Đang tải... (xem toàn văn)
Trong những năm gần đây, nền kinh tế nước ta có bước tăng trưởng một cách ấn tượng, kéo theo đó là nhu cầu dùng điện tăng rất nhanh. Thực tế trên đòi hỏi chúng ta phải đẩy nhanh tốc độ xây dựng các loại nhà máy điện, đồng thời tập trung thiết lập một cấu trúc quản lý mới, tái cơ cấu công ty điện lực hiện nay đang thống lĩnh ngành điện và từng bước xây dựng một thị trường điện cạnh tranh. Sự đồng thời diễn ra trên đã tạo ra những thách thức đối với ngành điện Việt Nam. Tăng trưởng của nhu cầu điện ở Việt Nam hiện nay chủ yếu do gia tăng nhu cầu điện của ngành công nghiệp và gia tăng sử dụng điện cho sinh hoạt của người dân. Ngoài việc cần sản xuất ra lượng điện năng đủ lớn, chúng ta biết rằng điện năng tuy là một loại sản phẩm nhưng nó có những đặc điểm khác biệt không giống bất kỳ các loại sản phẩm nào. Nó phụ thuộc đồng thời vào các quá trình sản xuất, truyền tải, phân phối và tiêu thụ. Sở hữu những đặc tính khác biệt và trực tiếp tham gia vào các quá trình sản xuất các dạng sản phẩm khác nhau, nó được coi là một nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng của các sản phẩm này. Không những vậy với sự ra đời và sử dụng rộng rãi của các thiết bị phụ tải nhạy cảm với chất lượng điện như máy tính, các thiết bị đo lường, bảo vệ rơle, hệ thống thông tin liên lạc, chúng đòi hỏi phải được cung cấp điện với chất lượng cao. Việc suy giảm chất lượng điện làm cho thiết bị vận hành với hiệu suất thấp, tuổi thọ bị suy giảm, ảnh hưởng trực tiếp đến kinh tế không chỉ của mỗi cá nhân mà còn đối với toàn xã hội nhất là trong thời kỳ mà Việt Nam đã gia nhập WTO. Do đó việc nâng cao chất lượng điện đặc biệt là trong lưới điện phân phối mang một ý nghĩa chiến lược và cần sự phối hợp nhận thức của toàn xã hội.Trước những yêu cầu đó ngoài việc mở rộng, phát triển nguồn điện thì vấn đề nghiên cứu, đưa ra các giải pháp đảm bảo các thông số chất lượng điện là một vấn đề cấp bách hiện nay.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐÀO XUÂN TIẾN NGHIÊN CỨU CHẤT LƯỢNG ĐIỆN CHO LƯỚI PHÂN PHỐI VÀ ÁP DỤNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT TÍNH TỐN CHO LỘ 371 E28.2 HƯNG YÊN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành: ĐIỆN Mã số ngành: Giáo viên hướng dẫn: TS Trần Quang Khánh MỞ ĐẦU Trong năm gần đây, kinh tế nước ta có bước tăng trưởng cách ấn tượng, kéo theo nhu cầu dùng điện tăng nhanh Thực tế đòi hỏi phải đẩy nhanh tốc độ xây dựng loại nhà máy điện, đồng thời tập trung thiết lập cấu trúc quản lý mới, tái cấu công ty điện lực thống lĩnh ngành điện bước xây dựng thị trường điện cạnh tranh Sự đồng thời diễn tạo thách thức ngành điện Việt Nam Tăng trưởng nhu cầu điện Việt Nam chủ yếu gia tăng nhu cầu điện ngành công nghiệp gia tăng sử dụng điện cho sinh hoạt người dân Ngoài việc cần sản xuất lượng điện đủ lớn, biết điện loại sản phẩm có đặc điểm khác biệt không giống loại sản phẩm Nó phụ thuộc đồng thời vào trình sản xuất, truyền tải, phân phối tiêu thụ Sở hữu đặc tính khác biệt trực tiếp tham gia vào trình sản xuất dạng sản phẩm khác nhau, coi nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Không với đời sử dụng rộng rãi thiết bị phụ tải nhạy cảm với chất lượng điện máy tính, thiết bị đo lường, bảo vệ rơle, hệ thống thơng tin liên lạc, chúng địi hỏi phải cung cấp điện với chất lượng cao Việc suy giảm chất lượng điện làm cho thiết bị vận hành với hiệu suất thấp, tuổi thọ bị suy giảm, ảnh hưởng trực tiếp đến kinh tế không cá nhân mà cịn tồn xã hội thời kỳ mà Việt Nam gia nhập WTO Do việc nâng cao chất lượng điện đặc biệt lưới điện phân phối mang ý nghĩa chiến lược cần phối hợp nhận thức tồn xã hội Trước u cầu ngồi việc mở rộng, phát triển nguồn điện vấn đề nghiên cứu, đưa giải pháp đảm bảo thông số chất lượng điện vấn đề cấp bách Mục đích nghiên cứu: Cơ sở lý thuyết lưới phân phối, vấn đề chất lượng điện lưới phân phối Trong phạm vi luận văn tác giả chủ yếu nghiên cứu chất lượng điện áp, phương pháp đánh giá biện pháp nâng cao chất lượng điện áp Áp dụng tính tốn chất lượng điện áp máy tính cho lưới điện cụ thể Đối tượng phạm vi nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu chung đề tài tập trung chủ yếu lưới phân phối lộ xuất tuyến đường dây trung áp TBA 110 kV Trong điều kiện thời gian có hạn luận văn chủ yếu nghiên cứu vấn đề chất lượng điện lưới trung áp, lưới điện phân phối hình tia hay lưới điện kín vận hành hở áp dụng đánh giá thực tế cho lưới điện lộ xuất tuyến điển hình Ý nghĩa thực tiễn luận văn: Vấn đề nâng cao chất lượng điện cho phép cải thiện chế độ làm việc kinh tế thiết bị điện, đồng thời cho phép tiết kiệm điện năng, nhiệm vụ cấp bách mang tính tồn cầu điều kiện thị trường điện cạnh tranh Việc áp dụng khoa học công nghệ để nâng cao chất lượng điện việc sử dụng thiết bị bù linh hoạt vào lưới phân phối triểu khai nhiều nước giới mạng lại hiệu cao Tuy nhiên nước ta việc áp dụng tiến cịn dè dặt mang tính manh mún số địa phương sở sản xuất Nội dung chính luận văn: Luận văn thực với nội dung sau: Lời mở đầu Chương 1: Lưới phân phối vấn đề chung chất lượng điện Chương 2: Các tiêu đánh giá chất lượng điện lưới phân phối Chương 3: Các phương pháp đánh giá chất lượng điện Chương 4: Các biện pháp nâng cao chất lượng điện Chương 5: Sử dụng phần mềm PSS/ADEPT tính tốn chất lượng điện áp cho lưới điện tỉnh Hưng Yên Kết luận CHƯƠNG LƯỚI PHÂN PHỐI VÀ CÁC VẤN ĐỀ CHUNG VỀ CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG 1.1 Tổng quan lưới phân phối 1.1.1 Khái niệm chung Lưới phân phối phận hệ thống điện làm nhiệm vụ phân phối điện từ trạm biến áp trung gian cho phụ tải Lưới phân phối nói chung gồm thành phần lưới phân phối điện trung áp 6-35kV lưới phân phối điện hạ áp 380/220 V hay 220/110 V Lưới phân phối có tầm quan trọng đặc biệt hệ thống điện mang nhiều đặc điểm đặc trưng: Trực tiếp đảm bảo chất lượng điện cho phụ tải Giữ vai trò quan trọng đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cho phụ tải Có đến 98 % điện bị cố ngừng điện kế hoạch lưới phân phối Mỗi cố lưới phân phối có ảnh hưởng lớn đến sinh hoạt nhân dân hoạt động kinh tế, xã hội Sử dụng tỷ lệ vốn lớn: khoảng 50 % vốn cho hệ thống điện (35 % cho nguồn điện, 15 % cho lưới hệ thống lưới truyền tải) Tỷ lệ tổn thất điện lớn: khoảng (40 ÷ 50) % tổn thất xảy lưới phân phối Lưới phân phối trực tiếp cung cấp điện cho thiết bị điện nên ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ, công suất hiệu thiết bị điện 1.1.2 Cấu trúc lưới phân phối Lưới phân phối gồm lưới phân phối trung áp lưới phân phối hạ áp Lưới phân phối trung áp có cấp điện áp trung bình từ 6-35 kV, đưa điện từ trạm trung gian tới trạm phân phối hạ áp Lưới phân phối hạ áp có cấp điện áp 380/220 V hay 220/110 V cấp điện trực tiếp cho hộ tiêu thụ điện Nhiệm vụ lưới phân phối cấp điện cho phụ tải với chất lượng điện giới hạn cho phép tức đảm bảo để phụ tải hoạt động với thông số yêu cầu đề Về cấu trúc lưới phân phối thường là: Lưới phân phối hình tia khơng phân đoạn, Hình 1.1, đặc điểm đơn giản, rẻ tiền độ tin cậy thấp, không đáp ứng nhu cầu phụ tải quan trọng MC (1) (2) Pmax1 Pmax2 (3) (4) Pmax3 (5) Pmax4 Pmax5 Hình 1.1 - Lưới phân phối hình tia khơng phân đoạn Lưới phân phối hình tia có phân đoạn, Hình 1.2, lưới phân phối hình tia chia làm nhiều đoạn nhờ thiết bị phân đoạn dao cách ly, cầu dao phụ tải, hay máy cắt phân đoạn… thiết bị thao tác chỗ điều khiển từ xa Lưới có độ tin cậy cao hay thấp phụ thuộc vào thiết bị phân đoạn thiết bị điều khiển chúng MC (1) Pmax1 (2) Pmax2 (3) Pmax3 (4) Pmax4 (5) Pmax5 Hình 1.2 - Lưới phân phối hình tia có phân đoạn Lưới điện kín vận hành hở, Hình 1.3, lưới có cấu trúc mạch vịng kín nguồn, có thiết bị phân đoạn mạch vịng Bình thường lưới vận hành hở, có cố sửa chữa đường dây người ta sử dụng thiết bị đóng cắt để điều chỉnh hồ sơ cấp điện, lúc phân đoạn sửa chữa bị điện, phân đoạn cịn lại cấp điện bình thường MC (1) (2) Pmax1 MC Pmax2 (3) (4) Pmax3 (5) Pmax5 Pmax4 (6) (11) 10 (10) Pmax10 Pmax9 (9) Pmax8 (8) Pmax7 (7) Pmax6 Hình 1.3 - Lưới điện kín vận hành hở Sơ đồ lưới điện kín vận hành hở có độ tin cậy cao sơ đồ trước Về mặt nguyên tắc lưới vận hành kín song địi hỏi thiết bị bảo vệ, điều khiển phải đắt tiền hoạt động xác Vận hành lưới hở đơn giản rẻ nhiều 1.2 Các vấn đề chung chất lượng điện Chất lượng điện đảm bảo thiết bị dùng điện cung cấp điện với với tần số định mức hệ thống điện với điện áp định mức thiết bị Nhưng việc đảm bảo tuyệt đối ổn định hai thông số suốt q trình làm việc thiết bị khơng thể thực nhiễu loạn thường xuyên xảy hệ thống, phân phối không điện áp mạng điện q trình làm việc thiết bị điểm khác hoàn toàn ngẫu nhiên Cho nên chất lượng điện khơng có giá trị tuyệt thông số chúng coi đảm bảo tần số điện áp biến đổi phạm vi cho phép quanh mức chuẩn quy định Thực tế cho thấy chất lượng cung cấp điện bị ảnh hưởng đáng kể chất lượng điện áp cung cấp cho khách hàng, bị tác động thơng số đường dây khác Có thể có dạng như: biến đổi dài hạn điện áp so với điện áp định mức, điện áp thay đổi đột ngột, xung dốc dao động điện áp ba pha khơng cân Hơn tính khơng đồng tần số thay đổi, khơng tuyến tính hệ thống trở kháng phụ tải làm méo dạng sóng điện áp, xung nhọn thu lơi sinh lan truyền hệ thống cung cấp Các trường hợp mơ tả Hình 1.4 Hình 1.4 - Dạng sóng điện áp lý tưởng thay đổi thông số lưới điện a) Dạng sóng điện áp lý tưởng b) Các dạng thay đổi sóng điện áp Các xung nhọn, xung tuần hồn nhiễu tần số cao có tính chất khu vực Nó sinh số q trình phóng điện thu lơi, tác động đóng cắt van điện tử cơng suất, hồ quang điện cực có lan truyền phạm vi thời điểm định Cũng biến đổi tần số thường lò trung, cao tần sinh mức độ lan truyền không lớn Đối với tượng điện áp thấp điện áp cao xảy nơi xuất dài hạn sụt giảm điện áp khởi động động cỡ lớn hay điện áp cố chạm đất… Để ngăn ngừa hiệu ứng có hại cho thiết bị hệ thống cung cấp mức độ định, luật quy định khác tồn vùng khác để mức độ điện áp cung cấp khơng ngồi dung sai quy định Các đặc tính điện áp cung cấp rõ tiêu chuẩn chất lượng điện áp, thường mơ tả tần số, độ lớn, dạng sóng tính đối xứng điện áp pha Trên giới có dao động tương đối rộng việc chấp nhận dung sai có liên quan đến điện áp Các tiêu chuẩn luôn phát triển hợp lý để đáp lại phát triển kỹ thuật kinh tế trị Bởi vài nhân tố ảnh hưởng đến điện áp cung cấp ngẫu nhiên không gian thời gian, nên vài đặc trưng mơ tả tiêu chuẩn với tham số tĩnh để thay cho giới hạn đặc biệt Một khía cạnh quan trọng việc áp dụng tiêu chuẩn để xem xét nơi đâu mạng cung cấp, đặc tính điện áp định mức Tiêu chuẩn Châu Âu EN50160 rõ đặc điểm điện áp đầu cuối cung cấp cho khách hàng điều kiện vận hành bình thường Các đầu cuối cung cấp định nghĩa điểm kết nối khách hàng nối vào hệ thống công cộng EN50160 thành viên Eropean Communities - Cộng đồng Châu Âu, dải biến đổi giá trị hiệu dụng (RMS) điện áp cung cấp 10 phút (điện áp pha điện áp dây) ± 10 % với 95 % thời gian tuần Với hệ thống điện áp pha dây, 230 V pha trung tính Nói ra, điều có nghĩa tuần có khơng có giới hạn cho giá trị điện áp cung cấp Cũng có số ý kiến cho dung sai điện áp ± 10 % rộng Tần số hệ thống cung cấp phụ thuộc tương tác máy phát phụ tải, dung lượng phát máy phát nhu cầu phụ tải Điều có nghĩa khó khăn cho hệ thống nhỏ, lập, để trì xác tần số so với hệ thống nối liền đồng với hệ thống lân cận Trong Eropean Communities - Cộng đồng Châu Âu tần số danh định điện áp cung cấp quy định 50 Hz Theo EN50160 giá trị trung bình tần số đo thời gian 10 s với hệ thống phân phối nối liền đồng với hệ thống lân cận 50 Hz ± % suốt 95 % thời gian tuần 50 Hz + %/6 % 100 % thời gian tuần Hệ thống phân phối không nối liền đồng với hệ thống lân cận có dải dung sai tần số ± 2% Dung sai tần số EN50160 giống với quy định thời nước thành viên Nghiên cứu mức độ thay đổi điện áp khách hàng, Công ty Điện lực Anh ghi lại giá trị điện áp cực đại cực tiểu số khách hàng lần Từ thơng tin giá trị trung bình điện áp cực đại cực tiểu khách hàng vẽ đồ thị: Hình 1.5 - Sự thay đổi điện áp phụ tải ngày Từ đồ thị ta nhận thấy phụ thuộc giá trị điện áp vào thời điểm ngày, hay nói cách khác phụ thuộc vào quy luật hoạt động phụ tải Tại Việt Nam, chất lượng điện quy định Luật Điện lực, Quy phạm trang bị điện Tiêu chuẩn kỹ thuật điện sau: Về điện áp: - Trong điều kiện vận hành bình thường, điện áp phép dao động khoảng ± % so với điện áp danh định xác định phía thứ cấp máy biến áp cấp điện cho bên mua hoăc vị trí khác hai bên thỏa thuận hợp đồng bên mua đạt hệ số công suất cosϕ ≥ 0,85 thực biểu đồ phụ tải thỏa thuận hợp đồng - Trong trường hợp lưới điện chưa ổn định, điện áp dao động từ +5 % đến -10 % Về tần số: - Trong điều kiện bình thường, tần số hệ thống điện dao động phạm vi ± 0,2 Hz so với tần số định mức 50 Hz - Trường hợp hệ thống chưa ổn định, cho phép độ lệch tần số ± 0,5 % CHƯƠNG CÁC CHỈ TIÊU CƠ BẢN ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG TRONG LƯỚI PHÂN PHỐI 2.1 Tần số 2.1.1 Độ lệch tần số: Là hiệu số giá trị tần số thực tế tần số định mức: (f - fn) gọi độ lệch tần số Độ lệch tần số biểu thị dạng độ lệch tương đối: Δf (%) = f - fn 100 (%); fn (2.1) Chất lượng điện đảm bảo độ lệch tần số nằm giới hạn cho phép: ∆fmin ≤ ∆f ≤ ∆fmax có nghĩa tần số phải ln nằm giới hạn: fmin ≤ f ≤ fmax 2.1.2 Độ dao động tần số: Trong trường hợp tần số thay đổi nhanh với tốc độ lớn 0,1%/s, biến đổi gọi dao động tần số Một nguyên nhân gây dao động tần số thay đổi đột ngột tham số hệ thống điện xảy ngắn mạch, trình đóng cắt tải… 2.1.3 Ảnh hưởng thay đổi tần số: Khi có thay đổi tần số gây số hậu xấu ảnh hưởng đến làm việc thiết bị điện hệ thống điện a) Với thiết bị điện Các thiết bị thiết kế tối ưu tần số định mức, biến đổi tần số dẫn đến giảm suất làm việc thiết bị Làm giảm hiệu suất thiết bị điện ví dụ động tần số thay đổi làm tốc độ quay thay đổi, ảnh hưởng đến suất làm việc động Khi tần số tăng lên, công suất tác dụng tăng ngược lại b) Đối với hệ thống điện Biến đổi tần số ảnh hưởng đến hoạt động bình thường thiết bị tự 10 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 31.852 31.852 31.849 31.848 31.845 31.843 31.842 31.790 31.788 31.763 31.763 31.744 31.743 31.726 31.724 31.708 31.658 31.640 31.637 31.636 31.634 31.600 31.595 31.591 31.589 31.551 31.550 31.701 31.699 31.672 31.662 31.655 31.699 31.698 -8.99 -8.99 -9.00 -9.01 -9.01 -9.02 -9.02 -9.17 -9.18 -9.25 -9.25 -9.30 -9.31 -9.36 -9.36 -9.41 -9.55 -9.60 -9.61 -9.61 -9.62 -9.72 -9.73 -9.74 -9.74 -9.85 -9.86 -9.42 -9.43 -9.51 -9.54 -9.56 -9.43 -9.43 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 113 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 92 93 94 30.793 30.778 30.754 30.745 30.741 30.727 30.725 30.766 30.764 30.761 30.766 30.604 30.578 30.570 30.569 30.569 30.542 30.513 30.459 30.437 30.423 30.421 30.416 30.405 30.403 30.389 30.385 30.373 30.372 30.365 30.372 30.542 30.451 30.451 -12.02 -12.06 -12.13 -12.16 -12.17 -12.21 -12.21 -12.10 -12.10 -12.11 -12.10 -12.56 -12.63 -12.66 -12.66 -12.66 -12.74 -12.82 -12.97 -13.04 -13.08 -13.08 -13.10 -13.13 -13.13 -13.17 -13.19 -13.22 -13.22 -13.24 -13.22 -12.74 -13.00 -13.00 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 31.698 31.710 31.710 31.674 31.674 31.670 31.550 31.545 31.465 31.383 31.302 31.205 31.204 -9.44 -9.40 -9.40 -9.50 -9.50 -9.51 -9.86 -9.87 -10.10 -10.34 -10.57 -10.84 -10.85 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 95 96 97 98 100 101 102 103 104 105 106 107 99 30.433 30.430 30.419 30.389 30.357 30.349 30.348 30.344 30.318 30.317 30.310 30.309 30.388 -13.05 -13.06 -13.09 -13.17 -13.27 -13.29 -13.29 -13.30 -13.38 -13.38 -13.40 -13.40 -13.18 (Chi tiết xem phụ lục 4) Nhận xét: - Số nút khảo sát: 121 - Tổng số nút có điện áp không nằm giới hạn về độ lệch điện áp cho phép là 106 nút Trong nút có điện áp (trung áp) thấp nút 107 = 30.309 kV - Tổng tổn thất công suất tác dụng toàn lộ là: 2.088,52 kW - Tổng tổn thất công suất phản kháng toàn lộ là: 2.771,85 kVAr Khi điện áp điều chỉnh 37 kV Bảng 5.3 - Nút có điện áp không nằm giới hạn cho phép tải cực đại STT Nút 10 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 Điện áp Độ lệch điện (kV) 33.212 33.107 33.094 33.071 33.062 33.059 33.046 33.045 33.082 33.080 áp (%) -5.11 -5.41 -5.45 -5.51 -5.54 -5.55 -5.58 -5.59 -5.48 -5.49 STT Nút 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 114 115 116 117 118 119 120 121 92 93 114 Điện áp Độ lệch điện (kV) 32.749 32.747 32.734 32.731 32.719 32.719 32.712 32.718 32.876 32.792 áp (%) -6.43 -6.44 -6.47 -6.48 -6.52 -6.52 -6.54 -6.52 -6.07 -6.31 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 84 85 86 87 88 89 90 91 108 109 110 111 112 113 33.078 33.082 32.933 32.909 32.901 32.900 32.900 32.876 32.849 32.799 32.778 32.765 32.764 32.759 -5.49 -5.48 -5.91 -5.98 -6.00 -6.00 -6.00 -6.07 -6.15 -6.29 -6.35 -6.39 -6.39 -6.40 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 94 95 96 97 98 100 101 102 103 104 105 106 107 99 32.792 32.774 32.772 32.762 32.734 32.704 32.697 32.697 32.693 32.669 32.668 32.661 32.661 32.733 -6.31 -6.36 -6.37 -6.40 -6.47 -6.56 -6.58 -6.58 -6.59 -6.66 -6.66 -6.68 -6.68 -6.48 (Chi tiết xem phụ lục 5) Nhận xét: - Tổng số nút có điện áp không nằm giới hạn về độ lệch điện áp cho phép là 48 nút - Tổng tổn thất công suất tác dụng toàn mạng là: 1.793,79 kW - Tổng tổn thất công suất phản kháng toàn mạng là: 2.381,37 kVAr * Như điều chỉnh điện áp tải thấy giảm số nút có điện áp khơng nằm độ lệch cho phép Mặt khác cịn giảm hao tổn cơng suất tồn mạng * Trong chế độ cực tiểu không có nút nào mạng có giá trị vượt quá giới hạn cho phép Điều này có nghĩa là điện áp chế độ cực tiểu được đảm bảo Kết luận: Lộ 371E28.2 với đặc điểm có rất nhiều trạm biến áp phục vụ cho nhu cầu dân sinh nên sự chênh lệch phụ tải giữa thời điểm cực đại và thời điểm cực tiểu là khá lớn Vì vậy làm cho điện áp tại nhiều nút phụ tải ở thời điểm cực đại có độ lệch nằm ngoài giới hạn cho phép máy biến áp trung gian thực việc điều chỉnh điện áp tải Các máy biến áp hạ áp nối với các nút này kéo theo đó thì điện áp cái hạ áp cũng giảm theo Do đó chất lượng điện cung cấp tới các thiết bị điện từ các trạm này không được đảm bảo 115 Hao tổn công suất các máy biến áp và đường dây là khá lớn Đặc biệt là phụ tải cực đại Do đó chúng ta phải có biện pháp để giảm sự tổn thất này xuống nhỏ giá trị quy định điều chỉnh hợp lý các đầu phân áp máy biến áp hạ áp theo mùa, dùng các thiết bị bù công suất phản kháng 5.2.4 Xác định vị trí và dung lượng bù để nâng cao chất lượng điện lộ 371.E28.2 5.2.4.1 Bù công suất phản kháng theo yêu cầu kỹ thuật Bù công suất phản kháng theo yêu cầu kỹ thuật ta xác định vị trí, dung lượng bù lưới điện khảo sát để điện áp nút lưới sau bù nằm giới hạn cho phép Chạy chương trình Capo PSS/ADEPT để tính toán trị số cần bù tại từng nút ta được kết quả cần bù cụ thể theo bảng dưới đây: Bảng 5.4 - Kết bù CSPK theo yêu cầu kỹ thuật STT Dung lượng bù Vị trí bù 95 98 104 110 118 (kVAr) 600 600 600 600 600 Tổng dung lượng bù toàn lộ đường dây là: 3.000 kVAr; Sau bù với tổng dung lượng tại các nút Bảng 5.4 ta kết quả tính toán thông số lưới điện sau: - Số nút có điện áp vượt quá giới hạn cho phép: 0; - Số nút có điện áp thấp dưới giới hạn cho phép: 0; - Tổn thất công suất tác dụng toàn mạng là: 1.521,36 kW - Tổn thất công suất phản kháng toàn mạng là: 2.113,58 kVAr (Chi tiết xem phụ lục 6) 5.2.4.2 Bù công suất phản kháng theo tiêu chí kinh tế 116 Xuất phát từ thuật tốn tính tốn tối ưu hóa vị trí bù chương trình PSS/ADEPT, ta xác định vị trí dung lượng bù tối ưu cho lưới điện thời điểm khác phụ tải để xác định giá trị bù bù điều chỉnh cho lưới điện Việc phân tích khoảng thời gian nhiều việc chọn dung lượng bù điều chỉnh để đem lại hiệu kinh tế cao kết tính tốn xác Căn theo đồ thị phụ tải ta chia mức phụ tải với công suất thời gian hoạt động chúng Song khối lượng tính tốn lớn nên xét cho phụ tải ngày mùa hè điển hình ứng với hai thời điểm phụ tải cực tiểu phụ tải cực đại Các thông số CAPO điều chỉnh phù hợp với lưới điện cần tính tốn tính chất lưới điện Việt Nam sau [8], [12] Bảng 5.5 - Các thông số thiết đặt để tính tốn bù kinh tế PSS/ADEPT - Giá điện tiêu thụ nơi đặt tụ bù kWh (đ/kWh) + Thời điểm cực đại + Bình thường + Thời điểm cực tiểu - Giá điện tiêu thụ bình qn kVArh - Giá cơng suất thực lắp đặt/ kW - Giá công suất phản kháng lắp đặt/ kVAr - Tỷ số trượt giá (pu/year) - Tỷ số lạm phát (pu/year) - Thời gian tính tốn (years) - Giá lắp đặt cho tụ bù trung áp cố định đ/kVAr - Giá lắp đặt cho tụ bù trung áp điều chỉnh đ/kVAr - Tỷ giá bảo trì tụ bù trung áp cố định đ/kVAr.năm - Tỷ giá bảo trì tụ bù trung áp điều chỉnh đ/kVAr.năm 1.825 935 518 0 0.12 0.05 232.075,85 567.562,62 6.962,28 17.026,88 Chạy chương trình Capo ta có kết sau: * Với chế độ tải cực tiểu kết bù cho bảng 5.6 Bảng 5.6 – Kết bù kinh tế tải cực tiểu Tổn thất P (kW) Q(kVAr) 117 Giá trị (đ) Trước bù Sau bù Tiết kiệm 440,70 336,51 104,19 663,73 558,45 105,28 8.273.141.265,15 đ 6.317.212.610,19 đ 1.955.928.654,96 đ - Tổng dung lượng bù: 3.600 kVAr; - Tổng giá trị chi phí quy cho việc lắp đặt tụ: C = 939.165.029,17 đ - Tổng giá trị lợi nhuận quy thu lắp đặt tụ bù: B = 1.955.928.654,96 đ - Giá trị thuần: NPVcđ = B - C = 1.955.928.654,96- 939.165.029,17 = 1.016.763.625,79 đ (Chi tiết xem phụ lục 7) * Với chế độ tải cực đại: Với chế độ tải cực đại ta phải xác định vị trí dung lượng bù đóng cắt so với chế độ phụ tải cực tiểu Kết tính tốn cho ta kết sau bảng 5.7 Bảng 5.7 - Kết bù kinh tế tải cực đại Tổn thất P (kW) Q(kVAr) Giá trị tổn thất Khi bù cố định 1.502,28 2.089,30 99.359.276.500,65 đ Khi bù đóng cắt 1356,32 1.940,56 89.705.834.159,10 đ Tiết kiệm 145,96 148,74 9.653.442.341,55 đ - Tổng dung lượng đóng cắt: 2.400 kVAr; - Tổng giá trị chi phí quy cho việc lắp đặt tụ đóng cắt: C = 1.531.208.959,97 đ - Tổng giá trị lợi nhuận lắp đặt tụ đóng cắt: B = 8.846.502.197,58 đ - Giá trị thuần: NPVđc = B - C = 9.653.442.341,55 - 1.531.208.959,97 = 8.122.233.381,58 đ (Chi tiết xem phụ lục 8) - Hiệu kinh tế thực việc bù cố định đóng cắt là: NPV = NPVcđ + NPVđc = 1.016.763.625,79 + 8.122.233.381,58 = 9.138.997.007,37 đ Kết luận: Lưới điện lộ 371 E28.2 lưới điện gồm nhiều phụ tải, tính chất 118 phụ tải thể đặc trưng phụ tải sinh hoạt Số lượng trạm biến áp cung cấp cho phụ tải sản xuất, cơng nghiệp khơng nhiều Vì mà có chênh lệch lớn cơng suất thời điểm ngày đặc biệt cao điểm thấp điểm Bằng biện pháp bù kinh tế với việc tính tốn vị trí dung lượng bù nhờ trợ giúp PSS/ADEPT thấy rõ hiệu việc bù công suất phản kháng lưới điện Ngồi lợi ích mang lại phân tích cịn góp phần cải thiện chất lượng điện áp nút Do việc bù CSPK theo phương án cho lộ 371E28.2 cần thiết nhằm đảm bảo cho lưới điện lộ nâng cao chất lượng đồng thời mang lại nhiều lợi ích kinh tế KẾT LUẬN Kết luận Chất lượng điện vấn đề quan trọng công tác phân phối tiêu thụ điện Bởi việc nâng cao chất lượng điện giải pháp tốt để giảm tổn thất điện Những ảnh hưởng chất lượng điện không tốt có mặt thành phần dịng điện sóng hài bậc cao, khơng đối xứng lưới điện gây thành phần thứ tự nghịch, thứ tự khơng ngun nhân gây tổn thất điện phần tử mạng điện Chất lượng điện áp không tốt nguyên nhân làm giảm hiệu suất làm việc thiết bị điện ảnh hưởng không tốt đến sức khỏe người Ở nước ta chất lượng điện chưa quan tâm mức, số tiêu chuẩn lỗi thời chưa điều chỉnh hợp lý Mạng lưới điện lưới điện phân phối nơi cung cấp trực tiếp cho phụ tải quan tâm đến số lượng Chất lượng điện nhiều nơi thấp, hiệu vận hành không cao, chí số nơi khơng dùng cao điểm điện áp sụt xuống thấp Đề tài: “Nghiên cứu chất lượng điện mạng điện phân phới” có ý nghĩa quan trọng Nó cho có cách nhìn thực chất chất lượng điện, từ giúp cho nhà cung cấp điện có sách chất lượng hợp lý hiệu để cung cấp cho khách hàng dùng điện, điều kiện chế thị 119 trường cạnh tranh Việc nghiên cứu để nâng cao chất lượng điện vừa có lợi ích mặt kỹ thuật vừa có lợi ích mặt kinh tế cho phép cải thiện chế độ làm việc thiết bị điện đồng thời cho phép tiết kiệm điện năng, nhiệm vụ mang tính toàn cầu Tuy nhiên nghiên cứu chất lượng điện vấn đề phức tạp, đặc biệt khảo sát tiêu sóng hài, hay phân tích khơng đối xứng lưới điện Nó địi hỏi phải áp dụng phương tiện đại, chương trình chuyên sâu phần mềm Matlab, chương trình PSS/ADEPT để khảo sát Trong việc áp dụng chương trình Simulink để xây dựng sơ đồ mơ chất lượng điện mơ sóng hài Chương trình PSS/ADEPT giúp khảo sát điện áp mạng điện hiệu dễ dàng Các giải pháp để nâng cao chất lượng điện đưa phương pháp, đối xứng hóa lưới điện, khử sóng hài Đặc biệt hiệu thiết bị hiện đại phương pháp điều chỉnh điện áp và bù công suất phản kháng SVC, STATCOM, UPFC thiết bị chứng tỏ hiệu lợi ích lưới điện nước tiên tiến Song thiết bị Việt Nam vẫn còn áp dụng rất hạn chế chủ yếu mới sử dụng ở cấp truyền tải Đối với lưới điện khảo sát, lộ 371 E28.2 Hưng Yên Kết tính tốn cho thấy chất lượng điện áp lộ thực trạng vận hành không đảm bảo Có nhiều điểm nút phụ tải vận hành có độ lệch điện áp vượt giới hạn cho phép Tổn thất cơng suất tồn lộ lớn 8,8 % Đây thực trạng chất lượng điện nhiều mạng điện hệ thống điện nước ta Hiệu kinh tế việc áp dụng lọc sóng hài, sử dụng tụ bù chứng minh luận văn Khi sử dụng lọc sóng hài kết mơ cho thấy dạng sóng điện áp đỡ méo Việc sử dụng tụ bù vừa cải thiện chất lượng điện, vừa cho phép giảm hao tổn điện lưới điện Hướng phát triển Đề tài nghiên cứu số nội dung, nhiên vấn đề liên quan đến nội dung đề tài nhiều Với tầm quan trọng việc nghiên 120 cứu chất lượng điện nay, đặc biệt là việc nghiên cứu ứng dụng công nghệ FACT lưới điện phân phới, đề tài cần tiếp tục nghiên cứu sâu ứng dụng của các thiết bị hiện đại này Khai thác và sử dụng phiên bản cao của chương trình PSS/ADEPT để tính toán nhiều được chỉ tiêu chất lượng điện đó có việc phân tính sóng hài lưới Áp dụng chương trình PSS/ADEPT để tính toán chất lượng lưới điện hạ áp sau trạm biến áp phân phối lộ Đồng thời có biện pháp kết hợp với việc điều chỉnh đầu phân áp MBA phân phôi hợp lý Đây nội dung mà luận văn chưa đề cập đến hướng tiếp tục nghiên cức đề tài mà tác giả mong muốn có hội thực tương lai TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT Trần Bách (2000), Lưới điện và hệ thống điện, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Trần Quang Khánh (2006), Hệ thống cung cấp điện, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Trần Quang Khánh, Quy hoạch điện nơng thơn, NXB Nơng nghiệp – 2000 Trần Đình Long (2000), Bảo vệ hệ thống điện, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Phan Đăng Khải, Huỳnh Bá Minh (2001), Bù công suất phản kháng lưới cung cấp và phân phối điện, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Xuân Phú (1998), Cung cấp điện, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Hữu Phúc, Áp dụng PSS/ADEPT 5.0 lưới phân phối, Đại học Điện lực Trần Vinh Tịnh, Trương Văn Chương (2008), Bù tối ưu công suất phản kháng lưới phân phối, Tạp chí khoa học cơng nghệ số 2(25) Lã Văn Út (2000), Phân tích và điều khiển ổn định hệ thống điện, NXB 121 Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 10 Nghị định của chính phủ: Số 105/2005/NĐ-CP ngày 17/8/2005, quy định chi tiết và hướng dẫn thi hành một số điều của luật điện lực 11 Thông tư, 09/2001/TTLT-BCNBVGCP ngày 31 tháng 10 năm 2001 12 Thông tư, 08/2010/TT-BCT ngày 24 tháng 02 năm 2010, Bộ công thương TIẾNG ANH 13 E Acha, V G Agelidis, O Anaya-Lara, T.J.E Miller, Power Electrolic Control in Electrical Systems, Oxford OX2&DP 14 R C Dugan, M F McGranaghan, S Santoso, H W Beaty, “Electrical Power Systems Quality ’’, Second Edition, McGraw-Hill, New York, 1996 PHỤ LỤC Phụ lục - Bảng công suất phụ tải cực đại lộ 371-E28.2 STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Tên trạm Khoái Châu QL Yên Phú UB Đại Hạnh B Tân Long BĐ Từ Hồ Yên Phú Yên Phú Yên Phú Đại Hạnh Nhân Nội Hịa Bình Cty KumHo Việt Hưng Việt Hưng Cửu Cao Cửu Cao Cửu Cao Bơm VGK Dong Bơm VGK Tay Bơm VGK TD Nút Sn sơ đồ 11 10 12 15 17 19 21 21 25 27 28 30 30 30 (kVA) 2000 250 320 180 30 320 400 320 320 250 250 320 750 250 320 400 180 1000 1000 50 122 P(kW) S (kVA) Cosϕ 1,238 194 248 139 23 248 313 251 251 196 196 245 587 189 242 302 138 783 783 39 1496 230 288 164 27 288 360 293 288 230 225 288 675 225 288 360 162 900 900 45 0.83 0.84 0.86 0.85 0.86 0.86 0.87 0.85 0.87 0.85 0.87 0.85 0.87 0.84 0.84 0.84 0.85 0.87 0.87 0.87 Tính chất trạm SX SH SH SH SH SH SH SH SH SH SH SX SX SX SH SH SH Thủy lợi Thủy lợi Thủy lợi 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 Như Lân Cửu Cao Bệnh Viện UB Huyện Nước Sạch Kho Bạc Đan Nhiễm Đan Nhiễm Tr Vật Tư Công Luân 1B BĐ Văn Phúc Công Luận 1T Z76-1 Công Luận Vi Sinh Phụng Công Phụng Công Thiên Phước VLXD Vgiang V26 Phụng Công Phụng Công Như Lân Việt Hàn Lại Ốc Như Phượng B ĐLong Hưng Ngọc Bộ Bắc Hà Sở Đông Tân Tiến Tân Tiến Tân Tiến Bá Khê Quán Trạch Liên Nghĩa Liên Nghĩa Nông Trường Nông Trường Đông Tảo Đông Tảo 30 34 36 36 38 40 40 42 43 44 44 46 47 48 50 51 52 53 53 55 56 56 61 63 64 65 66 67 68 70 73 74 75 77 79 80 81 83 84 87 89 180 180 50 180 50 50 250 320 50 320 50 250 1600 180 180 180 180 180 560 180 250 180 250 320 320 180 30 180 180 180 400 100 100 100 250 320 400 180 180 320 320 123 136 136 39 143 40 38 191 251 39 251 40 203 1,152 144 146 138 138 138 398 141 191 138 196 256 251 138 23 138 141 144 306 77 77 77 194 242 320 144 139 251 253 162 162 45 162 45 45 225 288 45 288 45 225 1440 162 170 162 162 162 504 162 225 162 225 288 288 162 27 162 162 162 360 90 90 90 225 288 360 171 162 288 288 0.84 0.84 0.86 0.88 0.89 0.84 0.85 0.87 0.87 0.87 0.89 0.90 0.80 0.89 0.86 0.85 0.85 0.85 0.79 0.87 0.85 0.85 0.87 0.89 0.87 0.85 0.86 0.85 0.87 0.89 0.85 0.85 0.85 0.85 0.86 0.84 0.89 0.84 0.86 0.87 0.88 SH SH SH SH SX SH SH SH SH SH SH SH SX SH SX SH SH SX SX SH SH SH SH SH SH SH SH SH SH SH SH SH SH SH SH SH SH SH SH SH SH 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 BĐ Đông Tảo Thiết Trụ Thiết Trụ Bang Nha Đa Hòa Dạ Trạch DN Cty Triệu Sơn Dạ Trạch Vĩnh Xuân Dinh Đức Nhuận HT Hàm Tử An Canh Bơm Mễ Sở BĐ Mễ Sở Phú Thị Nhạn Tháp CT Thiên Nghi Hoàng Trạch Thắng Lợi Thắng Lợi Phú Trạch Thắng Lợi Phú Trạch 90 95 96 97 98 101 102 103 104 105 107 105 108 109 110 112 113 115 116 117 119 120 121 50 560 250 180 400 320 100 320 250 50 100 250 180 30 560 180 100 180 180 180 250 400 180 40 423 191 138 306 245 78 245 191 38 77 189 134 23 433 139 77 146 146 146 203 324 146 45 504 225 162 360 288 98 288 225 45 90 225 179 29 516 178 93 169 171 176 243 386 174 0.88 0.84 0.85 0.85 0.85 0.85 0.79 0.85 0.85 0.85 0.86 0.84 0.75 0.79 0.84 0.78 0.83 0.86 0.85 0.83 0.83 0.84 0.84 SH SH SH SH SH SH SX SH SH SH SH SH Thủy lợi SH SH SH SX SH SH SH SH SH SH Phụ lục - Số liệu đo tải ngày mùa hè tháng 7/2010 TBA 110 kV Kim Động lộ 371 E28.2 Ngày 7-Jul 8-Jul 9-Jul 10-Jul 11-Jul 12-Jul 13-Jul Giờ P(kW) P(kW) P(kW) P(kW) P(kW) P(kW) P(kW) 10,357 10,356 10,356 10,356 10,357 10,356 10,356 10,357 9,944 9,943 9,943 9,943 9,943 9,944 9,943 9,943 7,743 7,744 7,743 7,744 7,743 7,743 7,743 7,744 8,946 8,946 8,946 8,946 8,947 8,946 8,946 8,947 9,146 9,146 9,146 9,146 9,146 9,146 9,146 9,146 9,847 9,847 9,465 9,847 9,846 9,847 9,847 9,893 11,247 11,246 11,246 11,246 11,246 11,247 11,246 11,247 12,447 12,463 12,446 12,446 12,446 12,446 12,446 12,453 124 13,547 13,545 13,544 13,546 13,548 13,549 13,543 13,547 10 15,518 15,517 15,533 15,520 15,522 15,526 15,513 15,526 11 16,690 16,689 16,690 16,689 16,687 16,689 16,689 16,690 12 17,619 17,619 17,618 17,618 17,617 17,618 17,619 17,619 13 17,318 17,317 17,318 17,318 17,317 17,317 17,317 17,318 14 16,187 16,191 16,191 16,191 16,190 16,191 16,190 16,191 15 15,129 15,129 15,128 15,128 15,128 15,129 15,128 15,129 16 15,328 15,329 15,329 15,328 15,328 15,329 15,329 15,329 17 17,326 17,326 17,325 17,325 17,326 17,326 17,326 17,326 18 19,119 19,122 19,120 19,120 19,116 19,116 19,118 19,120 19 20,728 20,735 20,756 20,748 20,727 20,726 20,725 20,744 20 20,568 20,556 20,562 20,568 20,463 20,470 20,469 20,559 21 18,881 18,879 18,881 18,885 18,884 18,882 18,887 18,885 22 17,967 17,960 17,900 17,900 17,900 17,968 17,970 17,963 23 14,986 14,990 14,986 14,986 14,987 14,990 14,986 14,989 24 12,567 12,566 12,568 12,565 12,569 12,566 12,566 12,568 Phụ lục - Số liệu đo tải ngày mùa đông tháng 2/2010 TBA 110 kV Kim Động lộ 371 E28.2 Ngày 2-Jan 3-Jan 4-Jan 5-Jan 6-Jan 7-Jan 8-Jan Giờ P(kW) P(kW) P(kW) P(kW) P(kW) P(kW) P(kW) 7,463 7,463 7,462 7,462 7,463 7,462 7,462 7,463 6,984 6,985 6,985 6,984 6,984 6,984 6,984 6,985 6,543 6,543 6,542 6,543 6,542 6,543 6,542 6,543 7,148 7,147 7,148 7,147 7,147 7,147 7,147 7,148 7,654 7,654 7,654 7,654 7,653 7,654 7,653 7,654 8,458 8,458 8,459 8,459 8,458 8,458 8,458 8,459 9,235 9,234 9,235 9,233 9,235 9,235 9,235 9,235 10,569 10,568 10,568 10,568 10,568 10,568 10,568 10,568 125 11,125 11,126 11,125 11,126 11,126 11,125 11,125 11,126 10 11,678 11,678 11,678 11,678 11,678 11,678 11,678 11,678 11 13,114 13,113 13,114 13,114 13,113 13,114 13,113 13,114 12 14,988 14,987 14,987 14,988 14,988 14,987 14,987 14,988 13 13,463 13,462 13,462 13,462 13,462 13,462 13,462 13,462 14 12,744 12,744 12,743 12,743 12,743 12,743 12,743 12,744 15 11,255 11,255 11,254 11,254 11,254 11,254 11,254 11,255 16 12,795 12,794 12,793 12,793 12,793 12,793 12,793 12,794 17 15,265 15,265 15,265 15,265 15,265 15,265 15,265 15,265 18 17,446 17,445 17,445 17,445 17,446 17,445 17,445 17,446 19 17,943 17,943 17,942 17,943 17,943 17,943 17,943 17,943 20 17,157 17,157 17,155 17,155 17,154 17,154 17,154 17,156 21 15,484 15,483 15,483 15,484 15,483 15,484 15,484 15,484 22 13,423 13,424 13,424 13,423 13,424 13,424 13,423 13,424 23 10,483 10,483 10,483 10,483 10,483 10,483 10,484 10,483 24 8,666 8,665 8,665 8,665 8,665 8,665 8,665 8,666 126 ... nâng cao chất lượng điện Chương 5: Sử dụng phần mềm PSS/ADEPT tính tốn chất lượng điện áp cho lưới điện tỉnh Hưng Yên Kết luận CHƯƠNG LƯỚI PHÂN PHỐI VÀ CÁC VẤN ĐỀ CHUNG VỀ CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG 1.1... số chất lượng điện vấn đề cấp bách Mục đích nghiên cứu: Cơ sở lý thuyết lưới phân phối, vấn đề chất lượng điện lưới phân phối Trong phạm vi luận văn tác giả chủ yếu nghiên cứu chất lượng điện áp, ... điện áp, phương pháp đánh giá biện pháp nâng cao chất lượng điện áp Áp dụng tính tốn chất lượng điện áp máy tính cho lưới điện cụ thể Đối tượng phạm vi nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu chung đề tài