Tài liệu Luận văn vận hành tối ưu lưới điện 22 kv công ty điện lực gia định​

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM --------------------------- NGUYỄN VIỆT NHÂN VẬN HÀNH TỐI ƯU LƯỚI ĐIỆN 22 kV CÔNG TY ĐIỆN LỰC GIA ĐỊNH LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số ngành: 60520202 TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 08 năm 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM --------------------------- NGUYỄN VIỆT NHÂN VẬN HÀNH TỐI ƯU LƯỚI ĐIỆN 22 kV CÔNG TY ĐIỆN LỰC GIA ĐỊNH LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số ngành: 60520202 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS. HUỲNH CHÂU DUY TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 08 năm 2017 CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Huỳnh Châu Duy (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Công nghệ TP. HCM ngày 19 tháng 11 năm 2017 Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn Thạc sĩ) TT Họ và tên Chức danh Hội đồng 1 PGS. TS. Dương Hoài Nghĩa Chủ tịch 2 PGS. TS. Lê Minh Phương Phản biện 1 3 PGS. TS. Nguyễn Thanh Phương Phản biện 2 4 PGS. TS. Quyền Huy Ánh 5 TS. Nguyễn Minh Tâm Ủy viên Ủy viên, Thư ký Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau khi Luận văn đã được sửa chữa (nếu có). Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV PGS. TS. Dương Hoài Nghĩa TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM VIỆN ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC Độc lập – Tự do – Hạnh phúc Tp.HCM, ngày......tháng........năm 20... NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Nguyễn Việt Nhân Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh:16/01/1970; Nơi sinh: TpHCM Chuyên ngành: Kỹ thuật điện MSHV: I- Tên đề tài: VẬN HÀNH TỐI ƯU LƯỚI ĐIỆN 22 kV - CÔNG TY ĐIỆN LỰC GIA ĐỊNH II- Nhiệm vụ và nội dung: - Nghiên cứu cơ sở lý thuyết vận hành lưới điện phân phối. - Nghiên cứu và đề xuất các giải pháp vận hành tối ưu lưới điện phân phối. - Nghiên cứu hiện trạng lưới điện phân phối 22kV của Công ty Điện lực Gia Định. - Nghiên cứu áp dụng các đề xuất vận hành tối ưu cho lưới điện phân phối 22kV của Công ty Điện lực Gia Định. III- Ngày giao nhiệm vụ: 15/02/2017 IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 15/09/2017 V- Cán bộ hướng dẫn: PGS. TS. HUỲNH CHÂU DUY CÁN BỘ HUỚNG DẪN KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên và chữ ký) (Họ tên và chữ ký) PGS. TS. Huỳnh Châu Duy PGS. TS. Nguyễn Thanh Phương i LỜI CAM ÐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu và kết quả đạt được trong Luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này đã được cảm ơn và các tài liệu tham khảo trong Luận văn đã được trích dẫn đầy đủ nguồn gốc. Học viên thực hiện Luận văn Nguyễn Việt Nhân ii LỜI CÁM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn Thầy PGS. TS. Huỳnh Châu Duy đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi hoàn thành đầy đủ và tốt các nhiệm vụ được giao của đề tài luận văn tốt nghiệp này. Tôi xin chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô đã trang bị cho tôi nhiều kiến thức quý báu trong quá trình học tập làm nền tảng cho tôi hoàn thành tốt đề tài luận văn tốt nghiệp này. Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể Lớp 15SMĐ21 đã động viên và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài luận văn này. Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Công nghệ Tp. HCM; Khoa Cơ - Điện - Điện tử; Viện Đào tạo sau Đại học và Công ty Điện lực Gia Định - Tổng Công ty Điện lực Tp. HCM nơi tôi đang công tác đã tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi có thể hoàn thành khóa học và đề tài luận văn tốt nghiệp này. Học viên thực hiện Luận văn Nguyễn Việt Nhân iii TÓM TẮT Luận văn thực hiện nghiên cứu các vấn đề liên quan đến, "Vận hành tối ưu lưới điện 22 kV - Công ty Điện lực Gia Định" mà bao gồm các nội dung như sau: - Chương 1: Giới thiệu - Chương 2: Tổng quan về bài toán vận hành lưới điện phân phối - Chương 3: Nghiên cứu các giải pháp vận hành tối ưu lưới điện phân phối - Chương 4: Áp dụng các giải pháp vận hành tối ưu lưới điện phân phối 22 kV - Công ty Điện lực Gia Định - Chương 5: Kết luận và hướng phát triển tương lai iv ABSTRACT The thesis presents issues relating to "Optimal operation of Gia Dinh delivery power system, 22 kV". It consists of the following contents: - Chapter 1: Introduction - Chapter 2: Overview of operation of a delivery power system, 22 kV - Chapter 3: Solutions of optimal operation of a delivery power system, 22 kV - Chapter 4: Applying of optimal operation solutions for Gia Dinh delivery power system, 22 kV - Chapter 5: Conclusions and future works v MỤC LỤC LỜI CAM ÐOAN ....................................................................................................... i LỜI CÁM ƠN ............................................................................................................ ii TÓM TẮT ................................................................................................................. iii ABSTRACT .............................................................................................................. iv MỤC LỤC ...................................................................................................................v DANH MỤC CÁC BẢNG........................................................................................ ix DANH MỤC CÁC HÌNH ........................................................................................ xii Chương 1 .....................................................................................................................1 GIỚI THIỆU ...............................................................................................................1 1.1. Đặt vấn đề .........................................................................................................1 1.2. Tính cấp thiết của đề tài ...................................................................................2 1.3. Mục tiêu của đề tài ...........................................................................................3 1.4. Nội dung nghiên cứu ........................................................................................3 1.5. Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu ...................................................................3 1.5.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ............................................................3 1.5.2. Tình hình nghiên cứu trong nước ..............................................................6 1.6. Bố cục của luận văn..........................................................................................7 1.7. Kết luận ............................................................................................................7 Chương 2 .....................................................................................................................8 TỔNG QUAN VỀ BÀI TOÁN VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI .................8 2.1. Đặc điểm của hệ thống điện .............................................................................8 2.2. Đặc điểm của lưới điện phân phối ....................................................................8 2.3. Vận hành hệ thống điện ....................................................................................9 2.3.1. Nhiệm vụ vận hành hệ thống điện .............................................................9 2.3.2. Các mục tiêu vận hành hệ thống điện ......................................................10 2.4. Cơ sở lý thuyết tính toán trong hệ thống điện ................................................10 2.5. Giải tích mạng điện bằng phương pháp lặp Gauss – Seidel ...........................11 2.5.1. Phương pháp lặp Gauss – Seidel .............................................................11 2.5.2. Giải bài toán phân bố công suất bằng phương pháp lặp Gauss – Seidel .11 2.6. Giải tích mạng điện bằng phương pháp lặp Newton - Raphson ....................14 vi 2.6.1. Phương pháp lặp Newton - Raphson .......................................................14 2.6.2. Giải bài toán phân bố công suất bằng phương pháp lặp Newton – Raphson .............................................................................................................15 2.7. Tổng quan về hệ thống điện Việt Nam...........................................................18 2.7.1. Nguồn điện ...............................................................................................18 2.7.2. Phụ tải điện ..............................................................................................19 2.7.3. Lưới điện ..................................................................................................19 Chương 3 ...................................................................................................................23 NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP VẬN HÀNH TỐI ƯU LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI..........................................................................................................................23 3.1. Giới thiệu ........................................................................................................23 3.1.1. Chất lượng điện năng ...............................................................................23 3.1.2. Độ tin cậy cung cấp điện .........................................................................24 3.1.3. Tổn thất điện năng ...................................................................................25 3.2. Cơ sở vận hành tối ưu lưới điện phân phối ....................................................26 3.2.1. Chất lượng điện áp ...................................................................................26 3.2.2. Chất lượng tần số .....................................................................................46 3.2.3. Độ tin cậy .................................................................................................48 3.2.4. Tổn thất điện năng trên lưới điện phân phối............................................49 3.3. Bù công suất phản kháng cho lưới điện phân phối ........................................53 3.4. Tối ưu hóa cấu trúc của lưới điện ...................................................................55 3.4.1. Giới thiệu .................................................................................................55 3.4.2. Bài toán tối ưu hóa cấu trúc của lưới điện ...............................................58 Chương 4 ...................................................................................................................61 ÁP DỤNG CÁC GIẢI PHÁP VẬN HÀNH TỐI ƯU LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 22KV - CÔNG TY ĐIỆN LỰC GIA ĐỊNH .............................................................61 4.1. Giới thiệu ........................................................................................................61 4.2. Đặc điểm lưới điện phân phối 22kV - Công ty Điện lực Gia Định................62 4.2.1. Thông tin lưới điện ..................................................................................62 4.2.2. Tình hình phân phối điện năng ................................................................64 4.3. Tình hình vận hành lưới điện .........................................................................64 vii 4.4. Đề xuất các giải pháp vận hành tối ưu lưới điện ............................................66 4.4.1. Giải pháp đặt tù bù tối ưu cho lưới điện ..................................................66 4.4.1.1. Tuyến cáp Công Lý ...........................................................................67 4.4.1.2. Tuyến cáp Gia Định ..........................................................................68 4.4.1.3. Tuyến cáp Nhà Binh .........................................................................69 4.4.1.4. Tuyến dây Bãi Than ..........................................................................69 4.4.1.5. Tuyến dây Bình Hòa .........................................................................70 4.4.1.6. Tuyến dây Bình Phước......................................................................71 4.4.1.7. Tuyến dây Bình Quới ........................................................................72 4.4.1.8. Tuyến dây Bộ Lĩnh ...........................................................................73 4.4.1.9. Tuyến dây D2 ....................................................................................74 4.4.1.10. Tuyến dây Đăng Lưu ......................................................................75 4.4.1.11. Tuyến dây Hàng Xanh ....................................................................76 4.4.1.12. Tuyến dây Hồ Văn Huê ..................................................................77 4.4.1.13. Tuyến dây Hữu Cảnh ......................................................................78 4.4.1.14. Tuyến dây Huy Liệu .......................................................................78 4.4.1.15. Tuyến dây Kim Sơn ........................................................................79 4.4.1.16. Tuyến dây Mông Triệu ...................................................................80 4.4.1.17. Tuyến dây Nguyễn Huệ ..................................................................81 4.4.1.18. Tuyến dây Nguyễn Văn Trỗi ..........................................................81 4.4.1.19. Tuyến dây Phú Hữu ........................................................................82 4.4.1.20. Tuyến dây Quốc Dung ....................................................................83 4.4.1.21. Tuyến dây Rạch Miễu .....................................................................84 4.4.1.22. Tuyến dây Thạnh Mỹ An ................................................................84 4.4.1.23. Tuyến dây Tu Viện .........................................................................85 4.4.1.24. Tuyến dây Tùng Châu .....................................................................86 4.4.1.25. Tuyến dây Văn An ..........................................................................87 4.4.2. Giải pháp vận hành tối ưu các trạm công cộng .......................................89 4.4.2.1. Trạm công cộng do Công ty Điện lực Gia Định quản lý ..................89 4.4.2.2. Nguyên nhân làm tăng tổn thất kỹ thuật ...........................................90 4.4.2.3. Phân loại các giải pháp vận hành tối ưu trạm công cộng khả thi......90 viii Chương 5 .................................................................................................................105 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN TƯƠNG LAI .......................................105 5.1. Kết luận ........................................................................................................105 5.2. Hướng phát triển tương lai ...........................................................................106 TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................107 ix DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1. Lưới điện trung, hạ thế dự kiến xây dựng giai đoạn (2011 - 2030) .........21 Bảng 4.1. Thông tin lưới điện của Công ty Điện lực Gia Định tính đến 06/2017 ....62 Bảng 4.2. Các tuyến cáp và dây của Công ty Điện lực Gia Định .............................64 Bảng 4.3. Tổn thất công suất của các cáp và tuyến dây của Công ty Điện lực Gia Định ...........................................................................................................................65 Bảng 4.4. Vị trí và dung lượng tụ bù tối ưu cho tuyến cáp Công Lý........................67 Bảng 4.5. Đánh giá hiệu quả đặt tụ bù cho tuyến cáp Công Lý ................................67 Bảng 4.6. Vị trí và dung lượng tụ bù tối ưu cho tuyến cáp Gia Định .......................68 Bảng 4.7. Đánh giá hiệu quả đặt tụ bù cho tuyến cáp Gia Định ...............................68 Bảng 4.8. Vị trí và dung lượng tụ bù tối ưu cho tuyến cáp Nhà Binh ......................69 Bảng 4.9. Đánh giá hiệu quả đặt tụ bù cho tuyến cáp Nhà Binh ..............................69 Bảng 4.10. Vị trí và dung lượng tụ bù tối ưu cho tuyến dây Bãi Than .....................70 Bảng 4.11. Đánh giá hiệu quả đặt tụ bù cho tuyến dây Bãi Than .............................70 Bảng 4.12. Vị trí và dung lượng tụ bù tối ưu cho tuyến dây Bình Hòa ....................71 Bảng 4.13. Đánh giá hiệu quả đặt tụ bù cho tuyến dây Bình Hòa ............................71 Bảng 4.14. Vị trí và dung lượng tụ bù tối ưu cho tuyến dây Bình Phước ................71 Bảng 4.15. Đánh giá hiệu quả đặt tụ bù cho tuyến dây Bình Phước ........................72 Bảng 4.16. Vị trí và dung lượng tụ bù tối ưu cho tuyến dây Bình Quới...................72 Bảng 4.17. Đánh giá hiệu quả đặt tụ bù cho tuyến dây Bình Quới...........................73 Bảng 4.18. Vị trí và dung lượng tụ bù tối ưu cho tuyến dây Bộ Lĩnh ......................74 Bảng 4.19. Đánh giá hiệu quả đặt tụ bù cho tuyến dây Bộ Lĩnh ..............................74 Bảng 4.20. Vị trí và dung lượng tụ bù tối ưu cho tuyến dây D2 ...............................75 Bảng 4.21. Đánh giá hiệu quả đặt tụ bù cho tuyến dây D2 .......................................75 Bảng 4.22. Vị trí và dung lượng tụ bù tối ưu cho tuyến dây Đăng Lưu ...................75 Bảng 4.23. Đánh giá hiệu quả đặt tụ bù cho tuyến dây Đăng Lưu ...........................76 Bảng 4.24. Vị trí và dung lượng tụ bù tối ưu cho tuyến dây Hàng Xanh .................76 Bảng 4.25. Đánh giá hiệu quả đặt tụ bù cho tuyến dây Hàng Xanh .........................77 Bảng 4.26. Vị trí và dung lượng tụ bù tối ưu cho tuyến dây Hồ Văn Huê ...............77 Bảng 4.27. Đánh giá hiệu quả đặt tụ bù cho tuyến dây Hồ Văn Huê .......................77 x Bảng 4.28. Vị trí và dung lượng tụ bù tối ưu cho tuyến dây Hữu Cảnh ...................78 Bảng 4.29. Đánh giá hiệu quả đặt tụ bù cho tuyến dây Hữu Cảnh ...........................78 Bảng 4.30. Vị trí và dung lượng tụ bù tối ưu cho tuyến dây Huy Liệu ....................79 Bảng 4.31. Đánh giá hiệu quả đặt tụ bù cho tuyến dây Huy Liệu ............................79 Bảng 4.32. Vị trí và dung lượng tụ bù tối ưu cho tuyến dây Kim Sơn .....................79 Bảng 4.33. Đánh giá hiệu quả đặt tụ bù cho tuyến dây Kim Sơn .............................80 Bảng 4.34. Vị trí và dung lượng tụ bù tối ưu cho tuyến dây Mông Triệu ................80 Bảng 4.35. Đánh giá hiệu quả đặt tụ bù cho tuyến dây Mông Triệu ........................80 Bảng 4.36. Vị trí và dung lượng tụ bù tối ưu cho tuyến dây Nguyễn Huệ ...............81 Bảng 4.37. Đánh giá hiệu quả đặt tụ bù cho tuyến dây Nguyễn Huệ .......................81 Bảng 4.38. Vị trí và dung lượng tụ bù tối ưu cho tuyến dây Nguyễn Văn Trỗi .......82 Bảng 4.39. Đánh giá hiệu quả đặt tụ bù cho tuyến dây Nguyễn Văn Trỗi ...............82 Bảng 4.40. Vị trí và dung lượng tụ bù tối ưu cho tuyến dây Phú Hữu .....................82 Bảng 4.41. Đánh giá hiệu quả đặt tụ bù cho tuyến dây Phú Hữu .............................83 Bảng 4.42. Vị trí và dung lượng tụ bù tối ưu cho tuyến dây Quốc Dung .................83 Bảng 4.43. Đánh giá hiệu quả đặt tụ bù cho tuyến dây Quốc Dung .........................83 Bảng 4.44. Vị trí và dung lượng tụ bù tối ưu cho tuyến dây Rạch Miễu ..................84 Bảng 4.45. Đánh giá hiệu quả đặt tụ bù cho tuyến dây Rạch Miễu ..........................84 Bảng 4.46. Vị trí và dung lượng tụ bù tối ưu cho tuyến dây Thạnh Mỹ An .............84 Bảng 4.47. Đánh giá hiệu quả đặt tụ bù cho tuyến dây Thạnh Mỹ An .....................85 Bảng 4.48. Vị trí và dung lượng tụ bù tối ưu cho tuyến dây Tu Viện ......................85 Bảng 4.49. Đánh giá hiệu quả đặt tụ bù cho tuyến dây Tu Viện ..............................86 Bảng 4.50. Vị trí và dung lượng tụ bù tối ưu cho tuyến dây Tùng Châu..................86 Bảng 4.51. Đánh giá hiệu quả đặt tụ bù cho tuyến dây Tùng Châu ..........................86 Bảng 4.52. Vị trí và dung lượng tụ bù tối ưu cho tuyến dây Văn An .......................87 Bảng 4.53. Đánh giá hiệu quả đặt tụ bù cho tuyến dây Văn An ...............................87 Bảng 4.54. Kết quả giải pháp đặt tù bù tối ưu cho lưới điện Công ty Điện lực Gia Định ...........................................................................................................................88 Bảng 4.55. Phân tích giải pháp giảm tổn thất điện năng trạm công cộng bằng việc thay thế các máy biến áp cũ đã có tuổi thọ trên 15 năm ...........................................95 xi Bảng 4.56. Phân tích giải pháp giảm tổn thất điện năng trạm công cộng bằng việc cải tạo các trạm tổ hợp 3 máy 1 pha thành máy 3 pha đã có tuổi thọ trên 10 năm ...97 Bảng 4.57. Chi phí thực hiện giải pháp cải tạo các trạm tổ hợp 3 máy 1 pha thành máy 3 pha đã có tuổi thọ trên 10 năm dự kiến như sau: ...........................................98 xii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1. Cơ cấu hệ thống điện quốc gia tính đến tháng 06/2017 ............................18 Hình 3.1. Miền chất lượng điện áp............................................................................28 Hình 3.2. Miền chất lượng điện áp tương ứng với Pmax và Pmin ................................30 Hình 3.3. Diễn biến điện áp trong lưới phân phối ....................................................31 Hình 3.4. Quan hệ giữa U và P ...............................................................................32 Hình 3.5. Tiêu chuẩn UB1 tại điểm B ......................................................................33 Hình 3.6. Đặc tính của đèn sợi đốt ............................................................................34 Hình 3.7. Sự phụ thuộc của P và Q vào điện áp .......................................................35 Hình 3.8. Sự phụ thuộc của tổn thất điện năng vào các hệ số không đối xứng ........41 Hình 3.9. Các bậc sóng hài........................................................................................42 Hình 3.10. Hiện tượng từ trễ và bão hòa mạch từ làm méo dạng sóng dòng điện ...44 Hình 4.1. Các trạm công cộng MBA 3 pha điển hình đã có tuổi thọ nhiều hơn 15 năm ............................................................................................................................95 Hình 4.2. Trạm công cộng Bình Lợi 1 với MBA 3 pha đã được thay mới theo đề xuất ............................................................................................................................97 Hình 4.3. Trạm công cộng 3 MBA 1 pha đã có tuổi thọ nhiều hơn 10 năm ...........101 Hình 4.4. Trạm công cộng Văn An 4 với 1 MBA 3 pha sau khi đã được thay mới .................................................................................................................................102 1 Chương 1 GIỚI THIỆU 1.1. Đặt vấn đề Điện năng là một loại hàng hóa đặc biệt, nó giữ một vai trò quan trọng trong việc đảm bảo sự ổn định và phát triển kinh tế xã hội, an ninh chính trị của mỗi quốc gia. Nếu xét về mặt kinh tế, điện năng được cung cấp bởi các công ty điện lực đến khách hàng sử dụng điện phải có giá thành rẻ nhất, chất lượng điện năng phải tốt nhất. Điều này có ý nghĩa quan trọng và quyết định đến sự tồn tại và phát triển của các công ty điện lực Việt Nam khi tiến hành thị trường hóa ngành điện. Để thực hiện được mục tiêu này các công ty điện lực, các nhà khoa học đã không ngừng tìm kiếm, nghiên cứu đưa ra các giải pháp mới như nghiên cứu và đề xuất sử dụng các nguồn năng lượng mới, thiết kế, xây dựng, và vận hành lưới điện tối ưu, . . . Sự phát triển của ngành điện đi cùng với sự tăng trưởng của nền kinh tế của đất nước, sự biến động của ngành điện sẽ mang lại những ảnh hưởng không nhỏ đến tình hình kinh tế, chính trị, xã hội của quốc gia [1]-[2]. Cùng với sự phát triển chung của hệ thống điện Việt Nam, lưới điện của Công ty Điện lực Gia Định - Tổng Công ty Điện lực Tp. HCM cũng phát triển không ngừng, phụ tải luôn tăng trưởng rất cao, lưới điện ngày càng được mở rộng và hiện đại hóa. Do vậy, việc đảm bảo cung cấp điện một cách tin cậy và chất lượng song song với việc nâng cao hiệu quả kinh tế trong vận hành là một yêu cầu hết sức cần thiết đối với lưới điện phân phối hiện nay. Hiện nay, vấn đề đặt ra cho ngành điện nói chung và Công ty Điện lực Gia Định nói riêng là trong tương lai nguồn và lưới điện sẽ phát triển rất mạnh mẽ, làm thế nào đảm bảo chất lượng điện năng cung cấp cho khách hàng luôn trong phạm vi cho phép, làm thế nào giảm được nhiều nhất tổn thất công suất tác dụng trên lưới điện phân phối nhằm mang lại hiệu quả kinh tế cho ngành điện là những câu hỏi được đặt ra đối với các nhà khoa học, nhà vận hành và quản lý lưới điện. Cũng có thể nhận thấy rằng, ngày nay, vấn đề giảm tổn thất công suất tác dụng trên lưới điện phân phối đã trở thành một mục tiêu và nhiệm vụ quan trọng 2 hàng đầu trong sản xuất kinh doanh của ngành điện. Để giải quyết vấn đề này cần phải thực hiện nhiều giải pháp khác nhau, trong đó việc tính toán và lựa chọn phương pháp vận hành thích hợp cho lưới điện phân phối sẽ mang lại nhiều lợi ích thiết thực cho ngành điện như: giảm tổn thất điện năng trên lưới, đảm bảo điện áp tại các nút thay đổi trong phạm vi cho phép, . . . Góp phần cho các vấn đề được nêu trên thì việc nghiên cứu vận hành tối ưu lưới điện phân phối là rất cần thiết và được đề xuất áp dụng cho lưới điện phân phối 22 kV - Công ty Điện lực Gia Định. Đây cũng là lý do chính cho việc chọn đề tài: “Vận hành tối ưu lưới điện 22 kV - Công ty Điện lực Gia Định”. 1.2. Tính cấp thiết của đề tài Căn cứ vào Công văn số 2122/EVNHCMC-KD ngày 4/6/2015 của Tổng Công ty Điện lực Tp. HCM về việc xây dựng lộ trình giảm tổn thất giai đoạn 2016 2020 và Đề án thực hiện giảm tổn thất điện năng giai đoạn 2016 - 2020 của Công ty Điện lực Gia Định. Căn cứ vào lộ trình giảm tổn thất của Công ty Điện lực Gia Định do Tổng công ty Điện lực Tp. HCM dự kiến giao đến năm 2020 là 3,85%. Căn cứ vào cấu trúc chung của lưới điện phân phối và đặc điểm riêng của lưới điện do Công ty Điện lực Gia Định đang thực hiện quản lý trên địa bàn của 2 quận Bình Thạnh và Phú Nhuận với sản lượng điện cung cấp đến hộ tiêu thụ khá cao so với sản lượng chung của Công ty Điện lực khác trực thuộc Tổng công ty Điện lực Tp. HCM. Vì vậy, các nghiên cứu liên quan đến vận hành tối ưu cho lưới điện 22 kV của Công ty Điện lực Gia Định là thật sự cần thiết và nên được quan tâm. Dựa vào các căn cứ và phân tích trên, nhận thấy rằng đề tài “Vận hành tối ưu lưới điện 22kV - Công ty Điện lực Gia Định” là thật sự cấp thiết nhằm đạt được các mục tiêu đề ra của Tổng công ty Điện lực Tp. HCM nói riêng và Tập đoàn Điện lực Việt Nam nói chung mà sẽ được tập trung nghiên cứu trong luận văn này. 3 1.3. Mục tiêu của đề tài Đề tài tập trung nghiên cứu và đề xuất các giải pháp vận hành tối ưu và phù hợp với lưới điện phân phối 22kV của Công ty Điện lực Gia Định được dựa trên các chỉ tiêu về tổn thất, độ tin cậy cung cấp điện và chất lượng điện năng. 1.4. Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu nguồn và lưới điện phân phối hiện trạng của Công ty Điện lực Gia Định. - Nghiên cứu tình hình phát triển phụ tải và cung cấp điện của Công ty Điện lực Gia Định trong những năm qua. - Dự báo sự phát triển của lưới điện phân phối Công ty Điện lực Gia Định trong tương lai. - Đề xuất các giải pháp vận hành tối ưu lưới điện 22kV Công ty Điện lực Gia Định hiện tại nhằm đảm bảo các tiêu chí tối ưu đặt ra như tổn thất công suất tác dụng, độ tin cậy cung cấp điện và chất lượng điện năng. 1.5. Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu Vận hành tối ưu lưới điện là một trong những vấn đề luôn được các nhà khoa học trong nước và nước ngoài liên tục nghiên cứu. Tuy nhiên, mỗi một kết quả đề xuất đều có các ưu và khuyết điểm riêng mà có thể phù hợp hoặc không phù hợp với mỗi đặc thù của một lưới điện. Việc lựa chọn và phối hợp các giải pháp đề xuất sao cho thích hợp và tối ưu cần được nghiên cứu cho mỗi lưới điện. Tổng quan lĩnh vực nghiên cứu có thể được tóm tắt như sau: 1.5.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới A. Askaradeh với công trình nghiên cứu, “Capacitor placement in distribution systems for power loss reduction and voltage improvement: a new methodology” đã trình bày phương án bù công suất phản kháng cho hệ thống điện phân phối với các mục tiêu giảm tổn thất công suất tác dụng và nâng cao chất lượng điện áp [3]. Tác giả đã đề xuất giải thuật Crow Search (CS) để xác định dung lượng và vị trí lắp đặt của tụ bù trong hệ thống điện phân phối. Hàm mục tiêu được xây 4 dựng trong công bố này là cực tiểu tổn thất công suất tác dụng và các chi phí lắp đặt tụ bù. A. A. A. El-Ela, R. A. El-Sehiemy, A. Kinawy, M. T. Mouwafi với công trình nghiên cứu, “Optimal capacitor placement in distribution systems for power loss reduction and voltage profile improvement” đã giới thiệu một thuật toán bao gồm hai bước để xác định vị trí và dung lượng bù tối ưu cho lưới điện phân phối hình tia [4]. Bước 1 được thực hiện bằng việc phân tích độ nhạy tổn thất thông qua hai chỉ tiêu độ nhạy tổn thất để lựa chọn các vị trí tụ bù khả thi nhất. Sau đó, trong bước 2, thuật toán tối ưu hóa đàn kiến để xác định vị trí và dung lượng tụ bù tối ưu mà xem xét mục tiêu cực tiểu hóa tổn thất năng lượng và chi phí lắp đặt tụ tương ứng với các ràng buộc của hệ thống. Các phương án bao gồm việc sử dụng các tụ bù cố định, tụ bù ứng động và kết hợp của tụ bù cố định và ứng động cũng được xem xét để tìm ra lời giải tối ưu. Thuật toán quét xuôi/ngược được áp dụng để tính toán phân bố tải. L. M. O. de Queiroz và C. Lyra với công trình nghiên cứu, “A genetic approach for loss reduction in power distribution systems under variable demands” đã đề xuất giải thuật di truyền để giải quyết bài toán giảm tổn thất cho lưới điện phân phối trong các điều kiện phụ tải thay đổi [5]. Một thuật toán di truyền cải tiến đã được giới thiệu trong luận văn này để nâng cao khả năng hội tụ của lời giải. L. Zhang, K. Zhang, G. Zhang với công trình nghiên cứu, “Power distribution system reconfiguration based genetic algorithm”, đã giới thiệu thuật toán di truyền cải tiến mà được áp dụng cho bài toán tái cấu trúc lưới điện phân phối với hàm mục tiêu là cực tiểu hóa các tổn thất công suất [6]. Bên cạnh đó, các mục tiêu khác như tải của hệ thống được cân bằng và độ tin cậy cung cấp điện cũng được nâng cao. Trong đó, mục tiêu cực tiểu hóa các tổn thất được thực hiện dựa trên việc xác định trạng thái của tất cả các khóa đóng cắt trong lưới điện sao cho giá trị tổn thất tối ưu cuối cùng đạt được. I. Ali, M. S. Thomas và P. Kumar với công trình nghiên cứu, “Energy efficient reconfiguration for practical load combinations in distribution systems” đã định nghĩa hiệu quả năng lượng điện của lưới điện phân phối như là một hàm đa biến trên cơ sở thực hiện phân bố tải [7]. Các kịch bản được đặt ra trong nghiên cứu