BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - ĐẶNG QUỐC DU NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TẢI CỦA LƢỚI TRUYỀN TẢI ĐIỆN TRONG THỊ TRƢỜNG ĐIỆN ÁP DỤNG PHÂN TÍCH KHẢ NĂNG TẢI CỦA LƢỚI TRUYỀN TẢI ĐIỆN VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT ĐIỆN HÀ NỘI - 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - ĐẶNG QUỐC DU NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TẢI CỦA LƢỚI TRUYỀN TẢI ĐIỆN TRONG THỊ TRƢỜNG ĐIỆN ÁP DỤNG PHÂN TÍCH KHẢ NĂNG TẢI CỦA LƢỚI TRUYỀN TẢI ĐIỆN VIỆT NAM Chuyên ngành: Kỹ thuật điện LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT ĐIỆN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS TRẦN BÁCH HÀ NỘI - 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan vấn đề trình bày luận văn nghiên cứu riêng cá nhân tơi, có tham khảo số tài liệu báo tác giả nước xuất Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm có sử dụng lại kết người khác Tác giả Đặng Quốc Du LỜI CẢM ƠN Với lịng biết ơn sâu sắc nhất, tơi xin cảm ơn PGS.TS Trần Bách, Bộ môn Hệ thống điện, Viện điện, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, tận tình trực tiếp hướng dẫn giúp đỡ tơi suốt q trình thực đề tài Tơi muốn bày t lịng cảm ơn gia đình, bạn b , đồng nghiệp b n cạnh giúp đỡ động vi n suốt thời gian làm luận văn tốt nghiệp Với khoảng thời gian không dài làm luận văn c ng với vốn kiến thức hạn chế n n luận văn không th tránh kh i thiếu s t Em mong ch bảo th m thầy cô Hà Nội, ngày tháng năm 2015 MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN VỀ THỊ TRƯỜNG ĐIỆN 11 1.1 Giới thiệu chung 11 1.2 Cấu trúc thị trường điện 11 1.2.1 Các lý dẫn đến thị trường điện 11 1.2.2 Các thành phần tham gia thị trường điện 13 1.2.3 Tổ chức thị trường điện 17 1.2.4 Cách thức mua bán điện 21 1.2.5 Khung thời gian hoạt động thị trường điện : 24 1.2.6.Hiện tượng quyền lực thị trường-market power: 26 1.3 Những vấn đề lưới điện thị trường điện 27 1.3.1 Khái quát 27 1.3.2 Lưới điện thị trường điện 28 1.4 Nghẽn mạch quản lý nghẽn mạch 32 1.4.1 Khái niệm 32 1.4.2 Quản lý nghẽn mạch 33 Chương 2: KHẢ NĂNG TẢI CỦA LƯỚI ĐIỆN TRONG THỊ TRƯỜNG ĐIỆN VÀ NÂNG CAO KHẢ NĂNG TẢI BẰNG CÁC BIỆN PHÁP KỸ THUẬT 35 2.1 Khái quát khả tải lưới truyền tải điện 35 2.1.1 Định nghĩa khả tải 35 2.1.2 Các điều kiện ti u chuẩn xác định giới hạn công suất tải lưới truyền tải 35 2.1.3 Các biện pháp kỹ thuật nâng cao khả tải tổng lưới điện truyền tải 38 2.1.4 Y u cầu tính tốn khả tải thị trường điện 39 2.2 Các phương pháp giải tích giải tích lưới điện 40 2.2.1 Phương pháp Newton-Raphson (N-R) 40 2.2.2 Phương pháp dòng điện chiều (DCPF) tính tốn phân bố cơng suất tr n lưới 44 2.2.3 Phương pháp tính li n tục chế độ-CPF 46 2.3 Giải tích lưới điện với thiết bị FACT 49 2.3.1 Các thiết bị b c điều n 49 2.3.2 Mơ hình thiết bị b dọc TCSC giải tích chế độ xác lập 50 2.3.3 Mơ hình thiết bị b ngang SVC giải tích chế độ xác lập Cấu tạo SVC: 52 2.4 Tính khả tải lưới điện truyền tải 53 2.4.1 Các y u cầu tình huống, giả thiết liệu tính khả tải 53 2.4.2 Các phương pháp tính đánh giá khả tải tổng lưới truyền tải 54 2.4.3 Thuật tốn tính khả tải cho lựa chọn thời gian 61 2.5 Phương pháp tính giới hạn ổn định điện áp 63 2.5.1 Giới hạn ổn định điện áp yếu tố ảnh hưởng đến ổn định điện áp 63 2.5.2 Các ti u chuẩn ổn định tính giới hạn ổn định tĩnh ổn định điện áp 64 2.5.3 Ch ti u ổn định điện áp 66 2.5.4 Thuật tốn tính giới hạn ổn định 66 2.5.5 Chương trình tính tốn 67 2.6 Bài toán chọn thiết bị b đ nâng cao khả tải lưới điện truyền tải 68 2.6.1 Đặt vấn đề 68 2.6.2 Các bước quy hoạch thiết bị b SVC nâng cao ổn định điện áp 71 Chương 3: TÍNH TỐN KHẢ NĂNG TẢI THEO ĐIỀU KIỆN ỔN ĐỊNH CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM 76 3.1 Hệ thống điện Việt Nam 76 3.2 Áp dụng phần mềm CONUS đ tính tốn nâng cao ổn định điện áp cho hệ thống điện Việt Nam năm 2011 79 3.2.1 Chương trình tính tốn CONUS 80 3.2.2 Phương pháp đánh giá ổn định tĩnh 81 3.2.2 Xác định chế độ vận hành giới hạn theo điều kiện ổn định tĩnh 81 3.2.3 Ch ti u đánh giá mức độ ổn định điện áp tr n sở tính tốn chế độ giới hạn sử dụng CONUS 82 3.2.4 Thiết bị b c điều n (SVC) CONUS 83 3.3 Nghi n cứu khả tải theo ổn định điện áp 84 3.3.1 Tính tốn chế độ xác lập 84 3.3.2 Tính hệ số dự trữ ổn định theo kịch 84 3.3.3 Tính tốn, phân tích đặt SVC nút điện áp yếu 86 KẾT LUẬN CHUNG 93 TÀI LIỆU THAM KHẢO 93 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Chữ viết tắt AC ATC Available Transfer Capability: Khả tải khả dụng BOT Build - Operate - Tranfer: Xây dựng - Hoạt động - Chuy n giao Cty Cơng ty DC Direct Current: Dịng điện chiều ĐD Đường dây DISCO EVN 10 Nội dung Alternating Current: Dòng điện xoay chiều Distribution Company: Công ty phân phối điện Vietnam Electricity: Tập đoàn Điện lực Việt Nam FACTS Flexible AC Transmission System: Hệ thống truyền tải xoay chiều linh hoạt FERC Federal Energy Regulatory Commission: Ủy ban điều phối lượng li n bang Firm Transmission Right: Quyền truyền tải chắn 11 FTR 12 GENCO 13 HTĐ Hệ thống điện 14 IEA International Energy Agency: Cơ quan lượng quốc tế IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers: Viện kỹ sư điện điện tử 15 Generation Company: Các công ty sản xuất điện IPP Independent Power Producer: Nhà máy phát điện độc lập ISO Independent System Operator: Đơn vị vận hành hệ thống điện độc lập 18 LDC Local Distribution Company: Công ty phân phối địa phương 19 MO Market Operator: Đơn vị điều hành thị trường điện NPT National Power Transmission Corporation: Tổng công ty Truyền tải điện Quốc gia 16 17 20 STT Chữ viết tắt 21 OPF Optimal Power Flow: Dịng cơng suất tối ưu 22 PPA Power Purchase Agreement: Hợp đồng mua bán điện 23 PX Power Exchange: Giao dịch điện 24 RESCO 25 SO 26 Nội dung Retail Sale Company: Công ty bán lẻ System Operator: Đơn vị vận hành hệ thống điện TRANSCO Transmission Company: Công ty truyền tải điện 27 TRM Transmission Reliability Margin: Dự trữ độ tin cậy truyền tải 28 TSO Transmission System Operator: Đơn vị quản lý truyền tải điện 29 TTC Total Tranfer Capability: Khả tải tổng 30 TTĐ Truyền tải điện DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Các đặc tính cách mua-bán điện đ thiết lập thị trường bán buôn điện 20 Bảng 1.2 Bảng dịch vụ phụ mua tr n thị trường dịch vụ phụ 22 Bảng 1.3 Sơ đồ hoạt động hệ thống điện khoảng 15 năm 24 Bảng 1.4 Các dịch vụ phụ thị trường điện 31 Bảng 2.1 Ảnh hưởng thiết bị FACTS đến hệ thống điện 39 Bảng 2.3 So sánh phương pháp tính khả tải 58 Bảng 2.3 Thông số nút lưới điện nút 73 Bảng 2.4 Thông số đường dây lưới điện nút 74 Bảng 2.5 Kết nghi n cứu lưới điện nút 75 Bảng 4.1 Bảng thông số điện áp nút điện áp yếu hệ thống 85 Bảng 4.2 Bước đặt SVC nút 417 86 Bảng 4.3 Tạo nút giả đặt SVC 417 87 Bảng 4.4 đặt SVC nút 417 sheet SVC, kháng, tụ b 87 Bảng 4.5 Bảng giá trị điện áp nút yếu sau đặt SVC nút 417 87 Bảng 4.6 Bảng giá trị điện áp nút yếu sau đặt SVC nút 418 89 Bảng 4.7 Bảng giá trị điện áp nút yếu sau đặt SVC nút 417, 418 91 Phụ lục 03 Đường dây siêu cao áp Phụ lục 04 Nhánh chuẩn Phụ lục 05 Nhánh máy biến áp Phụ lục 06 Thông số máy biến áp Phụ lục 07 Giá trị điện áp nút chế độ tới hạn theo kịch hướng Bắc Nam chưa đặt SVC Nút U0(kV) Ugh(kV) kU (%) Nút U0(kV) Ugh(kV) kU (%) 473.77 487.81 -2.96 217 209.65 210.18 -0.25 473.59 488.18 -3.08 218 211.79 213.04 -0.59 473.59 488.18 -3.08 219 210.59 211.88 -0.6 482.07 492.17 -2.09 220 216.86 218.12 -0.58 493.67 512.84 -3.88 221 230.83 232.08 -0.54 499.91 510.78 -2.17 222 212.47 214.02 -0.72 10 502.98 514.10 -2.21 223 206.23 206.88 -0.31 11 516.15 514.32 0.35 224 203.10 203.32 -0.1 12 504.28 511.59 -1.45 225 203.55 203.45 0.04 13 493.15 505.27 -2.45 226 208.81 211.12 -1.1 14 483.45 495.59 -2.51 227 213.89 215.64 -0.81 15 475.87 482.88 -1.47 228 235.19 235.32 -0.05 16 494.78 504.25 -1.91 229 229.50 229.28 0.09 17 498.17 507.52 -1.87 230 229.50 229.28 0.09 18 496.23 503.54 -1.47 231 236.15 235.84 0.13 19 498.29 505.74 -1.49 232 228.39 228.34 0.01 20 502.15 507.00 -0.96 234 234.17 234.47 -0.12 21 507.73 507.33 0.07 236 225.52 216.55 3.97 22 514.92 506.75 1.58 237 235.74 235.83 -0.03 Nút U0(kV) Ugh(kV) kU (%) Nút U0(kV) Ugh(kV) kU (%) 23 514.14 512.64 0.29 238 233.34 233.34 24 514.33 513.21 0.21 239 235.40 234.78 0.25 26 515.00 515.00 240 228.98 229.57 -0.25 27 495.65 507.70 -2.43 241 242.00 242.00 28 506.46 504.19 0.44 242 209.34 211.67 -1.11 29 508.18 493.07 2.97 243 206.81 211.01 -2.03 30 500.77 474.54 5.23 244 240.45 236.05 1.82 31 484.36 448.99 7.3 245 205.68 181.23 11.88 32 509.06 480.99 5.51 246 202.71 177.05 12.65 33 509.47 483.14 5.16 247 205.30 210.23 -2.4 35 514.12 512.78 0.26 248 232.41 231.40 0.43 36 511.92 500.18 2.29 301 209.93 212.74 -1.33 37 504.41 483.68 4.11 302 216.65 221.19 -2.09 38 491.65 463.55 5.71 303 208.41 211.24 -1.35 39 473.77 440.14 7.09 304 203.41 209.19 -2.84 40 508.54 481.41 5.33 305 203.80 208.58 -2.34 41 506.06 478.01 5.54 306 204.89 209.50 -2.24 42 521.82 501.47 3.9 307 213.45 215.17 -0.8 43 516.28 492.85 4.53 308 232.93 232.94 44 510.33 483.92 5.17 309 230.38 229.39 0.42 Nút U0(kV) Ugh(kV) kU (%) Nút U0(kV) Ugh(kV) kU (%) 45 503.95 474.70 5.8 310 224.83 223.79 0.46 46 497.16 465.20 6.42 311 232.70 230.00 1.15 47 515.12 489.38 4.99 312 230.70 227.07 1.57 48 519.16 495.09 4.63 313 235.52 231.75 1.6 49 513.74 487.41 5.12 314 234.31 228.52 2.47 50 512.27 485.36 5.25 315 234.29 228.76 2.36 51 510.71 483.22 5.38 316 236.76 231.81 2.08 54 510.55 493.89 3.26 318 220.83 226.05 -2.36 55 508.46 483.38 4.93 319 231.26 224.15 3.07 56 505.73 472.34 6.6 320 228.84 229.53 -0.3 57 502.36 460.80 8.27 321 235.27 234.64 0.26 58 498.36 448.77 9.94 323 235.79 232.19 1.52 59 503.60 464.82 7.7 324 234.72 229.27 2.32 60 506.60 474.13 6.4 325 234.51 229.15 2.28 61 508.04 481.98 5.12 401 211.91 193.94 8.48 62 507.01 482.94 4.74 402 210.09 191.94 8.63 63 510.35 487.50 4.47 403 221.86 206.03 7.13 65 508.66 487.88 4.08 404 212.77 197.37 7.23 68 510.17 492.69 3.42 405 207.79 189.95 8.58 69 510.85 494.39 3.22 406 206.95 188.52 8.9 Nút U0(kV) Ugh(kV) kU (%) Nút U0(kV) Ugh(kV) kU (%) 70 496.58 507.01 -2.09 407 207.48 189.24 8.79 71 487.71 497.33 -1.97 408 208.94 193.09 7.58 72 490.89 500.77 -2.01 409 225.18 215.88 4.13 73 502.85 513.95 -2.2 410 214.54 201.38 6.13 74 508.56 519.74 -2.19 411 218.61 206.36 5.6 75 496.79 507.39 -2.13 412 224.94 215.64 4.13 76 493.22 503.42 -2.06 413 223.54 213.21 4.61 77 490.20 499.82 -1.96 414 203.11 173.28 14.68 81 496.79 507.39 -2.13 415 200.52 163.56 18.43 82 493.22 503.42 -2.06 416 201.47 156.36 22.39 * 83 491.42 501.01 -1.95 417 212.23 164.28 22.59 * 201 222.34 226.07 -1.68 418 217.86 147.09 32.48** 202 220.00 220.00 419 210.05 118.76 43.46** 203 218.40 218.17 0.1 420 211.72 129.44 38.86** 204 219.76 219.31 0.2 421 211.64 196.34 7.22 205 222.18 221.60 0.26 422 210.60 194.96 7.42 206 235.61 235.30 0.13 430 229.67 223.09 2.86 207 220.85 220.72 0.05 440 224.02 208.56 6.9 208 225.87 225.87 701 494.68 501.76 -1.43 209 228.08 228.27 -0.08 711 499.92 510.84 -2.18 Nút U0(kV) Ugh(kV) kU (%) Nút U0(kV) Ugh(kV) kU (%) 210 225.27 225.27 712 480.30 493.42 -2.73 211 233.37 233.73 -0.15 713 476.41 489.52 -2.75 212 230.00 230.00 714 482.32 478.28 0.83 213 230.00 230.00 721 494.79 505.47 -2.15 214 222.65 222.61 0.01 722 494.79 505.47 -2.15 215 222.31 222.27 0.01 723 477.46 486.06 -1.8 216 212.99 212.85 0.06 731 494.56 505.11 -2.13 732 494.56 505.11 -2.13 Bảng : Thông số ... - ĐẶNG QUỐC DU NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TẢI CỦA LƢỚI TRUYỀN TẢI ĐIỆN TRONG THỊ TRƢỜNG ĐIỆN ÁP DỤNG PHÂN TÍCH KHẢ NĂNG TẢI CỦA LƢỚI TRUYỀN TẢI ĐIỆN VIỆT NAM Chuyên ngành: Kỹ thuật điện LUẬN VĂN THẠC... truyền tải đến thị trường điện, biện pháp kỹ thuật đ nâng cao khả tải lưới điện truyền tải Áp dụng phân tích nâng cao ổn định điện áp hệ thống điện truyền tải Việt Nam 1.2 Cấu trúc thị trƣờng điện. .. Nghiên cứu tổng quan thị trường điện cạnh tranh; - Nghi n cứu khả tải lưới điện thị trường điện biện pháp tăng khả tải chống nghẽn mạch lưới điện giải pháp kỹ thuật Đ là: nghi n cứu khả tải khả