NGHIÊN CỨU, ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP BÙ TỐI ƯU CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG NHẰM GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CHO LƯỚI ĐIỆN HUYỆN QUẢNG TRẠCH LUAN VĂN THẠC SY

T đề t i NGHIÊN CỨU, ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP BÙ TỐI ƯU CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG NHẰM GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CHO LƯỚI ĐIỆN HUYỆN QUẢNG TRẠCH ọc viên: Trần Long Kế - huyên ngành: Kỹ thuật điện M

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

TRẦN LONG KẾ

NGHIÊN CỨU, ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP

BÙ TỐI ƯU CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG NHẰM GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CHO LƯỚI ĐIỆN HUYỆN QUẢNG TRẠCH

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong Luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tôi xin 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 đã được chỉ rõ nguồn gốc

H vi t ự iệ

TRẦN LONG KẾ

TRANG BÌA

LỜ AM OA

MỤ LỤ

TRA TÓM TẮT T Ế V ỆT V T Ế A

DANH MỤ Á KÝ ỆU, Á Ữ V ẾT TẮT

DA MỤ Á BẢ

DA MỤ Á Ì

MỞ ẦU 1

1 Lý do và tính cấp thiết chọn đề tài 1

2 ối tượng và phạm vi nghiên cứu 1

3 Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu 2

4 Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn 2

5 Tên đề tài 2

6 Phương pháp nghiên cứu 2

7 Bố cục luận văn 3

ƯƠ 1 TỔ QUA VỀ LƯỚ Ệ P Â P Ố V TÌ Ì TỔ T ẤT Ệ Ă ỦA UYỆ QUẢ TR – TỈ QUẢ BÌ 4

1.1 Quá trình hình thành và phát triển của lưới điện huyện Quảng Trạch 4

1.2 Thực trạng tổn thất điện năng của lưới điện phân phối iện lực Quảng Trạch 6

1.3 Một số giải pháp đã thực hiện đã thực hiện để giảm tổn thất của lưới điện 8

1.3.1 iải pháp kỹ thuật 8

1.3.2 iải pháp thương mại: 9

1.4 Kết luận 10

ƯƠ 2 Ơ SỞ TÍ TOÁ TỔ T ẤT Ệ Ă V P Ầ MỀM PSS/ADEPT 11

2.1 ác phương pháp tính toán tổn thất công suất và tổn thất điện năng 11

2.1.1 Vai trò, ý nghĩa của bài toán xác định TT S, TT 11

2.1.2 ác yếu tố ảnh hưởng đến trị số TT S và TT trong hệ thống cung

cấp điện 12

2.1.3 Tính toán tổn thất công suất trong quản lý vận hành 16

2.1.4 Tính toán tổn thất điện năng trong hệ thống điện 18

2.3 ơ sở lý thuyết phần mềm PSS/ADEPT 25

2.3.1 iới thiệu phần mềm PSS/ADEPT 25

2.3.2 Các modul 26

2.3.3 ác bước thực hiện 30

ƯƠ 3 TÍ TOÁ P Â TÍ Á Ế Ộ VẬ ỦA LƯỚ

Ệ UYỆ QUẢ TR 32

3.1 Thông số lưới điện khu vực huyện Quảng Trạch 32

3.1.1 iện trạng 32

3.1.2 ặc điểm kết lưới của lưới điện phân phối huyện Quảng Trạch 32

3.1.3 ác vị trí phân đoạn giữa xuất tuyến: 33

3.2 Tính toán TT cho lưới điện phân phối huyện Quảng Trạch 33

3.2.1 Số liệu đầu vào tính toán TT 33

3.2.2 Tính toán TT lưới điện phân phối huyện Quảng Trạch 38

3.3 Kết luận 43

ƯƠ 4 TÍ TOÁ Ề XUẤT Ả P ÁP BÙ Ô SUẤT P Ả K Á O K U VỰ UYỆ QUẢ TR 44

4.1 Phân tích lựa chọn phương án bù 44

4.2 Tính toán dung lượng cần bù cho từng xuất tuyến 44

4.2.1 Phương án bù trung áp 44

4.2.2 Phương án bù hạ áp 46

4.3 Lựa chọn phương án tối ưu và tính toán hiệu quả kinh tế 48

4.3.1 Lựa chọn phương án tối ưu 48

4.3.2 Tính toán hiệu quả kinh tế 49

4.3.3 iá trị làm lợi hàng năm tính cho 2 xuất tuyến đại diện 49

4.3.4 hi phí bổ sung tụ bù 50

4.4 Kết luận 50

KẾT LUẬ V K Ế Ị 51

T L ỆU T AM K ẢO 52

P Ụ LỤ 53 QUYẾT Ị AO Ề T LUẬ VĂ T SĨ (BẢ SAO)

BẢ SAO KẾT LUẬ ỦA Ộ Ồ , BẢ SAO Ậ XÉT ỦA Á

P Ả B Ệ

T đề t i

NGHIÊN CỨU, ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP BÙ TỐI ƯU CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG NHẰM GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CHO LƯỚI ĐIỆN

HUYỆN QUẢNG TRẠCH

ọc viên: Trần Long Kế - huyên ngành: Kỹ thuật điện

Mã số: Khóa: K34 - Trường ại học Bách khoa – ại học à ẵng

Tóm tắt – Với tốc độ tăng trưởng của phụ tải cao nên lưới điện thường xuyên phải đối mặt

với tình trạng quá tải và điện áp thấp, ngoài ra trong những năm gần đây ngành điện lại đang tiếp nhận hệ thống lưới điện nông thôn, trong điều kiện địa bàn cấp điện rộng, địa hình phức tạp, phân bố phụ tải không đồng đều giữa các vùng, thời tiết diễn biến phức tạp, lưới điện cũ nát Sự mất cân đối giữa tăng trưởng phụ tải và đầu tư cải tạo lưới điện trong nhiều năm qua (kể cả lưới điện truyền tải) là vấn đề mà ngành điện đang phải đối diện dẫn đến tổn thất điện năng lớn, sự cố nhiều và độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện thấp ể nâng cao chất lượng điện năng, giảm tổn thất của lưới phân phối, ta phải tăng cường công tác quản lý vận hành hệ thống điện với các giải pháp cụ thể Việc bù SPK sẽ cho phép nâng cao chất lượng điện năng cũng như hiệu quả kinh tế của L PP Luận văn trình bày kết quả nghiên cứu từ cơ sở dữ liệu hiện có của lưới điện huyện Quảng Trạch, các thông số lưới điện từ phần mềm MDMS và phần mềm PSS/ADEPT đang áp dụng cho lưới điện huyện Quảng Trạch Từ đó, đánh giá hiệu quả các phương án bù tối ưu cho lưới điện Trung

áp, hạ áp nhằm đề xuất phương án bù tối ưu cho L PP

Từ ó - Tổn thất điện năng; bù SPK; PSS/ADEPT, iện lực Quảng Trạch

RESEARCH, PROPOSED SOLUTIONS FOR THE PROMOTION OF RESISTANCE OF REFLECTIVE RESISTANCE TO REDUCE

ELECTRICITY LOSS FOR QUANG TRACH DISTRICT POWER SUPPLY

Summary - With the high growth rate of the load, the grid often faces overload and low

voltage In addition, in recent years, the electricity sector has been receiving rural power network, The power supply area is wide, complex terrain, distribution of unequal load between regions, the weather is complicated, the grid is broken The imbalance between load growth and investment in upgrading power grids over the past several years (including transmission grids) is a problem that the power sector is facing, resulting in large power losses, Low power grid reliability In order to improve the quality of electricity, to reduce losses of the distribution network, we must strengthen the management of the operation of the power system with specific solutions The CSPK compensation will allow for improved power quality as well as economic efficiency of the grid The thesis presents the results from the existing database of the Quang Trach District grid, grid parameters from the MDMS software and PSS / ADEPT software applied to the Quang Trach grid From there, evaluate the effectiveness of the compensation options for the medium voltage, low voltage

to propose optimal compensation for grid

Keywords - Power losses; CSPK compensation; PSS / ADEPT, Quang Trach Power

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ IẾT TẮT

Bảng 1.1: Khối lượng QLKT huyện Quảng Trạch 5

Bảng 1.2: Kết quả SXKD 11 tháng đầu năm 2018 5

Bảng 1.3: TT toàn iện lực Quảng Trạch các tháng đầu năm 2018 (phiên kinh doanh) 7

Bảng 1.4: Số liệu TT các cấp điện áp năm 2017 và các tháng đầu năm 2018 7

Bảng 1.5: Số liệu tổn thất cấp điện áp 22kV năm 2017 và các tháng đầu năm 2018 7

Bảng 3.1: Khối lượng các xuất tuyến 22kV iện lực Quảng Trạch quản lý 32

Bảng 3.2: TT S và TT trên các xuất tuyến vào tháng 7 40

Bảng 3.3: TT S và TT trên các xuất tuyến vào tháng 3 41

Bảng 4.1: Khối lượng và dung lượng bù ttrung áp mùa khô 45

Bảng 4.2: So sánh TT S trước và sau khi bù trung áp áp mùa khô 45

Bảng 4.3: Khối lượng và dung lượng bù ttrung áp mùa mưa 46

Bảng 4.4: So sánh TT S trước và sau khi bù trung áp áp mùa mưa 46

Hình 1.1 Bản đồ vị trí địa lý huyện Quảng Trạch 4

Hình 2.1 Sơ đồ thuật toán của phương pháp ewton 17

Hình 2.2 ồ thị phụ tải chữ nhật hóa 19

Hình 2.3 ồ thị phụ tải hình thang hóa 19

Hình 2.4 Biểu đồ TT S và xác định TT sử dụng đường cong tổn thất 22

Hình 2.5 ường cong tổn thất 24

Hình 2.6 Sơ đồ áp dụng triển khai của PSS/ADEPT 26

Hình 2.8 ộp thoại thiết đặt các thông số kinh tế Trung áp trong APO 27

ình 2.9 ộp thoại thiết đặt thông số trong APO 29

Hình 2.10 Hộp thoại thông báo không có tụ bù nào để đặt lên lưới 30

ình 3.1 ồ thị phụ tải xuất tuyến 473 Ba ồn 35

ình 3.2 ồ thị phụ tải xuất tuyến 477 Ba ồn 35

ình 3.3 ồ thị phụ tải xuất tuyến 478 Ba ồn 36

ình 3.4 ồ thị phụ tải xuất tuyến 472 òn La 36

ình 3.5 ồ thị phụ tải xuất tuyến 474 òn La 37

ình 3.6 ồ thị phụ tải xuất tuyến 476 òn La 37

ình 3.7 ồ thị phụ tải xuất tuyến 478 òn La 38

Hình 4.1 Các thông số về kinh tế khi chạy APO 44

Hình 4.2 ác thông số về kinh tế khi chạy APO 47

MỞ ĐẦU

1 Lý v tí ấp t iết đề t i

Trong quá trình hội nhập và phát triển iện năng đóng vai trò quan trọng sự phát triển kinh tế của mỗi quốc gia bởi nó cung cấp điện cho các ngành nghề khác có thể hoạt động sản xuất kinh doanh, nếu không có điện thì ngành công nghiệp không thể tồn tại và phát triển Bên cạnh đó, điện cũng rất cần thiết cho đời sống sinh hoạt dân cư, nó góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống của người dân hững năm qua tốc độ phát triển kinh tế xã hội nước ta nói chung và địa bàn huyện Quảng Trạch nói riêng tăng cao Vì vậy nhu cầu sử dụng điện cũng tăng theo Vì vậy để nâng cao chất lượng điện năng, đảm bảo cung cấp điện an toàn, ổn định, liên tục và chất lượng Phục vụ chính trị, an ninh quốc phòng, phát triển kinh tế xã hội và nhu cầu sinh hoạt của nhân dân thì việc giảm tổn thất điện năng là một vấn đề cấp thiết và cực kỳ quan trọng

Trong hệ thống điện miền Trung nói chung và hệ thống điện huyện Quảng Trạch nói riêng thì phụ tải giờ cao điểm và giờ thấp điểm thường lệch nhau rất lớn nên giờ cao điểm thường thiếu công suất trong khi đó vào giờ thấp điểm thì công suất phản kháng lại phát ngược về nguồn Thêm vào khả năng phát công suất phản kháng của các nhà máy điện rất hạn chế cosphi = 0,8 – 0,85 goài ra vì lý do kinh tế, người

ta không chế tạo các máy phát có khả năng phát nhiều công suất phản kháng đủ cho chế đố phụ tải lớn nhất, mà nó chỉ làm chức năng điều chỉnh công suất phản kháng trong hệ thống điện để đáp ứng được nhanh chóng yêu cầu thay đồi phụ tải Do đó phần công suất phản kháng sẽ được bù bằng các nguồn công suất phản kháng đặt thêm gọi chung là nguồn công suất bù

Lưới điện thuộc khu vực huyện Quảng Trạch trong những năm qua đã được đầu tư về hệ thống tụ bù công suất phản kháng Tuy nhiên chưa đặt hiệu quả cao guyên nhân là do sự phát triển thay đổi lưới điện chưa đồng bộ và các phụ tải thay đổi liên tục theo từng năm dẫn đến vị trí lắp đặt tụ bù không còn hợp lý nữa Vì vậy để nghiên cứu tính toán, đề xuất một số giải pháp hợp lý và hiệu quả tác giả chọn đề tài

“Nghiên cứu, đề xuất giải pháp bù tối ưu công suất phản kháng nhằm giảm tổn thất điện năng cho lưới điện huyện Quảng Trạch”

2 Đ i t ợ v p ạm vi i ứ

- ối tượng nghiên cứu là hệ thống bù lưới điện phân phối thuộc phạm vi huyện Quảng Trạch Khảo sát nghiên cứu tổng thể hệ thống bù từ đó đánh giá phân tích đưa

ra các giải pháp bù công suất phản kháng tối ưu và hợp lý

- Phạm vi nghiên cứu của đề tài là toàn bộ lưới điện phân phối (lưới Trung áp, hạ áp) cấp điện cho phụ tải sinh hoạt và chuyên dùng của khu vực huyện Quảng Trạch

d Sử dụng các phần mềm và chương trình trong ngành điện để kiểm soát hệ thống bù trên lưới

- iúp giảm chi phí về vận hành, sửa chữa, cũng như giúp giảm tổn hao về năng lượng Mang lại nhiều lợi ích về kinh tế cho ngành điện

- Làm tài liệu tham khảo cho công tác nghiên cứu và vận hành lưới điện phân phối

- Thu thập các thông số vận hành, tổn thất điện năng (bằng chương trình DSPM,

CMIS

- Phân tích các phương pháp bù công suất phản kháng rồi từ đó xây dựng mô

hình phù hợp cho lưới điện áp dụng cho lưới điện huyện Quảng Trạch

- Tính toán dung lượng cần bù cho lưới điện Sử dụng phần mềm PSS/ADEPT

để tính toán phân bố tối ưu cho hệ thống

7 B ụ l ậ vă

hương 1: Tổng quan về lưới điện phân phối và tình hình TT của huyện

Quảng Trạch – Tỉnh Quảng Bình

hương 2: ơ sở tính toán tổn thất điện năng và phần mềm Pss/Adept

hương 3: Tính toán phân tích các chế độ vận hành của lưới điện huyện Quảng Trạch

hương 4: Tính toán đề xuất giải pháp bù công suất phản kháng cho khu vực

huyện Quảng Trạch

Kết luận và kiến nghị

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN Ề LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI VÀ TÌNH HÌNH TỔN THẤT ĐIỆN

NĂNG CỦA HUYỆN QUẢNG TRẠCH – TỈNH QUẢNG BÌNH

1.1 Quá trì ì t v p át triể ủ l i điệ ệ Q ả Trạ

Quảng Trạch là một huyện thuộc phía Bắc tỉnh Quảng Bình Với địa thế trải dài từ 17042' đến 17059' vĩ độ bắc và 106015' đến 106059' kinh độ đông Diện tích khoảng 614 km², dân số hơn 95 ngàn người, mật độ trung bình là 212 người/km² Quảng Trạch có sông ianh nổi tiếng trong lịch sử thời Trịnh- guyễn phân tranh và sông Ròn đổ ra Biển ông

Hình 1.1: Bản đồ vị trí địa lý huyện Quảng Trạch

Là huyện đồng bằng nhưng Quảng Trạch vẫn có cả rừng và biển, nhiều nơi rừng chạy sát bờ biển Vùng đồng bằng tuy nhỏ nhưng có các hệ thống giao thông, sông ngòi đảm bảo thuận tiện cho quá trình phát triển kinh tế uyện có hai con sông chính đó là Sông ianh và Sông Roòn, đồng thời có một hệ thống suối nhỏ chằng

chịt, có khả năng nuôi trồng thuỷ sản và xây dựng các đập hồ thuỷ lợi để phục vụ cho sản xuất nông nghiệp và công nghiệp, ổn định môi trường trong lành

Bảng 1.1 Khối lượng QLKT huyện Quảng Trạch

- Tổng số công tơ: 29.400 công tơ

Lưới điện huyện Quảng Trạch nhận điện lưới từ các TBA 110kV Ba ồn, Hòn La

ác TBA 110kV cấp điện cho huyện Quảng Trạch qua các xuất tuyến như sau:

TBA 110kV Ba ồn: gồm các xuất tuyến 473, 477, 478; và các xuất tuyến

471, 473, 474, 475 Roòn nhận nguồn từ xuất tuyến 478 Ba ồn qua T Roòn

TBA 110kV òn La: gồm các xuất tuyến 472, 474, 476, 478

Phụ tải điện của iện lực Quảng Trạch gồm nhiều thành phần từ sinh hoạt thành thị,

nông thôn, công nghiệp, dịch vụ, nông nghiệp… với tổng số 59,404 khách hàng

Lưới điện thuộc thuộc quản lý của điện lực Quảng Trạch bao gồm lưới điện huyện

Quảng Trạch và thị xã Ba ồn Trải qua nhiều phương án hoàn thiện cải tạo đã có nhiều sự

thay đồi trong nhiều năm qua

Bảng 1.2 Kết quả SXKD 11 tháng đầu năm 2018

Số công tơ điện tử lắp đặt

mới (Bao gồm phát triển

mới và thay thế công tơ

cơ khí)

1 T ự trạ tổ t ất điệ ă ủ l i điệ p â p i Điệ lự Q ả Trạ

- Tổn thất điện năng hiện trạng

+ AG là tổng điện năng giao

- ối với lưới điện 22 kV: Trong năm 2017 lưới điện trung áp do iện lực

Quảng Trạch quản lý lưới điện chưa hoàn chỉnh, các công trình đầu tư chưa thực sự hiệu quả cao

- ối với lưới điện 0,4 kV: ông tác quản lý chưa tốt, tình trạng ăn cắp điện còn diễn ra thường xuyên

1.3 Một iải p áp đ t ự iệ đ t ự iệ để iảm tổ t ất ủ l i điệ

Đầu năm 2018 đến nay điện lực Quảng Trạch đã thực hiện một số giải pháp sau để

giảm tổn thất của lưới điện

phục ngay vào tháng liền kề

- Kiểm tra định kỳ ngày (đêm) đường dây trung, hạ áp và trạm biến áp phân phối

- Vệ sinh công nghiệp các trạm biến áp phân phối, thiết bị trên đường trục và nhánh rẽ lớn, các TU, T của hệ thống đo đếm và lau sứ các đường dây Trung áp

- Phát quang hành lang lưới điện hàng tháng theo kết quả kiểm tra lưới định kỳ của

quản lý khu vực ội quản lý vận hành và Phòng kế hoạch kỹ thuật – vật tư

- Kiểm tra vệ sinh và thí nghiệm thiết bị điện

- Thí nghiệm và vệ sinh định kỳ máy biến áp

- o tải, tính toán cỡ chì bảo vệ lưới phân phối và thay thế chì phù hợp phụ tải

1.3.1.3 Về công tác sửa chữa lớn, ĐTXD:

- ường dây:

Thực hiện thay dây dẫn đường dây Trung áp 22kV dài 15,335 km

- Trạm biến áp:

ấy mới 17 TBA nhằm rút ngắn bán kính cấp điện

1.3.1.4 Về quản lý chất lượng vật tư thiết bị trên lưới điện:

ơn vị thực hiện quản lý chặt chẽ chất lượng các vật tư; các thiết bị như: máy biến áp, F O, LA, TU, T … phải có lý lịch, xuất xứ rõ ràng, được thí nghiệm đúng quy định

1.3.1.5 Về giảm tổn hao trên MBA phân phối và trên dây dẫn điện:

- Thực hiện vệ sinh công nghiệp các máy biến áp phân phối (kết hợp cắt điện

để thực hiện, ưu tiên các trạm khu vực nhiều khói bụi công nghiệp)

- Thử nghiệm định kỳ các máy biến áp, thực hiện thay ngay các máy biến áp có kết quả thử nghiệm không đạt yêu cầu (kế hoạch năm 2016 thí nghiệm 104 trạm biến áp )

- Kiểm tra các trạm biến áp không vận hành hoặc vận hành theo thời vụ để liên

hệ khách hàng xin cắt ra nếu không sử dụng (như trạm Bơm điện, trạm xay xát…) hoặc các trạm biến áp không còn hoạt động sản xuất, chỉ sử dụng với mục đích thắp sáng để có hướng chuyển mục đích sử dụng sang điện lưới công cộng

- Tổ chức đo tải định kỳ trên đường dây trung hạ áp và trạm biến áp không để xảy ra trường hợp bị quá tải kéo dài àng tháng phúc tra và đưa vào kế hoạch hoán chuyển non – quá tải, trung bình mỗi tháng hoán chuyển 20 máy

- Thường xuyên thực hiện phát quang trên đường dây trung, hạ áp không để cây xanh va chạm vào đường dây

- Xử lý thay mối nối tiếp xúc xấu tại vị trí đấu nối thiết bị trung, hạ áp và vị trí đấu nối cáp hạ áp TBA lên lưới hạ áp, trong đó ưu tiên thực hiện trước tại các thiết

bị trên đường trục và trạm biến áp có phụ tải lớn

- Dự báo chính xác phụ tải để có phương án cấp điện hợp lý nhằm giảm TT

- ạn chế chuyển nguồn trong thời gian cao điểm, đóng kết vòng các phát tuyến có bán kính cấp điện dài.- Thực hiện chương trình củng cố lưới điện, đặc biệt lưu ý xử lý các mối nối hở trên lưới điện

1.2.3 Giải pháp thương mại:

gay từ đầu năm iện lực huyện Quảng Trạch đã lập chương trình trọng tâm giảm tổn thất thương mại với các giải pháp chính như sau:

1.2.3.1 Đối với khách hàng sử dụng điện qua trạm chuyên dùng:

- Rà soát và tổ chức kiểm tra tất cả các khách hàng sử dụng điện qua trạm chuyên dùng, ghi nhận đầy đủ thông tin về hiện trạng hệ thống đo đếm như: TU,

T , công tơ và hệ thống dây tín hiệu, cáp xuất, công suất thực tế sử dụng của khách hàng so với đăng ký; đề xuất hướng xử lý các khách hàng sử dụng không đạt công suất đã đăng ký với iện lực (nhất là các khách hàng lớn, có hệ thống đo đếm gián tiếp Trung áp, hạ áp và có sản lượng sử dụng > 10.000 kWh/tháng)

- Lập kế hoạch khắc phục các hư hỏng của hệ thống đo đếm trong quá trình vận hành

- iám sát phụ tải các khách hàng thông qua chương trình đo ghi từ xa MDMS hàng ngày, hàng tuần nhằm kịp thời phát hiện và có kế hoạch xử lý sự cố trên

hệ thống đo đếm

- Kiểm tra hệ số cos φ, thực hiện mua công suất phản kháng của các khách hàng

theo qui định và vận động khách hàng lắp đặt tụ bù để nâng hệ số công suất cos φ > 0,9

- Tiếp tục rà soát, lập kế hoạch thay công tơ cơ thành điện tử 3 pha tất cả các khách hàng sản xuất kinh doanh

1.2.3.2 Đối với trạm biến áp công cộng:

- àng tháng rà soát và cập nhật đầy đủ 100% số lượng trạm công cộng hiện có trên lưới điện vào chương trình M S (nhất là các trạm cấy mới do tách trạm,…)

ập nhật đầy đủ và chuẩn xác thông số trạm công cộng như: T hạ áp, công tơ và

số lượng khách hàng trong trạm, ghi đúng lịch và đúng chỉ số, để khoanh vùng tổn thất, tìm nguyên nhân và xử lý dứt điểm

- Phòng Kinh doanh phối hợp với ội Quản lý tổng hợp lập kế hoạch thay kịp thời các T non hoặc quá tải, công tơ trạm quá hạn, đứng, chết, … quản lý chặt chẽ

và đầy đủ hồ sơ liên quan đến trạm công cộng

- àng tháng phối hợp Phòng Kiểm tra giám sát mua bán điện và ội Quản lý tổng hợp tổ chức kiểm tra, tìm nguyên nhân và xử lý ngay các trạm biến áp có tổn thất bất thường

1.2.3.3 Đối với khách hàng sử dụng điện:

- àng tháng tổ chức kiểm tra 100% số lượng khách hàng 03 tháng không lên chỉ số, khách hàng có sản lượng bất thường giảm trên 50% so với tháng trước để tìm nguyên nhân và xử lý kịp thời

- Tổ chức kiểm tra 100% hộ nghi vấn vi phạm sử dụng điện

- àng tháng tổ chức ghi điện phúc tra khu vực dịch vụ bán lẻ điện nông thôn

- Thay công tơ định kỳ đối với các công tơ đến thời gian kiểm định cụ thể

- Kiểm tra hệ thống đo đếm

- Kiểm tra khách hàng sử dụng điện

- Phúc tra chỉ số công tơ trong quá trình ghi điện

1.2.3.4 Đối với trường hợp hư hỏng công tơ:

- Phát hiện kịp thời và tổ chức thay ngay các công tơ đứng, chết, cháy trong vòng 3 ngày làm việc Số công tơ đã thay: 209 công tơ

- Lập phiếu truy thu sản lượng, bồi thường công tơ (nếu do lỗi khách hàng)

1.4 Kết l ậ

uyện Quảng Trạch với địa hình khá rông Phụ tải ít tập trung đang còn nhiều Lưới điện đang trong quá trình hoàn thiện theo từng năm nên tình hình tổn thất điện năng còn khá cao Theo lũy kế các tháng trong năm 2018 tổn thất đã giảm và giảm sâu hơn so với cùng kỳ năm ngoái nhưng vẫn chưa đạt theo các chỉ tiêu kế hoạch đặt ra Tui đã có những giải pháp cụ thể song vẫn chưa đạt được hiệu quả cao Vì vậy cần nghiên cứu các giải pháp cụ thể để áp dụng nhằm giảm TT cho khu vực uyện Quảng Trạch

CHƯƠNG 2

CƠ SỞ TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG À PHẦN MỀM PSS/ADEPT

2.1 Cá p ơ p áp tí t á tổ t ất ô ất v tổ t ất điệ ă

2.1.1 Vai trò, ý nghĩa của bài toán xác định TTCS, TTĐN

2.1.1.1 Tính toán, phân tích TTCS và TTĐN trong quản lý vận hành hệ thống cung cấp điện

Lưới điện được xây dựng trên cơ sở bài toán quy hoạch thiết kế, các phần tử của lưới được lựa chọn đồng thời trong cơ sở đảm bảo của yêu cầu kinh tế - kỹ thuật Tuy nhiên trong quá trình vận hành, do sự biến động của phụ tải theo thời gian làm cho các thông số lưới thiết kế không còn phụ hợp, dẫn đến các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của lưới có thể không đạt được mong muốn

Sự khác biệt của bài toán vận hành so với bài toán thiết kế là trên cơ sở cấu trúc lưới điện có sẵn, biết được các thông số vận hành, tiến hành tính toán kiểm tra lại các thông số chế độ của lưới đề xác định xem lưới đó có đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật và vận hành kinh tế nữa hay không Trên cơ sở tính toán cho phép phân tích tình trạng kỹ thuật của lưới điện, đề xuất các giải pháp kỹ thuật đề nâng cao hiệu quả kinh tế

2.1.1.2 Những tồn tại trong các phương pháp tính toán TTCS và TTĐN

a Đặc điểm tính toán TTCS và TTĐN trong các bài toán quy hoạch thiết kế và các bài toán quản lý vận hành

- ặc điểm tính toán TT S, TT trong thiết kế:

+ Không đòi hỏi độ chính xác cao

+ Thiếu thông tin khi thực hiện tính toán (chưa có biểu đồ phụ tải, không có phương thức vận hành cụ thể…)

+ Phương pháp tính cần được sử dụng một cách dễ dàng, nhanh chóng

Do đó có thể áp dụng các phương pháp đơn giản, độ chính không cao

- ặc điểm tính toán TT S, TT trong quản lý vận hành:

+ Yêu cầu độ chính xác cao

+ ó đủ thông tin đề tính toán như biểu đồ phụ tải, trạng thái các trang thiết bị

bù, đầu phân áp làm việc của các máy biến áp

+ ó thời gian nghiên cưú tính toán so sánh với các số liệu thống kê đo lường

- Do đó cần áp dụng các phương pháp chính xác, xét được đầy đủ các yếu tố

b Lựa chọn và xây dựng phương pháp tính toán TTCS và TTĐN

Trong quá trình tư vấn thiết kế, do thiếu hoặc không đầy đủ số liệu đầu vào như

cực đại , mật độ dòng điện kinh tế, các quy định về chất lượng điện áp, giá trị giới hạn, nên thường lấy theo số liệu từ khâu thiết kế Mặt khác, do chưa chủ động được vấn đề tài chính nên khó giải quyết đồng bộ các yêu cầu kỹ thuật, điều đó có thể làm xấu chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật khi đưa lưới điện vào vận hành

2.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến trị số TTCS và TTĐN trong hệ thống cung cấp điện

2.1.2.1 Quan hệ giữa các phương pháp tính toán TTCS và TTĐN

ó hai nội dung khi phân tích tổn thất, tính toán TT S và TT đều cùng phải

lựa chọn cách tính thích hợp, tính toán đúng TT S chỉ mới là điều kiện cần để có thể

tính được TT Sự phụ thuộc phi tuyến (gần như bậc hai) giữa tổn thất công suất

với trị số công suất phụ tải làm cho việc xác định tổn thất điện năng tương đối phức

tạp, để đạt độ chính xác cao cần phải có thêm các thông tin về biểu đồ vận hành, các

đặc trưng của phụ tải và cách xử lý tính toán

Khi tính toán thiết kế, với yêu cầu độ chính xác không cao, có thể áp dụng

nhiều cách tính cần đúng ngay cả khi rất thiếu thông tin, trên cơ sở giả thiết đã xác

max

P

định chính xác theo các chương trình tính toán đã nêu, thường trong tính toán của

chúng ta hiện nay giá trị của được xác định theo các biểu thức sau:

- ông thức kinh nghiệm:

8760 ).

10 124

, 0

- ông thức Kenzevits:

max min

max

min max

max

287601

87608760

.2

P p P

p T

T

- ông thức Vanlander:

2 max max

8760 87 , 0 8760 13 , 0

- Tra đường cong tinh toán:

)cos,(Tmax

ác công thức trên chỉ là gần đúng, lấy theo thực nghiệm và tiệm cận hóa, nhất

là được xác định trên những lưới điển hình, có cấu trúc tiêu chuẩn của nước ngoài,

điều này không phụ hợp cho lưới điện nước ta

2.1.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến trị số TTCS

Mỗi phần tử của hệ thống có đặc điểm riêng, do đó tổn thất trong chúng là

không giống nhau, bằng phương pháp tính toán sẽ xác định được TT S trong từng

phần tử, trong phần này chỉ xét các quá trình xảy ra với lưới phân phối có cấp điện áp

35kV trở xuống tổn thất chủ yếu do tỏa nhiệt hoặc quá trình biến đổi điện từ gây nên

a Đường dây tải điện

Thông số của đường dây gồm: điện trở, điện kháng, điện dẫn và dung dẫn hầu như phân bố đồng đều dọc theo đường dây, đối với LPP trên không khi tính toán thường bỏ qua thành phần tổng dẫn mà không gây nên sai số đáng kể

ối với LPP thường tiết điện dây nhỏ nên có giá trị điện trở lớn, do đó tổn thất trên phần tử này là đáng kể và chiếm tỷ trọng lớn trong TT S và TT việc xác định tiết diện dây dẫn hợp lý sẽ làm giảm đáng kể tổn thất trong LPP

ặc điểm của LPP là giá trị điện kháng Xo biến đổi không lớn, thường nằm trong khoảng 0,36-0,42 Ω/km, do đó thành phần tổn hao trên điện kháng của dây dẫn

sẽ thay đổi không đáng kể khi tiết diện dây dẫn thay đổi

TT S trên đường dây được xác định theo biểu thức:

đd đd

đm

U

Q p

2 2

đd đd

đm

U

Q P

2 2

TT S phụ thuộc vào giá trị điện áp và công suất đầu hay cuối đường dây, nếu S[KVA], U[kV], R[Ω], thì P[kW]

b Máy biến áp

Trong máy biến áp tồn tại hai thành phần tổn thất công suất đó là: tổn thất tải

và tổn thất không tải, đước xác định theo biểu thức

fe cu ba

R U

Q P

2

2 2 2

c Thiết bị bù

TT S trong tụ điện gồm tổn thất trong phần cách điện và phần kim loại, các tụ điện được chế tạo với điện dung không lớn, công suất cần thiết những bộ tự điện được lựa chọn bằng cách nối tiếp hay song song các tụ riêng biệt, tổn thất STD trong tụ điện có thể lấy tỷ lệ thuận với công suất định mức của chúng, tức là:

fe cu

ba

X U

Q P

2 2

2

2 2 2 2

gày nay với kỹ thuật và công nghiệ cao, các tụ điện được chế tạo có suất TT S rất nhỏ, nhiều khi trong tính toán cho phép bỏ qua thành phần này mà gây nên sai số không đáng kể

d Ảnh hưởng của nhiệt độ

Khi tính toán TT S và TT xem điện trở tác dụng của đường dây là không đổi, nhưng thực tế, điện trở thay đổi theo nhiệt độ của dây dẫn:

)]

20(

1[

- α: hệ số nhiệt điện trở, đối với dây nhôm lõi thép α = 0,0004

Giá trị thực tế của điện trở có thể tăng hoặc giảm so với giá trị điện trở tính toán,

sự thay đổi của điện trở dẫn đến TT S thay đổi, nhiệt độ dây dẫn đường dây trên không được xác định theo 3 điều kiện cơ bản: dòng điện tải, nhiệt độ không khí và tốc

độ gió, khi phụ tải của dây dẫn cao (lớn hơn 60 – 70% phụ tải cho phép theo điều kiện đốt nóng), TT S và TT có thể tăng khoảng 6 – 10%

e Ảnh hưởng của sự thay đổi phụ tải khi có độ lệch điện áp đến TTCS

Khi tính toán chế độ xác lập của mạng điện phân phối tiến hành với điện áp định mức của mạng hoặc theo giá trị điện áp ở những điểm nút của phụ tải tìm được trong quá trình tính toán Xác định theo biểu thức:

)1

(10

2 2

đm đm

2 2

110

tt

đm đm

đm tt

U

tg Z

U P

Trong đó:

xác định trong quá trình tính toán

iá trị chính xác TT S trên đường dây có thể nhận được khi tính toán theo điện

áp thực tế ở các nút của phụ tải Xác định theo biểu thức:

2

*

2 2

* 2

* 3 2 2

10

U

tg q p Z

U P

Trong đó:

- U*: iện áp tương đối tại nút phụ tải

- Nếu lấy 2

* 2

tg q p

tg

* 2

* 2

(

1 1

U tg

q p

tg S

2

* 2

1 1

q q

2

* 2

*

2

*cos

1

q q

p

U S

đm

hững điều kiện nêu trên được sử dụng khi sự dao động điện áp trên thanh góp của hộ tiêu thụ ở chế độ xác lập không vượt quá +-(15-20%)% Uđm Khi độ lệch vượt quá trị số đó thì sai số rất lớn Từ đó suy ra bất đẳng thức:

khi có tính đến và không tính đến đặc tính tĩnh của phụ tải sẽ sai khác nhau (10-20%) tùy thuộc cấp điện áp, hệ số công suất của tải và phụ tải của mạng, khi cần tăng tính chính xác tính toán TT S cần xét đến sự thay đổi điện áp tại các nút

f Ảnh hưởng của thay đổi cấu trúc và phương thức vận hành

Thực tế cấu trúc của lưới điện thường ở trạng thái động, do trong quá trình làm việc thường xảy ra các trạng thái vận hành khác nhau, như đóng cắt của đường dây, các trạm biến áp bị sự cố, tiến hành sữa chữa định kỳ… Ứng với mỗi trạng thái, phương thức vận hành khác nhau phân bố công suất trong lưới sẽ thay đổi, khi đó giá trị TT S sẽ thay đổi tương ứng

2.1.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến trị số TTĐN

húng ta biết rằng TT S có ảnh hưởng trực tiếp lớn nhất đến TT , do đó các yếu tố ảnh hưởng đến TT S đều ảnh hưởng đến TT goài ra TT còn phụ thuộc vào biến đổi phụ tải, đặc tính của các hộ tiêu thụ điện, cấu trúc lưới và phương thức vận hành Việc sử dụng các giải pháp kỹ thuật cũng như khuyến khích kinh tế trong vấn để sử dụng điện năng đối với các phụ tải như: quản lý nhu cầu điện năng, mua bán điện bằng công tơ nhiều giá, tính toán, điều khiển tối ưu phương thức vận hành… sẽ cho phép giảm đáng kể TT trong mạng điện

a Biểu đồ phụ tải và các yếu tố ảnh hưởng đến TTĐN trong HTĐ

Mỗi hộ tiêu thụ được đặc trưng bằng một biểu đồ phụ tải, trên đó cho biết các

TT S cực đại, để giảm TT cần tìm cách san bằng đồ thị phụ tải, giảm sự chênh lệch phụ tải giữa cao điểm và thấp điểm

b Độ chính xác trong tính toán TTĐN trong điều kiện vận hành

Khi giảm được một vài phần trăm TT trong quá trình vận hành sẽ làm lợi hàng ngàn triệu đồng Do đó, cần phải chọn được phương pháp tính toán hợp lý, nếu giải quyết được vấn đề này thì sẽ có được công cụ tốt, trên cơ sở đó cho phép phân tích được các nguyên nhân gây nên tổn thất và đề xuất những biện pháp giảm tổn thất hợp lý, mang lại hiệu quả kinh tế - kỹ thuật cao

ồ thị phụ tải điện biến thiên theo sự thay đổi của phụ tải mang tính ngẫu nhiên, tuy vậy vẫn có những quy luật nhất định ể tính toán chính xác được TT , chung ta cần phải xây dựng được đồ thị phụ tải điển hình đặc trưng theo ngày, theo mùa của phụ tải

2.1.3 Tính toán tổn thất công suất trong quản lý vận hành

2.1.3.1 Cơ sở phương pháp

Khi tính toán lưới phân phối, do yêu cầu độ chính xác không cao nên người ta thường sừ dụng phương pháp gần đúng khi tính phân bố công suất cũng như tổn thất trong mạng theo điện áp định mức ách tính này không thể sử dụng để phân tích tổn thất các lưới điện cụ thể cả khi vận hành Do đó cần, phải lựa chọn phương pháp tính toán có thể xét đến đầy đủ các yếu tố tạo nên độ chính xác thỏa đáng

2.1.3.2 Phương pháp giải và các chương trình tính toán

ình 2.1 là sơ đồ khối các bước tính toán của phép lặp ewton trong các phương trình tình toán

Hình 2.1: Sơ đồ thuật toán của phương pháp Newton

Khối chính của chương trình là tính giá trị của các hàm và các đạo hàm riêng cho ma trận Jacôbi Khối quan trọng khác là giải hệ phương trình đại số tuyến tính ở mỗi bước lặp ó thể áp dụng thuật toán giải hệ phương trình khác nhau cho khối này,

số công suất không cân bằng ở nút k bất kỳ nhỏ hơn giá trị cho trước, thực chất là:

khống chế không vượt quá số nào đó Thông thường ≤10

Ưu điểm quan trọng của phương pháp ewton là có tốc độ hội tụ rất nhanh, do

đó nếu hội tụ thì thời gian tương đối ngắn

2.1.3.3 Xác định TTCS trong điều kiện vận hành bằng chương trình tính toán

Việc tính toán chính xác TT S trong lưới điện hiện nay được thực hiện tương đối dễ dạng nhờ các chương trình giải tích mạng điện, nhưng cần mô tả đầy đủ các yếu tố khi thiết lập sơ đồ tính toán và lựa chọn chương chình tính thích hợp

ội dung yêu cầu thứ nhất sẽ đảm bảo khi không bỏ sót thành phần nào trong thông số của mạng điện, yêu cầu thứ hai dễ dàng được đáp ứng trong điều kiện phát triển tin học như hiện nay

2.1.4 Tính toán tổn thất điện năng trong hệ thống điện

Trong thực tế vận hành, người ta thường sử dụng phổ biến khái niệm tổn thất báo cáo Tổn thất báo cáo được đánh giá bởi hiệu số của chỉ số công tơ điện tính lượng điện năng tải vào mạng và chỉ số công tơ điện đặt tại các hộ tiêu thụ iá trị hiệu số này (được gọi là tổn thất kinh doanh) thường mắc phải những sai sót lớn - do một số nguyên nhân sau đây:

- Việc lấy đồng thời chỉ số của các công tơ tại đầu nguồn và ở các điểm tiêu thụ điện hết sức khó khăn do việc lắp đặt các công tơ tại các phụ tải tiêu thụ điện hiện nay

là không đồng bộ bao gồm nhiều chủng loại công tơ (điện tử, cơ, ), việc truy xuất không thể cùng lúc được

- hiều điểm tải còn thiếu thiết bị đo, thiết bị đo không phù hợp với phụ tải

- Số chủng loại đồng hồ đo rất đa dạng với nhiều mức sai số khác nhau, đó là chưa nói đến việc chỉnh định đồng hồ đo chưa chính xác, hoặc không thể chính xác do chất lượng điện không đảm bảo

Do vậy, ta phải áp dụng các phương pháp tính toán tổn thất kỹ thuật của lưới điện phân phối

iện nay có nhiều phương pháp tính toán tổn thất điện năng Mỗi phương pháp đặc trưng bởi những thông số tính toán ban đầu Vậy nên lựa chọn phương pháp tính toán nào mà thông số tính toán ban đầu dễ thu thập, kết quả tính toán chính xác cao, là một nghiên cứu cần thiết

2.1.4.1 Phương pháp tích phân đồ thị

iả sử quy luật biến thiên của dòng điện như hình 2.3 và 2.4 với hệ tọa độ -t

Hình 2.2: Đồ thị phụ tải chữ nhật hóa

Hình 2.3: Đồ thị phụ tải hình thang hóa

hia trục hoành (t) thành n đoạn bằng nhau với độ dài t, như vậy việc xác định

TT được thay bằng việc tính diện tích các hình chữ nhật (hình 2.3) hay hình thang (hình 2.4)

Biểu thức dưới dấu tích phân trong trường hợp thứ nhất sẽ bằng:

n t

t t

n

t t I dt I

1

2 0

1

2 2

.

2

22

n

t t n t

n

t dt

Theo phương pháp này TT [kWh] được xác định theo công thức:

3

1

2 10

3

n

t t

I n

t R

2

.3

n

t t

I I n

t R A

Trong đó, thứ nguyên của [A], S[kVA], U[kV]

Nhận xét: Phương pháp này có độ chính xác cao, nhưng khó thực hiện Trong

tính toán thực tế để tăng độ chính xác không sử dụng đồ thị phụ tải năm mà sử dụng

đồ thị phụ tải ngày đặc trưng Việc tính toán TT không đảm bảo được chính xác,

vì trong hệ thống luôn có sự thay đổi thường xuyên và không thường xuyên của những ngày khảo sát

2.1.4.2 Phương pháp dòng điện trung bình bình phương

khoảng thời gian t, sẽ gây nên tổn thất đúng bằng trị số dòng điện biến thiên trong khoảng thời gian đó ứng với đồ thị phụ tải nghĩa là:

T t tbbp T R I dt RI

A

0

2 2

3

hư vậy dòng điện trung bình bình phương sẽ là:

T

dt I I

T t tbbp

0 2

thức:

310

3I RT

Trong đó: + R: iện trở tác dụng của đường dây [Ω]

+ T: thời gian tính toán [h]

Lưới phân phối thường sử dụng phương pháp này và cho kết quả gần đúng iá trị tb có thể tính cần đúng theo công thức kinh nghiệm Dalesxky:

)10.12,0

Nhận xét: iá trị các đại lượng τ, Tmax được xác định phụ thuộc vào tính chất

của phụ tải hoặc qua các số liệu thống kê Phương pháp này chỉ đúng khi chúng ta xác định chính xác các giá trị trên Phương pháp này thường được dùng để tính TT cho lưới điện phân phối, cho kết quả gần đúng

2.1.4.3 Phương pháp thời gian tổn thất

Theo phương pháp này TT được xác định theo biểu thức:

2 max 0

2 3

A

T

+ R: iện trở dây dẫn

Nhận xét: Trong biểu thức trên, trị số của max và R dễ dàng tìm được, chỉ cần

xét cách xác định τ là có thể tính được ∆A τ được xác định nhờ mối quan hệ giữa Tmax và cosφ ó nhiều phương pháp để xây dựng mối quan hệ τ = f(Tmax, cosφ) Tuy nhiên các công thức trên chỉ là gần đúng, lấy theo thực nghiệm và tiệm cận hoá, sử dụng trong điều kiện vận hành là không hợp lý Phương pháp này được dùng chủ yếu trong thiết kế mạng điện khu vực với giả thiết biết trước max và cos

2.1.4.4 Phương pháp đường cong tổn thất

- Chứa ít thông tin trong kết quả

ác phương pháp tính chính xác nhằm khắc phục các nhược điểm trên, đồng thời cũng chú ý đến tính thuận tiện khi sử dụng

ể khắc phục các nhược điểm nêu ở trên, ta sử dụng phương pháp đường cong tổn thất để xác định TT ội dung phương pháp là xây dựng các đặc trưng cơ sở của hàm tổn thất, dựa vào đó có thể tính tương đối đơn giản nhưng chính xác tổn thất điện năng

b Tính toán TTĐN bằng phương pháp đường cong tổn thất:

Về nguyên tắc có thể tính TTCS cho cả đồ thị phụ tải (theo từng giờ chẳng hạn, nếu coi công suất không đổi trong mỗi giờ) từ đó xác định TT , tuy nhiên cách làm như vậy tồn nhiều thời gian mà vẫn mắc nhiều hạn chế:

- Trước hết trị số tổn thất chỉ có ý nghĩa với đúng đồ thị cụ thể đã tính toán, chưa thể nói gì về đặc trưng chung của lưới điện

- ồ thị phụ tải có được vốn chỉ là do đo đạc thống kê điển hình, nên tuy chính xác với một số liệu cụ thể (của biểu đồ đã cho) nhưng lại ít ý nghĩa chính xác khi ứng dụng (vì ít khi lặp lại đúng một biểu đồ như vậy)

- Một hạn chế cơ bản khác là trong kết quả nhận được chứa đựng rất ít thông tin để người sử dụng có thể phân tích đánh giá các đặc trưng tổn thất của lưới, trừ khi tiến hành hàng loạt tính toán

Thực chất của phương pháp đường cong tổn thất là tiến hành các tính toán trên

cơ sở đồ thị phụ tải điển hình, có thể xây dựng được từ tính toán, đo đạc thực tế, từ đó xác định các đặc trưng riêng của lưới (dưới dạng đường cong hoặc các đại lượng tính toán)

c Đường cong tổn thất công suất trong lưới điện

Một phương thức vận hành tương ứng với một cấu trúc, một phương án điều khiển đã lựa chọn thì các đặc trưng tổn thất cũng có thể coi là xác định ó thể xét đường cong quan hệ:

- P : Tổng công suất thanh cái của mạng lưới cung cấp điện

phụ tải oi thanh cái cung cấp là nút cân bằng, tính toán phân bố dòng và xác định

TT S tổng P ứng với mỗi thời điểm của biểu đồ phụ tải (ví dụ theo giờ trong ngày) Kết quả nhận được cho phép xây dựng đường cong TT S từ P của biểu đồ phụ tải thanh cái Khi cấu trúc lưới và phương thức vận hành thay đổi, một họ đường cong tương ứng cần được xây dựng

Trên hình 2.5 trình bày quá trình xây dựng biểu đồ TT S và xác định TT nhờ sử dụng đường cong tổn thất, diện tích của biểu đồ TT S chính là TT và có thể tính theo phương pháp tích phân đồ thị:

oặc có thể xác định TT bằng phương pháp tính toán, do TT S gồm có 2 thành phần là tổn thất tải và tổn thất không tải, tại mỗi thời điểm vận hành ta có biểu thức xác định TT S:

t kt

t P P A

t

ti oi ti

vào tổn hao không tải của các máy biến áp trong lưới là chính

gian cũng như cấu trúc của lưới điện

Tính chính xác của đường cong hay nói đúng hơn là độ phù hợp của đường cong với thực tế phụ thuộc vào mức độ đầy đủ của các thông tin có được ần lưu ý rằng điểm khởi đầu của đường cong tổn thất không đi qua gốc tọa độ, bởi ngay cả khi không tải trong lưới điện đã tồn tại một lượng tổn hao không tải nhất định

d Phương pháp tính toán để xây dựng đường cong tổn thất

ể xây dựng được các đường cong tổn thất phải tiến hành tính toán phân bố công suất cho lưới cung cấp điện với nhiều giá trị khác nhau về công suất của phụ tải Sau khi kết thúc quá trình tính toán, ta xây dựng đường cong tổn thất cho lưới cung cấp điện có thể giải tích hóa đường cong bằng các phép xấp xỉ, tiệm cận

e Ứng dụng của đường cong tổn thất trong thiết kế, vận hành

Phương pháp đường cong tổn thất khắc phục được một phần các nhược điểm của các phương pháp tính TT đã nêu trên, đồng thời cũng chú ý tới tính thuận tiện khi sử dụng, ngoài việc xác định trực tiếp TT , từ đường cong TT S và biểu đồ phụ tải điển hình, còn có thể xác định được các đại lượng đặc trưng sau đây:

- Trị số TT S lớn nhất Pmax

- Thời gian TT S lớn nhất (tính theo số giờ trong năm)

365 max

i ti

A A

A

Hình 2.5 Đường cong tổn thất

ếu xây dựng được các đường cong tổn thất thì có thể có được một công cụ rất hiệu quả để giải các bài toán khác nhau, liên quan đến tính kinh tế - kỹ thuật ường cong xây dựng được có dạng như hình 2.5, tồn tại một tiếp tuyến từ góc tọa độ tới đường cong (tại điểm a), hệ số góc của tiếp tuyến thể hiện tỷ lệ tổn thất ít nhất có được đối với lưới cung cấp điện trong phương thức đang vận hành iệu quả tối ưu này ứng với một miền hẹp của biểu đồ phụ tải (xung quanh công suất Pa)

Khi phụ tải thấp (dưới miền tối ưu), tỷ lệ tổn thất tăng do tổn hao không tải, còn khi phụ tải cao, tỷ lệ tổn thất cũng tăng do tải qua các trạm biến áp tăng và sụt áp quá lớn trên các đường dây Khi đó ứng với mỗi trường hợp cách xử lý giảm tổn thất

sẽ khác nhau, trường hợp đầu, tổn thất có thể giảm được bằng cách tối ưu hóa số lượng có máy biến áp làm việc để giảm tổn thất không tải Trường hợp sau, cần nghĩ đến các khả năng đặt thêm thiết bị bù, nâng cao khả năng tải của các phần tử mạng điện, tối ưu hóa sơ đồ vận hành mạng điện…

2.1.4.5 Phương pháp tính toán theo thực tế của EVN

- Theo quyết định số 994/Q -EV ngày 15/9/2009 của EV về việc tính toán TT kỹ thuật trên lưới điện, TT được xác định theo biểu thức:

Trong đó:

+ ∆A: Tổn thất điện năng trong giai đoạn đang xét (kWh)

+ ∆Po: là tổn thất không tải của các máy biến áp (kW)

+ ∆Pmax: Tổn thất công suất tại thời điểm công suất phụ tải của lưới điện đạt giá trị cực đại (kW)

+ T: là thời gian tính toán của giai đoạn xem xét TT (giờ)

+ Kđt: ệ số đồ thị phụ tải ảnh hưởng đến TT trong giai đoạn tính toán

- Tỷ lệ tổn thất điện năng kỹ thuật:

+ Với A (kWh) là điện năng nhận của lưới điện trong khoảng thời gian T Phần tính toán chế độ vận hành hiện tại được thực hiện bằng cách chạy trào lưu công suất cho phương thức vận hành cơ bản hiện tại của L PP đơn vị cần tính, kết quả thu được về công suất và tổn thất công suất các xuất tuyến

2.3 Cơ ở lý t ết p ầ mềm PSS/ADEPT

2.3.1 Giới thiệu phần mềm PSS/ADEPT

Phần mềm PSS/ADEPT (Power System Simulator/Advanced Distribution Engineering Productivity Tool) là phần mềm tiện ích mô phỏng hệ thống điện và là công cụ phân tích L PP với các chức năng sau:

1 Phân bố công suất (Load Flow Analysis)

2 Tính toán ngắn mạch tại 1 điểm hay nhiều điểm (Fault, Fault all Analysis)

3 Phân tích bài toán khởi động động cơ (Motor Starting )

4 Tối ưu hoá việc lắp đặt tụ bù cố định và điều chỉnh ( APO)

5 Bài toán phân tích sóng hài (Harmonic Analysis)

6 Phối hợp bảo vệ (Protective oordination)

7 Phân tích điểm mở tối ưu (TOPO)

8 Phân tích độ tin cậy lưới điện (DRA)

Sơ đồ áp dụng triển khai PSS/ADEPT như ình 2.2

Hình 2.6: Sơ đồ áp dụng triển khai của PSS/ADEPT

Trong các phần mềm tính toán và phân tích lưới điện hiện nay, phần mềm PSS/ADEPT của Shaw Power Technologics, nc được sử dụng rất phổ biến Mỗi phiên bản tùy theo yêu cầu người dùng được bán kèm khóa cứng dùng chạy trên máy đơn hay máy mạng Với phiên bản chạy trên đơn và khóa cứng kèm theo, chỉ chạy được trên một máy tính duy nhất

Phần mềm PSS/ADEPT (Shaw Power Technologies, nc) là một phần mềm phân tích và tính toán lưới điện rất mạnh, phạm vi áp dụng cho lưới điện cao thế cho đến hạ áp với qui mô số lượng nút không hạn chế và hoàn toàn có thể áp dụng rộng rãi trong các công ty iện lực

Phần mềm PSS/ADEPT được phát triển dành cho các kỹ sư và nhân viên kỹ thuật trong ngành điện ó 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 sửa và phân tích sơ đồ lưới và các mô hình lưới điện một cách trực quan theo giao diện đồ họa với số nút không giới hạn

Tính toán lắp đặt tụ bù thứ n, độ lớn sF Tất cả các nút hợp lệ trong lưới điện được xem xét để tìm vị trí đặt tụ bù sao cho số tiền tiết kiệm được là lớn nhất; giả sử công suất thực tiết kiệm được là xP (kW) và công suất phản kháng tiết kiệm được là

xQ (kvar) ăng lượng tiết kiệm và quá trình bảo trì diễn ra trong một khoảng thời gian, vì vậy chúng ta sử dụng một đại lượng thời gian tương đương, gọi là e:

hư vậy giá trị của năng lượng tiết kiệm được là: SavingsF = 8760 e x (xP x

cP + xQ x cQ)

iá trị của chi phí mua tụ bù là: ostF = sF x (cF + e x mF)

ếu tiền tiết kiệm được lớn hơn chi phí, APO sẽ xem xét đến tụ bù thứ (n+1); nếu tiền tiết kiệm được nhỏ hơn thì APO bỏ qua tụ bù thứ n và ngừng tính toán

ể thiết đặt các thông số kinh tế này, ta chọn Menu\Network\

Economics Bảng các thông số kinh tế sẽ hiện ra trên màn hình như sau:

Hình 2.8: Hộp thoại thiết đặt các thông số kinh tế Trung áp trong CAPO

Price of electrical energy (per kWh): iá điện năng tiêu thụ, cP, tính bằng

đơn vị/kWh ây là năng lượng thực

Price of electrical reactive energy (per kVAr-h): iá điện năng phản kháng

tiêu thụ, cQ, tuỳ chọn đơn vị tiền tệ, PSS/ADEPT và CAPO đều không bắt buộc đơn

vị tiền tệ phải sử dụng, chúng ta có thể sử dụng bất kỳ đơn vị tiền tệ nào miễn sao đảm bảo tính nhất quán giữa các biến số Giá trị này cũng như các giá trị khác sẽ được đặt

là 0 nếu không có giá trị trên thực tế

Price of electrical demand (per kW): Giá công suất thực lắp đặt,dP, là giá

công suất phát phải trả để thay thế tổn hao hệ thống Hiện tại CAPO không sử dụng

giá trị này

Price of electrical reactive demand (per kVAr): Giá công suất phản kháng

lắp đặt, dQ Hiện tại APO cũng không sử dụng giá trị này

Discount rate (pu/yr): Tỷ số trượt giá, r, được sử dụng để qui đổi số tiền tiết

kiệm được và chi phí từ tương lai về thời điểm hiện tại Nếu nguồn tài chính của việc mua và lắp đặt tụ bù được vay từ ngân hàng thì tỷ số trượt giá sẽ bằng hoặc gần bằng lãi suất cho vay của ngân hàng

Inflation rate (pu/yr): Tỷ số phạm phát, i, là sự tăng giá điện năng và tiền

bảo trì tụ bù hàng năm Lưu ý là tỷ số này tính bằng đơn vị tương đối (pu) chứ không phải phần trăm (%) Thông thường giá trị này trong khoảng 0.02 đến 0.08 cho một

năm

Evaluation period (yr): Thời gian tính toán, N, là khoảng thời gian mà tiền

tiết kiệm được từ việc lắp đặt tụ bù bằng với tiền lắp đặt và bảo trì tụ bù đó (nghĩa là

thời gian hoàn vốn Nếu thực tế có chính sách là đầu tư phải hoàn vốn trong 5 năm thì giá trị này được đặt là 5

Installation cost for fixed capacitor banks (per/kVAr): Giá lắp đặt tụ bù cố

định, cF, có đơn vị /kVAr của kích cỡ tụ bù ; giá trị này cần phải được tính để phù

hợp với thực tế của người sử dụng Có thể nó sẽ bao gồm tiền vỏ bọc tụ bù, tiền vận chuyển, tiền công lao động,…

Installation cost for switched capacitor banks (per/kVAr): Giá lắp đặt tụ bù

ứng động, cQ, giống với tụ bù cố định, tuy nhiên có thể tụ bù ứng động sẽ có giá cao

hơn

Maintenance rate for fixed capacitor banks (per/kVAr-yr): Tỷ giá bảo trì tụ

bù cố định, mF, là tiền để duy trì hoạt động của tụ bù hàng năm

Maintenance rate for switched capacitor banks (per/kVAr-yr): Tỷ giá bảo trì

tụ bù ứng động, mS, giống với tụ bù cố định

*Thiết đặt các tùy ch n cho phân tích CAPO

PSS/ADEPT cho phép chúng ta sửa đổi các tuỳ chọn trong phần tìm vị trí bù tối ưu Sửa các tuỳ chọn trong CAPO

Chọn Analysis\Option từ Menu chính

Chọn thẻ CAPO

Hình 2.9 Hộp thoại thiết đặt thông số trong CAPO

Chọn tuỳ chọn mà chúng ta muốn phân tích CAPO

Connection type: Dạng đấu nối: Chọn tụ có dạng đấu nối phù hợp: Sao hoặc

tam giác Loại đấu nối này có thể chọn cho cả hai loại tụ cố định và ứng động trên tất

cả các nút của lưới điện

Load snapshots to consider: Chọn loại đồ thị phụ tải: Có thể chọn bất cứ loại

đồ thị phụ tải nào trong quá tình tính toán, đánh dấu vào ô tương ứng trước tên loại đồ

thị

Fixed Capacitor Placement: ặt tụ bù tĩnh

Switched Capacitor Placement: ặt tụ bù ứng động

Number of banks available: Số dải tụ cho phép: ây là số tụ cố định và ứng

động mà chúng ta có thể có để đặt lên lưới (ví dụ: như là số tụ đang có trong kho)

Ban đầu thì số tụ này được đặt bằng không Nếu vẫn để số tụ này là 0 thì khi chạy

CAPO chúng ta sẽ thấy trên phần xem tiến trình câu thông báo “không có tụ nào để

đặt lên lưới”

Hình 2.10 Hộp thoại thông báo không có tụ bù nào để đặt lên lưới

3 phase bank size (kVAr): Kích thước tụ ba pha: Là tổng độ lớn dải tụ 3 pha tính

bằng kVAr cho cả hai loại tụ cố định và ứng động đặt trên lưới

Eligible nodes: Các nút thích hợp: Chọn các nút thích hợp mà tại đó có thể đặt tụ

bù cố định và ứng động bằng cách đánh dấu vào ô trước tên của nút

*Tìm vị trí đặt tụ bù t i

ầu tiên, tính phân bố công suất cho mỗi đồ thị phụ tải để biết nấc điều chỉnh của máy biến áp và nấc chỉnh của tụ bù ứng động đang có trên lưới ác nấc chỉnh này được lưu lại cho từng trường hợp ác máy biến áp và tụ bù này sẽ không được điều chỉnh nữa khi APO chạy

Trước hết APO xem xét các tụ bù cố định, theo định nghĩa thì các tụ bù này luôn được đóng vào lưới trong tất cả các trường hợp phụ tải Tất cả các nút hợp lệ trên lưới sẽ được kiểm tra xem tại nút nào thì số tiền tiết kiệm được là lớn nhất Vì có rất nhiều trường hợp phụ tải nên số tiền tiết kiệm này sẽ được xem như là tổng trọng số của từng trường hợp phụ tải, trong khi đó hệ số trọng lượng là thời gian tính toán của mỗi trường hợp phụ tải

*Quá trình tính toán

APO đặt tụ bù cố định lên lưới cho đến khi xảy ra điều kiện dừng Sau đó tụ

bù ứng động được đặt lên lưới cho đến khi xảy ra điều kiện dừng tương ứng của tụ bù ứng động Tổng chi phí của quá trình tối ưu là chi phí lắp đặt và bảo trì của tất cả các

tụ đã được đóng lên lưới; chi phí tiết kiệm tổng là tổng của các chi phí tiết kiệm thu lại được của từng tụ bù

APO có thể đặt nhiều tụ bù cố định và/hoặc nhiều tụ bù ứng động tại mỗi nút PSS/ADEPT sẽ gộp các tụ bù này thành một tụ bù cố định và/hoặc một tụ bù ứng động Tụ bù ứng động đơn sẽ có nấc điều chỉnh tương ứng và lịch đóng cắt tụ sẽ biểu diễn các bước đóng cắt của từng tụ bù đơn

2.3.3 Các bước thực hiện

B 1 Thu thập, xử lý và nhập số liệu lưới điện trên PSS/ADEPT

- Thu thập các thông số kỹ thuật của thiết bị như: dây dẫn, máy biến áp, tụ điện,…

- Thu thập, xử lý số liệu để xác định các thông số P, Q của các nút tải vào các thời điểm khảo sát ác số liệu này có thể thu thập từ các chương trình M S, MDMS, RF-SP DER…

- Thu thập sơ đồ lưới điện vận hành của các đường dây cần tính toán

B Thể hiện lưới điện trên giao diện đồ hoạ của PSS/ADEPT

- Phân tích sơ đồ lưới điện, xác định tọa độ các nút

- Bổ sung thông số thiết bị vào thư viện của phần mềm PSS/ADEPT

- hập số liệu vào các bản số liệu của phần mềm PSS/ADEPT

- Tách/gộp các sơ đồ

B 3 Thực hiện các chức năng tính toán lưới điện trên PSS/ADEPT

4 Kết l ậ

ể tính toán TT thì tác giả sử dụng phương pháp cách tính của EV ây

là phương pháp có kết quả tính toán khá sát với thông số trong thực tế và áp dụng rộng rãi tại các đơn vị thuộc EV

Tác giả chọn Phần mềm PSS/ADEPT là phần mềm để tính toán ó có thể ứng dụng mô phỏng lưới điện phân phối Qua đó tính toán được phân bố công suất, điện

áp và hệ số cos tại các nút ồng thời từ sơ đồ lưới mô phỏng ứng dụng tính toán các bài toán như phân tích độ tin cậy, tìm điểm mở tối ưu, bù tối ưu công suất phản kháng Tác giả sẽ sử dụng modul (CAPO) và Load flow để tính toán và phân tích

Xây dựng cơ sở dữ liệu cho chương trình PSS/ADEPT trên cơ sở thông số cấu trúc lưới phân phối ông ty iện lực Quảng Bình

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH CÁC CHẾ ĐỘ N HÀNH CỦA LƯỚI ĐIỆN

HUYỆN QUẢNG TRẠCH 3.1 T ô l i điệ vự h ệ Q ả Trạ

hở, các xuất tuyến kết với nhau bằng dao cách ly liên lạc Vì có lắp đặt mạch vòng nên độ tin cậy cung cấp điện tốt hơn nhưng lại gây khó khăn về vấn đề bảo vệ rơle

L ại â Trạm biế áp Dây

trầ (km)

Dâ b (km)

S

l ợ

Công

ất đặt (MVA)