ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
ĐINH VĂN CƢỜNG
PHÂN TÍCH AN TOÀN VẬN HÀNH
LƢỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI CẤP ĐIỆN ÁP 220KV
KHU VỰC TÂY NGUYÊN
C
C
R
UT.L
D
Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Mã số: 8520201
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
Đà Nẵng - Năm 2020
Công trình được hoàn thành tại:
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: GS.TS. LÊ KIM HÙNG
Phản biện 1: PGS.TS Đinh Thành Việt
Phản biện 2: TS. Lê Thị Tịnh Minh
C
C
R
UT.L
D
Luận văn đã được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt
nghiệp thạc sĩ chuyên ngành Kỹ thuật điện họp tại trường Đại
học Bách khoa vào ngày 18 tháng 7 năm 2020.
Có thể tìm hiểu luận văn tại:
Trung tâm học liệu và truyền thông tại Trường Đại học Bách
khoa - Đại học Đà Nẵng.
Thư viện Khoa Điện, Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN.
1
MỞ ĐẦU
1. Lý do lựa chọn đề tài
Hệ thống truyền tải điện 220kV Quốc Gia khu vực Tây
Nguyên gồm 05 tỉnh Kon Tum, Gia Lai, Đắk Lắk, Đắk Nông, Lâm
Đồng, tuy nhiên lưới điện truyền tải 220kV tại tỉnh Lâm Đồng không
kết nối trực tiếp với các tỉnh Tây Nguyên còn lại mà kết nối thông
qua các tỉnh Bình Định, Phú Yên, Khánh Hoà, Ninh Thuận, Bình
Thuận, đây là lưới điện quan trọng của hệ thống Truyền tải điện Bắc
- Nam. Cùng với sự phát triển của hệ thống điện Việt nam, lưới điện
truyền tải cấp điện áp 220kV trên địa bàn Tây Nguyên không ngừng
được mở rộng, nâng cấp để đáp ứng kịp thời cung cấp điện phục vụ
nhu cầu phát triển kinh tế xã hội, đồng thời cũng góp phần khắc phục
tình trạng thiếu điện hiện nay của đất nước và đặc biệt trong thời
gian gần đây hàng loạt các công trình điện và nguồn năng lượng điện
mới được xây dựng và đưa vào vận hành (thực hiện chính sách của
C
C
R
UT.L
D
Chính phủ về việc tăng cường phát triển các nguồn năng lượng tái
tạo - năng lượng điện mặt trời, năng lượng điện gió).
Lưới điện truyền tải cấp điện áp 220kV khu vực Tây Nguyên
có nhiệm vụ kết nối, truyền dẫn điện năng từ các nguồn điện trong
khu vực Tây Nguyên: Nhà máy Thủy điện: Ialy, Sê San 3, Sê San
3A, Sê San 4, Sê San 4A, An Khê-KaNak, Sông Ba Hạ, Serepok 3,
Serepok 4, Serepok 4A, Buonkuop, Buontusrah, Đồng Nai 3, Đăk
R’tih, Đồng Nai 4, Đồng Nai 5, thuỷ điện Xekaman 1 của nước
CHDCND Lào; Nhà máy điện Sinh khối An Khê và các nguồn điện
tại các tỉnh lân cận: Nhà máy nhiệt điện Vĩnh Tân 2, Vĩnh Tân 4;
Nhà máy điện mặt trời Hòa Hội, Hacom Solar, Thuận Nam, Nhị Hà,
BIM, Mỹ Sơn, Trung Nam, Hồng Phong 1... đến các TBA 220kV
Kom Tum, KrongBuk, Đức Trọng, Bảo Lộc, Đắk Nông và các TBA
500kV Pleiku, Pleiku 2, Di Linh, Đắk Nông để cung cấp điện cho
2
các tỉnh Tây Nguyên và truyền tải điện lên hệ thống điện 500kV
Bắc-Trung-Nam.
Với địa bàn Tây Nguyên nằm trong vùng đồi núi cao, các nhà
máy phát điện, các Trạm biến áp và hệ thống lưới điện truyền tải đi
qua khu vực này thường là vùng có thời tiết khắc nghiệt, di chuyển
khó khăn, cách xa khu dân cư. Ngoài nhà máy thủy điện, nhiệt điện
có công suất lớn, trong thời gian gần đây các nhà máy điện năng
lượng mặt trời được đầu tư quy mô công suất lớn phát lên hệ thống
truyền tải điện cấp điện áp 220kV. Trong khi đó, việc đầu tư, mở
rộng lưới truyền tải điện đang gặp nhiều khó khăn về công tác thi
công, đền bù giải phóng mặt bằng. Do vậy, trong thời gian tới, từ nay
đến năm 2025 khả năng sẽ quá tải, không giải phóng hết công suất
phát của các nhà máy điện ở khu vực và nguy cơ gây mất ổn định, sự
cố trên hệ thống điện truyền tải 220kV ở địa bàn Tây Nguyên rất cao.
Hiện nay, lưới điện truyền tải cấp điện áp 220kV khu vực Tây
Nguyên là lưới điện quan trọng trong việc liên kết các nhà máy điện,
các phụ tải ở khu vực và giải tỏa hết công suất của các nhà máy điện
này lên hệ thống Truyền tải 500kV Bắc-Trung-Nam, đồng thời đảm
bảo cung cấp điện an toàn, liên tục cho các tỉnh Tây Nguyên và các
tỉnh miền Nam.
Đối với công tác quản lý vận hành hệ thống Truyền tải điện,
việc dự báo và đánh giá được các tình huống biến động của nguồn,
phụ tải hoặc sự cố để chuẩn bị sẵn các giải pháp xử lý tối ưu nhằm
đảm bảo vận hành an toàn hệ thống điện luôn là một yêu cầu quan
trọng. Tuy nhiên, đối với lưới điện càng phức tạp, bài toán này càng
C
C
R
UT.L
D
khó thực hiện vì yêu cầu khối lượng tính toán và thời gian tính toán
rất lớn, trong lúc người vận hành phải xử lý tình huống trong thời
gian ngắn nhất.
Học viên là người được giao nhiệm vụ trực tiếp quản lý vận
3
hành hệ thống truyền tải điện Quốc Gia trên địa bàn tỉnh Gia Lai.
Với mong muốn nghiên cứu để áp dụng vào thực tiễn công việc đang
làm, để đảm bảo vận hành an toàn cho hệ thống điện 220kV khu vực
Gia Lai nói riêng và khu vực Tây Nguyên nói chung ở thời điểm hiện
tại, trước khi lưới điện được nâng cấp tương xứng với sự phát triển
quá nóng của các nguồn năng lượng mới, đồng thời phân tích đánh
giá tổng thể và đưa ra các tình huống vận hành nguy hiểm, nhằm có
phương pháp giải quyết thích hợp kịp thời. Vì vậy, học viên chọn đề
tài “Phân tích an toàn vận hành lưới điện truyền tải cấp điện áp
220kV khu vực Tây Nguyên” làm đề tài luận văn tốt nghiệp.
2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu:
Nghiên cứu và phân tích an toàn vận hành lưới điện Truyền tải
220kV khu vực Tây Nguyên, xác định các tình huống nguy hiểm, từ
đó đề xuất các giải pháp thích hợp nhằm nâng cao an toàn vận hành
lưới điện trước tình hình mới.
C
C
R
UT.L
D
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu:
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là lưới điện Truyền tải 220kV
khu vực Tây Nguyên.
Phạm vi nghiên cứu của đề tài là vận hành an toàn lưới điện,
bao gồm tính toán kiểm tra trào lưu công suất trên các đường dây,
máy biến áp và giá trị điện áp tại các nút trong tình huống vận hành
bình thường và khi sự cố một phần tử (N-1), hai phần tử (N-2). Từ
đó đề xuất các giải pháp thích hợp nhằm nâng cao an toàn vận hành
lưới điện.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu:
Thu thập các số liệu về thông số kỹ thuật lưới điện truyền tải
220kV khu vực Tây Nguyên, lưới điện 220kV liên kết lưới điện
truyền tải 220kV tỉnh Lâm Đồng với các tỉnh Tây Nguyên còn lại và
các nhà máy điện có liên quan trong khu vực.
4
Thu thập số liệu về tình hình phụ tải.
Thiết lập sơ đồ lưới điện bằng phần mềm Powerworld
Simulator (PW).
Sử dụng phần mềm PW để phân tích an toàn lưới điện.
Trên cơ sở kết quả tính toán của phần mềm, phân tích và đưa
ra các giải pháp giải quyết các tình huống nguy hiểm.
5. Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài
5.1. Về mặt khoa học
Đề tài đã nghiên cứu các giải pháp nhằm nâng cao an toàn vận
hành lưới điện 220kV khu vực Tây Nguyên trước tình hình mới.
Đề tài xây dựng mô hình lưới điện Truyền tải 220kV khu vực
Tây Nguyên bằng phần mềm Powerworld Simulator (PW) có thể mô
phỏng được các trạng thái vận hành và đề xuất các giải pháp đối với
các sự cố có thể gây mất an toàn hệ thống.
C
C
R
UT.L
5.2 . Về mặt thực tiễn
Đề tài dựa trên các số liệu thực tế, tính toán và phân tích các
chế độ vận hành của lưới điện Truyền tải 220kV khu vực Tây
Nguyên, từ đó xác định các trường hợp nguy hiểm đề xuất các giải
pháp giải quyết các tình huống hợp lý, nhằm nâng cao an toàn vận
hành của lưới điện 220kV khu vực Tây Nguyên trong tình hình mới,
góp phần đảm bảo cung cấp điện an toàn, liên tục và ổn định, đáp
ứng cho nhu cầu phát triển của đất nước.
D
6. Tên đề tài
Từ những lý do đã nêu ở trên, đề tài được chọn có tên là:
“Phân tích an toàn vận hành lưới điện Truyền tải cấp điện áp
220kV khu vực Tây Nguyên”.
7. Bố cục đề tài
Luận văn gồm 3 chương:
Chƣơng 1: Cơ sở lý thuyết về phân tích an toàn
5
Chƣơng 2: Phân tích an toàn vận hành lƣới điện 220kV
khu vực Tây Nguyên
Chƣơng 3: Đề xuất các giải pháp nâng cao an toàn vận
hành lƣới điện 220kV khu vực Tây Nguyên
CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ PHÂN TÍCH AN TOÀN
1.1 . Ngữ cảnh về yêu cầu phân tích an toàn hệ thống
1.1.1 . Yêu cầu về vận hành an toàn hệ thống
1.1.2 . Chức năng của phân tích an toàn hệ thống điện
1.1.3 . Ngữ cảnh về phân tích an toàn hệ thống:
1.2 . Một số phƣơng pháp phân tích an toàn
1.2.1 . Phương pháp tính toán phân bố công suất một phần
(1P-1Q)
1.2.2 . Phương pháp hệ số chuyển tải
1.2.3 . Phương pháp định vùng (cục bộ biên)
1.3 . Kết luận Chƣơng 1
Trong chương này, học viên đã tìm hiểu cơ sở lý thuyết về
phương pháp phân tích an toàn. Qua đó nhận thấy rằng trong tất cả
các sự cố có thể xảy ra chỉ có một số sự cố gây nguy hiểm. Các
phương pháp phân tích an toàn giới thiệu trong chương 1 nhằm thực
hiện việc phân tích an toàn với thời gian ngắn nhất. Cùng với sự phát
triển mạnh mẽ của máy tính với tốc độ xử lý ngày càng cao và khả
năng lưu trữ dữ liệu ngày càng lớn, các phương pháp phân tích an
toàn hệ thống hiện nay vẫn đang được tiếp tục nghiên cứu phát triển
để nâng cao độ tin cậy về kết quả phân tích và rút ngắn thời gian tính
C
C
R
UT.L
D
toán nhằm áp dụng tốt hơn trong thời gian thực. Dựa trên các phương
pháp phân tích, hiện nay một số phần mềm ứng dụng cũng đã ra đời,
hỗ trợ rất nhiều cho người vận hành đáp ứng mục tiêu vận hành an
toàn hệ thống (VD: Powerworld Simulator, CONUS, PSS/E,
6
PSS/ADEPT…). Tuy nhiên hệ thống điện đang ngày càng phát triển
không chỉ về qui mô mà còn cả về mức độ phức tạp, đòi hỏi thuật
toán phân tích an toàn càng phải được hoàn thiện và phát triển sâu
hơn. Trong phần kế tiếp học viên sẽ tìm hiểu lưới điện truyền tải
220kV khu vực Tây Nguyên và áp dụng phần mềm Powerworld
Simulator để phân tích an toàn lưới điện này.
CHƢƠNG 2: PHÂN TÍCH AN TOÀN VẬN HÀNH
LƢỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI CẤP ĐIỆN ÁP 220KV KHU
VỰC TÂY NGUYÊN
2.1. Giới thiệu chung về lƣới điện Truyền tải điện 220kV
khu vực Tây Nguyên
2.1.1. Qui mô lưới điện Truyền tải điện 220kV khu vực Tây
Nguyên
Lưới điện Truyền tải 220kV khu vực Tây Nguyên bao gồm
các tỉnh Gia Lai, Kon Tum, Đắk Lắk, Đắk Nông, Lâm Đồng, tuy
nhiên lưới điện truyền tải 220kV tại tỉnh Lâm Đồng không kết nối
trực tiếp với các tỉnh Tây Nguyên còn lại mà kết nối thông qua các
tỉnh Bình Định, Phú Yên, Khánh Hoà, Ninh Thuận, Bình Thuận.
Cùng với sự phát triển không ngừng của ngành điện cả nước, qui mô
quản lý vận hành của lưới điện Truyền tải 220kV khu vực Tây
Nguyên không ngừng phát triển. Tính đến hết tháng 12 năm 2019,
qui mô lưới điện truyền tải 220kV khu vực Tây Nguyên quản lý gần
2090km đường dây 220kV, 9 trạm biến áp có cấp điện áp 220kV
C
C
R
UT.L
D
(gồm 4 trạm biến áp 500kV Pleiku, Pleiku 2, Đắk Nông, Di Linh và 5
trạm biến áp 220kV Kon Tum, Krông Búk, Đức Trọng, Bảo Lộc, Đắk
Nông), với tổng công suất các máy biến áp ở cấp điện áp 500/220kV
và 220/110kV là 5.350 MVA.
2.1.2. Tình hình vận hành hệ thống Truyền tải điện 220kV
7
khu vực Tây Nguyên những năm gần đây
Đặc thù của hệ thống điện nước ta là các nhà máy thủy điện
lớn tập trung nhiều ở miền Bắc; lưới điện khu vực miền Trung phụ
tải điện không lớn, có nhiều nhà máy điện mặt trời và nhà máy thủy
điện vừa, nhỏ; khu vực miền Nam nhu cầu phụ tải tiêu thụ cao.
Các nhà máy điện cấp điện áp 220kV khu vực Tây Nguyên và
các đấu nối liên quan chủ yếu là thủy điện, điện mặt trời và nhiệt
điện than, chi phí giá thành sản xuất điện cao. Trong các năm gần
đây, xu hướng truyền tải công suất trên hệ thống là từ lưới 220kV
đẩy lên lưới 500kV thông qua các MBA 500/220kV, từ lưới 220kV
đẩy xuống lưới 110kV của các Công ty Điện lực thông qua các MBA
220/110kV, từ miền Bắc và miền Trung vào miền Nam để đáp ứng
nhu cầu phụ tải và khai thác hiệu quả các nguồn thủy điện. Do đó
lưới điện 220kV khu vực miền Trung, đặc biệt lưới điện khu vực Tây
Nguyên trở thành một mắt xích quan trọng trong hệ thống điện quốc
gia.
C
C
R
UT.L
D
2.2. Thiết lập sơ đồ lƣới điện 220kV khu vực Tây Nguyên
bằng phần mềm Powerworld Simulator
2.2.1. Giới thiệu sơ lược về phần mềm Powerworld
Simulator
2.2.2. Một số giả thiết khi thiết lập sơ đồ
Để thuận lợi trong thiết lập sơ đồ bằng phần mềm PW cũng
như phù hợp với đặc điểm lưới điện thực tế vận hành, học viên đưa
ra một số giả thiết sau:
- Các đường dây 220kV kết nối từ lưới điện của khu vực Tây
Nguyên và các đấu nối liên kết lưới điện 220kV tỉnh Lâm Đồng với
các tỉnh Tây Nguyên còn lại đến các trạm biến áp khác thuộc các khu
vực khác xem như là các phụ tải.
- Các xuất tuyến có cấp điện áp 500kV đấu nối vào thanh cái
8
500kV của trạm biến áp xem như là một phụ tải cấp điện áp 500kV,
có công suất phụ tải lấy bằng tổng công suất qua các MBA
500/220kV tại trạm.
- Các xuất tuyến có cấp điện áp 110kV đấu nối vào thanh cái
110kV của trạm biến áp xem như là một phụ tải cấp điện áp 110kV,
có công suất phụ tải lấy bằng tổng công suất qua các MBA
220kV/110kV tại trạm.
- Các MBA xem như chỉ đặt nấc phân áp ở nấc giữa, không
chọn chế độ tự động điều chỉnh điện áp.
- Các nhà máy điện gồm nhiều tổ máy được xem như một tổ
máy với công suất phát cao nhất là tổng công suất của các tổ máy và
công suất phát tối thiểu là công suất phát tối thiểu của một tổ máy.
2.2.3. Sơ đồ lưới điện 220kV khu vực Tây Nguyên
Căn cứ vào thông số kỹ thuật các phần tử trên hệ thống điện và
số liệu phụ tải, thiết lập sơ đồ lưới điện 220kV khu vực Tây Nguyên
và các đấu nối liên kết lưới điện 220kV tỉnh Lâm Đồng với các tỉnh
Tây Nguyên còn lại bằng phần mềm PW (xem Hình 2.1).
C
C
R
UT.L
D
2.3. Phân tích vận hành an toàn tƣơng ứng với các chế độ
vận hành lƣới điện
Để có thể đánh giá tương đối toàn diện về vận hành an toàn
lưới điện, học viên sẽ xem xét các tình huống tương ứng với hai chế
độ vận hành ở mức phụ tải cao và phụ tải thấp.
Căn cứ vào đặc điểm vận hành thực tế của lưới điện, học viên
chọn hai chế độ vận hành đặc trưng để phân tích vận hành an toàn:
+ Chế độ vận hành ứng với phụ tải ở mức cao, mùa khô.
+ Chế độ vận hành ứng với phụ tải ở mức thấp, mùa mưa.
2.3.1. Chế độ vận hành ứng với phụ tải ở mức cao, mùa khô
- Qua thống kê số liệu vận hành trong năm 2019 truy xuất từ
phần mềm quản lý kỹ thuật PMIS của Tổng công ty Truyền tải điện
9
Quốc và phần mềm đo đếm điện năng MDMS của Tổng công ty
Điện lực miền Trung. Qua so sánh đánh giá, học viên lựa chọn số
liệu phụ tải lúc 10 giờ ngày 26 tháng 3 năm 2019 ứng với chế độ phụ
tải mức cao, mùa khô.
C
C
R
UT.L
D
Hình 2.1. Sơ đồ lưới truyền tải điện điện 220kV khu vực Tây Nguyên
a. Tình huống cắt một phần tử ra khỏi vận hành (N-1)
Đối với các tình huống cắt một phần tử ra khỏi vận hành, ta sẽ
xem xét 03 tình huống N-1:
+ Cắt một ĐZ ra khỏi vận hành.
+ Cắt một MBA ra khỏi vận hành.
+ Cắt một MF ra khỏi vận hành.
10
Bảng 2.3. Kết quả phân tích các trƣờng hợp nguy hiểm khi xảy
ra tình huống N-1
vào thời điểm mùa khô, phụ tải cao
S
TT
1
2
Phần tử đƣợc cắt ra khỏi vận
hành
- ĐZ 220kV Di Linh – Đức
Trọng
- ĐZ 220kV Tháp Chàm – Nha
Trang
3
- MBA 220/110kV – 250MVA
số 1 TBA 220kV Nha Trang
4
- MBA 220/110kV – 250MVA
số 1 TBA 220kV Qui Nhơn
5
- MBA 220/110kV – 125MVA
số 1 TBA 220kV Tuy Hoà
6
- MBA 500/220kV – 450MVA
TBA 500kV Di Linh
7
- MBA 220/110kV – 125MVA
số 1 TBA 220kV Đắk Nông
8
- MF Vĩnh Tân 2
Phần tử rơi vào tình trạng nguy hiểm
Số lƣợng
Tình trạng
- Không xảy ra quá tải, kém áp
00
hoặc quá áp
- Không xảy ra quá tải, kém áp
00
hoặc quá áp
- Quá tải MBA 220/110kV –
01
250MVA số 2 TBA 220kV Nha
Trang còn lại
- Quá tải MBA 220/110kV –
01
250MVA số 2 TBA 220kV Qui
Nhơn còn lại
- Không xảy ra quá tải, kém áp
00
hoặc quá áp
- Quá tải ĐZ 220kV Tháp Chàm –
Nha Trang
02
- Kém áp TC 220kV TBA Nha
Trang
- Không xảy ra quá tải, kém áp
00
hoặc quá áp
- Quá tải các ĐZ 220kV:
+ Di Linh – Bảo Lộc
03
+ Bảo Lộc – Phan Thiết
+ Phan Thiết – NMTĐ Hàm Thuận
C
C
R
UT.L
D
b. Tình huống cắt hai phần tử ra khỏi vận hành (N-2).
Đối với các tình huống cắt đồng thời hai phần tử ra khỏi vận
hành, cần xem xét 3 tình huống:
+ Cắt hai ĐZ ra khỏi vận hành.
+ Cắt một ĐZ và một MBA ra khỏi vận hành.
+ Cắt một ĐZ và một MF ra khỏi vận hành.
11
Bảng 2.4. Kết quả phân tích các trƣờng hợp nguy hiểm khi xảy
ra tình huống N-2 vào thời điểm mùa khô, phụ tải cao
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Phần tử rơi vào tình trạng nguy hiểm
Phần tử đƣợc cắt ra khỏi
vận hành
Số lƣợng
Tình trạng
ĐZ 220kV Tháp Chàm –
- Quá tải ĐZ 220kV Bảo Lộc –
Nha Trang và ĐZ 220kV Di
01
NMTĐ Hàm Thuận
Linh – Đức Trọng
ĐZ 220kV Tháp Chàm –
- Quá tải các ĐZ 220kV:
Nha Trang và ĐZ 220kV
+ Di Linh – Đức Trọng
02
Bảo Lộc – NMTĐ Hàm
+ Đức Trọng – NMTĐ Đa Nhim
Thuận
ĐZ 220kV Tháp Chàm –
- Quá tải các ĐZ 220kV:
Nha Trang và ĐZ 220kV
+ Di Linh – Đức Trọng
03
Phan Thiết – ĐMT Hồng
+ Đức Trọng – NMTĐ Đa Nhim
Phong 1A
+ Tháp Chàm – NMTĐ Đa Nhim
ĐZ 220kV Tháp Chàm –
- Quá tải ĐZ 220kV Đức Trọng –
Nha Trang và ĐZ 220kV
01
NMTĐ Đa Nhim
Bảo Lộc – Phan Thiết
- Quá tải các ĐZ 220kV:
ĐZ 220kV Tháp Chàm –
+ Di Linh – Đức Trọng
Nha Trang và ĐZ 220kV
03
+ Đức Trọng – NMTĐ Đa Nhim
Vĩnh Tân – Phan Thiết
+ Tháp Chàm – NMTĐ Đa Nhim
- Quá tải các ĐZ 220kV:
ĐZ 220kV Tháp Chàm –
+ Di Linh – Đức Trọng
Nha Trang và ĐZ 220kV
03
+ Đức Trọng – NMTĐ Đa Nhim
Vĩnh Tân – ĐMT Nhị Hà
+ Tháp Chàm – NMTĐ Đa Nhim
ĐZ 220kV Tháp Chàm –
- Quá tải ĐZ 220kV Đức Trọng –
Nha Trang và ĐZ 220kV
01
NMTĐ Đa Nhim
Vĩnh Tân – ĐMT BIM 2, 3
ĐZ 220kV Tháp Chàm –
Nha Trang và ĐZ 220kV
- Quá tải ĐZ 220kV Bảo Lộc –
01
Đức Trọng – NMTĐ Đa
NMTĐ Hàm Thuận
Nhim
ĐZ 220kV Di Linh – Đức
- Quá tải ĐZ 220kV Tháp Chàm –
Trong và ĐZ 220kV Vĩnh
01
Nha Trang
Tân – Phan Thiết
- Quá tải các ĐZ 220kV:
+ Bảo Lộc – Phan Thiết
+ Tháp Chàm – Nha Trang
2 MBA 500/220kV –
+ Bảo Lộc – NMTĐ Hàm Thuận
600MVA TBA 500kV Vĩnh
06
- Kém áp các TC 220kV tại:
Tân
+ TBA 220kV Phan Thiết
+ TBA 220kV Bảo Lộc
+ TBA 500kV Vĩnh Tân
D
C
C
R
UT.L
12
STT
11
Phần tử rơi vào tình trạng nguy hiểm
Số lƣợng
Tình trạng
- Quá tải: ĐZ 220kV Di Linh –
MF Vĩnh Tân 4 và ĐZ
Bảo Lộc (mạch 2)
220kV Di Linh – Bảo Lộc
02
- Kém áp TC 220kV TBA 500kV
(mạch 1)
Vĩnh Tân
Phần tử đƣợc cắt ra khỏi
vận hành
2.3.2. Chế độ vận hành ứng với phụ tải ở mức thấp, mùa mưa
Căn cứ số liệu vận hành truy xuất từ phần mềm quản lý kỹ
thuật PMIS của Tổng công ty Truyền tải điện Quốc và phần mềm đo
đếm điện năng MDMS của Tổng công ty Điện lực miền Trung, sau
khi so sánh đánh giá, học viên lựa chọn thời điểm ứng với phụ tải ở
mức thấp, mùa mưa, vào lúc 2 giờ ngày 02/9/2019.
a. Chế độ cắt 1 phần tử ra khỏi vận hành (N-1)
Tương tự như ở chế độ tải cao, đối với các tình huống cắt
một phần tử ra khỏi vận hành, cần xem xét 3 tình huống:
+ Cắt một ĐZ ra khỏi vận hành.
+ Cắt một MBA ra khỏi vận hành.
+ Cắt một MF ra khỏi vận hành.
C
C
R
UT.L
D
Bảng 2.7. Kết quả phân tích các trƣờng hợp nguy hiểm khi xảy
ra tình huống N-1 vào thời điểm mùa mƣa, phụ tải thấp
STT
Phần tử đƣợc cắt ra khỏi vận
hành
1
MBA 500/220kV – 450MVA
TBA 500kV Di Linh
2
MBA 220/110kV – 125MVA số 1
TBA 220kV Đắk Nông
Phần tử rơi vào tình trạng nguy hiểm
Số
lƣợng
Tình trạng
01
- Quá tải ĐZ 220kV Tháp
Chàm – Nha Trang
01
- Quá tải MBA 220/110kV –
125MVA số 2 TBA 220kV
Đắk Nông
b. Chế độ cắt 2 phần tử ra khỏi lưới điện (N-2)
Đối với các tình huống cắt đồng thời hai phần tử ra khỏi vận
13
hành, cần xem xét 3 tình huống:
+ Cắt hai ĐZ ra khỏi vận hành.
+ Cắt một ĐZ và một MBA ra khỏi vận hành.
+ Cắt một ĐZ và một MF ra khỏi vận hành.
Bảng 2.8. Kết quả phân tích các trƣờng hợp nguy hiểm khi xảy
ra tình huống N-2 vào thời điểm mùa mƣa, phụ tải thấp
STT
Phần tử đƣợc cắt ra khỏi
vận hành
1
- ĐZ 220kV Vĩnh Tân – Phan
Thiết và ĐZ 220kV Vĩnh Tân
– ĐMT Hồng Phong 1A
2
- ĐZ 220kV Vĩnh Tân – Phan
Thiết và ĐZ 220kV Phan
Thiết – ĐMT Hồng Phong 1A
3
4
Phần tử rơi vào tình trạng nguy hiểm
Số
Tình trạng
lƣợng
- Quá tải các ĐZ 220kV:
02
+ Tháp Chàm – NMTĐ Đa Nhim
+ Đức Trọng – NMTĐ Đa Nhim
- Quá tải các ĐZ 220kV:
+ Tháp Chàm – NMTĐ Đa Nhim
03
+ Đức Trọng – NMTĐ Đa Nhim
+ Di Linh – Đức Trọng
- Quá tải các ĐZ 220kV
+ Tháp Chàm – Nha Trang
03
+ Nha Trang – Krông Búk
- Kém áp: TC 220kV TBA 220kV
Nha Trang
C
C
R
UT.L
MBA
500/220kV
–
450MVA TBA 500kV Di
Linh và ĐZ 220kV Qui Nhơn
– Tuy Hoà
B35-B37 và B32-B30
- MF Vĩnh Tân 4 và ĐZ
220kV Di Linh – Bảo Lộc
(mạch 1)
D
01
- Quá tải ĐZ 220kV Di Linh –
Bảo Lộc (mạch 2)
Bảng 2.9 - Tổng hợp các tình huống nguy hiểm ứng với các
trƣờng hợp trƣờng hợp N-1 và N-2 trong các chế độ phụ tải ở
mức cao, mùa khô và phụ tải ở mức thấp, mùa mƣa
S
Phần tử đƣợc cắt
TT
ra khỏi vận hành
A Mùa khô, phụ tải mức cao
I Tình huống N-1
Phần tử rơi vào tình trạng nguy hiểm
Số lƣợng
Tình trạng
1
MBA 220/110kV – 250MVA
số 1 TBA 220kV Nha Trang
01
2
MBA 500/220kV – 450MVA
TBA 500kV Di Linh
02
3
MF Vĩnh Tân 2
03
- Quá tải MBA 220/110kV –
250MVA số 2 TBA 220kV Nha
Trang còn lại
- Quá tải ĐZ 220kV Tháp Chàm –
Nha Trang
- Kém áp TC 220kV TBA Nha Trang
- Quá tải các ĐZ 220kV:
14
S
TT
Phần tử đƣợc cắt
ra khỏi vận hành
II
Tình huống N-2
ĐZ 220kV Tháp Chàm – Nha
Trang và ĐZ 220kV Di Linh –
Đức Trọng
ĐZ 220kV Tháp Chàm – Nha
Trang và ĐZ 220kV Bảo Lộc –
NMTĐ Hàm Thuận
1
2
Phần tử rơi vào tình trạng nguy hiểm
Số lƣợng
Tình trạng
+ Di Linh – Bảo Lộc
+ Bảo Lộc – Phan Thiết
+ Phan Thiết – NMTĐ Hàm Thuận
01
02
3
ĐZ 220kV Tháp Chàm – Nha
Trang và ĐZ 220kV Phan Thiết
– ĐMT Hồng Phong 1A
03
4
ĐZ 220kV Tháp Chàm – Nha
Trang và ĐZ 220kV Bảo Lộc –
Phan Thiết
01
5
ĐZ 220kV Tháp Chàm – Nha
Trang và ĐZ 220kV Vĩnh Tân
– Phan Thiết
03
6
ĐZ 220kV Tháp Chàm – Nha
Trang và ĐZ 220kV Vĩnh Tân
– ĐMT Nhị Hà
03
7
8
9
- Quá tải các ĐZ 220kV:
+ Di Linh – Đức Trọng
+ Đức Trọng – NMTĐ Đa Nhim
- Quá tải các ĐZ 220kV:
+ Di Linh – Đức Trọng
+ Đức Trọng – NMTĐ Đa Nhim
+ Tháp Chàm – NMTĐ Đa Nhim
- Quá tải ĐZ 220kV Đức Trọng –
NMTĐ Đa Nhim
01
- Quá tải các ĐZ 220kV:
+ Di Linh – Đức Trọng
+ Đức Trọng – NMTĐ Đa Nhim
+ Tháp Chàm – NMTĐ Đa Nhim
- Quá tải các ĐZ 220kV:
+ Di Linh – Đức Trọng
+ Đức Trọng – NMTĐ Đa Nhim
+ Tháp Chàm – NMTĐ Đa Nhim
- Quá tải ĐZ 220kV Đức Trọng –
NMTĐ Đa Nhim
01
- Quá tải ĐZ 220kV Bảo Lộc –
NMTĐ Hàm Thuận
01
- Quá tải ĐZ 220kV Tháp Chàm –
Nha Trang
C
C
R
UT.L
D
ĐZ 220kV Tháp Chàm – Nha
Trang và ĐZ 220kV Vĩnh Tân
– ĐMT BIM 2, 3
ĐZ 220kV Tháp Chàm – Nha
Trang và ĐZ 220kV Đức Trọng
– NMTĐ Đa Nhim
ĐZ 220kV Di Linh – Đức
Trong và ĐZ 220kV Vĩnh Tân
– Phan Thiết
2 MBA 500/220kV – 600MVA
TBA 500kV Vĩnh Tân
06
11 MF Vĩnh Tân 4 và ĐZ 220kV
02
10
- Quá tải ĐZ 220kV Bảo Lộc –
NMTĐ Hàm Thuận
- Quá tải các ĐZ 220kV:
+ Bảo Lộc – Phan Thiết
+ Tháp Chàm – Nha Trang
+ Bảo Lộc – NMTĐ Hàm Thuận
- Kém áp các TC 220kV tại:
+ TBA 220kV Phan Thiết
+ TBA 220kV Bảo Lộc
+ TBA 500kV Vĩnh Tân
- Quá tải: ĐZ 220kV Di Linh – Bảo
15
S
TT
B
I
1
2
II
1
Phần tử đƣợc cắt
ra khỏi vận hành
Di Linh – Bảo Lộc (mạch 1)
Mùa mƣa, phụ tải mức thấp
Tình huống N-1
MBA 500/220kV – 450MVA
TBA 500kV Di Linh
MBA 220/110kV – 125MVA
số 1 TBA 220kV Đắk Nông
Tình huống N-2
ĐZ 220kV Vĩnh Tân – Phan
Thiết và ĐZ 220kV Vĩnh Tân –
ĐMT Hồng Phong 1A
Phần tử rơi vào tình trạng nguy hiểm
Số lƣợng
Tình trạng
Lộc (mạch 2)
- Kém áp TC 220kV TBA 500kV
Vĩnh Tân
01
01
02
2
ĐZ 220kV Vĩnh Tân – Phan
Thiết và ĐZ 220kV Phan Thiết
– ĐMT Hồng Phong 1A
03
3
MBA 500/220kV – 450MVA
TBA 500kV Di Linh và ĐZ
220kV Qui Nhơn – Tuy Hoà
03
4
MF Vĩnh Tân 4 và ĐZ 220kV
Di Linh – Bảo Lộc (mạch 1)
01
- Quá tải ĐZ 220kV Tháp Chàm –
Nha Trang
- Quá tải MBA 220/110kV –
125MVA số 2 TBA 220kV Đắk
Nông
- Quá tải các ĐZ 220kV:
+ Tháp Chàm – NMTĐ Đa Nhim
+ Đức Trọng – NMTĐ Đa Nhim
- Quá tải các ĐZ 220kV:
+ Tháp Chàm – NMTĐ Đa Nhim
+ Đức Trọng – NMTĐ Đa Nhim
+ Di Linh – Đức Trọng
- Quá tải các ĐZ 220kV
+ Tháp Chàm – Nha Trang
+ Nha Trang – Krông Búk
- Kém áp: TC 220kV TBA 220kV
Nha Trang
- Quá tải ĐZ 220kV Di Linh – Bảo
Lộc (mạch 2)
C
C
R
UT.L
D
2.4. Kết luận Chƣơng 2
Sau khi dùng phần mềm PW để thiết lập sơ đồ lưới điện truyền
tải cấp điện áp 220kV khu vực Tây Nguyên, tiến hành phân tích các
tình huống nguy hiểm ứng với hai chế độ phụ tải ở mức cao, mùa
khô và phụ tải ở mức thấp vào mùa mưa, trong các tình huống N-1,
N-2, nhận thấy:
- Đối với tình huống N-1, lưới điện 220kV khu vực Tây
Nguyên vận hành khá ổn định. Tuy nhiên qua phân tích cho thấy khả
năng đáp ứng yêu cầu vận hành chưa đảm bảo hoàn toàn khi sự cố
một trong hai MBA đang vận hành song song tại các TBA 220kV
Qui Nhơn và 220kV Nha Trang vì sẽ gây ra tình trạng đầy tải/quá tải
ở MBA còn lại. Cắt MBA AT2 trạm biến áp 500kV Di Linh sẽ dẫn
16
đến quá tải ĐZ 220kV Tháp Chàm – Nha Trang. Ngoài ra, khi cắt
MF Vĩnh Tân 2 khi đó công suất trên hệ thống sẽ phân bố lại và gây
quá tải cho các đường dây: 220kV mạch kép Di Linh – Bảo Lộc,
220kV Bảo Lộc – Phan Thiết, Hàm Thuận – Phan Thiết.
- Đối với tình huống N-2, tình trạng quá tải xảy ra trên các ĐZ
220kV 220kV Bảo Lộc – NMTĐ Hàm Thuận, 220kV Di Linh – Đức
Trọng, 220kV Đức Trọng – NMTĐ Đa Nhim, 220kV Tháp Chàm –
NMTĐ Đa Nhim, Tháp Chàm – Nha Trang, 220kV Bảo Lộc – Phan
Thiết và MBA 500/220kV – 450MVA tại TBA 500kV Di Linh.
Ngoài ra đối với các MF Vĩnh Tân 2 và Vĩnh Tân 4, khi một trong
hai MF này tách khỏi vận hành đồng thời với 01 ĐZ liên quan sẽ gây
quá tải cho một vài ĐZ khác.
Nhìn chung, lưới điện truyền tải cấp điện áp 220kV khu vực
Tây Nguyên đảm bảo khả năng vận hành an toàn trong chế độ bình
thường. Tuy nhiên trong các chế độ N-1 và N-2 còn tiềm ẩn nguy cơ
vận hành không an toàn ở một số tình huống như đã phân tích ở phần
trên. Để nâng cao khả năng vận hành an toàn lưới điện, cần có những
giải pháp kỹ thuật thích hợp nhằm giải quyết vấn đề.
C
C
R
UT.L
D
CHƢƠNG 3: ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO
AN TOÀN VẬN HÀNH LƢỚI ĐIỆN 220kV KHU VỰC
TÂY NGUYÊN
3.1. Phân tích các tình huống nguy hiểm
Như đã phân tích ở chương 2, trong một số tình huống ứng với
các chế độ vận hành N-1 và N-2, lưới điện 220kV khu vực Tây
Nguyên không đảm bảo vận hành an toàn, cần có giải pháp khắc
phục thích hợp.
Trên cơ sở phân tích các tình huống vận hành, học viên đưa ra
các giải pháp sau:
17
+ Giải pháp liên quan đến điều độ hệ thống.
+ Giải pháp liên quan cải tạo nâng cấp các phần tử lưới điện.
+ Giải pháp liên quan đến xây dựng phát triển lưới điện.
3.2. Đề xuất các giải pháp
3.2.1. Đề xuất các giải pháp liên quan đến điều độ hệ thống
Trƣờng hợp: Cắt một trong hai MF Vĩnh Tân 2, Vĩnh
Tân 4 thuộc Trung tâm nhiệt điện Vĩnh Tân đồng thời với một
ĐZ khác hoặc cắt độc lập MF Vĩnh Tân 2 tại thời điểm tải cao,
mùa khô:
a. Đề xuất giải pháp: Tăng cường công suất phát của MF còn
lại thuộc Trung tâm nhiệt điện Vĩnh Tân hoặc tăng cường công suất
phát các MF khu vực phía Nam như cụm nhà máy điện Phú Mỹ,
Nhơn Trạch, Ô Môn, Duyên Hải… để giảm lượng công suất nhận từ
Trung tâm nhiệt điện Vĩnh Tân.
b. Kiểm tra giải pháp: tình trạng quá tải còn lại không còn tồn tại
và giá trị điện áp tại thanh cái các trạm nằm trong giới hạn cho phép.
C
C
R
UT.L
D
Trƣờng hợp: Cắt một trong hai MBA 220/110kV –
250MVA tại TBA 220kV Qui Nhơn và Nha Trang ở thời điểm tải
cao, mùa khô:
a. Đề xuất giải pháp: tăng cường
công suất phát của các nhà máy điện cấp
điện áp 110kV hoặc điều chỉnh phân bố
công suất các ĐZ 110kV trong khu vực
để giảm công suất qua các MBA tại hai
TBA 220kV Qui Nhơn và Nha Trang.
b. Kiểm tra giải pháp: tình trạng
quá tải MBA còn lại không còn tồn tại và
giá trị điện áp tại thanh cái các trạm nằm
trong giới hạn cho phép (xem Hình 3.4).
Hình 3.4
18
3.2.2. Đề xuất các giải pháp liên quan đến cải tạo các phần tử
lưới điện
Trƣờng hợp: Cắt một trong hai MBA 220/110kV –
125MVA tại TBA 220kV Đắk Nông ở thời điểm tải thấp, mùa mƣa:
a. Đề xuất giải pháp: nâng
công suất cả hai MBA 125MVA
hiện hữu lên 250MVA.
b. Kiểm tra giải pháp: Sau khi
thay thế hai MBA 220/110kV –
125MVA bằng hai MBA 220/110kV
– 250MVA tại TBA 220kV Đắk
Nông, khi cắt một MBA đang vận
hành song song, tình trạng quá tải
MBA còn lại không còn xảy ra và
giá trị điện áp tại thanh cái các trạm
nằm trong giới hạn cho phép (xem
hình 3.7).
C
C
R
UT.L
Hình 3.7
D
3.2.3. Đề xuất các giải pháp liên quan đến xây dựng phát triển
lưới điện
Trƣờng hợp: Xét lƣới điện 220kV khu vực các tỉnh Gia
Lai, Đắk Lắk. Có các tình huống cụ thể sau:
+ Cắt đồng thời ĐZ 500kV Pleiku – Pleiku 2 với ĐZ 220kV
Pleiku – Pleiku2 sẽ gây quá tải cho ĐZ 220kV Pleiku 2 – Krông
Búk;
- Xem thêm -