Đang tải... (xem toàn văn)
Nghiên cứu và đề xuất giải pháp để vận hành tối ưu lưới điện của quận Cẩm Lệ – TP Đà Nẵng .Ngành Điện thành phố Đà Nẵng, đặc biệt là Điện lực Cẩm Lệ phải thực hiện những kế hoạch phát triển nguồn và lưới phù hợp với nhu cầu của phụ tải và cải tạo nâng cấp những khu vực hiện có, đề ra những biện pháp vận hành hiệu quả để nâng cao chất lượng điện,cải thiện sóng hài trên lưới điện, tăng công suất truyền dẫn để có thể đáp ứng ngày càng tốt hơn những đòi hỏi ngày càng cao về sản lượng cũng như chất lượng điện đồng thời tiết kiệm chi phí, giảm tổn thất và nâng cao hiệu quả kinh tế cung cấp và sử dụng điện. Chương 1 : Tổng quan về kinh tế xã hội và lưới điện phân phối, tình hình cung cấp điện tại địa bàn quận Cẩm Lệ – TP Đà Nẵng Chương 2 : Cơ sở lý thuyết và giới thiệu phần mềm PSSADEPT làm công cụ hỗ trợ dùng để tính toán trong lưới điện phân phối. Chương 3 : Tối ưu hóa thiết bị bù và xác định điểm mở tối ưu trên lưới điện phân phối quận Cẩm Lệ, TP Đà Nẵng. Chương 4 : Cải thiện sóng hài trên lưới điện quận Cẩm Lệ Căn cứ vào mục đích, đối tượng phạm vi và phương pháp nghiên cứu, đề tài được đặt tên : “ Nghiên cứu và đề xuất giải pháp để vận hành tối ưu lưới điện của quận Cẩm Lệ – TP Đà Nẵng “.+ Xây dựng các chỉ số kinh tế LĐPP cài đặt vào chương trình PSSADEPT để đánh giá bù tối ưu CSPK. + Khảo sát thực tế tại lưới điện phân phối do Điện lực quận Cẩm Lệ quản lý. + Công cụ tính toán: Tìm hiểu và sử dụng phần mềm PSSADEPT để hỗ trợ thực hiện tính toán tổn thất công suất, tổn thất điện áp, tối ưu hóa vị trị đặt tụ bù (CAPO) và tìm điểm mở tối ưu (TOPO) để lựa chọn phương thức vận hành tối ưu nhất nhằm giảm tổn thất.
1 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài: Trong năm gần đây, phát triển mạnh mẽ kinh tế, tốc độ cơng nghiệp hố tăng nhanh, nhu cầu điện ngày lớn đòi hỏi ngành Điện phải trước bước để tạo sở cho phát triển kinh tế Để đáp ứng u cầu cung cấp điện cho việc đẩy mạnh quy hoạch, chỉnh trang mở rộng diện tích thị thành phố Đà Nẵng địa bàn quận Cẩm Lệ huyện Hòa Vang năm qua làm cho phụ tải tăng nhanh, lưới điện ngày mở rộng, đại hóa phức tạp Ngành Điện thành phố Đà Nẵng, đặc biệt Điện lực Cẩm Lệ phải thực kế hoạch phát triển nguồn lưới phù hợp với nhu cầu phụ tải cải tạo nâng cấp khu vực có, đề biện pháp vận hành hiệu để nâng cao chất lượng điện,cải thiện sóng hài lưới điện, tăng cơng suất truyền dẫn để đáp ứng ngày tốt đòi hỏi ngày cao sản lượng chất lượng điện đồng thời tiết kiệm chi phí, giảm tổn thất nâng cao hiệu kinh tế cung cấp sử dụng điện Với đặc thù riêng lưới điện thành phố Đà Nẵng Điện lực quận Cẩm Lệ quản lý, cung cấp điện địa bàn đa dạng, trải dài từ thành thị, nơng thơn đến vùng núi cao hiểm trở, dân cư sinh sống thưa thớt nên tổn thất lớn lưới điện điều khó tránh khỏi Dựa sở nghiên cứu lưới điện phân phối Điện lực Cẩm Lệ, từ đề xuất giải pháp vận hành tối ưu biện pháp góp phần tiết kiệm điện, tiết kiệm tài cho ngành Điện, ổn định lưới điện, quốc gia góp phần để bù đắp tình trạng thiếu điện Trên lý chọn nghiên cứu đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu : Đối tượng nghiên cứu đề tài hệ thống lưới điện phân phối ≤ 22kV địa bàn quận Cẩm Lệ huyện Hòa Vang Phạm vi nghiên cứu đề tài bao gồm: Thực tính tốn phân tích phương thức vận hành lưới điện quận Cẩm Lệ Từ đó, chọn phương thức vận hành tối ưu, đề xuất số giải pháp hồn thiện để đem lại hiệu cao cho cơng tác quản lý vận hành giai đoạn Tìm hiểu ngun nhân biện pháp cải thiện sóng hài lưới điện quận Cẩm Lệ Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu : Thực tính tốn phân tích để lựa chọn phương thức vận hành tối ưu nhằm đảm bảo tổn thất cơng suất ∆P mạng bé đồng thời đảm bảo điện áp nút nằm giới hạn cho phép Đo đạc thực tế, tìm hiểu ngun nhân đề xuất biện pháp cải thiện sóng hài lưới điện quận Cẩm Lệ Phương pháp nghiên cứu: Sử dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết thực tiễn: - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: nghiên cứu tài liệu sách báo, giáo trình, tạp chí, trang web chun ngành điện đề cập tính tổn thất cơng suất, bù cơng suất phản kháng, tổn thất điện áp - Phương pháp thực tiễn: + Tập hợp số liệu Điện lực Cẩm Lệ cung cấp (cơng suất phụ tải, liệu MBA, sơ đồ thơng số đường dây, thiết bị đóng cắt, số lượng dung lượng tụ bù, xây dựng file từ điển liệu thơng số cấu trúc LĐPP quận Cẩm Lệ ) để tạo sơ đồ nhập thơng số vào phần mềm PSS/ADEPT + Xây dựng số kinh tế LĐPP cài đặt vào chương trình PSS/ADEPT để đánh giá bù tối ưu CSPK + Khảo sát thực tế lưới điện phân phối Điện lực quận Cẩm Lệ quản lý + Cơng cụ tính tốn: Tìm hiểu sử dụng phần mềm PSS/ADEPT để hỗ trợ thực tính tốn tổn thất cơng suất, tổn thất điện áp, tối ưu hóa vị trị đặt tụ bù (CAPO) tìm điểm mở tối ưu (TOPO) để lựa chọn phương thức vận hành tối ưu nhằm giảm tổn thất Đặt tên cho đề tài: Căn vào mục đích, đối tượng phạm vi phương pháp nghiên cứu, đề tài đặt tên : “ Nghiên cứu đề xuất giải pháp để vận hành tối ưu lưới điện quận Cẩm Lệ – TP Đà Nẵng “ Bố cục luận văn Mở đầu Chương : Tổng quan kinh tế - xã hội lưới điện phân phối, tình hình cung cấp điện địa bàn quận Cẩm Lệ – TP Đà Nẵng Chương : Cơ sở lý thuyết giới thiệu phần mềm PSS/ADEPT làm cơng cụ hỗ trợ dùng để tính tốn lưới điện phân phối Chương : Tối ưu hóa thiết bị bù xác định điểm mở tối ưu lưới điện phân phối quận Cẩm Lệ, TP Đà Nẵng Chương : Cải thiện sóng hài lưới điện quận Cẩm Lệ Chương TỔNG QUAN VỀ KINH TẾ - XÃ HỘI VÀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI, TÌNH HÌNH CUNG CẤP ĐIỆN TẠI ĐỊA BÀN QUẬN CẨM LỆ - TP ĐÀ NĂNG 1.1 Khái qt đặc điếm tự nhiên, kinh tế - xã hội phương hướng phát triển đến năm 2020 quận Cẩm Lệ huyện Hòa Vang 1.1.1 Đặc điểm tự nhiên - Quận Cẩm Lệ quận thành phố Đà Nẵng thành lập năm 2005 sở phường Kh Trung quận Hải Châu 03 xã Hồ Thọ, Hồ Phát, Hồ Xn huyện Hồ Vang, để lập 06 phường: Kh Trung, Hồ Thọ Đơng, Hồ Thọ Tây, Hồ Phát, Hồ An Hồ Xn thuộc quận Cẩm Lệ Vị trí địa lý quận Cẩm Lệ: phía Đơng giáp quận Ngũ Hành Sơn; phía Tây Nam giáp huyện Hòa Vang; phía Bắc giáp quận Liên Chiểu, Thanh Khê, Hải Châu Quận Cẩm Lệ có diện tích: 33,76km2, chiếm 2,63% diện tích tồn thành phố; dân số: 92.824 người, chiếm 10% số dân tồn thành phố, mật độ dân số: 2.749,53 người/km2(năm 2010) - Huyện Hòa Vang thành lập năm 1997 sau chia tách tỉnh Quảng Nam – Đà Nẵng thành tỉnh Quảng Nam thành phố Đà Nẵng với 11 đơn vị hành cấp xã gồm : Hòa Châu, Hòa Tiến, Hòa Phước, Hòa Phong, Hòa Nhơn, Hòa Khương, Hòa Phú, Hòa Sơn, Hòa Ninh, Hòa Liên, Hòa Bắc Vị trí địa lý huyện Hòa Vang: phía bắc giáp tỉnh Thừa Thiên - Huế; phía đơng giáp quận Liên Chiểu, quận Thanh Khê, quận Hải Châu quận Ngũ Hành Sơn; phía Nam giáp tỉnh Quảng Nam; phía Tây giáp tỉnh Thừa Thiên - Huế tỉnh Quảng Nam.Huyện Hòa Vang có diện tích: 736,91 km 2, chiếm 57,4% diện tích tồn thành phố; dân số: 120.698 người, chiếm 13,03% số dân tồn thành phố, mật độ dân số: 163,79 người/km2 (năm 2010) 1.1.2 Hiện trạng kinh tế - xã hội - Quận Cẩm Lệ: Qua 07 năm vào hoạt động, tình hình kinh tế-xã hội quận đạt kết đáng khích lệ: tổng giá trị sản xuất tăng bình qn 19,5%/năm giá trị ngành cơng nghiệp-xây dựng tăng bình qn 18,3%/năm, cơng nghiệp dân doanh tăng trưởng bình qn gần 31,8%/năm Khu cơng nghiệp Hòa Cầm thu hút nhà đầu tư ngồi nước hạt nhân quan trọng để làm tảng cho phát triển ngành cơng nghiệp hình thành vệ tinh cơng nghiệp địa bàn quận Giá trị ngành thương mại-dịch vụ tăng bình qn 25%/năm Hình thành loại hình du lịch văn hố truyền thống khai thác du lịch khu Đơ thị sinh thái Hồ Xn, Khu Đảo Kh Trung… giá trị ngành nơng nghiệp bình qn giảm 3,2%/năm lĩnh vực quy hoạch thị, văn hố xã hội tập trung giải tốt - Huyện Hòa Vang: Huyện Hồ Vang huyện ngoại thành thành phố Đà Nẵng Hòa Vang huyện nơng nghiệp, hàng năm cung cấp mặt hàng nơng sản cho thành phố Hòa Vang tập trung dãy rừng phòng hộ cho thành phố Đà Nẵng, đặc biệt rừng Bà Nà - Núi Chúa, khơng rừng ngun sinh với nhiều loại gỗ q mà khu du lịch tiếng thành phố Đà Nẵng suối nước nóng Phước Nhơn - Hòa Khương, khu du lịch sinh thái Ngầm đơi - suối hoa (Hòa Phú) Đất lâm nghiệp nhiều, có điều kiện để phát triển kinh tế đồi rừng, kinh tế trang trại, hình thành số vùng ăn quả, cơng nghiệp, đặc sản tập trung; chuyển dịch cấu kinh tế nội ngành nơng, lâm nghiệp theo hướng tăng dần ngành lâm nghiệp, giảm tỷ trọng ngành nơng nghiệp Giá trị đất lâm nghiệp ngày coi trọng, người dân ngày gắn bó với rừng, có ý thức bảo vệ phát triển rừng, độ che phủ rừng phủ xanh đất trống, đồi núi trọc tăng rõ rệt Ngành cơng nghiệp huyện nhỏ bé, manh mún, suất lao động thấp; số doanh nghiệp vươn thị trường nước ngồi Các ngành có tốc độ tăng trưởng cao cơng nghiệp chế biến thực phẩm, sản xuất phi kim loại kim loại Một số sản phẩm có tốc độ tăng trưởng cao là: khai thác đá, cát sỏi, may mặc Sự phát triển kinh tế, gia tăng đầu tư tốc độ thị hố lớn nội thành thành phố Đà Nẵng kéo theo phát triển kinh tế-xã hội huyện 1.1.3 Phương hướng phát triển kinh tế - xã hội đến năm 2020 - Quận Cẩm Lệ: Phấn đấu đến năm 2020 trở thành quận phát triển thành phố với GDP bình qn đầu người cao mức trung bình chung thành phố nước cấu kinh tế chuyển dịch theo hướng “Dịch vụ - Cơng nghiệp – Nơng nghiệp” có kết cấu hạ tấng đồng đáp ứng u cầu tiêu chuẩn thị loại I cần đẩy mạnh phát triển ngành cơng nghiệp-xây dựng với mức tăng trưởng bình qn hàng năm khoảng 13% (giai đoạn 2011-2015) 14% (2015-2020) Tập trung phát triển số lĩnh vực cơng nghiệp mạnh như: chế biến nơng, lâm thuỷ sản cơng nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng, da giày, may mặc Cơ cấu ngành cơng nghiệp chuyển dịch theo hướng tăng tỷ trọng ngành cơng nghiệp chế biến, giảm tỷ trọng cơng nghiệp khai thác Cùng với thành phố xây dựng hồn thiện khu cơng Hồ Cầm đưa vào khai thác có hiệu - Huyện Hòa Vang: Tốc độ tăng trưởng GDP bình qn thời kỳ 2011-2020 đạt 11,512% năm, trọng tâm tăng trưởng tiếp tục ngành cơng nghiệp, xây dựng dịch vụ GDP ngành cơng nghiệp, xây dựng tăng trung bình 15-15,5%/năm, thương mại - dịch vụ tăng 13-14%, GDP nơng lâm ngư nghiệp tăng bình qn 5,0-5,2%/năm.Cơ cấu kinh tế tiếp tục chuyển đổi mạnh theo hướng tăng tỷ trọng cơng nghiệp dịch vụ Phấn đấu đến năm 2020 cấu kinh tế có tỷ trọng cơng nghiệp xây dựng đạt khoảng 45%; dịch vụ đạt khoảng 38%; nơng - lâm- ngư nghiệp đạt khoảng 17% 1.2 Đặc điểm chung lưới điện phân phối 1.2.1 Về lưới điện: Lưới điện phân phối khâu cuối hệ thống điện làm nhiệm vụ phân phối điện từ trạm trung gian (hoặc trạm biến áp khu vực, nhà máy điện) cho phụ tải Lưới điện phân phối bao gồm phần: lưới điện trung áp lưới điện hạ áp Lưới điện phân phối trung áp thường có cấp điện áp 22 kV cung cấp điện cho trạm phân phối trung/hạ áp phụ tải trung áp Lưới điện hạ áp cấp điện cho phụ tải hạ áp 380/220V Lưới điện thường có kết dây hình tia liên kết mạch vòng TBA nguồn với nhiều TBA nguồn với Lưới phân phối:Từ trạm trung gian địa phương đến trạm phụ tải (trạm phân phối) Lưới phân phối trung áp (22kV) điện lực tỉnh, thành phố quản lý phân phối hạ áp (380/220V) cấp giấy phép hoạt động điện lực lĩnh vực phân phối bán lẻ điện, mua bn điện từ Đơn vị phân phối điện để bán lẻ điện cho Khách hàng sử dụng điện Hình 1.1 Mơ hình lưới điện phân phới trung thế/hạ thế Lưới điện phân phối thường có đặc điểm sau: - Đường dây phân bố diện rộng, nhiều nút, nhiều nhánh rẽ, bán kính cấp điện lớn - Thường có cấu trúc kín vận hành hở, hình tia hoặc dạng xương cá - Mợt trạm trung gian thường có nhiều đường dây trục chính, mỡi trục cấp điện cho nhiều trạm phân phới - Chế đợ làm việc của phụ tải khơng đờng nhất - Do tình hình phát triển phụ tải, cấu trúc lưới điện phân phối thường xun thay đổi Với đặc điểm trên, việc nghiên cứu lưới điện phân phối phức tạp, đòi hỏi nhiều thơng tin để giải tốn tính tổn thất cơng suất, tổn thất điện cơng tác quản lý vận hành tối ưu lưới điện phân phối Lưới điện phân phối có dạng: - Lưới điện phân phối trung áp khơng: sử dụng nơng thơn nơi có phụ tải phân tán với mật độ phụ tải khơng cao, việc dây khơng khơng bị hạn chế điều kiện an tồn hay mỹ quan Ở lưới phân phối khơng dễ dàng nối dây dẫn với nhau, đường dây dài việc tìm kiếm điểm cố khơng khó khăn lưới phân phối cáp Lưới phân phối nơng thơn khơng đòi hỏi độ tin cậy cao lưới phân phối thành phố Vì lưới phân phối khơng có sơ đồ hình tia, từ trạm nguồn có nhiều trục cấp điện cho nhóm trạm phân phối Các trục phân đoạn để tăng độ tin cậy, thiết bị phân đoạn máy cắt, máy cắt có tự động đóng lại tự cắt cố điều khiển từ xa Giữa trục trạm nguồn trạm nguồn khác nối liên thơng để dự phòng cố tạm ngừng cung cấp điện TBA nguồn Máy cắt dao cách ly liên lạc mở làm việc để vận hành hở - Lưới điện phân phối cáp ngầm trung áp: dùng thành phố có mật độ phụ tải cao, lưới ngắn Điều kiện thành phố khơng cho phép dây khơng mà chơn xuống đất tạo thành lưới phân phối cáp Lưới phân phối thành phố đòi hỏi độ tin cậy cung cấp điện cao, việc tìm kiếm điểm cố khó khăn sửa chữa cố lâu nên lưới phân phối cáp ngầm có sơ đồ phức tạp đắt tiền Các chỗ nối cáp hạn chế đến mức tối đa xác suất chỗ nối cao [1] 1.2.2 Về phụ tải điện: 1.2.2.1 Phân loại phụ tải điện a Phụ tải điện nơng thơn, miền núi Hệ thống cung cấp điện cho khu vực nơng thơn, miền núi có đặc điểm khác biệt, mà liệt kê số nét sau: - Mật độ phụ tải thấp phân bố khơng phạm vi lãnh thổ rộng lớn Điều gây khó khăn cho việc đầu tư có hiệu hệ thống cung cấp điện; - Phụ tải đa dạng, bao gồm hộ dùng điện trong sinh hoạt, sản xuất như: trồng trọt, thủy lợi, chăn ni, cơng nghiệp nhỏ, lò gạch, chế biến thực phẩm v.v - Bán kính hoạt động lớn, dòng điện chạy đường dây khơng cao, thời gian sử dụng cơng suất cực đại TM thấp, làm giảm tiêu kinh tế-kỹ thuật mạng điện 10 - Sự làm việc nhiều thiết bị thực chế độ ngắn hạn với khoảng thời gian nghỉ dài, thời gian sử dụng ngày thấp, ví dụ q trình chế biến thức ăn gia súc, q trình vắt sữa v.v - Phần lớn phụ tải điện nơng nghiệp tác động theo mùa vụ, ví dụ trạm bơm, trạm xử lý hạt giống, máy thu hoạch (tuốt lúa, làm sản phẩm v.v.) - Sự chênh lệch giá trị phụ tải cực đại cực tiểu ngày lớn Điều dẫn đến khó khăn lớn cho việc ổn định điện áp - Sự phát triển liên tục phụ tải, phát triển mở rộng cơng nghệ đại, phát triển giới hóa tự động hóa q trình sản xuất đòi hỏi phải khơng ngừng cải tạo phát triển mạng điện theo u cầu v.v b.Phụ tải sinh hoạt dịch vụ cơng cộng Phụ tải sinh hoạt hộ gia đình bao gồm thành phần: thắp sáng chiếm trung bình khoảng 50÷70% tổng lượng điện tiêu thụ, quạt mát (20÷30)%, đun nấu (10÷20)%, bơm nước (5÷10)% thành phần khác Cùng với phát triển kinh tế, cấu thành phần phụ tải điện hộ gia đình thay đổi Các thiết bị điện sử dụng cho mục đích giải trí ngày tăng, phụ tải chiếu sáng có xu hướng giảm dần Phụ tải dịch vụ cơng cộng bao gồm thành phần sử dụng cho nhu cầu hoạt động cộng đồng như: ủy ban, trường học, nhà văn hóa, trạm y tế, nhà văn hóa, cửa hàng bách hóa v.v c.Phụ tải sản xuất Phụ tải sản xuất bao gồm thành phần phụ tải sản xuất nơng nghiệp, sản xuất cơng nghiệp tiểu thủ cơng nghiệp - Phụ tải cơng nghiệp tiểu thủ cơng nghiệp: chủ yếu máy hàn, máy gia cơng sắt,máy xay xát, máy nghiền thức ăn gia súc, máy xẻ gỗ, máy nghiền đá, máy kem đá, máy bơm Nhu cầu phụ tải điện cơng nghiệp địa phương, tiểu thủ cơng lâm nghiệp 59 3.6 Tính tốn trào lưu cơng suất cho phương thức vận hành Phần tính tốn thực cách chạy trào lưu cơng suất dùng modul Load Flow để tính tốn cho phương thức vận hành LĐPP quận Cẩm Lệ Điện lực quận Cẩm Lệ sử dụng Hiện lưới điện trung quận Cẩm Lệ sử dụng tụ bù cố định với tổng dung lượng 6000 kVAr (20 vị trí x 300 kVAr/1 vị trí) tất bảo vệ cầu chì FCO đưa vào phần mềm PSS/ADEPT Vị trí dung lượng chi tiết bảng 4.2 Bảng 3.2 Dung lượng vị trí tụ bù cố định năm 2012 STT Xuất tuyến Dung lượng (kVAr) Vị trí nút 471-E12 2.700 473-E12 1.500 55a.10; 55b.4; 100; 58, 55a.4 475-E12 - - 477-E12 1.800 27; 33.62; 103; 185; 193; 320 85; 101.28; 101.31; 165; 239b.13; 245; 285; 302; 130.137 Dùng modul Load Flow để thực tính tốn phân bố cơng suất lưới điện phân phối quận Cẩm Lệ chế độ vận hành Sau thực tính tốn, kết chi tiết cơng suất tác dụng, cơng suất phản kháng, cosϕ xuất tuyến khoảng thời gian tổng hợp bảng 3.3,3.4,3.5 Bảng 3.3 Cơng suất cosϕ xuất tuyến chế độ vận hành với khoảng thời gian 7h-17h STT 01 02 03 04 05 Xuất tuyến Trạm E12 471-E12 473-E12 475-E12 477-E12 P(kW) 31.195,25 8.842,01 9.890,00 5.907,82 6.556,89 Khoảng thời gian 7h-17h Q(kW) 13.606,34 3.067,91 4.794,41 3.661,84 2.083,11 cosϕ 0,92 0,94 0,90 0,85 0,95 60 06 472-E11 1.661,15 1.026,03 0,85 Bảng 3.4 Cơng suất cosϕ xuất tuyến chế độ vận hành với khoảng thời gian 17h-22h STT 01 02 03 04 05 06 Xuất tuyến Trạm E12 471-E12 473-E12 475-E12 477-E12 472-E11 P(kW) 31.690,72 9.025,54 10.313,81 5.230,29 7.121,08 1.792,08 Khoảng thời gian 17h-22h Q(kW) 13.888,57 3.197,90 5.030,75 3.231,32 2.428,59 1.109,32 cosϕ 0,92 0,94 0,90 0,85 0,95 0,85 Bảng 3.5 Cơng suất cosϕ xuất tuyến chế độ vận hành với khoảng thời gian 22h-7h STT 01 02 03 04 05 06 Xuất tuyến Trạm E12 471-E12 473-E12 475-E12 477-E12 472-E11 P(kW) 21.376,21 5.992,64 6.746,72 4.109,52 4.527,45 974,85 Khoảng thời gian 22h-7h Q(kW) 7.045,70 1.068,42 2.661,77 2.519,26 796,34 596,61 cosϕ 0,95 0,98 0,93 0,85 0,98 0,85 Bảng 3.6 Cơng śt và tởn thất cơng śt cả x́t tún trạm E12 vận hành với vị trí các tụ bù hiện hữu 61 Về việc kiểm tra điện áp vận hành lưới điện, theo điều của Thơng tư sớ 32/2010/TT-BCT của Bợ Cơng Thương qui định: tiêu ch̉n kỹ tḥt về điện áp: - Trong chế đợ vận hành bình thường, điện áp vận hành cho phép tại điểm đấu nới được dao đợng so với điện áp danh định tại điểm đấu nới với khách hàng sử dụng điện là ±5% - Trong chế đợ sự cớ đơn lẻ hoặc quá trình khơi phục vận hành ởn định sau sự cớ, cho phép mức dao đợng điện áp tại điểm đấu nới với khách hàng sử dụng điện bị ảnh hưởng trực tiếp bởi sự cớ khoảng +5% và -10% so với điện áp danh định - Trong chế đợ sự cớ nghiêm trọng hệ thớng điện trùn tải hoặc khơi phục sự cớ, cho phép mức dao đợng điện áp khoảng ±10% so với điện áp danh định Trong chế đợ vận hành bình thường ở lưới điện q̣n Cẩm Lệ, tại MBA ng̀n điện áp ln giữ mức 1,05 pu tương ứng 23,1kV ở cái 22kV Do đó điện áp tại cái ln giữ ở mức cho phép mọi trường hợp nên ta khơng cần kiểm tra giới hạn của điện áp mà chỉ cần kiểm tra giới hạn dưới của điện áp tại các nút để cảnh báo vận hành Bảng 3.7 Tởng hợp điện áp thấp nhất các x́t tún ở chế đợ vận hành hiện tại khoảng thời gian 7h-17h 62 Bảng 3.8 Tởng hợp điện áp thấp nhất các x́t tún ở chế đợ vận hành hiện tại khoảng thời gian 17h-22h Bảng 3.9 Tởng hợp điện áp thấp nhất các x́t tún ở chế đợ vận hành hiện tại khoảng thời gian 22h-7h Nhận xét: Theo kết quả thớng kê ở chế đợ vận hành hiện tại ta có: Khoảng thời gian hoạt đợng cực đại của XT trạm E12 là từ 17h-22h tương ứng với cơng śt tại đầu cái 22kV bảng 3.6 Theo bảng 3.6 thì tởn thất lớn nhất của cả XT trạm E12 là từ 17h-22h với tỷ lệ % tởn thất là 1,8 % Do tình hình phát triển phụ tải, cấu trúc lưới điện phân phối thường xun thay đổi Nên vận hành lưới điện với thời gian dài nhiều năm thì vị trí các tụ bù hiện hữu sẽ khơng còn tới ưu nữa Do đó, để đáp ứng u cầu tăng trưởng của phụ tải, tác giả sử dụng modul CAPO của phần mềm PSS/ADEPT để tính toán, sắp xếp lại vị trí mới và 63 dung lượng lắp đặt tụ bù để đợ giảm tởn thất là lớn nhất và điện áp nằm giới hạn cho phép 3.7 Tính toán phương thức vận hành tới ưu Phần này tính toán được hỡ trợ bằng modul Capo và Topo của phần mềm PSS/ADEPT nhằm phân tích và tính toán tái cấu trúc lại lưới phân phới vận hành hiện tại bao gờm việc xác định lại vị trí mới lắp đặt tụ bù và tìm điểm mở tới ưu cho lưới điện q̣n Cẩm Lệ 3.7.1 Tới ưu hóa vị trí lắp đặt tụ bù dùng modul Capo của phần mềm PSS/ADEPT Trước chạy bài toán Capo ta cần thiết lập các thơng sớ phân tích kinh tế cho bài toán tới ưu hóa chế đợ đặt bù Ta thiết lập các thơng sớ tính toán hợp thoại Economics sau: Chi phí điện (cP): giá tiền phải trả cho 1kWh điện tiêu thụ Ta chọn giá điện bình qn của Điện lực Cẩm Lệ năm 2012 là 1.367,5 đờng/kWh Chi phí điện phản kháng (cQ): giá tiền phải trả cho 1kVar điện phản kháng tiêu thụ Theo thơng tư sớ 07/2006/TT-BCN ngày 27/10/2006 của bợ Cơng thương thì tiền mua cơng śt phản kháng được xác định theo cơng thức: cQ=cP.k% Trong đó: k% là hệ sớ bù đắp chi phí bên mua điện sử dụng quá lượng CSPK quy định Hệ sớ k được cho bảng 3.10 Các x́t lưới phân phới của Điện lực Cẩm Lệ đều có hệ sớ cơng śt lớn 0,85 nên ta có thể lấy chung mợt giá trị tính toán cQ = 1367,5 x = đờng/kVar - Tỷ sớ chiết khấu (pu/year): hiện tỷ lệ chiết khấu r bằng lãi śt bình qn các ngân hàng thương mại là 18% Chọn r = 0,18 - Thời gian tính toán (years): chính là thời gian hoàn vớn, thường lấy năm - Śt đầu tư lắp đặt tụ bù trung áp cớ định: sớ tiền phải trả cho kVar để lắp đặt tụ bù cớ định cFTA = 295.816 đờng/kVAr 64 Chi phí bảo trì tụ bù cớ định hằng năm theo quy định của ngành Điện Việt Nam hiện là 3% ngun giá tài sản cớ định của trạm bù * Chi phí bảo trì trạm tụ bù trung áp cớ định: mFTA = 3x295.816/100 = 8.874 đờng/1kVar.năm Bảng 3.10 Hệ sớ k% để tính giá mua cơng śt phản kháng Hệ sớ cơng śt cosϕ trung bình 0,85 k% Hệ sớ cơng śt k% cosϕ trung bình 0,71 19,72 0,84 1,19 0,70 21,43 0,83 2,41 0,69 23,19 0,82 3,66 0,68 25,00 0,81 4,94 0,67 26,87 0,80 6,25 0,66 28,79 0,79 7,59 0,65 30,77 0,78 8,97 0,64 32,81 0,77 10,39 0,63 34,92 0,76 11,84 0,62 37,10 0,75 13,33 0,61 39,34 0,74 14,86 0,60 41,67 0,73 16,44 dưới 0,60 44,07 0,72 18,06 Do Điện lực Cẩm Lệ khơng có kế hoạch bù thêm năm 2013 nên khn khở của ḷn văn chỉ tính toán với sớ lượng tụ bù hiện hữu Chạy bài toán CAPO lựa chọn vị trí bù tới ưu 65 Từ sơ đờ lưới PSS/ADEPT, cắt bỏ toàn bợ các vị trí tụ bù hiện hữu, vào Analysis>Option>chọn thẻ CAPO và thực hiện nhập dung lượng của mợt bợ tụ, sớ lượng bợ tụ cớ định hình 3.9 Hình 3.9 Cài đặt thơng sớ tụ bù thiết lập cho modul tính toán CAPO của x́t tún trạm E12 Tại “Number of banks available” của khung “Fixed Capacitor” nhập sớ 20 là sớ lượng bợ tụ cớ định của lưới điện q̣n Cẩm Lệ Tại “3 phase bank size (kvar)” nhập 300 là dung lượng bợ tụ đặt tại vị trí 66 Do hiện tại lưới điện q̣n Cẩm Lệ khơng sử dụng tụ bù có điều chỉnh nên tại “Number of banks available” khung “ Switched Capacitor Placement “ nhập sớ Kích chọn các khoảng thời gian và vị trí cần bù trung áp hình 3.9 Thực hiện tính toán bằng chức CAPO PSS/ADEPT, kết quả vị trí bù và dung lượng bù mới được thể hiện bảng 3.11 Bảng 3.11 Dung lượng và vị trí đặt các bợ tụ bù tới ưu STT Xuất tuyến Dung lượng (kVAr) Vị trí nút 239b.59; 273.; 247.37.1; 225.; 471-E12 3.000 190.61; 130.139 ; 174.; 473-E12 2.400 475-E12 477-E12 600 133; 159; 84.1 LSX2; LSX1; LSX1a; 98.2a; 55b.5.4; 55b.5.4; 55a.35.1; 79.8a 150; 167 Tiến hành thực hiện chạy lại phân bớ cơng śt bằng modul Load Flow với vị trí các tụ bù tái cấu trúc, ta thu được kết quả về cơng śt, tởn thất cơng śt và các nút có điện áp thấp khoảng thời gian các bảng dưới đây: Bảng 3.12 Cơng suất cosϕ xuất tuyến chế độ vận hành tới ưu sau tái cấu trúc tụ bù với khoảng thời gian 7h-17h STT 01 02 03 04 05 06 Xuất tuyến Trạm E12 471-E12 473-E12 475-E12 477-E12 472-E11 P(kW) 31.195,25 8.835,64 9.881,00 5.907,82 6.559,89 1.661,15 Khoảng thời gian 7h-17h Q(kW) 13.606,34 2.752,71 3.821,06 3.661,84 3.390,11 1.026,03 cosϕ 0,92 0,95 0,93 0,85 0,89 0,85 67 Bảng 3.13 Cơng suất cosϕ xuất tuyến chế độ vận hành tới ưu sau tái cấu trúc tụ bù với khoảng thời gian 17h-22h STT 01 02 03 04 05 06 Xuất tuyến P(kW) 31.690,72 9.017,77 10.304,95 5.230,29 7.125,34 1.792,08 Trạm E12 471-E12 473-E12 475-E12 477-E12 472-E11 Khoảng thời gian 17h-22h Q(kW) 13.888,57 2.884,27 4.057,50 3.231,32 3.733,88 1.109,32 cosϕ 0,92 0,95 0,93 0,85 0,89 0,85 Bảng 3.14 Cơng suất cosϕ xuất tuyến chế độ vận hành tới ưu sau tái cấu trúc tụ bù với khoảng thời gian 22h-7h STT 01 02 03 04 05 06 Xuất tuyến Trạm E12 471-E12 473-E12 475-E12 477-E12 472-E11 P(kW) 21.376,21 5.993,46 6.742,27 4.109,52 4.528,78 974,85 Khoảng thời gian 22h-7h Q(kW) 7.045,70 743,69 1.682,82 2.519,26 2.105,76 596,61 cosϕ 0,95 0,99 0,97 0,85 0,91 0,85 Bảng 3.15 Cơng śt và tởn thất cơng śt cả x́t tún trạm E12 vận hành với vị trí các tụ bù đã tái cấu trúc Bảng 3.16 Tởng hợp điện áp thấp nhất các x́t tún ở chế đợ vận hành sau tái cấu trúc khoảng thời gian 7h-17h 68 Bảng 3.17 Tởng hợp điện áp thấp nhất các x́t tún ở chế đợ vận hành sau tái cấu trúc khoảng thời gian 17h-22h Bảng 3.18 Tởng hợp điện áp thấp nhất các x́t tún ở chế đợ vận hành sau tái cấu trúc khoảng thời gian 22h-7h Bảng 3.19 Tởng hợp tởn thất của cả x́t tún trạm E12 khoảng thời gian trước và sau tái cấu trúc vị trí các tụ bù 69 Từ kết quả tởng hợp từ bảng 3.12 đến 3.18 ta thấy kết quả tởn thất toàn lưới giảm, đờng thời điện áp thấp nhất tại các x́t tún đều tăng lên và từ kết quả đợ lợi tởn thất bảng 3.19 ta tính được điện giảm được ngày sau tái cấu trúc vị trí các tụ bù là : δA1 = 12,43 x 10 + 12,47 x + 2,29 x = 207,26 kWh 3.7.2 Tính toán phương thức vận hành bản tới ưu cho lưới điện q̣n Cẩm Lệ bằng phương pháp điểm mở tới ưu dùng modul TOPO của phần mềm PSS/ADEPT Sau tính tới ưu lại các vị trí đặt tụ bù nhằm làm cho śt phản kháng toàn lưới giảm đi, thì việc thay đởi kết cấu lưới cũng làm cho tởn thất cơng śt giảm mà khơng phải bỏ vớn đầu tư thêm Để làm được điều này, cần phải tái cấu trúc lại lưới điện bằng cách tính toán lại điểm mở giữa các x́t tún cho tởn thất cơng śt hệ thớng lưới đạt thấp nhất, mợt các biện pháp để tái cấu trúc lưới điện là dùng module TOPO của phần mềm PSS/ADEPT để giải bài toán tìm điểm mở tới ưu Hiện tại trạm E12 Cầu Đỏ cấp điện cho lưới điện q̣n Cẩm Lệ qua x́t tún 22kV, đó có x́t tún có thể khép vòng lại với tạo thành mạch vòng Vị trí mở mạch vòng ở trạng thái vận hành hiện tại chưa tới ưu Topo bảng 3.20 Bảng 3.20 Vị trí mở của mạch vòng chưa tới ưu Topo 70 STT 01 02 03 Tên mạch Vị trí mở của mạch vòng vòng 471E12 và 477E12 473E12 và 475E12 473E12 và 477E12 DCL La Châu Vị trí nút 33.144-33.144 DCL Đò Xu N29-41.2 DCL Cầu Đỏ 11-24.12 Modul Topo sẽ tính toán để xem mở phân đoạn nào các mạch vòng để đem đến tởn thất cơng śt ∆P toàn mạng là bé nhất Kết quả thu được sau chạy điểm mở tới ưu đặt thời gian phân tích ở thời điểm tải cực đại được tởng hợp ở bảng 3.21 Bảng 3.21 Vị trí mở của mạch vòng sau tới ưu Topo STT 01 02 03 Tên mạch Vị trí mở của mạch vòng 471E12 và vòng 477E12 473E12 và 475E12 473E12 và 477E12 Vị trí nút LBS Hòa Khương 216-216 DCL Đò Xu N29-41.2 DCL Cầu Đỏ 11-24.12 Như vậy, sau chạy TOPO của phần mềm PSS/ADEPT thì ta thấy giữa phương thức vận hành hiện tại mà Điện lực Cẩm Lệ sử dụng và phương thức vận hành tới ưu đã tính toán đã có sự thay đởi Trong mạch vòng thì chỉ có mạch vòng 471E12477E12 là tìm được điểm mở tới ưu, còn mạch vòng còn lại khơng tìm được Sơ đờ tóm gọn mạch vòng XT 471-E12 và 477-E12 (tìm được điểm mở tới ưu) trước và sau chạy TOPO được thể hình 3.10a và 3.10b 71 TC 22kV trạm E12 Cầu Đỏ MC 471-E12 LBS Hòa Khương LBS La Châu MC 477-E12 Hình 3.10a Sơ đờ tóm gọn mạch vòng XT 471-E12 và 477-E12 trước xác định điểm mở tới ưu TC 22kV trạm E12 Cầu Đỏ MC 471-E12 LBS Hòa Khương LBS La Châu MC 477-E12 Hình 3.10b Sơ đờ tóm gọn mạch vòng XT 471-E12 và 477-E12 sau xác định điểm mở tới ưu Kết quả cơng śt và tởn thất cơng śt đầu ng̀n khoảng thời gian sau tìm được điểm mở tới ưu được tởng hợp bảng 3.22 sau: 72 Bảng 3.22 Cơng śt và tởn thất cơng śt cả x́t tún trạm E12 sau tính toán TOPO với vị trí các tụ bù đã tái cấu trúc So sánh kết quả giữa bảng 3.15 và bảng 3.22 ta thu được kết quả đợ lợi tởn thất bảng 3.23 sau Bảng 3.23 Tởng hợp tởn thất của cả x́t tún trạm E12 khoảng thời gian trước và sau xác định điểm mở tới ưu Sản lượng điện tiết kiệm được ngày là : δA2 = 42,49 x 10 + 43,65 x + 19,19 x = 815,86 kWh Như vậy ta thấy sau tính toán điểm mở tới ưu thì đợ lợi tởn thất điện tăng lên rất nhiều so với trường hợp tới ưu hoá vị trí các tụ bù mặc dù kinh phí khơng tớn kém mà chỉ thay đởi kết cấu lưới vận hành Nếu chúng ta thực hiện hoán đởi các vị trí tụ bù và thay đởi phương thức vận hành điểm mở tới ưu tính toán ở thì hiệu quả đem lại sẽ rất lớn Cụ thể sản lượng điện giảm được mợt ngày là: δA∑1ngày = δA1 + δA2 = 207,26+815,86 = 1.023,12 kWh 73