Chơng 5: độ tin cậy của hệ thống điện 5.1 Khái niệm chung
5.5.1. Các loại dự phòng công suất trong HTĐ.
Để duy trì điều kiện cung cấp điện năng bình thờng cho các hộ dùng điện dự phòng công suất phải linh hoạt, nghĩa là phải đa vào làm việc nhanh. Cách dự phòng nh vậy gọi là “dự phòng nóng” hay còn gọi là dự phòng quay. Dự phòng nóng luôn đợc nối với hệ thống, tức là với các thiết bị đang làm việc. Ngợc lại dự phòng ở các thiết bị không làm việc gọi là dự phòng lạnh. Tính linh hoạt của dự phòng công suất phụ thuộc vào hàng loạt yếu tố và trớc hết là vào sự làm việc của các thiết bị đợc tự động hoá và khi không có các thiết bị này thì phụ thuộc vào sự thao tác rành mạch của các nhân viên vận hành. Việc cắt một số phụ tải cũng tơng đơng với dự phòng nóng , cách làm này không đòi hỏi chi phí nhng dĩ nhiên sẽ phải chịu thiệt hại nhất định do mất điện ở các hộ dùng điện bị cắt ra. Dự phòng nóng là dạng công suất d của các tổ máy phát có trang bị các bộ điều tần. Các máy phát này làm việc với công suất nhỏ hơn công suất khả phát của chúng, công suất d này có thể đựơc sử dụng tức thời nhờ bộ điều chỉnh tốc độ khi phụ tải tăng vọt. Dự trữ nóng thờng tốn kém hơn dự trữ lạnh vì các máy phát phải làm việc với công suất thấp nên không kinh tế. Do vậy trong thực tế ngời ta chỉ để một số máy ở trạng thái dự phòng nóng, còn lại là dự phòng lạnh . Việc đặt tỉ lệ dự trữ nóng , lạnh cũng là bài toán tối u phức tạp.
Độ tin cậy của hệ thống điện xác định bởi độ tin cậy của các nhà máy điện , trạm biến áp, lới điện, công suất và phân bố nguồn dự trữ năng lợng. Dự phòng công suất là biện pháp quan trọng để đảm bảo độ tin cậy của nguồn điện và hệ thống. Tổng dự trữ công suất của hệ thống điện là hiệu của tổng công suất khả phát (công suất này nhỏ hơn hoặc bằng công suất đặt của hệ thống hoặc nhà máy) của hệ thống và phụ tải cực đại năm.
RΣ = Pđ - PM (5.11) Trong đó:
RΣ - Tổng dự trữ công suất của hệ thống; Pđ - Công suất đặt của hệ thống;
Công suất dự phòng tự do Rtd là hiệu giữa công suất khả phát Pkpcủa hệ thống và phụ tải trong thời điểm bất kỳ.
Rtd = Pkp - Ppt (5.12) Công suất dự phòng vận hành Rvh là phần công suất giữa công suất dự phòng tự do có thể sử dụng đợc trong các tình huống sự cố cụ thể có tính đến khả năng mang tải của thiết bị và sơ đồ lới điện.
Rvh < Rtd (5.13) Các loại dự phòng công suất trong hệ thống điện đợc thể hiện trên sơ đồ hình 5.2
Hình 5.2. Biểu đồ cấu trúc các loại dự trữ công suất trong HTĐ.
Công suất dự trữ vận hành gồm hai phần: dự trữ nóng và dự trữ lạnh: dự trữ nóng còn gọi là dự trữ quay là dự trữ mà có thể sử dụng đợc ngay lập tức khi cần thiết thờng chiếm vào khoảng 1 ữ 3% tổng công suất của các tổ máy. Công suất dự trữ của hệ thống điện gồm các loại:
1. Dự trữ phụ tải để dự phòng sự tăng bất ngờ của phụ tải, dự trữ này có thể xác định theo biểu thức:
MM M
pt =0,01P +1,26 P
Ρ
Nhìn chung Ppt có giá trị dao động khoảng từ (1 ữ 4%)PM.
Là dự trữ thao tác , tức là dự trữ thao tác chiếm khoảng 5 ữ 12% phụ tải cực đại, PM.
2. Dự trữ sự cố là hiệu giữa công suất khả dụng và phụ tải cực đại ở thời điểm
sự cố ngẫu nhiên của các tổ máy phát điện hoặc đờng dây hệ thống.Dự trữ này chiếm 4
ữ 8% phụ tải cực đại. Tổng của hai loại dự trữ trên gọi là dự trữ thao tác.
3. Dự trữ bảo dỡng là hiệu công suất khả phát của nguồn điện và công suất khả
dụng ở thời điểm cực đại năm, dự trữ này chiếm khoảng (1,5 ữ 7%).PM .
4. Dự trữ công nghệ đợc tính để bù vào sự thiếu công suất phát do thiếu nớc ở
các nhà máy thuỷ điện và sự cố kỹ thuật ở các nhà máy nhiệt điện hoặc do nhiên liệu xấu.
Bốn thành phần trên hợp thành dự trữ kỹ thuật.
5. Dự trữ kinh tế là sự vợt trớc của công suất nguồn so với độ tăng phụ tải tối đa, dự trữ này chiếm khoảng 1 ữ 2% phụ tải cực đại