BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP TĨNH CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN 500kV MIỀN NAM VIỆT NAM CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN ThS Nguyễn Nhựt Tiến Nguyễn Tấn Đạt (MSSV: 1110981) Ngành: Kỹ thuật điện – Khóa 37 Tháng 04/2015 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Cần Thơ, ngày 14 tháng 01 năm 2015 PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP CỦA SINH VIÊN HỌC KỲ: NĂM HỌC: 2014 – 2015 Họ tên sinh viên: Nguyễn Tấn Đạt MSSV: 1110981 Ngành: Kỹ thuật điện, điện tử Khoá: 37 Tên đề tài: Phân tích ổn định điện áp tĩnh hệ thống điện miền Nam Việt Nam Địa điểm thực hiện: Khoa Công Nghệ - Trường Đại Học Cần Thơ Họ tên người hướng dẫn khoa học (NHDKH) 1: ThS Nguyễn Nhựt Tiến Họ tên người hướng dẫn khoa học 2: (nếu có) Mục tiêu đề tài: Phân tích ổn định điện áp tĩnh hệ thống điện miền Nam Việt Nam Các nội dung giới hạn đề tài: Chương I: Giới thiệu phân loại ổn định hệ thống điện Chương II: Ổn định điện áp Chương III: Tìm hiểu phần mềm PSSE Chương IV: Ứng dụng phần mềm PSSE để phân tích ổn định điện áp hệ thống điện miền Nam Việt Nam Chương V: Kết luận kiến nghị Các yêu cầu hỗ trợ cho việc thực đề tài Kinh phí dự trù cho việc thực đề tài: (dự trù chi tiết đính kèm, cần cho LVTN) SINH VIÊN ĐỀ NGHỊ (Ký tên ghi rõ họ tên) Ý KIẾN CỦA NHDKH (nếu có) Ý KIẾN CỦA BỘ MÔN Ý KIẾN CỦA NHDKH Ý KIẾN CỦA HỘI ĐỒNG LV&TLTN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Cán hướng dẫn: ThS Nguyễn Nhựt tiến Tên đề tài: Phân tích ổn định điện áp tĩnh hệ thống điện miền Nam Việt Nam Sinh viên thực hiện: Nguyễn Tấn Đạt MSSV: 1110981 Lớp: Kỹ Thuật Điện – Khoá 37 Nội dung nhận xét: a Nhận xét hình thức tập thuyết minh: b Nhận xét vẽ: c Nhận xét nội dung luận văn: - Các công việc đạt được: - Những vấn đề hạn chế: d Nhận xét sinh viên thực đề tài: e Kết luận đề nghị: Điểm đánh giá: Cần Thơ, ngày tháng… năm 2015 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ThS Nguyễn Nhựt Tiến TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN Cán phản biện: Tên đề tài: Phân tích ổn định điện áp tĩnh hệ thống điện miền Nam Việt Nam Sinh viên thực hiện: Nguyễn Tấn Đạt MSSV: 1110981 Lớp: Kỹ Thuật Điện – Khoá 37 Nội dung nhận xét: a Nhận xét hình thức tập thuyết minh: b Nhận xét vẽ: c Nhận xét nội dung luận văn: - Các công việc đạt được: - Những vấn đề hạn chế: d Nhận xét sinh viên thực đề tài: e Kết luận đề nghị: Điểm đánh giá: Cần Thơ, ngày tháng năm 2015 CÁN BỘ PHẢN BIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN Cán phản biện: Tên đề tài: Phân tích ổn định điện áp tĩnh hệ thống điện miền Nam Việt Nam Sinh viên thực hiện: Nguyễn Tấn Đạt MSSV: 1110981 Lớp: Kỹ Thuật Điện – Khoá 37 Nội dung nhận xét: a Nhận xét hình thức tập thuyết minh: b Nhận xét vẽ: c Nhận xét nội dung luận văn: - Các công việc đạt được: - Những vấn đề hạn chế: d Nhận xét sinh viên thực đề tài: e Kết luận đề nghị: 10 Điểm đánh giá: Cần Thơ, ngày tháng năm 2015 CÁN BỘ PHẢN BIỆN LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành khóa luận này, em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy Nguyễn Nhựt Tiến tận tình hướng dẫn suốt trình thực đề tài tốt nghiệp Xin chân thành cảm ơn quý Thầy Bộ môn Kỹ Thuật Điện, khoa Công Nghệ, Trường Đại Học Cần Thơ tận tình truyền đạt kiến thức suốt trình em học tập trường Với vốn kiến thức tiếp thu trình học tập, không tảng cho trình nghiên cứu khóa luận mà hành trang quý báu để em bước vào đời cách vững tự tin Xin cảm ơn cha mẹ động viên suốt trình học tập làm luận văn, cảm ơn bạn bè nhiệt tình giúp đỡ để em hoàn thành tốt luận văn Tuy nhiên, kinh nghiệm, kiến thức thực tế hạn chế thời gian thực đề tài có phần hạn hẹp nên không tránh khỏi sai sót khiếm khuyết Thêm nữa, phần mềm PSS/E phần mềm nên mong quý thầy bỏ qua góp ý kiến để luận văn em hoàn thiện Cuối lời em kính chúc quý Thầy dồi sức khỏe đạt nhiều thành công công việc Cần Thơ, ngày tháng năm 2015 Sinh viên thực Nguyễn Tấn Đạt LỜI NÓI ĐẦU Ổn định điện áp vấn đề nghiên cứu nhiều nước giới việc hệ thống điện bị ổn định điện áp hay sụp đổ điện áp cố nghiêm trọng gây thiệt hại nặng nề kinh tế, trị xã hội cố điện miền Nam Việt Nam (22/05/2013) làm điện nhiều tỉnh miền Nam số khu vực Campuchia, hậu xem nghiêm trọng Vì vậy, việc xác định độ dự trữ công suất hệ thống điện xác định điểm tới hạn sụp đổ điện áp quan trọng giúp đưa biện pháp phù hợp để nâng cao khả ổn định điện áp đảm bảo độ tin cậy cao cho hệ thống điện Phân tích ổn định điện áp vấn đề quan trọng phức tạp vận hành hệ thống điện Trong luận văn này, em nghiên cứu việc phân tích ổn định điện áp tĩnh hệ thống điện miền Nam Việt Nam phần mềm PSS/E với số liệu hệ thống điện lấy theo Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011 – 2020 mở rộng đến 2030 (quy hoạch VII) Do nguồn điện cung cấp cho miền Nam phụ thuộc vào đường dây 500kV (truyền tải từ miền Bắc miền Trung vào) nên kịch chọn tăng dần công suất truyền tải từ cụm nguồn ĐăkNông, Ninh Thuận khu vực Đông Nam Bộ đồng sông Cửu Long Phần mềm PSS/E có nhiều ứng dụng sử dụng đường cong PV QV để tìm giới hạn sụp đổ điện áp nút yếu điện áp để đưa giải pháp cải thiện kịp thời Nội dung luận văn bao gồm chương: Chương I: Giới thiệu phân loại ổn định hệ thống điện Chương II: Ổn định điện áp Chương III: Tìm hiểu phần mềm PSS/E Chương IV: Ứng dụng phần mềm PSS/E để phân tích ổn định điện áp hệ thống điện miền Nam Việt Nam Chương V: Kết luận kiến nghị Cần Thơ, ngày tháng năm 2015 Sinh viên thực Nguyễn Tấn Đạt Mục Lục MỤC LỤC Trang CHƯƠNG I GIỚI THIỆU VÀ PHÂN LOẠI ỔN ĐỊNH TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1.1 Giới thiệu ổn định hệ thống điện 1.1.1 Tổng quan hệ thống điện 1.1.2 Ổn định hệ thống điện 1.1.3 Hậu cố ổn định yêu cầu đảm bảo tính ổn định hệ thống điện 1.1.4 Sơ lược lịch sử phát triển phương pháp nghiên cứu ổn định 1.2 Phân loại ổn định hệ thống điện .6 1.2.1 Ổn định góc rotor 1.2.2 Ổn định điện áp 11 1.2.3 Ổn định tần số 12 CHƯƠNG II 13 ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP 13 2.1 Các khái niệm .13 2.1.1 Đặc tính hệ thống truyền tải 13 2.1.2 Đặc tính máy phát điện 15 2.1.3 Đặc tính phụ tải 16 2.1.4 Đặc tính thiết bị bù 16 2.2 Sụp đổ điện áp 17 2.2.1 Các kịch dẫn đến sụp đổ điện áp 17 2.2.2 Đặc điểm chung cố xảy 17 2.3 Phân tích ổn định điện áp sử dụng đường cong P-V Q-V 17 2.3.1 Đường cong P-V 18 2.3.2 Đường cong Q-V 18 2.4 Phương pháp ngăn ngừa sụp đổ điện áp 19 2.4.1 Phương pháp thiết kế hệ thống 19 2.4.2 Phương pháp vận hành hệ thống 19 CHƯƠNG III 20 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM PSS/E 20 3.1 Giao diện 20 3.2 Dữ liệu vào thiết bị 22 3.2.1 Các thông số nút (bus) 22 3.2.2 Các thông số đường dây (Branch) 23 3.2.3 Các thông số phụ tải (load) 23 3.2.4 Các thông số máy phát (machine) 24 3.2.5 Các thông số máy biến áp hai cuộn dây (2 – Winding) 25 SVTH: Nguyễn Tấn Đạt Trang i Mục Lục 3.2.6 Các thông số máy biến áp ba cuộn dây (3 – Winding) 25 3.2.7 Các thông số Fixed Shunt 26 3.2.8 Các thông số Switched Shunt 27 3.3 Cách tạo file subsystem, monitor, contingency 27 3.3.1 Tạo tự động file subsystem, monitor, contingency 28 3.3.2 Tạo tay file subsystem, monitor, contingency 28 3.4 Phân tích P-V Q-V 30 3.4.1 Phân tích P-V 30 3.4.2 Phân tích Q-V 31 CHƯƠNG IV 32 ỨNG DỤNG PHẦN MỀM PSSE ĐỂ PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN MIỀN NAM VIỆT NAM 32 4.1 Hiện trạng lưới điện 500kV khu vực miền Nam năm tới 32 4.2 Đánh giá ổn định điện áp lưới điện 500 kV khu vực miền Nam .33 4.2.1 Sơ đồ lưới điện 500kV khu vực miền Nam 33 4.2.2 Chế độ vận hành (base case) 34 4.2.3 Chế độ cố đường dây 38 4.2.4 Chế độ cố máy phát 43 4.2.5 Chế độ cố tăng tải 49 4.2.6 Kết luận nhận xét 55 CHƯƠNG V 56 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 56 SVTH: Nguyễn Tấn Đạt Trang ii Mục Lục MỤC LỤC BẢNG Trang Bảng Giá trị điện áp nút 500kV chế độ vận hành 34 Bảng 2.Các đường dây cắt để tạo cố .38 Bảng 3.Thông số điện áp số nút có điện áp thấp chế độ vận hành đứt đường dây NPP – Tân Định 41 Bảng 4.Thông số điện áp số nút có điện áp thấp chế độ vận hành đứt đường dây ĐăkNông – PleiKu 41 Bảng Các nguồn phát cắt để tạo cố .43 Bảng Thông số điện áp số nút có điện áp thấp chế độ vận hành máy phát nhà máy điện hạt nhân (G_NPP) .46 Bảng Thông số điện áp số nút có điện áp thấp chế độ vận hành máy phát nhà máy điện Phú Mỹ (G_Phú Mỹ) 46 Bảng Các nút chọn để tăng tải lên 50% 49 Bảng Thông số điện áp số nút có điện áp thấp chế độ vận hành tăng 50% tải nút Tân Định .51 Bảng 10 Thông số điện áp số nút có điện áp thấp chế độ vận hành tăng 50% tải nút Hóc Môn .51 Bảng 11 Bảng tổng hợp độ dự trữ công suất phản kháng Qmin nút 500kV ứng với trường hợp xét (MVAr) 54 SVTH: Nguyễn Tấn Đạt Trang iii Chương IV: Ứng dụng phần mềm PSS/E để phân tích ổn định điện áp hệ thống điện miền Nam Việt Nam a Phân tích đường cong PV Khi có cố nguồn phát độ dự trữ công suất tác dụng điện áp nút giảm xuống thấp Trong trường hợp máy phát nhà máy điện hạt nhân (G_NPP) có độ dự trữ công suất tác dụng giảm xuống thấp (125.00MW) tiếp đến trường hợp máy phát nhà máy điện Phú Mỹ (987.50MW) (hình 4.10) Hình 10 Đường cong PV nút Mỹ Phước nhiều chế độ vận hành cắt máy phát khác SVTH: Nguyễn Tấn Đạt Trang 44 Chương IV: Ứng dụng phần mềm PSS/E để phân tích ổn định điện áp hệ thống điện miền Nam Việt Nam  Trường hợp máy phát nhà máy điện hạt nhân (G_NPP) Đây trường hợp nặng nề loạt trường hợp cố máy phát Điện áp hầu hết nút hệ thống giảm mạnh vượt qua phạm vi vận hành cho phép Trong nút có điện áp thấp Phú Lâm (0.9155pu) tiếp đến Hóc Môn, Mỹ Phước (bảng 4.6) Giới hạn công suất lúc 125.00 MW ứng với điện áp nút Phú Lâm (0.8820pu), Mỹ Phước (0.8840pu), vượt qua công suất hệ thống bị sụp đổ (hình 4.11) Hình 11 Đường cong PV số nút chế độ vận hành máy phát nhà máy điện hạt nhân (G_NPP) SVTH: Nguyễn Tấn Đạt Trang 45 Chương IV: Ứng dụng phần mềm PSS/E để phân tích ổn định điện áp hệ thống điện miền Nam Việt Nam Bảng Thông số điện áp số nút có điện áp thấp chế độ vận hành máy phát nhà máy điện hạt nhân (G_NPP) Số nút 41 43 51 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 Tên nút Phú Mỹ Ô Môn Sóc Trăng Di Linh Tân Định Sông Mây Thủ Đức Hóc Môn Mỹ Phước Phú Lâm Nhà Bè Mỹ Tho Thốt Nốt Điện áp (kV) 500 500 500 500 500 500 500 500 500 500 500 500 500 V (pu) 0.9403 0.9350 0.9362 0.9416 0.9211 0.9276 0.9277 0.9170 0.9186 0.9155 0.9236 0.9239 0.9360 V (kV) 470.14 467.50 468.09 470.80 460.57 463.81 463.86 458.50 459.32 457.74 461.79 461.94 467.98  Trường hợp cố máy phát nhà máy điện Phú Mỹ (G_Phú Mỹ) Bảng Thông số điện áp số nút có điện áp thấp chế độ vận hành máy phát nhà máy điện Phú Mỹ (G_Phú Mỹ) Số nút 41 43 51 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 Tên nút Phú Mỹ Ô Môn Sóc Trăng Di Linh Tân Định Sông Mây Thủ Đức Hóc Môn Mỹ Phước Phú Lâm Nhà Bè Mỹ Tho Thốt Nốt SVTH: Nguyễn Tấn Đạt Điện áp (kV) 500 500 500 500 500 500 500 500 500 500 500 500 500 V (pu) 0.9397 0.9730 0.9745 0.9666 0.9338 0.9337 0.9338 0.9351 0.9367 0.9370 0.9414 0.9594 0.9740 V (kV) 469.85 486.50 487.25 483.30 466.88 466.84 466.89 467.53 468.36 468.50 470.68 479.68 486.98 Trang 46 Chương IV: Ứng dụng phần mềm PSS/E để phân tích ổn định điện áp hệ thống điện miền Nam Việt Nam Hình 12 Đường cong PV số nút chế độ vận hành máy phát nhà máy điện Phú Mỹ (G_Phú Mỹ) Đây trường hợp cố không phần nghiêm trọng, điện áp hầu hết nút hệ thống giảm mạnh vượt qua phạm vi vận hành cho phép Trong nút có điện áp thấp Sông Mây (0.9337pu) tiếp đến Tân Định, Thủ Đức (bảng 4.7) Độ dự trữ công suất tác dụng lúc giảm xuống thấp Giới hạn công suất tăng lên lúc 987.50 MW ứng với điện áp nút Thủ Đức (0.8790pu), Mỹ Phước (0.8840pu), vượt qua công suất hệ thống bị sụp đổ (hình 4.12)  Sự chênh lệch độ dự trữ công suất tác dụng trường hợp nguồn phát điện tương đối lớn đặc biệt trường hợp nhà máy điện hạt nhân (G_NPP) độ dự trữ công suất tác dụng giảm xuống thấp so với trường hợp hệ thống tiến gần đến trạng thái sụp đổ SVTH: Nguyễn Tấn Đạt Trang 47 Chương IV: Ứng dụng phần mềm PSS/E để phân tích ổn định điện áp hệ thống điện miền Nam Việt Nam b Phân tích đường cong QV Hình 13 Giá trị Qmin nút 500kV chế độ vận hành cắt máy phát nhà máy điện hạt nhân (Machine1) máy phát nhà máy điện Phú Mỹ (Machine2) Đối với trường hợp cắt máy phát nhà máy điện Phú Mỹ (G_Phú Mỹ) nút có độ dự trữ công suất phản kháng thấp Thủ Đức (326.96MVAr) đến Mỹ Phước, Sông Mây Các nút có độ dự trữ công suất phản kháng lớn Ô Môn (1499.46MVAr), Thốt Nốt (1159.93 MVAr) (hình 4.13) Đối với trường hợp cắt máy phát nhà máy điện hạt nhân (G_NPP) độ dự trữ công suất phản kháng hầu hết nút giảm xuống thấp, thấp nút Phú Lâm (77.91MVAr) đến Hóc Môn, Mỹ Phước Nút có độ dự trữ công suất phản kháng lớn PleiKu (263.61MVAr) (hình 4.13)  Trường hợp cắt máy phát nhà máy điện hạt nhân (G_NPP) trường hợp nghiêm trọng độ dự trữ công suất phản kháng hầu hết nút hệ thống giảm xuống thấp SVTH: Nguyễn Tấn Đạt Trang 48 Chương IV: Ứng dụng phần mềm PSS/E để phân tích ổn định điện áp hệ thống điện miền Nam Việt Nam 4.2.5 Chế độ cố tăng tải Bảng Các nút chọn để tăng tải lên 50% STT Tên cố Load1 Load2 Load3 Load4 Load5 Tên nút Tân Định Hóc Môn Phú Lâm Nhà Bè Mỹ Phước Công suất (MW) 1829.02 1747.83 1423.05 1166.64 1127.11 Khi có cố tăng tải phụ tải độ dự trữ công suất tác dụng giảm xuống thấp Đặc biệt trung tâm phụ tải với lượng tiêu thụ công suất lớn độ dự trữ công suất tác dụng giảm xuống thấp a Phân tích đường cong PV Hình 14 Đường cong PV nút Tân Định nhiều chế độ vận hành tăng 50% tải nhiều nút khác SVTH: Nguyễn Tấn Đạt Trang 49 Chương IV: Ứng dụng phần mềm PSS/E để phân tích ổn định điện áp hệ thống điện miền Nam Việt Nam Khi có cố tăng tải độ dự trữ công suất tác dụng điện áp nút giảm xuống thấp Trong trường hợp tăng tải nút Tân Định có độ dự trữ công suất tác dụng giảm xuống thấp (1562.50MW) tiếp đến trường hợp tăng tải nút Hóc Môn (1662.50MW) (hình 4.14)  Trường hợp tăng 50% tải nút Tân Định Điện áp hầu hết nút hệ thống giảm xuống thấp nằm phạm vi vận hành cho phép Trong nút có điện áp thấp Tân Định (0.9585pu) tiếp đến Hóc Môn, Mỹ Phước (bảng 4.9) Khi công suất truyền tải tăng lên 350.00 MW điện áp số nút hệ thống chạm ngưỡng điện áp thấp phạm vi vận hành cho phép (0.95pu) Giới hạn công suất lúc 1562.50 MW ứng với điện áp nút Tân Định (0.8900pu), Thủ Đức (0.9000pu), vượt qua công suất hệ thống bị sụp đổ (hình 4.15) Hình 15 Đường cong PV số nút chế độ vận hành tăng 50% tải nút Tân Định SVTH: Nguyễn Tấn Đạt Trang 50 Chương IV: Ứng dụng phần mềm PSS/E để phân tích ổn định điện áp hệ thống điện miền Nam Việt Nam Bảng Thông số điện áp số nút có điện áp thấp chế độ vận hành tăng 50% tải nút Tân Định Số nút 41 43 51 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 Tên nút Phú Mỹ Ô Môn Sóc Trăng Di Linh Tân Định Sông Mây Thủ Đức Hóc Môn Mỹ Phước Phú Lâm Nhà Bè Mỹ Tho Thốt Nốt V (pu) 0.9861 0.9922 0.9899 0.9788 0.9585 0.9685 0.9686 0.9647 0.9664 0.9697 0.9786 0.9896 0.9932 V base case(pu) 0.9975 1.0012 0.9971 0.9882 0.9779 0.9827 0.9829 0.9818 0.9834 0.9859 0.9932 1.0036 1.0021  Trường hợp tăng 50% tải nút Hóc Môn Bảng 10 Thông số điện áp số nút có điện áp thấp chế độ vận hành tăng 50% tải nút Hóc Môn Số nút 41 43 51 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 Tên nút Phú Mỹ Ô Môn Sóc Trăng Di Linh Tân Định Sông Mây Thủ Đức Hóc Môn Mỹ Phước Phú Lâm Nhà Bè Mỹ Tho Thốt Nốt SVTH: Nguyễn Tấn Đạt V (pu) 0.9891 0.9934 0.9909 0.9828 0.9664 0.9735 0.9736 0.9680 0.9697 0.9727 0.9815 0.9918 0.9944 V base case(pu) 0.9975 1.0012 0.9971 0.9882 0.9779 0.9827 0.9829 0.9818 0.9834 0.9859 0.9932 1.0036 1.0021 Trang 51 Chương IV: Ứng dụng phần mềm PSS/E để phân tích ổn định điện áp hệ thống điện miền Nam Việt Nam Hình 16 Đường cong PV số nút chế độ vận hành tăng 50% tải nút Hóc Môn Điện áp hầu hết nút hệ thống giảm xuống thấp nằm phạm vi vận hành cho phép Trong nút có điện áp thấp Tân Định (0.9664pu) tiếp đến Hóc Môn, Mỹ Phước (bảng 4.10) Khi công suất truyền tải tăng lên 650.00 MW điện áp số nút hệ thống chạm ngưỡng điện áp thấp phạm vi vận hành cho phép (0.95pu) Giới hạn công suất lúc 1662.50 MW ứng với điện áp nút Tân Định (0.8940pu), Hóc Môn (0.8990pu), vượt qua công suất hệ thống bị sụp đổ (hình 4.16)  Trong nhiều trường hợp tăng tải thêm nút tăng nút Tân Định trường hợp có độ dự trữ công suất tác dụng thấp SVTH: Nguyễn Tấn Đạt Trang 52 Chương IV: Ứng dụng phần mềm PSS/E để phân tích ổn định điện áp hệ thống điện miền Nam Việt Nam b Phân tích đường cong QV Hình 17 Giá trị Qmin nút 500kV chế độ vận hành tăng tải 50% nút Tân Định (Load1) Hóc Môn (Load2) Trường hợp vận hành chế độ tăng tải 50% nút Tân Định, nút có độ dự trữ công suất phản kháng thấp ĐăkNông (568.31MVAr) đến Thủ Đức, Di Linh Các nút có độ dự trữ công suất phản kháng lớn Ô Môn (2219.18MVAr), Mỹ Tho (1834.51MVAr) (hình 4.17) Trường hợp vận hành chế độ tăng tải 50% nút Hóc Môn, nút có độ dự trữ công suất phản kháng thấp ĐăkNông (574.39MVAr) đến Yali, PleiKu Các nút có độ dự trữ công suất phản kháng lớn Ô Môn (2277.55MVAr), Mỹ Tho (1921.90MVAr) (hình 4.17)  Các trường hợp tăng tải nút thay đổi độ dự trữ công suất phản kháng hầu hết nút gần không khác nhiều trừ nút chọn tăng tải số nút lân cận có thay đổi độ dự trữ công suất phản kháng tương đối lớn SVTH: Nguyễn Tấn Đạt Trang 53 Chương IV: Ứng dụng phần mềm PSS/E để phân tích ổn định điện áp hệ thống điện miền Nam Việt Nam Bảng 11 Bảng tổng hợp độ dự trữ công suất phản kháng Qmin nút 500kV ứng với trường hợp xét (MVAr) Sự cố Tên nút Chế độ NPP Yali Phú Mỹ Trà Vinh Ô Môn ĐăkNông PSP2 Sóc Trăng PleiKu Di Linh Tân Định Sông Mây Thủ Đức Hóc Môn Mỹ Phước Phú Lâm Nhà Bè Mỹ Tho Thốt Nốt -1944.85 -940.17 -1632.87 -1469.18 -2591.19 -630.53 -1387.09 -1085.43 -965.21 -986.81 -1432.09 -1389.80 -1122.36 -1535.85 -1239.78 -1679.04 -1773.01 -2355.97 -1895.45 SVTH: Nguyễn Tấn Đạt Cắt mạch đường dây lộ kép NPP – Tân Định -1451.05 -859.87 -1221.37 -1351.67 -2377.88 -536.90 -1267.69 -1032.80 -881.15 -826.11 -908.26 -962.33 -795.74 -1056.63 -877.85 -1203.10 -1317.68 -1920.62 -1783.52 Cắt đường dây lộ đơn ĐăkNông – PleiKu -1221.64 -296.34 -1342.07 -1404.15 -2455.07 -416.80 -1124.13 -1051.45 -296.16 -409.81 -1056.64 -1074.89 -880.22 -1220.68 -1015.87 -1359.03 -1458.73 -2057.75 -1833.30 Tăng 50% tải nút Tân Định Tăng 50% tải nút Hóc Môn Cắt máy phát G_NPP Cắt máy phát G_Phú Mỹ -1581.88 -883.26 -1265.40 -1306.44 -2219.18 -568.31 -1327.33 -971.53 -905.85 -876.82 -982.48 -1035.43 -842.59 -1098.13 -901.53 -1220.85 -1328.85 -1834.51 -1672.35 -1704.04 -897.68 -1354.32 -1342.82 -2277.55 -574.39 -1351.05 -986.11 -920.70 -924.05 -1132.07 -1141.09 -928.12 -1185.04 -970.40 -1309.29 -1417.52 -1921.98 -1710.29 -103.61 -229.17 -117.82 -166.64 -181.55 -157.41 -115.01 -224.24 -263.61 -111.93 -83.97 -91.76 -89.17 -81.04 -81.77 -77.91 -99.13 -133.01 -166.04 -1018.21 -761.74 -449.25 -901.32 -1499.46 -424.34 -969.92 -701.28 -776.88 -683.41 -434.42 -393.40 -326.96 -456.29 -389.17 -497.72 -540.73 -976.74 -1159.93 Trang 54 Chương IV: Ứng dụng phần mềm PSS/E để phân tích ổn định điện áp hệ thống điện miền Nam Việt Nam 4.2.6 Kết luận nhận xét Qua việc phân tích đường cong PV QV phần mềm PSS/E lưới điện 500kV khu vực miền Nam Việt Nam thì:  Lưới điện 500kV khu vực miền Nam Việt Nam đảm bảo ổn định điện áp chế độ vận hành số trường hợp cố tăng 50% tải  Các nút 500kV có độ dự trữ công suất phản kháng ĐăkNông, Yali, PleiKu  Nút Tân Định nút có giá trị điện áp thấp lưới điện vận hành chế độ vận hành khác  Trường hợp nhà máy điện hạt nhân (G_NPP) trường hợp nặng nề độ dự trữ công suất tác dụng độ dự trữ công suất phản kháng giảm xuống mạnh, hệ thống tiến gần đến trạng thái sụp đổ SVTH: Nguyễn Tấn Đạt Trang 55 Chương V: Kết luận kiến nghị CHƯƠNG V KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Khu vực miền Nam Việt Nam khu vực có nhu cầu phụ tải lớn nước, thành phần hệ thống điện miền Nam có ảnh hưởng lớn với cần nghiên cứu phân tích ổn định điện áp chế độ làm việc hệ thống điện nhằm đưa giải pháp để tăng cường tính ổn định cho hệ thống điện miền Nam Việt Nam Qua việc phân tích ổn định điện áp tĩnh hệ thống điện miền Nam Việt Nam phầm mềm PSS/E, cho thấy: Giới hạn ổn định tĩnh hệ thống điện miền Nam nói chung nút khảo sát nói riêng giảm xuống rõ rệt trường hợp cố thể qua đường đặc tính PV QV, chất lượng điện áp giảm xuống Lưới điện 500kV khu vực miền Nam đảm bảo ổn định điện áp chế độ vận hành Khu vực Đông Nam Bộ khu vực có mức điện áp tương đối thấp Các nút 500kV yếu ổn định điện áp Tân Định, Hóc Môn, Sông Mây, Mỹ Phước cần có biện pháp để cải thiện điện áp nút để tránh nguy ổn định điện áp có cố xảy Các nút yếu độ dự trữ công suất phản kháng: Yali, PleiKu, ĐăkNông Nút Tân Định nút có giá trị điện áp thấp khu vực với nhiều trường hợp vận hành khác Trong trường hợp cố cắt đường dây cắt tuyến ĐăkNông – PleiKu giới hạn công suất truyền tải thấp đường dây lộ đơn có chiều dài lớn (270km) Độ dự trữ công suất phản kháng tất cá nút hệ thống giảm xuống đặc biệt giảm mạnh nút gần đường dây bị cố nút Yali, PleiKu, cần có biện pháp để cải thiện điện áp nút để tránh nguy sụp đổ điện áp có thêm cố xảy Trong trường hợp cố máy phát máy phát nhà máy điện hạt nhân cố nghiêm trọng đa số nút hệ thống vận hành mức điện áp vận hành cho phép giới hạn truyền tải công suất giảm xuống mức thấp Độ dự trữ công suất phản kháng tất nút hệ thống giảm xuống mạnh Hệ thống tiến gần đến giới hạn sụp đổ điện áp Đối với trường hợp cố tăng 50% tải điện áp tất nút hệ thống giữ phạm vi vận hành cho phép giới hạn truyền tải công suất giảm xuống thấp so với trường hợp vận hành Độ dự trữ công suất phản kháng tất nút hệ thống giảm xuống đặc biệt nút chọn để tăng tải Đối với trường hợp cụ thể cần đưa biện pháp phù hợp hiệu để đảm bảo tính ổn định cho hệ thống điện đặt thiết bị bù… SVTH: Nguyễn Tấn Đạt Trang 56 Chương V: Kết luận kiến nghị Ổn định điện áp vấn đề quan trọng cần quan tâm phân tích nhiều không hệ thống điện miền Nam mà hệ thống điện miền Bắc, miền Trung nhiều khu vực khác để đưa giải pháp cần thiết để khắc phục tình trạng áp áp chế độ vận hành khác nhằm đảm bảo chất lượng điện áp, độ tin cậy an toàn cho hệ thống điện SVTH: Nguyễn Tấn Đạt Trang 57 Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Lã Văn Út, Phân tích điều khiển ổn định hệ thống điện, Hà Nội: Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 2001 Nguyễn Hoàng Việt, Ngắn mạch ổn định hệ thống điện, Hồ Chí Minh: Nhà xuất Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh, 2010 "Cổng thông tin điện tử Bộ Kế Hoạch Đầu Tư," [Online] Available: http://www.mpi.gov.vn [Accessed 13 2015] "Tài liệu - Ebook," [Online] Available: http://doc.edu.vn [Accessed 13 2015] "Trang tin điện tử ngành điện," [Online] Available: http://icon.com.vn [Accessed 2015 13] Nguyễn Mậu Cương, Trịnh Ngọc Tuấn, Ma Thị Thương Huyền, "Nghiên cứu tích hợp an toàn nhà máy điện hạt nhân hệ thống điện Việt Nam," Hội thảo khoa học quốc tế lần thứ ba Phát triển lượng bền vững, Hà Nội, 2013 Nguyễn Mạnh Cường, "Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận I, II góc nhìn ổn định hệ thống điện," Viện lượng, Bộ Công thương Tiếng Anh Ben Pilato, Bryan Lake, Nick San Pietro, Waylon Cash, Andy Keller, Vahram Stepanyan, "Creation of a Creation of a Power Flow Study," Colorado, 2007 IEEE/CIGRE Joint Task Force on Stability Terms and Definitions, Definition and Classification of Power System Stability, IEEE Transactions on Power Systems, vol 19, no 2, May 2004 10 PraBha Kundur, Power System Stability and Control, New York: McGraw-Hill, 1994 11 Xiaoyan Bian, Fangqi Yuan, Yang Fu, Static Voltage Stability Analysis Based on PSS/E, China SVTH: Nguyễn Tấn Đạt Trang 58 [...]... hợp nhất cho sự ổn định Ổn định hệ thống điện được chia thành: ổn định góc rotor, ổn định tần số và ổn định điện áp SVTH: Nguyễn Tấn Đạt Trang 6 Chương I: Giới thiệu và phân loại ổn định trong hệ thống điện Ổn định hệ thống điện Ổn định góc rotor Ổn định tần số Ổn định với nhiễu nhỏ Ổn định với nhiễu lớn Hệ thống trở lại vị trí cân bằng cũ hoạt tiến đến vị trí cân bằng lân cận - Hệ thống phục hồi trạng... Dựa vào đặc tính của toàn bộ hệ thống và từng phần tử trong hệ thống  Ổn định hệ thống phải được xem xét ở các khía cạnh khác nhau  Mỗi phẩn tử trong hệ thống đều có ảnh hưởng tới tính ổn định Vì thế việc nắm rõ các đặc tính rất cần thiết cho việc phân tích ổn định của hệ thống điện 1.1.2 Ổn định hệ thống điện Ổn định hệ thống điện là khả năng trở lại vận hành bình thường hoặc ổn định sau khi chịu... điểm tới hạn Đường cong P-V có thể được sử dụng để xác định giới hạn làm việc của hệ thống điện, từ đó không làm mất ổn định điện áp cũng như không làm sụp đổ điện áp Qua đó còn xác định được độ dự trữ ổn định của hệ thống nhằm mục đích đánh giá sự ổn định điện áp của hệ thống điện 2.3.2 Đường cong Q-V Q (Var) Hệ thống không Hệ thống ổn định ổn định dV dQ = 0(Điểm tới hạn) 0 V (pu) Hình 2 4 Đường cong... gian biểu hiện trực tiếp sự ổn định hay không ổn định của hệ thống điện Trong nghiên cứu ổn định quá độ, khoảng thời gian nghiên cứu từ 3 – 5s Tuy nhiên, đối với các hệ thống liên kết lớn thì thời gian nghiên cứu 10 – 20s 1.2.2 Ổn định điện áp Ổn định điện áp là khả năng của một hệ thống điện vẫn duy trì được mức điện áp ổn định chấp nhận được tại tất cả các nút trong hệ thống điện dưới điều kiện vận hành... của hệ thống điện U1 Hệ thống 1 ∆U Hệ thống 2 Đường dây U1 δ U2 U2 I Hình 1 2 Đường dây liên kết hai hệ thống SVTH: Nguyễn Tấn Đạt Trang 4 Chương I: Giới thiệu và phân loại ổn định trong hệ thống điện 1.1.3 Hậu quả của sự cố mất ổn định và những yêu cầu đảm bảo tính ổn định của hệ thống điện Khi hệ thống rơi vào trạng thái mất ổn định sẽ kéo theo những sự cố nghiêm trọng có tính chất hệ thống:  Các... tác động của ULTC khi điện áp thấp  Đặc tính tải không có ích  Sự phối hợp kém giữa thiết bị bảo vệ và thiết bị điều khiển Vấn đề ổn định điện áp có thể trầm trọng hơn khi sử dụng tụ bù quá mức 2.3 Phân tích ổn định điện áp sử dụng đường cong P-V và Q-V SVTH: Nguyễn Tấn Đạt Trang 17 Chương II: Ổn định điện áp 2.3.1 Đường cong P-V V (pu) Hệ thống ổn định Điện áp tới hạn Hệ thống không ổn định Điểm... xảy ra do việc mất ổn định điện áp là mất tải trong một khu vực, hoặc việc ngừng hoạt động của đường dây truyền tải và các trường hợp khác Ổn định điện áp được chia nhỏ thành hai vấn đề nhỏ hơn tương ứng là: ổn định điện áp khi có sự nhiễu lớn và ổn định điện áp khi có sự nhiễu nhỏ  Ổn định điện áp khi có sự nhiễu lớn là khả năng của hệ thống điện vẫn duy trì được các giá trị điện áp chấp nhận được... biến áp Các thông số của các phần tử cũng được gọi là các thông số của hệ thống điện Tập hợp các quá trình xảy ra trong hệ thống điện và xác định trạng thái làm việc của hệ thống điện trong một thời điểm, thời gian nào đó gọi là chế độ của hệ thống điện Các quá trình trên được đặc trưng bởi các thông số U, I, P… của hệ thống điện Ta gọi chúng là các thông số chế độ Các chế độ làm việc của hệ thống điện. .. năng lượng) là không áp dụng được khi xét đến hiệu quả của các thiết bị tự động điều chỉnh điều khiển [1] 1.2 Phân loại ổn định trong hệ thống điện Việc phân loại ổn định hệ thống điện ở đây là dựa vào các yếu tố:  Các đặc tính tự nhiên của sự mất ổn định trong hệ thống điện  Độ lớn của sự cố  Thiết bị, quá trình và thời gian phải được xem xét để xác định sự ổn định  Phương pháp tính toán và dự đoán... trong hệ thống điện 1.1.1 Tổng quan về hệ thống điện a Các khái niệm cơ bản Hệ thống điện là tập hợp các phần tử phát, dẫn, phân phối có mối quan hệ tương tác lẫn nhau rất phức tạp, tồn tại vô số các nhiễu tác động lên hệ thống Hệ thống phải được đảm bảo tính ổn định khi có tác động của những nhiễu này Mỗi phần tử của hệ thống điện được đặc trưng bởi nhiều thông số như là tổng trở, tổng dẫn của đường dây,