Đang tải... (xem toàn văn)
Nghiên cứu đề xuất giải pháp tự động hóa lưới điện phân phối thành phố Hạ Long tỉnh Quảng Ninh (LV thạc sĩ)Nghiên cứu đề xuất giải pháp tự động hóa lưới điện phân phối thành phố Hạ Long tỉnh Quảng Ninh (LV thạc sĩ)Nghiên cứu đề xuất giải pháp tự động hóa lưới điện phân phối thành phố Hạ Long tỉnh Quảng Ninh (LV thạc sĩ)Nghiên cứu đề xuất giải pháp tự động hóa lưới điện phân phối thành phố Hạ Long tỉnh Quảng Ninh (LV thạc sĩ)Nghiên cứu đề xuất giải pháp tự động hóa lưới điện phân phối thành phố Hạ Long tỉnh Quảng Ninh (LV thạc sĩ)Nghiên cứu đề xuất giải pháp tự động hóa lưới điện phân phối thành phố Hạ Long tỉnh Quảng Ninh (LV thạc sĩ)Nghiên cứu đề xuất giải pháp tự động hóa lưới điện phân phối thành phố Hạ Long tỉnh Quảng Ninh (LV thạc sĩ)Nghiên cứu đề xuất giải pháp tự động hóa lưới điện phân phối thành phố Hạ Long tỉnh Quảng Ninh (LV thạc sĩ)Nghiên cứu đề xuất giải pháp tự động hóa lưới điện phân phối thành phố Hạ Long tỉnh Quảng Ninh (LV thạc sĩ)Nghiên cứu đề xuất giải pháp tự động hóa lưới điện phân phối thành phố Hạ Long tỉnh Quảng Ninh (LV thạc sĩ)Nghiên cứu đề xuất giải pháp tự động hóa lưới điện phân phối thành phố Hạ Long tỉnh Quảng Ninh (LV thạc sĩ)Nghiên cứu đề xuất giải pháp tự động hóa lưới điện phân phối thành phố Hạ Long tỉnh Quảng Ninh (LV thạc sĩ)Nghiên cứu đề xuất giải pháp tự động hóa lưới điện phân phối thành phố Hạ Long tỉnh Quảng Ninh (LV thạc sĩ)
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP HOÀNG ĐỨC VIỆT NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP TỰ ĐỘNG HÓA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ HẠ LONG TỈNH QUẢNG NINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT THÁI NGUYÊN - 2016 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP HOÀNG ĐỨC VIỆT NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP TỰ ĐỘNG HÓA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ HẠ LONG TỈNH QUẢNG NINH Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 60520202 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN HIỀN TRUNG THÁI NGUYÊN - 2016 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan vấn đề trình bày luận văn nghiên cứu riêng cá nhân tôi, hướng dẫn khoa học TS Nguyễn Hiền Trung có tham khảo số tài liệu trích dẫn báo tác giả nước xuất Các số liệu kết nghiên cứu nêu luận văn trung thực chưa công bố luận văn khác Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm có sử dụng lại kết người khác Thái nguyên, ngày tháng năm 2016 Học Viên Hoàng Đức Việt ii LỜI CẢM ƠN Trong thời gian thực luận văn, nhận quan tâm lớn nhà trường, khoa, phòng ban chức năng, thầy cô giáo đồng nghiệp trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - Đại học Thái Nguyên tạo điều kiện giúp đỡ suốt trình tham gia khóa học Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc giúp đỡ tận tình thầy giáo TS Nguyễn Hiền Trung Xin chân thành cảm ơn bạn bè đồng nghiệp người thân tạo điều kiện giúp đỡ hoàn thành luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới toàn thể thầy cô giáo tham gia giảng dạy khóa học chuyên ngành Kỹ thuật điện cho ý kiến quý báu suốt trình học tập Tôi xin gửi lời cảm ơn tới cán hành khoa Điện Phòng Đào tạo Sau đại học tạo điều kiện thuận lợi mặt để hoàn thành nội dung luận văn Cuối cùng, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cha mẹ người thân gia đình động viên, khích lệ cho động lực để hoàn thành luận văn Thái Nguyên, ngày tháng năm 2016 Học viên Hoàng Đức Việt iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN .ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG viii DANH MỤC CÁC HÌNH x MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu Ý nghĩa khoa học tính thực tiễn đề tài Dự kiến kết đạt Phương pháp nghiên cứu Kết cấu luận văn Chương GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ HẠ LONG 1.1 Đặc điểm lưới điện phân phối thành phố Hạ Long 1.1.1 Hiện trạng lưới điện phân phối 1.1.2 Lưới điện phân phối 1.1.3 Trạm biến áp phân phối 1.1.4 Tình hình sử dụng thiết bị đóng cắt 1.2 Tình hình sử dụng 1.3 Tình hình vận hành lưới điện phân phối thành phố Hạ Long thống kê cố lưới điện năm 2010 - 2014 11 1.4 Thống kê cố lưới điện năm 2010-2014 12 1.5 Kết luận chương 13 Chương GIỚI THIỆU HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG PHÂN PHỐI ĐIỆN - DAS 15 2.1 Mô hình nguyên lý làm việc hệ thống tự động phân phối 15 2.1.1 Hệ thống Tự động phân phối cho đường dây không 17 iv 2.1.2 Hệ thống Tự động Phân phối áp dụng cho cáp ngầm 27 2.2 Các phương pháp thiết bị tự động phân phối 28 2.2.1 So sánh phương pháp tự động phân phối dây không 28 2.2.2 So sánh phương pháp tự động phân phối lưới điện ngầm (một vòng, nhiều vòng, lưới phân bổ, dự phòng) 33 2.2.3 So sánh hệ thống thông tin (thông tin TCR-RTU) 36 2.2.4 So sánh hệ thống thông tin (thông tin giưa TCM-TCR) 38 2.2.5 Hệ thống máy tính 38 2.3 Giới thiệu số thiết bị đóng cắt tự động 39 2.3.1 Máy cắt tự động 39 2.3.2 Thiết bị đóng lặp lại tự động Autoreclosers 41 2.3.3 Dao phân đoạn tự động 42 2.4 Kết luận chương 43 Chương CHỈ TIÊU ĐỘ TIN CẬY CỦA HỆ THỐNG PHÂN PHỐI ĐIỆN NĂNG 44 3.1 Độ tin cậy cung cấp điện 44 3.1.1 Độ tin cậy hệ thống 44 3.1.2 Độ tin cậy phần tử 45 3.3 Các tiêu đánh giá lưới điện phân phối 53 3.3.1 Tần suất điện trung bình hệ thống- SAIF 54 3.3.2 Tần suất điện trung bình khách hàng - CAIFI 54 3.3.3 Thời gian điện trung bình hệ thống- SAIDI 54 3.3.4 Thời gian điện trung bình khách hàng-CAIDI 54 3.3.5 Tổng thời gian điện trung bình khách hàng 54 3.3.6 Độ sẵn sàng (không sẵn sàng) phục vụ trung bình, ASAI (ASUI) 55 3.3.7 Năng lượng không cung cấp- ENS 55 3.3.8 Điện trung bình không cung cấp- AENS 55 3.3.9 Chỉ số điện khách hàng trung bình-ACCI 55 3.4 Tính toán độ tin cậy lưới điện phân phối theo sơ đồ mô 55 3.4.1 Vận hành theo sơ đồ lưới điện hình tia có rẽ nhánh 56 v 3.4.2 Vận hành theo sơ đồ lưới điện kín vận hành hở 62 3.4.3 Kết luận thông số tiến hành lắp đặt thiết bị đóng cắt 66 3.5 Tính toán hiệu kinh tế 66 3.5.1 Mô hình I - Đường dây nguồn, không phân đoạn 66 3.5.2 Mô hình II - đường dây nguồn, phân đoạn dao cách ly (M phân đoạn) 67 3.5.3 Mô hình III - Đường dây hai nguồn, phân đoạn dao cách ly (M phân đoạn) 69 3.5.4 Mô hình IV - đường dây nguồn, phân đoạn bằngAutorecloser (M phân đoạn) 69 3.5.5 Mô hình V - đường dây hai nguồn, phân đoạn Autorerclauser (M phân đoạn) 70 3.6 Kết luận chương 71 Chương ÁP DỤNG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG PHÂN PHỐI ĐIỆN CHO LƯỚI ĐIỆN TP HẠ LONG 72 4.1 Hệ thống tự động phân phối cho đường dây 72 4.1.1 Nguyên tắc phân bố thiết bị đóng cắt phân phối tự động PVS 72 4.1.2 Khối lượng áp dụng DAS cho đường dây không 73 4.2 Hệ thống tự động phân phối cho đường cáp ngầm 74 4.2.1 Nguyên tắc phân bố thiết bị đóng cắt phân phối tự động RMS 74 4.2.2 Khối lượng áp dụng DAS hệ thống cáp ngầm 74 4.3 Xây dựng phương án lắp đặt thử nghiệm hệ thống tự động phân phối cho lộ 476 E54 75 4.3.1 Mô tả hệ thống 75 4.3.2 Phương án lắp đặt thí điểm 76 4.3.4 Phương án cụ thể 82 4.4 Hiệu áp dụng Autorecloser, DCLTĐ: Rút ngắn thời gian điện 84 4.4.1 Sử dụng phần mềm PSS/Adep để tính toán kỳ vọng thiếu hụt điện 86 4.4.2 Tính toán hiệu kinh tế 91 4.5 Kết luận chương 94 KẾT LUẬN 95 TÀI LIỆU THAM KHẢO 96 vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ARR Thiết bị tự động đóng lại ATM Phương thức truyền phi đồng CB (Cir cuit Breaker) - Máy cắt CD Bàn điều khiển CD Bàn điều khiển CDL khối kết nối liệu máy tính CDL Khối kết nối liệu máy tính CDS Trung tâm điều khiển CPU Bộ xử lý trung tâm CRT Màn hình điện tử CRT Màn hình màu DAS (Distribution Automation System) - Hệ thống tự động phân phối ĐDK Đường dây không EVN Tập đoàn Điện lực Việt Nam FCB Máy cắt đường dây FDDI Giao diện số liệu phân phối quang FDR Rơ le phát cố FDR Rơ le phát cố FSI Thiết bị thị vùng bị cố FSI phần tử phát cố G-CR Màn hình đồ hoạ HC Sao lưu ổ cứng IRR Tỷ suất hoàn vốn nội LBS (Load break switch) - Cầu dao cắt tải LP Máy in kết dây MBA Máy biến áp NPV Giá trị lợi nhuận ròng vii PRN Máy in Re Rơ le bảo vệ REC Rơ le tự động đóng lại RMS Tủ máy cắt tự động RMU (Ring Main Unit) - Thiết bị mở vòng RNW Mạng thông thường RTU Thiết bị đầu cuối SDH Trật tự số đồng SNW Hệ thống mạng phân bổ SPS Máy biến điện áp cấp nguồn cho cầu dao cắt tải tự động SW Cầu dao TBA Trạm biến áp TCM Máy chủ xử lý thông tin, điều khiển từ xa TCM Bộ thu nhận xử lý thông tin TCR Bộ tiếp nhận tín hiệu điều khiển từ xa TRD Bộ biến đổi TRD (Transducer) - Bộ biến đổi viii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1-1: Thông số kỹ thuật trạm nguồn 110kV Bảng 1-2: Tài sản lưới điện Điện lực Khách hàng Bảng 1-3: Khối lượng trạm biến áp trung TP Hạ Long có Bảng 1-4: Danh mục trạm trung gian có địa bàn TP Hạ Long Bảng 1-5: Số lượng dao cách ly quản lý vận hành Bảng 1-6: Số lượng dao phụ tải quản lý vận hành Bảng 1-7: Số lượng tủ RMU quản lý vận hành Bảng 1-8: Số lượng chống sét quản lý vận hành Bảng 1-9: Số lượng cầu chì tự rơi (SI) quản lý vận hành Bảng 1-10: Tình hình sử dụng điện TP giai đoạn 2010 - 2014 10 Bảng 1-11: Sự cố vĩnh cửu đường dây không trung 12 Bảng 1-12: Sự cố vĩnh cửu đường dây cáp ngầm trung 13 Bảng 1-13: Sự cố vĩnh cửu trạm biến áp 13 Bảng 2-1: So sánh Hệ thống tự động đóng lại Hệ thống tự động phân phối (DAS) 30 Bảng 2-2: So sánh hệ thống phân phối ngầm khác 32 Bảng 2-3: So sánh cầu dao phụ tải dập hồ quang khí SF6 (GS) cầu dao chân không (VS) 34 Bảng 2-4: So sánh thiết bị đóng cắt 24kV đường dây phân phối không 35 Bảng 2-5: So sánh thiết bị đóng cắt 24kV cho đường cáp ngầm 36 Bảng 2-6: So sánh đường dây thông tin 37 Bảng 2-7: So sánh phương pháp thông tin 38 Bảng 3-1: Thông số hệ thống 57 Bảng 3-2: Số liệu khách hàng tải trung bình nút phụ tải 57 Bảng 3-3: Các tiêu độ tin cậy nút tải hệ thống hình 3.5 57 Bảng 3-4: Các tiêu độ tin cậy nút tải hệ thống hình 3.6 58 82 Phần mềm thiết lập đường truyền, liên kết liệu (Communication softwareData Link) nạp vào đường EPROM bảng mạch điện điều khiển RTU Phần mềm giúp RMU gửi liệu dòng điện cố, thông số trạm thông qua đường dây thông tin chuyển đến máy PC E54 Phần mềm thực lệnh đóng cắt theo yêu cầu nhận từ trung tâm điều khiển xa qua RTU * Đường dây thông tin: Vì đường dây thông tin chạy song song với đường điện nên người ta sợ đường điện có ảnh hưởng từ với đường dây thông tin Do đó, theo hình 2-25, để đảm bảo, người ta sử dụng loại cáp xoắn đôi (STP) Ngoài ra, phải tính tới sức treo cáp thông tin có chịu áp lực gió không, v.v… Loại: PCPEV-AN-SSD Đường kính: 0.9 mm Số cặp: cặp 4.3.4 Phương án cụ thể 4.3.4.1 Tại trạm phân phối Thay tủ RMU cũ trạm kiểu xây sử dụng tủ RMU, cụ thể sau: TBA Nước khoáng Công Đoàn; TBA Bãi Cháy 15; TBA K/S Hải Yến; TBA Giếng Đáy 2; TBA Hùng Thắng tủ RMU có trang bị điều khiển đóng cắt từ xa Toshiba Tại trạm Nước khoáng Công Đoàn; TBA Bãi Cháy 15; TBA K/S Hải Yến: Thay tủ RMU ngăn cũ RMU mới: + ngăn máy cắt đầu cáp loại 24kV-600A Máy cắt loại chân không + ngăn máy cắt sang máy biến loại 24kV-200A Tại Trạm Hùng Thắng 1: Thay tủ RMU ngăn cũ tủ RMU mới: + ngăn máy cắt đầu cáp loại 24kV-600A Máy cắt loại chân không + ngăn máy cắt sang máy biến loại 24kV-200A 83 Tại trạm Giếng Đáy 2: Thay tủ RMU ngăn cũ tủ RMU mới: + ngăn máy cắt đầu cáp loại 24kV-600A Máy cắt loại chân không + ngăn máy cắt sang máy biến loại 24kV-200A Lắp đặt đường dây thông tin từ E54 tới trạm Cáp thông tin nối vào RTU tủ RMU Thay cầu dao cũ PVS trạm kiểu trạm treo, cụ thể sau: TBA Điều dưỡng 368; TBA TT Giải Trí PVS 4.3.4.2 Lắp đặt tuyến dây thông tin Đường cáp thông tin FCPEV-AN-SSD 0,9mm x 2P nối từ TCM đặt E54 chung hào cáp lực dọc đường Cái Dăm Cáp thông tin đặt cáp lực luồn ống chịu nhiệt 30 suốt dọc mương cáp Sử dụng ngăn amiăng rộng 1m để ngăn chặn cáp cao cáp thông tin Cáp cố định thành mương đai ôm + vít nở 4cm với 2m/ đai ôm Chiều dài đoạn chung mương cáp 160m Ra khỏi mương cáp xây cáp thông tin luồn ống thép 30 chôn trực tiếp đất độ sâu 1m lên cột đèn đường có sẵn Đi dọc theo tuyến cột đèn đường dọc đường Bãi Cháy, rẽ sang đường Hậu Cần, thẳng sang đường Cái Lân Tùy theo cột, độ cao treo cáp thay đổi Với cột vượt đường, cột dây dẫn khác bám vào dây đỉnh cột Các cột có dây hạ + thông tin, cáp treo phía hàng với đường dây thông tin bưu điện Tại đường trục cáp thông tin rẽ nhánh vào trạm thông qua phận dây lắp cột Trong trạm, cáp luồn ống ghen nhựa tròn tường đến tủ RMU Tổng chiều dài tuyến cáp thông tin là: 4200m Quy cách tuyến cáp thông tin: Chủng loại cáp dùng cáp có kèm dây văng để tự đỡ (Self-Supporting cable) FCPEV-AN-SSD 0.9mm x 2P Cáp có cặp dây: cặp màu xanh trắng cặp vàng trắng dùng cho đường tín hiệu gửi (sending) nhận (Receiving) 84 Đoạn cáp chung với cáp lực 24kV luồn ống Amiăng chịu nhiệt 30 Đoạn cáp đất luồn ống thép 30 chôn sâu 1m Đoạn từ đất lên cột luồn ống thép 30 dài 3,0m lắp đặt chân cột đầu ống thép bịt kín dây gai tẩm bi tum Cáp đường trục đấu vào trạm qua chia dây (vật tư nước ngoài) Phụ kiện lắp đặt cáp cột gồm loại sau: * Loại A: Loại lắp đặt cho đầu hãm cuối * Loại B: Để đỡ cáp thẳng * Loại C: Để hãm cáp thẳng * Loại D: Để đỡ cáp nhánh phía * Loại E: Lắp vị trí góc Đoạn cáp ngang qua vị trí có trạm treo xử lý sau: Cáp hãm cột trạm (dùng phụ kiện loại E) sau luồn ống nhựa 30 dọc dầm máy biến lên cột trạm bên tiếp Một số vị trí cột cột sắt, cột vuông H-8,5; H-4,5 phải sử dụng giá đỡ cáp riêng chế tạo nước cụ thể cho vị trí cột Giá đỡ gồm ốp L50x5 mạ kẽm bắt cột bu lông M15 4.3.4.3 Tại trạm E54 - Lắp đặt máy PC có TCM Nối đường dây thông tin qua modem TCM - Tại tủ máy cắt 476-E54 lắp bổ sung 01 rơle Tự động đóng lại Rơle dùng loại KVTR 100 GEC ASTHOM - Cài đặt phần mềm cho PC RTU tủ RMU Tiến hành thử nghiệm đường dây 4.4 Hiệu áp dụng Autorecloser, DCLTĐ: Rút ngắn thời gian điện * Autorecloser, DCLTĐ dành cho đường dây phân phối không: Xét đường dây phân phối không chia thành phân đoạn dự phòng cung cấp điện điểm khép mạch vòng (điểm thường mở) Giả thiết cố xảy phân đoạn 85 PĐ1 PĐ2 PĐ3 PĐ4 Hình vẽ 4-3: Đường dây không phân đoạn Khi chưa có Autorecloser, DCLTĐ (hiện phân đoạn cầu dao cách ly đóng cắt thủ công), phân đoạn điện thời gian tìm kiếm, cách ly cố T thời gian sửa chữa, khắc phục cố Các phân đoạn lại điện thời gian cách ly cố T (phân đoạn cấp điện trở lại từ nguồn; phân đoạn cấp điện từ nguồn khác qua điểm mạch vòng) Khi cố xảy phân đoạn khác nhau, dạng cố khác thời gian T τ khác Tuy nhiên, tính trung bình ta lấy thời gian sau: Thời gian tìm kiếm, cách ly cố T: 60 phút Thời gian sửa chữa, khắc phục cố : 90 phút Khi có Autorecloser, DCLTĐ việc thao tác cách ly phân đoạn cố thực tự động kéo dài vài chục giây Thời gian nhỏ so với thời gian sửa chữa, khắc phục cố (vài giờ), coi T Như vậy, phân đoạn bị điện thời gian * Autorecloser, DCLTĐ dành cho cáp ngầm: Với tuyến cáp ngầm Autorecloser, DCLTĐ lắp đặt tủ trung đầu nhánh rẽ cáp Thời gian điện phân đoạn tương tự trường hợp Autorecloser, DCLTĐ dành cho đường dây phân phối không, khác thời gian cần thiết để sửa chữa, khắc phục điểm cố dài Trung bình thời gian khoảng 120 phút Bảng 4.1 trình bày thời gian điện phân đoạn trường hợp: Phân đoạn dao cách ly đóng cắt thủ công (hệ thống điện tại) phân đoạn Autorecloser, DCLTĐ với giả thiết cố xảy phân đoạn 86 Bảng 4-1: Thời gian điện phân đoạn Hệ thống điện (phân đoạn dao cách ly) Phân đoạn T X X X X Tổng thời gian điện Sử dụng Autorecloser X T T Tổng thời gian điện (T+) T X 0 τ 4.4.1 Sử dụng phần mềm PSS/Adep để tính toán kỳ vọng thiếu hụt điện 4.1.1.1 Giới thiệu chung phần mềm PSS/ADEPT * PSS/ADET viết tắt Power System Simulator/ Avancer Distribution Enginering Productivity tool công cụ mô lưới điện phân phối thiết kế cho kỹ sư, cán kỹ thuật người làm công tác thiết kế, vận hành lưới điện phân phối Phần mềm PSS/ADEPT 5.0 công cụ hiệu giúp cho đơn vị Điện lực phân tích tính toán lưới điện địa bàn quản lý Qúa trình áp dụng phần mềm cho thấy, phần mềm sử dụng tốt cho qui trình phân tích lưới điện phân phối Chương đầu giáo trình tập trung giới thiệu hai chủ đề lưới điện phân phối mô hình thể phần tử lưới điện phân phối phần mềm Phần kiến thức lưới phân phối trở nên quen thuộc với Điện lực khu vực thuộc Công ty Điện lực, trình bày ngắn gọn Phần mô hình hoá phần tử lưới điện trình bày chi tiết Khối kiến thức quan trọng, giúp bước đầu tìm hiểu trình mô hình hoá lưới điện máy tính Đảm bảo tính xác mặt toán học trình mô không máy tính mà thể đầy đủ tính chất điện học mô hình phần tử lưới điện mô Mô hình hóa mô máy tính kỹ thuật áp dụng cho tất ngành khoa học kỹ thuật kinh tế Nếu trước việc thiết lập mô hình, triển khai dự toán, tính toán thống kê trình 87 bày số liệu, đòi hỏi có kiến thức toán ứng dụng nhiều, giải phương trình vi phân, tính tính tích phân, phương pháp thống kê với giúp đỡ máy tính ngôn ngữ lập trình bậc cao (như Matlab, Mapple…), kiến thức toán tích hợp hoàn toàn hàm lệnh ngôn ngữ, tạo điều kiện cho người dùng tiếp cận trực tiếp tập trung vào vấn đề nghiên cứu mà dành nhiều thời gian cho kỹ thuật lập trình hay công cụ toán lý thuyết Hiện có hai phương pháp mô để mô hình hóa phần tử kỹ thuật mô hình hóa máy tính Đó mô qua mô hình tính toán qua mô hình đồ họa trực quan Về phương pháp mô qua mô hình tính toán cho phép người dùng thiết kế thành sơ đồ đơn tuyến, thường dùng phần mềm kỹ thuật, đòi hỏi người sử dụng có hiểu biết lĩnh vực họ nghiên cứu Đối với mô qua mô hình đồ họa trực quan ngược lại, phần lớn phần mềm theo hướng tập trung vào tính phổ biến, dễ sử dụng cho người dùng Tuy nhiên, hai phương pháp có đặc điểm chung người dùng cần tập trung sâu vào nội dung kỹ thuật thuật toán giải toán Điều làm cho nhiều người chuyên môn sâu công nghệ thông tin giải vấn đề chuyên môn máy tính Phần mềm PSS/ADEPT sử dụng phương pháp mô qua mô hình tính toán Các phần tử lưới điện mô hình người làm việc ngành sử dụng Người sử dụng cần hiểu sâu vấn đề kỹ thuật thuật toán tính toán phân bố công suất, ngắn mạch, bù công suất v.v Và mạnh phương pháp mô thông qua mô hình máy tính 4.4.1.2 Đề xuất giải pháp lắp đặt Autorecloser, DCLTĐ đường dây Như biết, phụ tải đường dây nghiên cứu hầu hết phụ tải quan trọng, thuộc loại I loại II ta tiến hành lắp đặt Autorecloser, DCLTĐ vị trí cột đầu nguồn cột nhánh rẽ (thay cho vị trí cầu dao phân đoạn đóng cắt thủ công nêu trên), dựa tiêu chí đo ta có vị trí lắp đặt thiết bị sau: 88 Tại vị trí cột 05 đường dây 476- E54: Lắp 01 DCLTĐ Tại vị trí cột 56 đường dây 476- E54: Lắp 01 DCLTĐ Tại vị trí cột 62 đường dây 476- E54: Lắp 01 DCLTĐ Tại vị trí cột 02 đường dây 476- E54: Lắp 01 DCLTĐ Tại cột 34 đường dây 476- E54: Lắp 01 Autorecloser Tại cột 10 đường dây 476- E54: Lắp 01 Autorecloser Với vị trí lắp đặt ta có phân đoạn sau: Phân đoạn từ cột 05 đến cột 34 Phân đoạn từ cột đến cột 62 Phân đoạn từ cột 62 đến cột 14 nhánh rẽ Phân đoạn từ cột 56 đến cột 34’.(trong phân đoạn có 01 dao cách ly lắp cột 46) Công suất trung bình chiều dài đường trục phân đoạn trình bày bảng 4.2 Bảng 4-2: Công suất trung bình chiều dài phân đoạn thuộc Phân đoạn Công suất trung bình (kW) Chiều dài (km) 2195.211 13.07 1092.884 5.15 883.547 7.42 3936.757 20.35 89 Hình 4-4: Sơ đồ sợi chưa lắp đặt Autorecloser DCLTĐ (hiện trạng) 90 Hình 4-5: Sơ đồ 1sợi đường dây sau lắp đặt Autorecloser DCLTĐ 91 Bảng 4-3: Các thông số hệ thống TBA Phần tử Cột Cột 56 Cột 62 Cột Cột 34 Cột 10 TBA Nhà thi đấu (lần/năm) 0,5 0,5 0,4 0,5 0,3 0,8 0,5 0,5 8 5 t (giờ) Bảng 4-4: Các số tin cậy đường dây chưa lắp đặt Autorecloser, DCLTĐ Các tiêu SAIFI SAIDI CAIFI CAIDI Sự cố 12 Bảng 4-5: Các số tin cậy đường dây lắp đặt Autorecloser, DCLTĐ (ở ta lắp đặt Autorecloser) sơ đồ hình 4.1 Các tiêu SAIFI SAIDI CAIFI CAIDI Sự cố So sánh số liệu bảng 4.4 với 4.5 cho thấy vị trí lắp đặt việc lắp đặt Autorecloser, DCLTĐ thay cho cầu dao đóng cắt thủ công đem lại hiệu ổn định cao, nhiên cần tính đến hiệu kinh tế lắp đặt 4.4.2 Tính toán hiệu kinh tế Để tính toán hiệu kinh tế tiến hành thay thế, lắp đặt thiết bị tự động nêu trên, lấy số vụ cố vĩnh cửu đường dây trung áp lưới điện Ha ̣ Long năm 2013 tháng đầu năm 2014 để xác định cường độ hỏng hóc lưới trung áp 100 km đường dây năm từ tinh toán hiệu cho đường dây nghiên cứu Bảng 4-6 Số vụ cố vĩnh cửu đường dây trung áp Số vụ cố vĩnh cửu Năm 2013 125 tháng đầu năm 2014 51 92 Cuối năm 2013, lưới trung áp Công ty Điện lực Hạ Long có 1810,34 km đường dây tính đến hết quý năm 2014 khoảng 1830,34 km đường dây Vậy cường độ hỏng hóc 6,2 lần/100 km/năm Kỳ vọng thiếu hụt điện hệ thống điện (phân đoạn dao cách ly đóng cắt thủ công) kỳ vọng thiếu hụt điện áp dụng Autorecloser, DCLTĐ xác định theo công thức (3.25) (3.31) nêu Kỳ vọng thiếu hụt điện giảm hiệu hai công thức Ta có: (3.25) - (3.31) = λT P (LI + LII + LIII + + LM) i i I M Vậy áp dụng Autorecloser, DCLTĐ giảm bớt lượng điện thiếu hụt là: E = λ.T.(P1 + P2 + P3+P4).(LI + LII + LIII+LIV) = 6,2x1 x (2195,211+ 1092,884+ 883,547+ 3936,757) x (2,179+ 0,54+ 1,090+ 1,440)/100 2638.781 (kWh) Hiệu kinh tế: Theo biểu giá bán điện kèm định số 21/2009/QĐ- TTg ngày 12/02/2009 Thủ tướng phủ giá bán điện năm 2009, năm 20102012 trích Thông tư số 08/2010/TT- BCT ngày 24/02/2010 Bộ trưởng Bộ Công Thương ngày Quy định giá bán điện hàng năm hướng dẫn thực có biểu sau: Cấp điện áp từ 22 kV đến 110 kV - Giờ bình thường: 898 đ/kWh - Giờ thấp điểm: 496 đ/kWh - Giờ cao điểm: 1.758 đ/kWh Giá thành kWh không bị hạn chế cố đắt gấp nhiều lần giá bán kWh thông thường (4 USD so với 0,097 USD) Khi áp dụng Autorecloser, DCLTĐ cho mạch 476-E54 mang lại lợi nhuận (trong năm): 93 B = 2638.781 x x 21.000 = 221.660.000 đồng (Hai trăm hai mươi mốt triệu sáu trăm sáu mươi nghìn đồng chẵn - tỷ giá 1USD = 21.000 đồng) Giá máy Autorecloser cách điện dầu SamNung (bao gồm phụ kiện kèm) khoảng 48 triệu đồng; Giá DCLTĐ loại khí Hàn Quốc (bao gồm phụ kiện kèm) khoảng 28 triệu đồng Chi phí vận chuyển, lắp đặt khoảng 5% giá thành thiết bị Do đó, số tiền để đầu tư lắp đặt Autorecloser DCLTĐ cho lộ đường dây là: 48 x x 1,05+ 28 x x 1,05 = 218,4 triệu đồng (Hai trăm mười tám triệu bốn trăm nghìn đồng) Để đánh giá hiệu kinh tế áp dụng Autorecloser, DCLTĐ ta tính toán tiêu NPV (Net present value) - Giá trị quy dòng lãi ròng NPVr0 n B0 C B1 C1 Bt C t Bn C n n t (1 r ) (1 r) (1 r) t 0 (1 r) Lấy hệ số giảm giá r = % Bảng 4-7: Kết tính giá trị quy đổi dòng lãi ròng (NPV) Năm Lợi nhuận, Bt (triệu đồng) 0 221,66 221,66 221,66 221,66 221,66 Chi phí, Ct (triệu đồng) 218,4 Lãi ròng, Bt - Ct - 218,4 209.66 221,66 209.66 221,66 209.66 Hệ số quy đổi 1/(1+r)t 1,000 0,857 0,794 0,735 - 218,4 194.15 189.96 166.47 162.92 142.78 Giá trị lãi ròng quy năm thứ t NPV 12 0,926 12 12 0,681 637.88 triệu đồng Ngoài vốn đầu tư ban đầu 218,4 triệu đồng, trình vận hành cần thêm chi phí bảo dưỡng cho Autorecloser (3 triệu/1máy); bảo dưỡng DCLTĐ (1,5 triệu/1bộ) với chu kỳ bảo dưỡng cho thiết bị năm/1 lần Căn vào số liệu nêu cho thấy việc lắp đặt thêm thiết bị Autorecloser, DCLTĐ đem lại hiệu cao kinh tế so với tuổi thọ thiết bị 20 năm 94 4.5 Kết luận chương Sau lắp đặt hệ thống DAS cho lộ đường dây 476-E54, ứng dụng chương trình PSS/ADEPT để tính toán độ tin cậy lưới điện trước sau áp dụng DAS đường dây lưới phân phối chọn Kết khảo sát cho thấy lưới điện làm việc tin cậy Việc phát cố thao tác chuyển đổi nguồn công tác cố nhanh gọn, dễ thao tác, giảm thời gian điện phụ tải liên quan, tăng sản lượng điện thời gian điện giảm Do việc ứng dụng DAS cho lưới điện thành phố Hạ Long cần thiết 95 KẾT LUẬN Các kết đạt Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn chất lượng điện địa phương, tác giả đề xuất phương án áp dụng hệ thống tự động hóa vào lưới điện phân phối thành phố Ha ̣ Long Tự động hóa trình cung cấp điện minh chứng thông qua tiêu độ tin cậy lưới điện phân phối Trong chương luận văn giới thiệu kỹ tiêu đánh giá độ tin cậy hệ thống phân phối điện các mô hình lưới điện phân phố i điể n hiǹ h Ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT để tính toán xuất tuyến 22 kV sau trạm 110 kV Giếng Đáy (E54) lưới điện thành phố Hạ Long Kết khảo sát cho thấy vị trí lắp đặt viê ̣c dùng Autorecloser, DCLTĐ thay cho cầu dao đóng cắt thủ công đem lại hiệu ổn định cao; Còn mặt kinh tế theo phương pháp NPV áp dụng DAS vào lưới phân phối cũng cho hiệu rõ rê ̣t Hướng nghiên cứu Qua kết đạt được, chừng mực luận văn mở hướng nghiên cứu tiếp theo: - Nghiên cứu chọn chế độ vận hành, cài đặt thông số cho thiết bị đóng cắt tự động lắp đặt mạng điện kín vận hành hở để có hàm mục tiêu độ tin cậy lớn tổn thất công suất mạng nhỏ nhất, đảm bảo điều kiện vận hành không gây tải phần tử hệ thống điện điện áp nút nằm giới hạn cho phép - Nghiên cứu ảnh hưởng nhà máy thuỷ điện vừa nhỏ đến chế độ vận hành, độ tin cậy, chất lượng điện áp tổn thất công suất lưới điện phân phối nhà máy đấu nối vào lưới điện phân phối Từ định việc cài đặt thống số, đấu nối nhà máy thuỷ điện vừa nhỏ vào lưới điện phân phối có hay đấu nối vào lưới điện truyền tải cho phù hợp băng thiết bị đóng cắt tự động - Cần xây dựng hệ thống SCADA để sử dụng hiệu tối ưu cho thiết bị tự động nêu DCLTĐ 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Application function/software for Ditribution automation - S.C Srivastava Deparment of electrical engineering Indian Institute of technology Kanpur India - 2003 [2] Công ty Điện lực Quảng Ninh; Điện lực thành phố Hạ Long - Báo cáo công tác sản xuất kinh doanh (2009-2012) [3] DAS - TOKYO electric company - 4/2002 [4] Điều chỉnh quy hoạch chung thành phố Hạ Long đến 2020 [5] Dr.N.Mithulananthan - August - 2003, Electric Power system [6] R.P.GUPTA - 2003, Ditribution automation softway and open Architecture Senior research enginneer - Deparment of electrical engineering Indea Institute of technology Kanpur - Indea [7] Schneider Electric SA - 11/1997, Electrical Milenium 8100-8200- network management Medium Voltage distribution automation system [8] Tổng công ty điện lực Việt Nam, Chiến lược phát triển ngành điện lực giai đoạn 2001 - 2010 định hướng 2020 [9] Phạm Thị Thu Trang Nghiên cứu ứng dụng hệ thống tự động phân phối cho huyện Đồng Hỷ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Thái Nguyên 2014 [10] Viện Năng lượng - Quy hoạch phát triển lưới điện thành phố Hạ Long giai đoạn 2007 - 2010, định hướng tới 2020 [11] Viện lượng - Bộ công thương Đề án quy hoạch phát triển điện lực tỉnh Quảng Ninh giai đoạn 2011-2015 có xét đến 2020 [12] Websites: http://www.mot.gov.vn/web/guest/home http://www.evn.com.vn/ http://www.npc.com.vn/ ... điện thành phố Hạ Long 4 Chương GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ HẠ LONG 1.1 Đặc điểm lưới điện phân phối thành phố Hạ Long 1.1.1 Hiện trạng lưới điện phân phối Hiện lưới điện phân. .. CHUNG VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ HẠ LONG 1.1 Đặc điểm lưới điện phân phối thành phố Hạ Long 1.1.1 Hiện trạng lưới điện phân phối 1.1.2 Lưới điện phân phối ... thiết ngành điện năm tới Từ lý đây, tác giả chọn đề tài "Nghiên cứu đề xuất giải pháp tự động hóa lưới điện phân phối thành phố Hạ Long tỉnh Quảng Ninh" Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu chung: Phân tích