CÁC GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ BẢO LỘC VÀ HUYỆN BẢO LÂM LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHẠM TRUNG KIÊN CÁC GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ BẢO LỘC VÀ HUYỆN BẢO LÂM Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

PHẠM TRUNG KIÊN

CÁC GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT

ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI

THÀNH PHỐ BẢO LỘC VÀ HUYỆN BẢO LÂM

Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện

Mã số: 60 52 02 02

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Đinh Thành Việt

Đà Nẵng - Năm 2018

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Đinh Thành Việt, 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 cũng xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này

đã được cám ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này đã được chỉ rõ nguồn gốc

Tác giả

Phạm Trung Kiên

TRANG TÓM TẮT TIẾNG ANH CÁC GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ BẢO LỘC VÀ HUYỆN BẢO LÂM - CÔNG

TY ĐIỆN LỰC LÂM ĐỒNG

Sinh viên: Phạm Trung Kiên Chuyên ngành: Kỹ thuật điện

Mã số: 60520202 - Khóa K33ĐL Trường Đại học Bách Khoa - ĐHĐN

Tóm tắt - Luận văn giới thiệu về tính toán tổn thất điện năng lưới điện khu

vực TP Bảo Lộc và huyện Bảo Lâm - Công ty Điện lực Lâm Đồng bằng phần mềm PSS/ADEPT, đồng thời đưa ra các giải pháp nhằm giảm tổn thất điện năng lưới điện cho khu vực TP Bảo Lộc và huyện Bảo Lâm Các giải pháp giảm tổn thất điện năng như: tính toán tìm vị trí đặt bù tối ưu, tìm điểm mở tối ưu cho lưới điện trung thế, đề xuất đầu tư, sửa chữa nâng cấp lưới điện trung thế, sử dụng thiết bị tiết kiệm năng lượng (MBA Amorphous) Phân tích và đề xuất giải pháp để giảm thiểu ảnh hưởng của thủy điện nhỏ đấu nối vào lưới điện khu vực

Từ khóa - Tổn thất điện năng và các giải pháp giảm tổn thất điện năng

SOLUTIONS TO REDUCE POWER LOSSES IN DISTRIBUTION LINES OF BAO LOC CITY AND BAO LAM DISTRICT - LAM DONG

POWER COMPANY

Abstract - This thesis introduces calculation of power losses in the power

line grid at Bao Loc City and Bao Lam District - Lam Dong Power Company by using PSS / ADEPT software, as well as given solutions to reduce power losses of Bao Loc city and Bao Lam district area Solutions to reduce power losses such as: caculate to determine optimal position of capacitor, find the optimal opening for the medium voltage (MV) grid, investment proposal, repair and renovate medium voltage grid, using energy saving devices (Amorphous transformer) Analyze and

propose solutions to mitigate the impact of small hydropower on the local grid

Keywords - Power losses, solutions to reduce power losses

MỤC LỤC

TRANG BÌA

LỜI CAM ĐOAN

TRANG TÓM TẮT TIẾNG ANH

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU

DANH MỤC CÁC bảng

DANH MỤC CÁC HÌNH

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài: 1

2 Mục đích nghiên cứu: 1

3 Nhiệm vụ nghiên cứu: 1

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: 2

5 Phương pháp nghiên cứu 2

6 Bố cục của luận văn 2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ BẢO LỘC VÀ HUYỆN BẢO LÂM CÔNG TY ĐIỆN LỰC LÂM ĐỒNG 3

1.1 Đặc điểm của lưới điện phân phối khu vực Thành phố Bảo Lộc và huyện Bảo Lâm - Công ty Điện lực Lâm Đồng 3

1.1.1 Khái quát về Điện lực thành phố Bảo Lộc và huyện Bảo Lâm 3

1.1.2 Đặc điểm lưới điện phân phối thành phố Bảo Lộc 3

1.1.3 Đặc điểm lưới điện phân phối huyện Bảo Lâm 4

1.2 Hiện trạng về tổn thất điện năng trên lưới điện phân phối của Thành phố Bảo Lộc và huyện Bảo Lâm - Công ty Điện lực Lâm Đồng 5

1.2.1 Hiện trạng tổn thất điện năng lưới điện thành phố Bảo Lộc 5

1.2.2 Hiện trạng tổn thất điện năng lưới điện huyện Bảo Lâm 5

1.3 Vai trò và ý nghĩa của bài toán xác định tổn thất công suất và tổn thất điện năng 6

1.3.1 Định nghĩa tổn thất điện năng 6

1.3.2 Vai trò việc xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng 6

1.3.3 Ý nghĩa việc xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng 7

1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến trị số tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong lưới điện phân phối 7

Các yếu tố tác động đến tổn thất điện năng 7

1.5 Các biện pháp nhằm giảm tổn thất điện năng 10

1.6 Các phương pháp tính toán tổn thất điện năng trong lưới điện phân phối 11

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 14

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ BẢO LỘC VÀ HUYỆN BẢO LÂM - CÔNG TY ĐIỆN LỰC LÂM ĐỒNG 15

2.1 Giới thiệu về phần mềm PSS/ADEPT - công cụ mô phỏng để tính toán tổn thất điện năng 15

2.2 Các đồ thị phụ tải điển hình của lưới điện phân phối Thành phố Bảo Lộc và huyện Bảo Lâm - Công ty Điện lực Lâm Đồng 17

2.2.1 Phương pháp xây dựng biểu đồ phụ tải điển hình 17

2.2.2 Tính toán chia nhóm phụ tải 18

2.2.3 Biểu đồ trạm và các tuyến 22kV trạm 110/22kV Bảo Lộc 19

2.2.4 Biểu đồ trạm và các tuyến 22kV trạm 110/22kV Bảo Lâm 22

2.3 Tính toán tổn thất điện năng trên lưới điện trung thế Thành phố Bảo Lộc và huyện Bảo Lâm - Công ty Điện lực Lâm Đồng hiện tại bằng phần mềm PSS/ADEPT 23

2.3.1 Nhập liệu vào chương trình PSS/ADEPT 23

2.3.1.1 Chia thời điểm cho phụ tải 24

2.3.1.2 Mô phỏng trên chương trình PSS/ADEPT 25

2.3.2 Kết quả tính toán tổn thất công suất các tuyến 29

2.4 Phân tính đánh giá ảnh hưởng của thủy điện nhỏ đấu nối vào lưới điện phân phối khu vực huyện Bảo Lâm (thủy điện Đa Kai) 34

2.4.1 Các thông tin về nhà máy thủy điện Đa Kai 34

2.4.2 Tình trạng chung về tổn thất điện năng và những ảnh hưởng 35

2.4.3 Biểu đồ của nhà máy 37

2.4.4 Biểu đồ điển hình của tuyến 473 trạm Bảo Lâm 37

2.4.5 Biểu đồ phát của nhà máy Đa Kai 37

2.4.6 Tính toán ảnh hưởng về tổn thất công suất và điện áp trên tuyến 473 38 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 45

CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRÊN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ BẢO LỘC VÀ HUYỆN BẢO LÂM - CÔNG TY ĐIỆN LỰC LÂM ĐỒNG 47

3.1 Các giải pháp tổ chức, kinh doanh 47

3.1.1 Giải pháp tổ chức 47

3.1.2 Giải pháp kinh doanh 47

3.1.3 Kiểm tra, quản lý hệ thống đo đếm 48

3.2 Các giải pháp kỹ thuật 48

3.2.1 Giải pháp lắp đặt tụ bù: 48

3.2.1.1 Hiện trạng bù tối ưu bù công suất phản kháng của lưới điện hiện hữu 48

3.2.1.2 Tính toán bằng modul CAPO chương trình PSS - ADEPT 49

3.2.1.3 Đề xuất phương án bù công suất phản kháng trên lưới điện hiện hữu 50

3.2.2 Giải pháp sửa chữa, đầu tư xây dựng lưới điện 52

3.2.2.1 Xây dựng các TBA ở trung tâm phụ tải 52

3.2.2.2 Cải tạo đường dây trung áp 54

3.2.2.3 Giảm tổn thất trong máy biến áp 55

3.3 Giải pháp quản lý vận hành: 57

3.3.1 Quản lý vận hành các trạm biến áp phân phối 57

3.3.2 Tối ưu hóa mạch vòng đường dây trung thế bằng modul TOPO chương trình PSS - ADEPT 58

3.3.3 Giải pháp đối với nhà máy thủy điện nhỏ (Đa Kai): 60

3.3.3.1 Giải pháp vận hành tối ưu các nhà máy thủy điện nhỏ 60

3.3.3.2 Giải pháp đầu tư lưới điện đấu nối 61

3.4 Đánh giá hiệu quả 62

3.4.1 Phương pháp phân tích hiệu quả kinh tế 62

3.4.2 Đánh giá hiệu quả giảm tổn thất điện năng 64

3.4.3 Đánh giá hiệu quả đầu tư 64

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 66

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 67

TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 PHỤ LỤC

QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO)

BẢN SAO KẾT LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC PHẢN BIỆN

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

HTĐ: Hệ thống điện HĐKD: Hoạt động kinh doanh

MBA: Máy biến áp

TTĐN: Tổn thất điện năng

TTCS: Tổn thất công suất

TP: Thành phố

LĐPP: Lưới điện phân phối

ĐLTPBLOC: Điện lực thành phố Bảo Lộc

ĐLBLAM: Điện lực Bảo Lâm

Đơn vị: Các điện lực trực thuộc Công ty Điện lực Lâm Đồng ΔA: Tổn thất điện năng

ΔP: Tổn thất công suất tác dụng

ΔQ: Tổn thất công suất phản kháng

DANH MỤC CÁC BẢNG

Số

1.1 Số lượng trạm biến áp Điện lực Bảo Lộc quản lý 4 1.2 Số lượng trạm biến áp Điện lực Bảo Lâm quản lý 4 2.1 Các thời điểm tính toán nhập liệu vào PSS/ADEPT 23 2.2 Trọng số thời gian cho từng thời điểm nhập vào PSS/ADEPT 24 2.3 Bảng hệ số nhân để nhập liệu PSS/ADPET của từng nhóm phụ

2.4 Bảng hệ số nhân để nhập liệu PSS/ADPET của từng nhóm phụ

2.5 Bảng thông số đầu phát tuyến sau khi mô phỏng tuyến 472

Số

2.24 Bảng tính toán tổn thất công suất các tuyến trạm Bảo Lâm 33 2.25 Kết quả tổn thất điện năng tuyến 473 khi có nhà máy Đa Kai

2.26 Kết quả TTĐN toàn khu vực Bảo Lâm khi có nhà máy Đa Kai

2.27 Thông số vận hành ứng với các thời điểm phát lớn nhất công

suất của nhà máy trong các tháng năm 2017 36 2.28 Bảng thời lượng phát của nhà máy ứng với từng mức công

3.6 Khối lượng đường dây cần nâng cấp sửa chữa 54 3.7 Bảng so sánh giữa MBA thường và MBA Amorphous 56 3.8 Số lượng các trạm dư bù, thiếu bù và lệch pha 57 3.9 Vị trí điểm mở tối ưu của các mạch vòng 60 3.10 Kết quả tổn thất công suất giảm được sau khi kết mạch vòng 60 3.11 Tổn thất điện năng tuyến 473 sau khi thay dây AC240 61 3.12 Tỷ lệ tổn thất điện năng tuyến 473 sau khi thay dây AC240 62 3.13 Điện áp tại điểm đấu nối sau khi thay dây 62 3.14 Kết quả các giải pháp giảm tổn thất điện năng 64 3.15 Tổng mức đầu tư cho các mục đầu tư tại khu vực thành phố

DANH MỤC CÁC HÌNH

Số

1.1 Tỷ lệ TTĐN Điện lực Bảo Lộc từ năm 2013 đến 2017 5 1.2 Tỷ lệ TTĐN Điện lực Bảo Lâm từ năm 2013 đến 2017 6 2.1 Biểu đồ phụ tải ngày điển hình trạm 110/22kV Bảo Lộc 19 2.2

Biểu đồ phụ tải ngày điển hình nhóm phụ tải 1: Nông Lâm - Thuỷ

2.15 Biểu đồ số giờ phát của thủy điện Đa Kai 38 2.16

Quan hệ giữa tổn thất công suất trên tuyến với công suất phát nhà

Để đáp ứng đủ nguồn điện cung cấp cho sự phát triển kinh tế - xã hội đòi hỏi ngành điện phải có những giải pháp thực hiện đầu tư phát triển nguồn, lưới điện đủ

để cung cấp cho phụ tải, cũng như đưa ra giải pháp vận hành tối ưu hệ thống điện, ngoài ra phải đảm bảo về chất lượng và độ tin cậy Tổn thất điện năng dường như đang là mối quan tâm hàng đầu, nỗi trăn trở của Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) nói chung, Tổng Công ty Điện lực miền Nam (EVN SPC) và Công ty Điện lực Lâm Đồng (PCLD) nói riêng Đối với một doanh nghiệp hoạt động sản xuất kinh doanh điện năng như PCLD thì việc tiết kiệm điện năng và giảm tổng chi phí sản xuất thông qua việc giảm tỷ lệ tổn thất điện năng là một nhiệm vụ quan trọng Mặt khác hiện nay Tập đoàn Điện lực Việt Nam đã xây dựng đề án lộ trình giảm tổn thất điện năng giai đoạn 2016-2020, trong đó giao cho Công ty Điện lực Lâm Đồng thực hiện đến năm 2020 phấn đầu giảm tỷ lệ tổn thất điện năng là 4,5% Lưới điện phân phối của Công Điện lực Lâm Đồng quản lý được xây dựng từ trước năm 1975, mặc dù hàng năm đều được đầu tư sửa chữa nâng cấp, xây dựng mới, tuy nhiên do nguồn vốn được phân bổ có hạn nên hệ thống lưới điện phân phối hiện hữu chưa đáp ứng với tốc độ phát triển nhu cầu sử dụng điện của địa phương, dẫn đến các tuyến đường dây và trạm biến áp bị quá tải, tổn thất điện năng có chiều hướng tăng

Vì vậy để đảm bảo thực hiện đạt tỷ lệ tổn thất điện năng 4,5% vào năm 2020 và các năm tới theo kế hoạch được giao, cần phải có các giải pháp hữu hiệu để giảm tổn thất điện năng

Vì vậy, tôi chọn đề tài của luận văn là: “Các giải pháp giảm tổn thất điện năng lưới điện phân phối Thành phố Bảo Lộc và huyện Bảo Lâm - Công ty Điện lực Lâm Đồng” để thực hiện

2 Mục đích nghiên cứu:

Phân tích hệ thống lưới điện hiện hữu và đưa ra các giải pháp để giảm tổn thất điện năng trên lưới điện phân phối Thành phố Bảo Lộc và huyện Bảo Lâm

3 Nhiệm vụ nghiên cứu:

- Thu thập cơ sở dữ liệu về nguồn và phụ tải lưới phân phối trong phạm vi nghiên cứu để phân tích

- Sử dụng phần mềm PSS/ADEPT tính toán tổn thất điện năng đối với lưới điện hiện hữu đang vận hành Phân tích và đề xuất các giải pháp giảm tổn thất điện năng trên lưới điện phân phối khu vực Thành phố Bảo Lộc và huyện Bảo Lâm

- Đánh giá hiệu quả đầu tư sau khi thực hiện các giải pháp đề xuất để kiến nghị cho Công ty Điện lực Lâm Đồng thực hiện tại Thành phố Bảo Lộc và huyện Bảo Lâm

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

- Đối tượng nghiên cứu là các phương pháp tính toán tổn thất công suất, tổn thất điện năng trên lưới điện phân phối và các giải pháp giảm tổn thất điện năng

- Phạm vi nghiên cứu: Lưới điện phân phối trung thế 22kV khu vực Thành phố Bảo Lộc và huyện Bảo Lâm

5 Phương pháp nghiên cứu

- Sử dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu các tài liệu, sách báo, giáo trình,…về vấn đề tính toán xác định tổn thất công suất và tổn thất điện năng, các giải pháp giảm tổn thất điện năng trong lưới điện phân phối

- Phương pháp thực nghiệm: Sử dụng phần mềm PSS/ADEPT để tính toán tổn thất công suất và tổn thất điện năng để xác định các vị trí bù tối ưu công suất phản kháng, tìm điểm mở tối ưu khi kết lưới mạch vòng và các giải pháp khác về đầu tư, sửa chữa nâng cấp lưới điện …

6 Bố cục của luận văn

Bố cục luận văn ngoài phần mở đầu và kết luận chung, nội dung của luận văn được biên chế thành 3 chương như sau:

Chương 1: Tổng quan về lưới điện phân phối thành phố bảo lộc và huyện

bảo lâm - công ty điện lực lâm đồng

Chương 2: Tính toán phân tích và đánh giá tổn thất điện năng lưới điện phân

phối Thành phố Bảo Lộc và huyện Bảo Lâm - Công ty Điện lực Lâm Đồng

Chương 3: Đề xuất các giải pháp giảm tổn thất điện năng trên lưới điện phân

phối Thành phố Bảo Lộc và huyện Bảo Lâm - Công ty Điện lực Lâm Đồng

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ BẢO LỘC VÀ HUYỆN BẢO LÂM

CÔNG TY ĐIỆN LỰC LÂM ĐỒNG 1.1 Đặc điểm của lưới điện phân phối khu vực Thành phố Bảo Lộc và

huyện Bảo Lâm - Công ty Điện lực Lâm Đồng

1.1.1 Khái quát về Điện lực thành phố Bảo Lộc và huyện Bảo Lâm

Điện lực Bảo Lộc và Bảo Lâm là 02 Điện lực trực thuộc Công ty Điện lực

Lâm Đồng, nhiệm vụ chính là quản lý vận hành, kinh doanh điện năng, chăm sóc,

phát triển khách hàng trên địa bàn TP Bảo Lộc và huyện Bảo Lâm

Ngoài ra, Điện lực còn tham mưu cho Công ty Điện lực Lâm Đồng và chính

quyền địa phương trong công tác quy hoạch, phát triển lưới điện, an toàn hành lang

lưới điện như:

- Thực hiện quản lý, vận hành, thí nghiệm, sửa chữa hệ thống lưới điện

phân phối do Công ty Điện lực Lâm Đồng giao

- Thực hiện các dự án đầu tư xây dựng, sửa chữa, cải tạo, phát triển lưới

điện, phát triển khách hàng trên địa bàn quản lý

- Tổ chức tuyên truyền, hướng dẫn khách hàng về tiết kiệm điện, an toàn sử

dụng điện, an toàn hàng lang lưới điện và sử dụng điện đúng pháp luật

- Nắm bắt và dự báo nhu cầu sử dụng điện của khách hàng sử dụng điện

trên địa bàn phục vụ quy hoạch, phát triển lưới điện và đảm bảo cung cấp điện

- Giải quyết kịp thời thắc mắc, khiếu nại của khách hàng sử dụng điện theo

đúng quy định

1.1.2 Đặc điểm lưới điện phân phối thành phố Bảo Lộc

Mặc dù là thành phố nhưng lưới điện thành phố Bảo Lộc lại có đặc thù là lưới

điện của khu vực nông thôn miền núi Dây dẫn điện với đặc điểm là dây nhôm lõi

thép, phần lớn là dây trần, tiết diện nhỏ, bán kính cấp điện lớn Tại khu vực TP Bảo

Lộc, hiện chỉ có 01 trạm 110/22kV cấp điện cho toàn thành phố (trạm

220/110/22kV Bảo Lộc)

Toàn bộ TP Bảo Lộc được cấp điện từ 05 phát tuyến trung thế 22kV là 472,

474, 476, 478 và 480 từ trạm 220/110/22kV Bảo Lộc

Bán kính cấp điện xa nhất từ vị trí trạm 220/110/22kV Bảo Lộc là hơn 40km

Khối lượng quản lý đường dây và trạm khu vực TP Bảo Lộc như sau:

+ Đường dây trung thế: 483.1km

+ Đường dây hạ thế: 669,5km

+ Trạm biến áp: 755 trạm biến áp phân phối, với tổng dung lượng 122,35MVA

Bảng 1.1 Số lượng trạm biến áp Điện lực Bảo Lộc quản lý

STT Loại trạm Số trạm (trạm) Tổng công suất

(KVA)

1.1.3 Đặc điểm lưới điện phân phối huyện Bảo Lâm

Khu vực huyện Bảo Lâm là khu vực nông thôn, miền núi Lưới điện chủ yếu

là dây nhôm lõi thép, dây trần, tiết diện nhỏ, bán kính cấp điện lớn Trong khu vực huyện, hiện chỉ có 01 trạm 110/22kV cấp điện cho toàn bộ huyện (trạm 110/22kV Bảo Lâm), đồng thời hai trạm Bảo Lâm và Bảo Lộc được liên kết với nhau qua một phát tuyến 22kV (tuyến 476 Bảo Lộc và tuyến 471 trạm Bảo Lâm)

Toàn bộ huyện Bảo Lâm được cấp điện từ 04 tuyến trung thế 22kV là 471,

473, 475 và 477 từ trạm 110/22kV Bảo Lâm Trong đó, hiện chỉ có tuyến 473 có

nhà máy thủy điện Đa Kai đấu nối vào điểm cuối của tuyến (Công suất của nhà máy

thủy điện Đa Kai là 8,1MW)

Bán kính cấp điện xa nhất từ vị trí trạm 110/22kV Bảo Lâm là hơn 50km Khối lượng quản lý vận hành đường dây và trạm khu vực huyện Bảo Lâm như sau:

+ Đường dây trung thế: 256,2km

+ Đường dây hạ thế: 257,2km

+ Trạm biến áp: 200 trạm biến áp phân phối, với tổng dung lượng 16,035MVA

Bảng 1.2 Số lượng trạm biến áp Điện lực Bảo Lâm quản lý

STT Loại trạm Số trạm (trạm) Tổng công suất

(KVA)

1.2 Hiện trạng về tổn thất điện năng trên lưới điện phân phối của Thành phố Bảo Lộc và huyện Bảo Lâm - Công ty Điện lực Lâm Đồng

1.2.1 Hiện trạng tổn thất điện năng lưới điện thành phố Bảo Lộc

Tổn thất điện năng hiện nay của lưới điện thành phố Bảo Lộc đang ở mức 4,3%, trong đó tổn thất trung thế là 2,5% và tổn thất hạ thế ở mức 1,8%

Theo lộ trình đến năm 2020, tổn thất điện năng của thành phố Bảo Lộc sẽ giảm về mức 3,5%

Biểu đồ tỷ lệ Tổn thất điện năng của khu vực thành phố Bảo Lộc qua 05 năm gần nhất như sau:

Hình 1.1 Tỷ lệ TTĐN Điện lực Bảo Lộc từ năm 2013 đến 2017

1.2.2 Hiện trạng tổn thất điện năng lưới điện huyện Bảo Lâm

Tổn thất điện năng hiện nay của lưới điện huyện Bảo Lâm đang ở mức 5,0%, trong đó tổn thất trung thế là 2,5% và tổn thất hạ thế ở mức 2,5%

Theo lộ trình đến năm 2020, tổn thất điện năng của huyện Bảo Lâm sẽ giảm

về mức 3,8%

Biểu đồ tỷ lệ Tổn thất điện năng của khu vực huyện Bảo Lâm qua 05 năm gần nhất như sau:

Hình 1.2 Tỷ lệ TTĐN Điện lực Bảo Lâm từ năm 2013 đến 2017

1.3 Vai trò và ý nghĩa của bài toán xác định tổn thất công suất và tổn thất điện năng

1.3.1 Định nghĩa tổn thất điện năng

Tổn thất điện năng trong hệ thống điện nói chung là chênh lệch giữa lượng điện năng sản xuất từ nguồn điện và lượng điện năng được tiêu thụ tại phụ tải trong một khoảng thời gian nhất định

Trong thị trường điện, TTĐN trên một lưới điện là sự chênh lệch giữa lượng điện năng đi vào lưới điện (bao gồm từ các nguồn điện và từ các lưới điện lân cận)

và lượng điện năng đi ra khỏi lưới điện (bao gồm cấp cho phụ tải của lưới điện đó hoặc đi sang các khu vực lưới điện lân cận) trong một khoảng thời gian nhất định

1.3.2 Vai trò việc xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng

Việc xác định tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong lưới điện có vai trò hết sức to lớn, quyết định đến tất cả tính toán kinh tế kỹ thuật trên lưới điện Là mối quan tâm hàng đầu của các Công ty Điện lực

Nhìn chung, không có cách xác định chính xác TTĐN Có nhiều nguyên nhân, nhưng chủ yếu là vì thiếu thông tin do hệ thống đo lường chưa đầy đủ và đồng bộ, số liệu về lưới điện và phụ tải không chính xác Bởi vậy, thực chất việc xác định TTĐN là đánh giá hoặc dự báo TTĐN

Hai nhóm phương pháp chính để xác định TTĐN là đo lường và tính toán

mô phỏng Các phương pháp dựa trên đo lường nhìn chung cho kết quả tin cậy hơn, nhưng đòi hỏi một hệ thống đo lường đủ mạnh Hơn nữa, phương pháp này khó phân biệt được tổn thất kỹ thuật và tổn thất thương mại Các phương pháp thông qua tính toán mô phỏng có thể cho phép đánh giá tổn thất đối với mọi phần tử trên lưới điện, và đó là tổn thất kỹ thuật Tuy nhiên, độ chính xác của kết quả nhìn chung không cao và phụ thuộc rất nhiều vào số liệu ban đầu về lưới điện và phụ tải Tùy

theo mục tiêu tính TTĐN cũng như các nguyên nhân gây ra TTĐN, có thể có nhiều phương pháp mô phỏng và tính toán khác nhau, yêu cầu mức độ đầy đủ về số liệu khác nhau và do đó cho độ chính xác tương ứng của kết quả tính toán TTĐN

Tổn thất công suất hiện nay có thể tính toán qua các phần mềm tính toán, tuy nhiên việc tính toán vẫn còn hạn chế ở mức là mô phỏng và tính toán gần đúng

Tính đúng được tổn thất công suất sẽ hỗ trợ giúp cho công tác đầu tư, công tác quản lý vận hành và là nền tảng cho các tính toán hiệu quả đầu tư

1.3.3 Ý nghĩa việc xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng

Việc xác định đúng tổn thất công suất và tổn thất điện năng góp phần giúp cho việc định hướng đúng trong công tác điều hành của các Công ty Điện lực, giúp xác định đúng nguyên nhân gây ra tổn thất và có giải pháp để thực hiện giảm TTĐN

Tuy vậy, chúng ta không giảm tổn thất điện năng bằng mọi giá mà phải cân đối, dựa trên cơ sở hiệu quả đầu tư và khả năng cung cấp điện ổn định trên lưới Đầu tư phát triển hệ thống điện với mục tiêu đảm bảo đủ điện cho phát triển kinh tế

xã hội phục vụ đời sống nhân dân, ngày càng nâng cao chất lượng, độ tin cậy cấp điện Trong đó, lưới điện sẽ được tăng cường hiện đại hơn, đảm bảo vận hành an toàn, tin cậy và góp phần giảm TTĐN

1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến trị số tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong lưới điện phân phối

Các yếu tố tác động đến tổn thất điện năng

Điện năng từ khi sản xuất ra đến nơi tiêu thụ luôn có một lượng điện năng tổn thất lượng điện năng tổn thất nhiều hay ít phụ thuộc và nhiều yếu tố khác nhau

Các yếu tố khách quan:

Tổn thất điện năng do yếu tố khách quan khó có thể lường trước như các yếu

tố tự nhiên như khí hậu, thời tiết, địa hình Điện năng sản xuất ra để đưa tới nơi tiêu thụ phải thông qua hệ thống truyền tải và phân phối Hệ thống điện bao gồm các TBA và các đường dây tải điện gồm nhiều bộ phận khác nhau như MBA, máy cắt, dao cách ly, tụ bù, sứ xuyên thanh cái, cáp ngầm, cột, đường dây trên không, phụ kiện đi nối dây dẫn và dây chống sét với cột, sứ cách điện v v…Các bộ phận này đều phải chịu tác động của thiên nhiên (gió, mưa, ăn mòn, sét, dao động, nhiệt độ, bão từ, rung động do gió, văng bật dây, )

Hệ thống điện của nước ta phần lớn là nằm ở ngoài trời, do đó tất yếu sẽ chịu ảnh rất lớn của điều kiện tự nhiên Sự thay đổi, biến động của môi trường tự nhiên

có ảnh hưởng rất lớn tới tổn thất điện năng của ngành điện Nước ta nằm ở vùng nhiệt đới gió mùa, nên độ ẩm tương đối cao, nắng mưa nhiều đã gây không ít khó

khăn cho việc bảo dưỡng thiết bị và vận hành lưới điện Các đường dây tải điện và MBA đều được cấu thành từ kim loại Độ ẩm cao làm cho kim loại nhanh bị ô xi hoá và dẫn đến hiện tượng MBA và dây tải điện sử dụng không hiệu quả nữa, lượng điện bị hao tổn Mạng lưới truyền tải điện phải đi qua nhiều khu vực, địa hình phức tạp đồi núi, rừng cây, nên khi sự cố điện xảy ra điện phóng thoáng qua cây cối trong hoặc gần hành lang điện, gây ra tổn thất Địa hình phức tạp làm cho công tác quản

lý hệ thống điện, kiểm tra sửa chữa, xử lý sự cố gặp không ít khó khăn, nhất là vào mùa mưa bão, gây ra một lượng tổn hao không nhỏ Thiên tai do thiên nhiên gây ra: gió, bão, lụt, sét, làm đổ cột điện, đứt dây truyền tải, các TBA và đường dây tải điện bị ngập lụt trong nước, làm cho nhiều phụ tải lưới điện phân phối bị sa thải do mạng điện hạ áp bị hư hỏng, ảnh hưởng đến sản lượng truyền tải điện

Công nghệ kỹ thuật trong hệ thống điện:

Trong quá trình phân phối và truyền tải điện năng thì tổn thất điện năng là không tránh khỏi Lượng điện năng tiêu tốn nhiều hay ít phụ thuộc rất lớn vào công nghệ lưới điện truyền tải Do đó, nếu công nghệ của thiết bị càng tiên tiến thì sự cố càng ít xảy ra, và có thể tự ngắt khi sự cố xảy ra dẫn đến lượng điện hao tổn càng ít Điều này giải thích tại sao ở các nước kém phát triển tỷ lệ tổn thất điện lại cao hơn rất nhiều so với các nước phát triển

Sự lạc hậu về thiết bị, công nghệ Hệ thống điện chắp vá, tận dụng, chưa đồng bộ, chưa hoàn chỉnh, sự cọc cạch trong hệ thống như với đủ mọi dây dẫn tận dụng khác nhau Các bộ phận của hệ thống điện, với cùng thời gian sẽ bị lão hoá Thêm vào đó sự phát triển của khoa học, công nghệ kéo theo sự tiên tiến, hiện đại hoá các thiết bị, máy móc trong mọi lĩnh vực, kích thích tiêu dùng năng lượng nhiều hơn Vì vậy, nếu không quản lý, bảo dưỡng, giám sát đổi mới công nghệ truyền tải

sẽ dẫn đến tổn thất lớn Những MBA của thế hệ cũ không đáp ứng được nhu cầu tải điện trong giai đoạn hiện nay, xuất hiện tình trạng máy bị quá tải hoặc non tải, dây dẫn có tiết diện không đủ lớn để truyền tải dẫn đến tình trạng quá tải đường dây, công tơ cũ, lạc hậu, không hiển thị rõ chỉ số, cấu tạo đơn giản làm cho người sử dụng dễ lấy cắp điện

Các yếu tố chủ quan:

Lượng điện hao hụt trong quá trình phân phối và truyền tải điện năng người lao động đóng vai trò không nhỏ, các công nhân, kỹ sư, phải có trình độ chuyên môn nghiệp vụ nhất định Phải thông thạo về nghiệp vụ về điện để tuyên truyền, hướng dẫn cho khách hàng trong quá trình mua hàng và phương pháp sử dụng, nhất

là an toàn điện, tránh xảy ra những nguy hiểm và tổn thất không đáng có Cũng như trong việc sử dụng, kiểm tra các thiết bị điện thuộc phạm vi mình quản lý

Khi có sự cố xảy ra như chập, cháy, nổ đòi hỏi cán bộ công nhân ngành điện phải được đào tạo chính quy và có trình độ kỹ thuật nghiệp vụ tốt Trình độ cán bộ,

công nhân ngày càng cao thì xử lý các tình huống càng kịp thời, chính xác Bên cạnh đó, việc bố trí đúng người, đúng việc trong ngành điện rất quan trọng, một mặt giúp họ phát huy hết khả năng của mình, mặt khác đảm bảo được an toàn, bởi ngành điện là ngành có yêu cầu cao về kỹ thuật Được bố trí công việc phù hợp giúp cho cán bộ, công nhân say mê, sáng tạo, tránh được các hành vi tiêu cực do chán nản gây ra như làm việc thiếu nhiệt tình, không tận tuỵ hết lòng vì công việc, khi có sự

cố xảy ra, xử lý chậm chạp, không đúng quy trình, quy phạm kỹ thuật, gây thiệt hại lớn, nhân viên ghi công tơ không đều đặn theo lịch hàng tháng, ghi sai chỉ số, ghi chỉ số khống, thu tiền không đúng kì hạn, tính sai giá điện, làm hợp đồng không đúng với thực tế sử dụng

Theo mô hình tổ chức quản lý điện hiện nay, tổn thất điện năng do phòng kinh doanh chịu trách nhiệm về tổn thất Các đội quản lý công tơ và đội thu tiền điện không chịu trách nhiệm về tổn thất Vì vậy, hiện nay tình hình tổn thất điện năng tương đối lớn Người quản lý khu vực sẽ dễ không chịu trách nhiệm về tổn thất Người quản lý khu vực sẽ dễ dàng làm mất mát điện năng Do họ không chịu trách nhiệm về tổn thất nên dẫn đến buông lỏng quản lý hộ tiêu thụ, tạo điều kiện cho hộ tiêu thụ câu, nối trước công tơ làm thất thoát điện của nhà nước

Mặt khác, các đơn vị chuyên trách kỹ thuật và ban kinh doanh có mối liên hệ ngang, do đó dẫn đến sự chậm chạp trong việc xử lý sự cố vận hành mạng lưới, tạo nên tình hình phức tạp trong công tác kinh doanh do luồng thông tin quá lớn, số đầu vào nhiều

Vấn đề tổ chức sản xuất trong kinh doanh bán điện còn chưa hợp lý, dẫn đến

sự bất bình của người sử dụng điện Đó là tình trạng nhiều đường dây, trạm là tài sản của khách hàng, ngành điện khai thác bán điện cho nhiều phụ tải khác chưa làm được thủ tục bàn giao tài sản nên khi có sự cố đã xảy ra tình trạng đùn đẩy trách nhiệm sửa chữa dẫn đến mất điện kéo dài của một số khách hàng Thủ tục, giấy tờ

và thời gian lắp đặt công tơ kéo dài, hiện tượng tiêu cực của một số cán bộ công nhân viên ngành điện cấu kết với khách hàng để lấy cắp điện vì mục đích vụ lợi vẫn còn phổ biến, nhiều nơi vẫn còn hiện tượng nhũng nhiễu, phiền hà khách hàng, còn nhiều hiện tượng thiếu trách nhiệm trong khi thực hiện ghi chỉ số công tơ hoặc còn hiện tượng các đơn vị hạch toán sai trong công tác kinh doanh Chính sự bất bình này dẫn đến những hiện tượng tiêu cực của người sử dụng điện câu móc trộm điện, quay ngược công tơ, vô hiệu hoá công tơ dẫn đến tổn thất điện năng

Vậy, để quản lý tốt sản phẩm của mình trong đó có giảm lượng điện năng hao tổn thì việc tổ chức sản xuất hợp lý, tạo mối liên hệ cân đối, hài hoà giữa các bộ phận, phải có một đội ngũ nhân viên có trình độ, tinh thần trách nhiệm cao với công việc là hết sức cần thiết Tổ chức sản xuất kinh doanh không hợp lý tất yếu dẫn đến

hoạt động của ngành kém chất lượng, điện cung cấp không đầy đủ cả về số lượng và chất lượng, hao tổn điện năng nhiều

Ngành điện là ngành cơ sở hạ tầng, tạo nên động lực của toàn bộ nền kinh

tế xã hội Điện năng là một loại sản phẩm hàng hoá đặc biệt quan trọng, gắn với đời sống hàng ngày của con người Chính vì vậy, khách hàng tiêu thụ điện rất đa dạng, thuộc mọi tầng lớp, mọi lĩnh vực, mọi miền và mọi vùng của quốc gia, từ khách hàng chỉ tiêu thụ 2-3 KWh/tháng đến những khách hàng tiêu thụ hàng triệu KWh/ tháng

Khách hàng của ngành điện gồm sản xuất công nghiệp, sản xuất nông nghiệp, thuỷ lợi, dịch vụ thương mại và sinh hoạt tiêu dùng ở đô thị, nông thôn và miền núi Do khách hàng của ngành điện rất đa dạng và phong phú như vậy nên việc quản ký khách hàng đối với ngành điện là tương đối khó khăn Quản lý khách hàng không tốt dẫn đến việc tổng điều tra và ký lại hợp đồng mua bán chưa đầy đủ, tên người sử dụng điện khác với tên người ký hợp đồng, địa chỉ không rõ ràng, gây nên hiện tượng thất thu tiền điện Quản lý khách hàng theo từng khu vực, phân loại khách hàng theo từng đặc điểm sẽ giúp cho việc ghi công tơ và thu ngân được đúng tiến độ, không quá hạn lịch ghi công tơ hàng tháng, công việc này góp phần giảm tổn thất điện năng một cách đáng kể

Khách hàng được quản lý sát sao, có hệ thống giúp cho ngành điện nắm vững được mục đích sử dụng điện của từng hộ để tính giá điện cho phù hợp, khi có sự cố xảy

ra, biết rõ đang xảy ra ở khu vực nào, từ đó có biện pháp xử lý hợp lý, kịp thời

Như vậy, công tác quản lý khách hàng tốt sẽ góp phần rất lớn vào việc giảm tổn thất điện năng của ngành điện

1.5 Các biện pháp nhằm giảm tổn thất điện năng

Đối với lưới điện phân phối tổn thất điện năng xảy ra trên lưới phân phối trung áp, trong máy biến áp, trong lưới phân phối hạ áp Vì vậy trong nghiên cứu giảm tổn thất ta phải chú ý đến ba thành phần này Từ đó ta có thể chia các biện pháp giảm tổn thất điện năng thành hai nhóm:

Các biện pháp kỹ thuật:

+ Nâng cao điện áp định mức của lưới điện phù hợp với quy hoạch phát triển lưới điện khu vực, nếu thấy phụ tải tăng trưởng mạnh về giá trị cũng như khoảng cách, với cấp điện áp định mức cũ không đáp ứng được

+ Bù kinh tế trong mạng điện phân phối bằng tụ điện

+ Phân bố tối ưu công suất phản kháng trong lưới điện làm cho dòng công suất phản kháng vận chuyển hợp lý trên các đường dây cho tổn thất nhỏ nhất

+ Hoàn thiện kết cấu trúc lưới điện để có thể vận hành với tổn thất nhỏ nhất

+ Cải tiến kỹ thuật và sử dụng các thiết bị, vật liệu chất lượng cao có tổn thất nhỏ

+ Chọn đúng công suất MBA phù hợp với yêu cầu phụ tải, tránh hiện tượng máy biến áp vận hành quá non tải

Các biện pháp quản lý:

+ Nâng cao chất lượng công tác quản lý vận hành

+ Nâng cao chất lượng trong công tác quản lý khách hàng

+ Nâng cao chất lượng công tác dịch vụ khách hàng

1.6 Các phương pháp tính toán tổn thất điện năng trong lưới điện phân phối

Trị số tổn thất điện năng trong bất kỳ một phần tử nào của mạng điện phụ thuộc chủ yếu vào tính chất của phụ tải và sự thay đổi của phụ tải trong thời gian khảo sát

Nếu phụ tải của đường dây không thay đổi và xác định được tổn thất công suất tác dụng trên đường dây là ∆P thì khi đó tổn thất điện năng trong thời gian t sẽ là:

(1.1) Nhưng thực tế phụ tải của đường dây của mạng điện luôn thay đổi theo thời gian (biến thiên theo đồ thị phụ tải của các hộ tiêu thụ, theo tình trạng làm việc của các nhà máy điện), vì vậy phải dùng phương pháp tích phân để tính tổn thất điện năng

(1.2)

Thông thường P(t) là một hàm số phức tạp của thời gian t, rất khó tích phân, nên biểu thức trên chỉ có ý nghĩa lý thuyết, do đó ta phải dùng các phương pháp khác nhau như: xác định tổn thất điện năng theo đồ thị phụ tải, xác định tổn thất điện năng theo thời gian tổn thất công suất lớn nhất

Phương pháp xác định tổn thất điện năng theo thời gian tổn thất công suất lớn nhất Đây là phương pháp đơn giản thuận tiện nhất Trong các trạng thái, ta chọn trạng thái có tổn thất công suất lớn nhất, và ta tính tổn thất công suất ở trạng thái này gọi là Pmax

Vậy tổn thất điện năng trong một năm bằng tích số của Pmax với thời gian tổn thất công suất lớn nhất :

Thời gian tổn thất công suất lớn nhất là thời gian mà trong đó nếu mạng điện liên tục tải với công suất Pmax ( hay Imax) thì sẽ gây ra một tổn thất điện năng trong mạng điện vừa đúng bằng tổn thất điện năng trên thực tế

Trường hợp đường dây cấp điện cho phụ tải thì thời gian tổn thất công suất lớn nhất được tính toán thống kê theo Tmax theo công thức:

Với

(1.4)

Ý nghĩa của rất rõ ràng, nếu dòng điện lưới Imax = Const thì thời gian nó gây ra tổn thất đúng bằng tổn thất điện năng do dòng điện thực tế gây ra trong thời gian một năm

Điện năng phụ tải tiêu thụ trong một năm bằng:

(1.5) Trong đó: Pmax : là công suất tiêu thụ lớn nhất; Tmax : là thời gian sử dụng công suất lớn nhất, là thời gian mà trong đó nếu tất cả các hộ dùng điện đều sử dụng công suất lớn nhất Pmax thì năng lượng điện truyền tải trong mạng điện sẽ vừa đúng bằng năng lượng điện thực tế được truyền tải trong mạng điện sau thời gian vận hành t

Nhìn chung, không có cách xác định chính xác TTĐN Có nhiều nguyên nhân, nhưng chủ yếu là vì thiếu thông tin do hệ thống đo lường chưa đầy đủ và đồng bộ, số liệu về lưới điện và phụ tải không chính xác Bởi vậy, thực chất việc xác định TTĐN là đánh giá hoặc dự báo TTĐN

Hai nhóm phương pháp chính để xác định TTĐN là đo lường và tính toán

mô phỏng Các phương pháp dựa trên đo lường nhìn chung cho kết quả tin cậy hơn, nhưng đòi hỏi một hệ thống đo lường đủ mạnh Hơn nữa, phương pháp này khó phân biệt được tổn thất kỹ thuật và tổn thất thương mại Các phương pháp thông qua tính toán mô phỏng có thể cho phép đánh giá tổn thất đối với mọi phần tử trên lưới điện, và đó là tổn thất kỹ thuật Tuy nhiên, độ chính xác của kết quả nhìn chung không cao và phụ thuộc rất nhiều vào số liệu ban đầu về lưới điện và phụ tải Tùy theo mục tiêu tính TTĐN cũng như các nguyên nhân gây ra TTĐN, có thể có nhiều phương pháp mô phỏng và tính toán khác nhau, yêu cầu mức độ đầy đủ về số liệu khác nhau và do đó cho độ chính xác tương ứng của kết quả tính toán TTĐN

Một số phương pháp tính TTĐN như sau:

+ Phương pháp xác định tổn thất điện năng theo các chỉ số công tơ

+ Phương pháp xác định tổn thất điện năng theo đồ thị phụ tải

+ Phương pháp xác định tổn thất điện năng theo thời gian tổn thất công suất lớn nhất

+ Phương pháp xác định tổn thất điện năng theo dòng điện trung bình bình phương

Trong đề tài này, tôi sử dụng tính toán tổn thất điện năng trên lưới điện trung thế TP Bảo Lộc và huyện Bảo Lâm bằng cách mô phỏng qua chương trình PSS/ADEPT

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Trên đây là một số thông tin sơ bộ về lưới điện TP Bảo Lộc và huyện Bảo Lâm Lưới điện khu vực với đặc điểm là lưới điện nông thôn miền núi, lưới điện đã được đầu tư từ nhiều năm, một số đoạn đường dây đã được sửa chữa, nâng cấp tuy nhiên còn rất nhiều đoạn đường dây từ lúc đầu tư đến nay vẫn chưa được sửa chữa, cải tạo Đó là một trong nhiều nguyên nhân dẫn đến TTĐN trong khu vực còn cao

so với các khu vực xung quanh

Với tốc độ phát triển phụ tải của khu vực qua các năm khoảng 8%/năm, vốn đầu tư của ngành điện hiện nay dành cho lưới điện khu vực chỉ đủ để phát triển một phần, phần còn lại phải huy động từ nguồn vốn đóng góp của địa phương và nhân dân địa phương Đây là một khó khăn để thực hiện giảm TTĐN trong thời gian tới

Hiện nay, ngành điện xác định nhiệm vụ hàng đầu là giảm TTĐN điện năng, nâng cao chất lượng điện năng cũng như nâng cao công tác dịch vụ khách hàng Để thực hiện điều đó, ngành điện đang vận dụng mọi nguồn lực để đầu tư, sửa chữa nâng cấp lưới điện, song song với việc đầu tư phải tính toán sao cho công tác đầu tư phải có hiệu quả cao nhất, đồng thời phải đảm bảo cung cấp điện an toàn, liên tục,

và đảm bảo chất lượng điện năng cho khách hàng sử dụng

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ BẢO LỘC VÀ

HUYỆN BẢO LÂM - CÔNG TY ĐIỆN LỰC LÂM ĐỒNG

2.1 Giới thiệu về phần mềm PSS/ADEPT - công cụ mô phỏng để tính toán tổn thất điện năng

Phần mềm 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) thuộc Siemens Power Transmission & Distribution, Inc Phần mềm PSS/ADEPT mô phỏng, tính toán được các bài toán

sau trong lưới điện:

(1) 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, SAIDI, CAIFI, CAIDI

(2) 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 phụ tải cụ thể;

(3) 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;

(4) 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;

(5) 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 công suất trên lưới là nhỏ nhất;

(6) Bài toán xác định thông số của đường dây (Line Properties Caculator); (7) Bài toán phối hợp và bảo vệ (Protection and Coordination);

(8) Bài toán phân tích sóng hài (Hamornics): phân tích các thông số và ảnh hưởng của các thành phần sóng hài trên lưới

Phần mềm PSS/ADEPT thực hiện tính toán được nhiều bài toán trong hệ thống điện Nhưng trong phạm vi đề tài ta chỉ sử dụng phần PSS/ADEPT với chức năng: Tính toán phân bố công suất (Load Flow), tính toán vị trí, dung lượng bù tối

ưu cho lưới điện trung áp (CAPO) và phân tích điểm mở tối ưu (TOPO) cho lưới điện trung thế 22kV

Cách tính toán số liệu tổn thất công suất, tổn thất điện năng từ các số liệu tính toán của chương trình PSS/ADEPT như sau:

+ Tổn thất cơng suất trung bình ngày tuyến:

Po:là tổn thất khơng tải của MBA (kW)

Pi:là TTCS trung bình từng đoạn thời điểm i (kW)

m j

j 1 i

Hệ số scale PSS = Pđầu tuyến/Ptb phụ tải. (2.3)

Hệ số scale Q PSS= Qđầu tuyến/Qtb phụ tải (2.4)

Trong đĩ:

điển hình của tuyến tính tốn

tuyến tính tốn

đồ điển hình của tuyến tính tốn

tuyến tính tốn

+ Sản lượng điện tổn thất 01 năm của từng xuất tuyến bằng:

DAtuyến= 8760x PD tb ngày tuyến(kWh) (2.5)

+ Sản lượng điện nhận 01 năm của từng xuất tuyến bằng:

=tuyến tb ngày tuyến

A 8760xP (kWh) (2.6)

Với Ptb ngày tuyến: = D

+ Tỷ lệ TTĐN của xuất tuyến:

tuyến ngày tuyến

bày tại mục 2.3.1 Các thời đoạn tính tốn (snapshot) được chọn để phản ánh được

sự thay đổi của nhĩm phụ tải này so với nhĩm phụ tải khác (nĩi các khác là khi cĩ

sự thay đổi của nhĩm phụ tải này và nhĩm phụ tải khác thì phải thay đổi snapshot)

Do đặc thù khu vực tỉnh Lâm Đồng nĩi chung, Tp Bảo Lộc và huyện Bảo Lâm nĩi riêng, tỷ lệ điện năng thương phẩm dành cho phụ tải sinh hoạt và tiêu dùng chiếm trên 70%, dạng đồ thị phụ tải của các mùa trong năm thay đổi rất ít, nên để giảm khối lượng tính tốn, luận văn chỉ xây dựng đồ thị phụ tải ngày trong năm để tính tốn mơ phỏng và sử dụng tính TTĐN cho một năm

2.2 Các đồ thị phụ tải điển hình của lưới điện phân phối Thành phố Bảo Lộc và huyện Bảo Lâm - Cơng ty Điện lực Lâm Đồng

2.2.1 Phương pháp xây dựng biểu đồ phụ tải điển hình

Biểu đồ phụ tải điển hình của trạm 110/22kV được xây dựng trên cơ sở số liệu của một năm của trạm 220/110/22kV Bảo Lộc và trạm 110/22kV Bảo Lâm (số liệu được lấy từ ngày 20/9/2016 đến ngày 20/9/2017) Số liệu được đọc trực tiếp qua các thiết bị đo đếm được gắn tại đầu trạm 110/22kV, tần suất lấy số liệu là 60 phút/lần, lấy vào đầu mỗi giờ

Các số liệu ngày điển hình được tính là số liệu trung bình của từng thời điểm ngày trong năm (một ngày cĩ 24 thời điểm tương ứng với 24 giờ trong ngày)

Cơng suất ngày điển hình =

+ i: là thời điểm trong ngày (từ 1 đến 24 giờ)

+ j: là ngày trong năm (từ 1 đến 365)

Đính kèm bảng thông số ngày 21/9/2016 của tuyến 472 trạm 220/110/22kV

Bảo Lộc theo

Phụ lục 1 Các ngày khác có số liệu tương tự Các tuyến khác cũng thực hiện

tương tự tuyến 472 trên

2.2.2 Tính toán chia nhóm phụ tải

Thực hiện chia nhóm phụ tải theo thông tư số 33/2011/TT-BCT ngày 6 tháng

9 năm 2011 của Bộ Công Thương về việc Quy định nội dung, phương pháp, trình tự

và thủ tục nghiên cứu phụ tải điện

Phụ tải được chia thành 05 nhóm gồm có: Nông lâm - thủy sản; Công nghiệp - Xây dựng; Khách sạn - nhà hàng; Sinh hoạt dân dụng và các hoạt động khác Việc phân nhóm trạm được dựa trên cơ sở: tỷ lệ sản lượng điện thương phẩm của từng nhóm thành phần trên tỷ lệ điện thương phẩm toàn trạm, tỷ lệ thành phần nhóm nào cao nhất sẽ phân trạm vào nhóm đó Số liệu thương phẩm của từng thành phần trong trạm đã được chương trình Cmis “Chương trỉnh quản lý khách hàng” thực hiện

Số liệu xây dựng biểu đồ điển hình các nhóm phụ tải được lấy từ số liệu đo ghi

từ xa (chương trình MDAS) đang được Công ty Điện lực Lâm Đồng sử dụng từ đầu năm 2017 tới nay

Tại khu vực Tp Bảo Lộc có đầy đủ 05 nhóm phụ tải Khu vực huyện Bảo Lâm các phụ tải chỉ được phân thành 02 nhóm Công nghiệp - Xây dựng và Sinh hoạt dân dụng

2.2.3 Biểu đồ trạm và các tuyến 22kV trạm 110/22kV Bảo Lộc

Hình 2.1 Biểu đồ phụ tải ngày điển hình trạm 110/22kV Bảo Lộc

Hình 2.2 Biểu đồ phụ tải ngày điển hình nhóm phụ tải 1: Nông Lâm - Thuỷ

sản Bảo Lộc

Hình 2.3 Biểu đồ phụ tải ngày điển hình nhóm phụ tải 2: Công nghiệp - Xây dựng

Bảo Lộc

Hình 2.4 Biểu đồ phụ tải ngày điển hình nhóm phụ tải 3: Khách sạn - Nhà

hàng Bảo Lộc

Hình 2.5 Biểu đồ phụ tải ngày điển hình nhóm phụ tải 4: Sinh hoạt dân dụng

Bảo Lộc

Hình 2.6 Biểu đồ phụ tải ngày điển hình nhóm phụ tải 5: Các hoạt động

khác Bảo Lộc

2.2.4 Biểu đồ trạm và các tuyến 22kV trạm 110/22kV Bảo Lâm

Hình 2.7 Biểu đồ phụ tải ngày điển hình trạm 110/22kV Bảo Lâm

Hình 2.8 Biểu đồ phụ tải ngày điển hình nhóm phụ tải 2 - Công nghiệp, xây

dựng Bảo Lâm

Hình 2.9 Biểu đồ phụ tải ngày điển hình nhóm phụ tải 4 - Quản lý, tiêu dùng

Bảo Lâm

2.3 Tính toán tổn thất điện năng trên lưới điện trung thế Thành phố Bảo Lộc và huyện Bảo Lâm - Công ty Điện lực Lâm Đồng hiện tại bằng phần mềm PSS/ADEPT

2.3.1 Nhập liệu vào chương trình PSS/ADEPT

Tạo các thời điểm tính toán (Snapshot): các Snapshot phải đồng nhất, mang tính chung nhất cho tất cả các xuất tuyến thuận tiện cho việc tính toán TOPO sau này vừa thể hiện được sự tương quan giữa đại lượng P và Q Nếu có thể tạo 24 Snapshot

để tính toán cho từng giờ trong ngày thì kết quả tính sẽ chính xác hơn, nhưng nếu thực hiện như vậy thì công tác nhập liệu sẽ phức tạp và dễ dẫn đến sai sót Căn cứ trên biểu đồ điển hình của từng nhóm và kết hợp với biểu đồ của toàn tuyến 22kV trạm 110/22kV, việc tính toán có thể tạo thành 06 thời điểm (Snapshot) để tính toán

cụ thể như sau:

Bảng 2.1 Các thời điểm tính toán nhập liệu vào PSS/ADEPT

Stt Khoảng thời gian Tên Snapshot (thời điểm) Số giờ (giờ)

Bảng 2.2 Trọng số thời gian cho từng thời điểm nhập vào PSS/ADEPT

Thời điểm Số giờ (giờ) Trọng số thời gian

2.3.1.1 Chia thời điểm cho phụ tải

Hình 2.10 Biểu đồ tổng hợp các nhóm phụ tải khu vực TP Bảo Lộc

Hình 2.11 Biểu đồ tổng hợp các nhóm phụ tải huyện Bảo Lâm

Dựa vào hình dáng đồ thị của các nhóm phải trên ta chia biều đồ ngày của các nhóm tải thành 06 thời điểm và hệ số nhân của từng thời điểm của các nhóm tải

để nhập liệu vào PSS/ADEPT cụ thể theo bảng sau:

(Cách tính hệ số nhân được trình bày tại mục 2.1)

Bảng 2.3 Bảng hệ số nhân để nhập liệu PSS/ADPET của từng nhóm phụ tải TP

Bảng 2.4 Bảng hệ số nhân để nhập liệu PSS/ADPET của từng nhóm phụ tải huyện

Bảo Lâm

Thời điểm Số giờ

(giờ)

Hệ số nhân từng nhóm trong PSS Nhóm 1 Nhóm 2 Nhóm 3 Nhóm 4 Nhóm 5

2.3.1.2 Mô phỏng trên chương trình PSS/ADEPT

Ngoài hệ số nhân riêng cho từng nhóm tải, khi mô phỏng ta có hệ số nhân chung cho tất cả các nhóm tải là Hệ số Scale PSS và Hệ số Scale Q PSS Hệ số scale PSS sẽ nhân với tất cả phụ tải của các nhóm tải trừ phụ tải không tải của MBA Một số trường hợp do trạm biến áp bị dư bù, bù ngược lên lưới, trong trường hợp này cần mô phỏng bằng một tải Q (kVAr) có giá trị âm tại trạm biến áp Tương ứng ta nhân phụ tải này với Hệ số Scale Q PSS để điều chỉnh cho các tải này

Tiến hành mô phỏng trên PSS/ADEPT để có được thông số mô phỏng tại đầu phát tuyến gần bằng với thông số thực tại đầu phát tuyến với kết quả mô phỏng chi tiết như sau:

Bảng 2.5 Bảng thông số đầu phát tuyến sau khi mô phỏng tuyến 472 Bảo Lộc

Thời

điểm

Số giờ

Công suất đầu phát tuyến

Công suất Mô phỏng PSS Hệ số

scale PSS

Hệ số scale Q PSS

P (KW)

Q (KVAr) P (KW)

Q (KVAr)

22h-03h 5 4763,93 -515,45 4763,86 -515,49 1,0275 3,62 03h-5h 2 6359,90 -357,56 6359,23 -357,06 1,2035 4,156 5h-8h 3 7946,56 183,60 7946,65 183,74 1,0458 2,645 8h-16h 8 9011,71 493,48 9011,39 493,31 1,0644 2,145 16h-20h 4 9899,39 653,32 9899,8 653,77 1,0208 1,914 20h-22h 2 6409,20 -98,92 6409,92 -98,34 0,9518 3,782

Bảng 2.6 Bảng thông số đầu phát tuyến sau khi mô phỏng tuyến 474 Bảo Lộc

Hệ số scale

Q PSS

P (KW)

Q (KVAr) P (KW)

Q (KVAr)

22h-03h 5 2903,19 -472,12 2903,64 -472,45 1,0905 4,138 03h-5h 2 4427,44 -240,01 4427,19 -240,81 1,3711 5,612 5h-8h 3 4752,59 372,25 4752,22 372,75 1,0592 4,261 8h-16h 8 5196,47 474,39 5196,1 474,72 1,0696 4,99 16h-20h 4 5991,36 554,72 5991,61 554,58 0,9761 5,08 20h-22h 2 3617,68 -184,42 3617,09 -184,6 0,8815 3,988

Bảng 2.7 Bảng thông số đầu phát tuyến sau khi mô phỏng tuyến 476 Bảo Lộc

Hệ số scale

Q PSS

P (KW)

Q (KVAr) P (KW)

Q (KVAr)

22h-03h 5 2382,78 -4,38 2383,82 -4,77 1,563 16,72 03h-5h 2 3965,73 130,08 3965,47 130,13 2,086 25,55 5h-8h 3 3878,42 284,33 3878,48 284,62 1,4745 17,1 8h-16h 8 4279,33 347,71 4279,88 347,98 1,4948 19,64 16h-20h 4 5166,67 628,01 5167,96 628,45 1,4115 19,66 20h-22h 2 3003,26 204,22 3003,75 204,68 1,2593 19,92

Bảng 2.8 Bảng thông số đầu phát tuyến sau khi mô phỏng tuyến 478 Bảo Lộc

Thời điểm giờ Số

Công suất đầu phát tuyến Công suất Mô phỏng PSS Hệ số

scale PSS

Hệ số scale

Q PSS

P (KW)

Q (KVAr) P (KW)

Q (KVAr)

22h-03h 5 2782,39 -88,38 2788,79 -86,55 0,9 5,6 03h-5h 2 5039,19 11,26 5031,7 9,31 1,358 10,57 5h-8h 3 4687,41 336,79 4687,53 336,74 0,9572 5,55 8h-16h 8 5258,63 508,76 5258,08 508,26 1,0085 6,11 16h-20h 4 6380,39 633,62 6380,32 633,12 0,9698 7,61 20h-22h 2 3576,12 79,23 3576,81 79,55 0,7885 6,235

Bảng 2.9 Bảng thông số đầu phát tuyến sau khi mô phỏng tuyến 480 Bảo Lộc

Hệ số scale

Q PSS

P (KW)

Q (KVAr) P (KW)

Q (KVAr)

22h-03h 5 917,87 -500,86 916,76 -499,72 0,7715 2,7300 03h-5h 2 1033,47 -442,45 1034,21 -441,95 0,9253 2,7750 5h-8h 3 2314,11 275,00 2315,34 271,28 1,2750 2,8900 8h-16h 8 2269,19 234,52 2268,7 235,33 1,0017 2,9050 16h-20h 4 1269,76 -263,66 1270,65 -263,54 0,8090 2,6572 20h-22h 2 997,12 -445,29 999,14 -444,98 0,7400 2,7183

Bảng 2.10 Bảng thông số đầu phát tuyến sau khi mô phỏng tuyến 471 Bảo Lâm

Thời

điểm

Số giờ

Công suất đầu phát tuyến

Công suất Mô phỏng PSS Hệ số

scale PSS

Hệ số scale Q PSS

P (KW)

Q (KVAr) P (KW)

Q (KVAr)

22h-03h 5 1400,37 -268,61 1399,97 -267,99 1,07 4,06 03h-5h 2 2778,83 -138,24 2777,54 -138,13 1,57 5,36 5h-8h 3 2600,03 139,02 2599,16 139,90 1,11 3,71 8h-16h 8 2888,85 249,66 2888,15 249,90 1,25 3,81 16h-20h 4 3404,98 330,08 3404,15 331,16 1,09 3,90 20h-22h 2 1835,42 -176,10 1835,73 -176,07 0,93 4,06

Bảng 2.11 Bảng thông số đầu phát tuyến sau khi mô phỏng tuyến 473 Bảo Lâm

Thời

điểm

Số giờ

Công suất đầu phát tuyến

Công suất Mô phỏng PSS Hệ số

scale PSS

Hệ số scale Q PSS

P (KW)

Q (KVAr) P (KW)

Q (KVAr)

22h-03h 5 355,46 -128,25 355,674 -128,84 1,248 5,66 03h-5h 2 427,75 -181,37 427,437 -181,964 1,22 7,12 5h-8h 3 739,58 -8,80 739,568 -8,617 1,683 6 8h-16h 8 869,81 118,11 869,009 117,347 1,915 4,59 16h-20h 4 781,32 -46,48 781,219 -49,105 1,396 6,99 20h-22h 2 520,73 -56,36 520,523 -56,81 1,377 5,38

Bảng 2.12 Bảng thông số đầu phát tuyến sau khi mô phỏng tuyến 475 Bảo Lâm

Thời

điểm

Số giờ

Công suất đầu phát tuyến

Công suất Mô phỏng PSS Hệ số

scale PSS

Hệ số scale Q PSS

P (KW)

Q (KVAr) P (KW)

Q (KVAr)

22h-03h 5 2120,52 123,79 2122,46 123,85 0,75 54,00 03h-5h 2 2046,54 81,05 2045,28 82,16 0,72 77,00 5h-8h 3 1883,57 -19,27 1,882,35 -18,44 0,66 64,00 8h-16h 8 2054,72 70,99 2055,36 72,63 0,72 60,30 16h-20h 4 2119,25 129,99 2119,71 130,11 0,74 52,00 20h-22h 2 1938,70 -23,35 1938,01 -22,42 0,68 90,00

Bảng 2.13 Bảng thông số đầu phát tuyến sau khi mô phỏng tuyến 477 Bảo Lâm

Thời

điểm

Số giờ

Công suất đầu phát tuyến

Công suất Mô phỏng PSS Hệ số

scale PSS

Hệ số scale Q PSS

P (KW)

Q (KVAr) P (KW)

Q (KVAr)

22h-03h 5 351,25 -52,49 352,75 -52,69 1,09 5,05 03h-5h 2 469,92 -95,66 472,03 -94,19 0,99 6,40 5h-8h 3 814,89 54,34 814,74 56,35 1,42 6,89 8h-16h 8 803,59 182,65 805,00 181,70 1,42 5,11 16h-20h 4 906,17 -85,47 905,44 -86,91 1,18 9,70 20h-22h 2 506,81 -152,63 508,88 -155,32 1,27 7,80

2.3.2 Kết quả tính toán tổn thất công suất các tuyến

Kết quả tính toán tổn thất công suất trên các phát tuyến được tóm tắt qua bảng sau:

Bảng 2.14 Bảng tính tổn thất công suất tuyến 472 trạm Bảo Lộc

Thời

điểm

Số giờ

Công suất đầu phát tuyến 472 Tổn thất công suất

22h-03h 5 4.763,9 -515,4 145,4 55,8 19,4 70,2 03h-5h 2 6.359,9 -357,6 204,6 55,8 33,1 115,6

8h-16h 8 9.011,7 493,5 324,4 55,8 50,9 217,8 16h-20h 4 9.899,4 653,3 359,8 55,8 69,2 234,7 20h-22h 2 6.409,2 -98,9 200,6 55,8 32,7 112,1 Tổng 24 184.888,8 3.621,7 6.360,7 1.339,5 1.035,5 3.985,7

Công suất đầu phát tuyến 474 Tổn thất công suất

22h-03h 5 2.903,2 -472,1 72,0 35,3 11,3 25,3 03h-5h 2 4.427,4 -240,0 118,0 35,3 25,8 56,9

8h-16h 8 5.196,5 474,4 144,6 35,3 29,5 79,7 16h-20h 4 5.991,4 554,7 181,5 35,3 42,4 103,8 20h-22h 2 3.617,7 -184,4 89,4 35,3 16,1 37,9 Tổng 24 110.401,2 3.921,3 3.035,9 847,9 620,3 1.567,7

Công suất đầu phát tuyến 476 Tổn thất công suất

22h-03h 5 2.382,8 -4,4 47,6 18,3 19,9 9,4 03h-5h 2 3.965,7 130,1 95,6 18,3 51,8 25,5 5h-8h 3 3.878,4 284,3 85,7 18,3 43,2 24,1 8h-16h 8 4.279,3 347,7 99,1 18,3 51,4 29,4 16h-20h 4 5.166,7 628,0 140,5 18,3 79,1 43,0 20h-22h 2 3.003,3 204,2 62,4 18,3 29,5 14,6 Tổng 24 92.388,4 6.793,4 2.165,4 439,7 1,119,3 606,5

P ĐZ 22kV

22h-03h 5 2.782,4 -88,4 61,1 38,1 8,3 14,6 03h-5h 2 5.039,2 11,3 117,1 38,1 29,2 49,8 5h-8h 3 4.687,4 336,8 100,3 38,1 21,9 40,3 8h-16h 8 5.258,6 508,8 115,6 38,1 28,1 49,4 16h-20h 4 6.380,4 633,6 154,0 38,1 43,3 72,6 20h-22h 2 3.576,1 79,2 75,8 38,1 14,0 23,7 Tổng 24 112.795,4 7.354,0 2.533,0 915,0 591,9 1.026,1

Tỷ lệ tổn thất theo từng thành phần 2,25% 0,81% 0,52% 0,91%