Tính toán, đánh giá nâng cao độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện phân phối trên địa bàn công ty điện lực thủ thiêm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA LÂM MINH KHÁNH TÍNH TOÁN, ĐÁNH GIÁ NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TRÊN ĐỊA BÀN CÔNG TY ĐIỆN LỰC THỦ THIÊM Chuyên ngành : KỸ THUẬT Đ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

LÂM MINH KHÁNH

TÍNH TOÁN, ĐÁNH GIÁ NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TRÊN ĐỊA BÀN

CÔNG TY ĐIỆN LỰC THỦ THIÊM

Chuyên ngành : KỸ THUẬT ĐIỆN

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP.HỒ CHÍ MINH, tháng 08 năm 2019

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHQG-HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS Trần Hoàng Lĩnh

Cán bộ chấm nhận xét 1:

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) Cán bộ chấm nhận xét 2:

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp.HCM ngày… tháng … năm …

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) 1

2

3

4

5

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA ………

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

I TÊN ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN, ĐÁNH GIÁ NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP

ĐIỆN CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TRÊN ĐỊA BÀN CÔNG TY ĐIỆN LỰC THỦ THIÊM

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

− Tính toán, đánh giá nâng cao độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện phân phối trên địa bàn Công Ty Điện Lực Thủ Thiêm

− Vận dụng kết quả nghiên cứu, ứng dụng phần mềm PSS/DEPT tính toán độ tin cậy của lưới phân phối và áp dụng tính toán độ tin cậy của lưới điện khu vực Quận 2, TP.HCM

− Giải pháp cải thiện độ tin cậy cung cấp điện để nâng cao độ tin cậy lưới điện khu vực Quận 2, TP.HCM

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 03/05/2019

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 14/08/2019

LỜI CẢM ƠN

Sau một thời gian học tập và thực hiện đề tài luận văn tốt nghiệp, đến nay tôi đã hoàn thành luận văn thạc sĩ chuyên ngành Kỹ Thuật Điện với đề tài: “Tính toán, đánh giá nâng cao độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện phân phối trên địa bàn Công Ty Điện Lực Thủ Thiêm”

Trước hết, Tôi xin chân thành cảm ơn đến phòng đào tạo Sau Đại học, Khoa Điện - Điện Tử của Đại Học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh, đã tận tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Trần Hoàng Lĩnh – người đã định hướng, chỉ bảo và hết lòng tận tụy, dìu dắt tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu đề tài

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám Đốc Công ty Điện lực Thủ Thiêm đã tạo điều kiện giúp đỡ cho tôi hoàn thành luận văn

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến những người thân trong gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã động viên, cổ vũ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu khoa học Nếu không có những sự giúp đỡ này thì chỉ với sự cố gắng của bản thân tôi sẽ không thể thu được những kết quả như mong đợi

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Tp.HCM, ngày 15 tháng 8 năm 2019

Người cảm ơn

Lâm Minh Khánh

TÓM TẮT NỘI DUNG

Tóm tắt

Luận văn khảo sát độ tin cậy cung cấp điện của hệ thống điện khu vực Quận 2, TP.HCM dựa trên các chỉ số độ tin cậy của IEEE 1336 bằng phần mềm PSS/ADEPT Trên cơ sở đó, tác giả đề xuất và so sánh một số giải pháp kỹ thuật nhằm nâng cao

độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện khu vực Quận 2, TP.HCM., bao gồm bổ sung thiết bị phân đoạn, thay thế thiết bị phân đoạn có chất lượng tốt hơn

Kết quả tính toán cho thấy các phương pháp đề xuất đã góp phần cải thiện độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện khu vực Quận 2, TP.HCM

Abstract

The thesis evaluate reliability electric power system of District 2 – Ho Chi Minh City based on reliability indices of IEEE 1336 standard by using PSS/ADEPT Thus, the authors propose and compare a number of technical solutions to improve the reliability of the District 2 distribution network, including installation additional protection equipment, replace old protection equipment with the better quality one Calculation results show that the proposed method has helped improve the reliability

of the District 2 distribution network

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực

và chưa hề được sử dụng để bảo vệ một học vị nào

Tôi cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn

và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được chỉ rõ nguồn gốc

Tp.HCM, ngày 15 tháng 8 năm 2019

Người cam đoan

Lâm Minh Khánh

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

TÓM TẮT NỘI DUNG ii

LỜI CAM ĐOAN iii

MỤC LỤC iv

DANH MỤC CÁC HÌNH vi

DANH MỤC CÁC BẢNG viii

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài 2

1.3 Phạm vi nghiên cứu 2

1.4 Phương pháp nghiên cứu 2

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TẠI ĐỊA BÀN CÔNG TY ĐIỆN LỰC THỦ THIÊM 3

2.1 Cơ cấu quản lý của Công ty Điện lực Thủ Thiêm 3

2.2 Hệ thống lưới điện tại địa bàn Công ty Điện lực Thủ Thiêm 4

2.3 Khối lượng quản lý kỹ thuật 11

CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG PSS/ADEPT VÀO LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 15

3.1 Giới thiệu về PSS/ADEPT 15

3.2 Các module của PSS/ADEPT 17

CHƯƠNG 4: CÁC CHỈ TIÊU VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 19

4.1 Khái niệm chung về Độ tin cậy trong hệ thống điện 19

4.2 Tổng quan về độ tin cậy 23

4.3 Các chỉ số cơ bản để đánh giá độ tin cậy của hệ thống điện 32

4.4 Các chỉ tiêu đánh giá độ tin cậy lưới phân phối tiêu chuẩn IEEE 1366 34

4.5 Các ví dụ tính toán độ tin cậy theo tiêu chuẩn IEEE 1366 cho sơ đồ lưới phân phối hình tia 37

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI CÔNG TY ĐIỆN LỰC THỦ THIÊM THEO TIÊU CHUẨN IEEE 1366 BẰNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT 44

5.1 Hiện trạng lưới điện 44

5.2 Các thông số cần thiết cho việc tính toán độ tin cậy lưới điện trong chương

PSS/ADEPT 46

5.3 Áp dụng PSS/ADEPT vào tính toán độ tin cậy lưới điện tại Công ty Điện lực Thủ Thiêm 48

5.4 Ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT vào công tác điều tra sự cố trên lưới điện 51

CHƯƠNG 6: ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN TẠI CÔNG TY ĐIỆN LỰC THỦ THIÊM 60

6.1 Phương pháp đánh giá độ tin cậy 60

6.2 Tính toán các chỉ số độ tin cậy cung cấp điện SAIDI, SAIFI, MAIFI của năm 2018 tại Công ty Điện lực Thủ Thiêm 62

CHƯƠNG 7: CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN 67

7.1 Giải pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện 67

7.2 Áp dụng giải pháp tự động hóa lưới điện phân phối (DAS) cho các tuyến dây tại PC Thủ Thiêm 69

CHƯƠNG 8: KẾT LUẬN 74

8.1 Kết luận 74

8.2 Hướng phát triển của đề tài 74

TÀI LIỆU THAM KHẢO 75

DANH MỤC CÁC HÌNH

HÌNH 2.1: TRẠM TRUNG GIAN CÁT LÁI 5

HÌNH 2.2: TRẠM TRUNG GIAN AN KHÁNH 6

HÌNH 2.3: TRẠM TRUNG GIAN THẢO ĐIỀN 7

HÌNH 2.4: TRẠM TRUNG GIAN THỦ ĐỨC 8

HÌNH 2.5: TRẠM TRUNG GIAN THỦ ĐỨC ĐÔNG 9

HÌNH 2.6: TRẠM TRUNG GIAN THỦ ĐỨC BẮC 10

HÌNH 2.7: TRẠM TRUNG GIAN CÔNG NGHỆ CAO 11

HÌNH 3.1: BẢNG CÀI ĐẶT THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA PHẦN MỀM 17

HÌNH 4.1: SƠ ĐỒ KHỐI ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY 22

HÌNH 4.2: MÔ HÌNH HỆ THỐNG 23

HÌNH 4.3: CÁC MỨC ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY HỆ THỐNG 24

HÌNH 4.4: GIẢN ĐỒ BIỂU DIỄN CHỈ TIÊU THIẾU NGUỒN 26

HÌNH 4.5: GIẢN ĐỒ ĐỈNH TẢI NGÀY LIÊN TỤC 27

HÌNH 4.6: SƠ ĐỒ HÌNH TIA 28

HÌNH 4.7: SƠ ĐỒ MẠCH VÒNG 30

HÌNH 4.8: CÁC TRẠNG THÁI TÍNH TOÁN TRUYỀN TẢI KHI CÁC ĐƯỜNG DÂY HỎNG HÓC 30

HÌNH 4.9: ĐƯỜNG CONG CHI PHÍ VỀ PHÍ TỔN MẤT ĐIỆN KỲ VỌNG KHI TĂNG ĐỘ TIN CẬY 32

HÌNH 4.10: HÀM HỎNG HÓC Λ 32

HÌNH 4.11: CHU TRÌNH LÀM VIỆC TRUNG BÌNH 33

HÌNH 4.12: SƠ ĐỒ LƯỚI HÌNH TIA KHÔNG PHÂN ĐOẠN 37

HÌNH 4.13: SƠ ĐỒ LPP HÌNH TIA CÓ ĐẶT CẦU CHÌ 39

HÌNH 4.14: SƠ ĐỒ LPP HÌNH TIA PHÂN ĐOẠN BẰNG DAO CÁCH LY 41 HÌNH 4.15: SƠ ĐỒ LPP KÍN VẬN HÀNH HỞ 42 HÌNH 5.1: SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN ĐỘ TIN CẬY TUYẾN DÂY THỦ THIÊM

TRƯỚC KHI CẢI TẠO 49 HÌNH 5.2: SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN ĐỘ TIN CẬY TUYẾN DÂY THỦ THIÊM SAU KHI CẢI TẠO 50

HÌNH 5.3: THÔNG SỐ NGUỒN PHÁT 53

HÌNH 5.4: THÔNG SỐ ĐƯA VÀO CHƯƠNG TRÌNH PSS/ADEPT 55

HÌNH 5.5: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH SỬ DỤNG CHỨC NĂNG TÍNH FAULT ALL CURRENT 55

HÌNH 5.6: SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 3P TUYẾN DÂY THỦ THIÊM 56 HÌNH 5.7: SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 1P CHẠM ĐẤT TUYẾN DÂY THỦ THIÊM 57

HÌNH 5.1: MÔ HÌNH TÍNH TOÁN ĐỘ TIN CẬY TẠI PC THỦ THIÊM 61 HÌNH 5.2: SƠ ĐỒ LIÊN KẾT CỦA OMS 62

BẢNG 2.3: THỐNG KÊ SỐ LƯỢNG TRẠM BIẾN THẾ 14

BẢNG 4.1: SỐ LIỆU CHIỀU DÀI, CƯỜNG ĐỘ SỰ CỐ NHÁNH LPP HÌNH 4.12 38

BẢNG 4.2: SỐ LIỆU KHÁCH HÀNG TẠI CÁC NÚT PHỤ TẢI LPP HÌNH 4.12 38

BẢNG 4.3: KẾT QUẢ TÍNH TOÁN ĐTC TẠI CÁC NÚT PHỤ TẢI LPP HÌNH 4.12 39

BẢNG 4.4: KẾT QUẢ TÍNH TOÁN ĐTC TẠI CÁC NÚT PHỤ TẢI LPP HÌNH 4.13 40

BẢNG 4.5: SO SÁNH ĐTC TẠI CÁC NÚT PHỤ TẢI LPP HÌNH 4.12 VÀ HÌNH 4.13 40

BẢNG 4.6: KẾT QUẢ TÍNH TOÁN ĐTC TẠI CÁC NÚT PHỤ TẢI LPP HÌNH 4.14 41

BẢNG 4.7: SO SÁNH ĐTC TẠI CÁC NÚT PHỤ TẢI LPP HÌNH 4.13 VÀ HÌNH 4.14 42

BẢNG 4.8: KẾT QUẢ TÍNH TOÁN ĐTC TẠI CÁC NÚT PHỤ TẢI LPP HÌNH 4.15 43

BẢNG 4.9: SO SÁNH ĐTC TẠI CÁC NÚT PHỤ TẢI LPP HÌNH 4.14 VÀ HÌNH 4.15 43

BẢNG 5.1: THỐNG KÊ SỰ CỐ MÁY BIẾN THẾ 44

BẢNG 5.2: THỐNG KÊ SỰ CỐ THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT 45

BẢNG 5.3: THỐNG KÊ SỰ CỐ ĐƯỜNG DÂY 46

BẢNG 5.4: CÁC THÔNG SỐ CẦN THIẾT CHO VIỆC TÍNH TOÁN ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN TRONG CHƯƠNG PSS/ADEPT 46

BẢNG 6.1: TÌNH HÌNH THỰC HIỆN CHỈ TIÊU KỸ THUẬT NĂM 2018 64

BẢNG 6.2: PHÂN LOẠI THEO NGUYÊN NHÂN SỰ CỐ 65

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 Đặt vấn đề

Điện năng có vai trò hết sức quan trọng trong công cuộc công nghiệp hóa và phát triển kinh tế xã hội của đất nước Do đó ngành điện cần phải được phát triển mạnh để đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao về điện năng của đất nước Việc giải quyết đúng đắn vấn đề kinh tế - kỹ thuật từ thiết kế cũng như vận hành nhà máy điện, hệ thống điện và lưới điện phải đặc biệt quan tâm một cách triệt để Để đảm bảo có được các phương án

dự phòng hợp lý và tối ưu trong chế độ làm việc bình thường cũng như xảy ra sự cố

Lưới điện phân phối cung cấp cho các trạm phân phối trung áp, hạ áp và phụ tải trung

áp Các hộ phụ tải nhận điện trực tiếp thông qua các trạm biến áp phân phối, nên khi xảy ra bất kỳ sự cố nào trong lưới điện và trạm biến áp phân phối đều ảnh hưởng trực tiếp đến các hộ tiêu thụ Để nâng cao độ tin cậy và tính liên tục cung cấp điện cũng như

dự phòng hợp lý, luận văn tập trung chủ yếu vào nghiên cứu tính toán độ tin cậy của lưới điện phân phối, từ các kết quả tính toán được đưa ra các giải pháp cung cấp điện đối với phụ tải Vì thế trong đề tài này tác giả sẽ trình bày phương pháp đánh giá độ tin cậy cung cấp điện và giải pháp cải thiện độ tin cậy của lưới điện khu vực Quận 2, TP.HCM dựa vào cơ sở lí thuyết tính toán độ tin cậy chất lượng năng và phần mềm PSS/ADEPT từ số liệu sự cố cụ thể của Công ty Điện lực Thủ Thiêm

Phạm vi của đề tài: Tính toán, đánh giá nâng cao độ tin cậy cung cấp điện của lưới

điện phân phối trên địa bàn Công Ty Điện Lực Thủ Thiêm

Mục đích của đề tài:

Nêu cơ sở lý thuyết về độ tin cậy, các phương pháp phân tích độ tin cậy về lưới phân phối, ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT để đánh giá độ tin cậy và giải pháp cải thiện độ tin cậy vào lưới điện khu vực Quận 2, TP.HCM

Phương pháp nghiên cứu:

Nguyên cứu lý thuyết về tính toán độ tin cậy

Vận dụng kết quả nghiên cứu, ứng dụng phần mềm PSS/DEPT tính toán độ tin cậy của lưới phân phối và áp dụng tính toán độ tin cậy của lưới điện khu vực Quận 2, TP.HCM

1.2 Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài

Đánh giá độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện khu vực Quận 2, TP.HCM với số liệu

áp, máy cắt phân phối, cầu chì, và máy biến áp

Căn cứ vào các thời gian đóng cắt phục hồi sửa chữa các phần tử của phát tuyến tia của mạng điện phân phối bao gồm các thành phần sau: thời gian đóng ngắt đường dây trên không, thời gian đóng ngắt thiết bị bằng tay, thời gian đóng ngắt khi có điều chỉnh điện

áp, thời gian đóng ngắt, thời gian đóng ngắt cầu chì và thời gian đóng ngắt để đưa máy biến áp vào vận hành, thời gian sửa chữa đường dây trên không, thời gian sửa chữa đường dây đi ngầm và thời gian sửa chữa thiết bị đóng ngắt bằng tay của Công ty Điện lực Thủ Thiêm

1.4 Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu bài toán đánh giá độ tin cậy trong hệ thống điện;

- Nghiên cứu và thu thập các số liệu sự cố của Công ty Điện lực Thủ Thiêm

- Ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT vào việc đánh giá độ tin cậy cung cấp điện, đưa ra giải pháp và lộ trình thực hiện các giải pháp để nâng cao độ tin cậy

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TẠI ĐỊA BÀN CÔNG TY ĐIỆN LỰC THỦ THIÊM

2.1 Cơ cấu quản lý của Công ty Điện lực Thủ Thiêm

Công ty Điện lực Thủ thiêm có trụ sở tại địa chỉ số 1000 Đồng Văn Cống, Phường Thạnh Mỹ Lợi, Quận 2, TP.HCM Công ty có chức năng quản lý, vận hành và bảo dưỡng toàn bộ hệ thống điện phân phối tại Quận 2 và Quận 9

Đây là khu vực có mật độ dân số đông và có tiềm năng phát triển lớn, Quận 2 với khu

đô thị mới Thủ Thiêm, tương lai sẽ trở thành trung tâm hành chính, tài chính mới của TP.HCM Bên cạnh đó, còn có Khu Công Nghiệp Cát Lái và Cảng Cát Lái Tại Quận

9, Khu Công nghệ cao có nhiều công ty công nghệ trong và ngoài nước như Samsung, Intel, Jabil, Vì vậy, đảm bảo tính ổn định, an toàn và chất lượng cho lưới điện phân phối là rất cần thiết Các phụ tải chính của khu vực này là các khu công công nghiệp, cảng biển, khu dân cư

Công ty có 369 nhân viên bao gồm Ban Giám đốc, cán bộ kỹ thuật và nhân viên văn phòng

Ban giám đốc bao gồm 1 Giám đốc, 3 Phó Giảm đốc Công ty có 9 Phòng và 2 Đội để quản lý, vận hành và cung cấp điện liên tục

Director: Người lãnh đạo Công ty, quản lý và điều hành Công ty về vấn đề sản xuất và kinh doanh

Phó Giảm đốc Kinh Doanh: Hỗ trợ Giám đốc trong việc quản lý khối Kinh Doanh

Phó Giảm đốc Kỹ Thuật: Hỗ trợ Giám đốc trong việc quản lý khối Kỹ Thuật

Phó Giám đốc Đầu tư Xây dựng: Hỗ trợ Giám đốc trong việc quản lý đầu tư xây dựng

và phát triển lưới trên địa bàn

Văn Phòng:

- Hỗ trợ Giám đốc về vấn đề quản lý văn thư

- Gặp khách hàng, thu thập thông tin về khách hàng, giải đáp thắc mắc của khách hàng

- Quản lý nhân sự

- Giải quyết các vấn đề chính sách, chính trị của Công ty

Phòng Kế toán và Tài chính: Hỗ trợ Giám đốc trong việc quản lý mảng tài chính bao gồm thu, chi, quỹ cho các hoạt động của công ty Báo cáo tài chính cho cấp trên mỗi tháng

Phòng Kinh doanh: Hỗ trợ Giám đốc trong vấn đề quản lý mua bán điện, giải quyết khiếu nại, thắc mắc của khách hàng

- Gắn mới điện kế

- Kiểm tra giá điện: kiểm tra định kỳ, xác minh các trường hợp gian lận điện

- Kiểm tra hóa đơn: tiếp nhận và giải quyết các thắc mắc của khách hàng liên quan đến hóa đơn điện, sai giá hoặc sai chỉ số điện kế

- Thu thập chỉ số: lấy chỉ số tiêu thụ điện năng và phát hiện các trường hợp sử dụng điện bất hợp pháp

Phòng Thu Ngân: Thu tiền điện tại quầy, thu tiền qua điện thoại, thu tiền qua ngân hàng, thu phí gắn mới điện kế và phí phạt Nhắc nợ, ngưng cung cấp điện khi khách hàng không thanh toán tiền điện đúng hạn

Phòng Kỹ thuật: Báo cáo kỹ thuật cho Tổng Công ty Điện lực TP.HCM định kỳ hàng tháng Giám sát dữ liệu các trạm điện qua hệ thống SCADA, dựa trên các thông tin thu thập được đưa ra các giải pháp khắc phục vấn đề

Đội Quản lý lưới điện: Quản lý lưới điện trên địa bàn, đảm bảo tính liên tục cung cấp điện cho khách hàng, sửa chữa và giải quyết sự cố, phối hợp với Phòng Kỹ thuật trong công tác sửa chữa , bảo trì, hoàn thiện lưới điện Thay thế các điện kế quá hạn Bao gồm: Đội Quản lý lưới Điện, Đội Vận Hành Lưới Điện, Đội Quản lý Hệ Thống Đo Đếm

2.2 Hệ thống lưới điện tại địa bàn Công ty Điện lực Thủ Thiêm

Trạm trung gian Cát Lái: 2x63 MVA – 220/22kV

Cung cấp điện chủ yếu cho khu vực Quận 9

Phát tuyến trung thế 22kV: Ông Nhiêu, Tân Lập, Năm Lý, Mỹ Hòa, Nghiền Phú Hữu

1, Nghiền Phú Hữu 2, Bưng Ông Thoàn, Tân Cảng, Thạnh Mỹ Lợi, KDC Cát Lái, Bà Cua

Hình 2.1: Trạm Trung gian Cát Lái

Trạm Trung gian An Khánh: 1x63 MVA, 1x40 MVA - 110/22kV

Cung cấp điện chủ yếu cho khu vực Quận 2

Phát tuyến trung thế 22kV: Thủ Thiêm, Bình Trưng, Rạch chiếc, Thảo Điền, Ông Tranh,

An Lợi Đông

Hình 2.2: Trạm Trung gian An Khánh

Trạm Trung gian Thảo Điền: 1x63MVA 110/22kV

Phát tuyến trung thế 22kV: Tây Hòa, Đông Tây, Quốc Hương, Văn Minh, Minh Đăng

Hình 2.3: Trạm Trung Gian Thảo Điền

Trạm Trung gian Thủ Đức: 2x63MVA - 110/22kV

Phát tuyến trung thế 22kV: Caric, Phong Phú, Phước Bình

Hình 2.4: Trạm Trung gian Thủ Đức

Trạm Trung gian Thủ Đức Đông: 2x63MVA - 110/22kV

Phát tuyến trung thế 22kV: Long Bửu, Phước Lai, Cầu Xây, Hiệp Phú, Lâm Viên, Chợ Nhỏ, Khu Công Nghệ cao, Samsung 1,2,3

Hình 2.5: Trạm Trung gian Thủ Đức Đông

Trạm Trung gian Thủ Đức Bắc: 2x63MVA - 110/22kV

Phát tuyến trung thế 22kV: Long Bình

Hình 2.6: Trạm Trung gian Thủ Đức Bắc

Trạm Trung gian Công Nghệ Cao: 3x40MVA – 220/22kV

Phát tuyến trung thế 22kV: Vàm Xuồng, Hợp Tác, Xúc Tiến, Samsung 4,5,6

Hình 2.7: Trạm Trung gian Công Nghệ Cao

2.3 Khối lượng quản lý kỹ thuật

STT TÊN TUYẾN

DÂY/CÁP

TRẠM NGẮT/

TRẠM TRUNG GIAN

SỐ LƯỢNG TRẠM

TỔNG CÔNG SUẤT TRẠM (KVA)

TẢI (A)

BÁN KÍNH (Km)

DUNG LƯỢN

G TỤ

BÙ (KVAr )

STT TÊN TUYẾN

DÂY/CÁP

TRẠM NGẮT/

TRẠM TRUNG GIAN

SỐ LƯỢNG TRẠM

TỔNG CÔNG SUẤT TRẠM (KVA)

TẢI (A)

BÁN KÍNH (Km)

DUNG LƯỢN

G TỤ

BÙ (KVAr )

Trạm biến áp phân phối

3 pha Trạm biến áp phân phối 1 pha

Tổng

<=400kVA >400kVA 1 máy 2 máy >=3 máy

Trạm phân phối (công cộng)

CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG PSS/ADEPT VÀO LƯỚI

ĐIỆN PHÂN PHỐI

3.1 Giới thiệu về PSS/ADEPT

Phần mềm PSS/ADEPT (The Power System Simulator/Advanced Distribution Engineering Productivity Tool ) là phần mềm mới nhất trong họ phần mềm PSS của hãng Shaw Power Technologies, Inc được sử dụng rất phổ biến Mỗi phiên bản tùy theo yêu cầu người dùng kèm theo khóa cứng dùng chạy trên máy đơn hay máy mạng Với phiên bản chạy trên máy đơn và khóa cứng kèm theo, chỉ chạy trên môt máy tính duy nhất

Phần mềm PSS/ADEPT là một phần mềm phân tích và tính toán lưới điện rất mạnh, phạm vi áp dụng cho lưới cao thế đến hạ thế với qui mô số lượng nút không giới hạn và hoàn toàn có thể áp dụng rộng rãi trong các công ty Điện Lực

Phần mềm PSS/ADEPT được phát triển dành cho các kỹ sư và nhân viên kỹ thuật trong ngành điện Nó được sử dụng như một công cụ để thiết kế và phân tích lưới điện phân phối PSS/ADEPT cũng cho phép chúng ta thiết kế, chỉnh sữa và phân tích sơ đồ lưới một cách trực quan theo giao diện đồ họa với số nút không giới hạn Tháng 04/2004, hãng Shaw Power Technologies đã cho ra đời phiên bản PSS/ADEPT 5.0 với nhiều tính năng bổ sung và cập nhật đầy đủ các thông số thực tế của các phần tử trên lưới điện

3.1.1 Tính năng chính

• PSS/ADEPT được phát triển từ phần mềm cũ PSS/U không như PSS/U chỉ chạy trên môi trường MS-DOS, PSS/ADEPT được phát triển trên hệ điều hành Windows nên có nhiều ưu điểm hơn

• Với giao diện trực quan, PSS/ADEPT cho phép người dùng có thể thiết kế, chỉnh sửa và phân tích sơ đồ lưới điện và các thông số của lưới điện trực tiếp trên máy tính

• Tận dụng khả năng quản lý bộ nhớ của hệ điều hành Windows, PSS/ADEPT có thể tính toán được số lượng node không giới hạn tại cùng một thời điểm Tốc độ tin toán phụ thuộc chủ yếu vào CPU và RAM của máy tính

• Công cụ này có thể xuất ra được các định dạng sử dụng trên các phần mềm khác trên hệ điều hành Windows như Excel, Access,…

• Các module tiện ích của PSS/ADEPT rất có ích trong việc quản lý hệ thống lưới điện phân phối

3.1.2 Yêu cầu cấu hình của máy tính

Theo hướng dẫn sử dụng của phần mềm, cấu hình máy tính cần có là Pentium IV,

256 MB RAM, và 30MB trống trong ổ cứng

Cách cài đặt PSS/ADEPT cũng đơn giản tương tự như các phần mềm thông thường khác PSS/ADEPT hiện chỉ tương tích với hệ điều hành Windows 98, các hệ điều hành khác chưa được kiểm tra

3.1.3 Bản quyền phần mềm

Bản quyền phần mềm PSS/ADEPT được chứa trong một khóa cứng (Hard Lock Dongle), là một thiết bị sử dụng cổng USB hoặc cổng COM trên máy tính Một khóa cứng chỉ sử dụng cho một máy tính Hiện đã có loại khóa cứng dùng trên hệ thống mạng tại Công ty, nhưng lại có tốc độ tính toán chậm hơn

3.1.4 Cài đặt các thông số cơ bản

Vào Menu/Program Setting để cài đặt các thông số cơ bản cần thiết

Hình 3.1: Bảng cài đặt thông số cơ bản của phần mềm

Các thông số cần thiết cần phải thiết lập là:

• Đường dẫn tập tin làm việc: Input file directory

• Đường dẫn tập tin báo cáo: Report file directory

• Đường dẫn tập tin thư viện phần mềm: Construction dictionary

3.2 Các module của PSS/ADEPT

Nhiều Module tính toán trong hệ thống điện không được đóng gói sẵn trong phần mềm

PSS/ADEPT Nhưng chúng ta có thể mua từ nhà sản xuất từng Module sau khi cài đặt

chương trình Các Module bao gồm:

Bài toán tính phân bố công suất (Load Flow – Module có sẵn): Phân tích và tính

toán điện áp, dòng điện, công suất trên từng nhánh và từng phụ tải cụ thể

Bài toán tính ngắn mạch (All Fault – Module có sẵn ): Tính toán ngắn mạch tại tất

cả các nút trên lưới, bao gồm các loại ngắn mạch như ngắn mạch 1 pha, 2 pha và 3 pha

Bài toán TOPO (Tie Open Point Optimization): Phân tích điểm dừng tối ưu Tìm ra

những điểm có tổn hao công suất nhỏ nhất trên lưới và đó là điểm dừng lưới trong mạng vòng 3 pha

Bài toán CAPO (Optimal Capacitor Placement): Đặt tụ bù tối ưu Tìm ra những điểm

tối ưu để đặt các tụ bù cố định và tụ bù ứng động sao cho tổn thất trên lưới là bé nhất

Bài toán tính toán các thông số đường dây (Line Properties Calculator): Tính toán

các thông số đường dây truyền tải

Bài toán phối hợp và bảo vệ (Protection and Coordination)

Bài toán phân tích sóng hài (Hamornics): Phân tích các thông số và ảnh hưởng của

các thành phần sóng hài trên lưới

Bài toán phân tích độ tin cậy trên lưới điện (DRA – Distribution Reliability Analysis) Tính toán các thông số độ tin cậy trên lưới điện như:

- SAIFI: (chỉ tiêu tần suất mất điện trung bình của hệ thống)

- SAIDI: (chỉ tiêu thời gian mất điện trung bình hệ thống)

- CAIFI: (chỉ tiêu thời gian mất điện trung bình của khách hàng)

- CAIDI: (chỉ tiêu tần suất mất điện trung bình của khách hàng)

- ASAI: (chỉ tiêu khả năng sẵn sàng cung cấp )

- ASUI: (chỉ tiêu khả năng không sẵn sàng cung cấp)

- ENS: (Chỉ tiêu thiếu hụt điện năng )

- AENS: (chỉ tiêu thiếu hụt điện năng trung bình )

…

CHƯƠNG 4: CÁC CHỈ TIÊU VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI

4.1 Khái niệm chung về Độ tin cậy trong hệ thống điện

4.1.1 Định nghĩa độ tin cậy

Hệ thống điện khi làm việc thì sẽ xuất hiện sự cố, tần suất xuất hiện sự cố phụ thuộc vào chất lượng của các thiết bị, phương thức vận hành của hệ thống, các yếu tố khách quan,…Để đánh giá được mức độ an toàn trong vận hành của các hệ thống, người ta đưa ra khái niệm về độ tin cậy

Định nghĩa độ tin cậy như sau: Độ tin cậy là xác suất làm việc tốt của một thiết bị trong một chu kỳ dưới các điều kiện vận hành đã được thử nghiệm

Độ tin cậy của hệ thống điện phân loại thành hai hướng cơ bản

4.1.2 Các khái niệm

a) Phần tử tính toán độ tin cậy

Trong nghiên cứu đánh giá độ tin cậy, hệ thống cung cấp điện được chia thành các phấn

tử tính toán Các phần tử này được chọn tùy ý, dụ như hệ thống truyền tải có thể là một phần tử, nhưng một rơle có thể bao gồm nhiều phần tử Mỗi phần tử có thể ít nhất hai

trạng thái:

+ Làm việc

+ Không làm việc

Phần tử trong hệ thống điện là phần tử có phục hồi, nghĩa là sau khi hỏng hóc sẽ được

sửa chữa rồi đưa trở lại làm việc vì vậy, sẽ có hai sự kiện như sau:

+ Sự cố hư hỏng: phần tử chuyển từ trạng thái làm việc sang trạng thái không làm việc

+ Phục hồi hư hỏng: phần tử chuyển từ trạng thái không làm việc sang trạng thái làm

Cắt cưỡng bức: gây ra do các điều kiện khẩn cấp liên quan trực tiếp đến phần tử mà đòi hỏi phần tử này phải được cách ly khỏi hệ thống ngay lập tức, hoặc tự động ngắt ngay khi các thao tác đóng cắt nhầm của con người hay thiết bị

Cắt phần tử theo lịch trình: được thực hiện khi một phần tử được chủ định cách ly khỏi

hệ thống tại một thời điểm được lựa chọn, thường là cho mục đích xây dựng, bảo trì hay sửa chữa (do can thệp của người vận hành)

Cắt phần tử từng phần: trạng thái của một phần tử khi khả năng vận hành theo đúng chức năng của phần tử giảm xuống nhưng không hoàn toàn bị loại trừ

Cắt cưỡng bức ngắn hạn: phần tử bị cắt ra nhưng tự động đóng lại bằng thiết bị tự đóng lại

Cắt cưỡng bức kéo dài: phần tử bị cắt ra chỉ đóng lại sau khi sửa chữa hoặc thay thế

d) Ngừng cung cấp điện:

Sự mất điện cho một hay nhiều hộ tiêu thụ hay các khu vực khác nhau là hậu quả của

sự cắt một hay nhiều phần tử, phụ thuộc vào cấu trúc hệ thống

+ Ngừng cung cấp điện cưỡng bức: sự mất điện bắt buộc

+ Ngừng cung cấp điện theo định kỳ: sự mất điện theo lịch trình

+ Ngừng cung cấp điện trong giây lát: là khoảng thời gian giới hạn đòi hỏi phải phục hồi cấp điện bằng tự động hay điều khiển có giám sát hoặc đóng cắt bằng tay (các thao tác đóng cắt này thường thực hiện trong vài phút)

+ Ngừng cung cấp điện tạm thời: là khoảng thời gian giới hạn đòi hỏi phải phục hồi cung cấp điện bằng tay (các thao tác này thường thực hiện trong khoảng một đến hai giờ)

+ Ngừng cung cấp điện kéo dài liên tục: ngừng cung cấp điện không được mô tả như ngừng cung cấp điện trong giây lát và cắt điện tạm thời

Quan hệ giữa các phần tử, hệ thống và khách hàng trong lĩnh vực đáng giá độ tin cậy được mô tả bởi sơ đồ khối hình 4.1

Hình 4.1: Sơ đồ khối đánh giá độ tin cậy

4.1.3 Các chỉ tiêu độ tin cậy

a) Chỉ tiêu tần suất ngừng cung cấp điện hệ thống

Là số lần ngừng cung cấp điện trung bình trên mỗi khách hàng được cấp điện trong một đơn vị thời gian (được ước tính bằng cách chia số khách hàng bị cắt điện tích lũy trong một năm cho số khách hàng được cấp điện)

b) Chỉ tiêu tần suất ngừng cungcấp điện khách hàng

Là số lần ngừng cung cấp điện trung bình trên mỗi khách bị ảnh hưởng trong một đơn

vị thời gian (được ước tính bằng cách chia số lần ngừng cung cấp điện của khách hàng trong một năm cho số khách hàng bị ảnh hưởng mất điện)

c) Chỉ tiêu cắt tải

Là lượng KVA trung bình của tải nối vào hệ thống ngừng cung cấp điện trên một đơn

vị thời gian trên đơn vị tải nối vào hệ thống được cấp điện (được tính bằng cách chia lượng tải bị cắt hàng năm cho lượng tải nối vào)

d) Chỉ tiêu cắt xén khách hàng

Là lượng KVA trung bình của tải nối vào hệ thống ngừng cung cấp điện trên khách hàng bị ảnh hưởng trong năm (đây là tỉ số của lượng bị cắt xén hàng năm của số khách hàng bị ảnh hưởng mất điện trong năm)

e) Chỉ tiêu ngừng cung cấp điện khách hàng

Là khoảng thời gian ngừng cung cấp điện của khách hàng trong một khoảng thời gian xác định (được xác định bằng cách chia tổng thời gian của các khách hàng bị cắt điện

kéo dài trong suốt khoảng thời gian nào đó cho số lần cắt điện khách hàng kéo dài trong khỏang thời gian đó)

4.2 Tổng quan về độ tin cậy

Các hệ thống điện thường dược chia thành ba khâu chức năng, với những đặc điểm khác nhau trong thiết kế, vận hành như sau:

Hình 4.3: Các mức đánh giá độ tin cậy hệ thống

Mức thứ nhất :

Nghiên cứu về khả năng của hệ máy phát cấp điện cho tải Hệ thống truyền tải không được xét đến ở mức này Chỉ số tin cậy của mức thứ nhất là Chỉ Số Dự Báo Mất Tải (LOLE) và Chỉ Số Dự Báo Thiếu Năng lượng Cung Cấp (LOEE)

Mức thứ hai :

Nghiên cứu về hệ thống phát và hệ thống truyền tải cung cấp năng lượng tại các nút tải Các nghiên cứu này là đánh giá hỗn hợp của hệ thống Chỉ số của mức II mang tính toàn cục hay tại một thanh cái cung cấp điện gồm có tần suất, thời gian, phụ tải và năng lượng

Trong luận văn này, chúng ta chỉ xét mức thứ 3

4.2.1 Độ tin cậy nguồn phát

Để tính toán độ tin cậy ở cấp nguồn phát, vài chỉ tiêu thường được dùng để tính toán là:

a) Xác suất thiếu nguồn (LOLP – loss of load probability), chỉ tiêu thiếu nguồn (LOLE – loss of load expectation)

LOLP là xác suất của hệ thống khi công suất khả dụng nguồn phát không đáp ứng nhu cầu phụ tải

Trong đó:

+ X: công suất nguồn bị cắt của hệ thống

+ R = C – L: công suất dự trữ của hệ thống

+ C: công suất khả dụng nguồn phát

+ L: công suất tải lớn nhất

Trong thực tế thường người ta sử dụng chỉ tiêu thiếu nguồn LOLE LOLE là số ngày

kỳ vọng có thể xảy ra hay số giờ trong một khoảng thời gian khảo sát khi phụ tải lớn nhất vượt quá công suất khả dụng:

Nếu mô hình tải là đường cong đỉnh tải liên tục trong năm thì T là 365 ngày và đơn vị của LOLE là ngày/năm Nếu mô hình tải là đường cong tải ngày thì T là 8760 giờ và đơn vị của LOLE là giờ/năm

Hình 4.4: Giản đồ biểu diễn chỉ tiêu thiếu nguồn

Trong đó:

+ Qk: công suất nguồn không làm việc ở trạng thái k

+ tk : khoảng thời gian thiếu nguồn

+ Li : đỉnh tải tại thời điểm t

+ Ci : công suất khả dụng (có thể làm việx được) nguồn ở thời điểm i

b) Thiếu hụt điện năng (EENS – expected energy not served) EENS là tổn thất năng lượng của khách hàng khi công suất của hệ thống không đủ cung cấp (thiếu nguồn)

EENS là tổn thất năng lượng của khách hàng khi công suất của hệ thống không đủ cung cấp (thiếu nguồn)

4.3

Nếu mô hình tải tính theo giờ, khi đó: p(R) = 1/8760 và t = 8760giờ Phí tổn ngừng cung cấp điện có thể được tính từ EENS

Hình 4.5: Giản đồ đỉnh tải ngày liên tục

Hình 4.5, nếu cắt công suất hư hỏng một lượng Qk lớn hơn dự trữ hệ thống thì điện năng sẽ thiếu một lượng Ek

c) Tần suất và độ dài

Việc ngừng cung cấp điện thường xảy ra trên một khoảng thời gian gây tổn thất cho khách hàng, ví dụ như đối với ngành công nghiệp hóa chất hay công nghiệp luyện kim

Do đó cần phải xét chỉ tiêu tần suất và khoảng thời gian ngừng cung cấp điện

Tần suất ngừng cung cấp điện tích lũy của hệ thống được tính:

Trong đó: Lp: công suất tải lớn nhất hàng năm

Việc đánh giá yêu cầu các chỉ tiêu cao hay thấp phụ thuộc vào điều kiện từng quốc gia

Khi cắt chỉ tiêu LOLE thường giả thiết hai tổ máy có hai trạng thái là “sẵn sàng” (làm việc với công suất định mức) và “không sẵn sàng” (không làm việc với công suất định mức) Điều này không chính xác, đặc biệt với những tổ máy lớn

4.2.2 Các công thức tính độ tin cậy trong mạng truyền tải

+ L1, L2 : trạng thái không làm việc của đường dây 1 và 2

+ L1, L2 : trạng thái làm việc của đường dây 1 và 2

Khi cùng một lúc xuất hiện biến cố là L1 và L2

Trong đó:

+ Pg : xác suất khi phụ tải vượt quá công suất phát khả dụng

+ Pc : xác suất khi tải vượt quá khả năng tải đường dây

Khi suất hiện L1, L2: