BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN PHÚ CẦN TÁI CẤU TRÚC LƯỚI ĐIỆN GIẢM CHI PHÍ VẬN HÀNH XÉT ĐẾN NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN NGÀNH: THIẾT BỊ MẠNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN - 605250 S K C0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN PHÚ CẦN TÁI CẤU TRÚC LƯỚI ĐIỆN GIẢM CHI PHÍ VẬN HÀNH XÉT ĐẾN NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN NGÀNH: THIẾT BỊ MẠNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN - 605250 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN PHÚ CẦN TÁI CẤU TRÚC LƯỚI ĐIỆN GIẢM CHI PHÍ VẬN HÀNH XÉT ĐẾN NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN NGÀNH: THIẾT BỊ MẠNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN - 605250 Hướng dẫn khoa học: TS TRƯƠNG VIỆT ANH Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2012 Luận văn tốt nghiệp Lý lịch khoa học LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƯỢC Họ tên: Nguyễn Phú Cần Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 21/07/1980 Nơi sinh: Cà Mau Quê quán: Huyện Cái Nước – tỉnh Cà Mau Dân tộc: Kinh Địa liên lạc: Ấp Lý Ấn – Xã Hưng Mỹ - huyện Cái Nước – tỉnh Cà Mau Điện thoại quan: 0963.999.123 Fax: Điện thoại nhà riêng: 0780.3858.192 E-mail: nguyenphucan2004@yahoo.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO Đại học: Hệ đào tạo: quy Thời gian đào tạo từ: 1998 đến năm 2003 Nơi học (trường, thành phố): Đại học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh Ngành học: Điện – Điện tử Tên luận văn tốt nghiệp: Thiết kế trạm 110/22 kV Hồng Dân Thời gian & nơi bảo vệ luận văn tốt nghiệp: học kỳ năm học 2002-2003 Đại học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh Người hướng dẫn: Ths.Nguyễn Thị Hoàng Liên III QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Thời gian 03/200303/2004 03/200406/2005 Nơi công tác Công việc đảm nhiệm Đội Cao Áp Điện lực Cà Mau Cán kỹ thuật Phòng KH-KT-VT Điện lực Cà Mau Cán kỹ thuật HVTH: Nguyễn Phú Cần Trang i GVHD: TS.Trương Việt Anh Luận văn tốt nghiệp Lý lịch khoa học 06/2005- Phòng Viễn Thông Công nghệ 06/2008 thông tin 06/200802/2009 02/200903/2011 03/2011 – Cán kỹ thuật, phó phòng Điện lực Cái Nước Phó giám đốc kỹ thuật Điện lực Cái Nước Giám đốc Phòng Vật Tư Công ty Điện lực Cà Mau HVTH: Nguyễn Phú Cần Trang ii Trưởng phòng GVHD: TS.Trương Việt Anh Luận văn tốt nghiệp Lời cam đoan LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 21 tháng 09 năm 2012 Người cam đoan Nguyễn Phú Cần HVTH: Nguyễn Phú Cần Trang iii GVHD: TS.Trương Việt Anh Luận văn tốt nghiệp Lời cảm ơn LỜI CẢM ƠN Trước hết, em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc em gửi đến Tiến Sĩ Trương Việt Anh, người Thầy tận tụy hướng dẫn em suốt trình nghiên cứu để hoàn thành luận văn Chân thành cảm ơn quí thầy cô Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Trường Đại Học Bách khoa TP.HCM giảng dạy em suốt hai năm học Và cuối cùng, xin cảm ơn đến tất đồng nghiệp, bạn bè đặc biệt người vợ yêu dấu giúp đỡ tinh thần, vật chất công sức suốt trình học tập để hoàn thành luận văn Xin trân trọng cảm ơn ! TP Hồ Chí Minh, ngày 21 tháng 09 năm 2012 Nguyễn Phú Cần HVTH: Nguyễn Phú Cần Trang iv GVHD: TS.Trương Việt Anh Luận văn tốt nghiệp Tóm tắt TÓM TẮT Luận văn trình bày giải thuật tái cấu hình lưới điện phân phối (LĐPP) nhằm giảm chi phí vận hành có xét đến việc nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cách tổn hao lượng, chi phí vận hành, hàm mục tiêu sử dụng thêm số điện ngừng điện (ANĐ), thời gian ngừng điện (TNĐ) thông qua số ANĐ TNĐ khu vực phụ tải LĐPP Các số thống kê từ số liệu nguyên nhân thời gian khắc phục cố công ty điện Thông qua kết khảo sát LĐPP từ đơn giản đến phức tạp đặc biệt LĐPP thành phố Cà Mau cho thấy sau tái cấu hình lưới (TCHL), thời gian ngừng cung cấp điện điện ngừng cung cấp giảm đáng kể từ nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho khách hàng Điều cho thấy tính đắn, hiệu hàm mục tiêu giải thuật ABSTRACT This thesis presents an algorithm to re-configure the distribution grid to reduce operating costs, taking into account improving the reliability of power supply by external energy loss, operating costs, the objective functionuse more electrical power indicator stop, stop time power through indicators ANĐ and TNĐ of the load area in the distribution grid These indicators are statistics from the raw data and time troubleshooting of power companies Through the survey results on the distribution grid from simple to complex, and especially on the city's distribution grid Mau showed after network reconfiguration, time to stop the power supply and powerstop providing significantly reduced and thereby improve the reliability of power supply to customers This shows the correctness and efficiency of the objective function and algorithm HVTH: Nguyễn Phú Cần Trang v GVHD: TS.Trương Việt Anh Luận văn tốt nghiệp Mục lục MỤC LỤC Trang tựa Trang Quyết định giao đề tài Lý lịch khoa học i Lời cam đoan iii Lời cảm ơn iv Tóm tắt v Mục lục vi Danh sách chữ viết tắt x Danh sách hình xi Danh sách bảng xii Chương Giới Thiệu Luận Văn 01 1.1 Đặt vấn đề .01 1.2 Mục tiêu nhiệm vụ luận văn 02 1.3 Phạm vi nghiên cứu 02 1.4 Phương pháp giải toán 03 1.5 Điểm luận văn 03 1.6 Giá trị thực tiễn luận văn 04 1.7 Bố cục luận văn 05 Chương 2: Tổng quan lưới điện phân phối 06 2.1 Đặc điểm lưới điện phân phối 06 2.1.1 Ảnh hưởng đến tiêu kinh tế-kỹ thuật hệ thống điện 07 2.1.2 Cấu trúc lưới điện 08 2.2 Hiện trạng đặc điểm lưới điện phân phối Việt Nam 09 2.3 Các toán tái cấu hình lưới điện góc độ vận hành 10 2.4 Độ tin cậy cung cấp điện cho phụ tải 11 2.5 Các nghiên cứu khoa học 12 2.5.1 Bài toán xem xét tác động môi trường 12 HVTH: Nguyễn Phú Cần Trang vi GVHD: TS.Trương Việt Anh Luận văn tốt nghiệp Mục lục 2.5.1.1 Phương pháp cố - Grap tree 13 2.5.1.2 Mô hình Peng Wang Roy Billinton 15 2.5.1.2 Mô hình cải tiến Karin Alvehag Lennart Söder 16 2.5.2 Bài toán tái cấu hình lưới điện phân phối .18 2.5.2.1 Mô hình toán học lưới điện phân phối .18 2.5.2.2 Phương pháp Heuristic tối ưu hóa 20 2.5.2.3 Các giải thuật heuristic đại 23 2.5.2.3.a Thuật toán di truyền - Genetic Algorithm (GA) 24 2.5.2.3.b Phương pháp logic mờ - Fuzzy Logic .26 2.5.2.3.c Mạng thần kinh nhân tạo - Artificial Neural Network (ANN) 27 2.5.2.3.d Hệ chuyên gia 27 2.5.2.3.e Phương pháp bầy đàn - Particle Swarm Method (PSM) 28 2.5.2.3.f Phương pháp tìm kiếm TABU - Tabu Search Method (TS) .28 2.5.2.3.g Phương pháp mô luyện kim - (SA) 29 2.5.2.3.h Phương pháp tối ưu Kiến - Ant Colony Optimization Method 30 2.5.2.3.k Mô tăng trưởng – PGSA 31 2.6 Hướng nghiên cứu luận văn 31 Chương 3: Phương pháp tiếp cận 33 3.1 Đặt vấn đề 33 3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ tin cậy .34 3.2.1 Các phần tử hệ thống điện 34 3.2.2 Vị trí máy phát dự phòng 36 3.2.3 Sự biến đổi tải theo thời gian 36 3.2.4 Điều kiện môi trường 37 3.3 Xây dựng mô hình, mô hình hóa hệ thống phân phối 37 3.3.1 Mô hình nguồn 37 3.3.2 Mô hình tải 40 3.3.3 Mô hình cường độ hỏng hóc thời gian sửa chữa 40 3.3.4 Mô hình phân chia sơ đồ lưới điện 42 HVTH: Nguyễn Phú Cần Trang vii GVHD: TS.Trương Việt Anh Luận văn tốt nghiệp Mục lục 3.4 Các tiêu, phương pháp đánh giá độ tin cậy hệ thống cung cấp điện 45 3.4.1 Các tiêu đánh giá độ tin cậy hệ thống cung cấp điện .45 3.4.2 Các phương pháp tính toán độ tin cậy cung cấp điện 49 3.5 Mô hình toán để TCHL giảm chi phí vận hành xét đến nâng cao ĐTCCCĐ 51 3.5.1 Cực tiểu chi phí vận hành Closs 53 3.5.2 Cực tiểu chi phí bồi thường ngừng điện gây 53 3.5.3 Cực tiểu chi phí chưa kiểm soát Cdiff 56 3.5.4 Hàm đa mục tiêu 56 3.6 Xây dựng giải thuật tối ưu hai giai đoạn 58 Chương 4: Thực tính toán 61 4.1 LĐPP mạch vòng Roy Billinton Test System 61 4.1.1 Mô tả hệ thống 61 4.1.2 Thực tính toán cho hệ thống 62 4.1.3 Thực tính toán theo giải thuật .63 4.2 Mô hình khu vực để tính toán giải thuật .64 4.2.1 Mô tả hệ thống 64 4.2.2 Thiết lập ma trận .66 4.2.3 Thực tính toán cho lưới điện hữu 67 4.2.4 Thực tính toán theo giải thuật .67 4.3 Áp dụng tính toán lưới điện Thành phố Cà Mau 69 4.3.1 Giới thiệu lưới điện thành phố Cà Mau 69 4.3.2 Một số số liệu phát tuyến 71 4.3.2.1 Thông tin phát tuyến .71 4.3.2.2 Số liệu cố điển hình Điện lực Thành phố Cà Mau 71 4.3.3 Kiểm tra giải thuật lưới điện Thành phố Cà Mau 73 4.4 Một số đề xuất cho lưới điện Thành Phố Cà Mau 74 4.5 Kết luận 80 Chương 5: Kết luận đề xuất 81 5.1 Kết luận 81 HVTH: Nguyễn Phú Cần Trang viii GVHD: TS.Trương Việt Anh Luận văn tốt nghiệp Mục lục 5.2 Những hạn chế hướng phát triển đề tài 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 PHỤ LỤC LĐPP ROY BILLINTON TEST SYSTEM 88 PHỤ LỤC TÍNH PSS/ADEP LĐPP KHU VỰC 89 PHỤ LỤC LĐPP TP CÀ MAU 90 PHỤ LỤC PHẦN MỀM TÍNH ANĐ, TNĐ KHU VỰC 91 HVTH: Nguyễn Phú Cần Trang ix GVHD: TS.Trương Việt Anh Luận văn tốt nghiệp Danh sách chữ viết tắt DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT TCHLĐ: tái cấu hình lưới điện ĐTCCCĐ: độ tin cậy cung cấp điện LĐPP: lưới điện phân phối λ: cường độ hỏng hóc r: thời gian sửa chữa GA: thuật toán di truyền Fuzzy Logic: phương pháp logic mờ ANN: phương pháp mạng thần kinh nhân tạo PSO: phương pháp bầy đàn TS: phương pháp bảng tìm kiếm SA: phương pháp mô luyện kim PGSA: phương pháp mô tăng trưởng SAIDI: thời gian điện trung bình lưới điện phân phối SAIFI: số lần điện trung bình lưới điện phân phối CAIDI: thời gian trung bình lần điện ASAI: độ sẵn sàng cung cấp điện ENS: nâng lượng cung cấp MAIFI: số lần điện trung bình thoáng qua lưới phân phối TNĐ: thời gian ngừng điện khu vực ảnh hưởng cố khu vực khác ANĐ: Điện ngừng cung cấp khu vực ảnh hưởng cố khu vực khác Ctotal: tổng chi phí cho việc tái cấu hình lưới điện Closs: chi phí tổn thất TCHLĐ CENS: chi phí lượng không cung cấp Cdiff: chi phí chưa thể kiểm soát HVTH: Nguyễn Phú Cần Trang x GVHD: Trương Việt Anh Luận văn tốt nghiệp Danh sách hình DANH SÁCH CÁC HÌNH Trang Hình 2.1 Tổn thất điện EVN 07 Hình 2.2a Sơ đồ lưới điện hình tia 08 Hình 2.2b Sơ đồ cung cấp điện mạch vòng vận hành hình tia 09 Hình 2.3 Biểu đồ tỷ trọng cấp điện áp LĐTA khu vực miền Nam 09 Hình 2.4 Mô hình quản lý khách hàng theo phần tử cấp điện 12 Hình 2.5 Mô hình phân chia lưới phân phối 13 Hình 2.6 Hai trạng thái thiết bị 15 Hình 2.7 Mô hình theo gió sét 17 Hình 2.8 Mô hình hệ thống mờ 26 Hình 2.9 Sơ đồ chung PSO 28 Hình 2.10 Minh họa tìm kiếm TS 29 Hình 3.1 Nguồn dự phòng lưới điện phân phối 33 Hình 3.2 Mô hình xét độ tin cậy hệ thống điện 34 Hình 3.3a Đường cong Bathtub điển hình 35 Hình 3.3b Đường cong Bathtub TB 35 Hình 3.4 Thống kê cố năm 37 Hình 3.5 Đồ thị phụ tải ngày theo thời gian 38 Hình 3.6a Sự cố thoáng qua năm 2010 & đầu năm 2011 EVN SPC 40 Hình 3.6b Sự cố vĩnh cửu năm 2010 & đầu năm 2011 EVN SPC 40 Hình 3.7 Sơ đồ hệ thống cung cấp điện với phân miền khu vực 42 Hình 3.8 Sơ đồ tải cung cấp từ nguồn 53 Hình 3.9 Sơ đồ hệ thống cung cấp điện hình tia 54 Hình 3.10 Minh họa chi phí bồi thường lợi nhuận ngành điện 58 Hình 3.11 Lưu đồ TCHL giảm chi phí vận hành xét đến nâng cao ĐTCCĐ 59 Hình 4.1 Lưới điện Roy Billinton Test System 62 Hình 4.2 Sơ đồ nối điện khu vực 65 Hình 4.3 Sơ phân chia khu vực lưới điện Thành phố Cà Mau 70 HVTH: Nguyễn Phú Cần Trang xi GVHD: TS Trương Việt Anh Luận văn tốt nghiệp Danh sách bảng DANH SÁCH CÁC BẢNG Trang Bảng 2.1 Tỷ trọng thành phần phụ tải năm 2011 EVN Bảng 2.2 Khối lượng LĐPP tổng dung lượng trạm EVN SPC 10 Bảng 2.3 Phạm vi ứng dụng toán tái cấu hình lưới 11 Bảng 3.1 Chi phí thiệt hại khách hàng ngừng cung cấp điện (k$/kW) 55 Bảng 3.2 Thống kê chi phí thiệt hại gián đoạn cung cấp điện 56 Bảng 4.1 Số liệu đường dây cung cấp điện 61 Bảng 4.2 Các giá trị độ tin cậy nút tải 62 Bảng 4.3 Kết quả bước thực giải thuật 63 Bảng 4.4 Kết quả cho trước sau TCHLĐ 64 Bảng 4.5 Số liệu chiều dài, khách hàng, thời gian sửa chữa 66 Bảng 4.6 Một số liệu lưới điện trước TCHLĐ 67 Bảng 4.7 Tổng hợp số sau tái cấu hình 69 Bảng 4.8 Số liệu bản phát tuyến cung cấp điện TP Cà Mau 71 Bảng 4.9 Thống kê theo loại cố 72 Bảng 4.10 Thống kê cố thời gian khắc phục theo mùa 72 Bảng 4.11 Số liệu chiều dài, khách hàng, thời gian sửa chữa 73 Bảng 4.12 Lợi nhuận tính toán chuyển tải theo số liệu thực tế 73 Bảng 4.13 Bảng tính TNĐ, ANĐ theo mùa mưa tháng đầu năm 2012 74 Bảng 4.14 Lợi nhuận chuyển tải giá tăng cho khách hàng 76 Bảng 4.15 Lợi nhuận chuyển tải giá tăng cho khách hàng 76 Bảng 4.16 Lợi nhuận chuyển tải giá tăng cho khách hàng 77 Bảng 4.17 Các thông số sau tái cấu hình có đầu tư 78 Bảng 4.18 Thiệt hại loại khách hàng theo thời gian 79 HVTH: Nguyễn Phú Cần Trang xii GVHD: TS.Trương Việt Anh Chương 1: Giới thiệu luận văn GVHD: TS.Trương Việt Anh CHƯƠNG GIỚI THIỆU LUẬN VĂN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Ngày mà sống người dân ngày tăng cao, ngành công nghiệp, dịch vụ ngành khác không ngừng phát triển mạnh mẽ, mục tiêu phát triển tăng trưởng nhiệm vụ hàng đầu phủ, nhu cầu tiêu thụ điện ngày lớn Chính vậy, mục tục tiêu phát triển thêm nguồn điện phục vụ cho nhu cầu xã hội thật vấn đề nhức nhối khó khăn hầu hết quốc gia giới Song song đó, chất lượng điện phân phối đến hộ tiêu thụ ngày phải cải thiện, độ tin cậy ngày phải nâng cao, mục tiêu song hành quốc gia lĩnh vực lượng điện Hiện tại, mà nguồn nguyên nhiên liệu từ hóa thạch dần cạn kiệt gây ô nhiễm môi trường, quốc gia tập trung nghiên cứu loại lượng phương án tái cấu hình lưới điện phân phối Xét góc độ dựa vào tảng sở vật chất hay kết cấu lưới điện có, phương án tái cấu hình lưới điện tốt Phương án tái cấu hình lưới có nhiều nghiên cứu công bố, điểm khác giải thuật xây dựng mô hình tìm kiếm để có dòng công suất tối ưu nhánh, chi phí tối ưu, thời gian hội tụ, kết trả về, thời gian tính toán, khả áp dụng thực tế tính xác chấp nhận kết nêu Đối với hệ thống điện phân phối việc nghiên cứu để nâng cao độ tin cậy thật vấn đề đơn giản, lẽ mức độ phân bố lưới điện phân phối rộng khắp dày đặc hệ thống điện phân phối phải đối mặt với hàng loạt mối nguy hiểm, đặc biệt phải kể đến tác động điều kiện thời tiết khắc nghiệt với hai nguyên nhân gió sét Chẳng thế, tác động yếu tố thời tiết khó kiểm soát, thống kê qua kết nhiều để làm sở phân tích Do đó, việc cần phải xây dựng mô hình tác HVTH: Nguyễn Phú Cần Trang Chương 1: Giới thiệu luận văn GVHD: TS.Trương Việt Anh động điều kiện thời tiết để nhằm nâng cao độ tin cậy điều cần thiết lẽ cho định quan trọng cải tạo, đầu tư vận hành tốt cho khách hàng như: giảm thời gian ngừng điện, điện cung cấp, nâng cao công suất truyền tải,.v.v Cho đến thời điểm nay, có số nghiên cứu công bố, nghiên cứu chủ yếu tập trung vào việc xem xét tác động hai yếu tố cường độ gió cường độ sét, sau kiểm chứng qua mô khu vực có điều kiện thời tiết khắc nghiệt 1.2 MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ CỦA LUẬN VĂN Mục tiêu nghiên cứu tìm giải thuật tái cấu hình lưới điện phân phối giảm chi phí vận hành có xét đến nâng cao độ tin cậy cung cấp điện, nhằm mục đích giảm thiểu thời gian ngừng điện, điện ngừng cung cấp, tối ưu hóa dòng công suất, giảm tổn thất điện năng, đặc biệt tăng lợi ích kinh tế cho doanh nghiệp bao gồm doanh nghiệp bán điện (EVN), doanh nghiệp sản xuất, dịch vụ, thương mại nhân dân tuyến đường dây cung cấp Từ mục tiêu nghiên cứu trên, nên nhiệm vụ luận văn bao gồm vấn đề sau: Tìm phương pháp toán học để giải cho phù hợp Xây dựng hàm mục tiêu đạt mục đích đặt Kiểm chứng lưới điện mẫu, lưới điện thực tế nhằm đánh giá tính đắn ý tưởng đề xuất đồng thời so sánh với kết thực tế vận hành lưới điện thực tế Đánh giá lại phương pháp thực hiện, đề xuất hướng nghiên cứu nhằm phát triển tốt vấn đề quan tâm Kiểm chứng vấn đề đề xuất phần mềm PSS/ADEPT 5.16 Lập trình phần mềm để tính toán theo cho khu vực khác ( phần mềm áp dụng cho sơ đồ thực tế ) 1.3 PHẠM VI NGHIÊN CỨU Nghiên cứu xoay quanh toán tái cấu hình lưới lưới điện phân phối có cấu hình mạch vòng vận hành hình tia chịu tác động hỏng hóc điều HVTH: Nguyễn Phú Cần Trang Chương 1: Giới thiệu luận văn GVHD: TS.Trương Việt Anh kiện môi trường chẳng hạn yếu tố cường độ gió, cường độ sét, thiết bị, vị trí nguồn dự phòng v.v., thay đổi yếu tố theo thời gian tuần, tháng mùa Bài toán nghiên cứu luận văn bao gồm vấn đề: Bài toán tái cấu hình lưới điện giảm chi phí (BT1) vận hành dựa vào giải thuật kết nối, gien, luyện kim, giải thuật kiến v.v Bài toán 2: Kết hợp toán kết hợp giảm chi phí vận hành (BT1) toán xét đến nâng cao độ tin cậy theo điều kiện thời tiết với yếu tố đặt hỏng hóc, thời gian sửa chữa khu vực cần vào công thức để xem xét tính toán 1.4 PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT BÀI TOÁN Ở sử dụng phương pháp sau: Sử phương pháp toán học đại giải thuật tìm kiếm, gien, quan hệ mờ đặc biệt giải thuật hueristic kết nối để giải toán tái cấu hình lưới giảm tổn thất công suất tác dụng Sử dụng quan hệ mờ để xây dựng hàm mục tiêu lợi nhuận cách tái cấu hình lưới nâng cao độ tin cậy, giảm thời gian điện để đạt mục tiêu lợi nhuận Sử dụng phương pháp mô hình hóa để kiểm tra lưới điện thực tế Thành Phố Cà Mau số lưới điện chuẩn 1.5 ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN VĂN Xây dựng hàm mục tiêu lợi nhuận cho toán tái cấu hình lưới điện phân phối tối ưu chi phí xét đến nâng cao độ tin cậy cung cấp điện thông qua cực tiểu hàm chi phí thiệt hại khách hàng ngừng cung cấp điện hệ số ảnh hưởng theo thời gian đưa vào xem xét Đề xuất ứng dụng giải thuật heuristic kết nối để tìm cấu hình lưới điện phân phối tối ưu theo hàm mục tiêu xây dựng HVTH: Nguyễn Phú Cần Trang Chương 1: Giới thiệu luận văn GVHD: TS.Trương Việt Anh Kết hợp giá trị thực tế vận hành vào hàm mục tiêu, từ đánh giá kết thực tế vận hành so sánh với cấu hình đề xuất Đưa giá trị phụ thuộc vào thời gian khó kiểm soát vào hàm mục tiêu xem xét, tức biến biến kiểm soát thành biến kiểm soát Đưa phương pháp dự đoán nhằm đưa phương án vận hành tối ưu cho trường hợp khác lưới điện 1.6 GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA LUẬN VĂN Xây dựng giải thuật tái cấu hình lưới điện phân phối tối ưu chí phí xét đến nâng cao độ tin cậy cung cấp điện chứng minh lý thuyết lẫn kết tính toán cho thấy lưới điện có cấu hình nâng cao độ tin cậy cung cấp điện, giảm chi phí vận hành hệ thống điện phân phối dẫn đến giảm giá thành điện cung cấp đến khách hàng sử dụng điện Góp phần vào nghiên cứu liên quan đến toán tái cấu hình lưới điện phân phối Làm tài liệu tham khảo cho công tác nghiên cứu vận hành lưới điện phân phối Góp phần sở để Công ty điện lực xem xét kết hợp với phương án điều độ tuần trung tâm điều độ quốc gia ban hành, nhằm chọn phương án vận hành tối ưu cho Công ty Là tiêu chí quan trọng việc xem xét phương án cải tạo ( sửa chữa lớn ), kết lưới, đầu tư xây dựng nhằm đạt mục tiêu điều hành đầu tư Công ty điện lực Ra định xử lý tình bình thường đột xuất điều độ viên, đảm bảo quy định nghiêm ngặt công tác điều độ ngành điện quy định HVTH: Nguyễn Phú Cần Trang Chương 1: Giới thiệu luận văn GVHD: TS.Trương Việt Anh Tạo tình giả định để nhằm nâng cao cho điều độ viên có kinh nghiệm góp phần đào tạo điều độ viên Tra cứu, tìm kiếm, truy xuất theo yêu cầu nghiệp vụ cách nhanh chóng 1.7 BỐ CỤC CỦA LUẬN VĂN Luận văn thực bao gồm chương sau: Chương 1: Giới thiệu luận văn Chương 2: Tổng quan lưới điện trung áp, vấn đề nghiên cứu luận văn Chương 3: Phương pháp tiếp cận Chương 4: Thực tính toán Chương 5: Kết luận đề xuất Phụ lục tài liệu tham khảo HVTH: Nguyễn Phú Cần Trang Chương 2: Tổng quan LĐTA GVHD: TS.Trương Việt Anh CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 2.1 ĐẶC ĐIỂM CỦA LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI Lưới điện phân phối (LĐPP) lưới điện chuyển tải điện trực tiếp từ trạm biến trung gian ( thường trạm: 110/22 kV, 110/35/22 kV, 35/22 kV) đến khách hàng Đường dây truyền tải thường vận hành mạch vòng hay mạch tia, đường dây phân phối vận hành hở trường hợp Nhờ cấu hình vận hành hở mà hệ thống relay bảo vệ cần sử dụng loại relay dòng Để tái cung cấp điện cho khách hàng sau cố, hầu hết tuyến dây có mạch vòng liên kết với đường dây kế cận cấp điện từ trạm biến áp trung gian khác hay từ trạm biến áp có đường dây bị cố Việc khôi phục lưới thực thông qua thao tác đóng/cắt cặp khoá điện nằm mạch vòng, lưới phân phối có nhiều khoá điện Một đường phân phối theo [2] có hai loại phụ tải phụ tải dân dụng (là phụ tải điện thuộc thành phần phụ tải Sinh hoạt dân dụng ) phụ tải phi dân dụng ( phụ tải điện thuộc thành phần phụ tải Công nghiệp-Xây dựng, Thương nghiệpKhách sạn-Nhà hàng, Nông-Lâm-Thủy sản Các hoạt động khác), phụ tải phân bố không đồng đường dây Mỗi loại tải lại có thời điểm đỉnh tải khác thay đổi ngày, tuần, tháng mùa Vì vậy, đường dây đồ thị phụ tải không phẳng có chênh lệch công suất tiêu thụ Điều gây tải đường dây, ảnh hưởng tuổi thọ thiết bị làm tăng tổn thất lưới điện trung áp Bảng 2.1.Tỷ trọng thành phần phụ tải năm 2011 EVN [8] Công nghiệp, Xây dựng Thương nghiệp, Nhà hàng, Khách sạn Quản lý, tiêu dùng Hoạt động khác Nông, lâm nghiệp, thủy sản 52,67 % 4,61 % 37,78 % 3,28 % 1,12 % HVTH: Nguyễn Phú Cần Trang S K L 0 [...]... của lưới điện 1.6 GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA LUẬN VĂN 1 Xây dựng giải thuật tái cấu hình lưới điện phân phối tối ưu chí phí xét đến nâng cao độ tin cậy cung cấp điện được chứng minh bằng lý thuyết lẫn kết quả tính toán cho thấy một lưới điện có cấu hình đúng sẽ nâng cao được độ tin cậy cung cấp điện, giảm được chi phí vận hành hệ thống điện phân phối và dẫn đến giảm được giá thành điện năng cung cấp đến khách... pháp đánh giá độ tin cậy hệ thống cung cấp điện 45 3.4.1 Các chỉ tiêu đánh giá độ tin cậy của hệ thống cung cấp điện .45 3.4.2 Các phương pháp tính toán độ tin cậy cung cấp điện 49 3.5 Mô hình toán để TCHL giảm chi phí vận hành xét đến nâng cao ĐTCCCĐ 51 3.5.1 Cực tiểu chi phí vận hành Closs 53 3.5.2 Cực tiểu chi phí bồi thường do ngừng điện gây ra 53 3.5.3 Cực tiểu chi phí chưa kiểm... cường độ gió và cường độ sét, sau đó được kiểm chứng qua mô phỏng và các khu vực có điều kiện thời tiết khắc nghiệt 1.2 MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ CỦA LUẬN VĂN Mục tiêu nghiên cứu là tìm ra giải thuật tái cấu hình lưới điện phân phối giảm chi phí vận hành có xét đến nâng cao độ tin cậy cung cấp điện, nhằm mục đích giảm thiểu thời gian ngừng điện, điện năng ngừng cung cấp, tối ưu hóa dòng công suất, giảm tổn... Xây dựng được hàm mục tiêu lợi nhuận cho bài toán tái cấu hình lưới điện phân phối tối ưu chi phí xét đến nâng cao độ tin cậy cung cấp điện thông qua cực tiểu hàm chi phí thiệt hại của khách hàng do ngừng cung cấp điện và các hệ số ảnh hưởng theo thời gian đã được đưa vào xem xét 2 Đề xuất và ứng dụng giải thuật heuristic kết nối để tìm ra cấu hình lưới điện phân phối tối ưu theo hàm mục tiêu đã xây dựng... 3.7 Sơ đồ hệ thống cung cấp điện với phân miền khu vực 42 Hình 3.8 Sơ đồ tải cung cấp từ một nguồn 53 Hình 3.9 Sơ đồ hệ thống cung cấp điện hình tia 54 Hình 3.10 Minh họa chi phí bồi thường và lợi nhuận của ngành điện 58 Hình 3.11 Lưu đồ TCHL giảm chi phí vận hành xét đến nâng cao ĐTCCĐ 59 Hình 4.1 Lưới điện Roy Billinton Test System 62 Hình 4.2 Sơ đồ nối điện của 5 khu vực... các vấn đề: 1 Bài toán tái cấu hình lưới điện giảm chi phí (BT1) vận hành dựa vào giải thuật kết nối, gien, luyện kim, giải thuật kiến v.v 2 Bài toán 2: Kết hợp bài toán kết hợp giảm chi phí vận hành (BT1) và bài toán xét đến nâng cao độ tin cậy theo điều kiện thời tiết với các yếu tố được đặt ra là sự hỏng hóc, thời gian sửa chữa của các khu vực cần được vào các công thức để xem xét và tính toán 1.4... Ctotal: tổng chi phí cho việc tái cấu hình lưới điện Closs: chi phí do tổn thất khi TCHLĐ CENS: chi phí do năng lượng không cung cấp Cdiff: chi phí chưa thể kiểm soát HVTH: Nguyễn Phú Cần Trang x GVHD: Trương Việt Anh Luận văn tốt nghiệp Danh sách các hình DANH SÁCH CÁC HÌNH Trang Hình 2.1 Tổn thất điện năng của EVN 07 Hình 2.2a Sơ đồ lưới điện hình tia 08 Hình 2.2b Sơ đồ cung cấp điện mạch... thuật hueristic kết nối để giải quyết bài toán tái cấu hình lưới giảm tổn thất công suất tác dụng 2 Sử dụng quan hệ mờ để xây dựng hàm mục tiêu lợi nhuận bằng cách tái cấu hình lưới nâng cao độ tin cậy, giảm thời gian mất điện để đạt được mục tiêu lợi nhuận 3 Sử dụng phương pháp mô hình hóa để kiểm tra trên lưới điện thực tế của Thành Phố Cà Mau và một số lưới điện chuẩn 1.5 ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN VĂN 1 Xây... trung bình của lưới điện phân phối SAIFI: số lần mất điện trung bình của lưới điện phân phối CAIDI: thời gian trung bình của một lần mất điện ASAI: độ sẵn sàng cung cấp điện ENS: nâng lượng không thể cung cấp MAIFI: số lần mất điện trung bình thoáng qua của lưới phân phối TNĐ: thời gian ngừng điện của một khu vực do ảnh hưởng sự cố của các khu vực khác ANĐ: Điện năng ngừng cung cấp của khu vực do ảnh... tiết để nhằm nâng cao độ tin cậy là điều hết sức cần thiết bởi lẽ nó sẽ cho chúng ta những quyết định quan trọng trong cải tạo, đầu tư và vận hành tốt nhất cho khách hàng như: giảm thời gian ngừng điện, điện năng không thể cung cấp, nâng cao công suất truyền tải,.v.v Cho đến thời điểm hiện nay, đã có một số nghiên cứu đã được công bố, các nghiên cứu chủ yếu tập trung vào việc xem xét tác động của hai