2.4.2. Các hạn chế
2.5. Tính toán để xác định việc lắp đặt tụđiện tối ưu cho trường hợp tải phân bốđều phân bốđều
2.6. Giảm tổn thất điện năng nhờ các tụđiện
CHƯƠNG 3
ỨNG DỤNG CHƯƠNG TRÌNH PSS/ADEPT TÍNH TOÁN BÙ CÔNG
SUẤT PHẢN KHÁNG CHO ĐƯỜNG DÂY 22 KV SAU THANH GÓP TRẠM
E64 – THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN
3.1.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHẦN MỀM PSS/ADEPT
3.2 CÁC BƯỚC THỰC HIỆN TRONG PHẦN MỀM PSS/ADEPT
Chu trình triển khai phần mềm PSS/ADEPT theo bốn bước cơ bản sau:
Hình 3.1 Chu trình triển khai của phần mềm PSS/ADEPT
3.2.1 Bước 1 thiết lập thông số của mạng điện
3.2.1.1 Xác định thư viện dây dẫn
Khai báo cho phần mềm PSS/ADEPT biết thư viện thông số các tuyến dây của lưới điện áp dụng
Hình 3.2 Thiết lập thông số mạng lưới điện
Chọn nút lệnh mục Construction dictionary để chọn thư viện dây dẫn. Chọn file pti.con
Chọn OK
3.2.1.2 Xác định thông số thuộc tính của lưới điện
Bước này nhằm khai báo cho phần mềm PSS/ADEPT thiết lập ngay từ đầu các thuộc tính của lưới điện như: Điện áp quy ước là điện áp pha hay điện áp dây và trị số, tần số, công suất biểu kiến cơ bản…
Vào menu File\Network Properties (hộp thoại Network Properties) để xác định các thông số này
3.2.1.3. Xác định hằng số kinh tế của lưới điện
Bước này nhằm khai báo cho phần mềm PSS/ADEPT thiết lập các giá trị
hằng số kinh tế ngay từ đầu của lưới điện như: Giá điện năng tiêu thụ (đơn vị
tiền/kWh); Giá điện năng phản kháng tiêu thụ (đơn vị tiền/kVArh); Giá công suất thực lắp đặt (đơn vị tiền/kW); Giá công suất phản kháng lắp đặt (đơn vị tiền/kVAr); tỉ số trượt giá (pu/year); tỉ số lạm phát (pu/year); Thời gian tính toán (years); Giá lắp đặt cho tụ bù cố định và ứng động; Tỉ giá bảo trì tụ bù cốđịnh và ứng động. Giá trị mặc định của phần mềm PSS/ADEPT cho lưới điện như sau:
Hình 3.4 Hộp thoại network Economics
Cách thao tác: Vào menu File/Network Economics (hộp thoại Economics)
3.2.2 Bước 2 tạo sơđồ cho lưới điện
3.2. 3.Bước 3 chạy các chức năng tính toán
Có 8 phân hệ tính toán trong phần mềm PSS/ADEPT. Trước khi thực hiện giải các bài toán ta cần thiết lập các tùy chọn trong hộp thoại option.
Hình 3.11 Hộp thoại option – thẻ General: các chọn lựa tổng quát cho các bài toán phân tích.
Chọn bài toán tính toán dòng công suất (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hình 3.12 Hộp thoại option –Thẻ Load Flow: Các lựa chọn cho bài toán tính toán phân bố công suất
Chọn bài toán tính toán ngắn mạch
Hình 3.13 Hộp thoại option – thẻ Short circuit: Các lựa chọn cho bài toán phân tích tính toán ngắn mạch.
Chọn bài toán tính toán khởi động động cơ:
Hình 3.14 Hộp thoại option – thẻ Motor Starting: Các lựa chọn cho bài toán tính toán phân tích khởi động động cơ
Phần lập báo cáo
Hình 3.15 Hộp thoại optiong – thẻ Reports: Các chọn lựa cho phần lập báo cáo.
Chọn bài toán xác định vị trí bù tối ưu
Hình 3.16 Hộp thoại option – thẻ CAPO: Các lựa chọn cho bài toán xác
Chọn bài toán phân tích độ tin cậy
Hình 3.17 Hộp thoại option – thẻ DRA: Các lựa chọn cho bài toán phân tích
độ tin cậy
Chọn bài toán xác định điểm dừng tối ưu
Hình 3.18 Hộp thoại option – thẻ TOPO: Các lựa chọn cho bài toán xác
Chọn bài toán phân tích sóng hài
Hình 3.19 Hộp thoại option – thẻ Harmonics: Các chọn lựa cho bài toán phân tích sóng hài
3.2.4 Bước 4 lập báo cáo
Sau khi chạy xong một trong các chức năng tính toán trên, bạn có thể xem kết quả tính toán phân tích của phần mềm tại 3 vị trí như sau:
•Xem hiển thị kết quả phân tích ngay trên sơđồ
•Xem kết quả tính toán trên cửa sổ progress view
•Xem kết quả tính toán chi tiết từ phần report của phần mềm PSS/ADEPT
3.2.4.1 Xem hiển thị kết quả phân tích ngay trên sơ đồ
Trong phần mềm PSS/ADEPT ta có thể xem ngay các kết quả tính toán tại vị
3.2.4.2 Xem hiển thị kết quả tính toán trên cửa sổ Progress View
3.2.4.3 Xem hiển thị kết quả tính toán chi tiết từ phần report của phần mềm PSS/ADEPT
Hiển thị các report chứa các kết quả tính toán sau khi thực hiện giải một bài toán phân tính, từ đây ta có thể in ấn các kết quả này một cách dễ dàng thông qua File\Print
3.3. ỨNG DỤNG CHƯƠNG TRÌNH PSS/ADEAPT TÍNH TOÁN BÀI TOÁN CHỌN VỊ TRÍ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TỐI ƯU CHO MỘT XUẤT TUYẾN 22KV TRẠM E64 – THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN
3.3.1. Giới thiệu về lưới điện phân phối thành phố thái nguyên 3.3.1.1 Giới thiệu chung 3.3.1.1 Giới thiệu chung
3.3.1.2. Giới thiệu chung về trạm biến áp 110/22 kV Thịnh Đán 3.3.2. Tính toán chọn vị trí bù công suất tối ưu.
3.3.2.1. Các thông số của đường dây (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Đường dây có tổng chiều dài 12.91 km, mức tăng trưởng phụ tải bình quân hàng năm sau khi đi vào hoạt động là 6%/năm, vòng đời tính toán cho đường dây là 20 năm; Số năm phụ tải tăng là 7 năm. Giá thành xây dựng đường dây được tính tại thời điểm tháng 3 năm 2011 (bảng 4.4). Theo số liệu khảo sát phụ tải thành phố
Bảng 3.1: Phụ tải đường dây 475
STT TÊN TRẠM CÔNG SUẤT
(KVA) Kpt Cosφ P(kW) Q(kVAr)
1 Phú Thái 250 0.58 0.85 123.250 76.383 2 CĐ Giao Thông 180 0.5 0.85 76.500 47.410 3 XD Đ ng 250 0.55 0.85 116.875 72.433 4 BV Lao 100 0.45 0.85 38.250 23.705 5 Tr ng Tài Chính 180 0.4 0.85 61.200 37.928 6 Tân L p 1 250 0.55 0.85 116.875 72.433 7 CĐ Công Nghi p 250 0.58 0.85 123.250 76.383 8 XN 19-5 560 0.45 0.85 214.200 132.749 9 CG Thi Công 560 0.55 0.85 261.800 162.249 10 NK Luy n Kim 160 0.7 0.85 95.200 59.000 11 Tê Ba Nh t 160 0.55 0.85 74.800 46.357 12 ĐH Công Nghi p 750 0.45 0.85 286.875 177.789 13 ĐH Công Nghi p 560 0.5 0.85 238.000 147.499 14 E576 250 0.5 0.85 106.250 65.848 15 HTX Tích L ng 560 0.58 0.85 276.080 171.099 16 TK Thu t 3 250 0.48 0.85 102.000 63.214 17 CT Giao thông 250 0.49 0.85 104.125 64.531 18 CT ô tô 1 400 0.68 0.85 231.200 143.285 19 CT Kim Khí 100 0.7 0.85 59.500 36.875 20 May Vi t Thái 320 0.58 0.85 157.760 97.771 21 CT oto2 250 0.6 0.85 127.500 79.017
Hình 3.20. Sơ đồ xuất tuyến 475 – Trạm E64 Đán 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Phú Thái 250 kVA CĐG.Thông 180 kVA 0.42 km 0.22 km 0.14 km 0.51 km 0.08km 0.83 km 0.84 km 0.74 km 0.49 km 0.49 km 1.07 km 1.26 km CL2 1.77 km 0.52 km 0.26 km 0.16 km 0.58 km 0.52 km 0.30 km 0.13 km CL3 CL1 XD Đường 250 kVA BV Lao 100 kVA T. Tài chính 180 kVA Tân Lập 1 250 kVA CN Cơ điện 250 kVA XN 19/5 560 kVA CG Thi công 560 kVA NK luyện kim 160 kVA Tê Ba Nhất 160 kVA ĐHKTCN 2 750 kVA ĐHKTCN 1 560 kVA E576 250 kVA HTX T.Lương 560 kVA TK Thuật 3 250 kVA CT.G.Thông
250 kVA CT.Ô tô1 400 kVA CT.Kim Khí 100 kVA May Việt Thái 320 kVA CT.Ô tô2 250 kVA
STT name Node 1 Node 2 l(km) loai dd R0(Ω/km) X0(Ω/km)
1 2 3 4 5 6 7 1 Line1 MC_472 1 0.42 AC95 0.33 0.38 2 Line10 9 10 0.49 AC95 0.33 0.38 3 Line11 10 11 0.49 AC95 0.33 0.38 4 Line12 11 12 1.07 AC95 0.33 0.38 5 Line13 12 13 1.26 AC95 0.33 0.38 6 Line14 13 14 1.77 AC35 0.85 0.41 7 Line15 14 15 0.52 AC35 0.85 0.41 8 Line16 15 16 0.76 AC35 0.85 0.41 9 Line17 NCL3 17 0.16 AC50 0.65 0.402 10 Line18 17 18 0.58 AC50 0.65 0.402 11 Line19 18 19 0.52 AC50 0.65 0.402 12 Line2 1 2 0.22 AC95 0.33 0.38 13 Line20 19 20 0.3 AC50 0.65 0.402 14 Line22 20 21 0.13 AC50 0.65 0.402 15 Line3 2 3 1.08 AC95 0.33 0.38 16 Line4 3 4 0.14 AC95 0.33 0.38 17 Line5 4 5 0.51 AC95 0.33 0.38 18 Line6 5 6. 0.08 AC95 0.33 0.38 19 Line7 6. 7 0.83 AC95 0.33 0.38 20 Line8 8 7 0.84 AC95 0.33 0.38 21 Line9 8 9 0.74 AC95 0.33 0.38 Xây dựng sơđồ tính toán
Trong phần mềm PSS/ADEAPT có một môi trường để thiết kế sơ đồ của lưới., trên thanh công cụ vẽ có các loại đối tượng cho việc vẽ sơ đồ lưới điện như nút, máy phát, máy biến áp, thanh cái, đường dây tải điện…
Khi thiết kế sơ đồ, chúng ta tiến hành xác định các nút, sau đó nối các nút bằng
đường dây, máy biến áp, phụ tải…, chú ý khi vẽ chúng ta tiến hành vẽ từ nguồn đi về tải, nếu vẽ ngược lại thì khi xuất kết quả công suất trên đoạn đó sẽ bị âm.
Sơ đồ tính toán bù công suất phản kháng cho lộ 475 – E64 thành phố Thái Nguyên trên phần mềm PSS/ADEPT được thể hiện trên hình vẽ:
Hình 3.21. Thiết lập sơđồ lộ 475 trên phần mềm PSS/ADEPT
3.3.3. Thiết lập thông số của đường dây và máy biến áp a. Thông sốđường dây a. Thông sốđường dây
Trong phần mềm PSS/ADEPT, thông số và các mã dây có sẵn trong thư viên không phù hợp với lưới điện nước ta. Vì vậy ta phải đi xây dựng, nhập dữ liệu thư
viện dây dẫn theo các số liệu dây dẫn thực tếđối với khu vực Thái Nguyên.
Căn cứ vào các số liệu thu thập được như: mã dây, chiều dài; ta đi xác định
được điện trở và điện kháng trên một đơn vị chiều dài. Sau đó ta vào phần cài đặt thiết lập thư viện cho các loại mã này.
Hình 3.22. Thẻ thiết lập thông sốđường dây
`b. Thông số máy biến áp
Cũng tương tự như mã dây, với máy biến áp của phần mềm không phù hợp với lưới điện nước ta nên chúng ta cũng tiến hành thiết lập các thông số cho máy biến áp theo đơn vị tương đối trong pti.con và sau đó bằng thiết lập vào thẻ thông số
Trước khi tính toán bù công suất phản kháng, cần phải cài đặt các chỉ số kinh tế trong Network > Economic của chương trình. Căn cứ vào tiêu chuẩn kỹ thuật , vật tư thiết bị, thiết kế lắp đặt cụm tụ bù và một số quy định hiện hành, tính toán
được các chỉ số kinh tế của chương trình phù hợp với lưới điện phân phối của VN
được cho trong bảng sau:
1. Giá điện năng tiêu thụ 1 kWh [đồng/kWh]
Giá bình quân gp tại khu vực tính bù CSPK năm 2011, lưới trung áp 1200đ/kWh
kVArh [đồng/kVArh]. cosφ tại thông tư số 07/2006/TT-BCN ngày 27/10/2006) với cosφ=0,8 tra được k% = 6,25% x 1200 = 75 đ/kWh
3. Tỷ số chiết khấu [pu/year] (r) 0,12 4. Tỷ số lạm phát 0,005 5. Thời gian tính toán [year] (N) 5 6. Suất đầu tư lắp đặt tụ bù trung áp cố định [đồng/kVAr] 232.075,85 7. Suất đầu tư lắp đặt tụ bù trung áp điều chỉnh [đồng/kVAr] 567.562,62 8. Suất đầu tư lắp đặt tụ bù hạ áp cố định [đồng/kVAr] 256.118,26 9. Suất đầu tư lắp đặt tụ bù hạ áp điều chỉnh [đồng/kVAr] 352.271,3 10. Chi phí bảo trì tụ bù trung áp cố định hàng năm [đồng/kVAr] 6.962,28 11. Chi phí bảo trì tụ bù trung áp điều chỉnh hàng năm [đồng/kVAr] 17.026,88 12. Chi phí bảo trì tụ bù hạ áp cốđịnh hàng năm [đồng/kVAr] 7.683,55 13. Chi phí bảo trì tụ bù hạ áp điều chỉnh hàng năm [đồng/kVAr] 10.568,14 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3.3.4. Xác định dung lượng, vị trí bù tối ưu kinh tế trên lộ 475 – Trạm E64 3.3.4.1. Xây dựng đồ thị phụ tải 3.3.4.1. Xây dựng đồ thị phụ tải
Hình 3.23. Đồ thị phụ tải những ngày điển hình năm 2010 của xuất tuyến 475-E64
Từđồ thị phụ tài ta nhận thấy, thời điểm phụ tải lớn nhất trong ngày nằm trong khoảng 18h đến 19h, cực tiểu khoảng từ 2 đến 3h. Để đơn giản cho quá trình xây dựng phụ tải trong PSS/ADEPT ta lấy gần đúng thời gian phụ tải hoạt động cực đại nằm trong khoảng từ 9h đến 12h và 17h đến 20h; như vậy thời gian hoạt động của phụ tải ở thời điểm cực đại trong ngày chiếm khoảng 7/24=0,3.
b. Xây dựng đồ thị trên phần mềm PSS/ADEPT
Để xác định dung lượng bù cốđịnh chúng ta đi phân loại phụ tải, xây dựng đồ
thị phụ tải, được thực hiện trong Network/Groupt…, Network/Load categories…, Netword/Load snapshots…
Do tính chất phụ tải chủ yếu là chiếu sáng sinh hoạt, tiểu thủ công nghiệp của các tư nhân và doanh nghiệp công nghiệp nhỏ nên phụ tải 474 được chia thành 3 nhóm: Phụ tải sinh hoạt, tiểu thủ công nghiệp và công nghiệp. Trong đó phụ tải tiểu
công nghiệp chiếm đa số. Qua điều tra và số liệu ở chi nhánh điện ta phân loại phụ
tải và thiết lập ở thẻ Load categories hình 3.8. Qua đồ thị phụ tải điển hình trong năm, nhận thấy thời điểm phụ tải cực đại chiếm khoảng 0,3 tổng thời gian trong ngày. Do đó ta xây dựng đồ thị phụ tải cho trong thẻ Load snapshots hình 3.9
3.3.4.2. Xác định vị trí và dung lượng bù kinh tế
Để tiến hành bù cho lưới điện, chúng ta đi thiết lập các thông số cho tụ bù
được cho ở bảng 1 vào hình 3.6 ta sẽ có các thông số tính toán. Tuy nhiên với PSS/ADEPT chỉ cho phép áp dụng tính toán cho một lưới điện ứng với cùng một cấp điện áp, tức là không thể tính toán bù lưới 22 kV cùng với lưới 0,4 kV cùng một lục, vì vậy trong thẻ CAPO chúng ta sẽ tiến hành loại bỏ những nút ở thanh cái 0,4 kV nếu tiến hành bù ở cấp điện áp 22kV và ngược lại.
Chọn mỗi bộ tụ là 100 kVAr, giả sử số bộ tụ là không giới hạnh, chúng ta tìm dung lượng và vị trí cần bù tối ưu.
Thẻ tính toán dung lượng bù lưới trung áp
Kết quả tính toán hiển thị trên PSS/ADEPT
1. Bù ở lưới trung áp 22 kV
Beginning CAPO analysis...
Placing 100.00 kvar fixed capacitor bank at node 16. Placing 100.00 kvar fixed capacitor bank at node 15. Placing 100.00 kvar fixed capacitor bank at node 15.
Placed 3 fixed capacitor bank(s). Placed 0 switched capacitor bank(s).
Initial system loss: 49.13 kW 134.75 kvar
Final system loss: 45.63 kW 130.54 kvar
---
Bẳng 3.5. Vị trí và dung lượng bù cốđịnh ở lưới trung áp
Bảng 3.6 Tổn thất công suất trước và sau khi bù
Tổn thất Trước khi bù Sau khi bù Giảm tổn
thất
ΔP (kW) 49.13 45.63 3.51
ΔQ (kVAr) 134.75 130.54 4.21 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Kết quả tính toán được mô phỏng trên PSS/ADEPT như sau
Hình 3.24. Tính toán bù trung áp trên PSS/ADEPT
Vị trí bù Nút 16 Nút 15 Nút 15
Qbù
(kVAr)
2. Bù ở lưới hạ áp
Hình 3.25. Thẻ tính toán dung lượng bù hạ áp
Beginning CAPO analysis...
Placing 100.00 kvar fixed capacitor bank at node HTXTICHLUONG. Placing 100.00 kvar fixed capacitor bank at node DHKTCN1. Placing 100.00 kvar fixed capacitor bank at node E576. Placing 100.00 kvar fixed capacitor bank at node DHKTCN2. Placing 100.00 kvar fixed capacitor bank at node CGGIAOTHONG. Placing 100.00 kvar fixed capacitor bank at node TK-THUAT3.
Placed 6 fixed capacitor bank(s). Placed 0 switched capacitor bank(s).
Initial system loss: 49.13 kW 134.75 kvar
Final system loss: 41.20 kW 114.09 kvar
---