MBA 500 kV
Trường hợp khảo sát (công suất theo MVA) Chế độ bình thường Mất 1 MBA Cầu Bông Mất 1 MBA Phú Lâm Mất 2 MBA đồng thời S %S S %S S %S S %S Cầu Bông #1 364.6 40.5% 394.1 43.5% Cầu Bông #2 364.6 40.5% 461.4 51.3% 394.1 43.5% 502.2 55.8% Phú Lâm #1 400.6 44.5% 423.7 47.1% 502.3 55.8% 533.7 59.3% Phú Lâm #2 414.3 46.0% 438.4 48.7% Nhà Bè #1 363.5 60.6% 405.9 67.7% 451.5 75.3% 471.1 78.5% Nhà Bè #2 Nhận xét: - Chế độ bình thường:
+ Công suất qua 1 MBA 500 kV Cầu Bông vào khoảng 364.6 MVA, không quá tải, MBA luôn vận hành ở trạng thái bình thường (40.5%).
+ Công suất qua 1 MBA 500 kV Phú Lâm cao nhất vào khoảng 414.3 MVA, không quá tải, MBA luôn vận hành ở trạng thái bình thường (46 %).
+ Công suất qua 1 MBA 500 kV Nhà Bè cao nhất vào khoảng 363.5 MVA, không quá tải, MBA luôn vận hành ở trạng thái bình thường (60.6%).
Khoá luận tốt nghiệp SVTH: Đồng Hồ Vĩnh Tường
95 - Các chế độ sự cố mất 1 MBA:
+ Sự cố mất 1 MBA 500 kV Cầu Bông sẽ không gây quá tải cho các MBA khác trong khu vực.
+ Sự cố mất 1 MBA 500 kV Phú Lâm sẽ không gây quá tải cho các MBA khác trong khu vực.
+ sự cố mất đồng thời 1 MBA 500kV tại Cầu Bông và 1 MBA 500kV tại Phú Lâm cũng không gây quá tải cho các MBA còn lại trong khu vực.
Vì vậy nếu xảy ra sự cố mất 1 MBA 500 kV hoặc mất đồng thời 2 MBA 500kV, các MBA 500kV khác tại các TBA trong khu vực vẫn hoạt động bình thường, không ảnh hưởng nhiều đến độ tin cậy trong việc nhận công suất từ nguồn Bắc, Trung, Nam cho các phụ tải miền Nam.
- Tổn thất lưới điện truyền tải 500kV:
+ Tổn thất công suất cực đại lưới điện truyền tải khu vực TPHCM vào khoảng 30.5 + j517.8 MVA (xem kết quả hình 4.13 ).
+ Tổn thất công suất cực đại lưới điện truyền tải khu vực Miền Nam vào khoảng 32.2 + j694 MVA (xem kết quả hình 43 ở phần phụ lục ).
Khoá luận tốt nghiệp SVTH: Đồng Hồ Vĩnh Tường
96 Kết luận về dự án
Ảnh hưởng của dự án
Việc thực hiện dự án sửa chữa, nâng cấp, thay thế TBA 500kV Nhà Bè ( 2x600 MVA) sẽ làm giảm khả năng nhận công suất từ nguồn Nam truyền đến, tăng công suất phải gánh chịu lên các TBA khác trong quá trình thực hiện dự án, tăng tổn thất công suất ở lưới điện Miền Nam. Tuy nhiên, công suất mà các MBA tại các TBA khác gánh chịu vẫn nằm trong giá trị vận hành cho phép dù có sự cố xảy ra. Vì vậy không ảnh hướng nhiều đến độ tin cậy cung cấp điện trung khu vực. Do đó dự án có thể thực hiện một cách khả thi.
Sự cần thiết của dự án
Việc thực hiện dự án đưa TBA 500kV Nhà Bè vào sửa chữa, thay thế là rất cần thiết. Việc đầu tư nhằm các mục đích như sau :
Ngăn ngừa sự cố bất thường trong lúc vận hành vì TBA đã đưa vào vận hành từ năm 2005 ( tính đến năm 2018 đã 13 năm ).
Cải thiện cơ sở hạ tầng, chống ngập lụt trong trường hợp mưa trong thời gian dài, tránh xảy ra trường hợp ngập cục bộ như năm 2015 làm tăng nguy cơ thiệt hại và phải cắt điện cục bộ trên toàn khu vực.
Đảm bảo cung cấp điện một cách an toàn, liên tục cho TP.HCM và khu vực kinh tế trọng điểm phía Nam.
Tăng khả năng tiếp nhận công suất các nguồn nhiệt điện ở Miền Nam chuyển đến TP.HCM, đặc biệt trong các trường hợp nguồn Miền Bắc, Trung, Nam huy động nguồn thấp hoặc phải dừng phát để bảo trì, sửa chữa.
Góp phần vận hành linh hoạt, kinh tế hệ thống điện truyền tải. Tăng ổn định hệ thống điện.
Giảm tải cho các MBA tại các TBA khác trong khu vực khi vận hành bình thường và khi có sự cố xảy ra.
Khoá luận tốt nghiệp SVTH: Đồng Hồ Vĩnh Tường
97
Chương 5 : KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ
Sau mười tháng tìm hiểu, nghiên cứu kết hợp với kiến thức đã học vào quá trình làm luận văn. Đến nay luận văn tốt nghiệp đã hoàn thành đề tài đã trình bày. Những công tác thực hiện trên không mới mẻ nhưng với việc vận dụng kiến thức chuyên môn và khả năng phân tích tổng hợp, giúp người thực hiện có nền tảng kiến thức và kinh nghiệm bắt đầu làm quen với những công việc sau này.
Qua quá trình thực hiện đề tài em đã rút ra được những kết luận sau: Biết qui mô lưới điện thành phố Hồ Chí Minh.
Giới thiệu được 1 cách khái quát về cách sử dụng phần mềm PSS/E, sau là ứng dụng PSS/E để tính toán chế độ xác lập và khảo sát lúc bình thường và khi xảy ra sự cố tại các TBA. Biết được mục đích sử dụng, các tính toán phục vụ cho ngành điện, cách cài đặt và tạo một chế độ làm việc cho hệ thống của PSS/E.
Cách chuyển các thông số của hệ thống sang hệ đơn vị tương đối; Cách nhập dữ liệu các phần tử vào PSS/E.
Biết cách chạy chương trình tính toán phân bố công suất và khảo sát, đọc kết quả và phân tích hệ thống điện bằng phần mềm PSS/E.
Biết ứng dụng phương pháp Newton- Raphson vào tính phân bố công suất cho mạng điện. Biết giá trị của dòng công suất và hướng của dòng công suất từ nút này đến nút khác trong mạng điện.
Đồng thời có những kiến nghị sau:
- Trong luận văn chưa xét đến tính ngắn mạch, ổn định hệ thống điện, đường cong Q-V và P-V, v.v... nên nhóm thực hiện mong các nhóm làm luận văn sau sẽ phát triển luận văn này để luận văn được hoàn thiện hơn và góp phần cung cấp thêm tài liệu tham khảo cho sinh viên nghành điện và những người quan tâm.
Với những ứng dụng của PSS/E như vậy, ta thấy PSS/E là một phần mềm chuyên ngành mô phỏng rất hữu ích cho việc tính toán và quy hoạch một hệ thống điện. Vậy nên cần đi sâu vào nghiên cứu, tìm hiểu và ứng dụng của chương trình để áp dụng cho thực tế hệ thống điện nước ta.
Khoá luận tốt nghiệp SVTH: Đồng Hồ Vĩnh Tường
98
Với quỹ thời gian có hạn cũng như hạn chế về kiến thức, kinh nghiệm thực tế chưa có nên chắc chắn sẽ không tránh mắc sai sót mà bản thân nhóm thực hiện không mong muốn. Luận văn chưa nêu hết được nhiều ứng dụng khác nữa của chương trình. Em mong nhận được sự góp ý, nhận xét, bổ xung của quý Thầy/Cô và những người quan tâm để luận văn và kiến thức của em được hoàn thiện hơn.
Khoá luận tốt nghiệp SVTH: Đồng Hồ Vĩnh Tường
99
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài liệu tiếng Việt:
[1] Quyết định số 428/QĐ-TTg năm 2016: Quyết định Phê duyệt điều chỉnh Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011 – 2020 có xét đến năm 2030.
[2] Nguyễn Thế Thắng, Nguyễn Mạnh Cường: Đề án Kế hoạch đầu tư phát triển lưới điện truyền tải điện quốc gia năm 2016 có xét đến năm 2020, Tổng Công ty Truyền tải Điện Quốc gia, Viện Năng lượng, 2015.
[3] Phòng Phương Thức - Trung tâm điều độ HTĐ Quốc Gia, "Tài liệu hướng dẫn sử dụng chương trình PSS/E"
[4] TS. Nguyễn Đăng Toản, Hướng dẫn sử dụng PSS/E Loadflow and dynamic simulation, Đại Học Điện Lực Hà Nội.
[5] Nguyễn Thị Thu Trang, đồ án tốt nghiệp phần mềm PSS/E, 2012.
[6] Lê Đức Hiền, đồ án tốt nghiệp: ứng dụng thiết bị statcom để nâng cao độ ổn định điện áp hệ thống điện việt nam, Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng, 2010.
[7] Sơ đồ hệ thống điện Việt Nam, quyết định số 1259/QĐ-EVN, 12/12/2016.
[8] PGS.TS. Võ Ngọc Điều, Giải tích hệ thống điện nâng cao, Đại Học Bách Khoa TPHCM.
[9] Lê Huỳnh Bảo Long, Phân tích thiết kế dự án trạm biến áp 220/110kV Giá Rai và khảo sát chất lượng điện năng lưới điện phân phối, Luận văn tốt nghiệp trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM, 2016.
[10] Hồ Văn Hiến, Hệ thống điện – truyền tải và phân phối, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Tp. Hồ Chí Minh, 2013.
[11] GS. TS. Lã Văn Út, Phân tích và điều khiển Ổn định Hệ thống điện, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2011.
[12] TS. Đinh Hữu Thuân, Hệ thống truyền điện, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, 2014.
Khoá luận tốt nghiệp SVTH: Đồng Hồ Vĩnh Tường
100
[14] Thông báo đấu thầu gói sửa chữa TBA 500kV Nhà Bè, Công ty Truyền Tải Điện 4, 9/2/2018.
[15] Trần Thế Thắng, luận văn thạc sĩ khoa học : Nghiên cứu điều khiển máy cắt điện để tăng tính ổn định động của Hệ thống điện, Đại Học Bách Khoa Hà Nội, 2010.
[16] Vũ Hữu Minh Hoàng, Đồ án môn học : phân tích dự án trạm biến áp 220kv Tân Cảng, Đại Học Bách Khoa TP.HCM, 2017.
[17] Vũ Xuân Thành, Đồ án môn học : tìm hiểu và xây dựng mô hình TBA 220/110 kV Bến Lức trên PSS/E dùng ngôn ngữ Python, Đại Học Bách Khoa TP.HCM, 2017.
[18] Lê Đức Thiện Vương, Luận văn thạc sĩ : Khảo sát ổn định hệ thống điện Miền Nam sử dụng PSS/E, Đại Học Bách Khoa TP.HCM.
[19] Kế hoạch đấu thầu thực hiện sự án sửa chữa TBA 500kV Nhà Bè năm 2018, Công ty Truyền Tải Điện 4.
[20] Phạm Phương Nam, Tìm hiểu và ứng dụng PSS/E cho lưới điện, Đại Học Bách Khoa TP.HCM, 2015.
Tài liệu tiếng Anh:
[1] Siemens, PSS/E version 33: Help.
[2] P.S.R Murty, POWER SYSTEM ANALYSIS, 2007.
[3] Dr. Frank Mercede, "PSS/E Power Flow Analysis", IEEE 14-bus Test System July 5, 2010.
[4] Siemens, PSS/E version 33.4, GUI USERS GUIDE, March 2013.
[5] Department of Electrical and Computer Engineering Colorado State University, Creation of a Power Flow Study, 2007.
[6] Martin Brask, Master Thesis Report: MODELLING OF THE POWER SYSTEM OF GOTLAND IN PSS/E WITH FOCUS ON HVDC LIGHT, 2008.
[7] Bsc. Akash Munish Mahes, Master Thesis: New method for future transmission system bottleneck identification for interconnected power systems, Delft University of Technology (TU Delft), Delft, The Netherlands, 2009.
Khoá luận tốt nghiệp SVTH: Đồng Hồ Vĩnh Tường
101 Tài liệu từ internet:
[1] Supun De Silva, Assesment of compliance with voltage criteria using PSS/E limit checking reports. https://supundesilva.blogspot.com/2014/06/assesment-of-complaiance- with-voltage.html
[2] TRUNG THANH, Ngập trạm biến áp 500 kV, nguy cơ ngắt điện toàn khu vực,
https://baomoi.com/ngap-tram-bien-ap-500-kv-nguy-co-ngat-dien-toan-khu- vuc/c/17775754.epi
[3] Công ty Truyền Tải Điện 4, Gói thầu số 1: Sửa chữa trạm biến áp 500kV Nhà Bè.
Khoá luận tốt nghiệp SVTH: Đồng Hồ Vĩnh Tường
102
PHỤ LỤC
1. Cách cài đặt phần mềm PSS/E
Nhấn kép vào file “setup” để khởi động trình cài đặt:
Khoá luận tốt nghiệp SVTH: Đồng Hồ Vĩnh Tường
103
Bảng “Release Notes” xuất hiện, nhấn “Yes” để tiếp tục.
Tiếp theo giao diện cài đặt chương trình xuất hiện, tick chọn vào “Install PSSE Environment Manager version 5.1.0 win32py27.” . Ấn “next” để tiếp tục tiến trình cài đặt.
Lưu ý : Trước khi cài đặt PSSE 33, chạy trình cài đặt tiên quyết PSSE 33. Trình cài đặt tiên quyết sẽ cài đặt các trình điều khiển Python, PyWin32, WxPython, SuperPro Dongle, trình
Khoá luận tốt nghiệp SVTH: Đồng Hồ Vĩnh Tường
104
điều khiển thiết bị khóa Activator, tệp giấy phép mạng và PSSE Environment Manager. (hình 4).
Tiếp theo giao diện Bảng xác nhận thông tin khách hàng xuất hiện, điền thông tin cá nhân và đăng nhập mã code (key bản quyền được cung cấp bởi Siemens PTI) rồi nhấn “Next” để tiếp tục.
Lựa chọn thư mục để cài đặt chương trình PSS/E, nhấn “Next” để tiếp tục.
Code Number from Siemns PTI
Khoá luận tốt nghiệp SVTH: Đồng Hồ Vĩnh Tường
105
Lựa chọn các tuỳ chọn thư mục cài đặt của chương trình rồi nhấn “Next” để tiếp tục.
Lựa chọn tần số cho việc khảo sát về sau, nếu nghiên cứu lưới điện Việt Nam thì chọn tần số 50Hz, nhấn “Next” để tiếp tục.
Khoá luận tốt nghiệp SVTH: Đồng Hồ Vĩnh Tường
106
Lựa chọn đường dẫn lối tắt và hiển thị icon trên start menu và desktop, tick vào lựa chọn theo ý mình, nhấn “Next” để tiếp tục.
Khoá luận tốt nghiệp SVTH: Đồng Hồ Vĩnh Tường
107
Xuất hiện thông báo đọc ghi chú phát hành ngay bây giờ hay không. Nếu bạn đọc chọn “Yes”, không đọc thì chọn “No”.
Khoá luận tốt nghiệp SVTH: Đồng Hồ Vĩnh Tường
108
Xuất hiện 4 icon ở màn hình desktop sau khi cài đặt hoàn tất.
PSS®E 33 with parallel ACCC : chương trình PSS/E khóa cứng có liên kết tính toán sự cố.
PSS®E 33 : chương trình PSS/E bình thường.
PSSEenvMgr27 : icon khởi động chương trình Python sử sụng ngôn ngữ lập trình Python.
PSS®E 33 Command Prompt : cửa sổ nhắc lệnh hệ thống viết trên ngôn ngữ C++.
Khởi động chương trình bằng cách nháy đúp chuột vào icon “PSS®E 33” , thông báo chào xuất hiện. ấn “OK”.
Khoá luận tốt nghiệp SVTH: Đồng Hồ Vĩnh Tường
109 Giao diện chính khi khởi động chương trình PSS/E
Khoá luận tốt nghiệp SVTH: Đồng Hồ Vĩnh Tường
110
2. Mô phỏng các phần tử khi nhập dữ liệu vào PSS/E PSS/E tính toán trong hệ đơn vị tương đối: PSS/E tính toán trong hệ đơn vị tương đối:
Thường lấy SBASE = 100 MVA & VBASE KV = Tùy theo cấp điện áp
Bảng 1 Quy đổi theo cấp điện áp
Điện áp dây (kV) Điện áp pha (kV) Zbase (ohm) 66 38.1 47.6 110 63.51 121 220 127.02 484 330 199.2 1089 500 288.7 2500 A. Tính trở kháng đường dây: Các thông số cần thiết:
Chiều dài đường dây: l (km).
Điện trở đơn vị thứ tự thuận và thứ tự không: r1 và ro (Ohm/km) Điện kháng đơn vị thứ tự thuận và thứ tự không: x1 và xo (Ohm/km). Điện dẫn đơn vị thứ tự thuận và thứ tự không: b1 và b0 (µS/km) Khả năng mang tải của đường dây: S (MVA)
Công thức tính trở kháng đường dây cho cả hai thông số thứ tự thuận và thứ tự không như sau: 2 6 _ 2 2 _ _ . . .10 . & 100 BASE KV o BASE MVA pu ohm pu BASE KV BASE KV V b Length S Q Z Z B V V
Ngoài ra điện trở thứ tự thuận của đường dây có thể quy đổi về nhiệt độ 50oC theo công thức sau: R(50oC) = 1.07272* R(20oC) 2 ( ) & BASE KV ohm BASE pu BASE BASE V Z Z Z S Z
Khoá luận tốt nghiệp SVTH: Đồng Hồ Vĩnh Tường
111
Ví dụ 2.1:
Đường dây tải điện có các thông số sau: Cấp điện áp 500 kV
Chiều dài: 340.79 km
Thông số đơn vị thứ tự thuận: z1 = 0.028+j0.282 (/km tại 200C), b1 = 4.244 (µS/km).
Thông số đơn vị thứ tự không: z0 = 0.248 + j0.767 (/km), b0 = 2.653 (µS/km)
Tính toán các thông số của đường dây với hệ đơn vị cơ bản đã được chọn ở trên, ta có:
Z1 = 0.00421 + j0.03842 (pu), B1 = 3.61549 (pu) Z0 = 0.03375 + j0.10457 (pu), B0 = 2.26063 (pu B. Tính toán máy biến áp hai cuộn dây:
Các thông số yêu cầu:
Công suất định mức: S (MVA) Điện áp định mức cuộn cao: Uh (kV) Điện áp định mức cuộn hạ: Ul (kV) Phía điều áp và số nấc điều áp Vị trí nấc giữa
Khả năng điều chỉnh điện áp của mỗi nấc: step (%) Tổn thất không tải: Pkt (kW)
Dòng điện không tải: I0 (%) Công suất ngắn mạch: Pnm (kW)
Khoá luận tốt nghiệp SVTH: Đồng Hồ Vĩnh Tường
112 Điện áp ngắn mạch: Uk (%)
Tổ đấu dây
Các công thức tính :
Nấc biến áp quy đổi = Nấc giữa - nấc đặt
( ) (1 . ). h base h U Ratio pu qd step U ( ) (1 . ). h Ratio kV qd step U max( ) (1 . ). h base h U
Ratio pu sonac step
U
max( ) (1 . ). h
Ratio kV sonac step U
min( ) (1 . ). h base h U
Ratio pu sonac step
U
min( ) (1 . ). h
Ratio pu sonac step U
Điện trở thứ tự thuận (pu):
2 1 1 1 ( ) ( ) 1000. nm base dm base dm P kW U S R pu S U S