4. 2T nh chỉ tiêu kinh tế cho từng phương n
10.1 Mô phỏng mạng điện thiết kế khi nhà máy nhiệt điện là nút PQ
Ta coi nhà máy nhiệt điện là một nút phụ tải có công suất công suất âm khi mô phỏng trong PSS/E. Hệ thống là nút cân bằng.
10.1.1 Chế độ cực đại a)Nhập thông số
Ta nhập dữ liệu cho các phần tử theo thứ tự dưới đây:
Hình 10.1. Thông số các nút ở chế độ cực đạikhi nhà máy nhiệt điện là nút PQ
Hình 10.2. Thông số nhà máy điện ở chế độ cực đạikhi nhà máy nhiệt điện là nút PQ
SVTH: Đinh Thị Thu Hiền 128
Hình 10.4. Thông số tải trong chế độ cực đại khi nhà máy nhiệt điện là nút PQ
SVTH: Đinh Thị Thu Hiền 129
Hình 10.6. Thông số máy biến áp trong chế độ cực đại khi nhà máy nhiệt điện là nút PQ
b)Tính toán trào lưu công suất
Ta vào mục Po er Flo , chọn Solution/Solve và chọn giải bằng phương pháp Ne ton-Raphson, ta có kết quả về các nút và công suất phát ra từ hệ thống như sau:
Hình 10.7. Cân bằng nút công suấttrong chế độ cực đạikhi nhà máy nhiệt điện là nút PQ
SVTH: Đinh Thị Thu Hiền 130
Hình 10.8. Điện áp tính được sau khi chạy chương trìnhtrong chế độ cực đạikhi nhà máy nhiệt điện là nút PQ
Tạo một Diagram mới và sử dụng chức năng uto Dra của PSS/E, ta được hình mô phỏng lại mạng điện như sau:
SVTH: Đinh Thị Thu Hiền 131
SVTH: Đinh Thị Thu Hiền 132
c) So sánh kết quả tính toán bằng tay và tính toán bằng phần mềm PSS/E
Điện áp
Bảng 10.1. Tổng hợp kết uả điện áp nút uy về cao áp trong chế độ cực đại khi coi nhà máy là nút PQ
Phụ tải Tính toán bằng tay; kV Tính bằng phần mềm PSS/E; kV Độ lệch điện áp; % 1 22,286 21,25 4,709 2 23,057 22,183 3,973 3 22,732 22,066 3,027 4 22,956 22,077 4,014 5 22,762 22,187 2,605 6 22,881 22,249 2,873 7 21,207 21,089 0,536 8 22,915 22,178 3,35 9 23,133 22,317 3,709 Dòng công suất
Bảng 10.2. Tổng hợp kết uả dòng công suất trong chế độ cực đại khi coi nhà máy là nút PQ
Phụ tải Tính toán bằng tay Phần mềm PSS/E 1 14,498+7,608i 14,5+8,2i 2 38,899+21,414i 38,4+20,2i 3 36,178+18,294i 35,6+16,8i 4 50,953+26,776i 50,6+27,2i 5 30,993+16,897i 30,6+15i 6 35,994+18,604i 35,08+i17,92 7 19,347+14,871i 18,8+10,4 8 50,992+26,761i 50,6+27i 9 36,057+15,995 35,2+19,8i Phía hệ thống:
SVTH: Đinh Thị Thu Hiền 133
MVA
SHT 170,607+j74,732 .
Giá trị dòng công suất tại thanh góp hệ thống khi sử dụng PSS/E là:
MVA j SHT 167,1 63,4 . 10.1.2 Chế độ cực tiểu a) Nhập thông số
Các thông số về đường đây và máy biến áp được giữ nguyên như trong chế độ cực đại, ta chỉ thay đổi các thông số về phụ tải và điện áp cơ sở.
Hình 10.10. Thông số các nút ở chế độ cực tiểu khi coi nhà máy là nút PQ
Hình 10.11. Thông số nhà máy điện ở chế độ cực tiểu khi coi nhà máy là nút PQ
SVTH: Đinh Thị Thu Hiền 134
Hình 10.13. Thông số tải trong chế độ cực tiểu khi coi nhà máy là nút PQ
SVTH: Đinh Thị Thu Hiền 135
Hình 10.15. Thông số máy biến áp trong chế độ cực tiểu khi coi nhà máy là nút PQ b)Tính toán trào lưu công suất
Ta vào mục Po er Flo , chọn Solution/Solve và chọn giải bằng phương pháp Ne ton-Raphson, ta có kết quả về các nút và công suất phát ra từ hệ thống như sau:
SVTH: Đinh Thị Thu Hiền 136
Hình 10.17. Điện áp tính được sau khi chạy chương trình trong chế độ cực tiểu khi coi nhà máy là nút PQ
Tạo một Diagram mới và sử dụng chức năng uto Dra của PSS/E, ta được hình mô phỏng lại mạng điện như sau:
SVTH: Đinh Thị Thu Hiền 137
SVTH: Đinh Thị Thu Hiền 138
c. So sánh kết quả tính toán bằng tay và tính toán bằng phần mềm PSS/E
Điện áp
Bảng 10.3 Tổng hợp kết quả điện áp nút quy về cao áp trong chế độ cực tiểu khi coi nhà máy là nút PQ
Phụ tải Tính toán bằng tay; kV Tính bằng phần mềm PSS/E; kV Độ lệch điện áp; % 1 21,613 20,57 4,741 2 22,175 21,265 4,136 3 21,943 21,177 3,482 4 22,043 22,077 -0,155 5 20,367 21,186 -3,723 6 20,414 21,184 -3,5 7 19,734 21,23 -6,8 8 20,38 21,177 -3,623 9 21,276 21,329 -0,241 Dòng công suất
Bảng 10.4. Tổng hợp kết quả dòng công suất trong chế độ cực tiểu khi coi nhà máy là nút PQ
Phụ tải Tính toán bằng tay Phần mềm PSS/E 1 10,647+5,014i 10,6+5,7i 2 28,604+14,728i 28,4+14,4i 3 26,594+12,119i 26,4+11,4i 4 37,647+19,825i 37,4+19i 5 22,749+10,728i 22,6+10,4i 6 26,499+12,542i 26,2+12i 7 13,811+6,001i 13,8+7,1i 8 37,669+19,774i 37,4+19i 9 26,902+29,693i 26+14,4i Phía hệ thống:
SVTH: Đinh Thị Thu Hiền 139
Giá trị dòng công suất tại thanh góp hệ thống khi tính toán bằng tay là:
MVA
SHT 130,367+j64,172 .
Giá trị dòng công suất tại thanh góp hệ thống khi sử dụng PSS/E là:
MVA j SHT 128,4 43,6 .
10.2 Mô phỏng mạng điện thiết kế khi nhà máy nhiệt điện là nút PV
Ta coi nhà máy nhiệt điện đóng vai trò là 1 nút P , nghĩa là nhà máy chỉ cố định công suất tác dụng phát ra, công suất phản kháng sẽ được thay đổi nhằm mục đích điều chỉnh điện áp tại đầu cực máy phát.
10.2.1 Chế độ cực đại
- Nhập thông số
Ta nhập các thông số lần lượt như sau:
SVTH: Đinh Thị Thu Hiền 140
Hình 10.20. Thông số nhà máy điện ở chế độ cực đại khi coi nhà máy nhiệt điện là nút PV
Hình 10.21. Thông số máy phát ở chế độ cực đại khi coi nhà máy nhiệt điện là nút PV
SVTH: Đinh Thị Thu Hiền 141
Hình 10.23. Thông số đường dây trong chế độ cực đại khi coi nhà máy nhiệt điện là nút PV
Hình 10.24. Thông số máy biến áp trong chế độ cực đại khi coi nhà máy nhiệt điện là nút PV
- Tính toán trào lưu công suất
Ta vào mục Po er Flo , chọn Solution/Solve và chọn giải bằng phương pháp Ne ton-Raphson, ta có kết quả về các nút và công suất phát ra từ hệ thống như sau:
SVTH: Đinh Thị Thu Hiền 142
Hình 10.25. Cân bằng nút công suất trong chế độ cực đại khi coi nhà máy nhiệt điện là nút PV
Hình 10.26. Điện áp tính được sau khi chạy chương trình trong chế độ cực đại khi coi nhà máy nhiệt điện là nút PV
Tạo một Diagram mới và sử dụng chức năng uto Dra của PSS/E, ta được hình mô phỏng lại mạng điện như sau:
SVTH: Đinh Thị Thu Hiền 143
SVTH: Đinh Thị Thu Hiền 144
c. So sánh kết quả tính toán bằng tay và tính toán bằng phần mềm PSS/E
Điện áp
Bảng 10.5. Tổng hợp kết uả điện áp nút uy về cao áp trong chế độ cực đại khi coi nhà máy là nút PV
Phụ tải Tính toán bằng tay; kV Tính bằng phần mềm PSS/E; kV Độ lệch điện áp; % 1 22,286 21,25 4,709 2 23,057 22,183 3,973 3 22,732 22,066 3,027 4 22,956 22,077 4,014 5 22,762 22,227 2,432 6 22,881 22,026 3,886 7 21,207 21,131 0,345 8 22,915 22,216 3,177 9 23,133 22,334 3,632 Dòng công suất
Bảng 10.6. Tổng hợp kết uả dòng công suất trong chế độ cực đại khi coi nhà máy là nút PV
Phụ tải Tính toán bằng tay Phần mềm PSS/E 1 14,498+7,608i 14,5+8,2i 2 38,899+21,414i 38,4+20,2i 3 36,178+18,294i 35,6+16,8i 4 50,953+26,776i 50,6+27,2i 5 30,993+16,897i 30,4+15i 6 35,994+18,604i 35,6+i17,2 7 19,347+14,871i 18,8+10,4 8 50,992+26,761i 50,6+27i 9 36,057+15,995 35,2+19,8i Phía hệ thống:
SVTH: Đinh Thị Thu Hiền 145
MVA
SHT 170,607+j74,732 .
Giá trị dòng công suất tại thanh góp hệ thống khi sử dụng PSS/E là:
MVA j SHT 167,1 60,7 . 10.2.2 Chế độ cực tiểu a) Nhập thông số
Ta nhập các thông số lần lượt như sau:
Hình 10.28. Thông số các nút ở chế độ cực tiểu khi coi nhà máy là nút PV
SVTH: Đinh Thị Thu Hiền 146
Hình 10.30. Thông số máy phát ở chế độ cực tiểu khi coi nhà máy là nút PV
Hình 10.31. Thông số tải trong chế độ cực tiểu khi coi nhà máy là nút PV
SVTH: Đinh Thị Thu Hiền 147
Hình 10.33. Thông số máy biến áp trong chế độ cực tiểu khi coi nhà máy là nút PV b)Tính toán trào lưu công suất
Ta vào mục Po er Flo , chọn Solution/Solve và chọn giải bằng phương pháp Ne ton-Raphson, ta có kết quả về các nút và công suất phát ra từ hệ thống như sau:
SVTH: Đinh Thị Thu Hiền 148
Hình 10.35. Điện áp tính được sau khi chạy chương trình trong chế độ cực tiểu khi coi nhà máy là nút PV
Tạo một Diagram mới và sử dụng chức năng uto Dra của PSS/E, ta được hình mô phỏng lại mạng điện như sau:
SVTH: Đinh Thị Thu Hiền 149
SVTH: Đinh Thị Thu Hiền 150
c. So sánh kết quả tính toán bằng tay và tính toán bằng phần mềm PSS/E
Điện áp
Bảng 10.7. Tổng hợp kết quả điện áp nút quy về cao áp trong chế độ cực tiểu khi coi nhà máy là nút PV
Phụ tải Tính toán bằng tay; kV Tính bằng phần mềm PSS/E; kV Độ lệch điện áp; % 1 21,613 20,572 4,731 2 22,175 21,265 4,136 3 21,943 21,177 3,482 4 22,043 22,077 -0,155 5 20,367 21,315 -4,309 6 20,414 21,362 -4,309 7 19,734 20,054 -1,455 8 20,38 21,309 -4,223 9 21,276 21,388 -0,509 Dòng công suất
Bảng 10.8. Tổng hợp kết quả dòng công suất trong chế độ cực tiểu khi coi nhà máy là nút PV
Phụ tải Tính toán bằng tay Phần mềm PSS/E 1 10,647+5,014i 10,6+5,7i 2 28,604+14,728i 28,4+14,4i 3 26,594+12,119i 26,4+11,4i 4 37,647+19,825i 37,4+19i 5 22,749+10,728i 22,6+10,2i 6 26,499+12,542i 26,2+12i 7 13,811+6,001i 13,8+7i 8 37,669+19,774i 37,4+19i 9 26,902+29,693i 26+14,2i Phía hệ thống:
SVTH: Đinh Thị Thu Hiền 151
Giá trị dòng công suất tại thanh góp hệ thống khi tính toán bằng tay là:
MVA
SHT 130,367+j64,172 .
Giá trị dòng công suất tại thanh góp hệ thống khi sử dụng PSS/E là:
MVA j SHT 128,6 34,8 . Nhận xét:
+ Qua quá trình tính toán ta thấy, giá trị dòng công suất tại thanh ghóp hệ thống khi tính toán bằng tay và tính trên phần mềm có sự sai khác nhỏ về thành phần công suất tác dụng và chênh lệch nhiều về công suất phản kháng với cả hai trường hợp mô phỏng bằng phần mềm PSS/E.
+ Khi mô phỏng lưới điện thiết kế với hai trường hợp thì điện dòng công suất trên thanh ghóp hệ thống và điện áp trong hai trường hợp chênh lệch ít với nhau.
Nguyên nhân có sự khác nhau khi tính toán bằng tay và bằng phần mềm PSS/E:
Khi tính bằng tay chúng ta sử dụng phương pháp gần đúng - coi điện áp tại các nút bằng điện áp định mức để tính các dòng công suất. Còn khi giải bằng PSS/E ta sử dụng phương pháp Newton - Raphson để giải nên kết quả 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.
SVTH: Đinh Thị Thu Hiền 152
K T LUẬN CHUNG
Trong phần 1 của đồ án, ta đã tiến hành thiết kế, tính toán cho một lưới 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 được 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 phương án trong các nhóm, ta chọn được phương án tối ưu nhất trong các nhóm đó để thiết kế và tổng hợp lại được phương án thiết kế. 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 phương án đó. Dựa vào kết quả tính toán điện áp tại các nút của phụ tải, ta chọn được phương thức điều chỉnh điện áp thích hợp cho các máy biến áp. Cuối cùng, ta tổng hợp các chỉ tiêu về kĩ thuật và tính toán các chỉ tiêu về kinh tế thấy rằng mạng điện đã thiết kế hợp lý về mặt kĩ thuật và hiệu quả về mặt kinh tế.
Phần 2 của đồ án đã ứng dụng phần mềm PSS/E để mô phỏng lưới điện thiết kế. Trước hết, ta thực hiện việc quy đổi đơn vị của các thông số cần thiết sang đơn vị tương đối. Sau đó điền thông số và cho chạy trên phần mềm PSS/E với hai trường hợp coi nhà máy nhiệt điện là một nút phụ tải và coi nhà máy nhiệt điện là một nút điều chỉnh điện áp. Từ đó ta thu được kết quả điện áp quy về nút hạ áp và dòng công suất. Từ đó, ta rút ra được sự so sánh khi tính toán bằng tay và tính toán bằng phần mềm PSS/E cũng như so sánh được kết quả tính toán trên phần mềm PSS/E trong hai trường hợp đối với nhà máy nhiệt điện.
ua quá trình làm đồ án giúp em vận dụng kiến thức mình đã học trong việc tính toán thiết kế lưới điện, hiểu biết thêm về cách sử dụng và ứng dụng của phần mềm PSS/E và tầm quan trọng của phần mềm PSS/E hệ thống điện.
SVTH: Đinh Thị Thu Hiền 153 TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn ăn Đạm: ạng lưới điện, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2005
2. Nguyễn ăn Đạm: Thiết kế các mạng và hệ thống điện, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 200
3. PGS. TS. Phạm ăn Hòa, Ths. Phạm Ngọc Hùng: Thiết kế phần điện nhà máy điện và trạm biến áp, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 200
4. Ngô Hồng uang: Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện từ 0,4-500 kV, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 200
5. TS. Trần uang Khánh: Cung cấp điện, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2004 6. Trần ách: Lưới điện và hệ thống điện tập 1, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật,
112 112 112 S9 TPDH-32000/110 C11 C12 C11 110 kV 110 kV C11 C12 TDH-63000/110 2AC-70 42,86 km 10 kV HT 10 kV 10 kV MF2 MF4 MF3 C12 TPDH-40000/110 TPDH-32000/110 S4 2AC-95 48,57km 2AC-150 30km TDH-63000/110 TDH-63000/110 132 133 134 131 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1