Gồm tải tĩnh và tải MWh, nhập các thông số của tải, tính chất phụ tải, giá trị P, Q của phụ tải, số lượng khách hàng như hình . Các thông số của nút tải được thiết lập như hình 4.7 và hình 4.8.
Hình 4.7. Thiết lập thông số phụ tải
Hình 4.8. Thiết lập số khách hàng tính độ tin cậy đường dây
4.2.4. Giao diện cài đặt thông số bài toán tính toán độ tin cậy
Giao diện cài đặt các thông số bài toán tính toán độ tin cậy và báo cáo kết quả như hình 4.9. Sau khi chạy chức năng DRA, kết quả tính toán phân tích chi tiết từ phần thực đơn report như hình 4.10 hoặc xem hiển thị kết quả phân tích trên sơ đồ.
Hình 4.9. Thiết lập thông số tính toán độ tin cậy
Hình 4.10. Xuất kết quả tính toán độ tin cậy
4.3. Tính toán độ tin cậy của lưới điện 35kV thành phố Bắc Kạn
Trong mục 3.6 tác giả trình bày một số giải pháp nâng cao hiệu quả vận hành bằng các giải pháp tự động hóa trên lưới điện trung thế, mỗi giải pháp đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Nội dung luận văn tập chung chủ yếu nghiên cứu và đề xuất giải pháp lắp đặt các Autorecloser, dao cách ty tự động (LBS) trên các đường dây 372, 373 và 374 - E26.1 lưới điện 35kV thành phố Bắc Kạn. Đồng thời tính toán và so sánh các chỉ tiêu độ tin cậy cung cấp điện như: Tần suất mất điện trung bình của hệ thống (SAIFI), thời gian mất điện trung bình của hệ thống (SAIDI), thời gian mất điện trung bình của khách hàng (CAIDI), tần suất mất điện trung bình của khách hàng (CAIFI) cho lưới điện phân phối trước và sau khi tự động hoá theo ba phương án:
Phương án 1: Sử dụng máy cắt phối hợp với recloser, không có LBS.
Phương án 2: Sử dụng máy cắt phối hợp với recloser và các LBS. Các LBS
này đóng cắt bằng tay.
Phương án 3: Sử dụng máy cắt phối hợp với recloser và các LBS. Các LBS
Với lưới điện phân phối trung áp 35kV, để đánh giá độ tin cây cung cấp điện, thực hiện đánh giá những chỉ tiêu chính, mang tính tổng quát trong việc cấp điện cho khách hàng, bao gồm: Tần suất mất điện trung bình của hệ thống (SAIFI), thời gian mất điện trung bình của hệ thống (SAIDI), thời gian mất điện trung bình của khách hàng (CAIDI), tần suất mất điện trung bình của khách hàng (CAIFI). Qua các chỉ tiêu trên cho biết tần suất trung bình các lần mất điện; Thời gian mất điện trung bình của khách hàng trong một năm; Số lần mất điện trung bình của những lần mất điện cho những khách hàng thực tế bị ảnh hưởng bởi mất điện trong một năm; Tổng số thời gian bị mất điện trung bình trong một vụ mất điện, thể hiện thời gian phục hồi của mất điện duy trì, phản ánh được độ ổn định tin cậy cung cấp điện của lưới điện phân phối, cũng như thời gian phát hiện, loại trừ, khắc phục các sự cố, thời gian mất điện và cấp điện trở lại cho khách hàng.
Bảng 4.1. Số liệu tính toán độ tin cậy cung cấp điện.
Tên thiết bị Cường độ hỏng hóc vĩnh cửu (λvc)
Cường độ hỏng hóc thoáng qua (λtq)
Thời gian sửa chữa (r) (giờ) Máy biến áp 0,006 0,004 6,0 Máy cắt 0,020 0 4,5 Recloser 0,010 0 4,0 Đường dây 0,030 0,04 3,8 Cầu chì 0,0011 0,0007 1,6 Dao cách ly, LBS 0,006 0 3,7
Theo thống kê, hiện nay trên các tuyến đường dây 35kV thành phố Bắc Kạn đang trang bị, lắp đặt hầu hết là các cầu dao phân đoạn đóng cắt thủ công, các cầu dao này đều là các cầu dao đầu nguồn, đầu các nhánh rẽ. Các chỉ tiêu đánh giá độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện phân phối 35kV thành phố Bắc Kạn cho các đường dây như bảng 4.2:
Bảng 4.2. Tổng hợp các chỉ số độ tin cậy của lưới phân phối 35kV thành phố Bắc Kạn.
STT Tên xuất tuyến Chỉ số độ tin cậy
SAIFI SAIDI CAIFI CAIDI
1 Lộ 372 - E26.1 1,33 5,25 1,35 3,96
2 Lộ 373 - E26.1 0,99 4,12 1,22 4,16
3 Lộ 374 - E26.1 1,28 4,33 1,27 4,21
Vì vậy để có thể thấy rõ ưu, nhược điểm khi tiến hành lắp đặt Autorecloser và LBS so với cầu dao phân đoạn đóng cắt thủ công ta sẽ tiến hành lắp đặt Autorecloser và LBS tại các vị trí cột đầu nguồn và cột đầu tiên của các nhánh rẽ (thay cho các vị trí cầu dao phân đoạn đóng cắt thủ công nêu trên), dựa trên tiêu chí đo ta có các vị trí lắp đặt các thiết bị cho các lộ đường dây 372, 373 và 374 - E26.1 các bảng 4.3, bảng 4.4 và bảng 4.5: Bảng 4.3. Vị trí lắp đặt các thiết bị lộ 372 - E26.1. STT Thiết bị Vị trí Số bộ 1 Máy cắt 01 1 2 Recloser 30-31 1 3 LBS CD372-7/2; CD372-7/3; CDP372-7/44; CD81-1 4 Bảng 4.4. Vị trí lắp đặt các thiết bị lộ 373 - E26.1. STT Thiết bị Vị trí Số bộ 1 Máy cắt 01 1 2 Recloser P6-31; 35-31 2 3 LBS 33-32; 33-31; 36-31; 373-7/2.2; 373-7/2.1; 41; 373-7/2; 373-7/75_2; 78-32; 78A-31 10
Bảng 4.5. Vị trí lắp đặt các thiết bị lộ 374 - E26.1. STT Thiết bị Vị trí Số bộ 1 Máy cắt 1-31 1 2 Recloser CD-1 1 3 LBS 115-31; 90-31; 13-3; 5A-1; 5C-1; 373-7/1; 38- 31 7
4.3.1. Tính toán các chỉ số độ tin cậy phương án 1
Phương án 1 sử dụng máy cắt phối hợp với recloser và không có LBS. Kết quả chi tiết trong phụ lục 1 và sơ đồ lưới điện sau khi tính độ tin cậy từ phần mềm PSS/ADEPT cho trong phụ lục 2.
Bảng 4.6. Tổng hợp kết quả tính toán các chỉ số độ tin cậy phương án 1.
STT Tên xuất tuyến Chỉ số độ tin cậy phương án 1 SAIFI SAIDI CAIFI CAIDI
1 Lộ 372 - E26.1 1,32 5,15 1,32 3,91
2 Lộ 373 - E26.1 0,98 3,97 1,10 4,05 3 Lộ 374 - E26.1 1,05 4,26 1,10 4,07
4.3.2. Tính toán các chỉ số độ tin cậy phương án 2
Phương án 2 sử dụng máy cắt phối hợp với recloser và các LBS, các LBS đóng cắt bằng tay. Kết quả chi tiết trong phụ lục 1 và sơ đồ lưới điện sau khi tính độ tin cậy từ phần mềm PSS/ADEPT cho trong phụ lục 2.
Bảng 4.7. Tổng hợp kết quả tính toán các chỉ số độ tin cậy phương án 2.
STT Tên xuất tuyến Chỉ số độ tin cậy phương án 2 SAIFI SAIDI CAIFI CAIDI 1 Lộ 372 - E26.1 1,18 1,59 1,18 1,35 2 Lộ 373 - E26.1 0,87 1,85 1,02 2,13 3 Lộ 374 - E26.1 0,89 2,29 1,05 2,56
4.3.3. Tính toán các chỉ số độ tin cậy phương án 3
Phương án 3 sử dụng máy cắt phối hợp với recloser và các LBS, các LBS đóng cắt tự động. Kết quả chi tiết trong phụ lục 1 và sơ đồ lưới điện sau khi tính độ tin cậy từ phần mềm PSS/ADEPT cho trong phụ lục 2.
Bảng 4.8. Tổng hợp kết quả tính toán các chỉ số độ tin cậy phương án 3.
STT Tên xuất tuyến Chỉ số độ tin cậy phương án 3 SAIFI SAIDI CAIFI CAIDI
1 Lộ 372 - E26.1 1,12 0,94 1,20 0,84
2 Lộ 373 - E26.1 0,87 1,24 1,02 1,43 3 Lộ 374 - E26.1 0,89 1,03 1,05 1,16
4.3.4. Tổng hợp kết quả tính toán các chỉ số độ tin cậy
Tổng hợp kết quả tính các chỉ tiêu độ tin cậy cho từng lộ đường dây 372, 373, 374 trạm biến áp 110kV E26.1 lưới điện thành phố Bắc Kạn từ các bảng 4.6, bảng 4.7 và bảng 4.8 ta có kết quả như sau:
4.3.4.1. Tổng hợp kết quả chỉ số độ tin cậy lộ 372 - E26.1
Bảng 4.9. Tổng hợp kết quả tính toán các chỉ số độ tin cậy lộ 372 - E26.1.
STT Phương án Chỉ số độ tin cậy
SAIFI SAIDI CAIFI CAIDI
1 Phương án 1 1,32 5,15 1,32 3,91
2 Phương án 2 1,18 1,59 1,18 1,35
3 Phương án 3 1,12 0,94 1,20 0,84
4.3.4.2. Tổng hợp kết quả chỉ số độ tin cậy lộ 373 - E26.1
Bảng 4.10. Tổng hợp kết quả tính toán các chỉ số độ tin cậy lộ 373 - E26.1.
STT Phương án Chỉ số độ tin cậy
SAIFI SAIDI CAIFI CAIDI
1 Phương án 1 0,98 3,97 1,10 4,05
2 Phương án 2 0,87 1,85 1,02 2,13
4.3.4.3. Tổng hợp kết quả chỉ số độ tin cậy lộ 374 - E26.1
Bảng 4.11. Tổng hợp kết quả tính toán các chỉ số độ tin cậy lộ 374 - E26.1.
STT Phương án Chỉ số độ tin cậy
SAIFI SAIDI CAIFI CAIDI
1 Phương án 1 1,05 4,26 1,10 4,07
2 Phương án 2 0,89 2,29 1,05 2,56
3 Phương án 3 0,89 1,03 1,05 1,16
Từ kết quả tính toán trong các bảng 4.9, bảng 4.10 và bảng 4.11, so sánh với hiện trạng ban đầu của lưới điện khi chưa can thiệp cho thấy sự chênh lệch về các chỉ số độ tin cậy cung cấp điện và khi tự động hoá lưới điện phân phối, các chỉ số độ tin cậy cung cấp điện như: Tần suất mất điện trung bình của hệ thống (SAIFI), thời gian mất điện trung bình của hệ thống (SAIDI), thời gian mất điện trung bình của khách hàng (CAIDI), tần suất mất điện trung bình của khách hàng (CAIFI) là tốt nhất.
4.4. Kết luận chương 4
- Với cách phối hợp các máy cắt, recloser và dao cắt có tải (LBS) như trên, ta sẽ nâng cao được độ tin cậy cung cấp điện nhờ việc hạn chế vùng chịu ảnh hưởng mất điện, bằng cách tự động cách ly điểm sự cố và tự động cấp điện lại cho các phân đoạn không sự cố. Đây là giải pháp giảm thời gian mất điện (Khoanh vùng và khắc khắc phục sự cố nhanh), nhanh chóng cô lập điểm sự cố nên thời gian sửa chữa và khôi phục lại phân đoạn sự cố sẽ nhanh chóng hơn. Giúp xác định được các điểm xung yếu của đường dây, thiết bị để thay thế sửa chữa kịp thời, phát quang giải phóng hành lang đường dây không để sự cố lặp lại.
- Với yêu cầu của khách hàng ngày càng cao về số lượng, chất lượng và độ tin cậy cung cấp điện, việc tự động hoá lưới điện phân phối, phối hợp các thiết bị đóng cắt trên tuyến nhằm tự động cô lập điểm sự cố và tái cấu trúc lưới điện sau sự cố giúp chủ động hơn trong việc kiểm tra, phát hiện sự cố và sẽ đem lại hiệu quả kinh tế trong vận hành, kinh doanh bán điện do rút ngắn được thời gian mất điện, giảm thiểu thời gian, công sức, kinh phí, nhân lực cho công tác kiểm tra, tìm kiếm sự cố,
giảm tổn thất về doanh thu do phải ngừng cấp điện kéo dài, giảm chi phí thời gian bảo dưỡng. Đồng nghĩa với đó là việc vận hành lưới điện sẽ hiệu quả hơn khi thực hiện lắp đặt các thiết bị tự động trên lưới điện để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho khách hàng.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Kết luận
Độ tin cậy cung cấp điện ngày càng được khách hàng cũng như ngành điện quan tâm, đặc biệt trong lĩnh vực phân phối, mua bán điện năng. Những thiệt hại do mất điện không những là của khách hàng mà còn tác động trực tiếp vào quá trình sản xuất kinh doanh của ngành điện.
Việc đánh giá độ tin cậy của lưới điện thông qua các chỉ tiêu liên quan đến khách hàng có ý nghĩa thực tế rất lớn trong việc hoạch định chính sách, đưa ra kế hoạch sửa chữa, cải tạo lưới điện để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện, nâng cao chất lượng phục vụ khách hàng khi mà thị trường điện lực sẽ hình thành, phát triển và cạnh tranh như các nước trên thế giới.
Đề tài đã xây dựng được phương pháp tính toán độ tin cậy lưới điện phân phối bất kỳ và áp dụng vào tính toán độ tin cậy của các lộ đường dây 372, 373 và 374 trạm biến áp 110kV E26.1 lưới điện phân phối thành phố Bắc Kạn. Từ số liệu thực tế vận hành của các lộ đường dây, đề tài đã phân tích tính toán độ tin cậy của lưới điện hiện tại và đề xuất áp dụng các phương pháp phối hợp giữa máy cắt đầu đường dây, AutoRecloser phân đoạn với dao cắt có tải (LBS) đã cải thiện rất tốt các chỉ số độ tin cậy của lưới điện thành phố Bắc Kạn.
2. Kiến nghị
Tác giả chưa áp dụng được tất cả các giải pháp tự động để nâng cao độ tin cậy trong vận hành lưới điện thành phố Bắc Kạn như đã trình bày trong luận văn.
Những nội dung mà luận văn chưa đề cập đến và là hướng tiếp tục nghiên cứu của đề tài mà tác giả mong muốn có cơ hội được thực hiện trong tương lai:
- Áp dụng các phương thức điều khiển xa thiết bị (remote control).
- Sử dụng thiết bị chỉ thị phân đoạn sự cố (FPIs – Fault Passage Indicators). - Bố trí hợp lý các thiết bị tự động phân đoạn (Sectionalizer Automation) với chi phí đầu tư hợp lý, giúp cho việc phát hiện nhanh sự cố, nhanh chóng khôi phục cấp điện và hạn chế phạm vi mất điện của phụ tải.
- Phối hợp thiết bị tự động đóng lặp lại (Automatic Recloser - AR): Phối hợp AR với FCO phía nguồn; Phối hợp AR với FCO phía tải; Phối hợp AR với rơle bảo vệ xuất tuyến; Phối hợp AR với các AR khác.
- Phối hợp các thiết bị tự động tính toán độ tin cậy lưới điện mạch vòng... - Phân tích, đánh giá cụ thể giá trị kinh tế đem lại khi thực hiện các giải pháp tự động nâng cao độ tin cậy cung cấp điện sẽ đem lại cho công tác quản lý vận hành trên lưới điện phân phối.
Yêu cầu nâng cao độ tin cậy cung cấp điện qua việc giảm thời gian và phạm vi mất điện do sự cố đòi hỏi phải áp dụng nhiều biện pháp đồng bộ, từ công tác quản lý vận hành đến vấn đề áp dụng các giải pháp tự động hoá cho lưới điện. Việc khai thác hiệu quả các chức năng tự động hoá của các thiết bị trên lưới điện là giải pháp hiệu quả và kinh tế. Tuy nhiên, trong thực tế khả năng áp dụng các giải pháp trên phụ thuộc nhiều vào sự đồng bộ của kết cấu lưới điện, cũng như năng lực quản lý vận hành thiết bị của người sử dụng. Đây cũng là một định hướng trong chiến lược phát triển lưới điện thông minh (Smart Grid) mà EVN đang xây dựng.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
TIẾNG VIỆT
1 Trần Bách (2000), Lưới điện và hệ thống điện, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
2 Trần Quang Khánh (2006), Hệ thống cung cấp điện, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
3 Trần Quang Khánh (2000), Quy hoạch điện nông thôn, NXB Nông nghiệp.
4 Phan Văn Khôi (2001), Cơ sở đánh giá độ tin cậy, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
5 Trần Đình Long (2000), Bảo vệ các hệ thống điện, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
6 Nguyễn Xuân Phú, Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Bội Khuê (2006),
Cung cấp điện, NXB Khoa học & kỹ thuật.
7 Nguyễn Xuân Phú (1998), Cung cấp điện, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
8 Nguyễn Hữu Phúc, Áp dụng PSS/ADEPT 5.0 trong lưới phân phối, Đại học Điện lực.
9 Lã Văn Út (2000), Phân tích và điều khiển ổn định hệ thống điện, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
10 Thông tư 32/2010/TT-BCT ngày 30/7/2010, Bộ Công Thương quy định
hệ thống điện phân phối.
TIẾNG ANH
11 E. Acha, V. G. Agelidis, O. Anaya-Lara, T.J.E. Miller, Power
Electrolic Control in Electrical Systems, Oxford OX2&DP.
12 Mc Graw - Hill (1986), Electric power distribustion system engineering.
13 Toshiba Corporation (2001), Distribution Automation System, Tokyo. 14 Robert E. Goodin - Chief Engineer, Distribution reliability using
reclosers and sectionalisers, ABB Inc.
PHỤ LỤC
Phụ lục 2. Sơ đồ mô tả kết quả sau khi tính độ tin cậy lộ 372, 373 và 374- E26.1 trên phần mềm PSS/ADEPT