Tài liệu Nghiên cứu, đề xuất giải pháp bù tối ưu công suất phản kháng nhằm giảm tổn thất điện năng cho lưới điện huyện quảng trạch

MỤC LỤC TRANG BÌA LỜ AM OA MỤ LỤ TRA TÓM TẮT T Ế DANH MỤ DA MỤ DA MỤ Á KÝ Á BẢ Á Ì V ỆT V T Ế ỆU, Á A Ữ V ẾT TẮT MỞ ẦU .........................................................................................................................1 1. Lý do và tính cấp thiết chọn đề tài ....................................................................1 2. ối tượng và phạm vi nghiên cứu ....................................................................1 3. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu ....................................................................2 4. Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn ...................................................................2 5. Tên đề tài ..........................................................................................................2 6. Phương pháp nghiên cứu ..................................................................................2 7. Bố cục luận văn.................................................................................................3 ƯƠ 1. TỔ QUA VỀ LƯỚ Ệ P Â P Ố V TÌ Ì TỔ T ẤT Ệ Ă ỦA UYỆ QUẢ TR – TỈ QUẢ BÌ .........4 1.1 Quá trình hình thành và phát triển của lưới điện huyện Quảng Trạch ......................4 1.2. Thực trạng tổn thất điện năng của lưới điện phân phối iện lực Quảng Trạch. ......6 1.3. Một số giải pháp đã thực hiện đã thực hiện để giảm tổn thất của lưới điện ............8 1.3.1. iải pháp kỹ thuật. ......................................................................................8 1.3.2. iải pháp thương mại: ................................................................................9 1.4. Kết luận ................................................................................................................10 ƯƠ 2. Ơ SỞ TÍ TOÁ TỔ T ẤT Ệ Ă V P Ầ MỀM PSS/ADEPT ...................................................................................................................11 2.1. ác phương pháp tính toán tổn thất công suất và tổn thất điện năng. ....................11 2.3. 2.1.1. Vai trò, ý nghĩa của bài toán xác định TT S, TT . ..............................11 2.1.2. ác yếu tố ảnh hưởng đến trị số TT S và TT trong hệ thống cung cấp điện ..................................................................................................12 2.1.3. Tính toán tổn thất công suất trong quản lý vận hành ...............................16 2.1.4. Tính toán tổn thất điện năng trong hệ thống điện .....................................18 ơ sở lý thuyết phần mềm PSS/ADEPT ...............................................................25 2.3.1. iới thiệu phần mềm PSS/ADEPT...........................................................25 2.3.2. Các modul .................................................................................................26 2.3.3. ác bước thực hiện ...................................................................................30 2.4. Kết luận ................................................................................................................31 ƯƠ 3. TÍ TOÁ P Â TÍ Á Ế Ộ VẬ ỦA LƯỚ Ệ UYỆ QUẢ TR .................................................................................32 3.1. Thông số lưới điện khu vực huyện Quảng Trạch ..................................................32 3.1.1. iện trạng .................................................................................................32 3.1.2. ặc điểm kết lưới của lưới điện phân phối huyện Quảng Trạch ..............32 3.1.3. ác vị trí phân đoạn giữa xuất tuyến: .......................................................33 3.2. Tính toán TT cho lưới điện phân phối huyện Quảng Trạch .............................33 3.2.1. Số liệu đầu vào tính toán TT ...............................................................33 3.2.2 Tính toán TT lưới điện phân phối huyện Quảng Trạch .......................38 3.3. Kết luận ................................................................................................................43 ƯƠ 4. TÍ TOÁ Ề XUẤT Ả P ÁP BÙ Ô SUẤT P Ả K Á O K U VỰ UYỆ QUẢ TR ...............................................44 4.1 Phân tích lựa chọn phương án bù. ...........................................................................44 4.2. Tính toán dung lượng cần bù cho từng xuất tuyến .................................................44 4.2.1. Phương án bù trung áp. .............................................................................44 4.2.2. Phương án bù hạ áp. .................................................................................46 4.3. Lựa chọn phương án tối ưu và tính toán hiệu quả kinh tế ......................................48 4.3.1. Lựa chọn phương án tối ưu .......................................................................48 4.3.2. Tính toán hiệu quả kinh tế ........................................................................49 4.3.3. iá trị làm lợi hàng năm tính cho 2 xuất tuyến đại diện ..........................49 4.3.4. hi phí bổ sung tụ bù ................................................................................50 4.4. Kết luận ................................................................................................................50 KẾT LUẬ V K Ế Ị .......................................................................................51 T L ỆU T AM K ẢO .............................................................................................52 P Ụ LỤ ......................................................................................................................53 QUYẾT Ị AO Ề T LUẬ VĂ T SĨ (BẢ SAO) BẢ SAO KẾT LUẬ ỦA Ộ Ồ , BẢ SAO Ậ XÉT P Ả BỆ . ỦA Á TRANG TÓM TẮT TIẾNG IỆT À TIẾNG ANH T đề t i NGHIÊN CỨU, ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP BÙ TỐI ƯU CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG NHẰM GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CHO LƯỚI ĐIỆN HUYỆN QUẢNG TRẠCH ọc viên: Trần Long Kế - huyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: Khóa: K34 - Trường ại học Bách khoa – ại học à ẵng Tóm tắt – Với tốc độ tăng trưởng của phụ tải cao nên lưới điện thường xuyên phải đối mặt với tình trạng quá tải và điện áp thấp, ngoài ra trong những năm gần đây ngành điện lại đang tiếp nhận hệ thống lưới điện nông thôn, trong điều kiện địa bàn cấp điện rộng, địa hình phức tạp, phân bố phụ tải không đồng đều giữa các vùng, thời tiết diễn biến phức tạp, lưới điện cũ nát. Sự mất cân đối giữa tăng trưởng phụ tải và đầu tư cải tạo lưới điện trong nhiều năm qua (kể cả lưới điện truyền tải) là vấn đề mà ngành điện đang phải đối diện dẫn đến tổn thất điện năng lớn, sự cố nhiều và độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện thấp. ể nâng cao chất lượng điện năng, giảm tổn thất của lưới phân phối, ta phải tăng cường công tác quản lý vận hành hệ thống điện với các giải pháp cụ thể. Việc bù SPK sẽ cho phép nâng cao chất lượng điện năng cũng như hiệu quả kinh tế của L PP. Luận văn trình bày kết quả nghiên cứu từ cơ sở dữ liệu hiện có của lưới điện huyện Quảng Trạch, các thông số lưới điện từ phần mềm MDMS và phần mềm PSS/ADEPT đang áp dụng cho lưới điện huyện Quảng Trạch. Từ đó, đánh giá hiệu quả các phương án bù tối ưu cho lưới điện Trung áp, hạ áp nhằm đề xuất phương án bù tối ưu cho L PP. Từ ó - Tổn thất điện năng; bù SPK; PSS/ADEPT, iện lực Quảng Trạch. RESEARCH, PROPOSED SOLUTIONS FOR THE PROMOTION OF RESISTANCE OF REFLECTIVE RESISTANCE TO REDUCE ELECTRICITY LOSS FOR QUANG TRACH DISTRICT POWER SUPPLY Summary - With the high growth rate of the load, the grid often faces overload and low voltage. In addition, in recent years, the electricity sector has been receiving rural power network, The power supply area is wide, complex terrain, distribution of unequal load between regions, the weather is complicated, the grid is broken. The imbalance between load growth and investment in upgrading power grids over the past several years (including transmission grids) is a problem that the power sector is facing, resulting in large power losses, Low power grid reliability. In order to improve the quality of electricity, to reduce losses of the distribution network, we must strengthen the management of the operation of the power system with specific solutions. The CSPK compensation will allow for improved power quality as well as economic efficiency of the grid. The thesis presents the results from the existing database of the Quang Trach District grid, grid parameters from the MDMS software and PSS / ADEPT software applied to the Quang Trach grid. From there, evaluate the effectiveness of the compensation options for the medium voltage, low voltage to propose optimal compensation for grid. Keywords - Power losses; CSPK compensation; PSS / ADEPT, Quang Trach Power. DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ IẾT TẮT CSPK MBA XT DCL MC REC MB XDCB SCL TA HA TTCS TT : : : : : : : : : : : : : ông suất phản kháng Máy biến áp Xuất tuyến Dao cách ly Máy cắt Recloser ợp đồng mua bán điện Xây dựng cơ bản Sửa chửa lớn Trung áp ạ áp Tổn thất công suất Tổn thất điện năng DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Khối lượng QLKT huyện Quảng Trạch ..........................................................5 Bảng 1.2: Kết quả SXKD 11 tháng đầu năm 2018 ..........................................................5 Bảng 1.3: TT toàn iện lực Quảng Trạch các tháng đầu năm 2018 (phiên kinh doanh) .............................................................................................................7 Bảng 1.4: Số liệu TT các cấp điện áp năm 2017 và các tháng đầu năm 2018 ..........7 Bảng 1.5: Số liệu tổn thất cấp điện áp 22kV năm 2017 và các tháng đầu năm 2018 .....7 Bảng 3.1: Khối lượng các xuất tuyến 22kV iện lực Quảng Trạch quản lý ................32 Bảng 3.2: TT S và TT Bảng 3.3: TT S và TT trên các xuất tuyến vào tháng 7 .........................................40 trên các xuất tuyến vào tháng 3 .........................................41 Bảng 4.1: Khối lượng và dung lượng bù ttrung áp mùa khô .........................................45 Bảng 4.2: So sánh TT S trước và sau khi bù trung áp áp mùa khô ..............................45 Bảng 4.3: Khối lượng và dung lượng bù ttrung áp mùa mưa .......................................46 Bảng 4.4: So sánh TT S trước và sau khi bù trung áp áp mùa mưa.............................46 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Bản đồ vị trí địa lý huyện Quảng Trạch ..........................................................4 Hình 2.1. Sơ đồ thuật toán của phương pháp ewton. ..................................................17 Hình 2.2. ồ thị phụ tải chữ nhật hóa............................................................................19 Hình 2.3. ồ thị phụ tải hình thang hóa. .......................................................................19 Hình 2.4. Biểu đồ TT S và xác định TT sử dụng đường cong tổn thất. .................22 Hình 2.5. ường cong tổn thất ......................................................................................24 Hình 2.6. Sơ đồ áp dụng triển khai của PSS/ADEPT ....................................................26 Hình 2.8. ộp thoại thiết đặt các thông số kinh tế Trung áp trong APO....................27 ình 2.9. ộp thoại thiết đặt thông số trong APO .....................................................29 Hình 2.10. Hộp thoại thông báo không có tụ bù nào để đặt lên lưới.............................30 ình 3.1. ồ thị phụ tải xuất tuyến 473 Ba ồn ...........................................................35 ình 3.2. ồ thị phụ tải xuất tuyến 477 Ba ồn ...........................................................35 ình 3.3. ồ thị phụ tải xuất tuyến 478 Ba ồn ...........................................................36 ình 3.4. ồ thị phụ tải xuất tuyến 472 òn La ...........................................................36 ình 3.5. ồ thị phụ tải xuất tuyến 474 òn La ...........................................................37 ình 3.6. ồ thị phụ tải xuất tuyến 476 òn La ...........................................................37 ình 3.7. ồ thị phụ tải xuất tuyến 478 òn La ...........................................................38 Hình 4.1. Các thông số về kinh tế khi chạy APO .......................................................44 Hình 4.2. ác thông số về kinh tế khi chạy APO .......................................................47 1 MỞ ĐẦU 1. Lý v tí ấp t iết đề t i Trong quá trình hội nhập và phát triển. iện năng đóng vai trò quan trọng sự phát triển kinh tế của mỗi quốc gia bởi nó cung cấp điện cho các ngành nghề khác có thể hoạt động sản xuất kinh doanh, nếu không có điện thì ngành công nghiệp không thể tồn tại và phát triển. Bên cạnh đó, điện cũng rất cần thiết cho đời sống sinh hoạt dân cư, nó góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống của người dân. hững năm qua tốc độ phát triển kinh tế xã hội nước ta nói chung và địa bàn huyện Quảng Trạch nói riêng tăng cao. Vì vậy nhu cầu sử dụng điện cũng tăng theo. Vì vậy để nâng cao chất lượng điện năng, đảm bảo cung cấp điện an toàn, ổn định, liên tục và chất lượng. Phục vụ chính trị, an ninh quốc phòng, phát triển kinh tế xã hội và nhu cầu sinh hoạt của nhân dân thì việc giảm tổn thất điện năng là một vấn đề cấp thiết và cực kỳ quan trọng. Trong hệ thống điện miền Trung nói chung và hệ thống điện huyện Quảng Trạch nói riêng thì phụ tải giờ cao điểm và giờ thấp điểm thường lệch nhau rất lớn nên giờ cao điểm thường thiếu công suất trong khi đó vào giờ thấp điểm thì công suất phản kháng lại phát ngược về nguồn. Thêm vào khả năng phát công suất phản kháng của các nhà máy điện rất hạn chế cosphi = 0,8 – 0,85. goài ra vì lý do kinh tế, người ta không chế tạo các máy phát có khả năng phát nhiều công suất phản kháng đủ cho chế đố phụ tải lớn nhất, mà nó chỉ làm chức năng điều chỉnh công suất phản kháng trong hệ thống điện để đáp ứng được nhanh chóng yêu cầu thay đồi phụ tải. Do đó phần công suất phản kháng sẽ được bù bằng các nguồn công suất phản kháng đặt thêm gọi chung là nguồn công suất bù. Lưới điện thuộc khu vực huyện Quảng Trạch trong những năm qua đã được đầu tư về hệ thống tụ bù công suất phản kháng. Tuy nhiên chưa đặt hiệu quả cao. guyên nhân là do sự phát triển thay đổi lưới điện chưa đồng bộ và các phụ tải thay đổi liên tục theo từng năm dẫn đến vị trí lắp đặt tụ bù không còn hợp lý nữa. Vì vậy để nghiên cứu. tính toán, đề xuất một số giải pháp hợp lý và hiệu quả tác giả chọn đề tài “Nghiên cứu, đề xuất giải pháp bù tối ưu công suất phản kháng nhằm giảm tổn thất điện năng cho lưới điện huyện Quảng Trạch” 2. Đ i t ợ v p ạm vi i ứ - ối tượng nghiên cứu là hệ thống bù lưới điện phân phối thuộc phạm vi huyện Quảng Trạch. Khảo sát nghiên cứu tổng thể hệ thống bù từ đó đánh giá phân tích đưa ra các giải pháp bù công suất phản kháng tối ưu và hợp lý. - Phạm vi nghiên cứu của đề tài là toàn bộ lưới điện phân phối (lưới Trung áp, hạ áp) cấp điện cho phụ tải sinh hoạt và chuyên dùng của khu vực huyện Quảng Trạch. 2 3. Mụ ti v iệm vụ i ứ Mụ ti ủ đề t i a. Phân tích các chế độ làm việc hiện hành của lưới phân phối 22kV huyện Quảng Trạch. b. ghiên cứu tính toán, đề xuất các giải pháp bù tối ưu công suất phản kháng trên hệ thống lưới điện V c. Từ nhu cầu sử dụng điện của các hộ phụ tải và thực trạng nguồn, khảo sát xây dựng hệ thống sơ đồ phân phối phụ tải, tính toán đề xuất các vị trí lắp đặt hệ thống bù kèm theo dung lượng bù cho lưới điện d. Sử dụng các phần mềm và chương trình trong ngành điện để kiểm soát hệ thống bù trên lưới. N iệm vụ i ứ Từ mục tiêu nghiên cứu như trên, nên nhiệm vụ của luận văn bao gồm các vấn đề sau: a. ánh giá hiện trạng nguồn, lưới điện, nhu cầu sử dụng điện năng, tình hình cung cấp điện và tính chất phụ tải trên địa bàn huyện Quảng Trạch. b. Lý thuyết về công suất phản kháng, bù công suất phản kháng và ảnh hưởng của nó về vấn đề tổn thất điện năng. c. Ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT để tính toán lựa chọn dung lượng bù hợp lý. d. Phân tích được ưu điểm, nhược điểm của phương pháp và khả năng áp dụng của nó vào lưới điện huyện Quảng Trạch. 4. Ý ĩ v tí t ự tiễ - óp phần nâng cao chất lượng điện, khả năng truyền tải và khả năng vận hành lưới điện của Việt am nói chung và lưới điện huyện Quảng Trạch nói riêng ngày càng tốt hơn. - iúp giảm chi phí về vận hành, sửa chữa, cũng như giúp giảm tổn hao về năng lượng. Mang lại nhiều lợi ích về kinh tế cho ngành điện. - Làm tài liệu tham khảo cho công tác nghiên cứu và vận hành lưới điện phân phối. 5. T đề t i “Nghiên cứu, đề xuất giải pháp bù tối ưu công suất phản kháng nhằm giảm tổn thất điện năng cho lưới điện huyện Quảng Trạch”. 6. P ơ p áp i ứ - Khảo sát tình hình thực tế, thực trang lưới điện, xây dựng sơ đồ phân bố phụ tải. 3 - Thu thập các thông số vận hành, tổn thất điện năng (bằng chương trình DSPM, CMIS. - Phân tích các phương pháp bù công suất phản kháng rồi từ đó xây dựng mô hình phù hợp cho lưới điện áp dụng cho lưới điện huyện Quảng Trạch. - Tính toán dung lượng cần bù cho lưới điện. Sử dụng phần mềm PSS/ADEPT để tính toán phân bố tối ưu cho hệ thống. 7. B ụ l ậ vă hương 1: Tổng quan về lưới điện phân phối và tình hình TT của huyện Quảng Trạch – Tỉnh Quảng Bình hương 2: ơ sở tính toán tổn thất điện năng và phần mềm Pss/Adept hương 3: Tính toán phân tích các chế độ vận hành của lưới điện huyện Quảng Trạch hương 4: Tính toán đề xuất giải pháp bù công suất phản kháng cho khu vực huyện Quảng Trạch Kết luận và kiến nghị 4 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN Ề LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI VÀ TÌNH HÌNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CỦA HUYỆN QUẢNG TRẠCH – TỈNH QUẢNG BÌNH 1.1 Quá trì ì t v p át triể ủ l i điệ ệ Q ả Trạ Quảng Trạch là một huyện thuộc phía Bắc tỉnh Quảng Bình. Với địa thế trải dài từ 17042' đến 17059' vĩ độ bắc và 106015' đến 106059' kinh độ đông. Diện tích khoảng 614 km², dân số hơn 95 ngàn người, mật độ trung bình là 212 người/km². Quảng Trạch có sông ianh nổi tiếng trong lịch sử thời Trịnh- guyễn phân tranh và sông Ròn đổ ra Biển ông. Hình 1.1: Bản đồ vị trí địa lý huyện Quảng Trạch Là huyện đồng bằng nhưng Quảng Trạch vẫn có cả rừng và biển, nhiều nơi rừng chạy sát bờ biển. Vùng đồng bằng tuy nhỏ nhưng có các hệ thống giao thông, sông ngòi đảm bảo thuận tiện cho quá trình phát triển kinh tế. uyện có hai con sông chính đó là Sông ianh và Sông Roòn, đồng thời có một hệ thống suối nhỏ chằng chịt, có khả năng nuôi trồng thuỷ sản và xây dựng các đập hồ thuỷ lợi để phục vụ cho sản xuất nông nghiệp và công nghiệp, ổn định môi trường trong lành. 5 Bảng 1.1. Khối lượng QLKT huyện Quảng Trạch K TT Hạ mụ Đ T N il ợ i ỳ điệ Khách hàng ường dây 22kV km 186,86 24.99 ường dây 0,4kV km 308 Trạm cắt Trạm 1.00 0.00 Trạm phân phối và tự dùng - Trạm 22/0,4kV Trạm 152 70 + MBA máy 152 70 + Dung lượng kVA 25.443 26.805 5 Máy cắt trung áp (MC) máy 7 0 6 Recloser (REC) máy 15 0 7 Dao cắt có tải (LBS) bộ 4 1 8 Dao cách ly 1 pha (LT ) bộ 25 20 9 ầu chì tự rơi (F O) bộ 159 74 - Tổng số công tơ: 29.400 công tơ. Lưới điện huyện Quảng Trạch nhận điện lưới từ các TBA 110kV Ba ồn, Hòn La. ác TBA 110kV cấp điện cho huyện Quảng Trạch qua các xuất tuyến như sau: TBA 110kV Ba ồn: gồm các xuất tuyến 473, 477, 478; và các xuất tuyến 471, 473, 474, 475 Roòn nhận nguồn từ xuất tuyến 478 Ba ồn qua T Roòn. TBA 110kV òn La: gồm các xuất tuyến 472, 474, 476, 478. Phụ tải điện của iện lực Quảng Trạch gồm nhiều thành phần từ sinh hoạt thành thị, nông thôn, công nghiệp, dịch vụ, nông nghiệp… với tổng số 59,404 khách hàng. Lưới điện thuộc thuộc quản lý của điện lực Quảng Trạch bao gồm lưới điện huyện Quảng Trạch và thị xã Ba ồn. Trải qua nhiều phương án hoàn thiện cải tạo đã có nhiều sự thay đồi trong nhiều năm qua. Bảng 1.2. Kết quả SXKD 11 tháng đầu năm 2018 1 2 3 4 STT 1 2 3 4 C ỉ ti iện nhận tiêu thụ Trong đó: iện mua của EVN iện thương phẩm Tỷ lệ truyền tải phân phối Doanh thu tiền điện Đơ vị tí T ự iệ kWh Tháng 11 10,321,976 Lũ ế ăm 129,014,283 kWh 10,321,976 129,014,283 kWh % ồng 10,664,329 118,659,581 -2.68 5.85 18,043,765,073 202,010,567,390 6 C ỉ ti STT 5 6 7 8 9 10 11 12 Đơ vị tí Doanh thu tiền SPK Giá bán bình quân Số thu tiền điện Số thu tiền SPK Số MB Trong đó: số phát triển mới Số công tơ Trong đó: số phát triển mới Số công tơ điện tử lắp đặt mới (Bao gồm phát triển mới và thay thế công tơ cơ khí) + 1 pha, 1 giá + 1 pha, nhiều giá + 3 pha, 1 giá + 3 pha, nhiều giá iện năng tiết kiệm 1. . T ự trạ Trạ . tổ t ất điệ ồng đ/kWh ồng ồng ợp đồng T ự Tháng 11 Lũ ế ăm 21,272,759 242,502,226 1,691.97 1,702.44 18,202,595,940 202,499,117,382 18,851,133 237,738,798 59,884 59,884 ợp đồng ă iệ 171 2,097 ông tơ 59,839 59,839 ông tơ 174 2,129 ông tơ 173 4,115 ông tơ ông tơ ông tơ ông tơ kWh 146 0 22 5 0 3,684 0 401 30 1,180,467 ủ l i điệ p â p i Điệ lự Q ả - Tổn thất điện năng hiện trạng * Tổ t ất iện nay, trong công tác quản lý kinh doanh điện năng tại các iện lực, việc tính toán tổn thất kinh doanh hàng tháng đang thực hiện theo nguyên tắc: - iện giao, nhận: Sản lượng điện năng giao, nhận giữa iện lực với ông ty được chốt vào 0h00 ngày 01 hàng tháng thông qua hệ thống đo xa. - Thương phẩm của các khách hàng trong 1 tháng được ghi theo lịch chốt chỉ số công tơ do Tổng ông ty iện lực miền Trung phê duyệt từ cuối năm kế hoạch trước. Sản lượng tiêu thụ được ghi từ một ngày nhất định của tháng trước đến cùng ngày của tháng sau. - TT được tính: ATT = AN - AG - ATP trong đó: + ATT là iện năng tổn thất + AN là tổng điện năng nhận 7 + AG là tổng điện năng giao + ATP là tổng sản lượng thương phẩm. Bảng 1.3: TTĐN toàn Điện lực Quảng Trạch các tháng đầu năm 2018 (phiên kinh doanh) Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Tỷ lệ TTĐN 9,12 6,74 7,3 7,13 12,92 6,29 0,45 9,25 2,51 4,09 (%) * Tổ t ất t e á 11 -2,68 ấp điệ áp Bảng 1.4: Số liệu TTĐN các cấp điện áp năm 2017 và các tháng đầu năm 2018 TT 1 2 Điệ lự Q ả Trạ Lưới điện hạ áp 0,4kV Lưới điện trung áp 22kV T đơ vị Lũ ế 11T/2018 Cù ỳ 11T/2017 4.22 2.25 6.47 4.69 2.66 4.69 Tă iảm v i 17 -0.47 -0.41 -0.88 * Tổ t ất ấp điệ áp Bảng 1.5: Số liệu tổn thất cấp điện áp 22kV năm 2017 và các tháng đầu năm 2018 TT Điệ lự Q ả Trạ Lũ ế 11T/2018 Cù ỳ 11T/2017 Tă iảm 2017 473 Ba ồn 2.21 2.9 -0.69 477 Ba ồn 2.4 2.61 -0.21 478 Ba ồn 2.23 2.85 -0.62 472 Hòn La 3.54 4.33 -0.79 474 Hòn La 3.03 3.24 -0.21 476 Hòn La 3.67 5.44 -1.77 478 Hòn La 3.24 4.24 -1 T bộ 20.32 25.61 -5.29 hận xét: - ối với lưới điện 22 kV: Trong năm 2017 lưới điện trung áp do iện lực Quảng Trạch quản lý lưới điện chưa hoàn chỉnh, các công trình đầu tư chưa thực sự hiệu quả cao 1 2 3 4 5 6 7 v i 8 - ối với lưới điện 0,4 kV: ông tác quản lý chưa tốt, tình trạng ăn cắp điện còn diễn ra thường xuyên 1.3. Một iải p áp đ t ự iệ đ t ự iệ để iảm tổ t ất ủ l i điệ Đầu năm 2018 đến nay điện lực Quảng Trạch đã thực hiện một số giải pháp sau để giảm tổn thất của lưới điện. 1.3.1. Giải pháp kỹ thuật. 1.3.1.1. Về điện áp và chất lượng điện - Bù công suất phản kháng: - ân bằng pha các trạm biến áp lệch pha >15%, điều chỉnh đầu phân áp MBA phân phối đạt 231V vào giờ thấp điểm nếu có phát sinh trong tháng - Triển khai công tác sửa chữa lớn hoàn tất vào quý 3 năm 2018, đầu tư xây dựng thực hiện hoàn tất vào quý 3 năm 2018, ưu tiên thực hiện các hạng mục nhằm giảm TT và sự cố. 1.3.1.2. Về công tác quản lý vận hành, xử lý sự cố - àng tháng kiểm tra định kỳ điện áp cuối đường dây trung, hạ áp và tổ chức khắc phục ngay vào tháng liền kề. - Kiểm tra định kỳ ngày (đêm) đường dây trung, hạ áp và trạm biến áp phân phối. - Vệ sinh công nghiệp các trạm biến áp phân phối, thiết bị trên đường trục và nhánh rẽ lớn, các TU, T của hệ thống đo đếm và lau sứ các đường dây Trung áp. - Phát quang hành lang lưới điện hàng tháng theo kết quả kiểm tra lưới định kỳ của quản lý khu vực ội quản lý vận hành và Phòng kế hoạch kỹ thuật – vật tư - Kiểm tra vệ sinh và thí nghiệm thiết bị điện - Thí nghiệm và vệ sinh định kỳ máy biến áp - o tải, tính toán cỡ chì bảo vệ lưới phân phối và thay thế chì phù hợp phụ tải 1.3.1.3. Về công tác sửa chữa lớn, ĐTXD: - ường dây: Thực hiện thay dây dẫn đường dây Trung áp 22kV dài 15,335 km. - Trạm biến áp: ấy mới 17 TBA nhằm rút ngắn bán kính cấp điện. 1.3.1.4. Về quản lý chất lượng vật tư thiết bị trên lưới điện: ơn vị thực hiện quản lý chặt chẽ chất lượng các vật tư; các thiết bị như: máy biến áp, F O, LA, TU, T … phải có lý lịch, xuất xứ rõ ràng, được thí nghiệm đúng quy định. 9 1.3.1.5. Về giảm tổn hao trên MBA phân phối và trên dây dẫn điện: - Thực hiện vệ sinh công nghiệp các máy biến áp phân phối (kết hợp cắt điện để thực hiện, ưu tiên các trạm khu vực nhiều khói bụi công nghiệp). - Thử nghiệm định kỳ các máy biến áp, thực hiện thay ngay các máy biến áp có kết quả thử nghiệm không đạt yêu cầu (kế hoạch năm 2016 thí nghiệm 104 trạm biến áp ) - Kiểm tra các trạm biến áp không vận hành hoặc vận hành theo thời vụ để liên hệ khách hàng xin cắt ra nếu không sử dụng (như trạm Bơm điện, trạm xay xát…) hoặc các trạm biến áp không còn hoạt động sản xuất, chỉ sử dụng với mục đích thắp sáng để có hướng chuyển mục đích sử dụng sang điện lưới công cộng. - Tổ chức đo tải định kỳ trên đường dây trung hạ áp và trạm biến áp không để xảy ra trường hợp bị quá tải kéo dài. àng tháng phúc tra và đưa vào kế hoạch hoán chuyển non – quá tải, trung bình mỗi tháng hoán chuyển 20 máy. - Thường xuyên thực hiện phát quang trên đường dây trung, hạ áp không để cây xanh va chạm vào đường dây. - Xử lý thay mối nối tiếp xúc xấu tại vị trí đấu nối thiết bị trung, hạ áp và vị trí đấu nối cáp hạ áp TBA lên lưới hạ áp, trong đó ưu tiên thực hiện trước tại các thiết bị trên đường trục và trạm biến áp có phụ tải lớn. - Dự báo chính xác phụ tải để có phương án cấp điện hợp lý nhằm giảm TT . - ạn chế chuyển nguồn trong thời gian cao điểm, đóng kết vòng các phát tuyến có bán kính cấp điện dài.- Thực hiện chương trình củng cố lưới điện, đặc biệt lưu ý xử lý các mối nối hở trên lưới điện. 1.2.3. Giải pháp thương mại: gay từ đầu năm iện lực huyện Quảng Trạch đã lập chương trình trọng tâm giảm tổn thất thương mại với các giải pháp chính như sau: 1.2.3.1. Đối với khách hàng sử dụng điện qua trạm chuyên dùng: - Rà soát và tổ chức kiểm tra tất cả các khách hàng sử dụng điện qua trạm chuyên dùng, ghi nhận đầy đủ thông tin về hiện trạng hệ thống đo đếm như: TU, T , công tơ và hệ thống dây tín hiệu, cáp xuất, công suất thực tế sử dụng của khách hàng so với đăng ký; đề xuất hướng xử lý các khách hàng sử dụng không đạt công suất đã đăng ký với iện lực (nhất là các khách hàng lớn, có hệ thống đo đếm gián tiếp Trung áp, hạ áp và có sản lượng sử dụng > 10.000 kWh/tháng). - Lập kế hoạch khắc phục các hư hỏng của hệ thống đo đếm trong quá trình vận hành. - iám sát phụ tải các khách hàng thông qua chương trình đo ghi từ xa MDMS hàng ngày, hàng tuần nhằm kịp thời phát hiện và có kế hoạch xử lý sự cố trên hệ thống đo đếm. - Kiểm tra hệ số cos φ, thực hiện mua công suất phản kháng của các khách hàng 10 theo qui định và vận động khách hàng lắp đặt tụ bù để nâng hệ số công suất cos φ > 0,9. - Tiếp tục rà soát, lập kế hoạch thay công tơ cơ thành điện tử 3 pha tất cả các khách hàng sản xuất kinh doanh. 1.2.3.2. Đối với trạm biến áp công cộng: - àng tháng rà soát và cập nhật đầy đủ 100% số lượng trạm công cộng hiện có trên lưới điện vào chương trình M S (nhất là các trạm cấy mới do tách trạm,…). ập nhật đầy đủ và chuẩn xác thông số trạm công cộng như: T hạ áp, công tơ và số lượng khách hàng trong trạm, ghi đúng lịch và đúng chỉ số, để khoanh vùng tổn thất, tìm nguyên nhân và xử lý dứt điểm. - Phòng Kinh doanh phối hợp với ội Quản lý tổng hợp lập kế hoạch thay kịp thời các T non hoặc quá tải, công tơ trạm quá hạn, đứng, chết, … quản lý chặt chẽ và đầy đủ hồ sơ liên quan đến trạm công cộng. - àng tháng phối hợp Phòng Kiểm tra giám sát mua bán điện và ội Quản lý tổng hợp tổ chức kiểm tra, tìm nguyên nhân và xử lý ngay các trạm biến áp có tổn thất bất thường. 1.2.3.3. Đối với khách hàng sử dụng điện: - àng tháng tổ chức kiểm tra 100% số lượng khách hàng 03 tháng không lên chỉ số, khách hàng có sản lượng bất thường giảm trên 50% so với tháng trước để tìm nguyên nhân và xử lý kịp thời. - Tổ chức kiểm tra 100% hộ nghi vấn vi phạm sử dụng điện. - àng tháng tổ chức ghi điện phúc tra khu vực dịch vụ bán lẻ điện nông thôn. - Thay công tơ định kỳ đối với các công tơ đến thời gian kiểm định cụ thể - Kiểm tra hệ thống đo đếm - Kiểm tra khách hàng sử dụng điện. - Phúc tra chỉ số công tơ trong quá trình ghi điện. 1.2.3.4. Đối với trường hợp hư hỏng công tơ: - Phát hiện kịp thời và tổ chức thay ngay các công tơ đứng, chết, cháy trong vòng 3 ngày làm việc. Số công tơ đã thay: 209 công tơ. - Lập phiếu truy thu sản lượng, bồi thường công tơ (nếu do lỗi khách hàng). 1.4. Kết l ậ uyện Quảng Trạch với địa hình khá rông. Phụ tải ít tập trung đang còn nhiều. Lưới điện đang trong quá trình hoàn thiện theo từng năm nên tình hình tổn thất điện năng còn khá cao. Theo lũy kế các tháng trong năm 2018 tổn thất đã giảm và giảm sâu hơn so với cùng kỳ năm ngoái nhưng vẫn chưa đạt theo các chỉ tiêu kế hoạch đặt ra. Tui đã có những giải pháp cụ thể song vẫn chưa đạt được hiệu quả cao. Vì vậy cần nghiên cứu các giải pháp cụ thể để áp dụng nhằm giảm TT cho khu vực uyện Quảng Trạch. 11 CHƯƠNG 2 CƠ SỞ TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG À PHẦN MỀM PSS/ADEPT 2.1. Cá p ơ p áp tí t á tổ t ất ô ất v tổ t ất điệ ă . 2.1.1. Vai trò, ý nghĩa của bài toán xác định TTCS, TTĐN. 2.1.1.1. Tính toán, phân tích TTCS và TTĐN trong quản lý vận hành hệ thống cung cấp điện Lưới điện được xây dựng trên cơ sở bài toán quy hoạch thiết kế, các phần tử của lưới được lựa chọn đồng thời trong cơ sở đảm bảo của yêu cầu kinh tế - kỹ thuật. Tuy nhiên trong quá trình vận hành, do sự biến động của phụ tải theo thời gian làm cho các thông số lưới thiết kế không còn phụ hợp, dẫn đến các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của lưới có thể không đạt được mong muốn. Sự khác biệt của bài toán vận hành so với bài toán thiết kế là trên cơ sở cấu trúc lưới điện có sẵn, biết được các thông số vận hành, tiến hành tính toán kiểm tra lại các thông số chế độ của lưới đề xác định xem lưới đó có đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật và vận hành kinh tế nữa hay không. Trên cơ sở tính toán cho phép phân tích tình trạng kỹ thuật của lưới điện, đề xuất các giải pháp kỹ thuật đề nâng cao hiệu quả kinh tế. 2.1.1.2. Những tồn tại trong các phương pháp tính toán TTCS và TTĐN a. Đặc điểm tính toán TTCS và TTĐN trong các bài toán quy hoạch thiết kế và các bài toán quản lý vận hành - ặc điểm tính toán TT S, TT trong thiết kế: + Không đòi hỏi độ chính xác cao. + Thiếu thông tin khi thực hiện tính toán (chưa có biểu đồ phụ tải, không có phương thức vận hành cụ thể…) + Phương pháp tính cần được sử dụng một cách dễ dàng, nhanh chóng. Do đó có thể áp dụng các phương pháp đơn giản, độ chính không cao. - ặc điểm tính toán TT S, TT trong quản lý vận hành: + Yêu cầu độ chính xác cao. + ó đủ thông tin đề tính toán như biểu đồ phụ tải, trạng thái các trang thiết bị bù, đầu phân áp làm việc của các máy biến áp. + ó thời gian nghiên cưú tính toán so sánh với các số liệu thống kê đo lường. - Do đó cần áp dụng các phương pháp chính xác, xét được đầy đủ các yếu tố. b. Lựa chọn và xây dựng phương pháp tính toán TTCS và TTĐN Trong quá trình tư vấn thiết kế, do thiếu hoặc không đầy đủ số liệu đầu vào như đồ thị phụ tải, thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax, thời gian tổn thất công suất cực đại , mật độ dòng điện kinh tế, các quy định về chất lượng điện áp, giá trị giới hạn, nên thường lấy theo số liệu từ khâu thiết kế. Mặt khác, do chưa chủ động được vấn đề tài chính nên khó giải quyết đồng bộ các yêu cầu kỹ thuật, điều đó có thể làm xấu chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật khi đưa lưới điện vào vận hành. 12 2.1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến trị số TTCS và TTĐN trong hệ thống cung cấp điện 2.1.2.1. Quan hệ giữa các phương pháp tính toán TTCS và TTĐN ó hai nội dung khi phân tích tổn thất, tính toán TT S và TT đều cùng phải lựa chọn cách tính thích hợp, tính toán đúng TT S chỉ mới là điều kiện cần để có thể tính được TT . Sự phụ thuộc phi tuyến (gần như bậc hai) giữa tổn thất công suất với trị số công suất phụ tải làm cho việc xác định tổn thất điện năng tương đối phức tạp, để đạt độ chính xác cao cần phải có thêm các thông tin về biểu đồ vận hành, các đặc trưng của phụ tải và cách xử lý tính toán. Khi tính toán thiết kế, với yêu cầu độ chính xác không cao, có thể áp dụng nhiều cách tính cần đúng ngay cả khi rất thiếu thông tin, trên cơ sở giả thiết đã xác định được Pmax là TT S ứng với chế độ phụ tải cực đại khi đó tính toán TT sẽ là: A Pmax. ách tính này chỉ cần xác định hai đại lượng Pmax và , trị số Pmax có thể xác định chính xác theo các chương trình tính toán đã nêu, thường trong tính toán của chúng ta hiện nay giá trị của được xác định theo các biểu thức sau: - ông thức kinh nghiệm: (0,124 Tmax 104 ).8760 - ông thức Kenzevits: 2.Tmax 8760 8760 Tmax p 1 min Tmax 2 pmin Pmax 1 8760 Pmax - ông thức Vanlander: 8760. 0,13. Tmax 8760 0,87. Tmax 8760 2 - Tra đường cong tinh toán: f (Tmax , cos ) ác công thức trên chỉ là gần đúng, lấy theo thực nghiệm và tiệm cận hóa, nhất là được xác định trên những lưới điển hình, có cấu trúc tiêu chuẩn của nước ngoài, điều này không phụ hợp cho lưới điện nước ta. 2.1.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến trị số TTCS Mỗi phần tử của hệ thống có đặc điểm riêng, do đó tổn thất trong chúng là không giống nhau, bằng phương pháp tính toán sẽ xác định được TT S trong từng phần tử, trong phần này chỉ xét các quá trình xảy ra với lưới phân phối có cấp điện áp 35kV trở xuống tổn thất chủ yếu do tỏa nhiệt hoặc quá trình biến đổi điện từ gây nên. 13 a. Đường dây tải điện Thông số của đường dây gồm: điện trở, điện kháng, điện dẫn và dung dẫn hầu như phân bố đồng đều dọc theo đường dây, đối với LPP trên không khi tính toán thường bỏ qua thành phần tổng dẫn mà không gây nên sai số đáng kể. ối với LPP thường tiết điện dây nhỏ nên có giá trị điện trở lớn, do đó tổn thất trên phần tử này là đáng kể và chiếm tỷ trọng lớn trong TT S và TT việc xác định tiết diện dây dẫn hợp lý sẽ làm giảm đáng kể tổn thất trong LPP. ặc điểm của LPP là giá trị điện kháng Xo biến đổi không lớn, thường nằm trong khoảng 0,36-0,42 Ω/km, do đó thành phần tổn hao trên điện kháng của dây dẫn sẽ thay đổi không đáng kể khi tiết diện dây dẫn thay đổi. TT S trên đường dây được xác định theo biểu thức: Pđd p 2 Q2 Rđd U đm Qđd P2 Q2 X đd 2 U đm 3I 2 Rđd 3I 2 X đd TT S phụ thuộc vào giá trị điện áp và công suất đầu hay cuối đường dây, nếu S[KVA], U[kV], R[Ω], thì P[kW]. b. Máy biến áp Trong máy biến áp tồn tại hai thành phần tổn thất công suất đó là: tổn thất tải và tổn thất không tải, đước xác định theo biểu thức P P22 Q22 Rba U 22 gba 2 U2 Pcu Q P22 Q22 X ba U 22bba U 22 Qcu Pfe Q fe - Scu = Pcu + j Qcu : tổn thất tải thuộc công suất đi qua máy biến áp - Pfe = Pfe + j Qfe : tổn thất không tải phụ thuộc cấu tạo máy biến áp. c. Thiết bị bù TT S trong tụ điện gồm tổn thất trong phần cách điện và phần kim loại, các tụ điện được chế tạo với điện dung không lớn, công suất cần thiết những bộ tự điện được lựa chọn bằng cách nối tiếp hay song song các tụ riêng biệt, tổn thất STD trong tụ điện có thể lấy tỷ lệ thuận với công suất định mức của chúng, tức là: Ptụ = Prtụ . Qđmtụ Ở đây Prtụ là suất TT S trong tụ tính bằng [KW/KVAr]. - ối với tụ 6-10 kV : Prtụ = 0,003[KW/KVAr]. - ối với tụ ≤ 1000kV : Prtụ = 0,0004[KW/KVAr]. 14 gày nay với kỹ thuật và công nghiệ cao, các tụ điện được chế tạo có suất TT S rất nhỏ, nhiều khi trong tính toán cho phép bỏ qua thành phần này mà gây nên sai số không đáng kể. d. Ảnh hưởng của nhiệt độ Khi tính toán TT S và TT xem điện trở tác dụng của đường dây là không đổi, nhưng thực tế, điện trở thay đổi theo nhiệt độ của dây dẫn: R0 R0[1 ( đm 20)] Trong đó: - R0: điện trở của dây dẫn ở 200C - α: hệ số nhiệt điện trở, đối với dây nhôm lõi thép α = 0,0004 Giá trị thực tế của điện trở có thể tăng hoặc giảm so với giá trị điện trở tính toán, sự thay đổi của điện trở dẫn đến TT S thay đổi, nhiệt độ dây dẫn đường dây trên không được xác định theo 3 điều kiện cơ bản: dòng điện tải, nhiệt độ không khí và tốc độ gió, khi phụ tải của dây dẫn cao (lớn hơn 60 – 70% phụ tải cho phép theo điều kiện đốt nóng), TT S và TT có thể tăng khoảng 6 – 10%. e. Ảnh hưởng của sự thay đổi phụ tải khi có độ lệch điện áp đến TTCS Khi tính toán chế độ xác lập của mạng điện phân phối tiến hành với điện áp định mức của mạng hoặc theo giá trị điện áp ở những điểm nút của phụ tải tìm được trong quá trình tính toán. Xác định theo biểu thức: Sđm 2 Pđm Uđm2 Z.10 3 (1 tg 2 Stt 2 đm 2 đm P U Z .10 3 đm ) tg 2 đm 1 U*2tt Trong đó: - tg đm: Ứng với hệ số công suất của tải khi U = Uđm thì tg đm = Qđm/Pđm - Pđm,Qđm: CSTD, CSPK của phụ tải khi U = Uđm tính bằng [KVA],[KVAr]. - Uđm: điện áp định mức của mạng tính bằng [kV]. - U*tt: điện áp tính toán tương đối ứng với trị số cơ bản là Uđm ở các nút phụ tải xác định trong quá trình tính toán. iá trị chính xác TT S trên đường dây có thể nhận được khi tính toán theo điện áp thực tế ở các nút của phụ tải. Xác định theo biểu thức: Scx Pđm2 U đm2 Z .10 3 p*2 q*2tg 2 U *2 đm Trong đó: - U*: iện áp tương đối tại nút phụ tải - p*, q*: CSTD, CSPK ứng với lượng cơ bản của CSTD, CSPK ở Uđm: P P P đm, q* Q Qđm