1 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TRẦN LONG KẾ NGHIÊN CỨU, ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP BÙ TỐI ƯU CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG NHẰM GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CHO LƯỚI ĐIỆN HUYỆN QUẢNG TRẠCH Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 8520201 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2019 Công trình hồn thành TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Người hướng dẫn khoa học: PGS TS NGÔ VĂN DƯỠNG Phản biện 1: TS TRẦN TẤN VINH Phản biện 2: TS VÕ NHƯ QUỐC Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật điện họp Trường Đại học Bách khoa vào ngày 22 tháng 12 năm 2018 * Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Học liệu Truyền thông Trường Đại học Bách khoa Đại học Đà Nẵng - Thư viện Khoa Điện, Trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng MỞ ĐẦU Lý tính cấp thiết chọn đề tài Trong q trình hội nhập phát triển Điện đóng vai trò quan trọng phát triển kinh tế quốc gia cung cấp điện cho ngành nghề khác hoạt động sản xuất kinh doanh, khơng có điện ngành cơng nghiệp khơng thể tồn phát triển Bên cạnh đó, điện cần thiết cho đời sống sinh hoạt dân cư, góp phần nâng cao chất lượng sống người dân Những năm qua tốc độ phát triển kinh tế xã hội nước ta nói chung địa bàn huyện Quảng Trạch nói riêng tăng cao Vì nhu cầu sử dụng điện tăng theo Vì để nâng cao chất lượng điện năng, đảm bảo cung cấp điện an toàn, ổn định, liên tục chất lượng Phục vụ trị, an ninh quốc phòng, phát triển kinh tế xã hội nhu cầu sinh hoạt nhân dân việc giảm tổn thất điện vấn đề cấp thiết quan trọng Trong hệ thống điện miền Trung nói chung hệ thống điện huyện Quảng Trạch nói riêng phụ tải cao điểm thấp điểm thường lệch lớn nên cao điểm thường thiếu công suất vào thấp điểm cơng suất phản kháng lại phát ngược nguồn Thêm vào khả phát công suất phản kháng nhà máy điện hạn chế cosphi = 0,8 – 0,85 Ngồi lý kinh tế, người ta khơng chế tạo máy phát có khả phát nhiều công suất phản kháng đủ cho chế đố phụ tải lớn nhất, mà làm chức điều chỉnh công suất phản kháng hệ thống điện để đáp ứng nhanh chóng yêu cầu thay đồi phụ tải Do phần cơng suất phản kháng bù nguồn công suất phản kháng đặt thêm gọi chung nguồn công suất bù Lưới điện thuộc khu vực huyện Quảng Trạch năm qua đầu tư hệ thống tụ bù công suất phản kháng Tuy nhiên chưa đặt hiệu cao Nguyên nhân phát triển thay đổi lưới điện chưa đồng phụ tải thay đổi liên tục theo năm dẫn đến vị trí lắp đặt tụ bù khơng hợp lý Vì để nghiên cứu tính tốn, đề xuất số giải pháp hợp lý hiệu tác giả chọn đề tài “Nghiên cứu, đề xuất giải pháp bù tối ưu công suất phản kháng nhằm giảm tổn thất điện cho lưới điện huyện Quảng Trạch” Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu hệ thống bù lưới điện phân phối thuộc phạm vi huyện Quảng Trạch Khảo sát nghiên cứu tổng thể hệ thống bù từ đánh giá phân tích đưa giải pháp bù công suất phản kháng tối ưu hợp lý - Phạm vi nghiên cứu đề tài toàn lưới điện phân phối (lưới Trung áp, hạ áp) cấp điện cho phụ tải sinh hoạt chuyên dùng khu vực huyện Quảng Trạch Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu Mục tiêu đề tài: a Phân tích chế độ làm việc hành lưới phân phối 22kV huyện Quảng Trạch b Nghiên cứu tính tốn, đề xuất giải pháp bù tối ưu công suất phản kháng hệ thống lưới điện V c Từ nhu cầu sử dụng điện hộ phụ tải thực trạng nguồn, khảo sát xây dựng hệ thống sơ đồ phân phối phụ tải, tính tốn đề xuất vị trí lắp đặt hệ thống bù kèm theo dung lượng bù cho lưới điện d Sử dụng phần mềm chương trình ngành điện để kiểm soát hệ thống bù lưới Nhiệm vụ nghiên cứu Từ mục tiêu nghiên cứu trên, nên nhiệm vụ luận văn bao gồm vấn đề sau: a Đánh giá trạng nguồn, lưới điện, nhu cầu sử dụng điện năng, tình hình cung cấp điện tính chất phụ tải địa bàn huyện Quảng Trạch b Lý thuyết công suất phản kháng, bù công suất phản kháng ảnh hưởng vấn đề tổn thất điện c Ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT để tính tốn lựa chọn dung lượng bù hợp lý d Phân tích ưu điểm, nhược điểm phương pháp khả áp dụng vào lưới điện huyện Quảng Trạch Ý nghĩa khoa học tính thực tiễn - Góp phần nâng cao chất lượng điện, khả truyền tải khả vận hành lưới điện Việt Nam nói chung lưới điện huyện Quảng Trạch nói riêng ngày tốt - Giúp giảm chi phí vận hành, sửa chữa, giúp giảm tổn hao lượng Mang lại nhiều lợi ích kinh tế cho ngành điện - Làm tài liệu tham khảo cho công tác nghiên cứu vận hành lưới điện phân phối Tên đề tài “Nghiên cứu, đề xuất giải pháp bù tối ưu công suất phản kháng nhằm giảm tổn thất điện cho lưới điện huyện Quảng Trạch” Phương pháp nghiên cứu - Khảo sát tình hình thực tế, thực trang lưới điện, xây dựng sơ đồ phân bố phụ tải - Thu thập thông số vận hành, tổn thất điện (bằng chương trình DSPM, CMIS - Phân tích phương pháp bù cơng suất phản kháng từ xây dựng mơ hình phù hợp cho lưới điện áp dụng cho lưới điện huyện Quảng Trạch - Tính tốn dung lượng cần bù cho lưới điện Sử dụng phần mềm PSS/ADEPT để tính tốn phân bố tối ưu cho hệ thống Bố cục luận văn Chương 1: Tổng quan lưới điện phân phối tình hình TTĐN huyện Quảng Trạch – Tỉnh Quảng Bình Chương 2: Cơ sở tính tốn tổn thất điện phần mềm Pss/Adept Chương 3: Tính tốn phân tích chế độ vận hành lưới điện huyện Quảng Trạch Chương 4: Tính tốn đề xuất giải pháp bù cơng suất phản kháng cho khu vực huyện Quảng Trạch Kết luận kiến nghị CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI VÀ TÌNH HÌNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CỦA HUYỆN QUẢNG TRẠCH – TỈNH QUẢNG BÌNH 1.1 Q trình hình thành phát triển lưới điện huyện Quảng Trạch Lưới điện huyện Quảng Trạch nhận điện lưới từ TBA 110kV Ba Đồn, Hòn La - Tổng số cơng tơ: 29.400 công tơ Các TBA 110kV cấp điện cho huyện Quảng Trạch qua xuất tuyến sau: TBA 110kV Ba Đồn: gồm xuất tuyến 473, 477, 478; xuất tuyến 471, 473, 474, 475 Roòn nhận nguồn từ xuất tuyến 478 Ba Đồn qua TC Roòn TBA 110kV Hòn La: gồm xuất tuyến 472, 474, 476, 478 Phụ tải điện Điện lực Quảng Trạch gồm nhiều thành phần từ sinh hoạt thành thị, nông thôn, công nghiệp, dịch vụ, nông nghiệp… với tổng số 59,404 khách hàng Lưới điện thuộc thuộc quản lý điện lực Quảng Trạch bao gồm lưới điện huyện Quảng Trạch thị xã Ba Đồn Trải qua nhiều phương án hồn thiện cải tạo có nhiều thay đồi nhiều năm qua 1.2 Thực trạng tổn thất điện lưới điện phân phối Điện lực Quảng Trạch Tổn thất điện trạng * Tổn thất chung: Hiện nay, công tác quản lý kinh doanh điện Điện lực, việc tính tốn tổn thất kinh doanh hàng tháng thực theo nguyên tắc: - Điện giao, nhận: Sản lượng điện giao, nhận Điện lực với Công ty chốt vào 0h00 ngày 01 hàng tháng thông qua hệ thống đo xa * Tổn thất theo cấp điện áp: 1.3 Một số giải pháp thực thực để giảm tổn thất lưới điện 1.3.1 Giải pháp kỹ thuật 1.3.1.1 Về điện áp chất lượng điện - Bù công suất phản kháng: - Cân pha trạm biến áp lệch pha >15%, điều chỉnh đầu phân áp MBA phân phối đạt 231V vào thấp điểm có phát sinh tháng 1.3.1.2 Về công tác quản lý vận hành, xử lý cố - Hàng tháng kiểm tra định kỳ điện áp cuối đường dây trung, hạ áp tổ chức khắc phục vào tháng liền kề - Kiểm tra định kỳ ngày (đêm) đường dây trung, hạ áp trạm biến áp phân phối - Kiểm tra vệ sinh thí nghiệm thiết bị điện - Thí nghiệm vệ sinh định kỳ máy biến áp - Đo tải, tính tốn cỡ chì bảo vệ lưới phân phối thay chì phù hợp phụ tải 1.3.1.3 Về cơng tác sửa chữa lớn, ĐTXD: 1.3.1.4 Về quản lý chất lượng vật tư thiết bị lưới điện: 1.3.1.5 Về giảm tổn hao MBA phân phối dây dẫn điện: - Thường xuyên thực phát quang đường dây trung, hạ áp không để xanh va chạm vào đường dây - Xử lý thay mối nối tiếp xúc xấu vị trí đấu nối thiết bị trung, hạ áp vị trí đấu nối cáp hạ áp TBA lên lưới hạ áp, ưu tiên thực trước thiết bị đường trục trạm biến áp có phụ tải lớn - Dự báo xác phụ tải để có phương án cấp điện hợp lý nhằm giảm TTĐN - Hạn chế chuyển nguồn thời gian cao điểm, đóng kết vòng phát tuyến có bán kính cấp điện dài.- Thực chương trình củng cố lưới điện, đặc biệt lưu ý xử lý mối nối hở lưới điện 1.3.2 Giải pháp thương mại: Ngay từ đầu năm Điện lực huyện Quảng Trạch lập chương trình trọng tâm giảm tổn thất thương mại với giải pháp sau: 1.3.3.1 Đối với khách hàng sử dụng điện qua trạm chuyên dùng: 1.3.3.2 Đối với trạm biến áp công cộng: 1.3.3.3 Đối với khách hàng sử dụng điện: 1.3.3.4 Đối với trường hợp hư hỏng công tơ: 1.4 Kết luận Huyện Quảng Trạch với địa hình rơng Phụ tải tập trung nhiều Lưới điện q trình hồn thiện theo năm nên tình hình tổn thất điện cao Theo lũy kế tháng năm 2018 tổn thất giảm giảm sâu so với kỳ năm ngoái chưa đạt theo tiêu kế hoạch đặt Tui có giải pháp cụ thể song chưa đạt hiệu cao Vì cần nghiên cứu giải pháp cụ thể để áp dụng nhằm giảm TTĐN cho khu vực Huyện Quảng Trạch CHƯƠNG CƠ SỞ TÍNH TỐN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG VÀ PHẦN MỀM PSS/ADEPT 2.1 Các phương pháp tính tốn tổn thất công suất tổn thất điện 2.1.1 Vai trò, ý nghĩa tốn xác định TTCS, TTĐN 2.1.1.1 Tính tốn, phân tích TTCS TTĐN quản lý vận hành hệ thống cung cấp điện Lưới điện xây dựng sở toán quy hoạch thiết kế, phần tử lưới lựa chọn đồng thời sở đảm bảo yêu cầu kinh tế - kỹ thuật Tuy nhiên trình vận hành, biến động phụ tải theo thời gian làm cho thông số lưới thiết kế khơng phụ hợp, dẫn đến tiêu kinh tế - kỹ thuật lưới khơng đạt mong muốn 2.1.1.2 Những tồn phương pháp tính tốn TTCS TTĐN a Đặc điểm tính tốn TTCS TTĐN tốn quy hoạch thiết kế toán quản lý vận hành b Lựa chọn xây dựng phương pháp tính toán TTCS TTĐN 2.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến trị số TTCS TTĐN hệ thống cung cấp điện 2.1.2.1 Quan hệ phương pháp tính tốn TTCS TTĐN Có hai nội dung phân tích tổn thất, tính tốn TTCS TTĐN phải lựa chọn cách tính thích hợp, tính tốn TTCS điều kiện cần để tính TTĐN Sự phụ thuộc phi tuyến (gần bậc hai) tổn thất công suất với trị số công suất phụ tải làm cho việc xác định tổn thất điện tương đối phức tạp, để đạt độ xác cao cần phải có thêm thơng tin biểu đồ vận hành, đặc trưng phụ tải cách xử lý tính tốn Các cơng thức gần đúng, lấy theo thực nghiệm tiệm cận hóa, xác định lưới điển hình, có cấu trúc tiêu chuẩn nước ngồi, điều khơng phụ hợp cho lưới điện nước ta 2.1.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến trị số TTCS a Đường dây tải điện Thông số đường dây gồm: điện trở, điện kháng, điện dẫn dung dẫn phân bố đồng dọc theo đường dây, LPP khơng tính tốn thường bỏ qua thành phần tổng dẫn mà không gây nên sai số đáng kể Đối với LPP thường tiết điện dây nhỏ nên có giá trị điện trở lớn, tổn thất phần tử đáng kể chiếm tỷ trọng lớn TTCS TTĐN việc xác định tiết diện dây dẫn hợp lý làm giảm đáng kể tổn thất LPP Ảnh hưởng nhiệt độ Khi tính tốn TTCS TTĐN xem điện trở tác dụng đường dây không đổi, thực tế, điện trở thay đổi theo nhiệt độ dây dẫn: Khi xác định TTCS không xét đến ảnh hưởng điện áp xem U = U đm, TTCS có tính đến khơng tính đến đặc tính tĩnh phụ tải sai khác (10-20%) tùy thuộc cấp điện áp, hệ số công suất tải phụ tải mạng, cần tăng tính xác tính tốn TTCS cần xét đến thay đổi điện áp nút f Ảnh hưởng thay đổi cấu trúc phương thức vận hành Thực tế cấu trúc lưới điện thường trạng thái động, trình làm việc thường xảy trạng thái vận hành khác nhau, đóng cắt đường dây, trạm biến áp bị cố, tiến hành sữa chữa định kỳ… Ứng với trạng thái, phương thức vận hành khác phân bố công suất lưới thay đổi, giá trị TTCS thay đổi tương ứng 2.1.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến trị số TTĐN Chúng ta biết TTCS có ảnh hưởng trực tiếp lớn đến TTĐN, yếu tố ảnh hưởng đến TTCS ảnh hưởng đến TTĐN Ngồi TTĐN phụ thuộc vào biến đổi phụ tải, đặc tính hộ tiêu thụ điện, cấu trúc lưới phương thức vận hành Việc sử dụng giải pháp kỹ thuật khuyến khích kinh tế vấn để sử dụng điện phụ tải như: quản lý nhu cầu điện năng, mua bán điện công tơ nhiều giá, tính tốn, điều khiển tối ưu phương thức vận hành… cho phép giảm đáng kể TTĐN mạng điện a Biểu đồ phụ tải yếu tố ảnh hưởng đến TTĐN HTĐ b Độ xác tính tốn TTĐN điều kiện vận hành Khi giảm vài phần trăm TTĐN trình vận hành làm lợi hàng ngàn triệu đồng Do đó, cần phải chọn phương pháp tính toán hợp lý, giải vấn đề có cơng cụ tốt, sở cho phép phân tích ngun nhân gây nên tổn thất đề xuất biện pháp giảm tổn thất hợp lý, mang lại hiệu kinh tế - kỹ thuật cao Đồ thị phụ tải điện biến thiên theo thay đổi phụ tải mang tính ngẫu nhiên, có quy luật định Để tính tốn xác TTĐN, chung ta cần phải xây dựng đồ thị phụ tải điển hình đặc trưng theo ngày, theo mùa phụ tải 2.1.3 Tính tốn tổn thất cơng suất quản lý vận hành 2.1.3.1 Cơ sở phương pháp Khi tính tốn lưới phân phối, u cầu độ xác khơng cao nên người ta thường sừ dụng phương pháp gần tính phân bố cơng suất tổn thất mạng theo điện áp định mức Cách tính khơng thể sử dụng để phân tích tổn thất lưới điện cụ thể vận hành Do cần, phải lựa chọn phương pháp tính tốn xét đến đầy đủ yếu tố tạo nên độ xác thỏa đáng 2.1.3.2 Phương pháp giải chương trình tính tốn Hình 2.1 sơ đồ khối bước tính tốn phép lặp Newton phương trình tình tốn 2.1.3.3 Xác định TTCS điều kiện vận hành chương trình tính tốn Việc tính tốn xác TTCS lưới điện thực tương đối dễ dạng nhờ chương trình giải tích mạng điện, cần mơ tả đầy đủ yếu tố thiết lập sơ đồ tính tốn lựa chọn chương chình tính thích hợp Sơ đồ thuật toán phương pháp Newton 2.1.4 Tính tốn tổn thất điện hệ thống điện Trong thực tế vận hành, người ta thường sử dụng phổ biến khái niệm tổn thất báo cáo Tổn thất báo cáo đánh giá hiệu số số cơng tơ điện tính lượng điện tải vào mạng số công tơ điện đặt hộ tiêu thụ Giá trị hiệu số (được gọi tổn thất kinh doanh) thường mắc phải sai sót lớn - số nguyên nhân sau đây: Hiện có nhiều phương pháp tính tốn tổn thất điện Mỗi phương pháp đặc trưng thông số tính tốn ban đầu Vậy nên lựa chọn phương pháp tính tốn mà thơng số tính tốn ban đầu dễ thu thập, kết tính tốn xác cao, nghiên cứu cần thiết 10 Bài tốn phân tích sóng hài (Harmonic Analysis) Phối hợp bảo vệ (Protective Coordination) Phân tích điểm mở tối ưu (TOPO) Phân tích độ tin cậy lưới điện (DRA) Sơ đồ áp dụng triển khai PSS/ADEPT Hình 2.2 Phần mềm PSS/ADEPT phát triển dành cho kỹ sư nhân viên kỹ thuật ngành điện Nó sử dụng cơng cụ để thiết kế phân tích lưới điện phân phối PSS/ADEPT cho phép thiết kế, chỉnh sửa phân tích sơ đồ lưới mơ hình lưới điện cách trực quan theo giao diện đồ họa với số nút không giới hạn 2.3.2 Các modul a) Modul Load Flow b) Modul TOPO Phần mềm PSS/ADEPT cung cấp trình để xác định điểm mở tối ưu mạch kín lưới điện phân phối cho tổn thất công suất mạng bé (TOPO) Giải thuật TOPO sử dụng phương pháp Heuristic dựa tối ưu phân bố công suất Một đặc tính giải thuật Heuristic khơng thể định điểm tối ưu thứ hai, thứ ba Các khoá điện xem xét ban đầu phải trạng thái mở đóng lại chúng phải tạo mạch vòng kín, chúng khơng tạo mạch vòng chúng đứng tách biệt nối với mạng tách biệt Những khố điện khơng tạo thành mạch vòng kín đóng bị trình TOPO loại bỏ trước phân tích Với đồ thị phụ tải đơn (một cấp) khơng có nhánh q tải trình tự hoạt động trình TOPO giải sau: 11 Thuật tốn xác định điểm mở tối ưu (TOPO) Bắt đầu với lưới điện hình tia, TOPO đóng khố điện tập khoá điện mở để tạo thành mạch vòng kín Một tốn phân bố tối ưu cơng suất thực mạch vòng để xác định việc mở khóa tốt chuyển mạng điện trở lại dạng lưới điện hình tia Quá trình kết thúc xét hết khoá điện tập khoá điện mở, lúc trình TOPO kết thúc Cấu trúc lưới điện cuối cấu trúc có tổn thất công suất tác dụng bé TOPO xuất giá trị tổn thất công suất ban đầu tổn thất công suất sau mạng điện số tiền tiết kiệm năm từ việc giảm TTCS c) Modul CAPO Tối ưu hóa vị trí đặt dải tụ bù cố định ứng động lưới dựa yếu tố: - Tính kinh tế 12 - Tổn thất hệ thống * Tính vấn đề kinh tế CAPO Tính tốn lắp đặt tụ bù thứ n, độ lớn sF Tất nút hợp lệ lưới điện xem xét để tìm vị trí đặt tụ bù cho số tiền tiết kiệm lớn nhất; giả sử công suất thực tiết kiệm xP (kW) công suất phản kháng tiết kiệm xQ (kvar) Năng lượng tiết kiệm trình bảo trì diễn khoảng thời gian, sử dụng đại lượng thời gian tương đương, gọi Ne: 2.4 Kết luận Để tính tốn TTĐN tác giả sử dụng phương pháp cách tính EVN Đây phương pháp có kết tính tốn sát với thông số thực tế áp dụng rộng rãi đơn vị thuộc EVN Tác giả chọn Phần mềm PSS/ADEPT phần mềm để tính tốn Nó ứng dụng mơ lưới điện phân phối Qua tính tốn phân bố cơng suất, điện áp hệ số cos nút Đồng thời từ sơ đồ lưới mơ ứng dụng tính tốn tốn phân tích độ tin cậy, tìm điểm mở tối ưu, bù tối ưu công suất phản kháng Tác giả sử dụng modul (CAPO) Load flow để tính tốn phân tích Xây dựng sở liệu cho chương trình PSS/ADEPT sở thông số cấu trúc lưới phân phối Công ty Điện lực Quảng Bình 13 CHƯƠNG TÍNH TỐN PHÂN TÍCH CÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH CỦA LƯỚI ĐIỆN HUYỆN QUẢNG TRẠCH 3.1 Thông số lưới điện khu vực huyện Quảng Trạch 3.1.1 Hiện trạng Lưới điện huyện Quảng Trạch trải qua nhiều phương án hoàn thiện cải tạo có nhiều thay Chế độ vận hành bình thường lưới phân phối vận hành hở dạng hình tia dạng xương cá Để tăng cường độ tin cậy lưới điện phân phối Điện lực huyện Quảng Trạch có nhiều đường dây liên kết thành mạng vòng kín vận hành hở, xuất tuyến kết với dao cách ly liên lạc Vì có lắp đặt mạch vòng nên độ tin cậy cung cấp điện tốt lại gây khó khăn vấn đề bảo vệ rơle việc quản lý vận hành Sơ đồ nguyên lý: Phụ lục 3.1.2 Đặc điểm kết lưới lưới điện phân phối huyện Quảng Trạch * TBA 110kV Ba Đồn: * TBA 110kV Hòn La: 3.1.3 Các vị trí phân đoạn xuất tuyến: - Phân đoạn xuất tuyến 473 Ba Đồn vị trí: 43-4 Tượng Đài, MC 483 Quảng Phương, DCL 123-4 Pháp Kệ, DCL142-4 Đông Dương, MC 483 Quảng Thạch, LBS 257 Quảng Thạch Ngồi nhánh rẽ có thiết bị đóng cắt phân đoạn, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho người dân mổi có cố xảy 3.2 Tính tốn TTĐN cho lưới điện phân phối huyện Quảng Trạch Số liệu tải tháng: Phụ lục Bảng công suất ngày điển hình mùa nắng mừa mưa: Phụ lục Đồ thị phụ tải xuất tuyến theo tháng điển hình đại diện cho mùa Sau phân tích đồ thị phụ tải đặc trưng phụ tải lưới điện Huyện Quảng Trạch ngày đêm có thời điểm đặc biệt cần phải xem xét việc tính toán chế độ vận hành lưới điện sau: - Cao điểm sáng (từ 08h00 đến 11h00) - Cao điểm tối (từ 18h00 đến 21h00) - Thấp điểm tối (từ 01h00 đến 3h00) Các xuất tuyến 473 Ba Đồn, 477 Ba Đồn, 478 Ba Đồn, 478 Hòn La đa số cấp điện cho vùng dân cư nên đồ thị phụ tải thể chênh lệch công suất rõ rệt mùa 14 Còn xuất tuyến 472 Hòn La, 474 Hòn La, 476 Hòn La nằm khu cơng nghiệp Hòn La Phụ tải ít, tải đa số nhà máy xí nghiệp công suất phụ thuộc vào thời gian sản xuất nên đồ thị phụ tải mùa có chênh lệch 3.2.2 Tính tốn TTĐN lưới điện phân phối huyện Quảng Trạch Đối với lưới điện Trung áp Huyện Quảng Trạch, xem TTĐN lưới điện Trung áp chủ yếu tổn thất kỹ thuật * Phương thức tính tốn chế độ vận hành 3.3 Kết luận Qua số liệu tính tốn ta nhận thấy TTĐN lưới điện huyện Quảng Trạch mức tốt chưa đạt so với kế hoạch đạt Một số xuất tuyến mức tương đối cao 472 Hòn La 474 Hòn La nguyên nhân sản lượng xuất tuyến nhỏ, Xuất tuyến 478 Hòn La nguyên nhân việc chuyển phương thức kết lưới XT 478 Hòn La XT 478 Ba Đồn thường xuyên nhằm phục vụ cho công tác xử lý cố Do cần có giải pháp cụ thể để tính tốn giảm TTĐN cho lưới điện 15 CHƯƠNG TÍNH TỐN ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP BÙ CƠNG SUẤT PHẢN KHÁNG CHO KHU VỰC HUYỆN QUẢNG TRẠCH 4.1 Phân tích lựa chọn phương án bù - Để tính tốn phân bố cơng suất phân tích chế độ lưới điện Điện lực Quảng Trạch, ta mô chương trình PSS/ADEPT theo sơ đồ nguyên lý năm 2018 - Có tất xuất tuyến thuộc huyện Quảng Trạch cần mô XT 473 Ba Đồn, XT 477 Ba Đồn, XT 478 Ba Đồn, XT 472 Hòn La, XT 474 Hòn La, XT 476 Hòn La, XT 478 Hòn La - Tác giả tính tốn tìm vị trí dung lượng bù tối ưu, sau tính tổn thất điện trước sau bù tối ưu Với khối lượng tính tốn lớn tác giả tính toán áp dụng cho xuất tuyến XT 477 Ba Đồn XT 478 Hòn La sau mở rộng cho lưới điện - Đề bù tối ưu cho hệ thống điện có sẵn Ta tháo hết tụ bù có lưới - Ta chạy toán CAPO phương án bù trung áp, bù hạ áp - Sau tính tốn tổn thất cơng suất phương án trước sau khi bù - So sánh phương án với Lựa chọn phương án tối ưu - Sau có số lượng dung lượng phương án tối ưu Tác giả tái cấu lại toàn hệ thống tụ bù Lắp đặt hệ thống bù dựa phương án tính tốn 4.2 Tính tốn dung lượng cần bù cho xuất tuyến 4.2.1 Phương án bù trung áp - Các số liệu kinh tế chạy CAPO với tốn bù trung áp hình sau: 16 Các thông số kinh tế chạy CAPO - Trình tự kết chạy CAPO phần mềm PSS/ADEPT xem Kết thu sau chạy CAPO tổng hợp sau: 4.2.1.1 Mùa khô Bảng 4.1: Khối lượng dung lượng bù ttrung áp mùa khô Tên xuất tuyến Nền 477 Ba Đồn 478 Hòn La Tổng dung lượng Dung lượng bù (kVAr) Vị trí bù M31 M29/79 M106 M89 M167/200 M16/200 M9/3/185 M190 M169 Ứng động Không Không 150 150 150 150 150 150 150 150 150 1350 17 - Sau có vị trí dung lượng cần bù ta chạy tốn với tụ bù có lưới Ta có tổn thất cơng suất trước sau bù trung áp Bảng 4.2: So sánh TTCS trước sau bù trung áp áp mùa khô Tên xuất tuyến Tổn thất CS phản kháng trước bù ∆Q (%) Tổn thất CS tác dụng trước bù Tổn thất CS tác dụng sau bù TA ∆P (%) ∆P (%) 1.60% 1.44% 0.16% 8.50% 7.55% 0.95% 1.75% 1.57% 0.17% 9.17% 8.21% 0.96% Xuất tuyến 477 Ba Đồn Xuất tuyến 478 Hòn La Chênh lệch Tổn thất CS phản Chênh kháng sau lệch bù TA ∆Q (%) Nhận xét: Qua bảng ta thấy tổn thất CS sau bù trung áp giảm nhiều so với trước bù Cho thấy hiệu mặt kỹ thuật giải pháp 4.2.1.2.Mùa mưa Bảng 4.3: Khối lượng dung lượng bù ttrung áp mùa mưa Vị trí bù Tên xuất tuyến Nền 477 Ba Đồn 478 Hòn La Tổng dung lượng Dung lượng bù (kVAr) M46 DCL79-4 7M106 M149/200 M16/200 M9/3/185 M173 Ứng động Không Không 150 150 150 150 150 150 150 1050 - Sau có vị trí dung lượng cần bù ta chạy toán với tụ bù có lưới Ta có tổn thất công suất trước sau bù trung áp 18 Bảng 4.4: So sánh TTCS trước sau bù trung áp áp mùa mưa Tên xuất tuyến Xuất tuyến 477 Ba Đồn Xuất tuyến 478 Hòn La Tổn thất CS tác dụng trước bù ∆P (%) ∆P (%) Tổn thất CS phản Chênh kháng lệch trước bù ∆Q (%) 1.35% 1.28% 0.07% 7.44% 7.18% 0.26% 1.59% 1.48% 0.11% 8.32% 7.83% 0.49% Tổn thất CS tác dụng sau bù TA Tổn thất CS phản kháng sau bù TA ∆Q (%) Chênh lệch Nhận xét: Qua bảng ta thấy tổn thất CS sau bù trung áp giảm nhiều so với trước bù Cho thấy hiệu mặt kỹ thuật giải pháp 4.2.2 Phương án bù hạ áp - Các số liệu kinh tế chạy CAPO với toán bù hạ áp hình sau: Hình thơng số kinh tế chạy CAPO 4.2.2.1 Mùa khô Danh sách tụ dung lượng bù phụ lục 19 Tên xuất tuyến XT 477 Ba Đồn XT 478 Hòn La Dung lượng bù (kVar) 700 760 - Sau có vị trí dung lượng cần bù ta chạy tốn với tụ bù có lưới Ta có tổn thất cơng suất trước sau bù hạ áp Tổn Tổn thất Tổn thất Tổn thất thất CS CS tác CS phản CS phản tác Chênh Chênh dụng kháng kháng Tên xuất dụng lệch lệch trước trước sau bù tuyến sau bù bù bù HA HA ∆P (%) ∆P (%) ∆Q (%) ∆Q (%) Xuất tuyến 1.60% 1.44% 0.16% 8.50% 7.55% 0.95% 477 Ba Đồn Xuất tuyến 1.75% 1.57% 0.17% 9.17% 8.21% 0.96% 478 Hòn La 4.2.2.2 Mùa mưa Danh sách tụ dung lượng bù phụ lục Tổng dung Tên xuất tuyến lượng bù (kVar) XT 477 Ba Đồn 660 XT 478 Hòn La 750 - Sau có vị trí dung lượng cần bù ta chạy tốn với tụ bù có lưới Ta có tổn thất cơng suất trước sau bù hạ áp 20 Tên xuất tuyến Tổn thất CS tác dụng trước bù ∆P (%) Xuất tuyến 477 Ba Đồn Xuất tuyến 478 Hòn La Tổn thất CS tác Chênh dụng lệch sau bù HA ∆P (%) Tổn thất CS phản kháng trước bù Tổn thất CS phản kháng sau bù HA ∆Q (%) ∆Q (%) Chênh lệch 1.35% 1.22% 0.13% 7.44% 6.74% 0.70% 1.59% 1.43% 0.16% 8.32% 7.45% 0.86% Nhận xét: Qua bảng ta nhận thấy TTCS sau lắp tụ bù giảm rõ rệt mùa Để chọn phương án tối ưu ta so sánh giảm TTCS bù trung áp bù hạ áp 4.3 Lựa chọn phương án tối ưu tính tốn hiệu kinh tế 4.3.1 Lựa chọn phương án tối ưu Qua tính tốn TTCS Pss/Adept ta so sánh phương án bù trung áp hạ áp lựa chọn phương án tối ưu a) Mùa khô Tổn thất Tổn thất Tổn thất Tổn thất CS tác CS phản CS phản CS tác Chênh Chênh dụng kháng kháng Tên xuất dụng sau lệch lệch sau bù sau bù sau bù tuyến bù TA HA TA HA ∆P (%) ∆P (%) ∆Q (%) ∆Q (%) I Xuất 1.44% 0.07% 8.05% 7.55% 0.50% tuyến 477 Ba 1.51% Đồn II Xuất 1.62% 1.57% 0.05% 8.61% 8.21% 0.41% tuyến 478 Hòn La 21 b) Mùa mưa Tên xuất tuyến Tổn thất CS tác dụng sau bù TA ∆P (%) Xuất tuyến 477 Ba Đồn Xuất tuyến 478 Hòn La Tổn thất Tổn thất CS tác Chênh CS phản dụng lệch kháng sau sau bù bù TA HA ∆P (%) ∆Q (%) Tổn thất CS phản kháng sau bù HA ∆Q (%) Chênh lệch 1.28% 1.22% 0.05% 7.18% 6.74% 0.44% 1.48% 1.43% 0.05% 7.83% 7.45% 0.37% Nhận xét: Qua bảng ta nhận thấy TTCS sau bù hạ áp thấp so với TTCS sau bù Trung áp Ta lựa chọn phương án bù hạ áp làm phương án bù tối ưu cho lưới điện c) TTĐN sau bù hạ áp Độ giảm Xuất Độ giảm TT T TT Công Cộng tuyế Kđt điện ∆A T suất ∆P XT n (kWh) Thời (kW) gian Mù (h) Mùa a Mùa Mùa Mùa Mùa mưa kh mưa khô mưa khô ô XT4 77 10.4 2.7 0.38076 0.5552 17,769 6,811.2 24,580 4464 Ba 54 49 17 45 Đồn XT4 78 2.13 2.8 0.51659 0.6692 4,916.6 8,398.2 13,314 4464 Hòn 864 73 84 La Tổng 12.5 5.5 8,928 22,685 15,209 37,895 0.90 1.22 cộng 00 77 53 29 Lượng điện tiết kiệm ∆A (kWh): 37,895.29 22 4.3.2 Tính tốn hiệu kinh tế Tính lượng tổn thất điện giảm hàng năm Tổng lượng điện tiết kiệm năm tính trên: ∆A (kWh): 37,895.29 (kWh/năm) 4.3.3 Giá trị làm lợi hàng năm tính cho xuất tuyến đại diện Giá trị làm lợi giảm TTĐN: G = ∆A* g  g giá mua điện bình quân, g = 1.695 đ/kWh XT 477 Ba Đồn:  ∆A = 24,580.45 (kWh/năm)  G = ∆A * g = 24,580.45 * 1.695 = 41,663,878.01 đồng XT 478 Hòn La:  ∆A = 13,314.84 (kWh/năm)  G = ∆A * g = 13,314.84 * 1.695 = 22,568,669.06 đồng 4.3.3 Chi phí bổ sung tụ bù Tên Hạng Chủng STT xuất mục loại tuyến 477 Ba Lắp tụ Tụ cố Đồn bù định Tụ ứng động Tổng cộng 478 Lắp tụ Tụ cố Hòn La bù định Tụ ứng động Tổng cộng Số lượng Đơn vị tính Đơn giá (triệu đồng) Thành tiền (triệu đồng) 630 kVAr 0.1717 108.184 0.2686 18.802 70 126.986 690 70 kVAr 0.1717 118.487 0.2686 18.802 137.289 Số năm thu hồi vốn: 477 Ba Đồn: 0.305 năm 478 Hòn La: 0.608 năm Trên sở tính tốn xuất tuyến ta mở rộng đề tài để tính tốn áp dụng cho xuất tuyến khác thuộc lưới điện huyện Quảng Trạch 4.4 Kết luận Ứng dụng PSS/ADEPT tính tốn phân bố cơng suất, tìm vị trí bù dung lượng bù phương án : bù phía Trung áp, bù phía hạ áp 23 So sánh phương án kết luận phương án bù hạ áp cố định kết hợp bù hạ áp ứng động phương án mang lại hiệu cho lưới điện phân phối Công ty Điện lực Quảng Bình Qua tiêu làm lợi kinh tế kỹ thuật Ta thấy phương pháp bù công suất phản kháng phương pháp mang lại hiệu kinh tế kỹ thuật cao với số năm thu hồi vốn tương đối bé Nên áp dụng rộng rãi phương pháp cho tồn lưới điện huyện Quảng Trạch nói riêng lưới điện tỉnh Quảng Bình nói chung KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Đề tài “Nghiên cứu, đề xuất giải pháp bù tối ưu công suất phản kháng nhằm giảm tổn thất điện cho lưới điện huyện Quảng Trạch” thực nhằm đề xuất giải pháp để quản lý vận hành lưới điện phân phối hiệu tin cậy Đề tài nghiên cứu chi tiết, cụ thể trạng lưới điện huyện Quảng Trạch để đề giải pháp giảm TTĐN ta đạt kết sau Khảo sát, thu thập số liệu công tác quản lý vận hành, quản lý kinh doanh điện Điện lực Quảng Trạch Phân tích, đánh giá TTĐN thực tế TTĐN qua tính tốn chương trình PSS/ADEPT Qua có giải pháp hợp lý giảm TTĐN hàng năm Đề xuất giải pháp giảm tổn thất điện LĐPP, là: - Triển khai bù cơng suất phản kháng lên lưới Sau tính tốn phương án bù so sánh lợi nhuận phương án kết luận bù hạ áp giải pháp tốt mang lại hiệu kinh tế cao cho lưới điện trạng Công ty Điện lực Quảng Bình Vì vậy, đề xuất phương pháp thực bù: dùng chương trình PSS/ADEPT cho thây phương án bù hạ áp cố định kết hợp bù hạ áp điều chỉnh có giá trị làm lợi kinh tế nhiều so với phương án bù Trung áp bù Trung áp cố định kết hợp với bù hạ áp điều chỉnh Kết giải pháp bù tối ưu CSPK nhằm giảm TTĐN, hiệu làm lợi mang lại năm lớn Như giải pháp giảm tổn thất điện tác giả đề xuất có tính khả thi thực đơn vị 24 Kiến nghị - Việc sử dụng phần mềm PSS/ADEPT để tính tốn phân tích LĐPP điều vơ cần thiết, khai thác tốt giúp ích nhiều công tác quản lý vận hành LĐPP - Do tình hình phát triển phụ tải, cấu trúc lưới điện phân phối thường xuyên thay đổi nên số vị trí tụ bù lắp đặt lưới khơng phù hợp (khơng tối ưu), cần theo dõi hệ số công suất đầu nguồn thay đổi phụ tải để có tính tốn, phân tích, hốn chuyển kịp thời vị trí tụ bù lưới không đảm bảo tối ưu theo định kỳ hàng năm - Các sơ đồ lưới điện lập phần mềm PSS/ADEPT sử dụng lâu dài cách hiệu chỉnh theo thực tế biến động cập nhật lại số liệu phụ tải tính toán Việc sử dụng phương pháp thu thập số liệu phụ tải tính tốn cho phần mềm PSS/ADEPT áp dụng cho toàn lưới điện huyện Quảng Trạch LĐPP khác Tỉnh Quảng Bình ... riêng lưới điện tỉnh Quảng Bình nói chung KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Đề tài Nghiên cứu, đề xuất giải pháp bù tối ưu công suất phản kháng nhằm giảm tổn thất điện cho lưới điện huyện Quảng Trạch ... tế cho ngành điện - Làm tài liệu tham khảo cho công tác nghiên cứu vận hành lưới điện phân phối 3 Tên đề tài Nghiên cứu, đề xuất giải pháp bù tối ưu công suất phản kháng nhằm giảm tổn thất điện. .. Nghiên cứu, đề xuất giải pháp bù tối ưu công suất phản kháng nhằm giảm tổn thất điện cho lưới điện huyện Quảng Trạch Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu hệ thống bù lưới điện phân