CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CỤ THỂ
3.1. GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LỘ ĐƯỜNG DÂY 971 QUỲNH CÔI
3.1.1. Giải pháp giảm tổn thất kĩ thuật
3.1.1.2. Giải pháp lắp tụ bù
Tổn thất công suất tác dụng đƣợc xác định theo công thức
Để giảm tổn thất công suất trên đường dây ta có thể giảm lượng công suất phản kháng hoặc công suất tác dụng truyền tải trên đường dây. Nhưng lượng công suất tác dụng phụ thuộc vào nhu cầu phụ tải không thay đổi đƣợc.Nên ta có thể giảm lượng công suất phản kháng để giảm tổn thất trên đường dây.
Công suất phản kháng cung cấp cho hộ tiêu thụ không nhất thiết phải lấy từ nguồn điện, ta có thể lấy từ các nguồn phát khác đặt gần hộ tiêu thụ để tránh truyền tải lượng công suất phản kháng lớn trên đường dây.
Để bù công suất phản kháng, có thể sử dụng tụ bù hoặc máy bù. Tuy nhiên, lắp tụ bù có ƣu điểm hơn máy bù là nhỏ gọn dễ dàng lắp đặt, giá thành rẻ, vận hành đơn giản, độ tin cậy cao,… nên ta chọn lắp tụ để bù công suất phản kháng
Ta chạy chương trình CAPO (của phần mềm PSS/ADEPT) để xác định vị trí và dung lƣợng bù. Trong phần mềm này sử dụng tụ bù tĩnh và tụ bù động.Bù tĩnh và bù động có đặc điểm, ƣu nhƣợc điểm nhƣ sau:
Bù tĩnh (bù nền): bố trí bù gồm một hoặc nhiều tụ tạo nên lƣợng bù không đổi. Việc điều khiển có thể thực hiện bằng tay, bán tự động, hoặc mắc trực tiếp vào tải đóng điện cho mạch bù đồng thời khi đóng tải.
- Ưu điểm: đơn giản và giá thành không cao
- Nhược điểm: khi tải dao động có khả năng dẫn đến việc bù thừa.Việc này khá nguy hiểm đối với hệ thống sử dụng máy phát. Vì vậy, phương pháp này áp dụng đối với những tải ít thay đổi.
Bù động (sử dụng bộ tụ bù tự động): sử dụng các bộ tụ bù tự động, có khả năng thay đổi dung lƣợng tụ bù để đảm bảo hệ số công suất đạt đƣợc giá trị mong muốn.
- Ưu điểm: không bị bù thừa, đảm bảo đƣợc hệ số công suất mong muốn - Nhược điểm: chi phí lớn hơn so với bù tĩnh.Vì vậy, phương pháp này áp
SVTH: Bùi Thị Phương 52
dụng tại các vị trí mà công suất tác dụng và công suất phản kháng thay đổi trong phạm vi rất rộng.
a. Cách PSS/ADEPT tính toán các vấn đề kinh tế trong CAPO
CAPO đặt tụ bù trên lưới sao cho kinh tếnhất (nghĩa là sao cho số tiền tiết kiệm đƣợc từ việc đặt tụ bù lớn hơn số tiền phải bỏ ra để lắp đặt tụ bù).
Các tính toán kinh tế trong CAPO đƣợc giải thích ở đây ứng với một tụ bù cố định ở một đồ thị phụ tải đơn.
Giả sử CAPO đang tính toán lắp đặt tụ bù thứ n có độ lớn sF. Tất cả các nút trong lưới điện được xem xét tất cả để tìm vị trí tụ bù sao cho số tiền tiết kiệm được là lớn nhất. Giả sử công suất thực tiết kiệm đƣợc là xP (kW) và công suất phản kháng tiết kiệm đƣợc là xQ (kVAr), chi phí 1kW công suất tác dụng là cP (đồng) và chi phí 1kVar công suất phản kháng là cQ (đồng), các tỉ số trƣợt giá r(%) và tỉ số lạm pháp i(%). Năng lƣợng tiết kiệm và quá trình bảo trì diễn ra đồng thời nên chúng ta sử dụng một đại lượng thời gian tương đương gọi là Ne:
(3.1) Nhƣ vậy giá trị của năng lƣợng tiết kiệm đƣợc là:
(3.2) Giá trị của chi phí mua tụ bù là:
(3.3) Nếu tiền tiết kiệm đƣợc lớn hơn chi phí, CAPO sẽ xem xét đến tụ bù thứ (n+1), nếu tiền tiết kiệm đƣợc nhỏ hơn thì CAPO bỏ qua tụ bù thứ n và ngừng tính toán.
b. Cách PSS/ADEPT tìm vị trí đặt tụ bù tối ưu
Đầu tiên, tính phân bố công suất cho mỗi đồ thị phụ tải để biết nấc điều chỉnh của máy biến áp và nấc chỉnh của tụ bù ứng động đang có trên lưới. Các nấc chỉnh này được lưu lại cho từng trường hợp. Các máy biến áp và tụ bù này sẽ không được điều chỉnh nữa khi CAPO chạy. Trước hết CAPO xem xét các tụ bù cố định, theo định nghĩa thì các tụ bù này luôn được đóng vào lưới trong tất cả các trường hợp phụ tải. Tất cả các nút hợp lệ trên lưới sẽ được kiểm tra xem tại nút nào thì số tiền tiết kiệm được là lớn nhất. Vì có rất nhiều trường hợp phụ tải nên số tiền tiết kiệm này sẽ được xem như là tổng trọng số của từng trường hợp phụ tải, trong khi đó hệ số trọng lượng là thời gian tính toán của mỗi trường hợp phụ tải.
c. Tụ bù sẽ không được đặt ở nút đang xem xét nếu:
SVTH: Bùi Thị Phương 53
Tiền tiết kiệm không bù đắp đƣợc chi phí bỏ ra Không còn tụ bù thích hợp để đóng trên lưới
Vượt quá giới hạn trên của điện áp cho phép trong một trường hợp tải nào đó d. Chạy chương trình CAPO đ xác định vị trí và dung lượng bù.
Chọn dung lƣợng tụ bù
Vào Analysis Options, chọn thẻ CAPO để chọn dung lƣợng tụ bù:
- Fixed Capacitor Placement: Bù tĩnh - Switched Capacitor Placement: Bù động
- Number of banks availabe (số lƣợng tụ): Coi số tụ là không giới hạn.
- 3 phase bank size (kVar): dung lƣợng tụ, ta chọn tụ dung lƣợng 200 kVAr
Hình 3.1: Chọn dung lƣợng bù trong PSS/ADEPT Nhập các chỉ số kinh tế cho chương trình
Vào Network, chọn Economic để nhập các chỉ số kinh tế nhƣ sau:
SVTH: Bùi Thị Phương 54
Hình 3.2: Các chỉ số kinh tế trong PSS/ADEPT Chạy chương trình CAPO
Vào Analysis Options, chọn CAPO để chạy chương trình. Report để xuất kết quả.
Hình 3.3: Vị trí đặt các tụ bù
SVTH: Bùi Thị Phương 55
Kết quả các vị trí và dung lƣợng bù đƣợc trình bày ở Phụ lục 11.
Dưới đây là bảng tổng hợp các vị trí và dung lượng bù.
Bảng 3.4: Kết quả vị trí và dung lượng bù chạy bằng chương trình CAPO Vị trí sau máy biến áp Dung lƣợng bù
tĩnh (kVAr)
Vị trí sau máy biến áp
Dung lƣợng bù tĩnh (kVAr)
Quỳnh Hội 200 Quỳnh Nguyên 200
Quỳnh Côi 200 Quỳnh Châu 200
Quỳnh Hồng 200 Quỳnh Giao 200
Bình Minh 200 Quỳnh Hải 200
Công ty Phương Anh 200 Quỳnh Hoàng 200
Trạm giống cây trồng 200 An Cầu 200
Quỳnh Hội 200 Phúc Bồi 200
An Quý 200 Hoàng Trọng 200
Quỳnh Mĩ 200 Tài Giá 200
TỔNG DUNG LƢỢNG BÙ (KVAR) 3.600 d. Đánh giá giải pháp lắp tụ bù
Chạy lại chương trình tính toán tổn thất trên lộ đường dây, ta có kết quả Tổn thất công suất trên đường dây của lộ 971 Quỳnh Côi ở Phụ lục 11. Dưới dây là bảng tổng hợp kết quả tổn thất của lộ 971 Quỳnh Côi sau khi lắp tụ.
Bảng 3.5: Kết quả tổn thất lộ 971 Quỳnh Côi sau khi lắp tụ bù Tổn thất công
suất (kW)
Thời gian (giờ)
Tổn thất điện năng (kWh) Tổng tổn thất lộ 473E41 360,551 1.225,3 441.783 Tỷ lệ tổn thất điện năng trên lộ 971 Quỳnh Côi sau khi lắp tụ là:
SVTH: Bùi Thị Phương 56
Đánh giá kết quả sau khi lắp tụ bù:
Bảng 3.6: Phân tích kết quả sau khi lắp tụ bù
Lộ đường dây ĐVT Tổn thất lộ 971 Quỳnh Côi thực tế
Tổn thất lộ 971 Quỳnh Côi sau khi cải tạo
Điện năng nhận (kWh) 14.074.200 14.074.200
TTĐN (kWh) 831.997 441.783
Tỷ lệ TTĐN (%) 5,91 3,14
Điện năng tiết kiệm (kWh) 390.214 Giá bán điện bình quân Đồng 1.622
Số tiền tiết kiệm đƣợc Đồng 632.927.108
Tủ bụ bù tĩnh đƣợc sử dụng là dòng sản phẩm của Shizuki, có giá 213.000 đ/kVar.
Chi phí tụ bù là:
213.000 3.600 = 776.800.000 (đồng)
Ngoài ra, chi phí lắp đặt, nhân công là 120.000.000 (đồng) Tổng chi phí của giải pháp lắp tụ bù là:
776.800.000 + 120.000.000 = 886.800.000 (đồng) Xét tính khả thi của dự án:
Tổng vồn đầu tƣ: 886.800.000 (đồng)
Lợi nhuận của năm thứ nhất: 632.927.108 (đồng)
Giả sử, hệ số chiết khấu là 12%/năm, tuổi thọ của dự án là 5 năm, khấu hao tài sản cố định là 10%/năm.
Từ các số liệu trên, tính toán trên excel ta có bảng kết quả:
Năm 0 1 2 3 4 5
At -886.800.000 632.927.108 569.634.397 512.670.957 461.403.861 415.263.475
NPV 1.026.193.748,15
IRR 57%
SVTH: Bùi Thị Phương 57
Ta thấy, dự án này có giá trị hiện tại ròng NPV > 0 và tỉ suất hoàn vốn IRR = 57%.
Nên dự án này hoàn toàn khả thi.
- Thời gian hoàn vốn cho giải pháp lắp tụ bù cho lộ 971 Quỳnh Côi: