Tìm hiểu bài toán phân bố công suất và áp dụng cho hệ thống điện tp hồ chí minh năm 2016

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TÌM HIỂU BÀI TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT V P DỤNG CHO HỆ THỐNG ĐIỆN TP HỒ CHÍ MINH NĂM 2016 SINH VIÊN BÙI DUY TRUNG MSSV 14025211 TRẦN VĂN HƢNG MSSV 14044171 LỚP DHDI10B GVHD TS NGUYỄN TRUNG NHÂN TP HCM, NĂM 2018 Báo cáo tốt nghiệp năm 2018 Bùi Duy Trung – Trần văn Hƣng I PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên nhóm sinh viên đƣợc giao đề tài BÙI DUY TRUNG – MSSV 14025211 TRẦN VĂN HƢNG MSSV 14044171 Tên đề tài TÌM HIỂU BÀI TOÁN PHÂN BỐ CÔNG.

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

TÌM HIỂU BÀI TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT V P DỤNG CHO HỆ THỐNG ĐIỆN TP HỒ CHÍ MINH

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên - nhóm sinh viên được giao đề tài

BÙI DUY TRUNG – MSSV : 14025211 TRẦN VĂN HƯNG - MSSV : 14044171

Tên đề tài

TÌM HIỂU BÀI TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT V P DỤNG CHO HỆ THỐNG ĐIỆN TP HỒ CHÍ MINH NĂM 2016

Nội dung

T m hiểu giải thuật ph n ố ng suất

Tìm hiểu về Hệ thống điện Việt Nam và TP Hồ Chí Minh năm 2016

Xử lý dữ liệu sơ đồ Hệ thống điện TP Hồ Chí Minh năm 2016 phục vụ bài toán PBCS

Viết hương tr nh PBCS ằng M t ng giải thuật N wton R pshon p ụng ho hệ thống điện TP Hồ Chí Minh năm 2016

Xuất kết quả và nhận xét

Kết quả

File dữ liệu cho bài toán PBCS của Hệ thống điện TP Hồ Chí Minh Việt Nam năm 2016

Chương tr nh PBCS ằng giải thuật Newton-Raphson

Kết quả chạy hương tr nh

Giảng viên hướng dẫn

TS NGUYỄN TRUNG NHÂN

Tp HCM, ngày tháng năm 20

Sinh viên BÙI DUY TRUNG TRẦN VĂN HƯNG

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: LẬP TRÌNH GIAO DIỆN GUIDE TRONG MATLAB 1

1.1.1 GIAO DIỆN GUIDE LÀ GÌ? 1

1.2.1 PHƯƠNG PH P LẬP TRÌNH GUIDE: 1

1.3.1 THAO TÁC THỰC HIỆN GUIDE: 1

1.4.1 KHỞI ĐỘNG GUIDE 2

1.5.1 CHỨC NĂNG TRONG GIAO DIỆN GUI 3

1.6.1 GIỚI THIỆU HỘP THOẠI INSPECTER 7

CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT PHÂN BỐ TR O LƯU CÔNG SUẤT 10

2.1 Giới thiệu phân bố trào ưu ng suất 10

2.2 Phương pháp gauss –ziedel 10

2.2.1 Giới thiệu phương ph p 10

2.2.2 Thành lập công thức tính 10

2.3 Phương pháp newton – rapshon 13

2.3.1 Giới thiệu phương pháp 13

2.3.2 Thành lập công thức tính 13

2.3.3 Thuật toán Newton-Raphson 19

CHƯƠNG 3: TỔNG THỂ VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM VÀ HỆ THỐNG ĐIỆN TP HỒ CHÍ MNH NĂM 2016 22

3.1 Tổng thể về sự phát triển hệ thống điện việt nam 22

3.2 Hiện trạng phụ tải điện 23

3.3 Hiện trạng ngành điện : 26

3.4 Đ nh gi hiện trạng ưới điện truyền tải tại TP Hồ Chí Minh - Việt Nam 29

3.5 Thông số các phần tử trên sơ đồ 30

3.6 Dữ liệu và các yêu cầu của bài toán phân bố công suất 41

3.6.1 Thông số nút 41

3.6.1.1 Thanh góp tải PQ (Loadbus ) 41

3.6.1.2 Thanh góp PU ( Voltage controlled bus ) 41

3.6.1.3 Thanh góp cân bằng công suất (Slack – bus ) : 42

3.6.2 Thông số đường dây 43

3.6.2.1 Sơ đồ thay thế đường dây 43

3.6.2.2 Yêu cầu của bài toán 44

3.6.3 Máy biến p điều chỉnh: 45

3.6.4 Tập tin chạy của bài toán phân bố công suất 47

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ CHẠY CHƯƠNG TRÌNH PHÂN BỐ CÔNG SUẤT ÁP DỤNG CHO HỆ THỐNG ĐIỆN TP HỒ CHÍ MINH BẰNG

PHƯƠNG PH P NEWTON – RAPSHON NGÀY 29-12-2016 48

4.1 Điện p ở đơn v tương đối pu 48

4.2 D ng điện ở đơn v tương đối pu 50

4.3 Tổn thất ng suất MVA 73

CHƯƠNG 5: TỔNG KẾT 87

5.1 NHẬN XÉT – Đ NH GI 87

5.1.1 Hệ thống điện tp hồ chí minh 87

5.1.2 Bài toán phân bố công suất 87

5.2 KIẾN NGH 87

5.3 KẾT LUẬN 89

PHỤ LỤC 90

T I LIỆU THAM KHẢO 100

LỜI CẢM ƠN 101

DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1: Khởi động GUI 2

Hình 1.2: Giao diện GUI 3

Hình 1.3: Thanh công cụ GUI……….4

Hình 1.4: Hộp thoại INSPECTOR 7

Hình 3.1: Biểu đồ tăng trưởng điện thương phẩm Viêt N m gi i đoạn 2005-2016 24

Hình 3.2: Diễn biến ơ ấu tiêu thụ điện theo thành phần kinh tế g/đ 2005-2016 25

Hình 3.3: Sản ượng tiêu thụ điện ph n th o TCT Điện lực 25

Hình 3.4: Công suất đỉnh toàn quốc và các miền gi i đoạn 2005-2016 26

Hình 3.5: Diễn biến phát triển các loại nguồn điện gi i đoạn 1999-2016 27

H nh 3.6: Cơ ấu các loại nguồn điện trong HTĐ Việt Nam hiện trạng 27

Hình 3.7: Công suất nguồn điện tăng thêm miền gi i đoạn 2000-2016 29

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Mô tả chứ năng ủa các công cụ ơ ản 5

Bảng 1.2: Một số thuộc tính trong INSPECTOR 8

Bảng 3.1: Danh mục các công trình nguồn điện mới dự kiến vận hành năm 2017 28

Bảng 3.2: Bảng thông số và các số liệu tính toán cho hệ thống điện TP HCM năm 2016 30

Bảng 4.1: Kết quả điện p ở đơn v tương đối pu 48

Bảng 4.2: Kết quả ng điện ở đơn v tương đối pu 50

Bảng 4.3: Kết quả hạy hương trinh gi tr tổn thất ng suất MVA 73

CHƯƠNG 1: LẬP TRÌNH GIAO DIỆN GUIDE

TRONG MATLAB

1.1.1 GIAO DIỆN GUIDE LÀ GÌ?

GUIDE là giao diện đồ họ ó điều khiển bởi nhiều thanh công cụ đượ người lập trình tạo sẵn, ho tương t giữ người dùng là giao diện hương tr nh, mỗi hương

tr nh đượ người lập trình tạp sẵn giao diện thực hiện một vài chứ năng được người lập tình tạo sẵn và giao tiếp với người sử dụng

Ứng dụng của Matlab lập trình giao diện rất mạnh và dễ thực hiện, nó có thể tạo ra giao diện người ng tương tự VBB…

GUI bao gồm đầy đủ hương tr nh hỗ trợ như thực hiện phép toán LOGIC, giao tiếp với người dùng thông qua hình ảnh, các nút nhấn thực thi

Hầu hết GUI chỉ thực hiện (trả lời) lệnh người ng th ng qu t động của người dùng lên giao diện, người sử dụng không cần biết cấu trú hương tr nh vẫn

1.3.1 THAO TÁC THỰC HIỆN GUIDE:

Để bắt đầu lập trình ta cần phải x đ nh mụ đí h ủ hương tr nh à g ?

S u đó tiến hành x đ nh ước thực hiện để mô phỏng giao diện người dùng sao cho hợp lí và chính xác

Bước cuối cùng là viết hương tr nh và thực thi

- Khi bắt đầu với GUI, GUI tự động tạo ra các mã tập tin được thực thi bởi hàm Callback function GUI thao tác trên những kí tự mà người dùng nhập vào vào chuyển sang dạng số học, nói cách khác, giao diện GUI tương tự như những lệnh thực thi trong Comment Windowns

Tất cả các hàm callback thực thi những lệnh chứa trong nó

Chúng ta nên sử dụng chứ năng HELP ủ M t để tìm hiểu thêm tất cả cách hàm thực thi trong GUI, cách tạo và thao tác với GUI

1.4.1 KHỞI ĐỘNG GUIDE

-Thực hiện khởi động M t đến GUI theo hình sau:

Khởi động Matlab từ biểu tƣợng Matlab trên màn hình desktop

Trong cửa sổ Comment Windowns gõ lệnh “gui ” và nt r: t đƣợc giao diện màn

Modal Question Dialog: Hộp thoại đặt câu hỏi Yes, No

Open Exiting GUI: Để mở 1 file có sẵn

-Nhấp Blank GUI (Default) chọn OK để tạo một giao diện bắt đầu với giao diện trống, t đuợc hình ảnh giao diện trong GUI nhƣ s u:

Hình 1.2: Giao diện GUI

1.5.1 CHỨC NĂNG TRONG GIAO DIỆN GUI

Trong giao diện trên chúng ta có thể th o t để tùy biến các thanh công cụ phù hợp với mụ đí h sử dụng

Hình 1.3: Thanh công cụ GUI

- Mô tả chứ năng ủa các công cụ ơ ản:

Bảng 1.1: Mô tả chứ năng ủa các công cụ ơ ản

Layout editor Chọn các thành phần từ bảng thành phần, trình bày, và sắp xếp

chúng trong các khu vực bố trí (Tùy chỉnh hiện tên các thành phần: File => Preferences)

Align Objects D ng để sắp xếp đối tượng điều khiển

Menu Editor Tạo menu cho giao diện

Tab Order Editor Thiết lập các tab và sắp xếp thứ tự của các thành phần trong

bố trí của bạn Toolbar Editor Thanh công cụ tạo ra có chứa các nút bấm đượ x đ nh trước

và tùy chỉnh và chuyển đổi nút

Editor Hiển t h , trong trình soạn thảo mặ đ nh của bạn , các tập tin

mã kết hợp với giao diện đồ họa M-file editor Mở cửa sổ M-file

Property Inspector Thiết lập các thuộc tính cảu đối tượng điều khiển Nó cung

cấp một danh sách tất cả các thuộc tính bạn có thể thiết lập và hiển th các giá tr hiện tại của chúng

Object Browser Hiển th một danh sách phân cấp củ đối tượng trong giao

diện đồ họa

Resize box Tùy chỉnh kí h thước giao diện

Position Readouts Liên tục hiển th v trí con trỏ chuột và v trí củ đối tượng

được chọn

Phía bên trái là nhóm các biểu tượng được Matlab GUI hỗ trợ sẵn:

Push Button : là nút nhấn, khi nhấn vào sẽ thực thi lệnh trong cấu trúc hàm callback của nó

Slider : à th nh trượt cho phép người dùng di chuyển th nh trượt để thực thi lệnh

Radio Button : nó giống như Ch k Box nhưng thường được sử dụng để tạo sự lựa chọn duy nhất, tức là 1 lần chỉ được chọn 1 trong số các nhóm nhiều nút Khi một được chọn thì các ô còn lại trong nhóm b bỏ chọn

Check box : sử dụng đê đ nh u tí h thực thi) vào và có thê check nhiều

để thực thi

Edit Text : à nơi kí tự được nhập vào từ người ng, người dùng có thể

th y đổi được

Static Text : là các kí tự được hiển th thông qua các callback, hoặc thông

thường để viết nhãn cho các biểu tượng, người dùng không thể th y đổi nội dung

Pop-up Menu : mở ra danh sách các lực chọn khi người dùng nhấp chuột vào Chỉ chọn được 1 mục trong danh sách các mục

List Box : hộp thoại danh sách cách mục, ho phép người dùng chọn một hoặc nhiều mục

Toggle Button : à nút nh n ó 2 điêu khiên, khi nh p huột và nhả ra, nút nhấn được giữ và lệnh thực thi, khi nhấp chuột vào lần thứ 2, nút nhấn nhả ra, hủy bỏ lệnh vừa thực thi

Table : tạo ra một bảng tương tự trong Excel

Axes : đ y à gi o iện đồ họa hiển th hình ảnh, nó có nhiều thuộc tính bao gồm: không gian 2D (theo trụ đứng và trục ngang), 3D (hiển th không gian 3 chiều)

Panel : tạo ra một mảng nhóm các biểu tượng lại với nhau giúp ta dễ kiểm soát

và thao tác khi di chuyển

Button Group : quản lí sự lựa chọn của nút Radio Button

Active Control : quản lí một nhóm các nút hoặ hương tr nh iên qu n đến nhau trong Active

1.6.1 GIỚI THIỆU HỘP THOẠI INSPECTER

Hình 1.4: Hộp thoại INSPECTOR

Một số thuộc tính trong INSPECTOR:

Bảng 1.2: Một số thuộc tính trong INSPECTOR

BeingDeleted Đối tượng đã được xóa

BusyAction Callback thường xuyên gi n đoạn

ButtonDownFcn Nút nhấn Callback thường xuyên

CData Hình ảnh màu thật hiển th trên điều khiển

Callback Điều khiển hoạt động

Clipping Thuộc tính này không có tác dụng trên đối tượng điều khiển CreateFcn Thường xuyên thực hiện Callback trong quá trình tạo đối tượng DeleteFcn Thường xuyên thực hiện Callback trong qu tr nh xó đối tượng Enable Kích hoạt hoặc vô hiệu hó đối tượng điều khiến

HandleVisibility Cho dù xử lý có thể truy cập từ dòng lệnh và ảnh minh hoạ

HitTest Lựa chọn bằng cách click chuột Thuộc tính này không có tác

dụng trên các đối tượng điều khiển

Horizontal

Alignment

Căn ng ng ủa chuỗi nhãn

SliderStep Chế độ C k gi n đoạn thường xuyên

KeyPressFcn Nhấn phím C k thường xuyên

ListboxTop Chỉ số trên hầu hết các chuỗi hiển th trong hộp danh sách

Max Giá tr lớn nhất (phụ thuộ vào đối tượng điều khiển)

Min Giá tr nhỏ nhất (phụ thuộ vào đối tượng điều khiển)

Position Kí h thước và v trí củ đối tưỡng điều khiển

SliderStep Kí h thướ ước nhảy củ th nh trượt

String Nhãn củ đối tƣợng điều khiển, các mục hộp danh sách, lựa

chọn tr nh đơn pop-up

Style Kiểu củ đối tƣợng điều khiển

Tag D ng để phân biệt giữ đối tƣợng điều khiển

TooltipString Tạo tip ho đối tƣợng điều khiển

UIContextMenu Kết họp một tr nh đơn ngữ cảnh với đối tƣợng điều khiển

Units Đơn v đo ƣờng

UserData Dữ liệu liên kết với đối tƣợng điều khiển

Value Giá tr hiện thời củ đối tƣợng điều khiển

Visible Điều khiển thuộc tính nhìn thấy củ đối tƣợng

CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT PHÂN BỐ TR O LƯU

CÔNG SUẤT

2.1 GIỚI THIỆU PHÂN BỐ TR O LƯU CÔNG SUẤT

Phân bố trào ưu ng suất là việc tìm dòng công suất chạy trên các nhánh của mạng điện tại một thời điểm x đ nh nào đó Nghiệm của bài toán là nghiệm gần đúng thỏ điều kiện sai số ho trước Kết quả của bài toán phân bố công suất

ho húng t điện áp và góc pha tại nút, ường độ ng điện chạy trên dây dẫn , máy biến áp,tổn thất công suất …

Hệ phương tr nh m tả hệ thống điện là hệ phi tuyến, o đó việc giải phải dựa trên kết quả của quá trình lặp Có rất nhiều phương ph p giải lặp khác nhau Trong hương này sẽ giới thiệu phương ph p giải bài toán phân bố trào ưu công suất

2.2 PHƯƠNG PH P GAUSS –ZIEDEL

2.2.1 Giới thiệu phương pháp

Phương ph p G uss-Z i được thiết lập dự trên phương tr nh ng nút để lập công thức lặp th o điện áp, sử dụng công thức lặp Gauss với hệ số Ziedel

2.2.2 Thành lập công thức tính

Để giải bài toán phân bố công suất bằng phương ph p GAUSS - ZIEDEL, ta

x m xét trường hợp thường gặp của hệ thống điện Trường hợp thứ nhất ta xem các th nh góp độc lập đều à th nh góp PQ Trường hợp thứ h i t ó xét đến loại

th nh góp PU S u đó, t xét đến th nh góp điện áp, bằng cách sử dụng máy biến áp điều chỉnh để điều chỉnh điện áp tại nút đó

Trường hợp 1:

Hệ thống bao gồm n th nh góp PQ đượ đánh số từ 1 đến n, và thanh góp cân bằng (nút chuẩn đượ đ nh số n+1 với điện p đượ ho trước Công suất ở nút

thứ i:

i i i i

i P jQ U J S

*

*







*

U

jQ P

Quá trình lặp được tiếp tụ đến khi sự th y đổi iên độ điện p đối với tất cả

i r

Tại nút PU : P và U đã iết còn Q,  hư iết cần x đ nh Vì vậy, giá tr của Q

và  được tính trong mỗi ước lặp th ng qu phương tr nh nút thí h hợp Giả

) 1 ( )

1 (    r

i r

i

Y

jQ P A

) 1 ( )

cố đ nh tại Qmin hoặc Qmax và điện áp thanh góp b th y đổi, bây giờ th nh góp được

i

U từ các công thứ 2.7 và 2.13 tương ứng

2.3 PHƯƠNG PH P NEWTON – RAPSHON

2.3.1 Giới thiệu phương pháp

-Phương ph p tính ph n ố công suất Newton – Rapshon thiết lập hệ phương trình cân bằng công suất đối với nút độc lập, và áp dụng phương ph p ặp Newton – Rapshon tìm nghiệm là các biến trạng thái U và 

U , và

T n

U U

, ,,

.

X P U



ta có :

)(,

.

X Q U

với Pi đặt) và Qi đặt) là công suất đặt (dữ liệu) tại nút thứ i, kết quả tính lặp với biến

X sẽ cho ta Pi(tính toán), Qi(tính toán) và nghiệm đúng:

  0

P tinh toan

i dat

  0

Q i dat i tinh toan

viết (2.17) cho tất cả các nút tải, ta có dạng ma trận nhƣ s u:

0)(

)()

(

)()

X P X

Q Q

X P

P X f

toan tinh dat

toan tinh dat

12 11

) ( )

(

) ( )

( )

(

) ( )

X J X J

X J X J X

Q

X P X

1

(

)()

()

(

22 21

12 11

X J X J

X J X

J X

J

(2.21) J(X) là ma trận Jacobie, gồm 4 ma trận con – mỗi phần tử ma trận con là ma trận cấp nxn Từ công thức (2.18) ta có:

12

)()

(

U

X P J

22

)()

(

U

X Q J

X L

i l

i l i

U

X Q X Q U

X P X P

.

)(,)(,)(,)(

.)cos(

*

2

)()

cos(

)

(

.

.

.

k i Y

Y U

k i U

ik ii

i k ik k

.

.

)()sin(

)

sin(

*2

)()

sin(

)

(

n

k i k

i k ik ik

k ik

ii i

i k ik ik

i k

i

k i Y

U Y

U

k i Y

U U

trận Y, ma trận Jacobie là ma trận thƣ thớt, điều đó sẽ giúp ta giảm đƣợc một ƣợng tính to n đ ng kể

Công thứ 2.19 đƣợc sắp xếp lại, liên hệ giữa hai nút tải PQ thứ i và k:

ik

ik ik i

i

U L

J

N H

U

P N

jk jl

jl

ik il

il

ik il

H

J L

J

H N

H

P

Q P

i

U

P .









k k

i

U

Q L

.

Ui = UiRE+jUiIM

aik + jbik = (Gik +jBik).(UkRE +jUkIM) (2.31)

= (Gik.UkRE –Bik.UkKM)+j(Gik.UkIM+Bik.UkRE) Nhƣ vậy, công thứ 2.14 đƣợc viết lại:

Viết lại biểu thức (2.14):

n

m im

i

U Y

jU

Q j

 j(U iRE  jU iIM)(a ik  jb ik)Theo (2.28) ta có:

iRE ik iIM ik k

n m

m m im im i i i

i i

i

U Y

jU

Q j





i i ii ii i

jU   

) (

) (P i jQ i jU i2 G ii jB ii

i

Y U

U

Q j U

k k ik ik i i k k

i k

k

i

U Y

U U U

Q j U U

i ii ii i

U  

i jU jQ

Hệ thống có một nút cân bằng với số thứ tự n+1, điện p đƣợc giữ kh ng đổi

1 1

(

)()

(

) 0 ( 22 )

0 ( 21

) 0 ( 12 )

0 ( 11

X J X J

X J X J

) 0 (

) 0 (

X Q

X P

(

)()

(

) 0 ( 22 )

0 ( 21

) 0 ( 12 )

0 ( 11

X J X J

X J X J

) 0 (

Chẳng hạn, nếu Qk(r)Qkmax th t đặt k là nút PQ có Qk(r)=Qkmax, và từ (2.29)

ta có:

i

PQ nut

r i r ki r i r

r i r ki

k i PU nut

r i r ki r

i r ki r i r ki r

k r

k r

kk

r

J U

L J

Q J

CHƯƠNG 3: TỔNG THỂ VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM VÀ HỆ THỐNG ĐIỆN TP HỒ CHÍ MNH NĂM

2016 3.1 TỔNG THỂ VỀ SỰ PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG

ĐIỆN VIỆT NAM

Gi i đoạn 1954 – 1975: Từ chiến tr nh đến thống nhất Đất nước :

Trong gi i đoạn này, Cơ qu n quản ý nhà nướ đầu tiên huyên tr h ĩnh vực điện là Cụ Điện lực trực thuộc Bộ C ng Thương đã được thành lập 2 nhà máy

nhiệt điện và thủy điện lớn nhất được xây dựng trong gi i đoạn này là Uông

Bí và Thác Bà góp phần quan trọng nâng tổng công suất nguồn điện toàn quố đạt 1.326,3MW, tăng đến 42 lần so với vẻn vẹn 31,5MW vào tháng 10/1954

Gi i đoạn 1976 – 1994: Khôi phục và xây dựng nền tảng Ngành Điện đã tập trung phát huy nội lực phát triển nguồn, ưới điện theo quy hoạch, từng ướ đ p ứng đủ nhu cầu điện cho sự nghiệp đổi mới, phát triển đất nướ Để thực hiện các tổng sơ đồ phát triển điện lực Chính phủ đã phê uyệt, ngành Điện khẩn trương x y dựng Nhà máy Nhiệt điện Phả Lại (440 MW), Nhà máy Thủy điện Hòa Bình (1.920

MW , tăng nguồn điện ở miền Bắc lên gần 5 lần, tạ ước ngoặt lớn về ượng và chất trong cung cấp điện ở miền Bắc Ở phía Nam, Nhà máy Thủy điện Tr An (400

MW đã n ng tổng công suất ở miền N m ên 1.071,8 MW, đảm bảo nguồn điện cung cấp cho khu vực có mứ tăng trưởng cao nhất trong cả nước

Gi i đoạn 1995 – 2002: Hoàn thiện và phát triển Thời điểm điện năng được

x đ nh là một ngành kinh tế mũi nhọn, có vai trò quan trọng trong sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hó đất nước

Trong gi i đoạn này, nhiều biện ph p huy động vốn trong và ngoài nước đượ đư ra nhằm tăng ường xây dựng và đư vào vận hành nhiều công trình trọng điểm như Nhà m y thủy điện Ialy (720 MW), Nhà máy thủy điện Hàm Thuận – Đ

mi (475 MW), nâng cấp công suất Nhà máy nhiệt điện Phả Lại ên 1.000 MW,…

Gi i đoạn 2003 – n y: T i ơ ấu EVN chuyển đổi mô hình quản lý, trở thành tập đoàn kinh tế mũi nhọn của nền kinh tế, nắm vai trò chủ đạo trong đầu tư, ph t triển

ơ sở hạ tầng điện lực Khối

ượng đầu tư x y ựng trong giai đoạn này ên đến 505.010 tỷ đồng, chiếm khoảng

7,14% tổng đầu tư ả nước

Đến cuối năm 2014, ả nước có 100% số huyện ó điện ưới và điện tại chỗ; 99,59% số xã với 98,22% số hộ n ó điện ưới Tại v ng đồng bào dân tộc, vùng sâu vùng xa, hầu hết nhân dân các khu vự này đã được sử dụng điện: Khu vực các tỉnh miền núi Tây Bắ đạt 97,55% về số xã và 85,09% số hộ n ó điện; khu vực các tỉnh Tây Nguyên là 100% và 95,17%; khu vực Tây Nam Bộ là 100%

và 97,71% Nhờ đó, góp phần th y đổi ơ ản diện mạo nông nghiệp, nông thôn Việt Nam

Công suất tiêu thụ điện củ nướ t tăng nh nh và iên tụ qu năm gi i đoạn từ năm 1954 32 MW –năm 2014 34000 MW

Qu đó, EVN và n ngành iên qu n đ ng triển Khai thực hiện t i ơ ấu

ngành Điện th o hướng từng ước th trường hó ngành điện một cách minh bạch,

nh tr nh hơn nhằm nâng cao cả chất và ượng của nguồn ung điện,đảm bảo an ninh năng ượng quốc gia và lợi ích tốt nhất ho người dân

3.2 Hiện trạng phụ tải điện

Theo báo cáo tổng kết của EVN [1], tổng sản ượng điện thương phẩm năm 2016 à 159,1 tỷ kWh, trong đó điện sản xuất và mua là 175,9 tỷ kWh So với năm 2015, tăng trưởng điện thương phẩm đạt 11% Điện cấp cho Công nghiệp - Xây dựng chiếm 53,6%, tăng 10,75%; Điện cấp cho quản lý tiêu dùng chiếm 34,4%, tăng 8,95%; Điện cấp cho TM-KS-NH chiếm 5,5%, tăng 15,7%; Điện cấp cho nông nghiệp chiếm 2,3%; Thành phần khác chiếm 4,2%, tăng 8,04%

Theo thống kê, sản ượng điện thương phẩm 9 th ng đầu năm 2017 đạt 129,6 tỷ kWh, tăng 9,07% so với cùng kỳ 2016, và đạt khoảng 73% so với kế hoạch 2017 Mức sản ượng tiêu thụ 159,1 tỷ kWh năm 2016 à mức cao nhất từ trước tới nay, đồng thời nằm trong xu hướng tăng trưởng điện của Việt N m trong 11 năm gần

đ y x m iểu đồ Tăng trưởng điện tiêu thụ trung bình hàng năm gi i đoạn 2005-

2016 đạt 12,2%, đượ đ nh giá là mứ tăng trưởng cao nhất thế giới (xét trong TOP

50 nước có sản ượng lớn nhất)

Hình 3.1: Biểu đồ tăng trưởng điện thương phẩm Viêt N m gi i đoạn 2005-2016

(Nguồn báo cáo tổng hợp Viện Năng Lượng tháng 12/2017)

-Trong 10 năm, ơ ấu tiêu thụ điện của Việt N m ũng ó sự biến động nhẹ Điện sử dụng trong Công nghiệp đã tăng từ 45% năm 2005 ên 54% năm 2016, điện sinh hoạt đã giảm tỷ trọng từ 43% năm 2005 n 35% năm 2016 x m biểu

đồ ưới Lĩnh vự Thương mại d ch vụ và nông nghiệp vẫn chiếm tỷ lệ nhỏ 8%

6-Hình 3.2: Diễn biến ơ ấu tiêu thụ điện theo thành phần kinh tế g/đ 2005-2016

(Nguồn báo cáo tổng hợp Viện Năng Lượng tháng 12/2017)

Nếu phân sản ượng điện tiêu thụ theo các Tổng ng ty điện lự th ơ cấu như iểu đồ h nh ưới

Hình 3.3: Sản ượng tiêu thụ điện ph n th o TCT Điện lực

(Nguồn báo cáo tổng hợp Viện Năng Lượng tháng 12/2017)

TCT Điện lực Miền nam (SPC) với sản ượng điện thương phẩm 2016 đạt 55

tỷ kWh, chiếm tỷ trọng cao nhất (35%) tổng sản ượng Đứng thứ 2 là TCT Điện lực Miền Bắc (NPC) với sản ượng 51 tỷ kWh (32%)

Pmax toàn hệ thống năm 2016 ghi nhận đạt 28.109 MW Trong 9 th ng đầu năm 2017 ũng đã ghi nhận công suất đỉnh Hệ thống à 30.854 MW, ũng à giá tr cao nhất của công suất hệ thống từ trước tới nay.

Hình 3.4: Công suất đỉnh toàn quốc và các miền gi i đoạn 2005-2016

(Nguồn báo cáo tổng hợp Viện Năng Lượng tháng 12/2017)

Qua diễn biến Pmax các miền, có thể nhận thấy Pmax Miền Bắ đã ắt đầu vượt Pmax Miền Nam từ năm 2015, mặc dù sản ượng tiêu thụ điện của Miền

N m o hơn Miền Bắ 3% Pm x năm 2016 ủa Miền Bắ đạt 13.517 MW

o hơn Pm x Miền Nam khoảng 300 MW đạt 13.262 MW) Miền Trung là trung tâm nguồn thủy điện lớn của cả nướ nhưng nhu ầu điện tại chỗ khá thấp, Pm x 2016 đạt 2.724 MW (chiếm khoảng 10% Pmax toàn quốc) Do vậy, phần lớn sản ượng điện phát ra của Miền Trung phải truyền tải đi nơi khác

3.3 Hiện trạng ngành điện :

Hiện trạng nguồn điện

Tổng công suất đặt nguồn điện trong HTĐ Việt N m năm 2016 đạt ~ 42000

MW, trong đó ng suất khả dụng là 40.675 MW Nếu các nguồn điện mới

đ ng triển khai xây dựng đúng tiến độ th đến cuối 2017, tổng công suất đặt nguồn điện của Việt Nam sẽ đạt khoảng ~ 44.800 MW Cơ ấu các loại nguồn điện trong hệ thống và diễn biến phát triển nguồn những năm gần đ y

được thể hiện trong biểu đồ sau:

Hình 3.5: Diễn biến phát triển các loại nguồn điện gi i đoạn 1999-2016 (Nguồn báo cáo tổng hợp Viện Năng Lượng tháng 12/2017)

Hiện n y trong ơ ấu nguồn, TĐ vẫn chiếm tỷ trọng cao nhất (42%), tiếp theo là Nhiệt điện than (34%), Tua bin khí (17%) Thủy điện chiếm tỷ trọng cao, lại tập trung chủ yếu ở vùng Tây Bắc và Tây Nguyên, nguồn Tua bin khí tập trung ở Miền Đ ng Nam Bộ n NĐ Th n ại nằm nhiều ở v ng Đ ng Bắc nên yếu tố mùa và thời tiết có ảnh hưởng rất lớn tới vận hành HTĐ nói

chung và vận hành ưới truyền tải nói riêng

Hình 3.6: Cơ ấu các loại nguồn điện trong HTĐ Việt Nam hiện trạng

(Nguồn báo cáo tổng hợp Viện Năng Lượng tháng 12/2017)

Năm 2017, ự kiến sẽ có thêm khoảng 2832 MW nguồn bổ sung vào hệ thống Các nhà m y điện sẽ đóng điện năm 2017 được thể hiện trong bảng sau:

Bảng 3.1: Danh mục các công trình nguồn điện mới dự kiến vận hành năm 2017

(Nguồn báo cáo tổng hợp Viện Năng Lượng tháng 12/2017)

STT Tên nhà máy điện Công suất đặt

5 Trung Sơn Tổ 1,2,3) 3x65 Thủy điện

7 B Thước 1 (tổ 4,1) 15+16 Thủy điện

8 Đăk Mi 3 Tổ 1,2) 31.5+15 Thủy điện

9 Thuận Hòa (Tổ 1,2) 2x21 Thủy điện

13 Xê Ka Man San Say tổ máy 1 16 Thủy điện

15 Bắc Mê tổ máy 1,2 2x22.5 Thủy điện

hệ thống truyền tải điện (xem biểu đồ ưới)

Công suất nguồn tăng thêm các Miền

Hình 3.7: Công suất nguồn điện tăng thêm miền gi i đoạn 2000-2016

( Nguồn báo cáo tổng hợp Viện Năng Lượng tháng 12/2017 )

Gi i đoạn 2000-2016, nguồn Miền Bắ tăng 18,9 GW, Miền Trung tăng 6,2

GW còn Miền Nam chỉ tăng 8,8 GW Trong khi, phụ tải ba miền Bắc, Trung,

N m tăng tương ứng là 10,9 GW, 2,6 GW và 11,2 GW Hệ quả là sự vận hành nặng nề củ ưới 500 kV liên kết Bắc Nam những năm gần đ y, g y r

mức rủi ro o đối với anh ninh cung cấp điện

3.4 Đánh giá hiện trạng lưới điện truyền tải tại TP Hồ Chí Minh - Việt Nam

a Tình hình Điện lực TP.Hồ Chí Minh năm 2016:

- Sản ượng điện thương phẩm: 21,888 tỷ kWh

- Do nh thu n điện: 41.083,922 tỷ đổng

- Lợi nhuận SXKD điện trước thuế): 401.852 tỷ đồng

- Nộp ngân sách: 282,432 tỷ đồng

- Đầu tư x y ựng: giải ngân 3.745 tỷ đồng

- Khắc phục các khiếm khuyết, tồn tại trên ưới điện truyền tải để đ p ứng tiêu chuẩn vận hành n-1 Hoàn thiện sơ đồ nối điện tại các trạm biến áp 110 –

220 kV Xử ý điểm đấu rẽ nhánh T làm giảm độ linh hoạt củ ưới điện

N ng o, đồng bộ công suất truyền tải củ đường dây 110 – 220 kV

- Đối với trạm 110 kV, khi đóng điện nghiệm thu vào vận hành phải đủ điều kiện vận hành điều khiển từ xa theo mô hình trạm kh ng người trực

- Các trạm biến p 220kV, 110kV được thiết kế tối ưu về mặt bằng bố trí có

dự phòng quỹ đất và ngăn ộ để lắp đặt tụ bù 110kV hoặc sử dụng sau này nếu cần thiết; đối với các trạm có từ 3 đường dây 110 – 220kV vào/ra, sử dụng sơ đồ hệ thống th nh i đ i để đảm bảo linh hoạt trong vận hành

b Kế hoạch đầu tư và phát triển năm 2017:

- Sản ượng điện thương phẩm: 23,65 tỷ kWh – tăng 8.05% so với thực hiện

năm 2016

- Do nh thu n điện: dự kiến năm 2017 à 44.391,050 tỷ đồng

- Lợi nhuận SXKD điện trước thuế): dự kiến đạt chỉ tiêu EVN giao (53,827

tỷ đồng)

- Kế hoạch vốn Đầu tư x y ựng năm 2017 là 4.174 tỷ đồng Trong đó: đầu

tư thuần: 3.507 tỷ đồng, trả nợ gốc và lãi vay: 667 tỷ đồng

- Triển khai lắp đặt thiết b để ơ ản hoàn thành điều khiển đóng ắt từ xa (Mini-SCADA ho ưới điện trung thế nổi; triển kh i ưới điện thông minh tại 5 khu vực (Công viên phần mềm Quang Trung, khu Công nghệ cao, khu Văn ph ng – Thương mại quận 1, khu Miếu nổi, khu n ư quận 7)

- Nghiên cứu xây dựng và triển kh i phương n hoàn thiện ưới điện theo hướng 01 kh h hàng được cấp điện từ 02 nguồn ( 2 MBA 110kV khác nhau) Thực hiện ng y phương n để không cắt điện trung tâm (Q1 và Q3)

3.5 Thông số các phần tử trên sơ đồ

Các thông số này được sử lý từ sơ đồ hệ thống điện TP Hồ Chí Minh năm

2016

Bảng 3.2: Bảng thông số và các số liệu tính toán cho hệ thống điện TP HCM năm

2016

1 2 Phú Lâm 220 Bình Tân 220 2.5 ACSR330 0.0446 0.3064 2.55E-07 1 0.1115 0.766 3.19E-07 220

1 4 Phú Lâm 220 Hóc Môn 220 18.8 ACSR411,6 0.0761 0.401 3.04E-07 1 1.43068 7.5388 2.86E-06 220

1 6 Phú Lâm 220 Bình Chánh 220 17.4 2xACSR666 0.191 0.369 1.068E-07 2 1.6617 3.2103 4.65E-07 220

1 3 Phú Lâm 220 Vĩnh Lộ 220 15 ACSR330 0.0446 0.3064 2.55E-07 1 0.669 4.596 1.91E-06 220

4 8 Hóc môn 220 Hiệp nh phướ 220 7.25 ACSR440 0.075 0.3804 1.494E-07 1 0.54375 2.7579 5.42E-07 220

4 7 Hóc môn 220 thuận n 220 5 ACSR795 0.0713 0.4289 1.068E-07 1 0.3565 2.1445 2.67E-07 220

4 9 Hóc môn 220 Thủ đứ 220 14.5 ACSR440 0.075 0.3804 1.494E-07 1 1.0875 5.5158 1.08E-06 220

6 14 Bình chánh 220 Nhà bè 220 16.6 ACSR330 0.0446 0.3064 2.55E-07 2 0.37018 2.54312 1.06E-06 220

7 28 thuận n 220 thuận n 110 1 0.53 19.5 0

8 24

8 9 Hiệp nh phướ 220 Thủ đứ 220 7.25 ACSR440 0.075 0.3804 1.494E-07 1 0.54375 2.7579 5.42E-07 220

9 10 Thủ đứ 220 Cát lái 220 17.8 ACSR666 0.191 0.369 1.068E-07 2 1.6999 3.2841 4.75E-07 220

17 18 Phú lâm 110 B nh tr đ ng 110 10.04 ACSR795MCM 0.0713 0.4289 1.068E-07 1 0.715852 4.306156 5.36E-07 220

17 40 Phú lâm 110 Pou yuen 110 5 AC240 0.121 0.393 1.42E-07 1 0.605 1.965 3.55E-07 220

17 41 Phú lâm 110 Tân bình 2 110 12 ACSR795MCM 0.0713 0.4289 1.068E-07 1 0.8556 5.1468 6.41E-07 220