5. Bố cục của đề tài
3.1. Xây dựng cơ sở dữ liệu cho phần mềm DMS
Dữ liệu lưới điện trên nền bản đồ địa lý được đưa vào cơ sở dữ liệu của DMS600 qua 2 dạng dxf-file hoặc Shapefile. Dữ liệu dạng Shapefile (shp-file) được lấy từ phần mềm Arcgis của hãng Esri.
Dữ liệu được chia thành các khối và lớp, mỗi khối và lớp tương ứng với chuẩn dữ liệu và cách đặt tên khác nhau như: trạm biến áp – khối Transformer, dây dẫn – khối Conductor gồm nhiều chủng loại được phân biệt với nhau bằng cách đặt tên dưới dạng “chủng loại_cấp điện áp” như C_XLPE-A185_22KV (cáp ngầm 3 lõi nhôm cách điện XLPE 185mm2), O_A-150_22KV (dây trần trên không nhôm 150mm2).
Một số yêu cầu khi biên tập dữ liệu lưới điện:
- Lưới điện 3 pha được biên tập theo dạng một sợi, nếu 2 xuất tuyến đi chung cột thì phải vẽ thành 2 đường dây song song.
- Đường dây của mỗi xuất tuyến phải được nối thơng suốt và khơng có điểm hở, khơng bắt điểm tại vị trí giao chéo giữa các đường dây. Tại vị trí rẽ nhánh, các đường dây của các nhánh phải được đấu nối chung điểm.
Hình 3.3: Yêu cầu bắt điểm trên lưới điện
- Các trạm biến áp, thiết bị đóng cắt, thiết bị bảo vệ, thiết bị đo đếm, … phải được bắt điểm với đường dây theo nguyên tắc mỗi phần tử chỉ được đấu nối vào 1 điểm đầu hoặc điểm cuối của đường dây đó với (cùng 1 vị trí).
- Không tạo ra nhiều khối xếp chồng lên nhau ở cùng 1 vị trí.
Các yêu cầu trên cần được đảm bảo để hoàn thiện việc xây dựng sơ đồ lưới điện đưa vào cơ sở dữ liệu DMS.
Thay vì sử dụng dữ liệu dạng dxf-file,
DMS600 có thể nhận dữ liệu lưới dưới dạng Shapefile của hãng phần mềm ESRI, dữ liệu lưới điện dạng này thường được xuất ra bằng phần mềm Arcgis.
Việc cập nhật dữ liệu từ ArcGIS thực hiện theo hình 3.5.
Việc cập nhật sơ đồ điều khiển tại các TBA có thể cập nhật từ chương trình SCADA, cịn đường dây và các thiết bị được lấy từ Shapefile của ESRI và mỗi phần tử này (đường dây, trạm biến áp phân phối, thiết bị …) nằm trong mỗi Shapefile khác nhau hoặc nếu nằm trong cùng một Shapefile thì phải phân biệt với nhau bằng 1 trường dữ liệu quy định chủng loại.
Việc cập nhật dữ liệu có thể được thực hiện định kỳ và chỉ cần biên tập trên 1 cơ sở dữ liệu duy nhất (Arcgis / Mapinfo). Các dữ liệu từ các hệ thống quản lý kỹ thuật, quản lý kinh doanh, quản lý khách hàng (PMIS, CMIS, …) cũng có thể được đưa vào DMS. Ngoài ra dạng Shapefile này còn tạo ra một số định dạng tệp mở rộng (.shx,
.dbf) được cũng được sử dụng trong quá trình nhập dữ liệu. Khi đưa dữ liệu mới cập nhật lên thì tồn bộ dữ liệu cũ (trừ giao diện điều khiển lấy từ hệ thống MicroSCADA) sẽ bị xóa đi, dữ liệu mới sẽ ghi đè và thay thế dữ liệu cũ.
SCADA
Dữ liệu GIS
DMS
Sơ đồ 1 sợi tại TBA
Dữ liệu lưới điện GIS
Cập nhật sơ đồ 1 sợi TBA
Cập nhật dữ liệu lưới điện
GIS
DSPM
CMIS
Cập nhật dữ liệu: +Đồ thị phụ tải. + Điện năng tiêu thụ. + Số khách hàng.
Hình 3.5: Mơ tả việc cập nhật dữ liệu lưới điện vào DMS
Các xuất tuyến đầu nguồn và đường dây phân phối được liên kết với nhau thông qua trường dữ liệu Mã xuất tuyến (Feeder Code). Mã hiệu của mỗi xuất tuyến (trong giao diện SCADA) phải tương xứng với mã xuất tuyến phân phối bên dưới để mỗi xuất tuyến được kết nối đúng với nhau.
Phần tử trên lưới điện trong DMS600:
Trong quá trình vận hành, dữ liệu của các phần tử trên lưới được lưu vào cơ sở dữ liệu của DMS600 thơng qua trình biên tập dữ liệu DMS600 Network Editor. Tuy nhiên khi lần đầu đưa dữ liệu vào thì có thể sử dụng dạng xls-file thông qua hệ quản trị cơ sở dữ liệu Microsoft SQL Management Studio, người dùng có thể lưu lại nhiều kiểu dữ liệu cho các phần tử trên lưới. Dữ liệu được chia ra theo mức độ quan trọng như sau: Dữ liệu bắt buộc, Dữ liệu khơng bắt buộc nhưng có ảnh hưởng đến một số tính tốn, Dữ liệu chỉ sử dụng để cung cấp thơng tin.
Hình 3.6: Mơ tả liên kết CSDL SQL và dữ liệu đầu vào.
Dữ liệu nhập vào xls-file phải đúng theo định dạng do DMS600 yêu cầu và liên kết với dữ liệu từ dxf-file hoặc Shapefile thơng qua mã phần tử như trong hình 3.6.
Chủng loại dây dẫn:
Chủng loại dây dẫn ảnh hưởng nhiều đến q trình tính tốn và phân tích lưới điện (định vị sự cố, phân tích bảo vệ và tính tốn đánh giá lưới điện). Các trường dữ liệu của lớp dây dẫn trong DMS600 theo bảng 3.1.
Bảng 3.1: Mô tả dữ liệu dây dẫn
Dữ liệu Mô tả Đơn vị
Code
Mã hiệu thể hiện chủng loại và điện áp dây dẫn. Ví dụ:
C_XLPE-A185_22KV (cáp ngầm 3 lõi nhôm cách điện XLPE 185mm2 điện áp 22kV),
O_AC-150_35KV (dây trần trên không nhôm 150mm2 điện áp 35kV)
Type O = dây trên không/ C = cáp ngầm
R Điện trở đơn vị Ω/km
R0 Điện trở thứ tự thuận của dây trung tính Ω/km
X Điện kháng đơn vị Ω/km
Xv0 Điện kháng thứ tự không (sử dụng cho chạm đất 1
pha) Ω/km
X0 Điện kháng thứ tự thuận của dây trung tính Ω/km
Dữ liệu Mơ tả Đơn vị
Bk Điện dẫn đường dây µS/km
Temperature Nhiệt độ tương đương oC
Imax Dòng hoạt động lớn nhất A
Imax2 Dòng ngắn mạch 1s lớn nhất kA
Tau Hệ số thời gian làm nguội phút
Phase_count Số pha
Mass Khối lượng đơn vị kg/km
Info Thông tin mở rộng
Cost Giá trị xây dựng m.u./km
Máy biến áp nguồn:
Các thông số của máy biến áp nguồn ảnh hưởng đến tính tốn định vị sự cố. Mơ tả máy biến áp theo như bảng 3.2:
Bảng 3.2: Mô tả dữ liệu MBA nguồn
Dữ liệu Mô tả Đơn vị
Code
Mã máy biến áp dùng để liên kết giữa xls-file và DMS600
Ví dụ: HUE1_T1, PHUBAI_T2
Three_winding 1: MBA 3 cuộn dây/ 0: MBA 2 cuộn dây
Sn1 Dung lượng định mức cuộn dây 1 MVA
Sn2 Dung lượng định mức cuộn dây 2 MVA
Sn3 Dung lượng định mức cuộn dây 3 MVA
Uk12 Điện áp ngắn mạch cao áp – trung áp %
Uk23 Điện áp ngắn mạch trung áp – hạ áp %
Uk13 Điện áp ngắn mạch cao áp – hạ áp %
Z01 Tổng trở thứ tự không (đối với máy biến áp 3
cuộn dây) %
Z02 Tổng trở thứ tự không (đối với máy biến áp 3
cuộn dây) %
Z03 Tổng trở thứ tự không (đối với máy biến áp 3
cuộn dây) %
Pk12 Tổn hao có tải cuộn dây 1 – cuộn dây 2 kW Pk23 Tổn hao có tải cuộn dây 2 – cuộn dây 3 kW Pk13 Tổn hao có tải cuộn dây 1 – cuộn dây 3 kW
Dữ liệu Mô tả Đơn vị
P0 Tổn hao không tải kW
Un1 Điện áp định mức cuộn dây 1 kV
Un2 Điện áp định mức cuộn dây 2 kV
Un3 Điện áp định mức cuộn dây 3 kV
Earthed_1 Nối đất cuộn dây 1:1 = có/0 = khơng Earthed_2 Nối đất cuộn dây 2:1 = có/0 = khơng Earthed_3 Nối đất cuộn dây 2:1 = có/0 = khơng
Earthing_resistance_1 Điện trở nối đất cuộn dây 1 Ω Earthing_resistance_2 Điện trở nối đất cuộn dây 2 Ω Earthing_resistance_3 Điện trở nối đất cuộn dây 3 Ω Earthing_reactance_1 Điện kháng nối đất cuộn dây 1 Ω Earthing_reactance_2 Điện kháng nối đất cuộn dây 2 Ω Earthing_reactance_3 Điện kháng nối đất cuộn dây 3 Ω
Coupling_1 Kiểu đấu dây của cuộn dây 1:Y/D/Z Coupling_2 Kiểu đấu dây của cuộn dây 2:Y/D/Z Coupling_3 Kiểu đấu dây của cuộn dây 3:Y/D/Z
PhasorGroup_CodeU2 Góc lệch pha của tổ đấu dây giờ
PhasorGroup_CodeU3 Góc lệch pha của tổ đấu dây giờ
Up_step_count Số nấc phân áp tăng áp Down_step_count Số nấc phân áp hạ áp
Step_percent Bước phân áp %
Trạm biến áp và xuất tuyến đầu nguồn:
Các thông số kỹ thuật của các trạm biến áp nguồn tham gia vào q trình tính tốn bảo vệ và phân tích lưới điện. Các dữ liệu đầu vào được sử dụng cho việc tính tốn dịng ngắn mạch đầu nguồn.
Việc tính tốn ngắn mạch không đối xứng một cách trực tiếp từ hệ phương trình vi phân rất phức tạp do đó người ta thường dùng phương pháp các thành phần đối xứng.
Các giá trị tổng trở ngắn mạch được quy về cấp điện áp danh định phía trung áp. Thơng số ngắn mạch đầu nguồn được cho dưới dạng dòng ngắn mạch 3 pha hoặc điện trở và điện kháng ngắn mạch.
Các giá trị điện trở và điện kháng thứ tự không và thứ tự nghịch được sử dụng trong tính tốn phân tích sự cố lưới điện khơng cân bằng.
Để dữ liệu của các trạm được đưa vào chính xác thì các mã trạm trong cơ sở dữ liệu của DMS600 và trong file xls phải trùng khớp với nhau.
Các thông số đầu nguồn cần nhập như bảng 3.3:
Bảng 3.3: Mô tả dữ liệu thông số ngắn mạch đầu nguồn
Dữ liệu Mô tả Đơn vị
Code Mã trạm biến áp (phải trùng khớp với mã trong cơ sở dữ liệu của DMS600
Name Tên trạm biến áp
Rk Điện trở ngắn mạch Ω
Xk Điện kháng ngắn mạch Ω
Ik Dòng ngắn mạch A
Un Điện áp danh định (giá trị tổng trở ngắn mạch được
tính ở cấp điện áp này) kV
R2 Điện trở thứ tự nghịch Ω
X2 Điện kháng thứ tự nghịch Ω
R0 Điện trở thứ tự không Ω
X0 Điện kháng thứ tự không Ω
Trạm biến áp phân phối:
Để DMS600 tạo ra các máy biến áp tại các vị trí trạm biến áp phân phối trong dữ liệu bản đồ lưới điện thì mã của các máy biến áp trong file xls phải trùng khớp với mã của các trạm biến áp tương ứng trên bản đồ lưới điện.
Các thông số của máy biến áp phân phối được mô tả như bảng 3.4:
Bảng 3.4: Mô tả dữ liệu MBA phân phối
Dữ liệu Mô tả Đơn vị
Code Mã máy biến áp dùng để liên kết giữa xls-file và DMS600.
Manufacturer Nhà sản xuất Type Loại máy biến áp
Year Năm sản xuất
Mass Khối lượng kg
Oil Mass Khối lượng dầu kg
Installation date Ngày vận hành Generator
Dữ liệu Mô tả Đơn vị
Sn1 Dung lượng định mức cuộn dây 1 MVA
Sn2 Dung lượng định mức cuộn dây 2 MVA
Sn3 Dung lượng định mức cuộn dây 3 MVA
Uk12 Điện áp ngắn mạch cao áp – trung áp %
Uk23 Điện áp ngắn mạch trung áp – hạ áp %
Uk13 Điện áp ngắn mạch cao áp – hạ áp %
Z01 Tổng trở thứ tự không (đối với máy biến áp 3
cuộn dây) %
Z02 Tổng trở thứ tự không (đối với máy biến áp 3
cuộn dây) %
Z03 Tổng trở thứ tự không (đối với máy biến áp 3
cuộn dây) %
Pk12 Tổn hao có tải cuộn dây 1 – cuộn dây 2 kW Pk23 Tổn hao có tải cuộn dây 2 – cuộn dây 3 kW Pk13 Tổn hao có tải cuộn dây 1 – cuộn dây 3 kW
P0 Tổn hao không tải kW
Un1 Điện áp định mức cuộn dây 1 kV
Un2 Điện áp định mức cuộn dây 2 kV
Un3 Điện áp định mức cuộn dây 3 kV
Earthed_1 Nối đất cuộn dây 1: 1 = có/0 = khơng Earthed_2 Nối đất cuộn dây 2: 1 = có/0 = khơng Earthed_3 Nối đất cuộn dây 3: 1 = có/0 = khơng Coupling_1 Kiểu đấu dây của cuộn dây 1/Y/D/Z Coupling_2 Kiểu đấu dây của cuộn dây 1/Y/D/Z Coupling_3 Kiểu đấu dây của cuộn dây 1/Y/D/Z
PhasorGroup_CodeU2 Góc lệch pha của tổ đấu dây giờ
PhasorGroup_CodeU3 Góc lệch pha của tổ đấu dây giờ
Up_step_count Số nấc phân áp tăng áp Down_step_count Số nấc phân áp hạ áp
Step_percent Bước phân áp %
Biểu đồ phụ tải và thông tin khách hàng tại mỗi TBA:
Ứng với mỗi TBA có đặc tính phụ tải khác nhau, đối với phụ tải trên địa bàn tỉnh Quảng Nam được chia làm 05 loại phụ tải (theo TT33/BCT) tương ứng như sau:
- Nông - Lâm -Thủy Sản. - Công nghiệp – Xây dựng.
- Thương nghiệp – KS – Nhà hàng. - Sinh hoạt dân dụng.
- Các hoạt động khác.
Với mỗi loại phụ tải, ta trích xuất dữ liệu từ chương trình DSPM để lấy số liệu về sản lượng tiêu thụ theo từng giờ. Từ đó có đường cong phụ tải theo yêu cầu của chương trình. Ứng với mỗi loại phụ tải, ta lấy mẫu 9 TBA và tính bình qn sản lượng ở các phụ tải trên. Ở đây thời điểm lấy từ ngày 1/1/2018 – 31/1/2018.