đồ án hệ thống điện

Bảng 3.4: Hộp thoại cài đặt các thông số kinh tế trong CAPO Vào menu Analysis/Options chọn tHAnh CAPO đặt thông số tùy chọn để bù tối ưu, chọn đồ thị phụ tải, đặt thông số dãi tụ cố đị

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHẦN MỀM

PSS/ADEPT

PSS/ADEPT (Power System Simulator/Advanced Distribution Engineering Productivity Tool) là phần mềm tính toán và phân tích lưới điện phân phối được

xây dựng và phát triển bởi nhóm phần mềm A SHAw Group Company, Power

Technologies International (PTI) thuộcSiemens Power Transmission & Distribution, Inc.PSS/ADEPT là một module trong phần mềm PSSTM.

Theo thống kê của công ty phần mềm PTI hiện nay trên thế giới có tới 136 quốc gia sử dụng phần mềm này phục vụ cho công tác tính toán và vận hành lưới điện phân phối của các điện lực Đặc biệt một số nước có hệ thống điện phát triển đã sử dụng các module tính toán của PSS/ADEPT đã giảm được tổn thất điện năng xuống mức thấp nhất như Nhật bản (4,3%) Singapore(7,2%) Canađa(5,7%)

Hiện nay theo mục tiêu của Tập đoàn Điện Lực Việt Nam sẽ giảm tổn thất điện năng của cả nước dưới 10% trong năm 2007 Một trong các biện pháp đó là đưa phần mềm PSS/ADEPT vào tính toán cho lưới điện phân phối.

- Tính toán tìm điểm mở tối ưu

- Tính toán khởi động động cơ

- Tính toán mô phỏng họa tần sóng hài tại các nút

- Tính toán phối hợp lắp đặt bảo vệ

- Tính toán độ tin cậy trong hệ thống

Với các tính năng kết hợp đầy đủ trong một phần mềm, khả năng giải quyết được tất cả các bài toán trong lưới phân phối thì PSS/ADEPT được đánh giá là phần mềm tính toán lưới phân phối tốt nhất hiện nay.

CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG CÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH CỦA XUẤT TUYẾN 477E18.3 DO ĐIỆN LỰC

HUYỆN KỲ ANH –HÀ TĨNH QUẢN LÝ VÀ VẬN HÀNH BẰNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT

2.1 MÔ TẢ SƠ ĐỒ XUẤT TUYẾN 477E18.3

2.1.1 Sơ đồ nguyên lý xuất tuyến 477E18.3

2.1.2 Thu thập dữ liệu xuất tuyến

2.1.2.1 Dữ liệu đường dây

Toàn bộ xuất tuyến 477E18.3 dùng chung một loại dây nhôm lõi thép có ký

hiệu AC Tùy thuộc vào vị trí, tính chất phụ tải khác nHAu mà kích thước của mỗi đường dây là khác nHAu Qua quá trình thu thập dữ liệu các thông số của đường dây xuất tuyến 477E18.3 cụ thể như sau:

Name From node To node PHAse Length Construction type

Line68 C9 C10 ABC 1.250 AC95

Bảng 2.1: Các thông số đường dây

2.1.2.2 Dữ liệu máy biến áp

Các thông số cụ thể của các trạm như sau:

Name From Node VolTAge To node VolTAge

PHAsing Type

KVA

M-.TRUOG.THO 22 0.4 ABC Wye Wye 1000

Bảng 2.2: Các thông số máy biến áp

2.1.2.3 Dữ liệu về công suất phụ tải

Qua quá trình khảo sát thực tế thì ở chế độ cực đại các máy biến áp vận hành ở 70% công suất định mức, còn ở chế độ cực tiểu các máy biến áp vận hành ở 30% công suất định mức.

Name Node Type P 30% Q 30% P 70% Q 70%

 Công suất phụ tải bằng 70% công suất định mức của máy biến áp Hệ số công suất trung bình ở chế độ cực đại bằng Cosφtb =0,85.

 Chọn nút tHAnh cái C477(E18.3) làm nút cân bằng trong hệ thống vì nút này có công suất vô cùng lớn.

2.2.1.1 Kết quả điện áp tại các nút

Ang (ab)

 Điện áp các pHA không đối xứng vì một số phụ tải một pHA.

 Điện áp một số nút nằm ngoài giới hạn cho phép của điện áp vận hành từ 0.95 đến 1.05.

2.1.1.2 Kết quả công suất, tổn thất công suất trên các nhánh

A Dòng công suất chạy trên lưới ở chế độ cực đại

Name 1st Node 2nd Node PHAse Library

Ref

ToTAl Branch Power

P (W) Q(VAr)

GACH.TUY.NE

Line21 C15/1 C15/2 ABC USER 107,623 70,336

Line81 C21 C22 ABC AC95 440,181 271,236

Bảng 2.7: Kết quả các dòng công suất trên các nhánh ở chế độ cực đại

B Tổn thất công suất trên lưới ở chế độ phụ tải cực đại

Name 1st Node 2nd Node PHAse Library

Ref

Loss (P) (W)

Loss (Q) (VAr)

r

Line36 C4 C5 ABC Line 34,029 32,791

r

r

r

r

r

r

Line56 C21/1 C21/3 ABC Line 1 -15

r

r

r

2.2.2 Chế độ phụ tải cực tiểu

 Công suất phụ tải bằng 30% công suất định mức máy biến áp Hệ số

công suất trung bình ở chế độ cực tiểu là sosφtb =0.85.

 Chọn nút tHAnh cái C477(E18.3) làm nút cân bằng trong hệ thống vì nút này có công suất vô cùng lớn.

2.2.2.1 Kết quả điện áp tại các nút ở chế độ tải cực tiểu

Ang (ab)

 Điện áp một số nút nằm ngoài giới hạn cho phép vận hành từ 0.95 đến

1.05.

2.2.2.2 Kết quả công suất, tổn thất công suất trên các nhánh

A Dòng công suất chạy trên lưới ở chế độ phụ tải cực tiểu

Name 1st Node 2nd Node PHAse Library

Ref

ToTAl Branch Power

P (W) Q(VAr)

Line25 C13 C13/1 ABC AC50 191,521 31,992

Line54 C21/1 C21/2 ABC USER 1,022,022 649,338

Bảng 2.9: Kết quả dòng công suất trên các nhánh ở tải cực tiểu

B tổn thất công suất trên lưới ở chế độ cực tiểu

Name 1st Node 2nd Node PHAse Type Loss (P)

(W)

Loss (Q) (VAr)

r

r

r

r

r

r

r

r

r

r

Bảng 2.10: Kết quả tổn thất trên lưới ở chế độ phụ tải cực tiểu

2.3 Kết luận

Để cosφ đảm bảo theo yêu cầu là 0.95 TA phải tiến hành bù công suất phản kháng Việc tính toán và chọn vị trí bù phù hợp được tiến hành trên phần mềm PSSADEPT.

3.1 Đối tượng tính toán

Đối tượng để áp dụng tính toán bài toán bù tối ưu –Capo là xuất tuyến

477E18.3 của lưới điện phân phối huyện kỳ anh _hà tĩnh

3.2 Tính toán phân bố công suất ban đầu

Sau khi chạy bài toán phân bố công suất cho xuất tuyến 477E18.3 TA xác định được các dòng công suất cũng như tổn thất công suất trên dường đây như bảng 3.1 Dòng công suất cũng như tổn thất công suất được thể hiện rõ ở chương 2.

cos  Chế độ

cực đại P(KW) Q(KVAr)

)

cos  Chế độ

cực tiểu P(KW) Q(KVAr)

Bảng 3.1: Tổn thất công suất ban đầu của xuất tuyến 477E18.3

 Xác đinh dung lượng bù tổng cho xuất tuyến :

 Dung lượng bù ở tải cực đại :

Qbùđc = Qbù max- Qbù min =2057.29-834.72=1222.572(KVAr)

Căn cứ vào Qbùđc TA chọn được tổng dung lượng bù điều chỉnh.

3.3 Các phương án tính toán bù kinh tế

3.3.1 Tính toán bù kinh tế phía trung áp

3.3.1.1 Suất đầu tư tụ bù trung áp

 Suất đầu tư tụ bù trung áp cố định cFTA:

Tủ điều chỉnh tự động

172490000

574966,67 300

A Tính toán bù cố định phía trung áp

a Quy mô thực hiện

Vào menu Network/Economics TA thiết lập các thông số phân tích kinh tế cho bài toán tối ưu hóa vị trí đặt bù TA có bảng thông số:

Bảng 3.4: Hộp thoại cài đặt các thông số kinh tế trong CAPO

Vào menu Analysis/Options chọn tHAnh CAPO đặt thông số tùy chọn để bù tối ưu, chọn đồ thị phụ tải, đặt thông số dãi tụ cố định, ứng động, chọn các vị trí bù.

Bảng 3.5: Bảng hộp thoại tùy chọn cho bài toán CAPO-TA cố định

Thẻ CAPO lưu ý trong khung Fixed Capacitor Placement chọn number of banks available=3 , 3 pHAse bank of size (kvar)=300 Trong khung switch

Capacitor Placement chọn number of banks available=0 , 3 pHAse bank of size (kvar)=0 Eligible node của khung Fixed Capacitor Placement chọn các nút trung

áp là các nút hợp lệ để xem xét đặt bù.

b Kết quả bù như sau

Ứng dụng module CAPO trong phần mềm PSS/ADEPT tính bù trung áp cho

xuất tuyến có Cosyc=0.95 CAPO sẻ xem xét các nút hợp lệ trên lưới điện để tìm

vị trí đặt tụ bù sao cho số tiền tiết kiệm được là lớn nhất Sau khi chạy chương trình TA có các thông số:

Xuất tuyến đường dây

Bảng 3.7 : Vị trí bù và dung lượng bù phía trung áp cố định

Nhận xét: Tổng dung lượng bù chỉ bằng một nữa so với tính toán lý thuyết.

c Dòng công suất và tổn thất công suất sau khi bù

Xuất tuyến Công suất Tổn thất

Bảng3.8 : Tổn thất công suất sau khi bù TA cố định.

Từ kết quả thống kê trên TA thấy tổn thất công suất sau khi bù trung

áp trên xuất tuyến tính toán đều giảm so với trước khi bù đồng thời hệ số cos ở đầu xuất tuyến cũng tăng lên cos=0,877 và điện áp tại các nút vẫn nằm trong giới hạn cho phép từ (0,95 ÷1,05)Uđm.

Điện áp các nút trước và sau khi bù được thể hiện qua biểu đồ sau:

C1

C1/1 C11/1 C11/2 C11/4 C11/5

C20/

25C20/

22C20/

23C20/

26C9/1 C9/2 C9/3 C9/4

Biểu đồ 3.1: Đồ thị điện áp trước và sau khi bù trung áp cố định

Kết luận: Như vậy kết quả bù trung áp cố định là không chấp nhận được vì cosφ vẫn chưa đạt yêu cầu.

B Tính toán bù điều chỉnh phía TA

a Quy mô thực hiện

Vào menu Network/Economics TA thiết lập các thông số phân tích kinh tế cho bài toán tối ưu hóa vị trí đặt bù TA có bảng thông số:

Bảng 3.9: Hộp thoại cài đặt các thông số kinh tế trong CAPO

Vào menu Analysis/Options chọn tHAnh CAPO đặt thông số tùy chọn để bù tối ưu, chọn đồ thị phụ tải, đặt thông số dãi tụ cố định, ứng động và chọn các vị trí cần tính toán

Bảng 3.10 : Bảng hộp thoại tùy chọn cho bài toán CAPO-TA điều chỉnh.

Thẻ CAPO lưu ý trong khung Fixed Capacitor Placement chọn number of banks available=0 , 3 pHAse bank of size (kvar)=0 Trong khung switch

Capacitor Placement chọn number of banks available=5 , 3 pHAse bank of size (kvar)=300 Eligible node của khung Fixed Capacitor Placement chọn các nút trung áp là các nút hợp lệ để xem xét đặt bù.

b Kết quả bù như sau

Ứng dụng module CAPO trong phần mềm PSS/ADEPT tính bù trung

áp cho xuất tuyến có Cosyc=0.95 CAPO sẻ xem xét các nút hợp lệ trên lưới điện để tìm vị trí đặt tụ bù sao cho số tiền tiết kiệm được là lớn

nhất Sau khi chạy chương trình TA có các thông số:

Xuất tuyến đường dây STT Vị trí bù Cố định Dung lượng bù(KVAr) Ứng động

Sau khi chạy bài toán Capo trong PSS/ADEPT TA nhận thấy rằng phương án

bù điều chỉnh trung áp không tối ưu về mặt kinh tế nên không có tụ bù nào được

bù vào các vị trí cần đặt tụ bù ở bảng 3.11 trên.

c Dòng công suất và tổn thất công suất trước và sau khi bù

Điện áp các nút trước và sau khi bù được thể hiện qua biểu đồ sau:

C1

C1/1 C11/1 C11/2 C11/4 C11/5

C20/

25C20/

22C20/

23C20/

26C9/1 C9/2 C9/3 C9/4

C Tính toán bù cố định kết hợp điều chỉnh phía trung áp

a Quy mô thực hiện

Vào menu Network/Economics TA thiết lập các thông số phân tích kinh tế cho bài toán tối ưu hóa vị trí đặt bù TA có bảng thông số:

Bảng 3.13: Hộp thoại cài đặt các thông số kinh tế trong CAPO

Vào menu Analysis/Options chọn tHAnh CAPO đặt thông số tùy chọn để bù tối ưu, chọn đồ thị phụ tải, đặt thông số dãi tụ cố định, ứng động và chọn các vị trí cần tính toán

Bảng 3.14: Bảng hộp thoại tùy chọn cho bài toán CAPO-TA cố định kết

hợp điều chỉnh

Thẻ CAPO lưu ý trong khung Fixed Capacitor Placement chọn number of banks available=3 , 3 pHAse bank of size (kvar)=300 Trong khung switch Capacitor Placement chọn number of banks available=5 , 3 pHAse bank of size (kvar)=300 Eligible node của khung Fixed Capacitor Placement chọn các nút trung áp là các nút hợp lệ để xem xét đặt bù.

b Kết quả bù như sau

Ứng dụng module CAPO trong phần mềm PSS/ADEPT tính bù trung

áp cho xuất tuyến có Cosyc=0.95 CAPO sẻ xem xét các nút hợp lệ trên lưới điện để tìm vị trí đặt tụ bù sao cho số tiền tiết kiệm được là lớn nhất Sau khi chạy chương trình TA có các thông số:

Xuất tuyến đường dây

Bảng 3.16: Vị trí bù và dung lượng bù trung áp cố định kết hợp điều chỉnh

c Dòng công suất và tổn thất công suất sau khi bù

Bảng3.17 : Tổn thất công suất sau khi bù TA cố định kết hợp điều chỉnh

Từ kết quả thống kê trên TA thấy tổn thất công suất sau khi bù trung

áp trên xuất tuyến tính toán đều giảm so với trước khi bù đồng thời hệ số cos ở đầu xuất tuyến cũng tăng lên cos=0,945 và điện áp tại các nút

đa số vẫn nằm trong giới hạn cho phép từ (0,95 ÷1,05)Uđm Nhưng vẫn còn khá nhiều nút nhỏ hơn giới hạn như : c22/2, c23, c23/1, c23/2…

Điện áp các nút trước và sau khi bù được thể hiện qua biểu đồ sau:

C1

C1/1 C11/1 C11/2 C11/4 C11/5

C20/

25C20/

22C20/

23C20/

26C9/1 C9/2 C9/3 C9/4

3.3.2 Tính toán bù kinh tế phía hạ áp

3.3.1.1 Suất đầu tư tụ bù hạ áp

 Suất đầu tư tụ bù hạ áp cố định cFHA:

Tủ điều chỉnh tự động

cSHA

( đồng/KVAr)

a Quy mô thực hiện

Vào menu Network/Economics TA thiết lập các thông số phân tích kinh tế cho bài toán tối ưu hóa vị trí đặt bù TA có bảng thông số:

Bảng 3.20: Hộp thoại cài đặt các thông số kinh tế trong CAPO

Vào menu Analysis/Options chọn tHAnh CAPO đặt thông số tùy chọn để bù tối ưu, chọn đồ thị phụ tải, đặt thông số dãi tụ cố định, ứng động, chọn các vị trí bù.

Bảng 3.21: Bảng hộp thoại tùy chọn cho bài toán CAPO-HA cố định

Thẻ CAPO lưu ý trong khung Fixed Capacitor Placement chọn number of banks available=28 , 3 pHAse bank of size (kvar)=30 Trong khung switch Capacitor

Placement chọn number of banks available=0 , 3 pHAse bank of size (kvar)=0 Eligible node của khung Fixed Capacitor Placement chọn các nút hạ áp là các nút hợp lệ để xem xét đặt bù.

b Kết quả bù như sau

Ứng dụng module CAPO trong phần mềm PSS/ADEPT tính bù hạ áp cho xuất

tuyến có Cosyc=0.95 CAPO sẻ xem xét các nút hợp lệ trên lưới điện để tìm vị trí đặt tụ bù sao cho số tiền tiết kiệm được là lớn nhất Sau khi chạy chương trình TA

có các thông số:

Xuất tuyến đường dây STT Vị trí bù Dung lượng bù(KVAr) Cố định Ứng động

c Dòng công suất và tổn thất công suất sau khi bù

Bảng3.24 : Tổn thất công suất sau khi bù HA cố định

Từ kết quả thống kê trên TA thấy tổn thất công suất sau khi bù cố định hạ áp trên xuất tuyến tính toán đều giảm so với trước khi bù đồng thời hệ số cos ở đầu xuất tuyến cũng tăng lên cos=0,835 và điện áp tại một số các nút vẫn nằm còn nằm ngoài giới hạn cho phép từ (0,95 ÷1,05)Uđm.chưa đạt yêu cầu.

Điện áp các nút trước và sau khi bù được thể hiện qua biểu đồ sau:

C1

C1/1 C11/1 C11/2 C11/4 C11/5

C20/

25C20/

22C20/

23C20/

26C9/1 C9/2 C9/3 C9/4

Biểu đồ 3.3: Đồ thị điện áp trước và sau khi bù hạ áp cố định

Kết luận: Như vậy kết quả bù hạ áp cố định chưa được vì cosφ chưa đạt được yêu cầu và điện áp một số nút vẫn nằm ngoài giới hạn cho phép từ 0.95 đến 1,05.

B Tính toán bù điều chỉnh phía HA

a Quy mô thực hiện

Vào menu Network/Economics TA thiết lập các thông số phân tích kinh tế cho bài toán tối ưu hóa vị trí đặt bù TA có bảng thông số:

Bảng 3.25: Hộp thoại cài đặt các thông số kinh tế trong CAPO

Vào menu Analysis/Options chọn tHAnh CAPO đặt thông số tùy chọn để bù tối ưu, chọn đồ thị phụ tải, đặt thông số dãi tụ cố định, ứng động và chọn các vị trí cần tính toán

Bảng 3.26 : Bảng hộp thoại tùy chọn cho bài toán CAPO-HA điều chỉnh

Thẻ CAPO lưu ý trong khung Fixed Capacitor Placement chọn number of banks available=0 , 3 pHAse bank of size (kvar)=0 Trong khung switch

Capacitor Placement chọn number of banks available=82 , 3 pHAse bank of size (kvar)=15 Eligible node của khung Fixed Capacitor Placement chọn các nút hạ

áp là các nút hợp lệ để xem xét đặt bù.

Vị trí các nút cần đặt tụ bù trong thẻ CAPO là:

b Kết quả bù như sau

Ứng dụng module CAPO trong phần mềm PSS/ADEPT tính bù hạ áp cho xuất tuyến có Cosyc=0.95 CAPO sẻ xem xét các nút hợp lệ trên lưới điện để tìm vị trí đặt tụ bù sao cho số tiền tiết kiệm được là lớn nhất Sau khi chạy chương trình

TA có các thông số:

Xuất tuyến đường dây

Sau khi chạy bài toán Capo trong PSS/ADEPT TA nhận thấy rằng phương án

bù điều chỉnh hạ áp không tối ưu kinh tế nên chỉ có một nút được bù CSPK.

c Dòng công suất và tổn thất công suất trước và sau khi bù