LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu khoa học riêng tơi, có sử dụng kết nghiên cứu nhiều nhà khoa học lớn Các số liệu, kết tính tốn luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khoa học khác Tác giả Bùi Quốc Thắng LỜI CẢM ƠN Sau thời gian học tập thực đề tài luận văn tốt nghiệp, đến tác giả hoàn thành luận văn thạc sĩ kỹ thuật điện chuyện ngành - Hệ thống điện với đề tài: “Đánh giá giải pháp nâng cao chất lượng điện giảm tổn thất điện lưới điện phân phối (áp dụng cho đường dây 370 - trạm 110KV Trình xuyên Nam Định) ” Trước hết, tác giả xin chân thành cảm ơn Viện đào tạo Sau Đại học, Viện điện, Bộ môn Hệ thống điện, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội tận tình giúp đỡ suốt trình học tập thực đề tài nghiên cứu khoa học Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Đinh Quang Huy, người định hướng, bảo hết lịng tận tụy, dìu dắt tác giả suốt trình học tập nghiên cứu đề tài Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến người thân gia đình, bạn bè đồng nghiệp động viên, cổ vũ tác giả suốt trình học tập nghiên cứu khoa học Nếu khơng có giúp đỡ với cố gắng thân tác giả thu kết mong đợi Tác giả xin chân thành cảm ơn! Tác giả luận văn Bùi Quốc Thắng MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ DANH MỤC CÁC BẢNG MỞ ĐẦU 10 CHƯƠNG 1: 12 TỔNG QUAN VỀ CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG 12 1.1 Khái niệm chất lượng điện 12 1.2 Các tiêu chuẩn chất lượng điện 14 1.2.1 Chất lượng tần số 14 1.2.2 Chất lượng điện áp 16 CHƯƠNG 2: 22 CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ĐIỆN 22 TRONG LƯỚI PHÂN PHỐI 22 2.1 Nhóm biện pháp tổ chức quản lý vận hành 22 2.2 Nhóm biện pháp kỹ thuật 23 2.3 Điều chỉnh điện áp 24 2.4 Bù công suất phản kháng 25 2.4.1 Quan hệ công suất phản kháng điện áp 25 2.4.2 Phương pháp bù công suất phản kháng 26 2.5 Nâng cao chất lượng điện cách khử sóng hài 28 2.5.1 Dùng cuộn kháng triệt sóng hài 28 2.5.2 Dùng mạch lọc 31 2.6 Đối xứng hóa lưới điện 32 2.6.1 Đối xứng hóa phần tử tĩnh 32 2.6.2 Đối xứng hóa máy điện quay 42 2.7 Đánh giá biện pháp nâng cao chất lượng điện lưới phân phối 43 CHƯƠNG 3: 46 CÁC GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG 46 TRONG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 46 3.1 Các biện pháp giảm tổn thất điện 46 3.1.1 Biện pháp quản lý kinh doanh 46 3.1.2 Biện pháp kỹ thuật 46 3.2 Bài toán tái cấu trúc lưới điện 47 3.2.1 Phân bố kinh tế cơng suất mạng điện kín 47 3.2.2 Sự cần thiết phải tái cấu trúc lưới điện 50 3.2.3 Hàm mục tiêu tái cấu trúc lưới 52 3.2.4 Phương pháp xác định điểm mở tối ưu 53 3.3 Bài tốn bù cơng suất phản kháng 54 3.3.1 Sự cần thiết bù công suất phản kháng 54 3.3.2 Hàm mục tiêu tổng quát toán bù kinh tế 55 3.3.3 Bài toán bù kinh tế theo phương pháp dòng tiền tệ 59 3.3.4 Hiện tượng bù công suất phản kháng 61 3.4 Phối hợp tái cấu trúc lưới điện bù công suất phản kháng 63 CHƯƠNG 4: 64 NGHIÊN CỨU GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG BẰNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT TRÊN ĐƯỜNG DÂY 370 - E3.1 64 LƯỚI ĐIỆN TỈNH NAM ĐỊNH 64 4.1 Tổng quan lưới điện trung Tỉnh Nam Định 64 4.1.1 Vị trí địa lý 64 4.1.2 Tổng quan lưới điện trung 65 4.1.3 Kết sản xuất kinh doanh năm 2010 đến 2013 65 4.1.4 Thành phần phụ tải 66 4.1.5 Đường dây 370 - Trạm 110kV Trình Xuyên Nam Định 67 4.2 Xây dựng sơ đồ tính tốn 67 4.2.1 Thiết lập thống số đường dây máy biến áp 69 4.2.2 Bài toán tái cấu trúc lưới điện (TOPO) 71 4.2.3 Bài tốn bù cơng suất phản kháng (CAPO) 73 4.3 Bài tốn phân bố cơng suất phương thức vận hành 78 4.3.1 Xây dựng đồ thị phụ tải lộ đường dây 370-E3.1 78 4.3.2 Kết phân bố công suất chế độ vận hành 80 4.4 Bài toán 1: Bù công suất phản kháng cho cấu trúc lưới điện 80 4.4.1 Xác định vị trí dung lượng bù thời điểm thấp điểm 80 4.4.2 Xác định vị trí dung lượng bù thời điểm cao điểm 82 4.5 Bài toán 2: Tái cấu trúc lưới điện kết hợp bù công suất phản kháng 84 4.5.1 Tái cấu trúc lưới điện lựa chọn phương thức vận hành tối ưu 84 4.5.2 Bù công suất phản kháng (CAPO) cho phương thức vận hành tối ưu 85 4.6 Kết luận 87 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO 90 PHỤ LỤC 91 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT CCĐ : Cung cấp điện CLĐA : Chất lượng điện áp CLĐN : Chất lượng điện CSPK : Công suất phản kháng CSTD : Công suất tác dụng ĐADT : Điện áp tải ĐCĐA : Điều chỉnh điện áp ĐCĐB : Động đồng ĐCKĐB : Động không đồng HTĐ : Hệ thống điện LPP : Lưới phân phối MBA : Máy biến áp TCTĐL : Tổng Công ty Điện lực TTN : Thứ tự nghịch TTT : Thứ tự thuận DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1: Sự biến đổi đặc tính momen động điện khơng đồng 19 Hình 1.2: Đồ thị thời gian phục vụ đèn quang thông 20 Hình 1.3: Sự ảnh hưởng điện áp cơng suất 21 Hình 2.1: Hiệu bù dọc 27 Hình 2.2: Sơ đồ đơn tuyến sơ đồ tương đương LC 29 Hình 2.3: Tổng trở mạng điện lắp cuộn cảm triệt hài 30 Hình 2.4: Mạch lọc thụ động 31 Hình 2.5: Phụ tải ba pha khơng đối xứng nối tam giác 34 Hình 2.6: Phụ tải ba pha không đối xứng nối 35 Hình 2.7: Mơ hình hóa phụ tải pha khơng đối xứng 36 Hình 2.8: Sơ đồ đối xứng hóa phần tử 38 Hình 2.9: Thiết bị đối xứng hai phần tử 39 Hình 2.10: Sơ đồ đối xứng hóa ba phần tử 41 Hình 3.1: Sự phân bổ cơng suất mạng kín 48 Hình 3.2: Lưới điện kín vận hành hở 51 Hình 4.1: Thành phần phụ tải tỉnh Nam Định 66 Hình 4.2: Sơ đồ lưới điện đường dây 370 – E3.1 PSS/ADEPT 68 Hình 4.3: Thư viện thiết lập 69 Hình 4.4: Thẻ thiết lập thơng số đường dây 69 Hình 4.5: Thẻ thiết lập thơng số MBA 69 Hình 4.6: Cửa sổ khai báo tham số lưới điện 70 Hình 4.7: Cơng cụ thiết lập sơ đồ lưới điện 70 Hình 4.8: Giao diện hiển thị trào lưu công suất 71 Hình 4.9: Thuật tốn xác định điểm mở tối ưu TOPO 72 Hình 4.10: Lưu đồ thuật tốn bù cơng suất phản kháng 73 Hình 4.11: Các tùy chọn hộp thoại CAPO 74 Hình 4.12: Các tiêu kinh tế 76 Hình 4.13: Đồ thị phụ tải ngày điển hình lộ 370-E3.1 78 Hình 4.14: Thẻ phân loại phụ tải 79 Hình 4.15: Thẻ xây dựng đồ thị phụ tải 79 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 4.1: Kết hoạt động sản xuất kinh doanh từ năm 2010-2013 66 Bảng 4.2: Thông số kỹ thuật TBA 110 kV - E3.1 Vụ Bản 67 Bảng 4.3: Thiết lập thông số kinh tế cho toán CAPO 77 Bảng 4.4: Phương thức vận hành 80 Bảng 4.5: Công suất tổn thất công suất phương thức vận hành 80 Bảng 4.6: Kết phân tích thơng số vận hành lưới điện thời điểm thấp điểm 81 Bảng 4.7: Dung lượng bù trung áp nút cho cấu trúc lưới điện 83 chế độ vận hành cực đại 83 Bảng 4.8: Độ giảm tổn thất cơng suất sau CAPO cho tốn 1, chế độ cực đại 83 Bảng 4.9: Phương thức vận hành tối ưu 84 Bảng 4.10: Công suất tổn thất công suất phương thức vận hành tối ưu 85 Bảng 4.11: Dung lượng bù trung áp nút, chế độ cực đại 85 Bảng 4.12: Phân bố công suất sau bù trung áp 86 Bảng 4.13: Tổn thất công suất sau TOPO, CAPO chế độ cực đại 86 Bảng 4.14: Tổn thất công suất sau TOPO, CAPO chế độ cực tiểu 86 Bảng 4.15: So sánh độ giảm tổn thất điện toán 87 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Xã hội phát triển nhu cầu sử dụng điện ngày tăng Do địi hỏi ngành điện phải đảm bảo cung cấp điện cho khách hàng ngày tốt Khơng đảm bảo tính liên tục cung cấp điện mà điện cung cấp phải đảm bảo chất lượng Sau Việt Nam gia nhập WTO, nhà đầu tư nước đầu tư vào Việt Nam nhiều lĩnh vực, chủ yếu công nghiệp nên nhu cầu cung cấp điện với chất lượng cao nhiệm vụ thiết yếu ngành điện 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, giảm tổn thất điện vấn đề cấp bách Mục tiêu nhiệm vụ luận văn Do tầm quan trọng việc đảm bảo chất lượng điện năng, phạm vi đề tài để nghiên cứu tiêu đặc trưng cho chất lượng điện lưới điện phân phối như: điện áp nút phụ tải, tổn thất công suất điện lưới điện, độ tin cậy cung cấp điện hộ tiêu thụ… nguyên nhân làm giảm chất lượng điện năng, từ phân tích, tìm giải pháp nâng cao chất lượng điện năng, giảm tổn thất điện lưới điện phân phối Đối tượng phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu giải pháp nâng cao chất lượng điện lưới phân phối nói chung ứng dụng vào xuất tuyến lưới phân phối Nam Định Tác giả tập trung nghiên cứu phương pháp: tái cấu trúc lưới bù cơng suất phản kháng nhằm giải tốn giảm tổn thất điện đặt với ngành điện 10 Bảng 4.3: Thiết lập thông số kinh tế cho toán CAPO - Giá điện tiêu thụ 1kWh Căn theo thông tư 19/2013/TT-BCT [đồng/kWh] ngày 31/07/2013 Bộ Công Thương việc quy định giá bán điện hướng dẫn thực hiện: 1508,25đ/kWh - Giá điện phản kháng tiêu thụ kVArh [đồng/kVArh] TQ = TP k% k% : hệ số bù đắp chi phí bên mua điện sử dụng lượng công suất phản kháng quy định theo thông tư số 07/2006/TT-BCN ngày 27/10/2006 Bộ Cơng Thương Lấy giá trị trung bình với cos = 0,8 k = 6,25 TQ = 1508,25x6,25% = 94 - Tỷ số chiết khấu [pu/year] (r) 0,18 - Tỷ số lạm phát [pu/year] (i) 0,16 - Thời gian tính tốn (years) (N) - Suất đầu tư lắp đặt tụ bù trung áp cố định [đồng/kVAr] - Suất đầu tư lắp đặt tụ bù trung áp điều chỉnh [đồng/kVAr] - Suất đầu tư lắp đặt tụ bù hạ áp cố định [đồng/kVAr] - Suất đầu tư lắp đặt tụ bù hạ áp ứng động [đồng/kVAr] - Chi phí bảo trì tụ bù trung áp cố định hàng năm [đồng/kVAr.năm] - Chi phí bảo trì tụ bù trung áp ứng động hàng năm [đồng/kVAr.năm] - Chi phí bảo trì tụ bù hạ áp cố định hàng năm [đồng/kVAr.năm] - Chi phí bảo trì tụ bù hạ áp ứng động hàng năm [đồng/kVAr.năm] 77 201.375,5 295.231,7 256.118,26 352.271,3 6041,27 8.856,95 7683,55 10.568,14 4.3 Bài tốn phân bố cơng suất phương thức vận hành 4.3.1 Xây dựng đồ thị phụ tải lộ đường dây 370-E3.1 Việc xây dựng đồ thị phụ tải cho ta thông số đồ thị phụ tải, từ ta biết thời điểm cực đại cực tiểu lưới điện, để tiến hành bù công suất phản kháng, xác định thời điểm bù cố định bù đóng cắt nhằm đảm bảo khơng bị q áp thời điểm cực tiểu Phụ tải lưới điện phân loại thành nhóm chính: + Nhóm 1: Phụ tải cơng nghiệp + Nhóm 2: Phụ tải sinh hoạt + Nhóm 3: Phụ tải hành nghiệp Thông qua công tác thu thập liệu phụ tải, kết hợp đặc điểm phụ tải, Phòng kỹ thuật Điện lực Vụ Bản xây dựng đồ thị phụ tải đặc trưng nhóm phụ tải Ở tác giả dựa vào số liệu đo đếm công suất lộ đường dây 370-E3.1 ngày mùa hè để xây dựng đồ thị phụ tải ngày điển hình (số liệu đo đếm xem phụ lục 1) Kết xây dựng sau: 14000 P, kW 12000 10000 8000 6000 4000 2000 t, h 0 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Hình 4.13: Đồ thị phụ tải ngày điển hình lộ 370-E3.1 Khi xét đến chế độ vận hành lưới điện người ta quan tâm đến chế độ điển hình chế độ phụ tải cực đại chế độ phụ tải cực tiểu công suất tải chế độ có chênh lệch lớn Vì vậy, để đơn giản cho trình xây dựng 78 đồ thị phụ tải PSS/ADEPT ta lấy gần thời gian hoạt động phụ tải cực đại cực tiểu sau: + Chế độ phụ tải cực đại: từ 0h – 3h, 13h -14h từ 22h – 23h Thời gian hoạt động phụ tải thời điểm cực đại chiếm khoảng 8/24 = 0.33 + Chế độ phụ tải cực tiểu: từ 6h – 7h 18h – 19h Thời gian hoạt động phụ tải thời điểm cực tiểu chiếm khoảng: 4/24 = 0,17 Trên sở đó, ta phân loại phụ tải xây dựng đồ thị phụ tải mục Network/Load categories, Network/Load Snapshot Hình 4.14: Thẻ phân loại phụ tải Hình 4.15: Thẻ xây dựng đồ thị phụ tải 79 4.3.2 Kết phân bố công suất chế độ vận hành Phần tính tốn thực cách chạy trào lưu công suất cho phương thức vận hành lộ đường dây sử dụng chế độ phụ tải cực đại, chế độ phụ tải cực tiểu (phụ lục 2) Bảng 4.4: Phương thức vận hành TT Tên mạch vịng Vị trí mở mạch vịng Mạch vịng 370-E3.1_372-E3.2 DCL_372-E3.2 DCL_CD DAI THANG Bảng 4.5: Cơng suất tổn thất công suất phương thức vận hành Công suất Tên xuất tuyến P, kW Q, kVAr Chế độ cực đại 3908 2210 Xuất tuyến 370-E3.1 Tổn thất công suất P, kW Q, kVAr 762.27 856.23 242,11 285,12 Chế độ cực tiểu Xuất tuyến 370-E3.1 2333.898 1286.495 4.4 Bài tốn 1: Bù cơng suất phản kháng cho cấu trúc lưới điện Lưới điện phân phối bao gồm lưới điện trung áp hạ áp Khi tính tốn cần xem xét đặt tụ bù vị trí độ giảm tổn thất điện lớn + Nếu đặt thiết bị bù phía trung áp dễ dàng cơng tác vận hành giảm tổn thất điện từ trung áp MBA + Nếu đặt tụ bù phía hạ áp giảm tổn thất điện lưới trung áp hạ áp Tuy nhiên cơng tác vận hành khó khăn Trong luận văn, tác giả ưu tiên thực bù phía trung áp Khi tiến hành bù phía trung áp phần mềm PSS/ADEPT, ta loại bỏ điểm phía hạ áp để giảm thời gian tính tốn ngược lại 4.4.1 Xác định vị trí dung lượng bù thời điểm thấp điểm Để xác đinh dung lượng vị trí bù ta tiến hành bù thời điểm cực tiểu Chạy tính tốn trào lưu cơng suất (Load flow calculation) lưới điện thời điểm thấp điểm, tách trạm bù trung áp có khỏi lưới để chọn lại vị trí đặt 80 Chạy tốn bù tối ưu cơng suất chương trình PSS chế độ thấp điểm: - Các số kinh tế bù công suất phản kháng xác định (Bảng 4.3) Trong đó: + Giá điện tác dụng tiêu thụ thấp điểm: 845 đồng/ 1kWh + Giá điện phản kháng tiêu thụ thấp điểm: đồng/ 1kWh (do cosφ = 0,92 > 0,85) - Phụ tải chế độ thấp điểm - Điện áp đầu nguồn 35 kV - Loại tụ bù cố định (fixed Capacitor) - Số tụ bù giả định (không giới hạn): 10 bộ, có cơng suất 300 kVAr - Nút đặt tụ bù cố định: Chọn nút lưới 35 kV Sau thiết lập xong thẻ Analysis Options\CAPO, chạy chức tính bù tối ưu có kết sau: Beginning CAPO analysis Placed fixed capacitor bank(s) Placed switched capacitor bank(s) Initial system loss: Final system loss: 0.00 kW 0.00 kW 0.00 kvar 0.00 kvar Power savings: 0.00 kW 0.00 kvar CAPO analysis completed; Scroll up to view messages Tổng số tụ bù cố định: (khơng tính tụ có sẵn vận hành) Bảng 4.6: Kết phân tích thơng số vận hành lưới điện thời điểm thấp điểm Chế độ vận hành Tổng tổn hao công suất tác dụng (kW) Giờ bình thường 242,11 Tổng tổn hao cơng suất phản kháng (kVAr) 285,12 Số nút điện áp cho phép Số nút điện áp cho phép Pđầu nguồn (kW) 2333.898 Qđầu nguồn (kVAr) 1286.495 81 * Nhận xét: Kết tính tốn cho thấy thời điểm thấp điểm với điện áp đầu nguồn 35kV lộ đường dây 370-E3.1 cần vận hành 02 trạm bù cố định vận hành với tổng công suất 1.200 kVAr (01 trạm bù 600 kVAr 01 trạm bù 600 kVAr) đảm bảo yêu cầu kỹ thuật độ lệch điện áp cho phép tổn thất công suất lưới nhỏ 4.4.2 Xác định vị trí dung lượng bù thời điểm cao điểm Với chế độ tải cực đại ta phải xác định vị trí dung lượng bù điều chỉnh so với chế độ phụ tải cực tiểu Chạy tính tốn trào lưu cơng suất (Load flow calculation) lưới điện thời điểm cao điểm Tổng dung lượng bù lưới có 1200 kVAr với điểm bù cố định Tham khảo thêm bảng 4.3 cho kết phân tích lưới điện thời điểm cao điểm trước bù Chạy toán bù tối ưu cơng suất chương trình PSS chế độ cao điểm: - Các số kinh tế bù công suất phản kháng bảng 4.3 Trong đó: + Giá điện tác dụng tiêu thụ cao điểm: 1508,25đ đồng/ 1kWh + Giá điện phản kháng tiêu thụ thấp điểm: đồng/ 1kWh (do cosφ = 0,88 > 0,85) - Phụ tải chế độ cao điểm - Điện áp đầu nguồn 35 kV - Loại tụ bù điều chỉnh (switched Capacitor) - Nút đặt tụ bù cố định: Chọn nút lưới 35 kV + Điều chỉnh số lượng tụ bù cố định để lắp đặt 10 (giả thiết số tụ có sẵn để lắp đặt không giới hạn), dung lượng tụ 300kVAr + Điều chỉnh số lượng tụ bù ứng động để lắp đặt 10 (giả thiết số tụ có sẵn để lắp đặt khơng giới hạn) dung lượng tụ 300 kVAr Sau thiết lập xong thẻ Analysis Options\CAPO, chạy chức tính bù tối ưu có kết sau: 82 Bảng 4.7: Dung lượng bù trung áp nút cho cấu trúc lưới điện chế độ vận hành cực đại Lộ đường dây Vị trí bù Node 206 Dung lượng bù (kVAr) Cố định Ứng động 1x300 Node 200 1x300 Node 193 1x300 Node 159 1x300 Node 118 1x300 Node 176 1x300 Lộ đường dây Node 157 2x300 370-E3.1 Node 115 1x300 Node 152 1x300 Node 121 1x300 Node 179 1x300 Node 112 1x300 Node 62 1x300 Node 155 1x300 Tổng dung lượng bù trung áp 4500 Kết tính tốn dung lượng bù vị trí bù cho toán vận hành cực đại trạng đường dây 370-E3.1 cho phụ lục Bảng 4.8: Độ giảm tổn thất công suất sau CAPO cho toán 1, chế độ cực đại ∆P (kW) ∆Q (kVAr) Tổng tổn thất chế độ vận hành 762,25 856,23 Tổng tổn thất sau thực CAPO 626,41 721,25 Lượng tổn thất giảm sau CAPO 135,84 134,98 * Nhận xét: Kết tính toán cho thấy thời điểm cao điểm với điện áp đầu nguồn 35kV lộ đường dây 370-E3.1 vận hành cần 12 bù cố định (với bù cố định tại) với tổng công suất 4.200kVAr (công suất 300kVAr/bộ) Tại thời điểm cao điểm cần 05 bù ứng động tổng công suất 1.500 kVAr (cơng suất 300kVAr/bộ), kết tính tốn bù thời điểm cao điểm đảm 83 bảo yêu cầu kỹ thuật độ lệch điện áp cho phép tổn thất công suất lưới nhỏ Tuỳ theo mức độ mang tải thời điểm mà hệ thống tự động điều chỉnh đóng bụ vào vận hành Với 02 tụ với tổng dung lượng 1.200 kVAr có lưới vận hành chế độ bù cố định 4.5 Bài toán 2: Tái cấu trúc lưới điện kết hợp bù công suất phản kháng 4.5.1 Tái cấu trúc lưới điện lựa chọn phương thức vận hành tối ưu Tiêu chí để lựa chọn phương thức vận hành tối ưu thay đổi trạng thái đóng cắt thiết bị phân đoạn (máy cắt, recloser, dao phụ tải, dao cách ly…) để tạo thành mạch hình tia điều kiện vận hành khác nhau; cho tổn thất công suất bé đồng thời phải đảm bảo chất lượng điện áp nút, đảm bảo điều kiện phát nóng dây dẫn Vì đồ thị phụ tải lưới điện xét thay đổi theo thời điểm ngày nên phương thức vận hành phải điều chỉnh theo đặc điểm tải thời điểm Tuy nhiên, việc vận hành đóng cắt dao thay đổi liên tục không khả thi, sớm làm hư hỏng thiết bị đóng cắt Người ta hay quan tâm đến thay đổi phương thức vận hành chế độ điển hình tải chế độ max chế độ Kết sau: Bảng 4.9: Phương thức vận hành tối ưu Vị trí mở mạch vịng Hiện DCL_372-E3.2 (mở) DCL_CD DAI THANG (mở) Sau TOPO, chế độ max DCL_372-E3.2 (đóng) DCL_174 (mở) Sau TOPO, chế độ DCL_CD-CO DAM (mở) DCL_CD DAI THANG (mở) Qua kết tính tốn điểm mở tối ưu, ta thấy phương thức vận hành tối ưu tính tốn phương thức vận hành mà đường dây 370 vận hành có số thay đổi hồn tồn vị trí mở dao cách ly chế độ so với phương thức vận hành sử dụng 84 Bảng 4.10: Công suất tổn thất công suất phương thức vận hành tối ưu Lộ đường dây Lộ đường dây 370-E3.1 Công suất Tổn thất công suất P, kW Q, kVAr Chế độ cực đại P, kW Q, kVAr 3375 613,03 706,80 1902 Chế độ cực tiểu Lộ đường dây 370-E3.1 2034 728 199,14 241,12 Với mong muốn tiếp tục giảm độ tổn thất, từ phương thức vận hành tối ưu tìm được, ta giải toán xác định dung lượng bù nhằm đạt độ giảm tổn thất điện tốt 4.5.2 Bù công suất phản kháng (CAPO) cho phương thức vận hành tối ưu 4.5.2.1 Tính tốn dung lượng bù phía trung áp Cài đặt option CAPO tốn Kết vị trí bù dung lượng bù sau: Bảng 4.11: Dung lượng bù trung áp nút, chế độ cực đại Lộ đường dây Vị trí bù Node 206 Node 200 Node 193 Node 159 Node 118 Node 176 Node 157 Lộ đường dây Node 156 370-E3.1 Node 115 Node 155 Node 121 Node 179 Node 112 Node 151 Node 105 Tổng dung lượng bù trung áp 85 Dung lượng bù (kVAr) Cố định Ứng động 1x300 1x300 1x300 1x300 1x300 1x300 1x300 1x300 1x300 1x300 1x300 1x300 1x300 1x300 1x300 4500 Kiểm tra tính tốn phân bố cơng suất sau bù trung áp cho phụ lục : Bảng 4.12: Phân bố công suất sau bù trung áp Công suất Lộ đường dây P, kW Q, kVAr Tổn thất công suất P, kW Q, kVAr 470 557,89 Chế độ cực đại Lộ đường dây 370-E3.1 3336 967 Chế độ cực tiểu Lộ đường dây 370-E3.1 Không phải bù công suất phản kháng Nhận thấy kết kiểm tra phân bố công suất chế độ phụ tải cực đại cực tiểu, tổn thất công suất đường dây 370-E3.1 lưới điện tỉnh Nam Định giảm so với trước bù, điện áp nằm phạm vi cho phép Sau tiến hành bước toán 2: tái cấu trúc lưới bù cơng suất phản kháng, ta có bảng tổng hợp độ giảm tổn thất công suất chế độ cực đại, cực tiểu sau: Bảng 4.13: Tổn thất công suất sau TOPO, CAPO chế độ cực đại ∆P (kW) ∆Q (kVAr) Tổng tổn thất chế độ vận hành 762,25 856,23 Tổng tổn thất sau thực TOPO 613,03 706,80 Tổng tổn thất sau thực CAPO 470 557,89 142,03 148,91 Lượng tổn thất giảm sau TOPO, CAPO Bảng 4.14: Tổn thất công suất sau TOPO, CAPO chế độ cực tiểu ∆P (kW) ∆Q (kVAr) Tổng tổn thất chế độ vận hành 242,11 285,12 Tổng tổn thất sau thực TOPO 199,14 241,12 Tổng tổn thất sau thực CAPO Không cần bù Lượng tổn thất giảm sau TOPO, CAPO 86 42,97 44 4.6 Kết luận Tổng hợp kết sau nghiên cứu tốn mục 4.4 4.5, ta có bảng: Bảng 4.15: So sánh độ giảm tổn thất điện tốn Lượng tổn thất cơng Bài tốn Bài toán suất giảm P, kW Q, kVAr P, kW Q, kVAr Chế độ cực đại 135,84 134,98 142,03 148,91 42,97 44 185 192,91 Chế độ cực tiểu Tổng 135,84 134,98 Ta nhận thấy lượng tổn thất công suất giảm toán (phối hợp tái cấu trúc lưới bù công suất phản kháng) lớn tốn (chỉ bù cơng suất phản cho phương thức vận hành tại) Điều chứng tỏ phương pháp phối hợp tái cấu trúc lưới bù công suất phản kháng để giảm tổn thất điện hoàn toàn hợp lý, ưu việt tính tốn bù cơng suất phản kháng Cụ thể: - Lượng tổn thất công suất giảm nhiều - Cấu trúc lưới điện thay đổi với chế độ điển hình tải, phù hợp với nguyên tắc vận hành lưới Do vậy, nghiên cứu giảm tổn thất điện năng, nên áp dụng lựa chọn cấu trúc vận hành phù hợp cho thời điểm kết hợp với bù công suất phản kháng nhằm giảm tổn thất công suất, tổn thất điện tốt 87 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Lưới điện phân phối khâu quan trọng hệ thống điện để truyền dẫn điện đến hộ tiêu thụ Trong xu phát triển phụ tải nay, yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện chất lượng điện đòi hỏi cao Do vậy, nhiệm vụ cấp bách đơn vị quản lý phải giảm tổn thất điện lưới, đáp ứng nhu cầu phụ tải điện Trong nội dung luận văn, tác giả đưa tiêu đánh giá chất lượng điện năng, giải pháp nâng cao chất lượng điện, biện pháp giảm tổn thất điện Có thể nhận thấy, đơn vị quản lý nỗ lực giải toàn giảm tổn thất điện chứng minh số liệu giảm dần vài năm gần Tái cấu trúc lưới điện kết hợp với bù công suất phản kháng giải pháp kỹ thuật nâng cao chất lượng điện cung cấp cho phép giảm tổn thất Điều dẫn đến giảm cơng suất phát đầu nguồn, giảm vốn đầu tư xây dựng mạng điện, giảm tải đường dây máy biến áp, làm cho tuổi thọ chúng dài Việc áp dụng phần mềm phân tích, tính tốn lưới điện phân phối PSS/ADEPT giúp cho người sử dụng giải tốn phân bố cơng suất lưới phân phối, điện áp nút, kiểm tra tải máy biến áp, q tải nút; tính tốn ngắn mạch ,tính tốn xác định điểm vận hành tối ưu lưới điện Đây toán mà đơn vị điện lực cần giải thường xuyên Kiến nghị hướng nghiên cứu đề tài Tác giả kiến nghị biện pháp cần tiếp tục áp dụng: + Tính tốn lựa chọn phương thức kết dây tối ưu, lựa chọn dung lượng vị trí lắp đặt tụ bù hợp lý để đảm bảo điện áp giảm tổn thất điện + Đảm bảo điện áp xuất tuyến mức cao cho phép 88 + Lựa chọn chế độ vận hành kinh tế MBA TBA có nhiều máy biến áp để giảm TTĐN + Nâng công suất chống tải đường dây TBA + Cải tạo rút ngắn bán kính cấp điện, bước chuẩn hóa điện áp trung áp cấp 22kV + Củng cố hệ thống đo đếm, thường xuyên kiểm tra định kỳ, thí nghiệm theo quy định + Tính tốn lựa chọn điểm đặt dung lượng bù hợp lý Sử dụng bù động để nâng hệ số cos lên mức 0,95 TBA phân phối sở tính tốn kinh tế + Thực cân pha Ngoài ra, tác giả kiến nghị đơn vị ứng dụng mạnh mẽ phần mềm hỗ trợ tính tốn, giải tích LĐPP PSS/ADEPT cơng tác quản lý vận hành Mặc dù, số liệu tính tốn đầu vào xử lý số liệu phần mềm tương đối lớn, nhiều thời gian bù lại có hệ thống quản lý lâu dài Sự thay đổi phụ tải cần cập nhật vào phần mềm tính tốn giá trị tổn thất điện ứng dụng module phần mềm để giải toán giảm tổn thất điện 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT Trần Bách (2000), Lưới điện 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 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 điều khiển ổn định hệ thống điện, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 10 Nghị định phủ: Số 105/2005/NĐ-CP ngày 17/8/2005, quy định chi tiết hướng dẫn thi hành số điều 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 90 PHỤ LỤC Phụ lục - Số liệu đo tải ngày mùa hè tháng 7/2013 TBA 110 kV lộ 370 - E3.1 Vụ Bản Ngày 2-Jul 3-Jul 4-Jul 5-Jul 6-Jul 7-Jul 8-Jul Giờ P(kW) P(kW) P(kW) P(kW) P(kW) P(kW) P(kW) 7,463 10,911 6,948 11,838 12,352 13,382 11,323 12,320 7,463 10,911 6,948 11,838 12,352 13,382 11,323 12,320 6,382 10,911 6,948 11,838 12,352 13,382 11,323 12,341 4,117 10,911 6,948 11,838 12,352 13,382 7,154 11,947 4,117 5,661 4,684 12,352 7,977 7,720 7,000 9,001 4,426 4,889 5,250 11,838 7,720 7,205 6,588 8,609 4,581 4,889 5,147 7,205 6,691 7,154 5,147 6,627 5,816 5,147 6,228 8,235 7,720 8,235 6,382 7,688 6,691 5,661 6,742 8,492 9,264 9,264 6,948 8,573 10 7,463 7,205 9,985 9,779 9,521 8,904 6,691 9,457 11 6,948 7,205 9,985 7,926 6,794 6,691 6,176 8,273 12 7,772 6,691 9,727 10,139 8,338 9,264 8,235 9,434 13 7,772 6,691 9,727 10,139 8,338 10,294 11,168 10,279 14 10,294 6,691 12,507 12,764 13,176 10,294 10,294 12,426 15 10,088 6,691 9,573 12,867 12,249 11,838 9,573 11,890 16 10,088 7,000 11,323 11,838 10,808 10,294 9,264 11,208 17 8,235 5,507 8,441 8,338 7,720 7,051 7,514 8,263 18 6,073 6,073 7,205 7,926 7,463 7,205 5,661 7,400 19 5,970 5,713 6,897 7,205 7,360 6,176 6,382 6,972 20 6,022 6,176 9,161 7,977 7,977 7,205 6,897 8,124 21 6,691 7,205 8,132 8,749 8,852 7,720 8,749 8,606 22 8,749 5,661 11,683 10,911 11,323 10,808 9,882 11,326 23 10,448 7,720 12,867 13,382 12,815 13,279 9,882 13,005 24 11,014 6,691 12,867 12,352 13,484 12,146 12,404 13,159 91 Ptt ... thuật điện chuyện ngành - Hệ thống điện với đề tài: ? ?Đánh giá giải pháp nâng cao chất lượng điện giảm tổn thất điện lưới điện phân phối (áp dụng cho đường dây 370 - trạm 110KV Trình xuyên Nam Định). .. tìm giải pháp nâng cao chất lượng điện năng, giảm tổn thất điện lưới điện phân phối Đối tượng phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu giải pháp nâng cao chất lượng điện lưới phân phối nói chung ứng dụng vào... pháp nâng cao chất lượng điện lưới phân phối Chương 3: Các giải pháp giảm tổn thất điện lưới điện phân phối Chương 4: Nghiên cứu giảm tổn thất điện phần mềm PSS/ADEPT đường dây 370 - E3.1 lưới điện