VI. í nghĩa khoa học và thực tiễn
4.3.1 Sơ đồ và thụng số của LĐPPTA lộ 478-E27.1
Sơ đồ của lộ 478-E27.1 huyện Tiờn Du đó giới thiệu trong phần 4.2, trong Hỡnh 4.2 và thụng số của cỏc TBA phụ tải cũng nhƣ thụng số của đƣờng dõy trờn cỏc bảng 4.4 và 4.5. Hệ thống này đƣợc sử dụng để tớnh toỏn khảo sỏt việc lựa chọn vị trớ và dung lƣợng bự tối ƣu bằng chƣơng trỡnh đó lập trong chƣơng 3.
Cụng suất của cỏc phụ tải thay đổi rất lớn trong giờ vận hành và thay đổi theo mựa trong năm [2]. Từ dữ liệu phụ tải, biểu diễn theo cỏc hàm phõn phối xỏc suất nhƣ trong chƣơng 1, xỏc định đƣợc giỏ trị của tải tƣơng ứng với xỏc suất xuất hiện nhƣ Bảng 4.6. Hệ số tải thay đổi từ 0.25 đến 1 tƣơng ứng xỏc suất thay đổi từ 0.001 đến 0.152, trong đú hệ số tải 0.6 cú xỏc suất lớn nhất là 0.152. Tốc độ phỏt triển của phụ tải của khu vực trong giai đoạn 2021-2025 là 11.5%.
Bảng 4.6: Xỏc suất của tải
TT Hệ số tải (kk) Xỏc suất (xs) TT Hệ số tải (kk) Xỏc suất (xs)
1 1 0.001 9 0.6 0.152 2 0.95 0.006 10 0.55 0.134 3 0.9 0.012 11 0.5 0.102 4 0.85 0.031 12 0.45 0.067 5 0.8 0.056 13 0.4 0.031 6 0.75 0.092 14 0.35 0.028 7 0.7 0.126 15 0.3 0.002 8 0.65 0.149 16 0.25 0.001
Tụ bự đƣợc chế tạo theo gam cụng suất tiờu chuẩn và rời rạc nhƣ đó giới thiệu trong mụ hỡnh toỏn. Thụng số của tụ bự cú thụng số nhƣ trờn Bảng 4.7 với hệ số tụ tổn thất là 0.02%.
Bảng 4.7: Thụng số của tụ bự
Gam cụng suất
60; 90; 120; 150; 300; 450; 900; 1200; 1500; 1800
4.3.2 Kết quả tớnh toỏn vị trớ và dung lượng bự tối ưu
Thời gian tớnh toỏn đƣợc lựa chọn là 3 năm bởi tốc độ phỏt triển của phụ tải trong giai đoạn tới là rất lớn, ảnh hƣởng lớn tới hiệu quả của thiết bị bự đặc biệt là biến động mang tớnh ngẫu nhiờn.
Thụng số và sơ đồ của lộ 478-E27.1 trong phần 4.3.1 đƣợc tớnh toỏn với kết quả nhƣ trong
Bảng 4.8 và Hỡnh 4.4. Vị trớ đƣợc lựa chọn là vị trớ 90 (nỳt 28) với dung lƣợng bự lớn nhất là 900kVAr, tƣơng tự 900kVAr là dung lƣợng bự lựa chọn đặt
này sẽ nõng cao hiệu quả bự do giảm đƣợc cụng suất phản khỏng truyền tải trờn đƣờng dõy.
So sỏnh với cỏc thiết bị bự hiện trạng cho thấy, vị trớ đƣợc lựa chọn là cỏc vị trớ 9 là 300kVAr và 23 với dung lƣợng là 600kVAr. Tổng dung lƣợng đƣợc lựa chọn là 900kVAr và nhỏ hơn phƣơng phỏp đề xuất trong nghiờn cứu này 900kVAr tƣơng ứng 50%. Khảo sỏt phƣơng phỏp thực hiện lựa chọn vị trớ và dung lƣợng bự hiện tại là bự theo cụng suất lớn nhất Pmax và hệ số cụng suất costb, vị trớ đƣợc lựa chọn theo đỏnh giỏ mức độ tiờu thụ cụng suất phản khỏng của cỏc tải. Do đú, vị trớ và dung lƣợng bự cú sai khỏc giữa hai phƣơng phỏp tớnh. Bảng 4.8: Vị trớ và dung lƣợng bự tối ƣu
TT Hiện trạng Vị trớ và dung lƣợng bự tối ƣu
Vị trớ (nỳt) Dung lƣợng (kVAr) Vị trớ (nỳt) Dung lƣợng (kVAr)
1 9 300 28 900
2 23 600 47 900
Tổng 900 Tổng 1800
4.3.3Đỏnh giỏ tổn thất điện năng và chất lượng điện ỏp
* Tổn thất điện năng
Tổn thất cụng suất và tổn thất điện năng phụ thuộc bỡnh phƣơng vào cụng suất của tải do đú thay đổi của phụ tải đƣợc tớnh toỏn sẽ nõng cao đƣợc tớnh chớnh xỏc của kết quả tớnh toỏn. Phƣơng phỏp mụ hỡnh húa xỏc suất đƣợc sử dụng đó giảm đƣợc số trạng thỏi cần tớnh toỏn mà vẫn đảm bảo đƣợc tớnh chớnh xỏc cần thiết. Ngoài ra, mụ hỡnh cho phộp tớnh toỏn với thời gian nhiều năm cho phộp xột đến sự phỏt triển của tải trong suốt giai đoạn tớnh toỏn.
Kết quả tớnh toỏn tổn thất điện năng trong thời gian 3 năm đƣợc trỡnh bày trờn Bảng 4.9 cho thấy, tổn thất điện năng của lộ 478-E27.1 khỏ lớn, khoảng 4.89% khi khụng bự và chiếm khoảng 3.89% khi sử dụng tụ bự hiện trạng với dung lƣợng bự là 900kVAr tại nỳt 9 và nỳt 113 là những nỳt gần nguồn. Lƣợng tổn thất điện năng giảm đƣợc là 1% do tỷ lệ bự thấp và đƣợc lắp đặt ở những nỳt gần nguồn.
Bảng 4.9: Tổn thất điện năng trong thời gian tớnh toỏn
TT Khụng bự (%) Hiện trạng (%) Bự tối ƣu (%)
1800kVAr đƣợc lắp đặt tại 02 vị trớ là nỳt 28 và nỳt 47 là những nỳt xa nguồn, mỗi vị trớ sử dụng loại tụ thứ 7 với dung lƣợng là 900kVAr. Khi đú, tổn thất điện năng chỉ cũn 3.65% giảm đƣợc so với khụng bự là 1.24% và so với hiện trạng đó giảm đƣợc 0.24%.
Ngoài ra, nhƣ đó phõn tớch trong chƣơng 1, chất lƣợng điện ỏp của lƣới điện đƣợc đỏnh giỏ qua nhiều chỉ tiờu, trong nghiờn cứu này sử dụng chỉ tiờu độ lệch điện ỏp nỳt để đỏnh giỏ ảnh hƣởng của tụ bự trong mọi giờ vận hành. Kết quả tớnh toỏn trong từng chế độ cụ thể nhƣ dƣới đõy.
* Điện ỏp cực đại và cực tiểu tại cỏc nỳt
Tớnh toỏn điện ỏp nỳt trong mọi chế độ vận hành của lƣới điện, xỏc định đƣợc điện ỏp lớn nhất và nhỏ nhất xuất hiện tại cỏc nỳt trong 3 năm tớnh toỏn nhƣ Hỡnh 4.5. Từ hỡnh vẽ cho thấy, điện ỏp tại cỏc nỳt trong mọi trạng thỏi phụ tải đều đảm bảo yờu cầu với điện ỏp thấp nhất luụn lớn hơn 0.9pu đõy là giới hạn điện ỏp yờu cầu đƣợc giới hạn bởi chƣơng trỡnh tớnh toỏn. Giới hạn này ở những nỳt xa nguồn, cỏc nỳt 45 đến nỳt 57 và nỳt 62 đến nỳt 63. Ngoài ra, giới hạn điện ỏp lớn nhất cũng đƣợc thực hiện nờn điện ỏp lớn nhất trong mọi trạng thỏi của tải luụn nhỏ hơn 1.05pu.
Ngƣợc lại, trong những giờ cao điểm ở năm cuối tớnh toỏn, cụng suất tải tăng cao nờn tổn thất điện ỏp lớn và điện ỏp của cỏc nỳt tải giảm thấp. Do đƣợc hỗ trợ bởi cỏc thiết bị bự đồng thời hệ số tải trờn cỏc đƣờng dõy thấp nờn tổn thất điện ỏp trờn hệ thống khỏ nhỏ. Điện ỏp thấp nhất trong cả giai đoạn tớnh là 1.01pu ở cỏc nỳt tải 21 đến nỳt 33.
Hỡnh 4.5: Điện ỏp lớn nhất và nhỏ nhất tại cỏc nỳt của lộ 478-E27.1 trong giai đoạn tớnh toỏn
* Cụng suất giới hạn của đường dõy
kiểm tra cụng suất truyền tải trờn cỏc đoạn đƣờng dõy đƣợc trỡnh bày trờn Bảng 4.10. Kết quả cho thấy, cụng suất truyền tải trờn tất cả cỏc đƣờng dõy đều đảm bảo yờu cầu, cụng suất lớn nhất chỉ đạt 68.1% cụng suất giới hạn trờn đƣờng dõy đoạn 1.2 trong khi cụng suất truyền tải trờn đoạn 37.38 chỉ 0.87%.
Bảng 4.10: Cụng suất cực đại trờn cỏc đƣờng dõy trong thời gian tớnh toỏn Nỳt i-j Smax (MVA) Cụng suất giới hạn
(MVA) Nỳt i-j Smax (MVA)
Cụng suất giới hạn (MVA) 1.2 20.44 30 27.28 1.11 30 2.3 19.66 30 28.58 0.89 16 3.4 17.44 30 30.31 0.72 16 4.5 17.25 30 31.32 0.5 16 5.6 16.86 30 33.34 1.3 16 6.7 16.47 30 34.35 1.01 16 7.8 16.06 30 36.37 0.65 30 8.9 15.64 30 37.38 0.26 30 8.29 0.32 16 39.40 1.4 16 9.10 15.7 30 39.40 1.4 16 10.11 15.18 30 39.43 1.23 16 11.12 13.73 30 40.41 0.91 16 11.30 1.23 30 40.42 0.48 16 12.13 12.03 30 44.45 3.82 20 12.33 1.71 16 45.46 3.69 20 13.14 11.62 30 46.47 2.11 20 14.15 11.17 30 46.49 0.5 16 15.16 9.49 30 46.50 1.02 16 15.36 1.65 30 47.48 0.56 20 16.17 9.02 30 47.51 1.5 16 17.18 8.64 30 48.57 0.34 16 18.19 8.35 30 51.52 0.69 16 19.20 5.74 30 51.54 0.81 16 19.39 2.63 16 52.53 0.46 16 20.21 5.21 30 52.55 0.23 16 21.22 5.29 30 55.56 0.23 16 22.23 4.49 30 58.59 0.59 16
24.25 0.77 30 60.61 0.59 16
24.44 4.07 20 61.62 0.23 16
25.26 0.89 30 62.63 0.18 16
26.27 1.01 30
4.3.4 Nhận xột
Kết quả tớnh toỏn lựa chọn vị trớ và dung lƣợng bự tối ƣu xột đến thay đổi của tải theo mụ hỡnh xỏc suất của lộ 478-E27.1 cho thấy, chƣơng trỡnh tớnh đƣợc lập trỡnh cú khả năng tớnh toỏn và phự hợp cho LĐPPTA trong thực tế. Vị trớ và dung lƣợng bự tối ƣu đƣợc lựa chọn đồng thời luụn đảm bảo đƣợc độ lệch điện ỏp nỳt theo yờu cầu cũng nhƣ đảm bảo vận hành của cỏc đƣờng dõy và thiết bị khỏc khụng bị quỏ tải.
Tổng cụng suất bự đƣợc lựa chọn là 1800kVAr với 2 bộ tụ bự, gam dung lƣợng 3x300kVAr/bộ và đƣợc đặt ở những vị trớ xa nguồn đó giảm đƣợc tổn thất điện năng. Trong giai đoạn tớnh toỏn 3 năm, tổn thất điện năng đó giảm đƣợc 0.24% so với bự hiện trạng và 1.24 so với phƣơng ỏn khụng sử dụng tụ bự. Hơn nữa, phƣơng phỏp này luụn đảm bảo đƣợc độ lệch điện ỏp cho phộp cũng nhƣ giới hạn cụng suất truyền tải trờn cỏc đƣờng dõy. Do đú, luụn đảm bảo đƣợc yờu cầu về chất lƣợng điện ỏp trong mọi trạng thỏi vận hành cũng nhƣ cỏc đƣờng dõy khụng bị quỏ tải trong suốt giai đoạn tớnh toỏn.
4.4 Kết luận chƣơng 4
Từ kết quả tớnh toỏn ỏp dụng cho LĐPPTA huyện Tiờn Du – lộ 478-E27.1 đó cho thấy hiệu quả của thiết bị bự cũng nhƣ phƣơng phỏp và chƣơng trỡnh tớnh toỏn lựa chọn vị trớ và dung lƣợng bự tối ƣu xột đến sự thay đổi của tải theo mụ hỡnh xỏc suất đó đề xuất.
Vị trớ, dung lƣợng và thời gian lắp đặt của tụ điện đƣợc lựa chọn với tổn thất điện năng trong suốt thời gian tớnh toỏn đảm bảo cực tiểu. Chế độ làm việc của cỏc thiết bị cũng đƣợc đảm bảo khụng bị quỏ tải đồng thời độ lệch điện ỏp tại tất cả cỏc vị trớ trong mọi chế độ vận hành và trong suốt giai đoạn tớnh toỏn đƣợc đảm bảo theo yờu cầu.
Phƣơng phỏp và chƣơng trỡnh tớnh đề xuất đó khắc phục đƣợc hạn chế của phƣơng phỏp tớnh toỏn vị trớ, dung lƣợng bự đang sử dụng hiện nay cho LĐPPTA khi lựa chọn đƣợc vị trớ xa nguồn hơn dẫn đến đảm bảo giảm tổn thất nhỏ hơn phƣơng phỏp sử dụng hiện nay.
* Kết luận
Nghiờn cứu này đó tổng hợp, nghiờn cứu một số vấn đề cơ bản về tổn thất, cỏc phƣơng phỏp giảm tổn thất trong LĐPP và thiết bị bự. Lựa chọn phƣơng phỏp tớnh toỏn thụng số bự xột đến thay đổi của phụ tải theo mụ hỡnh xỏc suất nhằm nõng cao tớnh chớnh xỏc của kết quả tớnh toỏn đồng thời đảm bảo độ lệch điện ỏp trong hầu hết cỏc chế độ vận hành của hệ thống.
Giới thiệu và phõn tớch mụ hỡnh toỏn, chƣơng trỡnh tớnh lựa chọn vị trớ và dung lƣợng bự tối ƣu xột đến ảnh hƣởng của sự thay đổi phụ tải theo cỏc mụ hỡnh xỏc suất và phỏt triển của tải trong giai đoạn tớnh toỏn. Chƣơng trỡnh đƣợc sử dụng để tớnh toỏn cho vớ dụ đơn giản sau đú kiểm chứng kết quả bằng phần mềm PSS/Adept cho thấy phƣơng thức bự và chƣơng trỡnh tớnh toỏn phự hợp với LĐPPTA, đảm bảo yờu cầu của hệ thống, cụng suất và vị trớ bự đƣợc lựa chọn tối ƣu, chƣơng trỡnh tớnh toỏn đơn giản, dễ ỏp dụng.
Kết quả tớnh toỏn ỏp dụng cho LĐPPTA huyện Tiờn Du – lộ 478-E27.1 đó cho thấy hiệu quả của thiết bị bự cũng nhƣ phƣơng phỏp và chƣơng trỡnh tớnh toỏn lựa chọn vị trớ và dung lƣợng bự tối ƣu theo mụ hỡnh xỏc suất của tải. Vị trớ, dung lƣợng và thời gian lắp đặt của tụ điện đƣợc lựa chọn với tổn thất điện năng trong suốt thời gian tớnh toỏn đảm bảo cực tiểu. Chế độ làm việc của cỏc thiết bị cũng đƣợc đảm bảo khụng bị quỏ tải đồng thời độ lệch điện ỏp tại tất cả cỏc vị trớ trong mọi giờ vận hành, trong mọi mựa và ở tất cả cỏc năm tớnh toỏn đƣợc đảm bảo theo yờu cầu.
* Hướng nghiờn cứu tiếp theo
- Nghiờn cứu phƣơng phỏp giải mụ hỡnh toỏn với số lƣợng trạng thỏi tớnh toỏn lớn hơn nhằm nõng cao độ chớnh xỏc của kết quả tớnh toỏn.
- Nghiờn cứu xột đến chi phớ của tụ điện cũng nhƣ giỏ điện nhằm nõng cao hiệu quả kinh tế của phƣơng ỏn bự.
Tiếng Việt
[1]Bộ Cụng Thƣơng (2015), Quy định hệ thống điện phõn phối, Thụng tƣ 39/2015/TT-BCT ngày 18 thỏng 11 năm 2015, Hà Nội.
[2]Bộ Cụng Thƣơng (2015), Quy chuẩn ký thuật quốc gia về kỹ thuật điện, QCVN 621: 2015/BCT ngày 20 thỏng 09 năm 2015, Hà Nội.
[3]Đỗ Xuõn Khụi (1998), Tớnh toỏn phõn tớch hệ thống điện, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội
[4]Nguyễn Xuõn Phỳ, Nguyễn Cụng Hiền, Nguyễn Bội Khuờ (2003), Cung cấp điện, NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
[5]Trần Quang Khỏnh (2012), Cung cấp điện theo tiờu chuẩn IEC, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội
[6]Viện Năng lƣợng (2011), Qui hoạch phỏt triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011-2020 cú xột đến năm 2030, Hà Nội
[7]Viện Năng lƣợng (2016), Điều chỉnh qui hoạch phỏt triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011-2020 cú xột đến năm 2030, Hà Nội
[8]Vũ Văn Thắng, Bạch Quốc Khỏnh (2017), Vị trớ và cụng suất tối ưu của tụ điện trong qui hoạch và cải tạo hệ thống phõn phối, Tạp chớ KHCN – Đại học Đà nẵng, Số 3(112).2017.
[9]Bỏo cỏo kỹ thuật, Điện lực Tiờn Du, Bắc Ninh 2019
Tiếng Anh
[10] Anthony J. Pansini (2007), Electrical distribution engineering, The Fairmont Press, Inc.
[11] Pierre Bonami and Jon Lee (2007), BONMIN Users’ Manual, GAMS Development Corporation, Washington, DC, USA.
[12] Richard E. Rosenthal (2010), GAMS - A User's Guide, GAMS Development Corporation, Washington, DC, USA.
[13] PSS/Adept™ 5, Users Manual, Shaw Power Technologies, Inc 2004 [14] M.Jayalakshmi, K.Balasubramanian, Simple Capacitors to
Supercapacitors-An Overview, International Journal of Electrochemical Science, Vol.3, 2008.
[15] Trần Vinh Tịnh, T.V. Chƣơng, Bự tối ƣu cụng suất phản khỏng trong LPP, Tạp chớ KH&CN Đại học Đà Nẵng, số 2, 2008
[16] M.Dixit, P.Kundu, H. R.Jariwala, Optimal Allocation and Sizing of Shunt Capacitor in Distribution System for Power Loss Minimization, 2016SCEECS, India, 2016.
sitting and sizing of capacitors for voltage enhancement of distribution systems, 2015UPEC, UK, 2015.
[18] A.A.Eajal, M.E.El-Hawary, Optimal capacitor placement and sizing in distorted radial distribution systems part III: Numerical results, ICHQP2010, Italy, 2010.
[19] K.R. Devabalaji, A.M.Imranb, T.Yuvaraj, K.Ravi, Power Loss Minimization in Radial Distribution System, Energy Procedia 79 (2015), 917-923.
[20] N.Rugthaicharoencheep, S.Nedphograw, W.Wanaratwijit, Distribution system operation for power loss minimization and improved voltage profile with distributed generation and capacitor placements, 2011DRPT, China, 2011.
[21] Y. M. Atwa, E. F. El-Saadany, M. M. A. Salama, and R. Seethapathy, Optimal Renewable Resources Mix for Distribution systems Energy Loss Minimization, IEEE Tran. on Power Sytems, Vol.25, No.1, 2010
[22] Solutions for power factor correction at medium voltage, CIRCUTOR, S.A. 2013.
PL1. Thụng số của vớ dụ 1
* Thụng số của tải
Nỳt tải Pi.0, kW Qi.0, kVAr Nỳt tải Pi.0, kW Qi.0,kVAr
2 240 192 17 432 384 3 348 288 18 588 528 4 384 300 19 228 168 5 192 156 20 348 264 6 432 372 21 228 168 7 360 360 22 468 408 8 360 360 23 468 420 9 192 144 24 504 420 10 264 192 25 264 240 11 174 132 26 792 630 12 192 162 27 672 630 13 552 522 28 432 372 14 264 216 29 504 444 15 672 552 30 360 240 16 312 240 31 660 564 Tổng 12,810 10,040
* Thụng số của đường dõy
Nỳt ij Sij t*, , MVA Rij, Xij, Nỳt ij Sij t*, , MVA Rij, Xij, 1.2 26 0.15 0.38 17.18 8 2.37 1.67 2.3 26 0.31 0.75 2.19 8 1.78 1.25 3.4 26 0.08 0.19 19.20 8 1.18 0.84 4.5 26 0.23 0.57 20.21 8 1.48 1.05 5.6 26 0.69 1.70 21.22 8 1.18 0.84 6.7 10 1.89 1.84 3.23 8 1.60 1.13 7.8 10 0.46 0.45 23.24 8 1.18 0.84 8.9 10 0.63 0.61 24.25 8 1.48 1.05 9.10 10 0.50 0.49 6.26 10 1.18 1.14 10.11 10 0.84 0.82 26.27 10 1.39 1.35 11.12 10 1.26 1.22 27.28 10 1.47 1.43 12.13 8 1.07 0.75 28.29 10 1.89 1.84 13.14 8 0.83 0.59 29.30 8 1.18 0.84 14.15 8 1.12 0.79 30.31 8 2.07 1.46 15.16 8 1.84 1.30 31.32 8 2.37 1.67 16.17 8 0.95 0.67 32.33 8 2.13 1.50
OPTION LIMROW = 30; OPTION LIMCOL = 30; Option ITERLIM = 50000; Option Solprint = Off; Option Sysout = Off; Option Reslim = 5000000; OPTION OPTCA = 5.35; OPTION OPTCR = 5.35; Option decimals = 2;
******* KHAI BAO MANG DU LIEU VA DU LIEU DAU VAO********** set i So nut /1*40/;
alias (i,j);
set t Thoi gian tinh toan /1*3/;