của quá trình. Nếu hệ thống có n trạng thái, ở thời điểm t hệ thống đang ở trạng thái i thì ở đơn vị thời gian tiếp theo hệ thống có thể ở lại trạng thái i (i=1…n) với xác suất pii hay chuyển sang trạng thái j với xác suất pij (j=1…n và i j).

Với giả thiết thời gian làm việc và thời gian phục hồi các phần tử có phân bố mũ, thì thời gian hệ thống ở các trạng thái cũng phân theo phân bố mũ và cường độ chuyển trạng thái bằng hằng số và không phụ thuộc vào thời gian, và ta sử dụng quá trình Markov đồng nhất. Nó tạo ra lịch sử hoạt động (lịch sử đồ) của hệ thống và của phần tử một cách nhân tạo trên máy tính điện tử, sau đó sử dụng các phương pháp đánh giá thống kê để phân tích rút ra các kết luận về độ tin cậy của phần tử và hệ thống.

GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN CHO LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI

• Các nguyên nhân ảnh hưởng đến độ tin cậy của lưới điện phân phối 1. Yếu tố ảnh hưởng đến độ tin cậy của lưới điện
• Giải pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho lưới điện phân phối 1. Giải pháp lập kế hoạch bảo dưỡng thiết bị
• Đề xuất giải pháp nâng cao độ tin cậy cho lộ đường dây 371-E26.1

Phương thức vận hành ở chế độ làm việc bình thường, theo mùa trong năm hay phương thức vận hành khi có sự cố được lựa chọn trên cơ sở so sánh một số chỉ số độ tin cậy được tính toán SAIDI, SAIFI, CAIDI, CAIFI và chỉ số khả năng sẵn sàng phục vụ ASAI của các phương thức vận hành. Thực chất của giải pháp này là việc hoán chuyển vị trí các thiết bị đóng cắt trên lưới, nhằm đồng bộ hoá thiết bị theo từng xuất tuyến để nâng cao khả năng phối hợp của các thiết bị đồng thời mở rộng khả năng đầu tư RTU (thiết bị đầu cuối) phục vụ ứng dụng các giải pháp, công nghệ tự động hoá lưới điện. DAS cung cấp chức năng điều khiển và giám sát từ xa các dao cách ly phân đoạn tự động (Sectionalizer), phối hợp giữa các điểm phân đoạn trên lưới điện phân phối, nhờ đó cô lập được phân đoạn sự cố, khôi phục việc cung ứng điện cho phần còn lại của hệ thống không bị sự cố.

- Giai đoạn 1: Việc tự động hoá lưới điện phân phối thực hiện bởi rơle phát hiện sự cố FDR (Fault Detecting Relay) và các dao cách ly chân không VS (Vacuum Switch) lắp đặt trên lưới phân phối, kết hợp cùng chức năng tự đóng lặp lại tại máy cắt xuất tuyến. Các chức năng điều khiển và giám sát xa thực hiện nhờ các thiết bị đầu cuối điều khiển xa RTU (Remote Terminal Unit) lắp đặt tại các dao cách ly phân đoạn tự động, các thiết bị chủ điều khiển xa lắp đặt tại các trung tâm điều khiển và các hệ thống thông tin.

Giới thiệu phần mềm mô phỏng tính toán ETAP

ETAP là giải pháp doanh nghiệp toàn diện nhất cho thiết kế, mô phỏng, vận hành, kiểm soát, tối ưu hóa, và tự động hóa của hệ thống truyền tải, phân phối, và các hệ thống điện công nghiệp. ETAP cung cấp một bộ giải pháp phần mềm tích hợp đầy đủ bao gồm cả flash điện hồ quang, dòng tải, ngắn mạch, ổn định quá độ, phối hợp bảo vệ, lưu lượng điện năng tối ưu, và nhiều hơn nữa. Phần mềm cho ta biết rất nhiều thông số của hệ thống điện, nhờ đó mà ta có thể kiểm soát, điều chỉnh hay sửa chữa hệ thống kịp thời khi có sự cố để tránh những thiệt hại đáng tiếc xảy ra.

- Phân bố công suất - Phân bố tối ưu công suất - Phân tích ngắn mạch - Phân tích ổn định động - Phân tích sóng hài - Phân tích tia hồ quang. Trong luận văn này, các chức năng Tính toán phân bố công suất , Tnh toán ngắn mạch , Phối hợp bảo vệ và Độ tin cậy sẽ được sử dụng.

Đánh giá độ tin cậy của giải pháp đề xuất

Method: Phương pháp phân tích, ETAP hỗ trợ 2 phương pháp lựa chọn: cấp sự cố đơn (single contingency level) và cấp sự cố kép (double contingency level);. Khi có sự cố ở máy biến áp trên lưới, người ta thường thay thế tạm thời bằng máy biến áp dự phòng hoạt động trong khoảng thời gian nhất định để có thể sửa chữa hoặc thay thế máy biến áp bị hỏng sang một máy biến áp mới. Độ tin cậy của thiết bị cầu chì không được xét đến ở đây, nhưng chức năng bảo vệ và cách ly sự cố vẫn được xét đến trên lưới.

- PA2: Độ tin cậy khi thay thế CDPT (là 1 loại dao cách ly) hiện có bằng Recloser - PA3: Độ tin cậy khi thay thế CDPT hiện có bằng Recloser và lắp đặt thêm 1 số DCL tại 1 số nhánh rẽ. Khi thay thế CDPT hiện có bằng Recloser và lắp đặt thêm DCL tại một số nhánh rẽ trên lộ 371- E26.1 ta thấy rằng, đa số các chỉ số độ tin cậy của hệ thống như đã trình bày trong Mục 2.1.2 đã giảm đi nhiều.

Mô phỏng giải pháp phối hợp Recloser với bảo vệ rơle lộ đường dây 371-E26.1

Vì khi ngắn mạch trước máy cắt MC371/1A cũng như khi ngắn mạch trước máy cắt MC371/5A chỉ có dòng qua Rơle, nên 2 Recloser không cần phối hợp với nhau. Kết quả của phần phối hợp đặc tính bảo vệ được thể hiện trên hình 4.17. Khi ngắn mạch sau recloser MC371/1A chỉ Recloser này tác động, không cần phối hợp với các Recloser khác.

Trên hình vẽ mô phỏng cho thấy, các đường đặc tính không giao cắt nhau, đảm bảo cắt chính xác khi xảy ra sự cố trong vùng, đồng thời có tính dự phòng cao.