Tài liệu Đánh giá hiệu quả nâng cao độ tin cậy cung cấp điện của thiết bị tự động đóng lặp lại trong lưới phân phối 469 e1.12 thuộc công ty điện lực hoàn kiến, hà nội

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI -------------------------------------- LUẬN VĂN THẠC SĨ Đánh giá hiệu quả nâng cao độ tin cậy cung cấp điện của thiết bị tự động đóng lặp lại trong lƣới phân phối 469 E1.12 thuộc công ty Điện lực Hoàn Kiếm, Hà Nội. NGUYỄN VIỆT HẢI [email protected] Chuyên ngành quản lý kỹ thuật và công nghệ Giảng viên hƣớng dẫn: TS. Lã Minh Khánh Trƣờng điện – Điện tử, khoa điện HÀ NỘI, 08/ 2022 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ và tên tác giả luận văn: Nguyễn Việt Hải. Đề tài luận văn: Đánh giá hiệu quả nâng cao độ tin cậy cung cấp điện của thiết bị tự động đóng lặp lại trong lưới phân phối 469 E1.12 thuộc công ty Điện lực Hoàn Kiếm, Hà Nội. Chuyên ngành: Quản lý kỹ thuật công nghệ, chuyên ngành Hệ thống điện. Mã số SV: 20202628M. Tác giả, Người hướng dẫn khoa học và Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả đã sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên bản họp Hội đồng ngày ....................................................………… với các nội dung sau: - Sửa các lỗi chính tả; - Bổ sung hình vẽ 2.2 và 2.3; - Bổ sung danh mục các hình vẽ và đồ thị. Ngày …….. tháng …….. năm 2022 Giáo viên hƣớng dẫn TS. Lã Minh Khánh Tác giả luận văn Nguyễn Việt Hải CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TS. Lê Việt Tiến LỜI CẢM ƠN Em xin trân trọng cảm ơn Tiến sĩ Lã Minh Khánh và các Thầy Cô giáo khoa điện và các Thầy Cô giáo Viện Kinh tế đã tận tình hướng dẫn chỉ bảo giúp Em hoàn thành luận văn. Do thời gian có hạn và kiến thức còn nhiều hạn chế nên luận văn chắc chắn còn nhiều khiếm khuyết. Em mong muốn nhận được sự chỉ bảo góp ý của các Thầy Cô giáo trong khoa điện. Em trân trọng cảm ơn các Thầy Cô giáo trong trường đã truyền đạt kiến thức trong thời gian chúng em học tập tại trường Đại học Bách khoa Hà Nội. TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN Các nội dung sau đã được thực hiện trong luận văn: - Nghiên cứu tổng quan về yêu cầu và phương pháp đánh giá độ tin cậy cho lưới điện phân phối. - Thu thập, thống kê và tổng hợp số liệu thực về sự cố và thời gian xử lý của lưới điện phân phối Hoàn Kiếm – Hà Nội. - Tính toán phân tích và xây dựng số liệu điển hình tương ứng cho các chỉ số độ tin cậy của lưới điện phân phối. - Đề xuất, xây dựng phương án tối ưu và đánh giá hiệu quả kinh tế kỹ thuật của các phương án nâng cao độ tin cậy cho xuất tuyến lưới điện phân phối trung áp 22kV Hoàn Kiếm – Hà Nội. Luận văn thực hiện tìm hiểu các chỉ tiêu đánh giá độ tin cậy cung cấp điện cho lưới điện phân phối thực tế tại Việt Nam. Trên cơ sở chỉ tiêu phù hợp, luận văn áp dụng đánh giá độ tin cậy cho lưới phân phối thực tế có sử dụng thiết bị tự động HỌC VIÊN (Ký và ghi rõ họ tên) MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN MỤC LỤC ..................................................................................................................1 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT..........................................4 DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................................5 DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ............................................................................6 MỞ ĐẦU ....................................................................................................................6 CHƢƠNG 1. YÊU CẦU ĐẢM BẢO ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN CHO LƢỚI PHÂN PHỐI .................................................................................................10 1.1 Độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện phân phối ..............................................10 1.1.1 Một số khái niệm và định nghĩa .......................................................................10 1.1.2. Phân loại bài toán độ tin cậy ...........................................................................11 1.1.3. Các chỉ tiêu đánh giá độ tin cậy của lưới phân phối điện ...............................13 1.2. Yêu cầu đảm bảo độ tin cậy cho lưới phân phối tại Việt Nam ..........................16 1.2.1. Các quy định của Bộ Công Thương về đảm bảo chỉ tiêu độ tin cậy cho lưới điện phân phối ...........................................................................................................16 1.2.2. Ảnh hưởng của độ tin cậy đến tổn thất kinh tế ...............................................17 1.2.3. Bài toán tối ưu đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cho lưới phân phối ...........18 1.3. Các biện pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho lưới điện phân phối ......20 1.4. Sử dụng thiết bị tự động đóng lặp lại để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho lưới phân phối trung áp .............................................................................................24 1.5 Kết luận chương 1 ...............................................................................................26 CHƢƠNG 2. PHƢƠNG PHÁP VÀ CÔNG CỤ ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CHO LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI............................................................................27 1 2.1 Đặc điểm của lưới điện phân phối trong đánh giá độ tin cậy cung cấp điện ......27 2.2 Phương pháp tính độ tin cậy cho lưới điện phân phối ........................................29 2.2.1 Lưới phân phối không phân đoạn ....................................................................29 2.2.2 Lưới phân phối phân đoạn ...............................................................................31 2.3 Công cụ tính toán đánh giá độ tin cậy cho lưới phân phối hở ............................33 2.3.1 Cấu trúc lưới phân phối và hoạt động của thiết bị phân đoạn..........................33 2.3.2 Phương pháp tính chung chỉ tỉêu độ tin cậy của lưới phản phối được cấp điện bởi một nguồn ...........................................................................................................37 2.3.3 Phần mềm tính toán độ tin cậy lưới phân phối ................................................40 2.4 Kết luận chương 2 ...............................................................................................42 CHƢƠNG 3. ÁP DỤNG TÍNH TOÁN CHO LƢỚI ĐIỆN TRUNG ÁP 22KV HOÀN KIẾM, HÀ NỘI ..........................................................................................43 3.1 Đặt vấn đề ...........................................................................................................43 3.2. Số liệu và hiện trạng vận hành của xuất tuyến trung áp 22kV thuộc lưới điện quận Hoàn Kiếm .......................................................................................................46 3.2.1. Mô tả xuất tuyến lưới điện trung áp 22kV của Điện lực Hoàn Kiếm .............46 3.2.2. Thống kê số liệu ngừng điện trong lưới điện trung áp quận Hoàn Kiếm .......52 3.3. Xác định số phân đoạn tối ưu .............................................................................53 3.3.1. Lưới điện chưa có thiết bị phân đoạn ..............................................................53 3.3.2. Lưới điện gồm nhiều phân đoạn .....................................................................55 3.3.4. Đánh giá các phương án bổ sung để nâng cao độ tin cậy trên cơ sở phân đoạn lưới phân phối ...........................................................................................................68 3.4. So sánh hiệu quả kinh tế kỹ thuật của các biện pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện .....................................................................................................................71 3.4.1 Phương pháp đánh giá ......................................................................................71 3.4.1 Kết quả đánh giá...............................................................................................74 2 3.5. Nhận xét và kết luận chương 3...........................................................................77 KẾT LUẬN CHUNG ..............................................................................................79 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................81 PHỤ LỤC: SƠ ĐỒ MỘT SỢI XUẤT TUYẾN LĐPP .........................................82 3 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT CCĐ Cung cấp điện DCL Dao cách ly ĐN Điện năng ĐTC Độ tin cậy ĐTPT Đồ thị phụ tải EVN Electricity of Vietnam (Tập đoàn Điện lực Việt Nam) HTĐ Hệ thống điện KH Khách hàng LĐPP Lưới điện phân phối LĐTT Lưới điện truyền tải MAIFI Momentary Average Interruption Frequency Index MARR Minimum Attractive Rate of Return (suất thu lợi tối thiểu chấp nhận được) MC Máy cắt NĐ Ngừng điện NPV Net Present Value (Giá trị hiện tại ròng) TBA Trạm biến áp SAIDI System Average Interruption Duration Index SAIFI System Average Interruption Frequency Index TBPĐ Thiết bị phân đoạn TTSC Thao tác sự cố 4 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1 Các dữ liệu tính toán của xuất tuyến LĐPP...............................................46 Bảng 3.2 Kết quả tính toán chỉ số SAIDI các phương án phân đoạn .......................67 Bảng 3.3 So sánh hiệu quả giảm lượng điện năng bị mất giữa các phương án ........67 Bảng 3.4 So sánh với lưới điện 6 PĐ bằng MC khi chưa có recloser.......................71 5 DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Các bài toán đánh giá độ tin cậy trong hệ thống điện ................................11 Hình 1.2 Quan hệ giữa độ tin cậy và chi phí đầu tư..................................................19 Hình 1.3 Độ tin cậy và chi phí tối ưu ........................................................................20 Hình 1.4 Thiết bị tự động đóng lặp lại (reccloser) trong lưới điện trung áp .............25 Hình 2.1 Các cấu trúc điển hình của lưới phân phối .................................................29 Hình 2.2 Lưới phân phối hình tia ..............................................................................30 Hình 2.3 Ví dụ về lưới phân phối cấu trúc ngược .....................................................35 Hình 2.4 Phần mềm tính toán độ tin cậy của lưới điện phân phối ............................41 Hình 3.1 Sơ đồ các bước đánh giá cho lưới điện phân phối 22kV Hoàn Kiếm........45 Hình 3.2 Sơ đồ một sợi xuất tuyến lưới điện khảo sát ..............................................52 Hình 3.3 Sơ đồ đẳng trị phương án 1 ........................................................................54 Hình 3.4 Kết quả tính toán độ tin cậy phương án lưới không phân đoạn .................55 Hình 3.5 Sơ đồ đẳng trị phương án 2 ........................................................................55 Hình 3.6 Kết quả tính toán độ tin cậy phương án lưới 2 phân đoạn .........................57 Hình 3.7 Sơ đồ đẳng trị phương án 3 ........................................................................57 Hình 3.8 Sơ đồ đẳng trị phương án 4 ........................................................................59 Hình 3.9 Sơ đồ đẳng trị phương án 5 ........................................................................61 Hình 3.10 Sơ đồ đẳng trị phương án 6 ......................................................................63 Hình 3.11 Sơ đồ đẳng trị phương án 7 ......................................................................65 Hình 3.12: Chỉ số SAIDI các phương án phân đoạn.................................................68 Hình 3.13 Kết quả tính toán ĐTC phương án sử dụng máy cắt làm thiết bị phân đoạn ...........................................................................................................................70 6 MỞ ĐẦU Lý do chọn đề tài Hệ thống điện bao gồm các khâu sản xuất, truyền tải và phân phối điện năng đến các khách hàng đầu cuối ([1]). Trong các công tác quy hoạch, thiết kế, đầu tư xây dựng hệ thống điện, người quản lý vận hành đều cần tính đến việc ra quyết định sao cho đạt được hiệu quả kinh tế kỹ thuật tốt nhất. Sự phát triển nhanh chóng gần đây của lưới điện Việt Nam cả về quy mô công suất cũng như phạm vi cung cấp điện càng đỏi hỏi chặt chẽ hơn về đảm bảo chất lượng hoạt động, đặc biệt là đối với tính liên tục cung cấp điện. Chính sách cụ thể của Bộ Công thương cũng đặt ra yêu cầu cụ thể về cung cấp điện và đảm vảo cung cấp điện với chất lượng ngày càng nâng cao từ phía khách hàng cũng như EVN thông qua các quy định về độ tin cậy, chất lượng điện áp, tần số… thúc đấy quá trình tìm kiếm các giải pháp nhằm đảm bảo hoạt động tối ưu đối với các tiêu chí này. Cụ thể là Thông tư 39 của Bộ Công thương năm 2015 quy định về việc vận hành lưới điện phân phối đã đặt ra các yêu cầu đối với chất lượng vận hành của lưới điện phân phối. Tuy nhiên trong các quy hoạch và phát triển lưới điện hiện nay thì mới chỉ tập trung đến việc đánh giá tối ưu đối với các vấn đề kỹ thuật như tổn thất công suất, tổn thất điện năng hay tổn thất điện áp lớn nhất của lưới mà chưa chú trọng đến việc đánh giá tối ưu tới mức độ và cường độ mất điện trong lưới phân phối. Việc tính toán và đánh giá định lượng độ tin cậy trong vận hành cũng như phát triển lưới phân phối điện vì thế cần được quan tâm đặc biệt hơn nữa. Luận văn đặt vấn đề tìm hiểu phương pháp phân tích định lượng độ tin cậy của lưới điện phân phối trong bài toán quy hoạch nhằm phục vụ yêu cầu so sánh kinh tế để đánh giá được hiệu quả tối ưu khi áp dụng các biện pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện. Mục đích nghiên cứu của luận văn Luận văn dự kiến tìm hiểu về các chỉ tiêu và phương pháp đánh giá độ tin cậy cho lưới phân phối, thống kê và thu thập dữ liệu thực tế về sự cố và thời gian xử lý của lưới điện phân phối quận Hoàn Kiếm – Hà Nội, tính toán phân tích và xây dựng 7 số liệu điển hình tương ứng. Từ đó đề xuất, xây dựng phương án tối ưu và đánh giá hiệu quả kinh tế kỹ thuật của biện pháp nâng cao độ tin cậy cho cấu trúc một lưới điện phân phối trung áp thực tế. Phạm vi và đối tƣợng nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu của luận văn là phương pháp phân tích cũng như các chỉ tiêu áp dụng cho đánh giá độ tin cậy của lưới điện phân phối tại Việt Nam. Trong đó đối tượng nghiên cứu cụ thể là xuất tuyến lưới phân phối trung áp (22kV) quận Hoàn Kiếm, thành phố Hà Nội dựa trên cơ sở số liệu ngừng điện thực tế thu thập được. Trong nội dung nghiên cứu, các phương án phân đoạn nhằm nâng cao độ tin cậy được dự kiến áp dụng và phân tích hiệu quả kinh tế kỹ thuật là sử dụng thiết bị phân đoạn là máy cắt có chức năng tự động đóng lặp lại (recloser). Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài Hiện tại trong các bài toán quy hoạch thiết kế lưới điện phân phối, các tiêu chuẩn độ tin cậy cung cấp điện còn chưa được quan tâm đánh giá đúng mức. Việc định lượng được độ tin cậy cho lưới phân phối sẽ đánh giá được chất lượng lưới phân phối về mặt liên tục cung cấp điện cho phụ tải. Từ đó sẽ chọn lựa được các phương án quy hoạch tối ưu nhất về cả mặt kỹ thuật và kinh tế, giảm thiểu phát sinh các chi phí sau này để nâng cao khả năng vận hành của lưới. Luận văn dự kiến tìm hiểu các chỉ tiêu đánh giá độ tin cậy cung cấp điện cho lưới điện phân phối thực tế tại Việt Nam. Trên cơ sở chỉ tiêu phù hợp, luận văn dự kiến áp dụng đánh giá độ tin cậy cho lưới phân phối thực tế có sử dụng thiết bị tự động đóng lặp lại (recloser). Từ đó tính toán hiệu quả kinh tế áp dụng thiết bị này cho các xuất tuyến với dữ liệu cụ thể. Nội dung nghiên cứu Nhằm đạt được mục đích nghiên cứu trên, các nội dung sau đã được thực hiện trong luận văn: - Nghiên cứu tổng quan về yêu cầu và phương pháp đánh giá độ tin cậy cho lưới điện phân phối. 8 - Thu thập, thống kê và tổng hợp số liệu thực về sự cố và thời gian xử lý của lưới điện phân phối Hoàn Kiếm – Hà Nội. - Tính toán phân tích và xây dựng số liệu điển hình tương ứng cho các chỉ số độ tin cậy của lưới điện phân phối. - Đề xuất, xây dựng phương án tối ưu và đánh giá hiệu quả kinh tế kỹ thuật của các phương án nâng cao độ tin cậy cho xuất tuyến lưới điện phân phối trung áp 22kV Hoàn Kiếm – Hà Nội. Trên các cơ sở phạm vi nghiên cứu dự kiến, bản thuyết minh luận văn được chia thành các nội dung như sau: - Mở đầu. - Chương 1. Tổng quan về yêu cầu đảm bảo độ tin cậy cho lưới điện phân phối Việt Nam. - Chương 2. Phương pháp và công cụ đánh giá độ tin cậy cho lưới điện phân phối. - Chương 3. Đánh giá hiệu quả các biện pháp nâng cao độ tin cậy cho lưới điện trung áp 22kV quận Hoàn kiếm, Hà Nội. - Kết luận chung. 9 CHƢƠNG 1. YÊU CẦU ĐẢM BẢO ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN CHO LƢỚI PHÂN PHỐI 1.1 Độ tin cậy cung cấp điện của lƣới điện phân phối 1.1.1 Một số khái niệm và định nghĩa Theo [2] thì “Độ tin cậy là xác suất để hệ thống hoặc phần tử hoàn thành triệt để nhiệm vụ yêu cầu trong một khoảng thời gian nhất định và trong điều kiện vận hành xác định”. Như vậy có thể thấy là độ tin cậy luôn gắn với việc hoàn thành một nhiệm vụ cụ thể, trong khoảng thời gian nhất định và trong hoàn cảnh nhất định, tức là gắn với chức năng của hệ thống, hoặc phần tử. Mức đo độ tin cậy là xác suất hoàn thành nhiệm vụ trong khoảng thời gian xác định. Xác suất này được gọi là độ tin cậy của hệ thống hay phần tử. Trong đó xác suất là đại lượng thống kê, do đó độ tin cậy là khái niệm có tính thống kê từ kinh nghiệm làm việc trong quá khứ của hệ thống. Đối với hệ thống phục hồi như hệ thống điện và các phần tử của nó, khái niệm khoảng thời gian xác định không có ý nghĩa bắt buộc, vì hệ thống làm việc liên tục. Do đó độ tin cậy được đo bởi một đại lượng thích hợp hơn, đó là độ sẵn sàng. Độ sẵn sàng là xác suất để hệ thống (hay phần tử) hoàn thành hoặc sẵn sàng hoàn thành nhiệm vụ trong thời điểm bất kỳ. Độ sẵn sàng cũng là xác suất để hệ thống ở trạng thái tốt trong thời điểm bất kỳ và được tính bằng tỷ số giữa thời gian hệ thống ở trạng thái tốt với tổng thời gian hoạt động. Ngược lại với độ sẵn sàng là độ không sẵn sàng, đó là xác suất để hệ thống hay phần tử ở trạng thái hỏng. Đối với hệ thống điện độ sẵn sàng (cũng được gọi chung là độ tin cậy) hoặc độ không sẵn sàng chưa đủ để đánh giá độ tin cậy trong các bài toán cụ thể, do đó phải sử dụng thêm nhiều chỉ tiêu định lượng khác cũng có tính xác suất. 10 1.1.2. Phân loại bài toán độ tin cậy Các bài toán đánh giá độ tin cậy của hệ thống điện được phân chia thành các bài toán nhỏ theo cấu trúc như sau (theo [2,9]): Hệ thống nguồn điện Cấp 1 Hệ thống truyền tải điện Cấp 2 Hệ thống phân phối điện Cấp 3 Khách hàng cuối Đo đạc, thống kê Bài toán đánh giá độ tin cậy của Hệ thống điện Hình 1.1 Các bài toán đánh giá độ tin cậy trong hệ thống điện Như vậy bài toán đánh giá độ tin cậy của hệ thống điện được chia làm bốn loại: - Bài toán về độ tin cậy của hệ thống phát, chỉ xét riêng các nguồn điện; - Bài toán về độ tin cậy của hệ thống điện, xét cả nguồn điện đến các nút tải hệ thống do lưới hệ thống cung cấp điện; - Bài toán về độ tin cậy của lưới truyền tải và lưới phân phối; - Bài toán về độ tin cậy của phụ tải. Bên cạnh đó, tùy theo mục đích khảo sát cụ thể, bài toán độ tin cậy trong hệ thống điện có thể được chia làm 2 nhóm là: - Bài toán quy hoạch, phục vụ quy hoạch phát triển hệ thống điện; 11 - Bài toán vận hành, phục vụ vận hành hệ thống điện. Còn theo nội dung tính toán phân tích, bài toán đánh giá độ tin cậy có thể được chia thành các loại sau: - Bài toán giải tích, nhằm mục đích tính toán các chỉ tiêu độ tin cậy của hệ thống điện có cấu trúc cho trước. - Bài toán tổng hợp, nhằm xác định trực tiếp thông số của một phân tử nào đó trên cơ sở cho trước yêu cầu độ tin cậy và các thông số của các phần tử còn lại. Bài toán tổng hợp trực tiếp rất phức tạp do đó chỉ có thể áp dụng trong những bài toán nhỏ, hạn chế. Các bài toán tổng hợp lớn cho nguồn điện và lưới điện vẫn phải dùng phương pháp tổng hợp gián tiếp, tức là lập nhiều phương án rồi tính chỉ tiêu độ tin cậy bằng phương pháp giải tích để so sánh, chọn phương án tối ưu. Mỗi loại bài toán về độ tin cậy đều gồm có bài toán quy hoạch và vận hành. Mỗi bài toán lại bao gồm loại giải tích và tổng hợp. Bài toán phân tích độ tin cậy có ý nghĩa rất quan trọng trong quy hoạch, thiết kế cũng như vận hành hệ thống điện. Nội dung bài toán này là tính các chỉ tiêu độ tin cậy của một bộ phận nào đó của hệ thống điện từ các thông số độ tin cậy của các phần tử của nó, ví dụ tính độ tin cậy của một trạm biến áp, một phần sơ đồ lưới điện… Các chỉ tiêu độ tin cậy bao giờ cũng gắn liền với tiêu chuẩn hỏng hóc (hay tiêu chuẩn hoàn thành nhiệm vụ) nào đó do người phân tích độ tin cậy đặt ra. Tuy nhiên các kết quả nói chung cũng vẫn sử dụng được trong quy hoạch cũng như vận hành hệ thống điện. Các giả thiết cũng khác nhau trong bài toán về độ tin cậy phục vụ quy hoạch cũng như vận hành hệ thống điện. Bài toán về độ tin cậy phục vụ quy hoạch nhằm xác định việc đưa thêm thiết bị mới, thay đổi cấu trúc hệ thống điện trong các năm tiếp theo. Còn bài toán về độ tin cậy phục vụ vận hành nhằm kiểm nghiệm hoặc lựa chọn sách lược vận hành hệ thống điện có sẵn. Hai loại bài toán này có phần cơ bản giống nhau, tức là mô hình chung của hệ thống điện. 12 Trong nội dung luận văn này, bài toán được áp dụng là đánh giá định lượng độ tin cậy theo cấu trúc của lưới điện phân phối nhằm phục vụ cho các tính toán so sánh kinh tế kỹ thuật trong quy hoạch (các phương án lưới điện chưa vận hành) trên cơ sở cách tiếp cận xác suất mất điện cho phụ tải. 1.1.3. Các chỉ tiêu đánh giá độ tin cậy của lưới phân phối điện Đối với hệ thống điện nói chung, độ tin cậy có thể được đánh giá bởi một số chỉ tiêu như sau ([2,9,11,12]): - Xác suất thiếu điện cho phụ tải (Loss Of Load Probability), hay là xác suất công suất phụ tải lớn hơn công suất nguồn điện. - Kỳ vọng thiếu điện cho phụ tải (Loss Of Load Expectation), hay là thời gian mất điện trung bình. - Kỳ vọng điện năng thiếu cho phụ tải (Expected Energy Not Supplied), đó là lượng điện năng trung bình các phụ tải bị cắt do ngừng cung cấp điện. - Thiệt hại kinh tế tính bằng tiền do mất điện. Đối với lưới điện phân phối, trực tiếp cung cấp điện cho các khách hàng sử dụng điện, độ tin cậy cung cấp điện thường được đánh giá theo các tiêu chí hướng tới khách hàng (customer oriented indexes). Một số tiêu chí chủ yếu được định nghĩa trong bộ tiêu chuẩn quốc tế IEEE-P1366 ([10]) như sau - Thời gian mất điện trung bình của hệ thống: SAIDI = tổng thời gian mất điện của phụ tải trên tổng số phụ tải: TmđTB = SAIDI = ΣriNi/NT (giờ/phụ tải.năm) (1.1) Trong đó: ri là thời gian mỗi lần mất điện; Ni là số lần mất điện; NT là tổng số khách hàng được phục vụ. - Tần suất hay số lần mất điện trung bình của hệ thống: là tổng số lần mất điện của tất cả các phụ tải trên tổng số phụ tải NT. Chỉ tiêu này cho biết số lần mất điện trung bình cho trên mỗi phụ tải trong một khu vực trong một năm. 13 NT n SAIFI  i i 1 (số lần/phụ tải. năm) NT (1.2) - Thời gian mất điện trung bình của khách hàng CAIDI. Chỉ tiêu này cho biết thời gian mất điện trung bình của mỗi vụ mất điện. CAIDI  r N N i (giờ/lần mất điện) i (1.3) i Trong đó: ri là thời gian của mỗi lần mất điện; Ni là số lượng khách hàng bị mất điện của mỗi lần mất điện duy trì. - Tần suất (số lần) mất điện trung bình của khách hàng bằng tổng số lần mất điện trên tổng số phụ tải CAIFI. Chỉ tiêu này cho biết số lần mất điện trung bình cho trên mỗi khách hàng. CAIFI = Σni/CN (số lần mất điện/khách hàng.năm) (1.4) Với: CN là số khách hàng bị mất điện - Chỉ tiêu khả năng sẵn sàng phục vụ trung bình: ASAI. Chỉ tiêu này cho biết thời gian trung bình (tính theo %) mà khách hàng được cấp điện trong một năm. ASAI  NT .8760   ri Ni (%) (NT là tổng số khách hàng) Ni .8760 (1.5) - Chỉ tiêu tổng thời gian mất điện trung bình của khách hàng: CTAIDI bằng tổng thời gian mất điện của khách hàng trên tổng khách hàng bị mất điện. CTAIDI  r N i i (1.6) CN Với: CN là số khách hàng bị mất điện - CEMIn là chỉ số ứng dụng đặc biệt, lấy từ số lượng lớn khách hàng có số lần mất điện lớn hơn quy định. Mục đích là nhận ra những khó khăn của khách hàng mà không thể thấy qua các chỉ số trung bình. CEMIn  CN ( k  n ) NT (1.7) 14 - Chỉ tiêu thời gian mất điện duy trì của hệ thống ASIDI bằng tổng thời gian mất điện của phụ tải được kết nối trên tổng công suất tải nối vào hệ thống. ASIDI  rL i i (1.8) LT Trong đó Li: là công suất phụ tải mất điện, LT là tổng công suất phụ tải - Chỉ tiêu tần suất mất điện duy trì ASIFI bằng tổng công suất kết nối của phụ tải bị mất điện trên tổng công suất tải nối vào hệ thống: ASIDI  L i (1.9) LT - CEMSMIn là chỉ số dùng cho những khách hàng riêng biệt mà những chỉ số trung bình không thể nhận ra. Nó dùng để theo dõi số lượng n khách hàng phải trải qua nhiều lần mất điện kéo dài và thoáng qua CEMSMIn  CNT( k  n ) (1.10) NT Trong đó CNT(k>n) là số khách hàng có số lần mất điện lớn hơn n. - Chỉ tiêu tần suất mất điện thoáng qua trung bình: MAIFI. Chỉ tiêu này tương tự như SAIFI, nhưng nó sử dụng sự kiện thoáng qua MAIFI   IM N i mi (1.11) NT Trong đó: Imi là số lần mất điện thoáng qua; Nmi là số khách hàng bị mất điện thoáng qua. - Chỉ tiêu điện năng trung bình không được cung cấp: AENS bằng tổng điện năng không được cung cấp trên tổng khách hàng. AENs = ΣLa(i)/Ni (kWh/khách hàng) (1.12) Trong đó: La(i) là điện năng bị mất của phụ tải i - Chỉ tiêu cắt điện trung bình hàng năm: ACCI ACCI = = ΣLa(i)/ΣNi (1.13) 15 1.2. Yêu cầu đảm bảo độ tin cậy cho lƣới phân phối tại Việt Nam 1.2.1. Các quy định của Bộ Công Thương về đảm bảo chỉ tiêu độ tin cậy cho lưới điện phân phối Bộ Công thương đã ban hành thông tư số 25/2016/TT-BCT quy định về các yêu cầu vận hành đối với hệ thống truyền tải [4] và thông tư số 39/2015/TT-BCT quy định về các yêu cầu vận hành đối với hệ thống phân phối [3]. Trong đó tiêu chuẩn về độ tin cậy vận hành của lưới truyền tải và phân phối điện được đánh giá theo từng quý và phê duyệt hàng năm cho các đơn vị trực tiếp quản lý. Các thông tư này cũng sử dụng các chỉ số đánh giá độ tin cậy quốc tế tương ứng, đối với lưới phân phối điện sử dụng bộ chỉ số độ tin cậy hướng tới khách hàng nhằm bảo đảm chất lượng phục vụ của các đơn vị phân phối điện theo tiêu chuẩn quốc tế thông dụng là bộ tiêu chuẩn IEEE-P1366 ([10]). Cụ thể các chỉ số đánh giá độ tin cậy của lưới điện phân phối được yêu cầu thống kê và bảo đảm bao gồm: - Chỉ số về thời gian mất điện trung bình của lưới điện phân phối (SAIDI); - Chỉ số về số lần mất điện trung bình của lưới điện phân phối (SAIFI); - Chỉ số về số lần mất điện thoáng qua trung bình của lưới điện phân phối (MAIFI). Trình tự phê duyệt tiêu chuẩn độ tin cậy hàng năm cho lưới điện phân phối - Trước ngày 15 tháng 9 hàng năm, Tập đoàn Điện lực Việt Nam có trách nhiệm tổng hợp các tính toán độ tin cậy cho năm tiếp theo của các Đơn vị phân phối điện để trình Cục Điều tiết điện lực xem xét, phê duyệt. - Trước ngày 15 tháng 10 hàng năm, Cục Điều tiết điện lực phê duyệt chỉ tiêu độ tin cậy cho lưới điện phân phối của từng Đơn vị phân phối điện làm cơ sở tính toán giá phân phối điện cho các Đơn vị phân phối điện. Chế độ báo cáo tại các đơn vị điện lực 16