Để tính toán trào lƣu công suất cho hệ thống mới sau khi nhập dữ liệu, ta chọn trên thanh công cụ theo đƣờng dẫn: Power Flow/Solution/Solve hoặc sử dụng biểu tƣợng:
Có thể dùng 5 phƣơng pháp tính khác nhau: - SOLV: Gauss- Seidel solution;
- MSLV: Modified Gauss- Seidel solution; - FNSL: Full Newton- Raphson solution;
- FDNS: Fixed slope decoupled Newton- Raphson solution; - NSOL: Decoupled Newton- Raphson solution.
Mỗi phƣơng pháp tính có thuận lợi khó khăn riêng và việc lựa chọn phƣơng pháp nào sẽ tùy thuộc vào bản chất vấn đề.
SOLV
- Sử dụng phƣơng pháp lặp Gauss- Seidel;
- Hội tụ chậm, điều này có thể cải thiện bằng hệ số tốc độ;
- Có thể sử dùng để đánh giá sơ bộ điện áp ban đầu và các vấn đề về công suất phản kháng;
- Không thể sử dụng cho tụ bù dọc do đó không áp dụng cho hệ thống điện Việt Nam.
MSLV
- Sử dụng phƣơng pháp lặp Gauss- Seidel cải tiến;
- Hội tụ chậm, điều này có thể cải thiện bằng hệ số tốc độ;
- Có thể sử dùng để đánh giá sơ bộ điện áp ban đầu và các vấn đề về công suất phản kháng;
- Có thể sử dụng khi có tụ bù dọc do đó có thể sử dụng cho hệ thống điện Việt Nam; - Đây là phƣơng pháp tính rất tốt nếu lƣới đã có đánh giá điện áp sơ bộ.
FNSL
- Sử dụng phƣơng pháp lặp Newton-Raphson đầy đủ; - Hội tụ nhanh (thƣờng nhỏ hơn 5 bƣớc lặp);
Sinh viên: Nguyễn Đăng Giang Page 87 - Có thể đạt đƣợc sai số tính toán nhỏ;
- Có thể gặp khó khăn nếu điều kiện lƣới điện kém liên kết hoặc có vấn đề về công suất phản kháng;
- Đây là một trong những phƣơng pháp thƣờng đƣợc dùng , đặc biệt là hệ thống vừa chuyển dịch.
NSOL
- Sử dụng phƣơng pháp lặp Newton- Raphson;
- Gặp trở ngại nếu tỉ số X/R nhỏ, vấn đề này có thể xảy ra trong hệ thống điện Việt Nam;
- Không đƣợc khuyến cáo để sử dụng chung.
FDNS
- Sử dụng phƣơng pháp lặp Newton- Raphson; - Hội tụ nhanh;
- Sai số tính toán nhỏ;
- Có thể gặp khó khăn với lƣới có điện áp tồi hoặc có vấn đề về công suất phản kháng. Chọn lệnh qua hệ thống menu: Power Flow/ Solution/Solve/Newton/Full Newton- Raphson. Sau đó chọn Solve để bắt đầu tính toán:
Sinh viên: Nguyễn Đăng Giang Page 88
Hình 8.2: Hộp thoại tính toán trào lƣu công suất 8.3.1.Chế độ phụ tải cực đại
Sinh viên: Nguyễn Đăng Giang Page 89 Sau khi chạy chƣơng trình ta có kết quả tính toán trào lƣu công suất của từng đƣờng dây nhƣ sau:
Sinh viên: Nguyễn Đăng Giang Page 91 Từ đó ta có bảng tổng kết so sánh về dòng công suất truyền tải và điện áp của hai phƣơng pháp tính toán bằng tay và tính toán bằng phần mềm nhƣ sau:
Bảng 8.10: Bảng tổng kết so sánh về điện áp nút Nút Ui, kV (Tính bằng tay) Ui, kV (Tính bằng phần mềm) 1 115,65 115,78 2 118,32 118,40 3 118,36 118,28 4 119,07 119,10 5 117,97 118,04 6 114,24 114,62 7 111,47 111,89 8 114,84 115,21 9 114,95 115,31 10 113,20 114,18 NM 117,66 117,98
Bảng 8.11 : Bảng tổng kết so sánh về dòng công suất truyền tải
Đƣờng dây SNi, MVA (Tính bằng tay) SNi, MVA (Tính bằng phần mềm) NM-5 3,691 – j9,192 4,0 – j5,6 HT-5 31,032 + j22,15 30,8 + j22,0 HT-2 72,097+ j40,033 71,8 + j39,0 2-1 36,891+ j19,761 36,8 + j19,4 HT-3 35,858 +j18,323 35,8 + j20,4 HT-4 29,639 + j15,74 29,6 + j15,4 NM-8 29,829 + j15,494 29,8 + j15,4 NM-6 62,026 + j36,188 62,0 + j36,0 6-7 30,648 + j18,192 30,6 + j18,2 NM-9 28,775 + j14,802 28,8 + j14,8 NM-10 33,3 + j17,1 29,0 + j14,6
Sinh viên: Nguyễn Đăng Giang Page 92
8.3.2.Chế độ phụ tải cực tiểu
Trong chế độ phụ tải cực tiểu công cuất của phụ tải bằng 70% công suất trong chế độ phụ tải cực đại, khi đó nhà máy vận hành 4 tổ máy với 70% công suất định mức và nút hệ thống cần giữ điện áp không đổi là 115 kV. Bảng dữ liệu máy biến áp ta giữ không đổi. Khi đó các dữ liệu cần nhập thay đổi nhƣ các bảng sau:
Bảng 8.12: Nhập dữ liệu nút trong chế độ phụ tải cực tiểu
Sinh viên: Nguyễn Đăng Giang Page 93
Bảng 8.14: Nhập dữ liệu phụ tải ở chế độ phụ tải cực tiểu
Bảng 8.15: Bảng kết quả tính toán trào lƣu công suất ở chế độ phụ tải cực tiểu
Sau khi chạy chƣơng trình ta có kết quả tính toán trào lƣu công suất của từng đƣờng dây nhƣ sau:
Sinh viên: Nguyễn Đăng Giang Page 95 Xét nhánh HT-2-1: Đƣờng dây SNi, MVA (Tính bằng tay) SNi, MVA (Tính bằng phần mềm) 2-1 25,664+j12,598 25,6 +j12,6 HT-2 50,073+j 25,324 50 + j25,2
Sinh viên: Nguyễn Đăng Giang Page 96 Và điện áp tại nút 2: U2-tính toán bằng tay=113,129kV; U2-tính toán bằng phần mềm=113,68kV
8.3.3.Chế độ sự cố
Với giả thiết sự cố xảy ra trong chế độ phụ tải cực đại và các sự cố không xếp chồng. Đồng thời chỉ xét trƣờng hợp ngừng một mạch đƣờng dây khi phụ tải cực đại. Ta cho đƣờng dây HT-2 ngừng một mạch.
Khi ngừng một mạch đƣờng dây HT-2 ta nhập nhƣ sau:
Bảng 8.16: Nhập dữ liệu thông số đường dây trong chế độ sự cố
Các thông số còn lại nhập tƣơng tự nhƣ chế độ phụ tải cực đại. Ta có bảng tính toán trào lƣu công suất:
Sinh viên: Nguyễn Đăng Giang Page 97 Sau khi chạy chƣơng trình ta có kết quả tính toán trào lƣu công suất của lƣới nhƣ sau:
Sinh viên: Nguyễn Đăng Giang Page 98 Xét nhánh HT-2-1: Đƣờng dây SNi, MVA (Tính bằng tay) SNi, MVA (Tính bằng phần mềm) 2-1 36,891 + j19,761 36,8 +j19,8 HT-2 73,41 + j44,045 72,9 + j42,2
Và điện áp tại nút 2: U2-tính toán bằng tay=115,3kV; U2-tính toán bằng phần mềm=115,58kV
Nhận xét: Sau khi cho chạy chƣơng trình, kết quả ở ba chế độ cho thấy:
- Công suất tác dụng và điện áp các nút khi tính bằng tay và bằng phần mềm sai khác rất ít.
- Công suất phản kháng sai khác nhiều hơn, đặc biệt là sau khi các dòng công suất phản kháng đã qua máy biến áp.
Nguyên nhân dẫn đến sự khác nhau về phân bố công suất phản kháng khi tính bằng tay và khi sử dụng phần mềm:
- Khi tính phân bố công suất bằng tay sử dụng điện áp định mức của lƣới 110kV để tính toán và chỉ tính cho một bƣớc lặp; Trong khi đó phần mềm PSS/E sử dụng các phƣơng pháp lặp để tính chế độ xác lập do đó kết quả đạt đƣợc chính xác hơn.
- Khi tính toán bằng tay ta bỏ qua phần ảo của tổn thất điện áp nên cũng gây ra sai số giữa hai cách tính.
Sinh viên: Nguyễn Đăng Giang Page 99
KẾT LUẬN CHUNG
Trong phần I của đồ án, ta đã tiến hành thiết kế, tính toán cho một lƣới điện khu vực hoàn chỉnh. Từ các số liệu ban đầu, ta thực hiện việc phân tích nguồn và phụ tải, cân bằng công suất tác dụng và công suất và phản kháng, từ đó sơ bộ xác định đƣợc chế độ làm việc của nguồn. Sau khi tiến hành tính toán chỉ tiêu kỹ thuật về tổn hao điện áp và điện năng và các chỉ tiêu kinh tế của các phƣơng án trong các phƣơng án, ta chọn đƣợc phƣơng án tối ƣu nhất. Trên cơ sở đó, ta tiến hành chọn các máy biến áp và sơ đồ trạm, tính toán chính xác cân bằng công suất trong các chế độ của phƣơng án đó. Dựa vào kết quả tính toán điện áp tại các nút của phụ tải, ta chọn đƣợc phƣơng thức điều chỉnh điện áp thích hợp cho các máy biến áp. Cuối cùng, ta rút ra đƣợc kết luận nhƣ sau:
Các chỉ tiêu kinh tế và kĩ thuật của mạng điện và trạm biến áp thiết kết đều đƣợc đảm bảo yêu cầu thiết kế.
Ta có thể nhận thấy rằng bản thiết kế đã mang lại hiệu quả về kinh tế
Với giá thành truyền tải của một đơn vị điện năng là 94,89 đồng/kWh, việc thiết kế đã đem lại hiệu quả kinh tế, giá thành hợp lý, tiết kiệm.
Phần II của đồ án đã ứng dụng phần mềm PSS/E để mô phỏng lƣới điện thiết kế. Trƣớc hết, ta thực hiện việc quy đổi đơn vị của các thông số cần thiết sang đơn vị tƣơng đối, sau đó điền thông số và cho chạy trên phần mềm PSS/E. Từ đó ta thu đƣợc kết quả điện áp quy về nút cao áp và dòng công suất. Kết quả tính toán thu đƣợc giữa phƣơng pháp tính bằng tay và sử dụng phần mềm PSS/E là tƣơng đƣơng nhau, sai số không quá lớn. Qua đây, chúng ta có thể thấy đƣợc tầm quan trọng của phần mềm PSS/E trong các trung tâm điều độ hệ thống điện quốc gia, các viện nghiên cứu, cũng nhƣ các đơn vị tƣ vấn thiết kế.
Sinh viên: Nguyễn Đăng Giang Page 100
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Văn Đạm: Mạng lƣới điện, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2005 2. Nguyễn Văn Đạm: Thiết kế các mạng và hệ thống điện, Nhà xuất bản Khoa học và
Kỹ thuật, 2008
3. PGS. TS. Phạm Văn Hòa, Ths. Phạm Ngọc Hùng: Thiết kế phần điện nhà máy điện và trạm biến áp, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2007
4. Ngô Hồng Quang: Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện từ 0,4-500 kV, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2007
5. TS. Trần Quang Khánh: Cung cấp điện, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2004 6. Trần Bách: Lƣới điện và hệ thống điện tập 1, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật,