Quá trình nhập các thông số đầu vào trong chế độ cực tiểu cũng giống như chế độ cực đại. Các thông số về đường đây và máy biến áp được giữ nguyên như trong chế độ cực đại, chỉ thay đổi các thông số về phụ tải và điện áp cơ sở.
GVHD: TS Trần Thanh Sơn Page 118 SVTH: Bùi Thái Ninh
Hình 10-10: Thông số bus - Chế độ cực tiểu
Hình 10-11: Thông số nhà máy – Chế độ cực tiểu
Hình 10-12: Thông số máy phát – Chế độ cực tiểu
Hình 10-13: Thông số phụ tải – Chế độ cực tiểu 10.2.2 Các số liệu đầu ra chế độ cực tiểu:
Sau khi đã nhập xong các thông số, chọn Power Flow/Solution/Solve, sử dụng phương pháp Gauss-Seidel trong PSS/E, ta được kết quả như sau:
GVHD: TS Trần Thanh Sơn Page 119 SVTH: Bùi Thái Ninh
Hình 10-14: Điện áp các bus sau khi tính toán
Hình 10-15: Sai số tính toán và công suất phát nút cân bằng
GVHD: TS Trần Thanh Sơn Page 120 SVTH: Bùi Thái Ninh
GVHD: TS Trần Thanh Sơn Page 121 SVTH: Bùi Thái Ninh
10.2.3 So sánh tính toán trực tiếp và sử dụng PSS/E trong chế độ cực tiểu
Theo chương 6, lượng công suất mà HT cần cung cấp cho mạng điện khi tính toán trực tiếp là: SycHT = 101,713+j28,534 (MVA).
Lượng công suất HT phát ra khi sử dụng phần mềm PSS/E là : SHT = 102,5 + j25,6(MVA).
Ta có thể thấy sai lệch nhỏ về công suất tác dụng và công suất phản kháng. Sự sai lệch về tổn thất công suất trong mạng điện khi tính toán trực tiếp với khi sử dụng PSS/E được thống kê trong bảng dưới, với số liệu được lấy ra sau khi sử dụng lệnh pout:
Bảng 10-4: Sai lệch về tổn thất công suất Phần
tử Nút đi
Nút đến
Tính toán trực tiếp PSS/E Sai số
ΔP(MW) ΔQ(MVAr) ΔP(MW) ΔQ(MVAr) ΔP % dΔQ% Đ ườ n g d ây HT TBA1 0,496 0,645 0,48 0,62 3,23 3,88 HT TBA2 0,23 0,22 0,22 0,2 4,35 9,09 HT TBA3 0,872 1,728 0,86 1,68 1,38 2,78 TTANĐ TBA4 0,381 0,365 0,34 0,32 10,76 12,33 TTANĐ TBA5 0,348 0,332 0,32 0,3 8,05 9,64 TTANĐ TBA6 0,701 1,098 0,64 0,96 8,70 12,57 TTANĐ TBA7 0,288 0,276 0,27 0,25 6,25 9,42 TTANĐ TBA8 0,26 0,338 0,34 0,32 23,53 5,33 TTANĐ TBA9 0,412 0,394 0,54 0,52 23,7 24,23 HT TBA9 0,293 0,281 0,28 0,26 4,44 7,47 M áy b iế n áp TBA1 PT1 0,069 1,618 0,05 1,58 27,54 2,35 TBA2 PT2 0,03 0,658 0,02 0,64 33,33 2,74 TBA3 PT3 0,077 1,96 0,08 2 3,75 2 TBA4 PT4 0,067 1,482 0,06 1,42 10,45 4,18 TBA5 PT5 0,059 1,29 0,06 1,22 1,67 5,43 TBA6 PT6 0,09 2,169 0,08 2,1 11,11 3,18 TBA7 PT7 0,029 0,645 0,03 0,63 3,34 2,33 TBA8 PT8 0,038 0,843 0,04 0,83 5 1,54 TBA9 PT9 0,064 1,481 0,08 1,86 20 20,37
GVHD: TS Trần Thanh Sơn Page 122 SVTH: Bùi Thái Ninh
So sánh về điện áp tại các trạm biến áp hạ áp, ta có bảng sau:
Bảng 10-5: Sai lệch về điện áp trong chế độ cực tiểu Trạm biến áp Tính trực tiếp Sử dụng PSS/E Độ lệch UC (kV) UH (kV) UC (kV) UH (kV) ΔUC % ΔUH % 1 112,348 20,914 112,366 20,942 0,016 0,134 2 113,079 21,221 113,091 21,236 0,011 0,071 3 111,335 20,848 111,366 20,865 0,028 0,081 4 114,74 21,319 115,483 21,496 0,643 0,823 5 114,786 21,375 115,529 21,549 0,643 0,807 6 113,749 21,16 114,586 21,349 0,730 0,885 7 113,385 21,10 114,149 21,278 0,669 0,837 8 113,808 21,115 113,804 21,124 -0,004 0,043 9 114,534 21,363 114,724 21,258 0,166 -0,494
GVHD: TS Trần Thanh Sơn Page 123 SVTH: Bùi Thái Ninh
CHƯƠNG 11 MÔ PHỎNG MẠNG ĐIỆN THIẾT KẾ VỚI NÚT NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN LÀ NÚT PV
Trong chương này, mạng điện thiết kế điện mô phỏng với nút nhà máy Nhiệt Điện đóng vai trò là 1 nút PV, nghĩa là nhà máy chỉ cố định công suất tác dụng phát ra, công suất phản kháng sẽ được thay đổi nhằm mục đích điều chỉnh điện áp tại đầu cực máy phát. Việc này dẫn đến điện áp trên các phụ tải do nhà máy cung cấp sẽ ổn định và có chất lượng tốt hơn, góp phần nâng cao ổn định điện áp trong mạng điện.
11.1 Chế độ cực đại
11.1.1 Nhập các thông số đầu vào
Các thông số về các phần tử trong mạng điện được nhập vào như sau:
GVHD: TS Trần Thanh Sơn Page 124 SVTH: Bùi Thái Ninh
Hình 11-2: Thông số nhà máy
Hình 11-3: Thông số máy phát điện
Hình 11-4: Thông số phụ tải
Các đường dây mà máy biến áp được nhập như khi mô phỏng chế độ cực đại trong chương 10.
11.1.2 Các số liệu đầu ra
Vẫn sử dụng phương pháp giải Gauss-Seidel trong trường hợp này, ta có các thông số đầu ra sau khi tính toán bằng phần mềm PSS/E như sau:
GVHD: TS Trần Thanh Sơn Page 125 SVTH: Bùi Thái Ninh
Hình 11-5: Điện áp các bus sau khi tính toán
Hình 11-6: Sai số tính toán và công suất phát của nút cân bằng
Hình 11-7: Công suất phát các nhà máy
GVHD: TS Trần Thanh Sơn Page 126 SVTH: Bùi Thái Ninh
GVHD: TS Trần Thanh Sơn Page 127 SVTH: Bùi Thái Ninh
11.1.3 So sánh giữa 2 phương pháp mô phỏng
Sử dụng lệnh pout để lấy ra các thông số về trào lưu công suất và điện áp các nút trong mạng điện, ta có các nhận xét sau:
Khi mô phỏng nhà máy điện là nút PV ( nút ổn định điện áp ), công suất do mỗi tổ máy của nhà máy Nhiệt Điện cần phát ra là: SMPĐ = 38,2+j17,1 (MVA). Công suất phát ra từ hệ thống là SHT = 134,1+j 86,5 (MVA)
Điện áp các nút được tổng hợp và so sánh với khi coi nút nhà máy là nút PQ ở chương 10 như bảng dưới:
Bảng 11-1: Sai lệch điện áp các nút giữa 2 phương pháp mô phỏng Trạm biến
áp
Nhiệt điện là nút PQ Nhiệt điện là nút PV Độ lệch UC (kV) UH (kV) UC (kV) UH (kV) ΔUC % ΔUH % 1 117,622 21,795 117,622 21,795 0,00 0,00 2 118,554 22,176 118,554 22,176 0,00 0,00 3 116,346 21,696 116,346 21,696 0,00 0,00 4 118,312 21,585 114,885 21,171 2,90 1,92 5 118,381 21,923 114,943 21,241 2,90 3,11 6 117,116 21,565 113,632 20,962 2,97 2,80 7 116,541 21,56 113,034 20,863 3,01 3,23 8 116,081 21,351 112,562 20,645 3,03 3,31 9 119,128 21,903 117,565 21,589 1,31 1,43
Như vậy, khi coi nhà máy là nút PV để điều chỉnh điện áp, điện áp tại các phụ tải được cung cấp từ nhà máy Nhiệt Điện đã được cải thiện nhiều. Việc điều chỉnh công suất phản kháng để điều chỉnh điện áp tại đầu cực các máy phát đã làm điện áp tại thanh góp cao áp nhà máy Nhiệt Điện giảm xuống, qua đó làm giảm điện áp tại các phụ tải cung cấp từ nhà máy.Còn các phụ tải cung cấp từ hệ thống có điện áp không đổi so với khi tính toán coi nhà máy là nút PQ.
11.2 Chế độ cực tiểu
11.2.1 Nhập các thông số đầu vào
GVHD: TS Trần Thanh Sơn Page 128 SVTH: Bùi Thái Ninh
Hình 11-9: Thông số các bus
Hình 11-10: Thông số nhà máy
Hình 11-11: Thông số máy phát điện
Hình 11-12: Thông số các phụ tải 11.2.2 Các số liệu đầu ra
GVHD: TS Trần Thanh Sơn Page 129 SVTH: Bùi Thái Ninh
Hình 11-13: Điện áp các bus sau khi tính toán
Hình 11-14: Sai số tính toán và công suất phát nút cân bằng
Hình 11-15: Công suất phát các nhà máy
Tạo Diagram mới và sử dụng chức năng Auto Draw của PSS/E, ta có hình sau:
GVHD: TS Trần Thanh Sơn Page 130 SVTH: Bùi Thái Ninh
GVHD: TS Trần Thanh Sơn Page 131 SVTH: Bùi Thái Ninh
11.2.3 So sánh giữa 2 phương pháp mô phỏng mạng điện ở chế độ cực tiểu
Sử dụng lệnh pout để lấy ra các thông số về trào lưu công suất và điện áp các nút trong mạng điện, ta có các nhận xét sau:
Khi mô phỏng nhà máy điện là nút PV ( nút ổn định điện áp ), công suất do mỗi tổ máy của nhà máy Nhiệt Điện cần phát ra là: SMPĐ = 38,2 + 15,7 (MVA). Công suất phát ra từ hệ thống là: SHT = 102,5 + j63,5 (MVA)
Điện áp các nút được tổng hợp và so sánh với khi coi nút nhà máy là nút PQ ở chương 10 như bảng dưới:
Bảng 11-2: Sai lệch điện áp các nút giữa 2 phương pháp mô phỏng Trạm biến
áp
Nhiệt điện là nút PQ Nhiệt điện là nút PV Độ lệch UC (kV) UH (kV) UC (kV) UH (kV) ΔUC % ΔUH % 1 112,366 20,942 112,366 20,942 0,00 0,00 2 113,091 21,236 113,091 21,236 0,00 0,00 3 111,366 20,865 111,366 20,865 0,00 0,00 4 115,483 21,496 109,848 20,385 4,88 5,17 5 115,529 21,549 109,906 20,44 4,87 5,15 6 114,586 21,349 108,894 20,225 4,97 5,26 7 114,149 21,278 108,434 20,15 5,01 5,30 8 113,804 21,124 108,066 19,985 5,04 5,39 9 114,724 21,258 112,16 20,75 2,23 2,39
Qua quá trình mô phỏng mạng điện thiết kế bằng phần mềm PSS/E trong phần 2 này, ta có kết luận như sau:
Chương trình PSS/E là công cụ hữu hiệu giúp mô phỏng, tính toán chính xác trào lưu công suất các hệ thống điện. Ngoài ra chương trình còn có thể mô phỏng các dạng sự cố xảy ra trong hệ thống cũng như dùng để giải các bài toán tối ưu hóa trào lưu công suất. Trong thực tế vận hành hệ thống điện, các nhà máy đóng vai trò là những nút ổn định điện áp, nghĩa là lượng công suất phản kháng do nhà máy phát ra được điều chỉnh liên tục nhằm giữ được điện áp ổn định tại thanh góp nhà máy, góp phần ổn định và nâng cao chất lượng điện áp trong hệ thống.
GVHD: TS Trần Thanh Sơn Page 132 SVTH: Bùi Thái Ninh
KẾT LUẬN CHUNG
Trong phần I của đồ án, ta đã tiến hành thiết kế, tính toán cho một lưới điện khu vực hoàn chỉnh. Từ các số liệu ban đầu, ta thực hiện việc phân tích nguồn và phụ tải, cân bằng công suất tác dụng và công suất và phản kháng, từ đó sơ bộ xác định được chế độ làm việc của nguồn. Sau khi tiến hành tính toán chỉ tiêu kỹ thuật về tổn hao điện áp và điện năng và các chỉ tiêu kinh tế của các phương án trong các nhóm, ta chọn được phương án tối ưu nhất trong các nhóm đó để thiết kế và tổng hợp lại được phương án thiết kế. Trên cơ sở đó, ta tiến hành chọn các máy biến áp và sơ đồ trạm, tính toán chính xác cân bằng công suất trong các chế độ phụ tải. Ta tính toán điện áp tại các nút phụ tải và lựa chọn đầu phân áp cho trạm. Cuối cùng, ta rút ra được kết luận như sau:
Các chỉ tiêu kinh tế và kĩ thuật của mạng điện và trạm biến áp thiết kết đều được đảm bảo yêu cầu thiết kế.
Ta có thể nhận thấy rằng bản thiết kế đã mang lại hiệu quả về kinh tế với tổng vốn đầu tư xây dựng của mạng điện là 623,58 tỉ đồng.
Với giá thành truyền tải của một đơn vị điện năng là 71,17 đồng/kWh, việc thiết kế đã đem lại hiệu quả kinh tế, giá thành hợp lý.
Phần hai của đồ án làm nhiệm vụ tính toán lại chế độ của Hệ thống điện vừa thiết kế ở các chế độ phụ tải cực đại và cực tiểu bằng việc sử dụng chương trình PSS/E trong cả 2 trường hợp là coi công suất nhà máy phát ra là cố định và khi nhà máy là nút điều chỉnh điện áp. Dựa vào các số liệu trong phần một của đồ án, ta tiến hành tính toán các dữ liệu của Hệ thống về hệ đơn vị tương đối, và tiến hành tính toán sử dụng phần mềm PSS/E. Từ đó, ta đưa ra được những nhận xét, ưu điểm của việc sử dụng phần mềm so với tính toán trực tiếp. Cũng trong phần hai này, ta đã tiến hành tính toán trào lưu công suất của mạng điện trong hai trường hợp nhà máy là nút PQ và trường hợp nhà máy là nút PV. Qua đó, đưa ra được những so sánh và nhận xét trong hai trường hợp trên.
GVHD: TS Trần Thanh Sơn Page 133 SVTH: Bùi Thái Ninh TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Văn Đạm: Mạng lưới điện, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật
2. Nguyễn Văn Đạm: Thiết kế các mạng và hệ thống điện, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2008
3. PGS. TS. Phạm Văn Hòa, Ths. Phạm Ngọc Hùng: Thiết kế phần điện nhà máy điện và trạm biến áp, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2007
4. Ngô Hồng Quang: Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện từ 0,4-500 kV, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2007
5. TS. Trần Quang Khánh: Cung cấp điện, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2004
6. Trần Bách: Lưới điện và hệ thống điện tập 1, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.