Năm Điện năng tiêu thụ
(GWh) Tăng trưởng % 2013 239 - 2014 278 16,3 2015 311 11,8 2016 354 13,8 2017 390 10,2
Tổng điện năng thương phẩm năm 2017 đạt 390 triệu kWh, tăng ình quân 13,02%/năm trong giai đoạn 20132017, đây là con số lớn nhưng chưa đáp ứng đúng tiềm năng phát triển của Thị xã Đông Triều.
1.3.Nhận xét
1.3.1. Đánh giá về tình hình tiêu thụ điện năng
Tổng điện năng thương phẩm của Thị xã Đông Triều năm 2017 là 390 triệu kWh, chiếm 14,1% tổng sản lượng điện thương phẩm của tỉnh Quảng Ninh. Đây là thị xã có nhiều khu cơng nghiệp dịch vụ đang trong đà phát triển và đang được tỉnh chú trọng đầu tư.
Về tốc độ tăng trưởng điện thương phẩm: trong giai đoạn 2013 – 2017 tăng trưởng điện thương phẩm ình quân chỉ đạt 13,02%/ năm, đây là một tốc độ tăng trưởng điện năng còn khiêm tốn so với kỳ vọng phát triển của thị xã.
Về tổn thất: chi nhánh điện Thị xã Đông Triều đã có nhiều cố gắng trong công tác vận hành, kinh doanh nhằm mục tiêu giảm tổn thất điện năng, tổn thất điện năng của thị xã là 26,5% năm 2013 nhưng do đã đáp ứng được nhu cầu công suất của phụ tải, tổn thất điện năng năm 2017 là 10,9%.
Nhìn chung trong những năm vừa qua, tăng trưởng tiêu thụ điện năng của thị xã còn thấp, chưa tương xứng với tiềm năng phát triển .Trong tương lai với sự phát triển của công nghiệp, thương mại dịch vụ chắc chắn tốc độ tăng trưởng điện tiêu thụ của Đơng Triều sẽ tăng cao.Điều này địi hỏi nguồn và lưới điện của huyện cần phải cải tạo và phát triển để đáp ứng nhu cầu đó.
1.3.2. Đánh giá về tình hình vận hành lƣới điện
Tình hình vận hành và sự cố: trong năm 2017, số lượt sự cố thoáng qua và vĩnh
cửu còn nhiều, tổng số lần sự cố trên lưới điện trung thế là 80 vụ, trong đó sự cố vĩnh cửu là 15 vụ, sự cố thoáng qua là 65 vụ. Nguyên nhân xảy ra sự cố là do các nguyên nhân khách quan như: thời tiết (mưa, giơng, sét...), tình trạng vi phạm hành lang an toàn lưới điện, thiết ị điện trên lưới của khách hàng kém chất lượng,... ho c do các nguyên nhân chủ quan như: công tác kiểm tra vận hành các thiết ị vào giờ cao điểm chưa thực hiện thường xuyên, đứt, tụt lèo, hỏng sứ, hệ thống tiếp địa chưa ổ sung
hoàn thiện xong...
Lưới điện trung thế: hiện nay trên địa àn Thị xã Đơng Triều có 05 lộ đường
dây 35kV, 06 lộ đường dây 22kV. Các lộ đường dây cấp điện chủ yếu sử dụng đường dây trên không, vận hành đã lâu nên sự cố cấp điện còn tương đối lớn.
Trạm biến áp: hiện tại nhiều trạm iến áp cấp điện cho dân sinh đã mang
tải cao, đầy tải và quá tải. Theo thống kê của Điện lực thị xã Đơng Triều, có tới 100 máy iến áp hiện mang tải lớn hơn 70% định mức, có nhiều trạm iến áp cấp điện cho các khu dân cư đã ị đầy tải như: TBA Mạo Khê 7 (86%), TBA Mạo Khê 10 (94%), TBA Kim Sơn 2 (87%), TBA Bình Khê 13 (85%), TBA Vĩnh Xuân 2 (91%),
Lưới điện hạ thế và công tơ: gần đây do được huyện chú trọng đầu tư, nâng
cấp cải tạo lưới điện hạ thế nên lưới hạ thế của huyện vận hành tương đối ổn định. Phần lớn đường trục hạ thế là cáp v n xoắn, cáp ọc, các công tơ được tập trung ra cột nên chất lượng điện áp được nâng lên, tổn thất điện năng giảm rõ rệt qua các năm.
Nhận xét chung:
Về kết cấu lưới điện trung áp trên địa bàn chủ yếu là lưới điện hình tia. Do đó việc vận hành lưới điện trung áp của huyện chủ yếu cấp điện áp còn thấp nên vận hành hay bị quá áp.
Mục đích của việc tính tốn chế độ lưới điện hiện tại để xác định phân bố công suất và tổn thất điện áp và công suất trong lưới điện, kiểm tra khả năng mang tải cũng như các chỉ tiêu kỹ thuật khác.Để tính tổn thất điện điện áp trong lưới trung áp của Thị xã Đông Triều tác giả đã sử dụng phần mềm PSS/ADEPT để tính tốn. Dựa vào kết quả tính tốn trên cho thấy các lộ 471E5.23, 474E5.23 khơng đảm bảo u cầu dịng điện nung nóng, thậm chí bị q tải năng nề; có 6/11 lộ khơng đảm bảo điều kiện tổn hao điện áp cho phép, đó là các lộ 374E5.16, 372E5.23,471E5.23, 474E5.23, 476E5.23, 471E5.9, ở những lộ này tổng điện áp đết các nút phụ tải xa nhất có U% > 5%, không đảm bảo điều kiện kỹ thuật vận hành. Cũng theo kết quả tính tốn, mơ phỏng cơng suất và năng lượng tổn thất trên lưới điện trung áp là rất lớn do cấu hình lưới điện khơng hợp lý.
Nhƣ vậy, hiện trạng vận hành lưới trung áp của Thị xã Đông Triều không đảm
bảo các yêu cầu về an toàn và kỹ thuật, điều này ảnh hưởng nghiêm trọng đến độ tin
cậy cung cấp điện.Với tốc độtăng ình quân 13,02%/năm trong giai đoạn 20132017
và trong những năm tới khi các dự án đi vào vận hành, các khu công nghiệp đi vào làm việc thì hiện trạng kỹ thuật của lưới càng khó được đảm bảo nên sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến độ tin cậy cung cấp điện. Trên cơ sở kết quả đánh giá, phân tích cần phải đ t ra giải pháp vận hành và tái cấu trúc lại sơ đồ lưới điện sao cho nâng cao được độ tin cậy cung cấp điện cũng như đảm bảo chất lượng điện năng và linh hoạt trong vận hành.
Trong những năm vừa qua, việc xây dựng mới và cải tạo lưới điện Thị xã Đơng Triều đã có những cố gắng an đầu từ Thị xã, từ Điện lực để tiến hành cải tạo lưới điện phân phối, nhưng do nhu cầu phụ tải tăng lên nhanh chóng nên vẫn chưa đáp ứng được đầy đủ nhu cầu tiêu thụ điện. Công ty Điện lực Quảng Ninh và Công ty Điện lực Đơng Triều đã có nhiều cố gắng trong việc quản lý để đảm ảo vận hành lưới điện an toàn và tin cậy.
Chƣơng 2
ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN 2.1. Nghiên cứu phân tích, lựa chọn phƣơng pháp đánh giá độ tin cậy 2.1.1. Độ tin cậy của các phần tử hệ thống cung cấp điện
Độ tin cậy của HTĐ là xác suất để hệ thống (ho c phần tử) hoàn thành triệt để nhiệm vụ được giao trong khoảng thời gian nhất định và trong điều kiện vận hành nhất định.
Như vậy độ tin cậy luôn gắn liền với việc hoàn thành một nhiệm vụ cụ thể, trong khoảng thời gian nhất định và trong hoàn cảnh nhất định.
Khả năng hư hỏng của các phần tử trong HTCCĐ (Máy phát, đường dây, MBA, MCĐ…) trong vận hành đều có thể ị hỏng ất ngờ. Khả năng này được đ c trưng ởi các thông số đ c trưng cho độ tin cậy của phần tử.
a. Cường độ hỏng hóc λ(t).
Là số lần hỏng hóc trung ình của phần tử trong 1 đơn vị thời gian.Cường độ hỏng hóc phụ thuộc vào các giai đoạn trong thời gian hoạt động của phần tử
λt = 1 / tlv (lần/năm), (2.1)
Trong đó: tlv- thời gian trung ình của trạng thái làm việc tốt.
b. Thời gian làm việc trung bình T0
To là giá trị trung ình của thời gian làm việc của phần tử. Đây là thời gian giữa 2 hỏng hóc kế tiếp hay cịn gọi là thời gian phục vụ T, là đại lượng ngẫu nhiên. Vì thời điểm xảy ra hỏng hóc của các phần tử là ngẫu nhiên không iết trước, tuân thủ theo luật phân ố mũ với hàm phân ố.
( ) 1 t t F t e (2.2) 0 . 1 N T T m (năm hay h) (2.3)
Ft là xác xuất để thời gian làm việc liên tục nhỏ hơn ho c ằng t, hay là xác xuất để hỏng hóc xảy ra trong khoảng từ 0 đến t (nếu điểm gốc lấy là 0).
Các phần tử hỏng hóc có thể được sửa chữa, phục hồi lại sự làm việc ình thường với hệ thống sau một thời gian. Khi đó phần tử được gọi là phần tử có phục hồi. 0 1 (2.4)
d.Thời gian sửa chữa hỏng hóc trung bình (thời gian phục hồi trung bình)0
Các phần tử của hệ thống điện là các phần tử có phục hồi. Khi ị hỏng, nó được sửa chữa sau đó lại tiếp tục vận hành. Gọi thời gian sửa chữa sự cố là 0
0 m i m (2.5) e. Hàm tin cậy R(t)
Là xác xuất để phần tử làm việc liên tục từ thời gian 0 đến t, hay nói cách khác là xác suất hỏng hóc khơng xảy ra trong khoảng thời gian (0,t)
( ) 1 ( ) t
t
R t F t e (2.7)
g. Hệ số sẵn sàng K(t)
Là xác suất phần tử phần tử làm việc tốt ho c sẵn sàng làm việc tốt trong thời điểm t với điều kiện là có phục hồi với cường độ
Xác xuất phần tử làm việc tốt trong thời điểm ất kỳ có thể nhận được ằng cách áp dụng quá trình markov cho phần tử. Kết quả, có xác suất phần tử ở trạng thái tốt tức là sẵn sàng làm việc. ( ) ( ) . t K t e (2.8) h. Hệ số sử dụng kỹ thuật KKT
Là hệ số sẵn sàng có tính đến thời gian ảo quản định kỳ TBQ
0 0 0 KT BQ T K T T (2.9)
i. Xác suất ngừng làm việc do bảo quản định kỳ QBQ
Nếu có cường độ ảo quản định kỳ là BQ(1/n) và thời gian ảo quản trung bình TBQ thì xác xuất ngừng làm việc do ảo quản định kỳ.
(2.10)
2.1.2. Bài toán độ tin cậy
Theo phương pháp, ài toán độ tin cậy được chia thành 2 loại:
Độ tin cậy cung cấp điện phụ tải thuộc độ tin cậy từng phần tử (của nguồn và lưới) đồng thời phụ tải thuộc rất nhiều vào cấu trúc của lưới trong HTĐ.
Độ tin cậy của các phần tử được xác định từ các số liệu thống kê sự cố, sửa chữa mỗi loại phần tử trong HTĐ. Phương pháp tính tốn dựa vào lý thuyết xác suất thống kê.
Độ tin cậy cung cấp điện phụ thuộc rất nhiều vào mức độ phức tạp của HTĐ. Nói chung do kết cấu vốn phức tạp, nhiều phần tử của HTĐ, độ tin cậy cung cấp điện cần phải được xác định theo các phương pháp của hệ thống nhiều phần tử có cấu trúc phức tạp.
2.1.3. Các phƣơng phápchung đánh giá độ tin cậy 2.1.3.1. Phƣơng pháp đồ thị giải tích.
Phương pháp này ao gồm việc lập sơ đồ độ tin cậy và áp dụng phương phápgiải tích bằng đại số Boole, lý thuyết xác suất thống kê, tập hợp để tính tốn độ tincậy.
Sơ đồ độ tin cậy của hệ thống được xây dựng trên cơ sở phân tích ảnh hưởng của hư hỏng phần tử đến hư hỏng hệ thống. Sơ đồ độ tin cậy bao gồm các nút(nguồn, tải, trung gian) và các nhánh. Nút và nhánh tạo thành mạng lưới nối nútnguồn và nút tải của sơ đồ. Trạng thái hoạt động của hệ thống là trạng thái có ít nhấtmột đường nối từ nút nguồn đến nút tải. Khi nút nguồn và nút tải bị tách rời dohỏng các phần tử thì hệ thống ở trạng thái hỏng. Các dạng sơ đồ độ tin cậy nhưsau:
Hình 2.1. Sơ đồ nối tiếp
Hình 2.2. Sơ đồ song song
Hình 2.3. Sơ đồ hỗn hợp
- Sơ đồ nối tiếp (hình 2.1): Hệ thống hỏng khi có một phần tử hỏng.
- Sơ đồ song song (hình 2.2): Hệ thống hỏng khi tất cả các phần tửhỏng. - Sơ đồ hỗn hợp (hình 2.3): Hệ thống hỏng khi một số phần tửhỏng.
Trên cơ sở phân tích sơ đồ độ tin cậy và các tính tốn giải tích có thể tínhđược các chỉ tiêu về độ tin cậy của hệ thống.
2.1.3.2. Phƣơng pháp không gian trạng thái.
Trong phương pháp này hệ thống được diễn tả bởi các trạng thái hoạtđộng và các khả năng chuyển giữa các trạng thái đó.
Trạng thái hệ thống được xác định bởi tổ hợp các trạng thái phần tử.Mỗi tổhợp trạng thái phần tử cho một trạng thái hệ thống.Phần tử có thể có nhiều trạngthái khác nhau, chẳng hạn tốt, hỏng hay bảo dưỡng định kỳ.Sự thay đổi trạng tháicủa phần tử sẽ dẫn đến thay đổi trạng thái của hệ thống.Nếu phần tử có 2 trạngthái và hệ thống có n phần tử thì số trạng thái của hệ thống là 2n.Hệ thống ln ởmột trong các trạng thái có thể của khơng gian trạng thái, nên tổng các xác suất trạngthái bằng 1.
Phương pháp không gian trạng thái có thể sử dụng quá trình ngẫu nhiên Markov để tính xác suất trạng thái và tần suất trạng thái, từ đó tính được các chỉtiêu độ tin cậy của hệ thống.
2.1.3.3. Phƣơng pháp cây hỏng hóc.
Phương pháp cây hỏng hóc được mơ tả bằng đồ thị quan hệ nhân quả giữa các dạng hỏng hóc trong hệ thống, giữa hỏng hóc hệ thống và các hỏng hóc thành phần trên cơ sở hàm đại số Boole.Cơ sở cuối cùng để tính tốn là các hỏng hóc cơ bản của các phần tử. Cây hỏng hóc mơ tả quan hệ logic giữa các phần tử hay giữa các phần tử và từng mảng của hệ thống, giữa các hỏng hóc cơ ản và hỏng hóc hệ thống. Phương pháp cây hỏng hóc là phương pháp rất hiệu quả để nghiên cứu độ tin cậy của các hệ thống phức tạp, có thể áp dụng cho hệ thống điện.
2.1.3.4. Phƣơng pháp mô phỏng Monte-Carlo.
Phương pháp Monte - Carlo mô phỏng hoạt động của các phần tử trong hệ thống như một quá trình ngẫu nhiên. Nó tạo ra lịch sử hoạt động của các phần tử và của hệ thống một cách nhân tạo trên máy tính điện tử, sau đó sử dụng các phương pháp đánh giá thống kê để phân tích rút ra các kết luận về độ tin cậy của phần tử và hệ thống.
Nhận xét.Mỗi phương pháp đều có ưu thế riêng cho từng loại bài
toán.Phương phápMonte-Carlo được sử dụng chủ yếu cho giải tích độ tin cậy của hệ thống điện.Phương pháp cây hỏng hóc thích hợp với độ tin cậy của các nhà máy điện.Các bài toán về độ tin cậy của nguồn điện thường sử dụng phương pháp không gian trạng thái.Bài toán độ tin cậy của lưới điện sử dụng phương pháp không gian trạng thái phối hợp với phương pháp đồ thị - giải tích rất có hiệu quả.Trong thực tế thường sử dụng phương pháp đồ thị - giải tích cho việc đánh giá độ tin cậy của lưới điện phân phối.
2.1.4. Các phƣơng pháp nghiên cứu độ tin cậy của hệ thống phức tạp
Hệ thống phức tạp hiểu theo nghĩa độ tin cậy là hệ thống không thể sử dụng trực tiếp các phép iến đổi nối tiếp, song song để đưa về một phần tử đẳng trị và tính tốn các chỉ tiêu về độ tin cậy thông qua phần tử đẳng trị này được.
Về m t cấu trúc, hệ thống phức tạp thường ao gồm một ho c một số “liên hệ ngang” (còn gọi là liên hệ cầu).
Các phương pháp tính tốn độ tin cậy của những hệ thống phức tạp có thể chia làm 2 lớp lớn: Phương pháp mơ hình và Phương pháp giải tích.
2.1.4.1. Phƣơng pháp mơ hình
Các phương pháp thực nghiệm được thực hiện trên các mơ hình. Các mơ hình được sử dụng thường là: mơ hình tương tự (cịn gọi là mơ hình đồng dạng hay mơ hình vật lý), mơ hình số (cịn gọi là mơ hình tốn), mơ hình ghép (cịn gọi là mơ hình lai) - ghép nối giữa mơ hình vật lý và mơ hình tốn.
2.1.4.1.1. Mơ hình tƣơng tự
Là loại mơ hình đã được sử dụng khá lâu đời trong nhiều ngành kỹ thuật khác nhau như: xây dựng, kiến trúc, mỹ thuật, cơ khí, điện lực... Để nghiên cứu một đối tượng nào đó, người ta xây dựng một mơ hình đồng dạng (thường thu nhỏ) theo một tỷ lệ xích nhất định và tiến hành nghiên cứu, đo đạc các thơng số cần thiết trên mơ hình thu nhỏ để đánh giá những thơng số có thể nhận được trên đối tượng thực.
Phương pháp mơ hình tương tự địi hỏi nhiều cơng phu và thời giờ để chế tạo mơ hình với khó khăn lớn nhất là đảm bảo được tỷ số đồng dạng giữa các thơng số chính của đối tượng và mơ hình. Thơng thường mơ hình đồng dạng được xây dựng cho một đối tượng cụ thể khơng mang tính vạn năng để có thể sử dụng cho nhiều đối tượng khác nhau nên khá tốn kém trong việc chế tạo và sử dụng mơ hình.
Một nhược điểm nữa là các hiện tượng, q trình, thơng số khảo sát được trên mơ hình thường chỉ cho chúng ta đánh giá định tính. Mức độ chính xác về lượng thường khơng cao vì quan hệ đồng dạng trên thực tế rất khó thực hiện chính xác.
Tuy nhiên các mơ hình tương tự có một ưu điểm rất quan trọng, là có thể cho thấy hình ảnh của các q trình vật lý có thể xảy ra đối với đối tượng nghiên cứu, mà trước đây chưa quan sát được hay chưa xảy ra đối với những đối tượng tương tự.