Thông tin tài liệu
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH ThS Nguyễn Thanh Tùng (Chủ biên) ThS Nguyễn Thị Thương Duyên GIÁO TRÌNH VẬN HÀNH VÀ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG ĐIỆN DÙNG CHO BẬC ĐẠI HỌC (LƯU HÀNH NỘI BỘ) QUẢNG NINH - 2014 LỜI MỞ ĐẦU Giáo trình Vận hành điều khiển hệ thống điện biên soạn nhằm đáp ứng làm tài liệu học tập cho sinh viên bậc Đại học, ngành công nghệ kĩ thuật điện Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh, đồng thời tài liệu tham khảo cho sinh viên, giáo viên, cán quản lí ngồi ngành điện, phục vụ cho nghiệp đào tạo, cải cách giáo dục Bộ giáo dục Đào tạo Giáo trình “Vận hành điều khiển hệ thống điện” biên soạn với mục đích giới thiệu cung cấp kiến thức tính tốn, dự báo, phân bố tối ưu công suất, độ tin cậy, phương pháp điều chỉnh điện áp, tần số, phương pháp tính tốn kinh tế - kĩ thuật,…trong hệ thống điện Giáo trình gồm 11 chương: Chương 1: Vận hành thị trường điện Việt Nam Chương 2: Đặc điểm kết cấu phần tử hệ thống điện Chương 3: Các phương pháp dự báo điện Chương 4: Dự báo nhu cầu điện có xét đến yếu tố mùa sóng mùa Chương 5: Phương pháp tính tốn kinh tế - kĩ thuật hệ thống điện Chương 6: Tính tốn phân bố tối ưu cơng suất hệ thống điện phương pháp lagrange Chương 7: Tính tốn phân bố tối ưu cơng suất hệ thống điện phương pháp qui hoạch động Chương 8: Những khái niệm độ tin cậy Chương 9: Các phương pháp đánh giá độ tin cậy sơ đồ cung cấp điện Chương 10: Chất lượng điện vấn đề điều chỉnh tần số, điện áp hệ thống điện Chương 11: Tự động hóa việc điều khiển chế độ hệ thống lượng Giáo trình tập thể tác giả: Thạc sĩ Nguyễn Thanh Tùng chủ biên Thạc sĩ Nguyễn Thị Thương Duyên, Bộ mơn Điện khí hố - Trường Đại học Cơng nghiệp Quảng Ninh biên soạn Tập thể tác giả chân thành cảm ơn BGH Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh, lãnh đạo Khoa Điện, phòng ban nghiệp vụ cá nhân tạo điều kiện giúp đỡ động viên để hồn thành tốt giáo trình Trong trình biên soạn, tác giả cố gắng bám sát đề cương chương trình mơn học phê duyệt Bộ giáo dục Đào tạo, kết hợp với kinh nghiệm giảng dạy môn học nhiều năm, đồng thời có ý đến đặc thù đào tạo ngành trường Do trình độ kinh nghiệm hạn chế nên chắn sách cịn nhiều thiếu sót Rất mong bạn đọc góp ý xây dựng Quảng Ninh, tháng 05 năm 2014 Các tác giả Lời mở đầu Trang CHƯƠNG 1: VẬN HÀNH THỊ TRƯỜNG ĐIỆN VIỆT NAM 1.1 Mục tiêu thị trường điện 1.2 Mơ hình thị trường điện .2 1.3 Hệ thống thông tin phục vụ vận hành hệ thống vận hành thị trường điện 1.4 Vận hành thị trường điện việt nam 1.5 Quy định khởi động đen khôi phục hệ thống điện quốc gia 11 CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CỦA CÁC PHẦN TỬ HỆ THỐNG ĐIỆN 12 2.1 Tuabin 12 2.2 Máy phát điện .16 2.3 Máy biến áp điện lực 31 2.4 Động không đồng pha 42 CHƯƠNG 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP DỰ BÁO ĐIỆN NĂNG 44 3.1 Khái niệm chung 44 3.2 Các phương pháp dự báo nhu cầu điện 44 3.3 Đánh giá tương quan đại lượng mơ hình dự báo 46 3.4 Phương pháp bình phương cực tiểu 49 CHƯƠNG 4: DỰ BÁO NHU CẦU ĐIỆN NĂNG CÓ XÉT ĐẾN YẾU TỐ MÙA VÀ SÓNG MÙA 57 4.1 Đặt vấn đề 57 4.2 Dự báo nhu cầu điện xét đến yếu tố mùa 57 4.3 Dự báo nhu cầu điện theo mơ hình sóng mùa 61 CHƯƠNG 5: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN KINH TẾ – KĨ THUẬT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 65 5.1 Mở đầu 65 5.2 Xây dựng hàm mục tiêu tính tốn kinh tế – kĩ thuật 65 5.3 Lựa chọn tiết diện dây dẫn điện 68 5.4 Tính chất đa tiêu toán .70 5.5 Vai trị mơ hình tốn học toán qui hoạch 71 CHƯƠNG 6: TÍNH TỐN PHÂN BỐ TỐI ƯU CƠNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN BẰNG PHƯƠNG PHÁP LAGRANGE 75 6.1 Mở đầu 75 6.2 Bài toán LAGRANGE 75 6.3 Phân bố tối ưu công suất nhà máy nhiệt điện .79 6.4 Thủ tục phân phối tối ưu công suất 81 6.5 Phân bố công suất tối ưu nhiệt điện thuỷ điện .84 6.6 Đặc điểm thủ tục phân phối 87 CHƯƠNG 7: TÍNH TỐN PHÂN BỐ TỐI ƯU CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUI HOẠCH ĐỘNG 97 7.1 Mở đầu 97 7.2 Thành lập phương trình phiếm hàm BELLMAN 99 7.3 Áp dụng 102 7.4 Phương pháp QHĐ hàm mục tiêu có dạng tổng 104 7.5 Phương pháp QHĐ xác định cấu tối ưu tổ máy làm việc 107 CHƯƠNG 8: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ ĐỘ TIN CẬY 116 8.1 Mở đầu 116 8.2 Định nghĩa độ tin cậy 117 8.3 Những khái niệm 117 8.4 Áp dụng 123 CHƯƠNG 9: CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CỦA CÁC SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN 125 9.1 Khái niệm chung .125 9.2 Phương pháp cấu trúc nối tiếp – song song phần tử 125 9.3 Qúa trình ngẫu nhiên MARKOV .132 9.4 Dự trữ công suất tối ưu hệ thống điện .142 CHƯƠNG 10: CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG VÀ VẤN ĐỀ ĐIỀU CHỈNH TẦN SỐ, ĐIỆN ÁP TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN .146 10.1 Các yêu cầu sản xuất điện 146 10.2 Các chế độ hệ thống điện tính kinh tế .147 10.3 Đặc tính tĩnh phụ tải 148 10.4 Quan hệ tần số điện áp cân công suất 149 10.5 Điều chỉnh tần số hệ thống điện 154 10.6 Điều chỉnh điện áp hệ thống điện 163 CHƯƠNG 11: TỰ ĐỘNG HÓA VIỆC ĐIỀU KHIỂN CHẾ ĐỘ CỦA HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG .168 11.1 Mở đầu 168 11.2 Tự động hệ thống, đảm bảo độ tin cậy làm việc hệ thống lượng 169 11.3 Tự động điều chỉnh tần số 175 11.4 Tự động điều chỉnh tần số dịng cơng suất trao đổi hệ thống lượng hợp 182 11.5 Tự động điều chỉnh điện áp 188 11.6 Tự động hóa việc phân bố kinh tế công suất 190 Tài liệu tham khảo Mục lục Chương VẬN HÀNH THỊ TRƯỜNG ĐIỆN VIỆT NAM 1.1 Mục tiêu thị trường điện * Tạo môi trường cạnh tranh Tạo môi trường cạnh tranh rõ ràng khâu phát điện nhằm đạt hiệu cao cung cấp điện thông qua chế thị trường thay độc quyền điều tiết: ĐỘC QUYỀN CẠNH TRANH Thu nhập = Chi phí + Lợi nhuận Thu nhập - Chi phí = lợi nhuận Bị điều tiết Do thị Khuyến khích trường mạnh giảm chi phí Khơng khuyến Bị điều khích giảm chi tiết phí * Khuyến khích đầu tư Tạo mơi trường hấp dẫn khuyến khích nhà đầu tư tham gia vào lĩnh vực phát điện, Với qui định công bằng, minh bạch không phân biệt đối xử, thông qua tín hiệu giá khối lượng trao đổi, giao dịch nhà đầu tư đánh giá tính khả thi với Dự án Đây cần đánh giá mục tiêu thị trường điện lực Việt Nam Tốc độ phát triển phụ tải 13-15% năm Giảm áp lực vốn đầu tư Phụ thuộc vào chi phí dự báo giá Áp lực lớn tài chính: tỷ USD/năm Thị trường điện lực cạnh tranh Hình 1-1 Quy luật khuyến khích đầu tư * Đảm bảo cân cung cầu điện cho kinh tế quốc dân theo chế thị trường Các ngành kinh tế quốc dân yêu cầu ngành điện phát triển nhanh Đầu tư nhiều vốn Giá điện cao Đầu tư vốn Giá điện thấp Giảm sức mua Nền Kinh tế bị ảnh hưởng xấu Mất khả thu hồi Hình 1-2 Quy luật cung cầu điện theo chế thị trường vốn Các ngành kinh tế quốc dân yêu cầu ngành điện phát triển nhanh Giá Điện Cạnh tranh Cân Bằng Cung Cầu Nền Kinh tế ổn định Hình 1-3 Quy luật cung cầu điện theo chế thị trường 1.2 Mơ hình thị trường điện 1.2.1 Mơ hình quản lý nhà nước Giai đoạn trước năm 1995: Hệ thống tổ chức chế quản lý Nhà nước áp dụng ngành điện lực theo mơ hình chủ quản Bộ Năng Lượng chủ quản ngành điện có trách nhiệm quản lý tồn q trình đầu tư, sản xuất kinh doanh ngành điện toàn quốc Từ 1995 đến nay: Theo Quyết định 91/TTg Thủ tướng Chính phủ EVN thành lập Tổng công ty nhà nước trực thuộc Bộ Công nghiệp Bộ Cơng nghiệp chuyển từ vai trị chủ quản thành vai trò Bộ quản lý ngành với chức chủ yếu chịu trách nhiệm ban hành sách, quy định quản lý giám sát thực quy định Việc thành lập EVN khẳng định quan điểm phải tách rời chức quản lý nhà nước Bộ với chức điều hành sản xuất, giảm dần chức chủ quản Bộ quản lý ngành 1.2.2 Đánh giá mơ hình quản lý Nhà nước ngành điện Từ 1/1/1995 sau thành lập EVN, hệ thống tổ chức chế quản lý Nhà nước ngành điện lực có bước thay đổi Mơ hình quản lý Nhà nước đạt nhiều tiến đáng kể so với mô hình cũ, kích thích sản xuất kinh doanh phát triển, nâng cao hiệu kinh doanh ngành điện, đáp ứng nhu cầu điện đất nước Với mô hình này, Bộ quản lý ngành khơng can thiệp sâu vào trình sản xuất kinh doanh, đầu tư xây dựng doanh nghiệp Bộ tập trung thực chức quản lý Nhà nước ngành đồng thời sâu vào lĩnh vực nghiên cứu xây dựng chiến lược, quy hoạch phát triển tổng thể tổ chức xây dựng dự án luật, pháp lệnh, văn pháp quy ngành kinh tế kỹ thuật Bộ phụ trách; xây dựng hệ thống tổ chức triển khai hoạt động giám sát điện tra an toàn điện phạm vi nước, độc lập với hệ thống tổ chức sản xuất kinh doanh điện Việc tách chức quản lý Nhà nước quản lý sản xuất kinh doanh điện lực thực quán từ Trung ương đến địa phương Tuy nhiên, số mặt tồn cần tiếp tục hồn chỉnh như: Vai trị đại diện chủ sở hữu quản lý tài sản Nhà nước doanh nghiệp chưa rõ ràng; Việc phối hợp chiến lược quy hoạch phát triển tổng thể liên ngành lượng gồm điện, than, dầu khí sách lượng quốc gia chưa thực gắn kết chưa đồng (do ngành dầu khí khơng Bộ Cơng nghiệp quản lý) Đặc biệt cịn có lẫn lộn chức hoạch định sách, ban hành quy định với chức tổ chức giám sát thực sách - tức chức điều tiết Chức điều tiết hoạt động điện lực phân tán cấp: Chính phủ, Bộ phần EVN Vì vậy, ngành điện phát triển, cạnh tranh hoạt động điện lực đẩy mạnh chức điều tiết cần tập trung Cục Điều tiết Điện lực nhằm đảm bảo thi hành cách đồng có hiệu lực luật lệ quy định ngành, kịp thời đưa biện pháp điều chỉnh đáp ứng yêu cầu thực tế, giám sát vận hành thị trường điện cách công bằng, hiệu đáp ứng nhu cầu điện đất nước 1.2.3 Mơ hình tổ chức chế quản lý sản xuất kinh doanh * Mơ hình tổ chức chế quản lý sản xuất kinh doanh EVN Theo Quyết định 91/TTg, Quyết định 562/TTg ngày 10/10/1994 Nghị định 14/CP ngày 24/1/1995, EVN chịu trách nhiệm đầu tư phát triển ngành công nghiệp điện, tổ chức sản xuất kinh doanh điện, đảm bảo cung cấp điện an toàn cho sản xuất sinh hoạt, phù hợp với qui hoạch tổng thể phát triển kinh tế xã hội đất nước Hiện tại, mơ hình tổ chức ngành công nghiệp điện nước ta mơ hình tích hợp ngành dọc khâu: Sản xuất phát điện, truyền tải điện, phân phối bán lẻ điện Cả khâu chủ yếu EVN quản lý, có phần nhỏ thuộc kinh doanh điện nông thôn, kinh doanh điện số khu công nghiệp số nhà máy điện BOT IPP doanh nghiệp EVN quản lý Về sở hữu, toàn tài sản EVN thuộc sở hữu Nhà nước Phát điện (EVN) EVN Truyền tải nguồn điện EVN Các nguồn điện ngồi EVN Phân phối bán lẻ điện Hình 1-4 Cấu trúc tích hợp ngành dọc ngành điện Việt Nam Tổ chức EVN gồm khối chức đơn vị sau đây: - Khối phát điện: 16 đơn vị phát điện, đơn vị cổ phần hoá, đơn vị chuyển sang mơ hình cơng ty TNHH TV Các đơn vị cịn lại tồn hình thức đơn vị hạch toán phụ thuộc - Khối truyền tải: TCT Truyền tải điện Quốc gia (NPT - National Power Transmission) thành lập bắt đầu hoạt động từ tháng năm 2008, đơn vị hạch toán độc lập, bao gồm Công ty truyền tải - Khối phân phối điện: TCT điện lực (PC - Power Company) thành lập hình thức Cơng ty TNHH TV hạch toán độc lập - Trung tâm Điều độ: Hệ thống điện Quốc gia bổ sung thêm chức điều hành thị trường, đơn vị hạch tốn phụ thuộc - Cơng ty Mua bán điện (EPTC - Electric Power Trade Company): Bắt đầu hoạt động từ tháng năm 2008 hình thức cơng ty hạch toán phụ thuộc, đại diện cho EVN đàm phán mua điện từ nhà máy điện lớn để bán lại cho Tổng Công ty Điện lực Khối đơn vị tư vấn, trường học: Gồm Công ty cổ phần tư vấn xây dựng điện 1, 2, 3, đảm nhiệm nhiệm vụ tư vấn xây dựng cơng trình nguồn lưới điện, Trường Đại học Điện lực trường Cao đẳng Điện lực Miền Trung Miền Nam Hiện phương thức hạch toán EVN sau: Giá điện sản xuất nhà máy điện, chi phí truyền tải giá điện bán buôn cho công ty phân phối thực theo chế giá điện nội Hàng năm EVN giao kế hoạch cho NMĐ EVN tiêu như: sản lượng phát, định mức chi phí nhiên liệu, chi phí quản lý vận hành, kế hoạch chi tiêu (sửa chữa, bảo trì), tỷ lệ tự dùng v.v Căn kế hoạch giao giá thành điện sản xuất xác định hạch tốn tồn EVN Tương tự, EVN giao cho cho công ty truyền tải tiêu kế hoạch năm làm sở để xác định chi phí truyền tải Căn giá điện sản xuất chi phí truyền tải theo kế hoạch, EVN xác định giá điện bán buôn để giao cho cơng ty phân phối tự hạch tốn thu chi Như tồn khâu sản xuất kinh doanh điện EVN thực theo "Qui định hạch toán nội bộ" EVN sử dụng lợi nhuận từ khâu kinh doanh có lợi nhuận cao để bù đắp cho khâu kinh doanh lỗ Chẳng hạn như: Xác định giá thành sản xuất cho nhà máy mức khác để hầu hết nhà máy có lãi mức hợp lý, xác định giá bán buôn nội khác cho công ty phân phối để điều hoà lợi nhuận kinh doanh điện thành phố nông thôn v.v Các công ty điện lực độc lập hạch toán theo giá bán buôn điện nội EVN quy định, tự tính lợi nhuận kinh doanh dựa việc cân thu chi, tiết kiệm chi phí, giảm tổn thất lưới điện phân phối Các công ty điện lực bán lẻ điện cho khách hàng theo Biểu giá bán điện bán lẻ Thủ tướng Chính phủ quy định áp dụng thống toàn quốc Từ tháng 6/2002, giá bán buôn nội cho Công ty chuyển thành giá thành phần (cao điểm, thấp điểm, trung bình) Đối với NMĐ ngồi EVN, EVN mua điện theo hợp đồng mua bán điện có thời hạn với giá nằm khung giá Bộ Công Thương quy định Giá thành phát Giá thành PP Giá thành TT T.thất Truyền tải tự dùng Các CT truyền tải Các NMĐ T.thất p.phối KHỐI HẠCH TOÁN PHỤ THUỘC Chi phí SX-TD Các CT phân phối Giá nội Các CT phân phối Giá bán lẻ TQ Tập đoàn ĐLVN (EVN) KHỐI HẠCH TỐN ĐỘC LẬP Hình 1-5 Cơ chế giá điện nội EVN * Nhận xét mơ hình tổ chức chế quản lý sản xuất kinh doanh Qua 15 năm hoạt động theo mơ hình tổ chức quản lý hạch toán ngành EVN, cho thấy đạt thành đáng kể như: Khai thác tốt nguồn điện lưới điện truyền tải phạm vi nước, phát triển đa dạng loại nguồn điện theo mạnh tài nguyên lượng miền; xố bỏ chế hạch tốn bao cấp, điều hồ lỗ lãi công ty điện lực thông qua Bộ chủ quản Bộ Tài trước đây; Tập trung nguồn vốn kinh doanh lớn, phần tạo uy tín thị trường vốn tăng khả vay vốn tổ chức tài quốc tế; Tạo quyền chủ động cho Công ty điện lực miền việc điều hoà, bù đắp phần dịch vụ cơng ích Điện lực có khả kinh doanh thấp Điện lực có khả kinh doanh cao v.v Tuy nhiên, mơ hình tổ chức hình thức hạch tốn nội bộc lộ số hạn chế như: Không tạo cho đơn vị thành viên độc lập tự chủ tài tư cách pháp nhân hoạt động kinh tế, khơng khuyến khích đơn vị tiết kiệm chi phí, nâng cao hiệu SX-KD Thể ở: + Tỷ suất lợi nhuận vốn đầu tư (là thước đo hiệu SX-KD doanh nghiệp) thấp, năm 2003 đạt 3,8% + Chi phí sản xuất kinh doanh điện cịn nhiều vấn đề Một mặt, chi phí khơng tách biệt khâu dây chuyền phát - truyền tải phân phối bán lẻ, chi phí quản lý sản xuất cao, biên chế lao động NMĐ, công ty phân phối, dịch vụ bán lẻ điện có tỷ lệ lớn nhiều so với nước khu vực Mặt khác, mối quan hệ đơn vị thành viên dây chuyền phát điện - truyền tải - phân phối điện mối quan hệ nội ngành dọc chưa phải mối quan hệ thương mại thông qua hợp đồng kinh tế Do khơng có ràng buộc mặt kinh tế pháp lý quan hệ nhà máy điện với nhau, nhà máy điện với công ty truyền tải điện các công ty truyền tải điện với nhau, nên trách nhiệm khai thác hiệu sử dụng lực thiết bị công nghệ người thấp, mục tiêu hoạt động chủ yếu đơn vị đạt kế hoạch, chưa quan tâm đến việc tiết kiệm giảm chi phí sản xuất v.v + Cơ chế bù chéo công ty điện lực khơng khuyến khích cạnh tranh nhằm tăng lợi nhuận, mở rộng thị trường địa bàn hoạt động Về hiệu sử dụng vốn: Hiệu sử dụng vốn EVN chưa cao, năm 2003 tỷ lệ hoàn vốn chủ sở hữu (ROE) đạt 5% tỷ lệ tự đầu tư (SFR) đạt l5% Cách quản lý vốn, tài sản, trách nhiệm thu hồi vốn cơng trình vào vận hành giao cho đơn vị khó đáp ứng yêu cầu khai thác tối ưu hiệu quả, bảo toàn phát triển vốn doanh nghiệp, làm cho hiệu sử dụng vốn chung toàn EVN khơng cao, gây khó khăn cho phát triển dài hạn ngành Hiện với sách đa dạng hố nguồn vốn đầu tư vào ngành điện, số lượng NMĐ IPP tham gia vào hệ thống ngày tăng, đòi hỏi phải cấu lại ngành điện nhằm đảm bảo cạnh tranh cơng khơng có phân biệt đối xử cơng ty theo hình thức sở hữu Vì vậy, cần thiết phải tái cấu lại ngành điện, phân tách chức dây chuyền sản xuất kinh doanh tích hợp dọc, tạo cạnh tranh bình đẳng cho người tham gia hoạt động điện lực đồng thời phát huy vai trò điều tiết Nhà nước hoạt động điện lực Tóm lại, mơ hình tích hợp ngành dọc cho thấy hiệu sản xuất kinh doanh EVN khơng cao, điều quan trọng khó tự cân đối tài doanh nghiệp, khơng thể đáp ứng nhu cầu đầu tư phát triển lâu dài Đó nguyên nhân dẫn đến phải tái cấu (Restructuring) ngành điện nhiều nước giới làm q trình cải tổ 1.3 Hệ thống thơng tin phục vụ vận hành hệ thống vận hành thị trường điện 1.3.1 Hệ thống máy tính vận hành thị trường điện lực Ao có trách nhiệm thiết lập, trì, vận hành hệ thống máy tính vận hành thị trường điện lực, trang web thị trường điện lực www.thitruongdien.evn.vn Ao có trách nhiệm cấp tài khoản cho thành viên thị trường truy cập vào trang web www.thitruongdien.evn.vn quản lý việc truy cập thành viên Các thành viên thị trường có trách nhiệm xây dựng lắp đặt hệ thống công nghệ thông tin có khả giao tiếp với hệ thống máy tính vận hành thị trường điện lực trang web www.thitruongdien.evn.vn 1.3.2 Các chương trình lập phương thức ngày điều độ tới Ao có trách nhiệm cơng bố thuật tốn vận hành chương trình lập phương thức ngày điều độ tới với đặc điểm sau: Chương trình lập phương thức ngày dùng để xác định biểu đồ phát dự kiến tổ máy giá thị trường dự kiến chu kỳ giao dịch ngày tới Chương trình tốn điều độ tới dùng để xác định biểu đồ phát điện tổ máy giá thị trường tới Các chương trình tính tốn phải mơ hệ thống điện với ba nút tham chiếu cho miền (Bắc, Trung, Nam) có tính đến ràng buộc hệ thống truyền tải điện 500kV Ao phải công bố công khai thuật toán sửa đổi, bổ sung chương trình lập phương thức, tính tốn nêu 1.3.3 Thông tin thị trường a Công bố thông tin Ao có trách nhiệm cơng bố thơng tin sau: + Thông tin công khai rộng rãi: - Sản lượng, cơng suất mua bán điện tồn hệ thống - Các cố lớn ảnh hưởng đến việc cung cấp điện - Giá biên hệ thống giá thị trường - Các thông tin khác theo định Tổng giám đốc EVN + Thông tin công khai thành viên: Thông số kỹ thuật tổ máy quy định khoản Điều - Thông tin thành viên thị trường, ràng buộc hệ số tính tổn tất hệ thống truyền tải điện 500kV, giá trần, giá sàn quy trình vận hành hệ thống điện - Quy trình lập chương trình đánh giá an ninh hệ thống trung hạn ngắn hạn nêu Điều 15 - Các thông tin liên quan đến điều độ hệ thống nêu Điều 17 - Thông tin chào giá thị trường công bố sau ngày giao dịch - Kế hoạch điều độ theo thời gian biểu thị trường - Các thông tin khác: khuếch đại cộng, đảm bảo độ khuếch đại cần thiết đại lượng đầu phận đo lường, cộng chúng lại theo tiêu chuẩn điều chỉnh cho Ở đầu máy điều chỉnh có điện áp chiều xoay chiều tương ứng với độ lệch so với định luật điều chỉnh cho Điện áp đưa vào động điều khiển cửa vào tuabin đưa trực tiếp qua cân công suất 11.4 Tự động điều chỉnh tần số dịng cơng suất trao đổi hệ thống lượng hợp Kinh nghiệm vận hành hệ thống lượng hợp quốc gia cho thấy hợp lý việc tự động hóa q trình điều chỉnh dịng công suất trao đổi liên hệ yếu hệ thống Nếu khơng tự động hóa làm cho nhân viên vận hành mệt mỏi phải theo dõi số ốt-mét đo xa dịng cơng suất tác dụng trao đổi làm cho nhân viên vận hành thao tác sai gây nên điều chỉnh q tần số dịng cơng suất trao đổi làm cho đường liên lạc hệ thống bị tải phải cắt Vấn đề chọn tiêu chuẩn điều chỉnh đắn vấn đề quan trọng việc tự động hóa trình điều chỉnh số dịng cơng suất trao đổi việc chế tạo xây dựng trang bị cần thiết vấn đề khó khăn Ban đầu tiêu tự nhiên trình điều chỉnh hệ thống điều chỉnh tần số tiêu f =0 chuẩn độc lập Đối với hệ thống điều chỉnh dịng cơng suất trao đổi tiêu chuẩn độc lập: Ptd Tuy nhiên lý thuyết kinh nghiệm cho thấy cách chọn tiêu chuẩn lúc tốt máy tự động điều chỉnh tần số (trong hệ thống đầu) công suất (trong hệ thống thứ hai) tác động khơng ăn khớp với mà cịn chống đối dẫn đến q trình điều chỉnh khơng ổn định tắt dần gây nên trì hỗn q trình điều chỉnh, làm cho nhà máy phát điện dao động thừa làm ổn định Trong tương lai để thống quy ước dòng cơng suất tác dụng có chiều dương từ hệ thống xét đến hệ thống khác Khi tăng phụ tải tổng hệ thống lượng làm nhiệm vụ điều chỉnh tần số toàn hệ thống hợp tần số giảm xuống Tác động nhà máy điều chỉnh tốc độ sơ cấp làm tăng phụ tải tất máy phát nhà máy điện hệ thông lượng bên cạnh (hệ thống thứ hai) tăng lên Các máy tự động điều chỉnh tần số hệ thống (hệ thống thứ nhất) phản ứng với giảm tần số làm tăng công suất động sơ cấp nhà máy chủ đạo Tuy nhiên máy điều chỉnh tự động dịng cơng suất trao đổi hệ thống thứ hai phản ứng tăng dịng cơng suất trao đổi bắt đầu giảm công suất động sơ cấp nhà máy chủ đạo hệ thống thứ hai Tần số hệ thống hợp giảm tăng tùy thuộc vào tốc độ làm việc chống đối máy Cụ thể xảy việc tiếp tục giảm tần số việc giảm tải nhà máy chủ đạo hai hệ thống thứ hai làm việc mạnh hơn, việc giảm tải dịng cơng suất trao đổi giảm theo Theo mức độ giảm cường độ giảm tải nhà máy chủ đạo hệ thống thứ hai giảm xuống nhà máy điện chủ đạo làm nhiệm vụ điều chỉnh tần số hệ thống thứ bắt đầu nhận thêm tải cách hữu hiệu Điều làm tăng tần số hiệu làm cho dịng cơng suất trao đổi tiếp tục giảm máy điều chỉnh tốc độ nhà máy hệ thống thứ hai giảm tải tất nhà máy hệ thống Bây máy tự động điều 185 chỉnh dịng cơng suất trao đổi bắt đầu tăng phụ tải nhà máy chủ đạo hệ thống thứ hai để trợ lực nhà máy chủ đạo hệ thống thứ Tần số khơng nâng lên đến giá trị bình thường mà cịn cao giá trị bình thường Khi nhà máy chủ đạo hệ thống thứ bắt đầu giảm tải Những trình tương tự xảy tăng phụ tải tổng hệ thống thứ hai Do tác động nhà máy điều chỉnh tốc độ việc giảm tần số làm tăng phụ tải máy phát tất nhà máy hai hệ thống lượng Do việc tăng công suất nhà máy điện hệ thống thứ dịng cơng suất trao đổi từ hệ thống thứ hai giảm xuống Những máy điều chỉnh tự động dịng cơng suất trao đổi hệ thống thứ hai phản ứng theo lượng giảm dịng cơng suất trao đổi, bắt đầu tăng công suất động sơ cấp nhà máy điện chủ đạo hệ thống cố khơi phục lại giá trị trước dịng cơng suất trao đổi Tuy nhiên tần số bị giảm, máy điều chỉnh tần số hệ thống điện thứ tăng công suất động sơ cấp nhà máy điện chủ đạo hệ thống mình, cố gắng giảm đại lượng dịng cơng suất trao đổi Đại lượng dịng cơng suất trao đổi tăng lên giảm xuống Chúng ta lưu ý trường hợp thứ tăng phụ tải hệ thống thứ nhất, làm việc không ăn khớp máy điều chỉnh tự động hai hệ thống thể quan hệ tần số, trường hợp thứ hai tăng phụ tải hệ thống điện thứ hai, không ăn khớp thể quan hệ dịng cơng suất trao đổi Để đảm bảo khả làm việc song song nhà máy tự động điều chỉnh tần số cần cho máy làm việc với đặc tuyến phụ thuộc theo công suất thân nhà máy Tương tự vậy, để đảm bảo làm việc song song nhịp nhàng nhà máy tự động điều chỉnh tần số dịng cơng suất trao đổi cần phải đưa vào điều chỉnh dịng cơng suất trao đổi hệ số phụ thuộc theo tần số vào việc điều chỉnh tần số hệ số phụ thuộc theo dịng cơng suất trao đổi Tiêu chuẩn điều chỉnh hệ thống thư có dạng: Đối với hệ thống thứ hai: f Ptd1 0 f 1 Pdm1 (11-10) Ptd f 0 Pdm2 f (11-11) 2 nhận tiêu chuẩn điều chỉnh hệ 2 thống thứ hai dạng tương tự với (11-10): f Ptd + =0 (11-12) f0 Pdm2 Theo quy ước dấu dương mà chấp nhận chiều dịng cơng suất trao đổi thì: (11-13) Ptd1 Ptd Trong hệ thống điều chỉnh phụ tải hệ thống lượng thứ tăng tần số giảm máy điều chỉnh tốc độ sơ cấp tất nhà máy hai hệ thống công suất động cấp Sau thay 186 Bởi vì: Nên: Và tương tự Ptd1 PF PPt1 Ptd1 PF Ppt1 Ptd PF Ppt (11-14) (11-15) Rõ ràng Ptd 0, cơng suất máy phát hệ thống thứ hai tăng lên tác động máy điều chỉnh sơ cấp, cịn phụ tải giảm xuống tần số bị tụt Do đó, sở (11-13) có Ptd1 0, nghĩa lượng tăng phụ tải hệ thống điện thứ lớn lượng tăng công suất nhà máy điện hệ thống này, điều hồn tồn dễ hiểu phần lượng tăng phụ tải hệ thống thứ máy phát hệ thống thứ hai gánh lấy Khi biểu thức (11-10) hai số hạng âm máy điều chỉnh tự động thứ cấp nhà máy chủ đạo hệ thống điện thứ tăng công suất động sơ cấp mạnh mẽ Trong biểu thức (11-12) số hạng âm ( f 0) số hạng thứ hai dương ( Ptd ), biểu thức âm dù giá trị tuyệt đối biểu thức (11-12) bé (11-10) đó, máy điều chỉnh tự động nhà máy điện chủ đạo hệ thống điện thứ hai tác động theo chiều hướng, nghĩa tăng thêm phụ tải không mạnh mẽ Khi giá trị 2 bé biểu thức (11-12) không, nghĩa máy điều chỉnh tự động thứ cấp hệ thống thứ hai không tác động Khi giá trị 2 bé nữa, biểu thức (11-12) dương phụ tải máy phát nhà máy chủ đạo hệ thống điện thứ hai giảm xuống Người ta cho cách xử lý tốt phụ tải hệ thống điện thay đổi có máy điều chỉnh tự động tần số công suất hệ thống làm việc nhà máy điều chỉnh tự động tần số công suất hệ thống không làm việc Như thấy rõ từ biểu thức (11-10) (11-12) để có hệ thống điều chỉnh vậy, đại lượng 1 2 yêu cầu phải độ dốc tổng đặc tuyến tần số hệ thống phải tỷ lệ nghịch với đại lượng độ phụ thuộc tổng đặc tuyến tần số hệ thống Khi ấy, tần số thay đổi phụ tải hệ thống điện thứ hai thay đổi máy điều chỉnh tự động tần số công suất hệ thống điện thứ khơng làm việc biểu thức (11-12) khơng (các số hạng có chứa đại lượng f Ptd có dấu ngược nhau) Ở hệ thống phụ tải thay đổi, biểu thức (11-12) khác khơng số hạng có chứa f Ptd dấu Nếu biểu thức (11-10) (11-12) độ dốc tổng đặc tuyến tần số theo độ dốc nội theo độ phụ thuộc nội hệ thống lượng Có thể thực cách điều chỉnh máy điều chỉnh tự động tần số có cách chỉnh định phụ thuộc theo công suất Rõ ràng đại lượng đặt theo dịng cơng suất trao đổi phải chọn trước Nếu hai hệ thống nối với mạch liên lạc thị hai đại lượng đặt cần phải chọn có giá trị dấu ngược nhau: Ptd1 = - Ptd 187 Chúng ta hình dung hệ thống hợp số hệ thống điện Khi điều chỉnh tần số với độ phụ thuộc theo dịng cơng suất trao đổi, tiêu chuẩn điều chỉnh hệ thống riêng biệt có dạng sau: f Ptd1 0; f0 Pdm1 f Ptd 0; 2 f0 Pdm2 f Ptdn n f0 Pdmn 1 Bởi vì: (11-16) Ptd1 Ptd Ptdn 0, Nên sau nhân tất biểu thức (11-16) tương ứng cho Pđm1 , Pđm2 ,v.v… cộng lại lại có: f f E dm Ptd Pdm f0 f0 (11-17) Ở có điều chỉnh tần số độc lập không phụ thuộc vào việc chọn đại lượng Do quan hệ (11-16) mà giá trị cho trước dịng điện cơng suất giữ không đổi Điều chỉnh theo (độ dốc nội bộ) đặc tuyến tần số hệ thống phương pháp điều chỉnh tốt Khi máy tự động điều chỉnh tần số công suất tác động hệ thống có cơng suất thay đổi, tránh động tác thừa máy điều chỉnh tự động thứ cấp Tuy nhiên nêu trên, độ dốc đặc tuyến tần số hệ thống khơng cịn cố định phụ thuộc nhiều vào tổ máy làm việc, có mặt phân bố dự phịng hệ thống Ngồi tần số thay đổi có dấu khác nhau, độ dốc đặc tuyến tần số có giá trị khơng giống Vì thế, thực tế khơng thể đạt cách điều chỉnh theo độ dốc nội Nếu hệ số khác với độ dốc đặc tuyến tần số điều có nghĩa thay đổi phụ tải tổng hệ thống đó, nhà máy tự động điều chỉnh tần số công suất đặt nhà máy chủ đạo tất hệ thống làm việc Tuy nhiên dù máy điều chỉnh đặt nhà máy chủ đạo hệ thống có phụ tải thay đổi làm việc nhanh đại lượng f Ptd hệ thống có dấu cịn hệ thống khác Nếu biểu thức loại (11-16) khơng khơng (vì hệ số không dộ dốc đặc tuyến tần số hệ thống tương ứng) dù giá trị chúng có trị số tuyệt đối khơng lớn nhà máy chủ đạo hệ thống phản ứng lên thay đổi phụ tải cách yếu ớt nhà máy chủ đạo hệ thống xét Nếu với hệ thống điện = hệ thống điện làm tăng tần số cách độc lập gọi hệ thống hệ thống làm nhiệm vụ điều chỉnh Khi thay đổi phụ tải hệ thống nào, hệ thống làm nhiệm vụ điều chỉnh giúp đỡ nhà máy chủ đạo hệ thống có phụ tải thay đổi khơi phục lại tần số nhanh chóng Khi độ lệch tần số giảm xuống, cường độ làm việc máy điều chỉnh tần số hệ thống điện làm nhiệm vụ điều chỉnh giảm theo Các máy 188 điều chỉnh tần số hệ thống có phụ tải thay đổi tiếp tục tăng công suất nhà máy chủ đạo dịng cơng suất trao đổi từ hệ thống rõ ràng chưa đạt giá trị cho phần phụ tải tăng lên hệ thống điện làm nhiệm vụ điều chỉnh gánh lấy Sau cơng suất nhà máy chủ đạo hệ thống có phụ tải thay đổi tăng lên nhà máy chủ đạo hệ thống khác giảm phụ tải Khi dịng cơng suất trao đổi từ hệ thống hệ cho phần phụ tải thay đổi đạt giá trị cho trước tồn lượng tăng phụ tải nhà máy chủ đạo hệ thống có phụ tải thay đổi gánh lấy Như hệ thống điện làm nhiệm vụ điều chỉnh tạm thời giúp đỡ hệ thống khác khôi phục tần số bình thường nhanh chóng Dịng cơng suất trao đổi từ hệ thống điều chỉnh cho trước cách chặt chẽ điều kiện sau: Ptddc = - ( Ptd1 + Ptd +…) Ưu việt phương pháp khơi phục tần số dịng cơng suất trao đổi nhanh chóng Nếu khơng có hệ thống điều chỉnh mà đại lượng đặt dịng cơng suất trao đổi đặt khơng làm cho: Ptđđ Ký hiệu tổng , ta viết: Ptđđ = ; Khi có quan hệ sau thay cho (11-17): Từ đó: f Pdm , f0 f f ..Pdm (11-18) (11-19) Do đó, đại lượng đặt dịng cơng suất trao đổi chọn không làm cho tần số xác lập lệch với giá trị định mức thỏa mãn phương trình (11-19) Khi có hệ thống điện (điều chỉnh) chênh lệch khơng cịn Điều chỉnh tần số xác ưu điểm thứ hai phương pháp mà người ta gọi “phương pháp hệ thống điện điều chỉnh” Tự động điều chỉnh tần số dịng cơng suất trao đổi thực máy điều chỉnh tần số tự động thơng thường có thêm phận khóa Bộ phận khóa khơng cho máy điều chỉnh tần số nhà máy điện chủ đạo hệ thống điện làm việc độ lệch tần số ( f ) dịng cơng suất trao đổi ( Ptd ) khác dấu cho chúng làm việc dấu đại lượng trùng Vì máy tự động điều chỉnh tần số tất hệ thống điện, ngồi hệ thống có phụ tải thay đổi ra, làm việc tất lượng phụ tải thay đổi nhà máy điện chủ đạo hệ thống có phụ tải thay đổi gánh lấy Ưu điểm phương pháp này, mà đơi người ta cịn gọi (phương pháp điều chỉnh tần số có chọn lọc) dùng thiết bị tự động đơn giản Việc tự động điều chỉnh tần số dịng cơng suất trao đổi theo tiêu chuẩn có độ phụ thuộc, hệ thống điện làm nhiệm vụ điều chỉnh theo tiêu chuẩn làm việc f = độc lập: Trong nội hệ thống điện xét giao phó cho nhà máy chủ đạo Để đảm bảo điều chỉnh ổn định nhà máy cần phải làm việc theo tiêu 189 chuẩn điều chỉnh với mức độ phụ thuộc theo công suất thân nhà máy Ví dụ nhà máy thứ hệ thống I: f PtdI r1 I f PdmI P1 Pdm (11-20) Trong r1 - Độ dốc đặc tuyến điều chỉnh với nhà máy xét Tuy nhiên chưa đạt điều chỉnh tần số độc lập Để đảm bảo điều chỉnh độc lập theo tiêu chuẩn tồn hệ thống, dùng phương pháp sau trước nói: Điều chỉnh theo độ phụ thuộc ảo, điều chỉnh liên hợp, tách nhà máy điều chỉnh Khi dùng phương pháp độ phụ thuộc ảo, tiêu chuẩn điều chỉnh có dạng sau: f PtdI P1 1P (11-21) 0, r1 I f0 PdmI Pdm1 Trong đó: - Phần tham gia cho trước nhà máy chủ đạo thứ phụ tải chung nhà máy chủ đạo( = 1) Khi dùng phương pháp điều chỉnh liên hợp có : f PtdI r1 I f PdmI t f PtdI 1 f PdmI t0 P dt PdmI (11-22) Ở có mặt hệ số hạng thứ hai chế độ xác lập thực thỏa mãn tiêu chuẩn (11-16) Phương pháp tách nhà máy điều chỉnh giả thiết tất nhà máy chủ đạo làm việc theo tiêu chuẩn (11-20), cịn nhà máy chúng làm việc theo tiêu chuẩn chung toàn hệ thống: K f Ptd K f0 Pdm.K (11-23) Nhà máy làm nhiệm vụ điều chỉnh giả thiết gánh lấy toàn tất lượng thay đổi phụ tải hệ thống mình, cịn nhà máy chủ đạo cịn lại tạm thời giúp khơi phục nhanh chóng giá trị bình thường tần số dịng cơng suất trao đổi Vấn đề điều chỉnh tần số dòng công suất trao đổi hệ thống lượng hợp tương quan tương hỗ với Yêu cầu độ điều chỉnh tần số xác hệ thống hợp cao hệ thống thường độ lệch tần số ảnh hưởng lên cơng suất nhà máy riêng biệt mà cịn ảnh hưởng lên đại lượng dịng cơng suất trao đổi Để nâng cao độ tin cậy làm việc hệ thống cần phải đảm bảo khả sử dụng tồn dự phịng cơng suất hệ thống hợp để giúp đỡ hệ thống bị lâm vào điều kiện cố Giả sử hệ thống hợp gồm có hệ thống điện A B, cơng suất tác dụng bình thường truyền từ hệ thống A sang hệ thống B Nếu hệ thống A xảy cắt cơng suất cố tần số giảm thấp dịng cơng suất trao đổi đưa sang hệ B tự động giảm xuống phù hợp với tiêu chuẩn điều chỉnh sau đây: f PtdB 0 f PdmB Nếu f < PtđB >0 PtđA< nghĩa dịng cơng suất sang hệ B thống B giảm xuống Mức độ hỗ trợ phụ thuộc vào đại lượng B: độ dốc B lớn 190 hỗ trợ hệ thống B cho hệ thống A hữu hiệu Xác định hệ số phù hợp với dự phịng cơng suất hệ thống điện có xét đến cố xảy ra, huy động tồn dự phòng tất hệ thống để hỗ trợ cho hệ thống bị công suất Tăng giá trị đến đại lượng vơ lớn có nghĩa điều chỉnh tần số độc lập cách tách (hệ thống điện làm nhiệm vụ điều chỉnh) Cách tách hợp lý hợp hệ thống lớn với hệ thống bé Trong trường hợp hệ thống lớn đảm bảo tần số bình thường có cố xảy hệ thống bé Mặt khác cố trầm trọng xảy hệ thống lớn điều kiện đảm bảo tần số bình thường tất hệ thống lại tự động hỗ trợ cho hệ thống chủ đạo độ dốc đặc tuyến tần số hệ thống cao, hỗ trợ đắc lực Vì hệ số độ dốc nên chọn lớn tốt Giới hạn tăng độ dốc thường đặt theo điều kiện ổn định việc điều chỉnh Trong trường hợp nên có độ dốc khơng 100 Khi giảm tần số xuống 1% tất nhiên đảm bảo sử dụng tồn dự phịng cơng suất tất hệ thống điện Những khó khăn sau có liên quan đến việc dùng độ dốc lớn Khi cắt công suất cố hệ thống điện hậu làm giảm tần số hệ thống hợp nhất, đại lượng dịng cơng suất trao đổi đưa vào hệ thống vượt giới hạn cho phép, đưa đến việc cắt mạch liên lạc hệ thống làm cho cố lan tràn thêm Để tránh điều tần số giảm xuống nhiều dòng công suất trao đổi đạt đến giá trị giới hạn phải khóa phần đo tần số máy điều chỉnh tự động đặt nhà máy chủ đạo hệ thống xét Dịng cơng suất giới hạn cho phép từ hệ thống phải giữ tần số đạt đến mức bình thường nhà máy điều chỉnh Nếu khơng có tự động khơng chọn giá trị độ dốc điều chỉnh lớn để tránh việc cắt mạch liên lạc cố Đại lượng đặt dịng cơng suất trao đổi cần phải bé giá trị giới hạn công suất truyền tải theo điều kiện ổn định phát nóng dây dẫn 11.5 Tự động điều chỉnh điện áp Việc áp dụng cách rộng rãi nhà máy tự động điều chỉnh kích thích máy phát máy đồng bộ, có ý nghĩa quan trọng để tăng độ tin cậy làm việc hệ thống cụ thể để tăng độ làm việc ổn định Tự nhiên phát sinh câu hỏi mức độ thiết bị cho phép đảm bảo tự động hóa q trình điều chỉnh điện áp hệ thống phức tạp Việc điều chỉnh điện áp tập trung chưa đủ để rút kết luận việc dùng máy tự động điều chỉnh kích từ máy đồng để tự động hóa tồn q trình điện áp hệ thống phức tạp chưa đủ Mặc dù vai trò máy tự động điều chỉnh kích thích việc tự động hóa q trình điều chỉnh điện áp lớn sử dụng chúng cách đắn vấn đề tự động hóa việc điều chỉnh điện áp nhẹ nhàng nhiều Theo quan điểm tự động hóa việc điều chỉnh điện áp sơ đồ chỉnh định máy điều chỉnh, tiêu chuẩn điều chỉnh đóng vai trò quan trọng Khi chỉnh định độc lập, máy điều chỉnh điện áp cố giữ điện áp thật tương ứng với đại lượng đặt máy điều chỉnh Khi tiêu chuẩn điều chỉnh có dạng: 191 U F (11-24) Khi chỉnh định phụ thuộc với độ phụ thuộc theo dòng phản kháng Ipk, tiêu chuẩn điều chỉnh có dạng sau : U F I PK 0 U bt KI bt (11-25) Trong trường hợp thay đổi dòng phản kháng cho phép độ lệch điện áp lớn độ dốc điều chỉnh K cao Ví dụ: Nếu độ phụ thuộc 5% độ dốc điều chỉnh 20 thay đổi dịng phản kháng 10%, điện áp điều chỉnh thay đổi 0,5% Cần phải dùng chỉnh định phụ thuộc máy tự động điều chỉnh địện áp có nhiều máy phát điện làm việc song song lên góp chung cách chỉnh định cho phép máy điều chỉnh tự động tránh làm việc không ổn định không xác định Trong số trường hợp (ví dụ sử dụng máy điều chỉnh điện áp kiểu điện tử) người ta dùng độ phụ thuộc theo dòng kích từ Tiêu chuẩn điều chỉnh trường hợp có dạng sau: I rơto U F 0 U bt KI rôtođô (11-26) Khi chỉnh định phụ thuộc cho máy tự động điều chỉnh điện áp để giữ điện áp cho trước, nhân viên vận hành cần phải thường xuyên thay đổi đại lượng đặt điện áp điều chỉnh Việc thay đổi đại lượng đạt thực tự động (chỉnh định độc lập tác động chậm) Nếu góp điện áp máy phát đồng thời điểm nút hệ thống với phụ tải địa phương máy tự động điều chỉnh điện áp đặt máy phát làm nhiệm vụ tự động giữ điện áp điểm xét Tuy nhiên nhân viên vận hành phải thay đổi đại lượng đặt điện áp điều chỉnh tương ứng với biểu đồ điện áp công suất phản kháng cho trước theo thị nhân viên điều độ, đồng thời không giá trị điện áp vượt vùng giới hạn cho phép điểm nút xét Khả tham gia nhà máy vào việc điều chỉnh điện áp điểm kiểm tra lại điểm nút hệ thống phụ thuộc vào chiều rộng vùng giá trị điện áp cho phép góp nhà máy Tất điều nói áp dụng cho máy bù đồng Nếu góp điện áp máy phát khơng có phụ tải địa phương dao động điện áp góp cho phép giới hạn rộng: Giới hạn theo điều kiện an tồn cho thiết bị giới hạn ví dụ theo giá trị cho phép thấp mạng tự dùng, nên ghép nhà máy vào điểm kiểm tra điện hệ thống gần với nhà máy Trong trường hợp tự động điều chỉnh kích từ máy phát điện nhà máy nên tiến hành cách giữ điện áp cố định khơng phải góp mà điểm kiểm tra tương ứng Với mục đích đại lượng điện áp thực tế điểm kiểm tra cần phải truyền nhà máy đường liên lạc từ xa so với đại lượng đặt mà nhân viên cho trước tương ứng với biểu đồ điện áp có sẵn điểm kiểm tra Tự động hóa việc điều khiển thiết bị để thay đổi hệ số biến áp mang tải điều khiển nhà máy biến áp bổ trợ phát triển logic hệ thống tự động điều chỉnh điện áp 192 Từ điều vừa trình bày, điều kiện tự động hóa việc điều chỉnh điện áp khác điều chỉnh điện kiện tự động hóa việc điều chỉnh tần số nhiều Về khác sau: Tần số điều chỉnh hệ thống không thay đổi suốt ngày đêm khiều điện áp điểm kiểm tra cần phải điều theo biểu đồ cho trước Từ nảy sinh nhu cầu thay đổi đại lượng đặt thiết điều chỉnh điện áp suốt đêm Tần số điều chỉnh tự động thống chế độ toàn hệ thống, điện áp cần phải điều chỉnh cá biệt điểm kiểm tra Tần số hệ thống đo hệ thống máy tự động điều chỉnh tần số khơng địi hỏi phải truyền từ xa đại lượng điều chỉnh Điện áp điểm kiểm tra nhà máy điện làm nhiệm vụ điều chỉnh trường hợp chung đo trực tiếp nhà máy điện cần phải truyền đường đo lường xa Để tự động hóa tồn việc điều chỉnh điện áp cần phải đặt thiết bị tự động điều chỉnh điện áp máy biến áp để điều chỉnh hệ số biến áp tải máy biến áp bổ trợ song song với máy tự động điều chỉnh điện áp đặt máy phát máy bù đồng Để tự động hóa tồn việc điều chỉnh điện áp hệ thống cần phải sử dụng rộng rải thiết bị để chỉnh định độc lập (hiệu chỉnh), đưa thêm vào máy tự động điều chỉnh kích thích để điều chỉnh xác phải sử dụng thiết bị để tự động thay đổi đại lượng chỉnh định phận hiệu chỉnh theo biểu đồ cho trước thiểt bị điều khiển máy biến áp bổ trợ máy biến áp điều chỉnh hệ số biến đổi tải Ngồi ra, để tự động hóa việc điều chỉnh điện áp cần phải dùng đường điều khiển từ xa để truyền đại lượng điện áp điểm kiểm tra đến đối tượng làm nhiệm vụ điều chỉnh Tất nhiên điều kiện buộc phải có dự trữ đầy đủ công suất phản kháng hệ thống để điều chỉnh điện áp 11.6 Tự động hóa việc phân bố kinh tế cơng suất Các cấu trúc hệ thống lượng phức tạp việc xét đến ảnh hưởng tổn hao mạng điện gây khó khăn nhiều cho vấn đề phân bố kinh tế công suất Điều độ viên hệ thống điện, người có nhiệm vụ phân bố cơng suất thực tế khơng cịn có khả tiến hành việc phân bố có sở bảng đồ thị có sẵn Vì để giảm nhẹ công việc điều độ viên nảy sinh vấn đề sử dụng máy tính đặc biệt Cấu trúc hệ thống thiết bị có tên gọi máy phân bố phụ tải tác dụng (RAN) nhóm bác học viện nghiên cứu ENIN kỹ sư sở quản lý phân phối Maxcơva đề Khi chế tạo thiết bị nhà máy chế tạo dựa liên kết chặt chẽ vấn đề phân bố kinh tế công suất với vấn đề tự động điều chỉnh tần số Điều độ viên suy đốn thay đổi phụ tải tổng theo công suất nhà máy điện Tuy nhiên thực tế nguyên nhân làm cho điều độ viên lưu ý đến yếu tố thay đổi nhiều phụ tải tổng theo công suất của nhà máy điện Tuy nhiên thực tế nguyên nhân làm cho điều độ viên lưu ý đến yếu tố thay đổi nhiều phụ tải tổng hệ thống cần thiết phải phân bố cách kinh tế, nảy sinh từ quan sát điều độ viên đại lượng miền điều chỉnh công suất tác dụng 193 nhà máy làm nhiệm vụ điều chỉnh Nếu miền bị thu hẹp lại nhiều điều độ viên cần phải khôi phục lại miền cho đủ cách tăng giảm phụ tải nhà máy điện khác tùy theo công suất tổng hệ thống tăng giảm Sự thay đổi phụ tải nhà máy điện hệ thống tất nhiên cần phải thực cho giữ tính kinh tế tối ưu hệ chế độ vận hành Xuất phát từ điều này, dùng cách tự động khởi động RAN mà vùng điều chỉnh nhà máy làm nhiệm vụ điều chỉnh giảm xuống nhiều mà phụ tải nhà máy làm nhiệm vụ điều chỉnh bị lệch nhiều so với giá trị kinh tế nó, nghĩa nói chung mà phụ tải tổng hệ thống thay đổi rõ rệt Cấu trúc RAN khơng dự tính đến khả xét ảnh hưởng tổn hao mạng điện Sau RAN khơng Liên Xơ thời mà nước khác chế tạo cấu trúc khác máy tính để phân bố tối ưu (kinh tế) công suất tác dụng Những máy đặt trạm điều độ hệ thống điện (cố vấn) cho điều độ viên, theo yêu cầu điều độ viên, máy cho lời giải phân bố công suất kinh tế Việc phát ảnh hưởng đáng kể tổn hao mạng lên phân bố tối ưu công suất tác dụng nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến ảnh hưởng đến phát triển thiết bị tính hiệu kinh tế đáng kể việc xét đến ảnh hưởng tổn hao mạng hệ thống điện lớn mang lại thúc đẩy chúng phát triển Gần Mỹ sử dụng rộng rải hệ thống tự động điều chỉnh liên hợp tần số, dịng cơng suất trao đổi phân bố kinh tế Các hệ thống dựa nguyên tắc sau Điều chỉnh dịng cơng suất hệ thống thực theo tiêu chuẩn Ptd f 0, Pdm f0 Tiêu chuẩn tương tự tiêu chuẩn (11-16) Đại lượng biểu thị chênh lệch dòng cơng suất trao đổi tính mêgaốt đơn vị lệch tần số (ví dụ 0,1 Hz ) Nếu chọn độ dốc hệ thống hệ thống điện khơng có thay đổi phụ tải máy điều chỉnh nhà máy hệ thống không làm việc Nếu hệ thống xét xảy thay đổi phụ tải đại lượng E = Ptd + Pdm f = Ptd bf , f Trong b Pdm / f giá trị tuyệt đối lượng thay đổi phụ tải thân hệ thống Người ta gọi đại lượng E nhu cầu hệ thống (Lưu ý không hệ số độ dốc hệ thống ht phụ tải khơng thay đổi tần số bị lệch, E không không), mà trường hợp bằng: ht Pdm f f0 Để cho giá trị E số không trường hợp, cần phải thay đổi lượng phát cho E+ PF = 0, nghĩa PF E Vì trường hợp chung, phụ tải của hệ thống thay đổi ht khơng đại lượng E bằng: E Ppt _ ht 194 Pdm f f0 Và trường hợp để loại trừ việc phá hoại nhu cầu hệ thống cần phải thay đổi công suất phát đại lượng PF E Ppt ht Pdm f f0 (11-27) Sự thay đổi thấy rõ từ (11-27 ) bù đắp lại thay đổi phụ tải thân hệ thống, điều sở hệ thống điều chỉnh theo tiêu chuẩn (11-16) ngồi tần số bị lệch bù đắp lại khác ht Nếu thay đổi suất phát lượng PF E trở nên khơng Trong thời kỳ thay đổi công suất phát, E phải thay đổi theo Vì cần phải thực việc thay đổi cơng suất phát cho E tiến dần số không Ở Mỹ sử dụng phương án khác sơ đồ điều chỉnh liên hợp tần số công suất, trường hợp thiết bị làm việc E trạng thái cân E = Khi E đại lượng có giá trị suất tăng chung có xét đến hao tổn hệ thống thay đổi nhờ thiết bị tính hệ số hiệu chỉnh để xét đến tổn hao làm thay đổi suất tăng nhà máy khác Các suất tăng truyền theo đường liên lạc đến nhà máy, nhờ máy biến hàm biến thành mệnh lệnh cho Chúng ta chuyển sang khảo sát số vấn đề quan trọng việc tự động hóa liên hợp việc điều chỉnh tần số phân bố công suất tác dụng Mọi hệ thống có để tự động hóa liên hợp, gọi chúng cách ngắn gọn, khác dạng điều chỉnh: Loại điều chỉnh tập trung phân tán, loại liên tục rời rạc Ngồi hai loại điều chỉnh tác động đồng thời khác thời gian Về nguyên tắc, loại điều chỉnh tập trung phân tán liên tục rời rạc nên có 32 hệ thống điều chỉnh liên hợp tần số phân bố công suất khác Tuy nhiên hàng loạt hệ thống khơng hợp lý khơng xét đến chúng Trước tiên điều chỉnh tần số theo lối rời rạc không hợp lý thông thường điều chỉnh liên tục Điều làm giảm số hệ thống xuống cịn 16 Rõ ràng không tốt kết hợp việc điều chỉnh tần số tập trung với việc phân bố công suất phân tán hệ thống đường liên lạc điều khiển xa dùng để truyền đạt tín hiệu tự động điều chỉnh tần số việc phân bố công suất phân tán bị tước ưu điểm quan trọng Như cịn lại 12 hệ thống đem xét Thực chất cần khảo sát ba hệ thống sau đủ: + Điều chỉnh phân tán tần số điều chỉnh tập trung công suất tác dụng; + Điều chỉnh tập trung tần số công suất tác dụng; + Điều chỉnh phân tán tần số công suất tác dụng Trong hệ thống việc điều chỉnh cơng suất tác dụng thực rời rạc liên tục, hai dạng điều chỉnh thực đồng thời thời gian khác Nếu điều chỉnh công suất tác dụng liên tục nên kết hợp điều chỉnh tần số với điều chỉnh công suất Nếu điều chỉnh cơng suất rời rạc hai dạng điều chỉnh thực riêng biệt Bấy số hệ thống có giảm xuống cịn Trước tiên xét việc điều chỉnh tần số phân tán kết hợp với điều chỉnh phân bố kinh tế công suất tác dụng tập trung rời rạc Rõ ràng hệ thống hai dạng điều chỉnh thực tách biệt 195 Khi điều chỉnh tần số tay cho nhà máy đại lượng chênh lệch công suất nhà máy làm nhiệm vụ điều chỉnh so với giá trị kinh tế nó, đặc trưng cho biến thiên cuả phụ tải tổng hệ thống, tiêu cần thiết phải thay đổi công suất nhà máy Trong chọn đại lượng độ lệch cho phép giới hạn không bé để đừng gây nên thay đổi phân bố kinh tế có dao động ngẫu nhiên phụ tải tổng không lớn để đừng gây nên độ lệch lớn so với phân bố kinh tế, nhân viên điều độ cần phải tuân thủ quy tắc sau Khi mà độ lệch phụ tải nhà máy làm nhiệm vụ điều chỉnh điều chỉnh chưa vượt giới hạn định trước so với giá trị kinh tế nhân viên điều độ cịn chưa thay đổi phụ tải nhà máy khác Nếu phụ tải nhà máy làm nhiệm vụ điều chỉnh đạt đến giới hạn nhân viên điều độ thay đổi nhiệm vụ phụ tải cho nhà máy khác theo bảng hướng dẫn phân bố kinh tế dùng máy tính chuyên dụng để đưa phụ tải nhà máy làm nhiệm vụ điều chỉnh giá trị kinh tế Như việc điều chỉnh phân bố kinh tế tiến hành rời rạc sau có thay đổi phụ tải tổng Nhân viên điều độ theo dõi Oát mét đo xa nhà máy làm nhiệm vụ điều chỉnh theo dõi cộng đo xa hệ thống Những mệnh lệnh phụ tải nhận từ thiết bị tính đại lượng suất tăng tương ứng với mệnh lệnh truyền tự động theo đường đo lường xa đến nhà máy Việc khởi động thiết bị tính tự động hóa Hệ thống tương tự sử dụng điều chỉnh tần số tự động tay nhà máy; việc điều chỉnh điều chỉnh độc lập Khi điều chỉnh tự động tần số không tập trung tất nhiều nhà máy theo tiêu chuẩn phụ thuộc (11-3), đại lượng đặt theo công suất tất máy điều chỉnh cần phải chọn tương ứng với phân bố kinh tế Khi có xảy dao động ngẫu nhiên phụ tải tổng hệ thống phụ tải nhà máy dao động chung quanh giá trị kinh tế tương ứng Khi có số đơng nhà máy tham gia vào việc tự động điều chỉnh tần số chênh lệch phụ tải nhà máy so với đại lượng kinh tế chế độ vận hành Từ (11-3) suy độ lệch phụ tải nhà máy so với đại lượng kinh tế bằng: P PKt Pdm K ptf f f0 (11-28) Cộng biểu thức (11-28) theo tất nhà máy tham gia vào điều chỉnh tần số chung ta có: Và đó: f Pdm K ptf f0 P PKt f f0 Pdm K ptf P PKt (11.29) Nếu nhà máy khơng có máy điều chỉnh tự động phải thay giá trị độ dốc đặc tuyến điều chỉnh nhà máy điều chỉnh tốc độ vào giá trị Kptf Như độ lệch tần số đặc trưng cho thay đổi phụ tải tổng ( P ) hệ thống sau lần phân bố kinh tế cuối Chọn đại lượng chênh lệch tần số xác định tương ứng với lượng thay đổi phụ tải tổng cho trước khơng cần phải tiến hành phân bố kinh tế tần số lệch đến giá trị cho trước Lúc người ta tiến hành thay đổi mệnh lệnh phụ tải cho tất nhà máy xuất phát từ thay đổi phụ tải tổng có truyền lệch thay đổi đại lượng đặt công suất nhà máy tự động điều chỉnh tần sỗ để tối ưu Trong 196 trường hợp truyền đến nhà máy giá trị suất tăng để làm thay đổi đại lượng đặt công suất Tương tự chứng minh tự động điều chỉnh tần số nhiều nhà máy theo tiêu liên hợp (11-5) sai số thời gian điện t d tỉ lệ với thay đổi phụ tải tổng Từ (11-5) suy f = P Pkt t d Pdm K p Kt (11-30) Cộng biểu thức (11.30) theo tất nhà máy tham gia vào điều chỉnh tần số, có: Và đó: Pdm K P Kt P Pkt t d Pdm K P Kt P Pkt t d (11-31) Chọn đại lượng sai số thời gian điện xác định tương ứng với lượng thay đổi phụ tải tổng, tiến hành phân bố kinh tế trở lại thời gian điện bị lệch đại lượng chọn Sự phân bố kinh tế trở lại tiến hành tương ứng với thay đổi phụ tải tổng cho trước: Những giá trị đại lượng đặt công suất nhà máy điều chỉnh giá trị suất tăng báo cho nhà máy mệnh lệnh có( P Pkt ) thiết lập chế độ tối ưu Như hệ thống tự động điều chỉnh liên hợp tần số phân bố kinh tế công suất tác dụng vừa mô tả gồm có điều chỉnh tần số liên tục, phân tán điều chỉnh phân bố kinh tế công suất rời rạc tập trung Trong hệ thống nguyên tắc điều chỉnh liên tục phân bố công suất Sự hợp lý cách điều chỉnh đề cập sau Khi điều chỉnh tập trung tần số công suất tác dụng, dùng máy điều chỉnh tần số độc lập đặt trung tâm, tần số giảm thấp máy báo tín hiệu thay đổi cơng suất tăng cho nhà máy theo đường liên lạc xa Việc dùng máy điều chỉnh độc lập không cho phép trì chế vận hành cho cơng suất tất nhà máy dao động xung quanh giá trị kinh tế Vì hệ thống phải kết hợp hai dạng điều chỉnh làm một, nghĩa điều chỉnh tần số tăng giảm tải nhà máy theo trình tự đảm bảo tính kinh tế Do đó, trường hợp có hệ thống điều chỉnh liên tục đồng thời tần số phân bố công suất tác dụng Khi điều chỉnh phân tán công suất tác dụng có hai phương án sau: Thống việc điều chỉnh tần số công suất tác dụng, nghĩa điều chỉnh liên tục công suất, tách hai dạng điều chỉnh, nghĩa điều chỉnh rời rạc công suất Việc đo lường sai số thời gian điện tất nhà máy sở việc điều chỉnh phân tán công suất Tiêu chuẩn điều chỉnh sau: t f K P F A l fdt f0 Trong đó: F- Dấu hàm quan hệ công suất tác dụng suất tăng 197 Vậy đại lượng A l fdt tỷ lệ xích xem suất tăng F A l fdt mệnh lệnh công suất tương ứng với giá trị t cho suất tăng Giả sử f fdt có giá trị xác định phụ tải nhà máy tương ứng với giá trị suất tăng Nếu phụ tải hệ thống tăng tần số giảm cơng suất bắt đầu tăng theo đặc tính phụ thuộc với phụ thuộc K, đồng thời đại lượng A l fdt bắt đầu thay đổi Khi f
Ngày đăng: 23/10/2022, 10:55
Xem thêm:
