CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CÓ XÉT SÓNG HÀI TRONG LƯỚI ĐIỆN CÔNG NGHIỆP VÀ CÁC GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC
3.2. TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ
File số liệu chuẩn bị cho chương trình tính toán được xây dựng với quy trình bao gồm:
- Đánh số sơ đồ
- Đồ thị phụ tải điển hình
- Lập file số liệu đường dây theo từng nhánh từ thứ tự đánh số - Lập file số liệu nút TBAPP từ thứ tự đánh số.
Các file số liệu đường dây và phụ tải sẽ đưa vào tính toán lưới điện được cho ở Phụ lục I.
3.2.2 Các chế độ tính toán
a. Đánh giá hiện t ạng tổn thất điện năng có xét đến sóng hài: Các chế độ tính toán được thực hiện bao gồm:
- Hiện trạng của lưới điện khi chưa xét đến sóng hài và chưa đặt tụ trung áp.
- Hiện trạng của lưới điện khi xét đến sóng hài và chưa đặt tụ trung áp.
b. Xem xét một số khả năng đặt tụ bù giảm tổn thất trong đó có cả tổn thất điện năng do sóng hài: Các kịch bản tính toán bao gồm
- Đặt 1 tụ ở đầu đường dây - Đặt 1 tụ ở giữa đường dây - Đặt 1 tụ ở cuối đường dây
- Đặt tụ ở 3 vị trí: đầu, giữa và cuối đường dây
Các kịch bản trên đây đều có tổng dung lượng bù CSPK là 1500kVAr. Với mỗi chế độ tính toán ta vừa tính tổn thất công suất cà tổn thất điện năng vừa kiểm tra chế độ điện áp lưới điện. Chương trình tính toán được lập trên Matlab dựa trên tính toán trào lưu công suất ở cả tần số cơ bản và các tần số sóng hài để tính tổn thất công suất và tổn thất điện năng. Sau đây là các kết quả và phân tích cho các kịch bản đã nêu, từ đó đưa ra kết luận đặt tụ ở vị trí nào là tối ưu nhất.
Sau khi tính toán lượng tụ được đặt ở các kịch bản trên đường dây có dụng lượng bằng 10, 20, 30,40, 50, 70, 100% công suất phản kháng của tải thì mức 20%
cho hiệu quả tốt nhất vì vậy ở các kịch bản đặt tụ bù ta chọn mức 20%.
3.2.3. Hiện trạng của lưới điện khi chưa xét đến sóng hài
Đầu tiên, xét TTCS lưới điện ở chế độ max chưa xét đến sự ảnh hưởng của các nguồn sóng hài và chưa xét việc đặt tụ bù. Tổn thất công suất trong chế độ này là 751.41 kW và tổn thất điện năng là 8067.95 kWh.
Với điện áp đầu nguồn là 1.0629pu vẽ được đồ thị phân bố điện áp của các nút trong lưới điện. Điện áp đều thỏa mãn điều kệt tổn thất điện áp (>95%Uđm)
Hình 3.3. Đồ thị điện áp của lưới điện trong chế độ max không xét đến ảnh hưởng của sóng hài và tụ bù.
3.2.4. Tính toán TTĐN với sóng hài cơ bản (50Hz)
Đầu tiên, xét TTCS lưới điện ở chế độ max (gồm cả tổn thất ở tần số cơ bản và tần số sóng hài) và chưa xét việc đặt tụ bù, TTCS ở các tần số cơ bản và sóng hài được cho ở Bảng 3.6. như sau:
Bảng 3.6. TTCS ở chế độ max của lưới điện ở tần số cơ bản và tần số sóng hài
h 1 2 3 4 5 6 7 9 11
P(kW) 751.411 8.038 3.365 0.295 0.394 0.055 0.027 0.010 0.002 Tổng TTCS bằng 763.597kW tức là lớn hơn 1.5% so với TTCS ở tần số cơ bản (TTCS khi không xét sóng hài). TTĐN trong lưới là 8198.78 kWh. Trên thực tế, TTCS thậm trí có thể còn lớn hơn khi số lượng các phụ tải phí tuyến nhiều hơn tương tự như các khu vực sản xuất thép với quy mô nhỏ tại Việt Nam hiện nay.
0.96 0.97 0.98 0.99 1 1.01 1.02 1.03 1.04 1.05 1.06 1.07
1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96 101 106 111 116 121 126 131
Hình 3.4. Đồ thị điện áp của lưới điện trong chế độ max xét đến ảnh hưởng của sóng hài.
3.2.5. Tính toán TTĐN của lưới khi có xét đền sóng hài và đặt tụ bù ở đầu đường dây
Lượng tụ được đặt ở đầu đường dây có dụng lượng bằng 20% công suất phản kháng của tải ở chế độ max là 2250 kVAr. Vị trí đặt của bộ tụ này ở vị nút 2 của lưới. Sau khi có sự xuất hiện của tụ bù tổn thất công suất cua lưới đã giảm xuống còn 755.688 kW và TTĐN của lưới đã giảm xuống 8113.86 kWh.
Hình 3.5. Đồ thị điện áp của lưới điện trong chế độ max xét đến ảnh hưởng của sóng hài lắp tụ bù ở đầu đường dây
0.97 0.98 0.99 1 1.01 1.02 1.03 1.04 1.05 1.06 1.07
1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96 101 106 111 116 121 126 131
0.97 0.98 0.99 1 1.01 1.02 1.03 1.04 1.05 1.06 1.07
1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96 101 106 111 116 121 126 131
3.2.6. Tính toán TTĐN của lưới khi có xét đề sóng hài và đặt tụ bù ở giữa đường dây
Lượng tụ được đặt ở giữa đường dây có dụng lượng bằng 20% công suất phản kháng của tải ở chế độ max là 2250 kVAr. Vị trí đặt của bộ tụ này ở vị nút 17 của lưới. Sau khi có sự xuất hiện của tụ bù tổn thất công suất cua lưới đã giảm xuống còn 706.443 kW và TTĐN của lưới đã giảm xuống 7585.114kWh. Ta thấy TTĐN ở trường hợp này so với trường hợp đặt tụ bù ở đầu đường dây thì đã cải thiện hơn đáng kể.
Hình 3.6. Đồ thị điện áp của lưới điện trong chế độ max xét đến ảnh hưởng của sóng hài lắp tụ bù ở giữa đường dây
3.2.7. Tính toán TTĐN của lưới khi có xét đề sóng hài và đặt tụ bù ở cuối đường dây
Lượng tụ được đặt ở cuối đường dây có dụng lượng bằng 20% công suất phản kháng của tải ở chế độ max là 2250 kVAr. Vị trí đặt của bộ tụ này ở vị nút 34 của lưới. Sau khi có sự xuất hiện của tụ bù tổn thất công suất cua lưới đã giảm xuống còn 705.714kW và TTĐN của lưới đã giảm xuống 7577.287kWh. Ta thấy TTĐN ở trường hợp này so với trường hợp đặt tụ bù ở đầu và giữa đường dây thì đã cải thiện hơn đáng kể.
0.97 0.98 0.99 1 1.01 1.02 1.03 1.04 1.05 1.06 1.07
1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96 101 106 111 116 121 126 131
Hình 3.7. Đồ thị điện áp của lưới điện trong chế độ max xét đến ảnh hưởng của sóng hài lắp tụ bù ở cuối đường dây
3.2.8. Tính toán TTĐN của lưới khi có xét đề sóng hài và đặt tụ bù ở đầu, giữa và cuối đường dây
Lượng tụ được đặt ở giữa đường dây vẫn có dụng lượng bằng 20% công suất phản kháng của tải nhưng sẽ chia để thành 3 bộ mỗi bộ có dung lượng là 750kVAr đặt vào 3 vị trí đầu giữa và cuối đường dây lần lượt ở nút 2,17 và 34.
Sau khi có sự xuất hiện của tụ bù tổn thất công suất là 720.074 kW và TTĐN của lưới là 7731.471 kWh. Ta thấy TTĐN ở trong trường hợp này đã tăng lên và lớn hơn so với trường hợp chỉ đặt tụ ở đầu hoặc cuối đường dây.
.
Hình 3.8. Đồ thị điện áp của lưới điện trong chế độ max xét đến ảnh hưởng của sóng hài lắp tụ bù ở đầu, giữa và cuối đường dây
0.97 0.98 0.99 1 1.01 1.02 1.03 1.04 1.05 1.06 1.07
1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96 101 106 111 116 121 126 131
0.97 0.98 0.99 1 1.01 1.02 1.03 1.04 1.05 1.06 1.07
1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96 101 106 111 116 121 126 131