3.3.4 Kết quả mô phỏng
3.3.4.1 Chế độ tính toán
Đặc tính công suất phát của TĐN và đồ thị phụ tải thay đổi lớn theo thời gian trong ngày và mùa trong năm nhƣ đã trình bày trong mục 3.3.3. Do đó, để đánh giá đƣợc đầy đủ ảnh hƣởng của TĐN tới các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của LĐTA cần tính toán trong mọi chế độ vận hành của lƣới. Tuy nhiên, để đánh giá ảnh hƣởng tới chỉ tiêu chất lƣợng điện áp và tổn thất công suất của TĐN thì chỉ cần tính toán các chế độ giới hạn của hệ thống. Trong nghiên cứu này sẽ tính toán các chế độ giới hạn sau:
- Chế độ phụ tải cực đại mùa hè: 19h - mùa hè - Chế độ phụ tải cực tiểu mùa hè: 3h - mùa hè - Chế độ phụ tải cực đại mùa đông: 19h - mùa đông - Chế độ phụ tải cực tiểu mùa đông: 1h - mùa đông Trong mỗi chế độ sẽ tính toán trong hai trƣờng hợp:
- Trường hợp 1: Không có TĐN - Trường hợp 2: Có TĐN
Từ đó, so sánh và đánh giá ảnh hƣởng của TĐN tới chỉ tiêu chất lƣợng điện áp và tổn thất công suất trong LĐTA.
LĐTA huyện Bình Gia với các thông số của đƣờng dây, phụ tải và thông số của nhà máy thủy điện Bắc Giang (đã trình bày trong phần 3.3.2 và 3.3.3) đƣợc tính toán bằng phần mềm PSS/Adept (đã giới thiệu trong phần 3.2). Kết quả tính toán nhƣ trình bày dƣới đây.
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Thời gian, giờ
H ệ số côn g suấ t ph át Mùa Hè Mùa Đông
3.3.4.2 Đánh giá chất lượng điện áp
Nhƣ đã phân tích trong chƣơng 2, chất lƣợng điện áp của lƣới điện đƣợc đánh giá qua nhiều chỉ tiêu, trong nghiên cứu này sử dụng chỉ tiêu độ lệch điện áp nút để đánh giá ảnh hƣởng của TĐN tới chất lƣợng cung cấp điện của LĐTA huyện Bình Gia. Kết quả tính toán trong từng chế độ cụ thể nhƣ sau:
- Chế độ phụ tải cực đại mùa hè: 19h - mùa hè
Kết quả tính toán điện áp nút trong chế độ này khi không có TĐN (TH1) trình bày trên Hình 3.12 và khi có TĐN (TH2) trên Hình 3.13. Ngoài ra, để đánh giá ảnh hƣởng của TĐN Bắc Giang tới điện áp của LĐPP khi kết nối với LĐTA Bình Gia, so sánh độ lệch điện áp nút và tổn thất điện áp trong hai trƣờng hợp (có và không có TĐN) đƣợc trình bày trên Hình 3.14 (chi tiết trong phần phụ lục). Từ đặc tính vận hành trên hình 3.11 cho thấy, TĐN luôn làm việc với công suất cực đại vào giờ cao điểm trong mùa mƣa, tƣơng ứng với công suất 8MW. Điện áp tại nút nhận nguồn bị suy giảm do truyền tải từ TBA 110kV tới DCL377E13.6-7/27, vì vậy giả thiết điện áp tại điểm nhận công suất là 1.05pu.
Kết quả cho thấy, với thông số hiện trạng, chất lƣợng điện áp của LĐTA huyện Bình Gia khá tốt trong cả trƣờng hợp không có TĐN kết nối. Điện áp thấp nhất trong TH1 là tại các nút xa nguồn luôn đạt từ 32,2kV hay 0,92pu tƣơng ứng độ lệch điện áp chỉ là 8%. Trong chế độ phụ tải cực đại vào mùa hè thì TĐN có công suất lớn nhất nên khi tham gia trong LĐTA đã có ảnh hƣởng lớn tới việc giảm tổn thất điện áp bằng việc giảm công suất truyền tải trên đƣờng dây. Điện áp tại các nút xa nguồn luôn đạt từ 0,94pu tƣơng ứng độ lệch điện áp chỉ là 6%. Điện áp cao nhất tại nút kết nối TĐN đạt 38,3kV.
TĐN có tác dụng làm giảm công suất truyền tải trên hệ thống dẫn đến giảm tổn thất điện áp trên toàn LĐPP. Kết quả so sánh trong hai trƣờng hợp trên hình Hình 3.14 cho thấy, điện áp tại tất cả các nút đều đƣợc cải thiện, từ 1,53% ở hầu hết các nút tải đến 7,46% ở các nút gần TĐN. Ảnh hƣởng lớn nhất là tại nút đấu nối TĐN (nút 7 và 7a) điện áp đạt giá trị giới hạn 1.1pu. Kết quả trên cho thấy, khi TĐN đƣợc đấu nối trong chế độ tải cực đại mùa hè, điện áp các nút đƣợc cải thiện đáng kể và không có nút nào bị quá áp, đảm bảo yêu cầu vận hành.
Hình 3.12: Kết quả tính toán điện áp nút trong chế độ phụ tải cực đại - 19h mùa hè (TH1- không có TĐN)
Hình 3.13: Kết quả tính toán điện áp nút trong chế độ phụ tải cực đại - 19h mùa hè (TH2- có TĐN)
Hình 3.14: So sánh điện áp nút trong chế độ phụ tải cực đại - 19h mùa hè - Chế độ phụ tải cực tiểu mùa hè: 3h - mùa hè
Tính toán tƣơng tự nhƣ trên trong hai trƣờng hợp không đấu nối và có đấu nối TĐN, kết quả so sánh chất lƣợng điện áp tại tất cả các nút trình bày trên Hình 3.15. Phụ tải cực tiểu trong mùa hè có hệ số phụ tải rất thấp chỉ 0,3 trong khi công suất của TĐN trong mùa lũ tƣơng đối cao, khoảng 80% công suất định mức. Do đó, tổn thất điện áp trong TH1 khá nhỏ, điện áp tại các nút luôn lớn hơn điện áp định mức, lớn hơn 1,02pu, tƣơng ứng lớn hơn điện áp định mức từ 2% đến 5%.
Hình 3.15: So sánh điện áp nút trong chế độ phụ tải cực tiểu - 3h mùa hè Trong TH2, công suất phát của TĐN lớn hơn công suất của các phụ tải trên nhánh đấu nối nên TĐN phát ngƣợc công suất về nguồn và cung cấp cho LĐPP các khu vực còn lại. Do đó, điện áp tại tất cả các nút phụ tải đều tăng cao hơn TH2 từ 1,17% đến 5,8% so với TH1 và lớn hơn giá trị định mức. Đặc biệt, tại nút đấu nối TĐN điện áp tăng cao tới 10% so với điện áp định mức đạt điện áp giới hạn.
Kết quả tính toán cho thấy, chất lƣợng điện áp trong giờ thấp điểm mùa hè (3h) khi có TĐN tham gia tăng cao vƣợt quá điện định mức ở tất cả các nút trong LĐPP. Điện áp các nút vẫn đảm bảo trong giới hạn cho phép và vẫn đảm bảo truyền tải đƣợc công suất của nhà máy thủy điện lên LĐPP.
Tuy nhiên, khi TĐN phát công suất phản kháng thì điện áp tại nút đấu nối có thể vƣợt giá trị cho phép:
- Tại giá trị công suất phản kháng là 2629kVAr tƣơng ứng cos là 0,95 thì điện áp tại nút đấu nối là 1,11pu.
- Tại giá trị công suất phản kháng là 3874kVAr tƣơng ứng cos là 0,9 thì điện áp tại nút đấu nối là 1,12pu.
- Tại giá trị công suất phản kháng là 6000kVAr tƣơng ứng cos là 0,8 thì điện áp tại nút đấu nối là 1,13pu.
Một trong các biện pháp có thể áp dụng trong trƣờng hợp này mà không phải đầu tƣ thêm thiết bị là giảm điện áp tại nguồn cung cấp. Kết quả tính toán cho thấy, cần điều chỉnh điện áp tại nguồn, DCL377E13.6-7/27, nhỏ hơn 1.03pu thì độ lệch điện áp tại tất cả các nút đảm bảo yêu cầu, nhỏ hơn 10%.
- Chế độ phụ tải cực đại mùa đông: 19h - mùa đông
Tính toán tƣơng tự nhƣ trên với phụ tải cực đại vào mùa đông (19h), hệ số tải đạt 0.67 và công suất của TĐN trong giờ cao điểm đƣợc tập trung phát với công suất là 80% công suất định mức. Kết quả tính toán đƣợc trình bày trên Hình 3.16 cho thấy, điện áp tại tất cả các nút trong lƣới điện đều có độ lệch điện áp nhỏ, đảm bảo yêu cầu cung cấp điện. Điện áp nhỏ nhất là tại các nút nút xa nguồn luôn đạt lớn hơn 1,0pu với độ lệch lớn nhất chỉ là 0%.
Tuy nhiên, khi TĐN đƣợc đấu nối đã cung cấp điện ngƣợc lại nguồn và làm giảm công suất truyền tải, giảm tổn thất điện áp và hỗ trợ điện áp các nút. Điện áp tại các nút tải xa nguồn đƣợc hỗ trợ khoảng 1% trong khi các nút nằm trên đƣờng dây nối nguồn với nhánh rẽ TĐN đƣợc hỗ trợ tới 3%. Nút thay đổi lớn nhất là tại nút đấu nối, chịu tác động lớn của TĐN với lƣợng thay đổi tới 5,19%. Hơn nữa, điện áp tại tất cả các nút đều đƣợc nâng cao nhƣng vẫn nằm trong giới hạn cho phép (nhỏ hơn 10%), điều này giúp giảm tổn thất công suất, tổn thất điện năng mà vẫn đảm bảo các yêu cầu vận hành của LĐTA.
- Chế độ phụ tải cực tiểu mùa đông: 1h - mùa đông
Công suất tại chế độ cực tiểu mùa đông (3h) của phụ tải rất nhỏ, chỉ đạt 19% công suất cực đại nên tổn thất trong LĐPPTA rất nhỏ. Do đó, kết quả tính toán nhƣ trên Hình 3.17 với tất cả các nút điện áp luôn lớn hơn định mức và gần với điện áp nguồn cung cấp là 1,05pu. Tại thời điểm này công suất của TĐN bằng 0 do tập trung phát vào giờ cao điểm, TĐN không tham gia trong chế này nên không có tác động đến các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của lƣới điện cũng nhƣ điện áp nút.