Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: T.S Nguyễn Văn Điệp MỞ ĐẦU Ngày kinh tế nước ta phát triển mạnh mẽ, đời sống nhân dân nâng cao nhanh chóng Nhu cầu điện lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ sinh hoạt tăng khơng ngừng mà Hệ thống điện đặt phải đáp ứng đủ nhu cầu ngày cao Hệ thống điện bao gồm nhà máy điện, trạm biến áp, mạng điện hộ tiêu thụ điện liên kết với thành hệ thống để thực trình sản xuất, truyền tải, phân phối tiêu thụ điện Hệ thống điện phần hệ thống lượng đặc biệt nên có tính chất vơ phức tạp, điều thể tính đa tiêu biến đổi, phát triển khơng ngừng Từng mức độ, phạm vi, cấu trúc nhằm đáp ứng kịp thời nhu cầu điện cho phát triển kinh tế xã hội địa phương nói riêng tồn quốc nói chung, đồng thời đảm bảo tiêu kinh tế, kỹ thuật đề Đồ án tốt nghiệp sinh viên ngành Hệ thống điện thơng qua việc tính tốn thiết kế lưới điện khu vực nhằm mục đích tổng hợp lại kiến thức học truờng xây dựng cho sinh viên kỹ cần thiết trình thiết kế lưới điện Đồ án tốt nghiệp gồm phần: Phần I : Thiết kế mạng lƣới điện khu vực Phần II: Qua đồ án tốt nghiệp em vô biết ơn giúp đỡ bảo tận tình thầy giáo hướng dẫn Nguyễn Văn Điệp thầy cô giáo khoa Hệ thống điện giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Vì thời gian kiến thức có hạn, q trình thực khơng tránh khỏi sai xót Kính mong bảo góp ý thầy, cô môn để đồ án em tốt Em xin chân thành cảm ơn Hà nôi, tháng 11 năm 2014 Sinh viên Nguyễn Đình Minh Nguyễn Đình Minh Lớp : Đ5H4 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: T.S Nguyễn Văn Điệp MỤC LỤC MỞ ĐẦU DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH PHẦN I : THIẾT KẾ LƢỚI ĐIỆN KHU VỰC CHƢƠNG 1: PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI.XÁC ĐỊNH SƠ BỘ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA NGUỒN 10 1.1 Nguồn điện: 10 1.2 Phụ tải: 10 CHƢƠNG II: CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG VÀ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 13 2.1 Cân công suất tác dụng: 13 2.2 Cân công suất phản kháng: 14 2.3 Xác định sơ chế độ làm việc nguồn: 15 2.3.1 Chế độ phụ tải cực đại: 15 2.3.2 Chế độ phụ tải cực tiểu: .16 2.3.3 Chế độ cố: .16 2.4 Các Phương Án Nối Dây 18 CHƢƠNG III: TÍNH TỐN VÀ CHỌN CÁC PHƢƠNG ÁN TỐI ƢU 20 1.Phương án 1: .20 Chọn điện áp định mức mạng điện: 20 2.1.Chọn tiết diện dây dẫn 21 2.2 Tổn thất điện áp mạng điện 24 Phương án 2: 25 3.1 Chọn điện áp định mức mạng điện 26 3.2 Chọn tiết diện dây dẫn 26 3.3 Tổn thất điện áp mạng điện 28 Phương án .28 4.1 Chọn điện áp định mức mạng điện 28 4.2 Chọn tiết diện dây dẫn cho phương án 29 4.3 Tổn thất điện áp mạng điện: 31 5.Phương án 31 5.1 Chọn điện áp định mức mạng điện 31 5.2 Tổn thất điện áp mạng điện 33 Phương án .34 6.1 Chọn điện áp mạng điện: 35 Nguyễn Đình Minh Lớp : Đ5H4 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: T.S Nguyễn Văn Điệp 6.2 Chọn tiết diện dây dẫn : 35 6.3 Tổn thất điện áp mạng điện: 37 Tổng hợp: 38 CHƢƠNG IV: SO SÁNH KINH TẾ CHỌN PHƢƠNG ÁN TỐI ƢU VÀ MÁY BIẾN ÁP 39 4.1 Phương án .40 4.2 Phương án 3: 41 4.3 Phương án 4: 41 CHƢƠNG V : LỰA CHỌN MBA VÀ SƠ ĐỒ CÁC TRẠM CHO PHƢƠNG ÁN 43 5.1 Chọn số lượng, công suất MBA trạm tăng tăng áp 43 5.2 Chọn sơ đồ trạm sơ đồ hệ thống điện: 45 5.2.1.Sơ đồ nối điện cho trạm: .45 5.2.2 Sơ đồ nối điện cho trạm trung gian: 46 5.2.3 Sơ đồ nối điện cho trạm cuối (trạm hạ áp): 46 CHƢƠNG : TÍNH TỐN CÂN BẰNG CƠNG SUẤT TRONG CHẾ ĐỘ CỦA LƢỚI ĐIỆN 48 6.1 Chế độ phụ tải cực đại: 48 6.1.1 Các đường dây cung cấp cho phụ tải 1,2,3,4,6,7,8,9 48 6.1.2 Đường NĐ-5-HT: 50 6.1.3 Cân xác cơng suất hệ thống: 54 6.2 Chế độ phụ tải cực tiểu: 54 6.2.1 Tính tốn dòng cơng suất: 54 6.2.2 Cân xác cơng suất hệ thống: 56 6.3 Chế độ cố 56 CHƢƠNG VII: TÍNH ĐIỆN ÁP TẠI CÁC NÚT PHỤ TẢI VÀ XÁC ĐỊNH PHƢƠNG THỨC ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP .62 7.1 Chế độ phụ tải cực đại (Ucs = 121kV): 62 7.2 Chế độ phụ tải cực tiểu (Ucs = 115 kV) 62 7.3 Chế độ sau cố (Usc = 121kV) .63 7.4 Lựa chọn phương thức điều chỉnh điện áp cho trạm 65 7.5 Phương pháp chung chọn đầu phân áp 67 CHƢƠNG VIII: TÍNH CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT CHO MẠNG ĐIỆN .72 8.1 Vốn đầu tư xây dựng mạng điện .72 8.2 Tổn thất công suất tác dụng mạng điện 72 8.3 Tổn thất điện mạng điện 72 8.4 Tính chi phí giá thành 73 Nguyễn Đình Minh Lớp : Đ5H4 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: T.S Nguyễn Văn Điệp 8.4.1 Chi phí vận hành hàng năm 73 8.4.2 Chi phí tính tốn hàng năm 73 8.4.3 Giá thành truyền tải điện 73 8.4.4 Giá thành xây dựng MW công suất phụ tải chế độ cực đại: 73 PHẦN : NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA MƠ HÌNH QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH TRONG QUY HOẠCH PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG ĐIỆN 75 2.1 Các nội dung chủ yếu Bài toán quy hoạch phát triển hệ thống điện .76 2.1.1 Bài toán dự báo nhu cầu điện phụ tải điện .76 2.1.1.1 Sự cần thiết mối quan hệ dự báo nhu cầu điện phụ tải điện quy hoạch phát triển hệ thống điện 76 2.1.1.2 Dự báo nhu cầu điện quy hoạch phát triển hệ thống điện 80 2.1.1.3 Dự báo phụ tải quy hoạch phất triển hệ thống điện 80 2.1.1.4 Mơ hình quy hoạch tuyến tính dự báo nhu cầu điện quy hoạch phát triển hệ thống điện 81 2.1.2 Bài toán quy hoạch phát triển nguồn điện 85 2.1.2.1 Các loại mơ hình quy hoạch phát triển nguồn điện 85 2.1.2.2 Mơ hình quy hoạch tuyến tính phát triển nguồn điện .90 2.1.3 Bài toán quy hoạch phát triển lưới điện 92 2.1.3.1 Ý nghĩa việc quy hoạch phát triển lưới điện 92 2.1.3.2.Phương pháp thiết kế lưới điện khu vực 93 2.2.1 Quy hoạch phát triển lưới điện phương pháp cận nhánh .93 2.2 Nghiên cứu xây dựng mơ hình quy hoạch tuyến tính quy hoạch phát triển hệ thống điện 96 2.2.1 Nghiên cứu xây dựng mơ hình quy hoạch tuyến tính phát triển nguồn điện .96 2.2.2 Nghiên cứu xây dựng mơ hình quy hoạch tuyến tính quy hoạch phát triển lưới điện 107 Nguyễn Đình Minh Lớp : Đ5H4 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: T.S Nguyễn Văn Điệp DANH MỤC BẢNG Bảng 1-1: Số liệu phụ tải 11 Bảng 1-2: Bảng tính tốn số liệu phụ tải chế độ cực đại cực tiểu 11 Bảng 1-3: Tổng kết phương thức vận hành nhà máy hệ thống 17 Bảng 3-1 Chiều dài đường dây phương án 20 Bảng 3-2 Chọn sơ điện áp định mức phương án 21 Bảng 3.3 Thông số đường dây phương án 24 Bảng 3.4 Tổn thất điện áp phương án 25 Bảng 3.5 Chiều dài đường dây phương án 26 Bảng 3.6 Điện áp dây phương án 26 Bảng 3.7 Thông số đường dây phương án 27 Bảng 3.8 Tổn thất điện áp phương án 28 Bảng 3.9 Chiều dài đường dây phương án 28 Bảng 3.10:Tổn Thất Điện Áp Phương Án 29 Bảng 3.11 Thông số đương dây phương án 30 Bảng 3.12 Tổn thất điện áp đường dây phương án 31 Bảng 3.13 Chiều dài đường dây phương án 31 Bảng 3.14 Điện áp đường dây phương án 32 Bảng 3.15 Thông số đường dây phương án 33 Bảng 3.17 Điện áp đường dây phương án 35 Bảng 3.18 Thông số đường dây phương án 36 Bảng 3.19 Tổn thất điện áp mạng điện phương án 37 Bảng 4.1 Giá thành km đường dây không mạch 110 kV 39 Bảng 4.1 Tổn thất công suất vốn đầu tư xây dựng đường dây phương án 40 Bảng 4.2 Tổn thất công suất vốn đầu tư xây dựng đường dây phương án 41 Bảng 4.3 Tổn thất công suất vốn đầu tư xây dựng đường dây phương án 41 Bảng 5.1 Chọn số lượng công suất máy biến áp trạm hạ áp 43 Bảng 5-3 Thông số máy biến áp cho phụ tải 44 Bảng 6-1: Thông số phần tử sơ đồ thay 49 Bảng 6-2 Dòng cơng suất tổn thất công suất phần tử 53 Bảng 6-3 Thông số phần tử sơ đồ thay chế độ cực tiểu 54 Bảng 6-4 Dòng cơng suất tổn thất công suất phần tử chế độ cực tiểu 55 Bảng 6-5 Dòng cơng suất tổn thất công suất phần tử chế độ cố 57 Bảng 7.1 Điện áp góp trạm quy điện áp cao 62 Bảng 7.2 Điện áp góp quy điện áp cao chế độ cực tiểu 63 Nguyễn Đình Minh Lớp : Đ5H4 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: T.S Nguyễn Văn Điệp Bảng 7.3 Điện áp góp quy điện áp cao chế độ cố 65 Bảng 7.4.1 Thông số điều chỉnh MBA không điều chỉnh tải 66 Bảng 7.4.2 Thông số điều chỉnh MBA điều chỉnh tải 67 Bảng 7.5.1 Chọn đầu phân áp chung 68 Bảng 7.5.2 Chọn đầu phân áp cho MBA có điều áp tải 71 Bảng 8.4 Bảng chi phí xây dựng giá thành 74 Bảng 5.2 Số liệu dự báo nhu cầu (đồ thị phụ tải đẳng trị) 96 Bảng 5.3 Thông số kinh tế - kỹ thuật nhà máy 96 Bảng 5.4 Giới hạn lượng thủy điện 96 Nguyễn Đình Minh Lớp : Đ5H4 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: T.S Nguyễn Văn Điệp DANH MỤC HÌNH Hình 3.1 Phương án nối dây 20 Hình 3.2 Phương án nối dây 25 Hình 3.4 phương án nối dây 31 Hình 5-2: Sơ đồ nối điện cho trạm hạ áp 47 Hình 6.1 sơ đồ nguyên lý sơ đồ thay đường dây NĐ-1 48 Hình 6-2: Sơ đồ nguyên lý thay đoạn NĐ-5-HT 50 Hình 6.4 Sơ đồ nguyên lý sơ đồ thay đường dây HT-5-NĐ 59 Hình 2.3 Kết cấu mơ hình WASP-III 89 Hình 2.5 Graph hoàn toàn 108 Nguyễn Đình Minh Lớp : Đ5H4 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: T.S Nguyễn Văn Điệp TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN Độc lập – Tự – Hạnh phúc ********** -& - NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Nguyễn Đình Minh Lớp: Đ5-H4 I Đề tài Phần 1: Thiết kế lưới điện khu vực, khối lượng 70% Phần 2: Khối lượng 30% II Số liệu thiết kế lƣới điện Sơ đồ địa lý: HT ND 2.Phụ Tải TMax = 5000h Số liệu/ Hộ phụ tải 40,5 40,3 30,6 36,9 40,4 38,7 36,8 40,1 36,2 28,35 28,21 21,42 25,83 28,28 27,09 25,76 28,07 25,34 0,88 0,88 0,88 0,88 0,88 0,88 0,88 0,88 0,88 Điều chỉnh điện áp KT KT KT KT KT KT KT KT KT Loại hộ phụ tải Điện áp thứ cấp (kV) I I I I I I I I I 10 10 10 10 10 10 10 10 10 Nguồn điện - Nguồn 1: Hệ thống điện có cơng suất vơ lớn, - Nguồn 2: Nhà máy nhiệt điện ngưng hơi: 3x100 MW, Giá 1kWh điện tổn thất: 500 đồng/kWh Nguyễn Đình Minh đ Lớp : Đ5H4 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: T.S Nguyễn Văn Điệp PHẦN I : THIẾT KẾ LƢỚI ĐIỆN KHU VỰC Nguyễn Đình Minh Lớp : Đ5H4 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: T.S Nguyễn Văn Điệp CHƢƠNG 1: PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI.XÁC ĐỊNH SƠ BỘ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA NGUỒN Trong công việc thiết kế lưới điện khu vực, ta phải nắm yếu tố mấu chốt điển hình nguồn cung cấp phụ tải phạm vi thiết kế Qua định hướng rõ ràng dự án phát triển tương lai Với thơng số tổng công suất đặt nguồn, công suất cần cung cấp cho phụ tải, hệ số công suất, loại hộ tiêu thụ,… ta xác định kết cấu mạng điện nhu cầu gia tăng phụ tải 1.1 Nguồn điện: Lưới điện thiết kế gồm nguồn cung cấp nhà máy nhiệt điện ngưng hệ thống điện Hệ thống điện (HT) có cơng suất vơ lớn:  Điện áp góp hệ thống: U = 110 kV  Hệ số công suất góp: cos đm = 0,85 Để trao đổi công suất hai nguồn cung cấp cần thiết, đảm bảo cho hệ thống thiết kế làm việc bình thường chế độ vận hành cần phải có liên hệ hệ thống nhà máy điện Mặt khác, hệ thống có cơng suất vơ lớn nên chọn hệ thống nút cân cơng suất nút sở điện áp Ngồi hệ thống có cơng suất vơ lớn nên không cần phải dự trữ công suất nhà máy điện, nói cách khác cơng suất tác dụng công suất phản kháng dự trữ lấy từ hệ thống điện Nhà máy nhiệt điện (NĐ) gồm tổ máy:  Công suất định mức: x 100 MW  Hệ số công suất định mức: cos đm = 0,85  Điện áp định mức: Uđm = 10,5 kV Nhiên liệu nhà máy nhiệt điện than đá, dầu khí đốt Hiệu suất nhà máy nhiệt điện tương đối thấp (khoảng 30 ÷ 40%), đồng thời công suất tự dùng nhà máy nhiệt điện thường chiếm khoảng ÷ 15%, tuỳ theo loại nhà máy nhiệt điện Đối với nhà máy nhiệt điện, máy phát làm việc ổn định phụ tải có P ≥ 70%Pđm, P ≤ 30%Pđm máy phát ngừng làm việc Cơng suất phát kinh tế máy phát nhà máy nhiệt điện thường (70 ÷ 90)%Pđm 1.2 Phụ tải: Nguồn điện cung cấp cho phụ tải với thơng số bản: Nguyễn Đình Minh 10 Lớp : Đ5H4 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:T.S Nguyễn Văn Điệp 2.2 Nghiên cứu xây dựng mơ hình quy hoạch tuyến tính quy hoạch phát triển hệ thống điện 2.2.1 Nghiên cứu xây dựng mơ hình quy hoạch tuyến tính phát triển nguồn điện Hãy quy hoạch nguồn cho hệ thơng điện có số liệu sau: Bảng 5.2 Số liệu dự báo nhu cầu (đồ thị phụ tải đẳng trị) Miền phụ tải Phụ tải đỉnh Phụ tải nửa đỉnh Phụ tải gốc Thời gian làm việc phụ tải (giờ/năm) 661,25 4099,75 3999 Phụ tải trog giai đoạn đầu tư, MW 2020 2025 2030 3174 2380,5 4364,25 3438,5 7935 4893,25 1058 2380,5 3306,25 Bảng 5.3 Thông số kinh tế - kỹ thuật nhà máy Loại nhà máy Thủy điện Nhiệt điện Thủy điện Nhiệt điện TB khí hỗn hợp Điện nguyên tử Suất chi phí đầu tư ($/kW) 1587 1124,12 1851,5 1163,8 859,63 2645 Chi phí vận hành ($/kW h) 15 20 60 25 Hệ số khả dụng công suất Công suất đặt cực đại (MW) 0,98 0,85 0,98 0,89 0,90 943 1587 2645 1983,75 1190,25 0,90 2645 Trường hợp tính xác cho biết vốn đầu tư ban đầu nhà máy thủy điện chiếm 65% vốn đầu tư Pđặt = PMAX Bảng 5.4 Giới hạn lƣợng thủy điện Năm 2020 2025 2030 Nguyễn Đình Minh Thủy điện (MW.năm) 739,5 727,375 793,5 96 Thủy điện (MW.năm) 1983,75 1983,75 1983,75 Lớp : Đ5H4 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:T.S Nguyễn Văn Điệp Hệ số mùa β=0,75, năm năm 2014 A Hàm mục tiêu Hàm mục tiêu gồm thành phần vốn đầu tư H1 chi phí vận hành H2 nên ta có: H  H1  H2  j T t D 1   (C jv  S jv ) X jv   F U jvtd  d   v v0 t v0 jvtd j 1 v v1 (1  r ) j 1 t 1 v v1 d 1 (1  r ) J t Yêu cầu toán xác định công suất Xjv Ujvtd cho hàm mục tiêu H đạt giá trị Trong biểu thức trên: *Chỉ số t: Chỉ giai đoạn xét giai đoạn quy hoạch (chỉ số thứ 3) *Chỉ số d: Chỉ số miền đồ thị phụ tải (chỉ số thứ 4) * r: Hệ số chiết khấu * J: Tổng số nhà máy điện dự kiến đưa vào khảo sát * T: Thời hạn khảo sát * D: Số bậc đồ thị phụ tải đẳng trị * Xjv: Công suất nhà máy j đưa vào vận hành năm v * Cjv: Suất vốn đầu tư cho nhà máy j đưa vào vận hành năm v * Sjv: Giá trị lại cuối thời gian quy hoách nhà máy j đưa vào vận hành năm v * Ujvtd: Công suất vận hành thực tế nhà máy j cảu tổ máy đưa vào vận hành năm v, giai đoạn t, miền đồ thị phụ tải d * Fjvtd: Suất chi phí vận hành nhà máy j đưa vào vận hành năm v, giai đoạn t, miền đồ thị phụ tải d *  d : Thời gian miền độ thị phụ tải d năm * Chỉ số j: Chỉ số thứ tự nhà máy nhận giá trị 1-6 (có nhà máy) * Chỉ số v: Năm đưa nhà máy vào vận hành, nhận giá trị 2014, 2020, 2025, 2030 Để đơn giản kí hiệu ta lấy chữ số cuối: 14, 20, 25, 30 * v1: Năm dự kiến đưa nhà máy vào vận hành * Chỉ số t: Chỉ giai đoạn xét giai đoạn quy hoạch, nhận giá trị 20, 25, 30 * Chỉ số d: Chỉ số miền đồ thị phụ tải, nhận giá trị 1, 2, (do đồ thị đẳng trị chia thành bậc) Với toán cụ thể quy hoạch phát triển nguồn cho hệ thống điện (2014) gồm nhà máy thủy điện nhiệt điện đã, hoạt động Bốn nhà máy chuẩn bị đưa vào hoạt động thủy điện 3, nhiệt điện 4, tuabin khí 5, điện nguyên tử Đồ thị phụ tải cho năm 2020, 2025, 2030 đẳng trị hóa thành bậc Ví dụ: U320251: Công suất vận hành thực tế nhà máy phần đưa vào năm 2020, vận hành giai doạn 2025, miền đồ thị phụ tải Nguyễn Đình Minh 97 Lớp : Đ5H4 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:T.S Nguyễn Văn Điệp a) Xác định vốn đầu tư H1: 30 C jv X jv v  v0 j 3 v  20 (1  r ) H1    (Giả thiết Sjv=0; chi phí vốn đầu tư khơng tính nhà máy có sẵn nên j=3÷6) Thay số vào ta có (có tính đến việc quy đổi giá trị tiền tệ với hệ số chiết khấu r, xem chương 6) H1  1851,5.103 ( 1 X 320  X 325 X 330 )  11 (1  r ) (1  r ) (1  r )16 1163,8.103 ( 859, 62.103 ( 2645.103 ( 1 X 420  X 425 X 430 )  11 (1  r ) (1  r ) (1  r )16 1 X 520  X 525 X 530 )  11 (1  r ) (1  r ) (1  r )16 1 X 620  X 625 X 630 ) 11 (1  r ) (1  r ) (1  r )16 đó: X320: Cơng suất nhà máy đưa vào vận hành năm 2020; X325: Công suất nhà máy đưa vào vận hành năm 2025; X330: Công suất nhà máy đưa vào vận hành năm 2030; Tương tự với kí hiệu nhà máy 4, 5, Chi phí vận hành H2: 30 30 Fjvtd U jvtd  d t  v0 j 1 v 14 t  20 d 1 (1  r ) H     đó: j=1÷6; v=2014,2020,2025,2030 (viết tắt 14 20, 25, 30); t=2020,2025,2030 (viết tắt 20, 25, 30); d=1÷3 Dựa vào bảng độ thị ta lập biểu thức: Nhà máy 1: H 21  (661, 25.U114201  4099, 75.U114202  3999.U114203 )  (1  r )6  (661, 25.U114251  4099, 75.U114252  3999.U114253 )  (1  r )11  (661, 25.U114301  4099, 75.U114302  3999.U114303 ) (1  r )16 2020 – 2014=6: Thời gian (số năm) quy thời điểm 2020 2025 – 2014=11: Thời gian (số năm) quy thời điểm 2025 Nguyễn Đình Minh 98 Lớp : Đ5H4 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:T.S Nguyễn Văn Điệp 2030 – 2014=16: Thời gian (số năm) quy thời điểm 2030 Nhà máy 2: H 22  15 (661, 25.U 214201  4099, 75.U 214202  3999.U 214203 )  (1  r )6  15 (661, 25.U 214251  4099, 75.U 214252  3999.U 214253 )  (1  r )11  15 (661, 25.U 214301  4099, 75.U 214302  3999.U 214303 ) (1  r )16 Nhà máy 3: H 23  (661, 25.U 320201  4099, 75.U 320202  3999.U 320203 )  (1  r )6  (661, 25.U 320251  4099, 75.U 320252  3999.U 320253 )  (1  r )11  (661, 25.U 320301  4099, 75.U 320302  3999.U 320303 )  (1  r )16  (661, 25.U 325251  4099, 75.U 325252  3999.U 325253 )  (1  r )11  (661, 25.U 325301  4099, 75.U 325302  3999.U 325303 )  (1  r )16  (661, 25.U 330301  4099, 75.U 330302  3999.U 330303 ) (1  r )16 Nhà máy 4: H 24  Nguyễn Đình Minh 20 (661, 25.U 420201  4099, 75.U 420202  3999.U 420203 )  (1  r )6  20 (661, 25.U 420251  4099, 75.U 420252  3999.U 420253 )  (1  r )11  20 (661, 25.U 420301  4099, 75.U 420302  3999.U 420303 )  (1  r )16  20 (661, 25.U 425251  4099, 75.U 425252  3999.U 425253 )  (1  r )11  20 (661, 25.U 4253051  4099, 75.U 425302  3999.U 425303 )  (1  r )16  20 (661, 25.U 430301  4099, 75.U 430302  3999.U 430303 ) (1  r )16 99 Lớp : Đ5H4 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:T.S Nguyễn Văn Điệp Nhà máy 5: H 25  60 (661, 25.U 520201  4099, 75.U 520202  3999.U 520203 )  (1  r )6  60 (661, 25.U 520251  4099, 75.U 520252  3999.U 520253 )  (1  r )11  60 (661, 25.U 520301  4099, 75.U 520302  3999.U 520303 )  (1  r )16  60 (661, 25.U 525251  4099, 75.U 525252  3999.U 525253 )  (1  r )11  60 (661, 25.U 5253051  4099, 75.U 525302  3999.U 525303 )  (1  r )16  60 (661, 25.U 530301  4099, 75.U 530302  3999.U 530303 ) (1  r )16 Nhà máy 6: H 26  25 (661, 25.U 620201  4099, 75.U 620202  3999.U 620203 )  (1  r )6  25 (661, 25.U 620251  4099, 75.U 620252  3999.U 620253 )  (1  r )11  25 (661, 25.U 620301  4099, 75.U 620302  3999.U 620303 )  (1  r )16  25 (661, 25.U 625251  4099, 75.U 625252  3999.U 625253 )  (1  r )11  25 (661, 25.U 6253051  4099, 75.U 625302  3999.U 625303 )  (1  r )16  25 (661, 25.U 630301  4099, 75.U 630302  3999.U 630303 ) (1  r )16 H   H j H 21  H 22  H 23  H 24  H 25  H 26  j 1 Tóm lại hàm mục tiêu có dạng: F(X,U) = H = H1 + H2 → B.Các ràng buộc 1.Ràng buộc công suất đặt j t  a j 1 v v1 jv X jv  Ptd (1  m) Trong : a jv : hệ số khả dụng nhà máy j; Nguyễn Đình Minh 100 Lớp : Đ5H4 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:T.S Nguyễn Văn Điệp X jv : công suất đặt nhà máy j đưa vào vận hành năm v; Qtd : phụ tải cực đại thời điểm đưa nhà máy vào hoạt động; M: hệ số dự trữ (m=0,15) Năm 2020 0,98 X 320 +0,89 X 420 +0,9 X 520 +0,9 X 620  1,15.3174(0,98.1058+0,85.1587)=1264,31 Năm 2025 ) 0,98( X 320 + X 325 )+0,89( X 420 + X 425 )+0,9( X 520 + X 525 )+0,9( X 620 + X 625 1,15.4364,25-(0,98.1058+0,85.1587)=2633,1 Năm 2030 0,98( X 320 ++ X 325 X 330 )+0,89( X 420 + X 425 + X 430 )+0,9( X 520 + X 525 + X 530 )+0,9( X 620 + X 625 + X 630 )  1,15.7935-(0,98.1058+0,85.1587)=6739,46 2.Ràng buộc vể thỏa mãn nhu cầu phụ tải j t U j 1 v v1 jvtd  Ptd Ptd : Thành phần phụ tải đưa vào năm t miền phụ tải d Năm 2020 U114201 +U 214201 +U 320201 +U 420201 +U 520201 + U 620201  P201 =3174 U114202 +U 214202 +U 320202 +U 420202 +U 520202 + U 620202  P202 =2380,5 U114203 +U 214203 +U 320203 +U 420203 +U 520203 + U 620203  P203 =1058 Năm 2025 U114251 +U 214251 +U 320251 +U 325251 +U 420251 + U 425251 +U 520251 +U 525251 + U 620251 +U 625251  P251 =4364,25 U114252 +U 214252 +U 320252 +U 325252 +U 420252 + U 425252 +U 520252 +U 525252 + U 620252 +U 625252  P252 =3438,5 U114253 +U 214253 +U 320253 +U 325253 +U 420253 + U 425253 +U 520253 +U 525253 + U 620253 +U 625253  P253 =2380,5 Năm 2030 U114301 +U 214301 +U 320301 +U 325301 +U 330301 + U 420301 +U 425301 +U 430301 + U 520301 +U 525301 +U 530301 +U 620301 +U 625301 + U 630301  P301 =7935 Nguyễn Đình Minh 101 Lớp : Đ5H4 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:T.S Nguyễn Văn Điệp U114302 +U 214302 +U 320302 +U 325302 +U 330302 + U 420302 +U 425302 +U 430302 + U 520302 +U 525302 +U 530302 +U 620302 +U 625302 + U 630302  P302 =4893,25 U114303 +U 214303 +U 320303 +U 325303 +U 330303 + U 420303 +U 425303 +U 430303 + U 520303 +U 525303 +U 530303 +U 620303 +U 625303 + U 630303  P303 =3306,25 3.Ràng buộc công suất đặt nhà máy X jv max  X jv X jv max : Công suất đặt giới hạn nhà máy Nhà máy thủy điện 1: X 120 + X 125 + X 130  X 1max =1058 Nhà máy thủy điện 2: X 220 + X 225 + X 230  X 2max =1587 Nhà máy thủy điện 3: X 320 + X 325 + X 330  X 3max =2645 Nhà máy nhiệt điện 4: X 420 + X 425 + X 430  X 4max =1983,75 Nhà máy điện TB khí hỗn hợp: Nhà máy điện nguyên tử: X 520 + X 525 + X 530  X 5max =1190,25 X 620 + X 625 + X 630  X 6max =2645 4.Ràng buộc giới hạn công suất nhà máy a jvtd X jv  U jvtd  j=1…6 v=2014,2020,2025,2030 t=2020,2025,2030 d=1,2,3 Nguyễn Đình Minh 102 Lớp : Đ5H4 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:T.S Nguyễn Văn Điệp Giai đoạn 2014 *Nhà máy thủy điện 1: X jv Nhà máy thủy điện =800MW Năm 2020 =1200MW Năm 2020  U114201  0,98 X 114 =0,98.920=901,6  U 214201  0,85 X 214 =0,85.1380=1173  U114202 =0,98.920=901,6  0,98 X 114  U 214202  0,85 X 214 =0,85.1380=1173  U114203  0,98 X 114 =0,98.920=901,6 Năm 2025  U 214203  0,85 X 214 =0,85.1380=1173 Năm 2025  U114251  0,98 X 114 =0,98.920=901,6  U 214251  0,85 X 214 =0,85.1380=1173  U114252 =0,98.920=901,6  0,98 X 114  U 214252  0,85 X 214 =0,85.1380=1173  U114253  0,98 X 114 =0,98.920=901,6 Năm 2030  U 214253  0,85 X 214 =0,85.1380=1173 Năm 2030  U114301  0,98 X 114 =0,98.920=901,6  U 214301  0,85 X 214 =0,85.1380=1173  U114302 =0,98.920=901,6  U 214302  0,85 X 214 =0,85.1380=1173  0,98 X 114  U114303  0,98 X 114 =0,98.920=901,6 Nguyễn Đình Minh  U 2142303 =0,85.1380=1173 103 2: X jv  0,85 X 214 Lớp : Đ5H4 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:T.S Nguyễn Văn Điệp b.Giai đoạn 2020 *Nhà máy thủy điện 3: Năm 2020 *Nhà máy tuabin khí hỗn hợp 5: Năm 2020  U 320201  0,98 X 320  U 520201  0,9 X 520  U 320202  0,98 X 320  U 520202  0,9 X 520  U 320203  0,98 X 320  U 520203  0,9 X 520 Năm 2025 Năm 2025  U 320251  0,98 X 320  U 520251  0,9 X 520  U 320252  0,98 X 320  U 520252  0,9 X 520  U 320253  0,98 X 320  U 520253  0,9 X 520 Năm 2030 Năm 2030  U 320301  0,98 X 320  U 520301  0,9 X 520  U 320302  0,98 X 320  U 520302  0,9 X 520  U 320303  0,98 X 320  U 520303  0,9 X 520 *Nhà máy nhiệt điện 4: Năm 2020 *Nhà máy điện nguyên tử 6: Năm 2020  U 420201  0,89 X 420  U 620201  0,9 X 620  U 420202  0,89 X 420  U 620202  0,9 X 620  U 420203  0,89 X 420  U 620203  0,9 X 620 Năm 2025 Năm 2025  U 420251  0,89 X 420  U 620251  0,9 X 620  U 420252  0,89 X 420  U 620252  0,9 X 620  U 420253  0,89 X 420  U 620253  0,9 X 620 Năm 2030 Năm 2030  U 420301  0,89 X 420  U 620301  0,9 X 620  U 420302  0,89 X 420  U 620302  0,9 X 620  U 420303  0,89 X 420  U 620303  0,9 X 620 Nguyễn Đình Minh 104 Lớp : Đ5H4 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:T.S Nguyễn Văn Điệp c.Giai đoạn 2025 *Nhà máy thủy điện 3: Năm 2025 *Nhà máy tuabin khí hỗn hợp 5: Năm 2025  U 325251  0,98 X 325  U 525251  0,9 X 525  U 325252  0,98 X 325  U 525252  0,9 X 525  U 325253  0,98 X 325  U 525253  0,9 X 525 Năm 2030 Năm 2030  U 325301  0,98 X 325  U 525301  0,9 X 525  U 325302  0,98 X 325  U 525302  0,9 X 525  U 325303  0,98 X 325  U 525303  0,9 X 525 *Nhà máy nhiệt điện 4: Năm 2025 *Nhà máy điện nguyên tử 6: Năm 2025  U 425251  0,89 X 425  U 625251  0,9 X 625  U 425252  0,89 X 425  U 625252  0,9 X 625  U 425253  0,89 X 425  U 625253  0,9 X 625 Năm 2030 Năm 2030  U 425301  0,89 X 425  U 625301  0,9 X 625  U 425302  0,89 X 425  U 625302  0,9 X 625  U 425303  0,89 X 425  U 625303  0,9 X 625 Nguyễn Đình Minh 105 Lớp : Đ5H4 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:T.S Nguyễn Văn Điệp d.Giai đoạn 2030 *Nhà máy thủy điện 3: Năm 2030 *Nhà máy tubin khí hỗn hợp 5: Năm 2030  U 330301  0,98 X 330  U 530301  0,9 X 530  U 330302  0,98 X 330  U 530302  0,9 X 530  U 330303  0,98 X 330  U 530303  0,9 X 530 *Nhà máy nhiệt điện 4: Năm 2030 *Nhà máy điện nguyên tử 6: Năm 2030  U 430301  0,89 X 430  U 630302  0,9 X 630  U 430302  0,89 X 430  U 630302  0,9 X 630  U 430303  0,89 X 430  U 630302  0,9 X 630 Nguyễn Đình Minh 106 Lớp : Đ5H4 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:T.S Nguyễn Văn Điệp 2.2.2 Nghiên cứu xây dựng mơ hình quy hoạch tuyến tính quy hoạch phát triển lưới điện I.Sơ đồ địa lý Sơ đồ địa lý Lưới điện khu vực cần thiết kế có sơ đồ địa lí nguồn phụ tải sau: NMI NMII Các số liệ nguồn cung cấp Nguồn cung cấp cho lưới điện bao gồm hai nhà máy nhiệt điện có thơng số bảng sau Thông số / P (MW) Cos Q(MVAr) S(MVA) Uđm(kV) Nhà máy I 200 0,8 150 250 10,5 II 165 0,85 102,26 194,17 10,5 ∑ 365 252,36 444,17 Các số liệ phụ tải Lưới điện cần thiết kế có phụ tải với thông số cho bảng: Thông số / P (MW) Cos Q(MVAr) S(MVA) Hộ loại Uthứ cấp(kV) Phụ tải 50 0,9 24,22 55,56 I 22 48 0,9 23,25 53,33 I 22 47 0,9 22,76 52,22 I 22 46 0,9 22,28 51,33 I 22 44 0,9 21,31 48,89 I 22 47 0,9 22,76 52,22 I 22 ∑ 282 313,55 Nguyễn Đình Minh 107 Lớp : Đ5H4 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:T.S Nguyễn Văn Điệp II.Lập bảng số liệu vẽ sơ đồ graph đầy đủ lưới điện thiết kế Lập bảng số liệu Ta có bảng số liệu khoảng cách nhà máy điện với phụ tải, phụ tải sau: Nút NMI NMII 101,98 85,15 228,04 225,89 150,75 64,03 178,68 101,98 123,49 164,92 180,07 173,57 53,85 156,6 85,15 123,49 173,35 159,14 65,76 71,06 104,04 228,04 164,92 173,35 40,3 157,88 166,43 85,59 225,89 180,07 159,14 40,3 130 169,19 58,31 150,75 173,57 65,76 157,88 130 127,77 72,8 NMI(7) 64,03 53,85 71,06 166,43 169,19 127,77 131 NMII(8) 178,68 156,6 104,04 85,59 58,31 72,8 131 Sơ đồ graph đầy đủ lưới điện thiết kế NMI NMII Hình 2.5 Graph hồn tồn 3.Xác định phương án có minZ2 = W2 a Xác định hàm mục tiêu Với hệ thống điện đầu cho gồm : nhà máy điện hộ phụ tải loại I Trong đó: Nhà máy điện thứ I có cơng suất (200 MW) đóng vai trò nhà máy điện chủ đạo chọn làm nút cân công suất ta xác định hàm mục tiêu phương án tìm minZ2: n Z2    Lij  i , j 1  Z2  n   Lij I ij  i , j 1 Tương đương với: Nguyễn Đình Minh 108 Lớp : Đ5H4 Đồ Án Tốt Nghiệp Z2  GVHD:T.S Nguyễn Văn Điệp  L12 ( I12  I 21 )  L13 ( I13  I 31 )  L14 ( I14  I 41 )  L15 ( I15  I 51 )  L16 ( I16  I 61 )  L17 ( I17  I 71 )  L18 ( I18  I 81 )  L23 ( I 23  I 32 )  L24 ( I 24  I 42 )  L25 ( I 25  I 52 )  L26 ( I 26  I 62 )  L27 ( I 27  I 72 )  L28 ( I 28  I 82 )  L34 ( I 34  I 43 )  L35 ( I 35  I 53 )  L36 ( I 36  I 63 )  L37 ( I 37  I 73 )  L38 ( I 38  I 83 )  L45 ( I 45  I 54 )  L46 ( I 46  I 64 )  L47 ( I 47  I 74 )  L48 ( I 48  I 84 )  L56 ( I 56  I 65 )  L57 ( I 57  I 75 )  L58 ( I 58  I 85 )  L67 ( I 67  I 76 )  L68 ( I 68  I 86 )  L78 ( I 78  I 87 )  Thay số vào ta có: Z2   L12 ( I12  I 21 )  L13 ( I13  I 31 )  L14 ( I14  I 41 )  L15 ( I15  I 51 )  L16 ( I16  I 61 )  L17 ( I17  I 71 )  L18 ( I18  I 81 )  L23 ( I 23  I 32 )  L24 ( I 24  I 42 )  L25 ( I 25  I 52 )  L26 ( I 26  I 62 )  L27 ( I 27  I 72 )  L28 ( I 28  I 82 )  L34 ( I 34  I 43 )  L35 ( I 35  I 53 )  L36 ( I 36  I 63 )  L37 ( I 37  I 73 )  L38 ( I 38  I 83 )  L45 ( I 45  I 54 )  L46 ( I 46  I 64 )  L47 ( I 47  I 74 )  L48 ( I 48  I 84 )  L56 ( I 56  I 65 )  L57 ( I 57  I 75 )  L58 ( I 58  I 85 )  L67 ( I 67  I 76 )  L68 ( I 68  I 86 )  L78 ( I 78  I 87 )  b Lập hệ phương trình ràng buộc Ta có: I8  - I1  P1 50   0, 29 kA 3.U cos  pt1 3.110.0,9 I2  P2 48   0, 28 kA 3.U cos  pt 3.110.0,9 I3  P3 47   0, 27 kA 3.U cos  pt 3.110.0,9 I4  P4 46   0, 26 kA 3.U cos  pt 3.110.0,9 I5  P5 44   0, 25 kA 3.U cos  pt 3.110.0,9 I6  P6 47   0, 27 kA 3.U cos  pt 3.110.0,9 P8 165   0,96 kA 3.U cos  pt 3.110.0,9 Lấy nhà máy điện thứ ( tương ứng với nút thứ sơ đồ) làm nút cân công suất Suy ta có hệ phương trình Kieecshop nút sau: +) Nút phụ tải 1: Nguyễn Đình Minh 109 Lớp : Đ5H4 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:T.S Nguyễn Văn Điệp i21  i31  i41  i51  i61  i71  i81  i12  i13  i14  i15  i16  i17  i18  i1 +) Nút phụ tải 2: i12  i32  i42  i52  i62  i72  i82  i21  i23  i24  i25  i26  i27  i28  i2 +) Nút phụ tải 3: i13  i23  i43  i53  i63  i73  i83  i31  i32  i34  i35  i36  i37  i38  i3 +) Nút phụ tải 4: i14  i24  i34  i54  i64  i74  i84  i41  i42  i43  i45  i46  i47  i48  i4 +) Nút phụ tải 5: i15  i25  i35  i45  i65  i75  i85  i51  i52  i53  i54  i56  i57  i58  i5 +) Nút phụ tải 6: i16  i26  i36  i46  i56  i76  i86  i61  i62  i63  i64  i65  i67  i68  i6 +) Nút phụ tải 6: i18  i28  i38  i48  i58  i68  i78  i81  i82  i83  i84  i85  i86  i87  i8 Nguyễn Đình Minh 110 Lớp : Đ5H4 ... bảng tổn thất điện áp phương án Nguyễn Đình Minh 28 Lớp : Đ 5H4 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:T.S Nguyễn Văn Điệp Đường dây HT-9 9-8 HT-4 HT-5 ND-5 ND-7 ND-6 ND-3 ND-2 ND-1 CS truyền tải (MVA) 76,3+j41,202... 3.11 Nguyễn Đình Minh 29 Lớp : Đ 5H4 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:T.S Nguyễn Văn Điệp Đường Ibt dây (A) ht-9 227,56 9-8 119,598 ht-4 110,054 ht-5 61,573 nd-5 58,918 nd-7 109,75 nd-6 115,42 nd-3 nd-2 nd-1... đường dây l (km) HT-9 HT-8 HT-4 HT-5 ND-5 50 70,7 60,3 63,2 51 ND6 67,1 6-7 ND-1 ND-3 3-2 60,8 42,4 58,3 36,05 Bảng 3.13 Chiều dài đƣờng dây phƣơng án Nguyễn Đình Minh 31 Lớp : Đ 5H4