Tài liệu Tính toán và đề xuất giải pháp nâng cao độ tin cậy của lưới điện phân phối điện lực phong điền

LỜI CẢM ƠN Tôi xin bảy tỏ lòng kính trọng và lời cảm ơn sâu sắc đến TS Phan Đình Chung người hướng dẫn khoa học đã thường xuyên hướng dẫn, tận tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Xin trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu, các Thầy, Cô giáo Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng đã giảng dạy, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu. Tôi xin trân trọng cảm ơn tất cả. Tác giả luận văn C C R L T. THÂN NGUYÊN KHÁNH LỘC DU TÍNH TOÁN VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC PHONG ĐIỀN Học viên: Thân Nguyên Khánh Lộc Mã số: 8520201 Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện Khóa: K34.KTĐ, Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN. Tóm tắt Yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện thuộc Điện lực Phong Điền quản lý ngày càng cao nhằm cung cấp điện đảm bảo chất lượng, an toàn và liên tục. Thực tế vận hành cho thấy hiện nay các chỉ tiêu độ tin cậy của lưới điện Điện lực Phong Điền còn khá cao. Vì vậy, mục tiêu của luận văn là tính toán độ tin cậy cung cấp điện hiện trạng và đề xuất các giải pháp nâng cao độ tin cậy của lưới điện phân phối Điện lực Phong Điền. Để thực hiện mục tiêu này, tác giả đã thu thập số liệu sự cố xảy ra từ năm 2014-2018 trên lưới điện thuộc Điện lực Phong Điền cũng như của các lưới điện có điều kiện tương đồng thuộc Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế quản lý; phân loại sự cố theo từng phần tử; nguyên nhân… từ đó tính toán được cường độ hỏng hóc; thời gian sửa chữa do sự cố của các phần tử trên lưới điện. Từ kết quả thống kê trên, tác giả sẽ tính toán được chỉ tiêu độ tin cậy cung cấp điện hiện trạng của từng xuất tuyến bằng chương trình PSS/Adept. Kết quả tính toán là cơ sở để tác giả chọn lựa các xuất tuyến để cải tạo nhằm nâng cao độ tin cậy gồm các xuất tuyến 471, 472, 473, 477 và 479 Phong Điền. Luận văn đã đề xuất 2 phương án để cải tạo, giải pháp cơ bản trong mỗi phương án là bổ sung, thay thế các thiết bị đóng/cắt, phân đoạn hoặc xây dựng mạch liên lạc giữa các xuất tuyến…. Bằng chương trình PSS/Adept, tác giả sẽ tính toán được độ tin cậy cung cấp điện sau khi thực hiện phương án 1 và phương án 2 đồng thời sẽ so sánh giữa tỉ lệ đầu tư/ tỉ lệ hiệu quả làm lợi chỉ tiêu độ tin cậy cung cấp điện từ đó sẽ lựa chọn được phương án 1 là phương pháp tối ưu hơn về mặt cải thiện chỉ tiêu độ tin cậy cung cấp điện cũng như chi phí đầu tư trên lưới điện thuộc Điện lực Phong Điền quản lý. C C R L T. DU CALCULATING AND PROPOSING SOLUTIONS TO IMPROVE RELIABILITY OF PHONG DIEN ELECTRICITY DISTRIBUTION NETWORK The requirement of electricity supply reliability of Phong Dien grid is increasing so that the power supply ensures quality, safety, and continuity. Actual operation data shows its actual reliability indicators are still quite high. Therefore, this thesis’s objective is to calculate the current power supply reliability of this grid and then propose solutions to improve the reliability of this grid. To obtain this goal, the author collected the incident data from 2014-2018 on the electricity grid of Phong Dien Power Branch as well as those of similar conditional electricity networks of Thua Thien Hue Power Company; and then author classified incidents according to each element; causes ... from which the author calculated failure intensity and repairing duration due to breakdown of elements on the grid. From the above data, the author will calculate the current reliability indicators of each feeder by using PSS/ADEPT software. From calculation results, the author chose the feeders with high reliability indicators for improvement in order to improve the reliability indicators including 471, 472, 473, 477, and 479 Phong Dien. In this research, the author has proposed 2 improvement schemes, the basic solution in each scheme is based on supplement and replacement of the switching equipment such as LBS, FCO…, segmenting or building communication circuits between feeders ...The author also calculated the power supply reliability indicators after the implementation of above solutions and compare both the investment rate and efficiency of two improvement schemes. From comparison results, the author selected the most reasonable scheme which is reasonable in terms of improving the reliability of electricity supply as well as the investment cost. C C DU R L T. MỤC LỤC CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN TÓM TẮT LUẬN VĂN CÁC TỪ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN DANH MỤC CÁC HÌNH DANH MỤC CÁC BẢNG MỞ ĐẦU ................................................................................................................... 1 I. Lý do chọn đề tài: .................................................................................................... 1 II. Mục tiêu nghiên cứu: .............................................................................................. 3 III. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: ........................................................................ 3 IV. Phương pháp nghiên cứu: ..................................................................................... 3 C C V. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ................................................................................ 3 R L T. VI. Dàn ý nội dung chính: ....................................................................................... 4 Căn cứ mục tiêu nghiên cứu, phƣơng pháp nghiên cứu, luận văn đƣợc bố cục gồm 4 chƣơng .......................................................................................................................... 4 DU Chƣơng 1 ................................................................................................................... 5 TỔNG QUAN VỀ ĐỘ TIN CẬY CỦA LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ............................ 5 ĐIỆN LỰC PHONG ĐIỀN ....................................................................................... 5 1.1. Đặc điểm của lưới điện phân phối Điện lực Phong Điền .................................... 5 1.1.1. Đặc điểm tự nhiên xã hội: ............................................................................. 5 1.1.2. Đặc điểm của lưới điện phân phối Điện lực Phong Điền: ............................ 5 1.2. Thực trạng về các chỉ tiêu độ tin cậy của lưới điện phân phối Điện lực Phong Điền ............................................................................................................................. 7 1.2.1. Tổng hợp sự cố và độ tin cậy thực tế trong từ năm 2014 đến năm 2018 của lưới điện phân phối Điện lực Phong Điền và các Điện lực lân cận có địa hình tương đồng .............................................................................................................. 7 1.2.2. Thiệt hại kinh tế do ảnh hưởng của độ tin cậy hiện trạng: ......................... 10 1.2.3. Đánh giá về độ tin cậy hiện trạng của lưới điện phân phối Điện lực Phong Điền: ...................................................................................................................... 10 1.2.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ tin cậy trên lưới điện: .................................. 10 1.3. Các giải pháp đã áp dụng để nâng cao độ tin cậy: ............................................. 12 1.3.1. Đối với đường dây trung áp: ....................................................................... 12 1.3.2. Đối với các TBA phụ tải: ............................................................................ 12 1.3.3. Đối với các thiết bị đóng cắt (TBĐC), cụm bù trung áp, tủ bù hạ áp: ........ 13 1.3.4. Đối với ĐDHA: ........................................................................................... 13 Chƣơng 2 ................................................................................................................. 15 CÁC PHƢƠNG PHÁP TÍNH TOÁN ĐỘ TIN CẬY TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN .. 15 2.1. Khái niệm về độ tin cậy 1:............................................................................... 15 2.1.1 Các chỉ tiêu ngừng cấp điện vĩnh cửu .......................................................... 16 2.2. Các phương pháp đánh giá độ tin cậy[3] ........................................................... 19 2.2.1. Phương pháp đồ thị - giải tích ..................................................................... 19 2.2.2. Phương pháp không gian trạng thái ............................................................ 21 Đối với hệ thống điện sự chuyển trạng thái xảy ra khi hỏng hóc hay phục hồi các phần tử. Với giả thiết thời gian làm việc và thời gian phục hồi các phần tử có phân bố mũ, thì thời gian hệ thống ở các trạng thái cũng phân theo phân bố mũ và cƣờng độ chuyển trạng thái bằng hằng số và không phụ thuộc vào thời gian, ta sử dụng 2 quá trình a và b.. ................................................................................................................... 28 Chƣơng 3 ................................................................................................................. 29 C C TÍNH TOÁN, ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CỦA LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ............. 29 R L T. ĐIỆN LỰC PHONG ĐIỀN HIỆN TRẠNG ............................................................. 29 3.1. Tính toán độ tin cậy của lưới điện phân phối Điện lực Phong Điền hiện trạng: 29 DU 3.1.1. Thu thập số liệu các phần tử trên lưới điện: ............................................... 29 3.1.2. Tính toán xác suất hỏng hóc và thời gian sửa chữa do sự cố ..................... 33 3.1.3. Tính toán độ tin cậy sự cố trên các xuất tuyến của lưới điện phân phối Điện lực Phong Điền hiện trạng: ................................................................................... 34 3.2. Đánh giá chung độ tin cậy sự cố của lưới điện phân phối Điện lực Phong Điền hiện trạng: .................................................................................................................. 40 Chƣơng 4 ................................................................................................................. 41 CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CỦA LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC PHONG ĐIỀN ............................................................................................ 41 4.1. Các nguyên tắc đề xuất giải pháp nâng cao độ tin cậy: ..................................... 41 4.2. Các giải pháp cụ thể: .......................................................................................... 41 Giải pháp này nhằm tối ƣu hóa việc che kín dây dẫn hoặc phần nối dây chƣa đƣợc cách điện, tránh đƣợc hiện tƣợng phóng điện xuyên ty sứ cho các vùng điện áp không ổn định, nhƣ hình 4.1. .................................................................................................... 41 4.3 Phương án 1......................................................................................................... 47 4.3.1 Giải pháp bổ sung thiết bị đóng cắt, phân đoạn: .......................................... 48 4.3.2 Giải pháp về xây dựng đường dây liên lạc giữa các xuất tuyến. ................. 51 4.3.3. Khối lượng đầu tư xây dựng để thực hiện giải pháp: ................................. 52 4.3.4. Tính toán hiệu quả về ĐTC của giải pháp: ................................................. 52 4.4. Phương án 2: ..................................................................................................... 57 4.4.1 Nội dung giải pháp: ...................................................................................... 57 4.4.2. Đánh giá hiệu quả độ tin cậy của các giải pháp:......................................... 65 4.5. So sánh hiệu quả của hai phương án: ................................................................. 66 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................... 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 69 C C DU R L T. CÁC TỪ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN ĐD TBA TBĐC XT PĐ NR TT ĐL ĐLPĐ TTHPC EVNCPC KCN FCO CSV MBA MC RC DCL LTD LBS ĐTC CCĐ SC BTBD SCTX TNĐK SCL : Đường dây : Trạm biến áp : Thiết bị đóng cắt. : Xuất tuyến : Phân đoạn : Nhánh rẽ : Thông tư : Điện lực : Điện lực Phong Điền : Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế : Tổng Công ty Điện lực miền Trung. : Khu công nghiệp : Cầu chì tự rơi : Chống sét van : Máy biến áp : Máy cắt : Recloser : Dao cách ly : Dao cách ly đơn pha : Dao cắt phụ tải : Độ tin cậy : Cung cấp điện : Sự cố : Bảo trì, bảo dưỡng : Sửa chữa thường xuyên : Thí nghiệm định kỳ. : Sửa chữa lớn DU R L T. C C DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1: Sơ đồ độ tin cậy các phần tử nối tiếp ............................................................... 19 Hình 2.2: Sơ đồ độ tin cậy các phần tử song song ........................................................... 20 Hình 2.3. Sơ đồ trạng thái 1.............................................................................................. 22 Hình 2.4 Sơ đồ trạng thái 2............................................................................................... 24 Hình 3.1: Giao diện mô đun DRA tính toán ĐTC cho xuất tuyến 471 Phong Điền hiện trạng ....... 35 Hình 3.2: Giao diện Mô đun DRA tính toán ĐTC cho xuất tuyến 471 Đồng Lâm hiện trạng ........ 36 Hình 3.3: Giao diện Mô đun DRA tính toán ĐTC cho xuất tuyến 472 Phong Điền hiện trạng....... 36 Hình 3.4: Giao diện Mô đun DRA tính toán ĐTC cho xuất tuyến 473 Phong Điền hiện trạng....... 37 Hình 3.5: Giao diện Mô đun DRA tính toán ĐTC cho xuất tuyến 477 Phong Điền hiện trạng....... 38 Hình 3.6: Giao diện Mô đun DRA tính toán ĐTC cho xuất tuyến 479 Phong Điền hiện trạng....... 39 Hình 4.1. Ống bọc cách điện trung áp .............................................................................. 42 Hình 4.2. Nắp chụp sứ đỡ ................................................................................................. 42 Hình 4.3: Chụp cách điện FCO,LBFCO .......................................................................... 42 Hình 4.4: Chụp cách điện MBA ....................................................................................... 42 Hình 4.5: Chụp cách điện kẹp quai .................................................................................. 42 Hình 4.6: Chụp cách điện LA ........................................................................................... 42 Hình 4.7: Thi công đấu nối Hotline tại PC Thừa Thiên Huế ........................................... 43 Hình 4.8: Vệ sinh Hotline tại trạm cắt An Lỗ .................................................................. 44 Hình 4.9: Sơ đồ nguyên lý xuất tuyến 471 Phong Điền sau áp dụng giải pháp thứ nhất ............... 49 Hình 4.10 Sơ đồ nguyên lý xuất tuyến 473 Phong Điền sau áp dụng giải pháp thứ nhất ........ 50 Hình 4.11: Sơ đồ nguyên lý xuất tuyến 479 Phong Điền sau áp dụng giải pháp thứ nhất ............. 50 Hình 4.12: Sơ đồ nguyên lý xuất tuyến 477 Phong Điền sau áp dụng giải pháp thứ nhất .......... 51 Hình 4.13 Sơ đồ nguyên lý xuất tuyến 472 Phong Điền và xuất tuyến 472 TC An Lỗ sau khi xây dựng đường dây liên lạc ................................................................................ 51 Hình 4.14: Giao diện Mô đun DRA tính toán ĐTC cho xuất tuyến 471 Phong Điền sau áp dụng giải pháp lắp đặt bổ sung FCO và xây dựng đường dây liên lạc ........................ 52 Hình 4.15: Giao diện Mô đun DRA tính toán ĐTC cho xuất tuyến 473 Phong Điền sau áp dụng giải pháp .............................................................................................................. 53 Hình 4.16: Giao diện Mô đun DRA tính toán ĐTC cho xuất tuyến 477 Phong Điền sau áp dụng giải pháp bổ sung thiết bị phân đoạn và xây dựng mạch liên lạc ....................... 54 Hình 4.17: Giao diện Mô đun DRA tính toán ĐTC cho xuất tuyến 479 Phong Điền sau áp dụng giải pháp bổ sung thiết bị phân đoạn .................................................................. 55 Hình 4.18: Sơ đồ nguyên lý xuất tuyến 471 Phong Điền và xuất tuyến 477 Phong Điền sau khi áp dụng giải pháp thứ hai ............................................................................ 58 Hình 4.19 Sơ đồ nguyên lý xuất tuyến 473 Phong Điền(471 TC An Lỗ) và xuất tuyến 479 Phong Điền sau khi áp dụng giải pháp thứ hai .......................................................... 59 Hình 4.20: Sơ đồ nguyên lý xuất tuyến 473 Phong Điền(472 TC An Lỗ) và xuất tuyến 472 Phong Điền sau khi áp dụng giải pháp thứ hai .......................................................... 60 C C DU R L T. Hình 4.21: Giao diện Mô đun DRA tính toán ĐTC cho xuất tuyến 471 Phong Điền sau áp dụng giải pháp bổ sung thiết bị phân đoạn và xây dựng đường dây liên lạc ............... 61 Hình 4.22: Giao diện Mô đun DRA tính toán ĐTC cho xuất tuyến 472 Phong Điền sau áp dụng giải pháp bổ sung thiết bị phân đoạn .................................................................. 61 Hình 4.23: Giao diện Mô đun DRA tính toán ĐTC cho xuất tuyến 477 Phong Điền sau áp dụng giải pháp bổ sung thiết bị phân đoạn và xây dựng đường dây liên lạc ............... 62 Hình 4.24: Giao diện Mô đun DRA tính toán ĐTC cho xuất tuyến 473 Phong Điền sau áp dụng giải pháp bổ sung thiết bị phân đoạn và xây dựng đường dây liên lạc ............... 63 Hình 4.25: Giao diện Mô đun DRA tính toán ĐTC cho xuất tuyến 479 Phong Điền sau áp dụng giải pháp bổ sung thiết bị phân đoạn .................................................................. 64 C C DU R L T. DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 0.1: Kế hoạch giao các chỉ tiêu độ tin cậy cung cấp điện đến năm 2020 ................. 2 cho Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế: ............................................................................. 2 Bảng 0.2: Tổng hợp thực hiện chỉ tiêu độ tin cậy – Điện lực Phong Điền ....................... 2 Năm 2014-2018 .................................................................................................................. 2 Bảng 0.3: Chỉ tiêu giao thực hiện độ tin cậy – Điện lực Phong Điền – Năm 2019 ........... 3 Bảng 1.1. Điện lực Phong Điền .......................................................................................... 8 Bảng 1.2. Điện lực Hương Trà ........................................................................................... 8 Bảng 1.3. Điện lực Quảng Điền ......................................................................................... 9 Bảng 3.1: Các số liệu cần phải thu thập ........................................................................... 29 Bảng 3.2: Thống kê và phân loại sự cố trên lưới điện thuộc Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế từ năm 2014-2018 ........................................................................................... 31 Bảng 3.3: Tổng hợp thời gian sự cố trên lưới điện thuộc Công ty điện lực Thừa Thiên Huế từ năm 2014-2018 ..................................................................................................... 32 Bảng 3.4: Số lượng từng phần tử trên lưới điện tỉnh Thừa Thiên Huế ............................ 33 Bảng 3.5: Kết quả tính toán xác suất hỏng hóc và thời gian sửa chữa do sự cố .............. 34 Bảng 3.6: Kết quả tính toán các chỉ tiêu độ tin cậy sự cố của lưới điện phân phối Điện lực Phong Điền hiện trạng ................................................................................................ 40 Bảng 4.1: Tổng hợp đề xuất thay thế, bổ sung mạch vòng liên lạc và thiết bị phân đoạn của lưới điện phân phối Điện lực Phong Điền ................................................................. 47 Bảng 4.4. Kết quả tính toán các chỉ tiêu độ tin cậy sự cố sau áp dụng giải pháp: ........... 55 Bảng 4.5: Tổng hợp các chỉ tiêu ĐTC sự cố trước và sau áp dụng giải pháp .................. 56 Bảng 4.6. Chi phí đầu tư của việc áp dụng giải pháp thứ nhất ......................................... 56 Bảng 4.6: Tổng hợp đề xuất thay thế, bổ sung mạch vòng liên lạc và thiết bị phân đoạn của lưới điện phân phối Điện lực Phong Điền ................................................................. 57 Bảng 4.7: Tổng hợp các chỉ tiêu ĐTC sự cố trước và sau áp dụng giải pháp .................. 65 Bảng 4.8. Chi phí đầu tư của việc áp dụng giải pháp thứ hai ........................................... 65 Bảng 4.9. So sánh 2 phương án ........................................................................................ 66 Bảng 4.10. ĐTCCCĐ sau khi áp dụng phương án 1 và so sánh chỉ tiêu giao ................. 66 C C DU R L T. GVHD: TS. PHAN ĐÌNH CHUNG Luận văn thạc sĩ MỞ ĐẦU I. Lý do chọn đề tài: Do đặc điểm địa lý cũng như sự phân bố dân cư của tỉnh Thừa Thiên Huế nói chung, huyện Phong Điền nói riêng là trải dài từ miền núi đến vùng biển nên đặc điểm của lưới điện phân phối 22kV được phân bố trên diện rộng, đi qua nhiều địa hình phức tạp có nhiều cây cối, bán kính cấp điện lớn, và một số xuất tuyến trung áp chưa có kết nối mạch vòng, kết cấu lưới điện chưa phù hợp … vì vậy số lần mất điện nhiều, thời gian mất điện lớn, thời gian xử lý sự cố kéo dài. Lưới điện phân phối (LĐPP) là khâu cuối cùng của hệ thống điện, đưa điện năng trực tiếp đến hộ tiêu dùng. Vì thế, quá trình cung cấp điện liên tục cho phụ tải có mối quan hệ mật thiết và phụ thuộc trực tiếp vào độ tin cậy của lưới điện phân phối. Độ tin cậy (ĐTC) này được đánh giá qua nhiều chỉ tiêu khác nhau, trong đó các chỉ tiêu đánh giá theo tiêu chuẩn IEEE 1366 hiện nay được sử dụng phổ biến trên thế giới. Dựa trên các tiêu chí trong tiêu chuẩn IEEE 1366 và cấu trúc lưới điện Việt Nam, Bộ Công Thương đã xây dựng quy định thực hiện các chỉ tiêu về ĐTC qua thông tư số: 39/2015/TT-BCT ngày 25 tháng 11 năm 2015, quản lý kỹ thuật hệ thống điện để áp dụng tại các đơn vị nhắm đến mục đích tăng cường và nâng cao chất lượng công tác quản lý kỹ thuật, hướng tới phục vụ khách hàng ngày một tốt hơn, đồng thời phù hợp với những quy định mới. Theo xu thế hội nhập thế giới, yêu cầu đảm bảo chất lượng cung cấp điện đối với các công ty Điện lực ngày càng nghiêm ngặt, ngoài các yêu cầu về điện áp, tần số còn yêu cầu về cấp điện an toàn và liên tục, nhất là các khách hàng đầu tư nước ngoài. Nhằm đảm bảo yêu cầu cung cấp điện an toàn và liên tục cho các nhu cầu về điện, Bộ Công Thương đã ban hành Thông tư số 32/2010/TT-BCT ngày 30/7/2010 về Quy định Hệ thống điện phân phối trong đó có quy định về độ tin cậy của lưới điện phân phối bao gồm: - Chỉ số về thời gian mất điện trung bình của lưới điện phân phối SAIDI - Chỉ số về số lần mất điện trung bình của lưới điện phân phối SAIFI - Chỉ số về số lần mất điện thoáng qua trung bình của lưới điện phân phối MAIFI Ngày 18/11/2015 Bộ Công Thương đã ban hành lại Thông tư số 39/2019/TT-BCT thay thế cho Thông tư 32/2010 quy định cách tính các chỉ số độ tin cậy. Ngày 25/12/2015 Tổng Công ty Điện lực miền Trung đã có Quyết định số 9027/QĐ-EVNCPC về việc giao chỉ tiêu sản xuất kinh doanh và năng suất lao động 2016-2020 cụ thể như bảng 0.1. C C R L T. DU SVTH: THÂN NGUYÊN KHÁNH LỘC Trang 1 GVHD: TS. PHAN ĐÌNH CHUNG Luận văn thạc sĩ Bảng 0.1: Kế hoạch giao các chỉ tiêu độ tin cậy cung cấp điện đến năm 2020 cho Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế: Sự cố Chỉ tiêu Kế hoạch 2016 Kế hoạch 2017 (%So với KH năm 2016 ) Kế hoạch 2018 (%So với KH năm 2017 ) Kế hoạch 2019 (%So với KH năm 2018 ) Kế hoạch 2020 (%So với KH năm 2019 ) Sự cố + bảo trì bảo dƣỡng Bảo trì bảo dƣỡng MAIFI (lần) SAIDI (phút) SAIFI (lần) MAIFI (lần) SAIDI (phút) SAIFI (lần) MAIFI (lần) SAIDI (phút) SAIFI (lần) 1,55 115 3,3 0,04 1.170 5,4 1,59 1285 8,7 1,5 89 3,14 0,04 807 4,86 1,54 896 8 96,77 77,39 95,15 100,00 68,97 90,00 96,86 69,73 91,95 1,46 71 2,88 0,03 541 97,33 79,78 91,72 75,00 67,04 1,39 48 2,68 0,03 95,21 67,61 93,06 1,18 39 84,89 81,25 C C 4,57 1,49 612 7,45 94,03 96,75 68,30 93,13 346 4,07 1,42 394 6,75 100,00 63,96 89,06 95,30 64,38 90,60 2,49 0,03 242 3,66 1,21 281 6,15 92,91 100,00 69,94 89,93 85,21 71,32 91,11 DU R L T. Hiện nay các chỉ tiêu độ tin cậy của lưới điện Điện lực Phong Điền còn khá cao, thể hiện ở Bảng 0.2 sau: Bảng 0.2: Tổng hợp thực hiện chỉ tiêu độ tin cậy – Điện lực Phong Điền Năm 2014-2018 CTBTBD 0,4Sự cố 0,4-35kV Lý do khác 35kV Năm MAIFI SAIDI SAIFI SAIDI SAIFI MAIFI SAIDI SAIFI 2014 9,349 129,973 6,262 3048,439 7,618 1,748 431,576 4,7 2015 3,464 83,467 6,776 1126,331 3,819 2,562 389,899 6,285 2016 0,688 88,833 5,916 1008,628 4,933 2,531 208,129 4,864 2017 1,405 66,589 5,711 2298,174 7,151 3,532 595,63 7,86 2018 4,332 95,264 5,547 706,141 2,709 7,396 294,079 2,569 SVTH: THÂN NGUYÊN KHÁNH LỘC Trang 2 GVHD: TS. PHAN ĐÌNH CHUNG Luận văn thạc sĩ Để đáp ứng theo chỉ tiêu đề ra, Điện lực Phong Điền đã thực hiện được chỉ tiêu độ tin cậy từ năm 2014-2018 như bảng 0.2. Từ bảng số liệu này, ta thấy hiện nay độ tin cậy của lưới điện thuộc Điện lực Phong Điền còn thấp. Để thực hiện cung cấp điện đảm bảo chất lượng điện năng, an toàn và liên tục; cũng như đáp ứng được chỉ tiêu độ tin cậy cung cấp điện của Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế đã giao cho Điện lực Phong Điền thực hiện như bảng 0.3, Điện lực Phong Điền phải có các giải pháp mang tính thực thi để đạt được các chỉ tiêu này. Bảng 0.3: Chỉ tiêu giao thực hiện độ tin cậy – Điện lực Phong Điền – Năm 2019 TT 1 2 Sự cố BTBD MAIFI SAIDI SAIFI MAIFI SAIDI SAIFI MAIFI TTHPC 1,690 53 4,32 0,03 360 3,53 1,72 Đơn vị Tổng SAIDI 413 SAIFI 7,85 PĐ 3,128 62,12 5,01 0,03 416 5,07 3,158 478,120 5,080 Vì vậy việc tính toán và đề xuất các giải pháp nâng cao độ tin cậy của lưới điện phân phối Điện lực Phong Điền là vô cùng cấp thiết. C C II. Mục tiêu nghiên cứu:  Tính toán độ tin cậy của lưới điện phân phối Điện lực Phong Điền hiện trạng.  Đánh giá độ tin cậy của lưới điện phân phối Điện lực Phong Điền hiện trạng (theo kết quả tính toán)  Đề xuất các giải pháp nâng cao độ tin cậy của lưới điện phân phối Điện lực Phong Điền.  Tính toán độ tin cậy của lưới điện phân phối Điện lực Phong Điền sau áp dụng giải pháp.  Đánh giá hiệu quả của các giải pháp đề xuất để lựa chọn giải pháp tối ưu nhất. R L T. DU III. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu:  Đối tượng nghiên cứu của đề tài: Độ tin cậy của lưới điện phân phối.  Phạm vi nghiên cứu của đề tài: Độ tin cậy của lưới điện phân phối Điện lực Phong Điền trong trường hợp lưới điện bị sự cố. IV. Phƣơng pháp nghiên cứu: - Xây dựng sơ đồ độ tin cậy của lưới điện phân phối Điện lực Phong Điền;  Thống kê và tính toán và đánh giá chỉ tiêu độ tin cậy hiện trạng;  Đề xuất các giải pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện phân phối Điện lực Phong Điền;  Tính toán chỉ tiêu độ tin cậy cung cấp điện sau khi áp dụng các giải pháp. So sánh và lựa chọn phương pháp tối ưu nhất để áp dụng trên lưới điện thuộc Điện lực Phong Điền quản lý. V. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn - Trước những yêu cầu ngày càng cao về cung cấp điện đảm bảo chất lượng, an toàn và liên tục, việc tính toán độ tin cậy cung cấp điện và xuất các giải pháp nâng cao SVTH: THÂN NGUYÊN KHÁNH LỘC Trang 3 GVHD: TS. PHAN ĐÌNH CHUNG Luận văn thạc sĩ độ tin cậy của lưới điện phân phối Điện lực Phong Điền là yêu cầu rất cần thiết đối với thực tế hiện nay. - Từ kết quả tính toán của đề tài, đánh giá được độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện phân phối Điện lực Phong Điền trong trường hợp lưới điện bị sự cố nhằm định lượng được tính liên tục cung cấp điện, từ đó đề xuất những giải pháp hợp lý nhất về mặt kinh tế, kỹ thuật, cũng như quản lý vận hành; đảm bảo độ tin cậy của lưới điện ngày càng được nâng cao, đáp ứng nhu cầu phát triển chung của xã hội. VI. Dàn ý nội dung chính: Căn cứ mục tiêu nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu, luận văn được bố cục gồm 4 chương Phần mở đầu - Lý do chọn đề tài: - Mục tiêu nghiên cứu: - Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: - Phương pháp nghiên cứu: - Ý nghĩa khoa học và thực tiễn. Chƣơng 1: Tổng quan về độ tin cậy của lưới điện phân phối Điện lực Phong Điền. Chƣơng 2: Các phương pháp tính toán độ tin cậy trong hệ thống điện. Chƣơng 3: Tính toán, đánh giá độ tin cậy của lưới điện phân phối Điện lực Phong Điền hiện trạng. Chƣơng 4: Các giải pháp nâng cao độ tin cậy của lưới điện phân phối Điện lực Phong Điền. Kết luận và kiến nghị C C R L T. DU SVTH: THÂN NGUYÊN KHÁNH LỘC Trang 4 GVHD: TS. PHAN ĐÌNH CHUNG Luận văn thạc sĩ Chƣơng 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỘ TIN CẬY CỦA LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC PHONG ĐIỀN 1.1. Đặc điểm của lƣới điện phân phối Điện lực Phong Điền 1.1.1. Đặc điểm tự nhiên xã hội: - Phong Điền là huyện nằm ở cửa ngõ phía Bắc tỉnh Thừa Thiên Huế, rộng 953,751 km2, gần bằng 1/5 diện tích tự nhiên của tỉnh, có tọa độ địa lý (chỉ tính đất liền) từ 16020'55'' đến 16044'30'' vĩ Bắc và 10703'00'' đến 107030'22'' kinh Đông. - Về phía Đông và Đông Nam, Phong Điền giáp hai huyện Quảng Điền và Hương Trà. Phong Điền phía Đông Bắc giáp biển Đông với đường bờ thẳng tắp theo hướng Tây Bắc - Đông Nam trên chiều dài gần 16 km. Lãnh thổ Phong Điền trải rộng theo hướng Tây Nam - Đông Bắc từ Trường Sơn ra tận biển với chiều dài gần 46 km. Đi theo hướng Tây Bắc - Đông Nam lãnh thổ thu hẹp. Nơi hẹp nhất chỉ chừng 10 km (cửa sông Ô Lâu đến Hải Lăng). Sự phân bố lãnh thổ huyện như trên khiến sự phân hóa thiên nhiên theo chiều Tây - Đông đa dạng hơn chiều Nam - Bắc. Địa hình Phong Điền trên nét chung là hình ảnh thu gọn của địa hình tỉnh Thừa Thiên Huế, có đầy đủ cả núi đồi, đồng bằng, đầm phá và bờ biển. Đó là kết quả của một quá trình biến đổi không ngừng của bộ phận lãnh thổ thuộc sườn Đông Trường Sơn từ hàng trăm triệu năm về trước đến nay - Lưới điện phân phối thuộc Điện lực Phong Điền được trải dài ở nhiều khu vực gồm: 09 xã và 01 thị trấn thuộc huyện Phong Điền trong đó có 01 khu phụ tải tập trung là Khu Công nghiệp (KCN) Phong Điền. C C R L T. DU 1.1.2. Đặc điểm của lưới điện phân phối Điện lực Phong Điền: - Lưới điện của Điện lực Phong Điền như phụ lục 1 là lưới điện phân phối mạch vòng, vận hành hở. - Quy mô lưới điện: + Đường dây trung áp: 217 km, gồm 5 xuất tuyến 22kV được cấp điện qua 01 TBA 110kV Phong Điền (E65), 01 xuất tuyến 22kV được cấp điện qua TBA 110kV Đồng Lâm, 02 trạm cắt được cấp điện từ 02 xuất tuyến 22kV. + Trạm biến áp phân phối: 194 trạm biến áp với tổng dung lượng 50,498MVA. + Đường dây hạ áp: 398 km. + Tụ bù trung áp: 04 cụm với tổng dung lượng 1200 kVAr. Tụ bù hạ áp: 148 cụm với tổng dung lượng 15270 kVAr, trong đó tài sản khách hàng 21 cụm với dung lượng 6300 kVAr. + Thiết bị đóng cắt gồm :14 Recloser, 31 dao cắt phụ tải ngành điện. + Sản lượng điện thương phẩm của Điện lực Phong Điền năm 2017 là 205,17 triệu kWh, chiếm 20,27 tổng sản lượng toàn Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế (1012 triệu kWh). Phụ tải điện của Điện lực Phong Điền gồm nhiều thành phần từ sinh hoạt, công nghiệp xây dựng, thương nghiệp, nhà hàng, nông nghiệp… với tổng số 20.819 khách hàng. SVTH: THÂN NGUYÊN KHÁNH LỘC Trang 5 GVHD: TS. PHAN ĐÌNH CHUNG Luận văn thạc sĩ - Các vị trí liên lạc (LL) giữa các xuất tuyến (XT): Gồm 15 LL, vị trí cụ thể: + LL thị trấn Phong Điền (DCL): Giữa XT 471PĐ và XT 473PĐ. + LL Thôn Mè (LBS): Giữa XT 471PĐ và XT 471TC-PCH. + LL Phong Chương (RC: Giữa XT 471PĐ và XT 472 Điền Lộc + LL Triều Dương (DCL): Giữa XT 472PĐ và XT 472 TC Sịa + LL Bắc Hiền-Quảng Thái (RC): Giữa XT 472PĐ và XT 472 TC Sịa + LL Bồ Điền (LBS): Giữa XT 473PĐ và XT 480E7 + LL Vinh Phú (RC): Giữa XT 477PĐ và XT 479PĐ + LL Phong Xuân(RC): Giữa XT 474/E17.2 và XT 473/E17.2. + LL Hòa Mỹ(LBS): Giữa XT 471 Đồng Lâm và XT 477PĐ. + LL Bồ Điền (DCL): Giữa XT 471 TC An Lỗ và XT 480E7. + LL Hiền Lương (LTD): Giữa XT 472 TC An Lỗ và XT 471 TC Sịa + LL Vân Trình (LTD): Giữa XT 471 TC Phong Chương và XT 478 Điền Lộc + LL Mỹ Phú (DCL): Giữa XT 472 TC Phong Chương và XT 472 TC Sịa + LL TC An Lỗ(DCL): Giữa XT 471 TC An Lỗ và XT 472 TC An Lỗ. + LL TC Phong Chương(DCL): Giữa XT 471 TC Phong Chương và XT 472 TC Phong Chương - Các vị trí phân đoạn (PĐ) xuất tuyến: Gồm 30 PĐ + XT 471/PĐ: 04 phân đoạn. + XT 472/PĐ: 03 phân đoạn. + XT 473/PĐ: 01 phân đoạn. + XT 477/PĐ: 06 phân đoạn. + XT 479/PĐ: 03 phân đoạn. + XT 471/TC An Lỗ: 04 phân đoạn. + XT 472/TC An Lỗ: 02 phân đoạn. + XT 471/TC Phong Chương: 05 phân đoạn. + XT 472/TC Phong Chương: 02 phân đoạn. Vị trí cụ thể: + XT 471 Phong Điền: + LTD 471-7/41 Phò Trạch; + RC 471-7/41/10 Phò Trạch; + FCO 471-7/92/28 Ưu Thượng + LBS 471-7/74 Phong Hòa. - XT 472 Phong Điền: + FCO 472-7/28/12 Bắc Hiền; + DCL 472-7/28/118/33 Triều Dương; + DCL 472-7/65 Bắc Hiền; - XT 473 Phong Điền: + LTD 473-7/48 Phong An. - XT 477 Phong Điền: + DCL 477-7/31 Tân Lập; + DCL 477-7/66 Phò Trạch; + DCL 477-7/88 Nam Phong; + LTD 477-7/139 Phong Mỹ; + FCO 477-7/271 Tân Mỹ; + FCO 477-7/262/2 Đông Thái. - XT 479 Phong Điền: + LTD 479-7/57 Bến Củi; + LBS 479-7/124 Phong Xuân C C R L T. DU SVTH: THÂN NGUYÊN KHÁNH LỘC Trang 6 GVHD: TS. PHAN ĐÌNH CHUNG Luận văn thạc sĩ + RC 479-7/158 Phong Xuân - XT 471 TC An Lỗ: + DCL 471-7/9 Bồ Điền; + LTD 471-7/104 Cổ Bi; - XT 472 TC An Lỗ: + LTD 479-7/57 Bến Củi; + RC 479-7/158 Phong Xuân. + LBS 471-7/44 Nam Sơn; + DCL 471-7/182 Thanh Tân. + LBS 479-7/124 Phong Xuân; 1.2. Thực trạng về các chỉ tiêu độ tin cậy của lƣới điện phân phối Điện lực Phong Điền 1.2.1. Tổng hợp sự cố và độ tin cậy thực tế trong từ năm 2014 đến năm 2018 của lưới điện phân phối Điện lực Phong Điền và các Điện lực lân cận có địa hình tương đồng Thống kê và phân loại sự cố ở các đơn vị trực thuộc Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế từ năm 2014-2018 có địa hình tương đồng Điện lực Phong Điền như Bảng 1.1 đến Bảng 1.3. C C R L T. DU SVTH: THÂN NGUYÊN KHÁNH LỘC Trang 7 GVHD: TS. PHAN ĐÌNH CHUNG Luận văn thạc sĩ Bảng 1.1. Điện lực Phong Điền TT Năm Số vụ sự cố đƣờng dây VC TQ Số vụ sự cố MBA Phân loại sự cố Không rõ NN Vỡ sứ Thiên tai 1 2013 92 33 2 50 4 12 2 3 2014 2015 59 56 42 52 6 2 37 19 7 8 15 39 4 2016 88 52 2 32 2 57 5 2017 41 81 5 21 1 48 6 2018 69 86 5 11 3 25 Chạm chập, Đứt CSV Động vật move dây 7 3 2 C C R L T. DU Thiết bị Tụt lèo HLT Khác 10 4 4 8 29 2 2 1 1 0 0 11 21 6 2 2 2 9 16 15 6 0 1 1 20 5 1 26 3 0 3 0 21 3 0 12 18 0 1 2 11 6 3 38 58 Bảng 1.2. Điện lực Hƣơng Trà TT Năm Số vụ sự cố đƣờng dây Số vụ sự cố MBA Phân loại sự cố Vỡ sứ 6 12 Thiên tai 30 47 Chạm chập, Đứt CSV Động vật move dây 3 0 0 15 6 1 2 21 Tụt HLT lèo 1 18 4 28 1 2 2014 2015 73 147 38 157 4 2 Không rõ NN 39 24 3 2016 119 53 8 47 5 63 4 3 3 8 3 1 27 11 4 2017 115 112 5 103 4 36 3 5 2 21 13 1 28 19 5 2018 106 148 3 30 15 42 7 2 0 30 8 8 76 43 VC TQ SVTH: THÂN NGUYÊN KHÁNH LỘC Thiết bị 4 4 Khác 1 6 Trang 8 GVHD: TS. PHAN ĐÌNH CHUNG Luận văn thạc sĩ Bảng 1.3. Điện lực Quảng Điền TT Năm Số vụ sự cố đƣờng dây Số vụ sự cố MBA Phân loại sự cố Vỡ sứ 14 6 Thiên tai 11 21 1 2 2014 2015 91 65 45 65 7 4 Không rõ NN 69 34 3 2016 85 58 7 30 8 34 4 2017 89 135 7 59 14 52 5 2018 65 121 6 31 6 15 VC TQ SVTH: THÂN NGUYÊN KHÁNH LỘC Chạm chập, Đứt CSV Động vật move dây 9 1 2 12 4 11 2 11 DU C C R L T. Thiết bị 5 8 Tụt HLT lèo 6 9 6 19 Khác 1 14 1 1 3 31 2 3 18 15 11 4 2 31 7 3 14 30 5 0 3 41 13 6 30 40 Trang 9 GVHD: TS. PHAN ĐÌNH CHUNG Luận văn thạc sĩ 1.2.2. Thiệt hại kinh tế do ảnh hưởng của độ tin cậy hiện trạng: - Việc mất điện sẽ gây ra các hậu quả về kinh tế và xã hội rất lớn. Trên quan điểm phân loại hậu quả do mất điện, người ra chia thành 2 loại: - Loại phụ tải mà khi mất điện thì gây ra các hậu quả mang tính chính trị, xã hội. - Loại phụ tải mà khi mất điện gây ra các hậu quả về kinh tế. Đối với loại phụ tải thứ nhất phụ tải cần được cấp điện với độ tin cậy cao nhất. Còn đối với loại thứ hai là bài toán kinh tế - kỹ thuật, trên cơ sở cân nhắc giữa vốn đầu tư vào hệ thống điện và tổn thất kinh tế do mất điện. - Thiệt hại với các Công ty Điện lực: Các thiệt hại bao gồm: Giảm lợi nhuận tương ứng với sản lượng điện năng tiêu thụ bị giảm trong thời gian khách hàng bị ngừng cấp điện, trong quá trình sự cố, dòng điện sự cố sinh ra lớn dẫn đến giảm tuổi thọ thiết bị, tăng chi phí do phải sửa chữa các hư hỏng lưới điện. Ngoài ra còn các thiệt hại không thể ước tính được bao gồm: Giảm mức độ hài lòng của khách hàng sử dụng điện, ảnh hưởng đến kinh tế, chính trị và các hoạt động văn hóa tại địa phương... - Thiệt hại với khách hàng: + Đối với khách hàng là các nhà máy, doanh nghiệp sản xuất, các cơ sở kinh doanh dịch vụ có thể gây thiệt hại do dây chuyền sản xuất bị ngừng đột ngột; một số thiết bị có thể hư hỏng; sản phẩm bị thiếu hụt, hư hại do ngừng điện; chi phí sản xuất tăng cao do phải trả lương cho công nhân trong thời gian mất điện, do thiết bị sản xuất bị hư hại, chi phí bảo dưỡng tăng thêm, v.v... + Với khách hàng sinh hoạt, các cơ quan chính quyền, bệnh viện, trường học, giao thông công cộng .v.v...: Những thiệt hại khó tính toán được như sinh hoạt bị đảo lộn, trì trệ; các hoạt động của cơ quan bị đình trệ; cản trở các hoạt động chính trị, văn hoá, xã hội đang diễn ra; gián đoạn các hoạt động dịch vụ, vui chơi giải trí. Một số trường hợp ngừng điện có thể dẫn đến những hậu quả nghiêm trọng như: Mất trật tự xã hội, tai nạn giao thông, ảnh hưởng đến việc cấp cứu, cứu chữa bệnh nhân v.v... C C R L T. DU 1.2.3. Đánh giá về độ tin cậy hiện trạng của lưới điện phân phối Điện lực Phong Điền: Nhìn chung lưới điện hiện nay có độ tin cậy thấp, thời gian mất điện thường kéo dài đặc biệt vào mùa mưa bão từ tháng tám đến tháng mười hai hàng năm. Do nhu cầu về độ tin cậy cung cấp điện ngày càng cao của phụ tải cần thiết phải xây dựng các giải pháp để nâng cao độ tin cho lưới điện Phong Điền. Trong chương này sẽ trình bày phần tính toán độ tin cậy cho lưới điện huyện Phong Điền, trên cơ sở số liệu tính toán để đề ra các giải pháp nhằm nâng cao độ tin cậy cho lưới điện huyện Phong Điền. 1.2.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ tin cậy trên lưới điện: a. Các yếu tố chủ quan: SVTH: THÂN NGUYÊN KHÁNH LỘC m Trang 10