Đang tải... (xem toàn văn)
Lựa chọn cấp điện áp tối ưu cho lưới cung cấp điện miền núi
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP - LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT LỰA CHỌN CẤP ĐIỆN ÁP TỐI ƯU CHO LƯỚI CUNG CẤP ĐIỆN MIỀN NÚI Ngành : THIẾT BỊ MẠNG & NHÀ MÁY ĐIỆN Học viên : NGUYỄN THỊ THANH Người HD khoa học : TS PHAN ĐĂNG KHẢI Khoa đào tạo sau đại học THI NGUYấN 2008 Luận văn tôt nghiệp thạc sỹ khoá - đhcn thái nguyên MC LC CHNG 1: TỔNG QUAN ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CỦA LƢỚI ĐIỆN VÀ CÁC CẤP ĐIỆN ÁP ĐANG SỬ DỤNG I Tình hình phát triển lƣới điện phân phối nƣớc ta Trang 1.1 Tình hình gia tăng phụ tải 1.2 Quá trình phát triển lưới điện nước ta II- Tổng quan đặc điểm chung lƣới điện phân phối 2.1 Tổng quan lưới điện phân phối 2.2 Đặc điểm chung lưới điện phân phối 11 III Hiện trạng tình hình phát triển lƣới điện phân phối 12 3.1 Các cấp điện áp phân phối sử dụng nước ta 12 3.2 Hiện trạng mạng phân phối miền Bắc 14 3.3 Đặc trưng kinh tế - kỹ thuật cấp điện áp phân phối 15 IV- Sự cần thiết đánh giá số thông số lƣới điện phân phối 24 4.1 Chọn cấp điện áp hợp lý mạng điện phân phối 25 4.2 Hình dạng lưới tối ưu 26 V- Các đặc điểm mạng điện khu vực có mật độ phụ tải thấp, miền núi 26 5.1 Địa lý 27 5.2 Mạng lưới điện 27 5.3 Phụ tải điện 27 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LuËn văn tôt nghiệp thạc sỹ khoá - đhcn thái nguyªn CHƢƠNG 2: LỰA CHỌN CẤP ĐIỆN ÁP CHO LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 2.1 Đặt vấn đề: 28 2.1.1 Chi phí đầu tư: 28 2.1.2 Chi phí vận hành hàng năm: 29 2.2 Xác định giá trị điện áp hợp lí phương pháp giải tích 30 2.3 Xác định giá trị điện áp hợp lí phương pháp gần 33 2.4 Xác định giá trị điện áp hợp lí phương pháp quy hoạch thực nghiệm 44 2.5 Kết luận chương 48 CHƢƠNG 3: XÂY DỰNG PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CẤP ĐIỆN ÁP CHO LƢỚI CUNG CẤP ĐIỆN MIỀN NÚI Ví dụ áp dụng 50 CHƢƠNG 4: TÍNH TOÁN ÁP DỤNG CHO ĐỊA BÀN HUYỆN VÕ NHAI TỈNH THÁI NGUYÊN 4-1 Hiện trạng cung ứng điện 62 4-2 Nhận xét đánh giá 67 4-3 Tính tốn chọn cấp điện áp hợp lý 68 CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 110 Tài liệu tham khảo 111 PHỤ LỤC PHỤ LỤC 1: Các chương trình PHỤ LỤC 2: Kết tính tốn chọn cấp điện áp hợp lý số huyện miền núi PHỤ LỤC 3: Đĩa CD phần mềm Chương trình chọn cấp điện áp hợp lý Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI NÓI ĐẦU Trong nghiệp cơng nghiệp hố - đại hố nƣớc ta Ngành điện lực nƣớc ta đƣợc giữ vai trị vơ quan trọng Cùng với phát triển mạnh mẽ kinh tế để đáp ứng yêu cầu cung cấp điện cho phát triển kinh tế đặc biệt khu cơng nghiệp thành phố thị xã mà cịn lan rộng tới nơng thơn cịn quan trọng vùng dân cƣ miền núi Hệ thống điện đƣợc đầu tƣ nâng cấp từ việc xây dựng mới, cải tạo lại lƣới điện cấp khác điều khẳng định quan tâm trọng Đảng Nhà nƣớc công điện khí hóa đất nƣớc Đặc biệt, ngành điện phải trƣớc bƣớc cơng cơng nghiệp hố- đại hoá đất nƣớc Điện tạo đà cho phát triển kinh tế, văn hoá, xã hội, nâng cao đời sống vật chất tinh thần cho nhân dân, góp phần bảo vệ giữ vững an ninh trị, bảo vệ tổ quốc Hiện vấn đề chọn cấp điện áp tối ƣu cho vùng sâu, vùng xa nới có mật độ dân cƣ thƣa thớt, nhu cầu sử dụng thấp gặp khó khăn trở ngại lớn Ngồi việc chọn sơ đồ cung cấp chung xác định công suất hợp lý máy biến áp điện lực, vấn đề chọn điện áp hợp lý giá trị điện áp định thông số đƣờng dây tải điện , thiết bị trạm lƣới điện, nghĩa vốn đầu tƣ chi phí kim loại mầu , tổn hao điện chi phí vận hành Xuất phát từ lý việc chọn đề tài “ Lựa chọn cấp điện áp tối ƣu cho lƣới cung cấp điện miền núi ” với mục đích góp phần xây dựng sở khoa học dƣa giải pháp tối ƣu chọn điện áp tối ƣu cho lƣới cung cấp điện miền núi Mục đích luận văn Mục đích đề tài tìm cấp điện áp tối ƣu có hiệu kinh tế khu vực miền núi Nội dung đề tài tập trung vấn đề : - Nghiên cứu, phân tích đánh giá ƣu, nhƣợc điểm cấp điện áp - Nghiên cứu số phƣơng pháp lựa chọn điện áp - Tính tốn cấp điện áp tối ƣu cho địa bàn huyện Võ Nhai Tỉnh Thái Nguyên Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn - Đối tƣợng : Lƣới điện miền núi nói chung lƣới cung cấp điện cho huyện Võ Nhai Tỉnh Thái Nguyên nói riêng - Phạm vi nghiên cứu : Lựa chọn cấp điện áp tối ƣu cho lƣới cung cấp điện miền núi dựa số liệu cụ thể huyện Võ Nhai Tỉnh Thái Nguyên Đóng góp luận văn - Về mặt lý thuyết : Đƣa phƣơng pháp lựa chọn điện áp hợp lý cho khu vực miền núi - Áp dụng : Việc tính tốn, phân tích , so sánh, đánh giá huyện miền núi làm tài liệu lập dự án thức Nội dung nghiên cứu Chƣơng 1: Tổng quan đánh giá trạng lƣới điện cấp điện áp sử dụng Chƣơng : Các phƣơng pháp xác định cấp điện áp tối ƣu Chƣơng : Xây dựng phƣơng pháp xác định cấp điện áp cho lƣới cung cấp điện miền núi Chƣơng 4: Tính tốn áp dụng cho địa bàn huyện Võ Nhai – Tỉnh Thái Nguyên Chƣơng 5: Kết luận kiến nghị Trong trình làm luận văn đƣợc giúp đỡ tận tình thầy giáo hƣớng dẫn thầy giáo môn Đến luận văn em hoàn thành với đầy đủ nội dung yêu cầu đề Tuy nhiên nhiều hạn chế mặt kiến thức tài liệu tham khảo nên tránh khỏi thiếu sót Vì mong đƣợc giúp đỡ bảo thầy giáo bạn đồng nghiệp để luận văn đƣợc hoàn thiện Xin chân thành cám ơn! Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn CHƢƠNG : TỔNG QUAN ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CỦA LƢỚI ĐIỆN VÀ CÁC CẤP ĐIỆN ÁP ĐANG SỬ DỤNG I Tình hình phát triển lƣới điện phân phối nƣớc ta 1.1 Tình hình gia tăng phụ tải * Tình hình tiêu thụ điện Cùng với đổi phát triển kinh tế, trình phát triển điện khí hố nƣớc ta có thay đổi quan trọng, góp phần thúc đẩy phát triển ngành kinh tế, cải thiện mức sống vật chất tinh thần cho nhân dân, đặc biệt nông dân Hiện 100% số huyện nƣớc có điện lƣới quốc gia hầu hết xã có điện Nếu trƣớc năm 1985 lƣới điện địa phƣơng, đặc biệt nông thôn, phụ tải điện chủ yếu phục vụ tƣới tiêu nông nghiệp, khí nhỏ số thị, khu cơng nghiệp phụ tải điện vùng có thêm nhiều thành phần nhƣ phụ tải sinh hoạt, khí chế biến, tiểu thủ cơng nghiệp dịch vụ Chính thành phần góp phần lớn đến phát triển lƣới điện phân phối thúc đẩy thành phần kinh tế phát triển, nâng cao đời sống vật chất nhƣ văn hoá tinh thần cho nhân dân Đây điều kiện quan trọng để toàn Đảng, toàn dân Nhà nƣớc ta thực cơng cơng nghiệp hố, đại hố đất nƣớc, xây dựng nƣớc Việt Nam giàu mạnh, xã hội cơng văn minh Xét tồn ngành, năm 1998 điện thƣơng phẩm toàn quốc đạt 11.198 triệu kWh, với tốc độ tăng bình quân giai đoạn 1997 - 2001 12,6%/năm Năm 2003 điện thƣơng phẩm đạt 15.302 triệu kWh, tăng bình quân 2002 - 2003 16,9%/năm Nhƣ vậy, từ năm 2002 tốc độ tăng điện thƣơng phẩm cao, năm 2001 18,43%; năm 2002 19,44%; năm 2003 16,35%; năm 2004 sản lƣợng điện thƣơng phẩm 17.574 triệu kWh - tăng 14,85% so với năm 2003 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Tỷ trọng điện công nghiệp cấu tiêu thụ điện giảm từ 45% năm 1998 xuống 42% năm 2000 39% năm 2004 Trong tỷ trọng điện sinh hoạt tăng từ 32,9% năm 1998 lên 34% năm 2000 40% năm 2004 Bảng 1.1 Sản lƣợng điện tiêu thụ toàn quốc tỷ trọng điện ngành giai đoạn 2000 -2004 Đơn vị tính GWh Năm 2000 2002 2004 Tổng 9284 13375 17573 Công nghiệp 3944 5503 5847 Nông nghiệp 1359 1866 2257 Phi công nghiệp 765 980 1211 Giao thông vận tải 85 114 160 Ánh sáng sinh hoạt 3131 4912 7099 Tỷ lệ % 100 100 100 Công nghiệp 42 41 39 Nông nghiệp 15 14 13 Phi công nghiệp 7 Giao thông vận tải 1 Ánh sáng sinh hoạt 34 37 40 Thành phần * Dự báo nhu cầu công suất điện Việt Nam đến năm 2008 Theo kết nghiên cứu đề tài KHCN - 0907 [5] dự báo nhu cầu phụ tải giai đoạn 2000 - 2020 Viện chiến lƣợc phát triển - Bộ kế hoạch Đầu tƣ xây dựng với phƣơng án: phƣơng án cao phƣơng án sở Trong lấy Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn nhịp độ phát triển dân số 25 năm (1996 - 2020) đƣợc dự báo bình quân 1,72%/năm Nhu cầu điện theo phƣơng án cao đƣợc dự báo theo phƣơng án phát triển kinh tế cao Để đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế này, tốc độ tăng trƣởng trung bình điện 10,2%/năm 8,9%/năm tƣơng ứng với giai đoạn 2000 - 2010 2010 - 2020 Đến năm 2020, nhu cầu điện 204 tỷ kWh Tốc độ tăng trƣởng điện giai đoạn 1996 - 2020 11%/năm Nhu cầu điện phƣơng án sở đƣợc dự báo theo phƣơng án phát triển kinh tế sở Để đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế này, tốc độ tăng trƣởng trung bình điện 10,5%/năm 8,2%/năm tƣơng ứng với giai đoạn Đến năm 2020, nhu cầu điện 173 tỷ kWh Tốc độ tăng trƣởng điện giai đoạn 2000 - 2020 10,4%/năm Với dự báo ngành điện nói chung lƣới điện phân phối địa phƣơng nói riêng thời gian tới địi hỏi phải có phát triển, cải tạo mở rộng lớn Đây thực tế cần phải đƣợc quan tâm 1.2 Quá trình phát triển lƣới điện nƣớc ta Sƣ hình thành lƣới điện nơng thôn vùng nƣớc khác Việc cung cấp điện cho khu vực nông thôn miền Bắc đƣợc bắt đầu vào cuối năm 1954 bắt đầu kế hoạch năm lần thứ (1961 – 1965) với việc đƣa vào vận hành nhà máy điện: Vinh, Thanh Hoá, Lào Cai, Bắc giang, Việt Trì, Thái Nguyên Tuy nhiên, suốt thời kỳ đến đầu năm thập kỷ 80 việc đƣa điện nông thôn chủ yếu phục vụ cho nơng nghiệp khí nhỏ Ở thời điểm chƣa thực việc xây dựng trạm biến áp để cung cấp điện phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt Việc phát triển mạng lƣới điện nông thôn miền Bắc thực đƣợc đẩy mạnh từ năm 1985 năm 1989 nhà máy thuỷ điện Hồ Bình đƣợc đƣa vào vận hành với sách đổi Đảng, Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn kinh tế đất nƣớc nói chung nơng thơn nói riêng đƣợc cải thiện phát triển Ở miền Nam, việc phát triển lƣới điện nông thơn bắt đầu sau giải phóng chủ yếu phục vụ bơm tƣới tiêu Từ năm 1988, nhà máy thuỷ điện Trị An đƣợc đƣa vào vận hành phát triển lƣới điện phục vụ ánh sáng sinh hoạt nông thôn Tại miền Trung, giai đoạn trƣớc năm 1975, hầu nhƣ tồn vùng nơng thơn chƣa có điện Giai đoạn từ năm 1975 đến 1990 miền Trung thiếu điện nghiêm trọng Nguồn điện máy diêzen công suất thấp, lƣới điện nhỏ hẹp, tập trung số thành phố, thị xã phục vụ chủ yếu cho sinh hoạt thành thị Sau đƣa điện từ miền Bắc vào, lƣới điện nông thôn bắt đầu phát triển Trong giai đoạn 1991 - 1995, thiếu vốn nên việc đầu tƣ vào lƣới điện nƣớc bị hạn chế, không đồng với nguồn điện chƣa đáp ứng đƣợc tốc độ tăng trƣởng nhanh phụ tải Do đó, xảy tình trạng q tải nhiều đƣờng dây trạm biến áp Đến hết năm 1995 có 69.844 km đƣờng dây 18.441 MVA cơng suất trạm biến áp loại vào vận hành, tăng so với năm 1990 26.907 km 8.413 MVA Đặc biệt, vào năm 1994, đƣa vào vận hành 1489 km đƣờng dây 500 kV với trạm bù trạm biến áp 500/220 kV Hồ Bình, Đà Nẵng, Plâycu Phú Lâm với tổng công suất 2.850 MVA góp phần liên kết hệ thống điện khu vực thành hệ thống điện quốc gia hợp Cấp điện áp truyền tải hệ thống điện Việt Nam 220 kV 110 kV Đƣờng dây 500 kV đóng vai trị liên kết hệ thống điện miền thành hệ thống điện hợp Đến năm 1989, tổng chiều dài đƣờng dây chuyên tải từ 66 - 500 kV 10.244 km tổng công suất trạm biến áp 14.000 MVA Đến cuối năm 1998, trạng lƣới điện Việt Nam đƣợc tổng kết bảng 1-2 Hiện trạng lƣới điện Việt Nam cuối năm 1998 TT Cấp điện Bảng 1-2 áp Chiều dài đƣờng Dung lƣợng TBA Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn (kV) dây (km) (MVA) 500 1.490 2.850 220 2.276 3.038 66 - 110 6.478 5.086 Lƣới trung áp (6 - 35) 40.200 14.000 Hạ áp (0,4) 40.778 Nhìn chung, lƣới điện hệ thống điện Vịêt nam tình trạng lạc hậu: đƣờng dây tải điện dài, tiết diện nhỏ, công suất trạm biến áp bị tải nhiều Cụ thể, hệ thống điện Việt nam tồn vấn đề lớn cần giải là: - Sự cân đối phát triển nguồn lƣới, lƣới điện cấp điện áp khác - Hệ thống lƣới điện chƣa đảm bảo cấp điện áp an toàn liên tục cho hộ tiêu thụ, nhiều khu vực rộng lớn có đƣờng dây cung cấp II- Tổng quan đặc điểm chung lƣới điện phân phối 2-1 Tổng quan lƣới điện phân phối Hệ thống điện (HTĐ) bao gồm nhà máy điện, trạm biến áp, đƣờng dây truyền tải phân phối điện đƣợc nối liền với thành hệ thống làm nhiệm vụ sản xuất, truyền tải phân phối điện HTĐ phát triển không ngừng để đáp ứng nhu cầu ngày tăng phụ tải Tuỳ theo mục đích nghiên cứu, HTĐ đƣợc phân chia thành phần hệ thống tƣơng đối độc lập * Về mặt quản lý, vận hành hệ thống điện đƣợc phân thành: - Các nhà máy điện nhà máy điện quản lý Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ... đề tài “ Lựa chọn cấp điện áp tối ƣu cho lƣới cung cấp điện miền núi ” với mục đích góp phần xây dựng sở khoa học dƣa giải pháp tối ƣu chọn điện áp tối ƣu cho lƣới cung cấp điện miền núi Mục... lƣới điện cấp điện áp sử dụng Chƣơng : Các phƣơng pháp xác định cấp điện áp tối ƣu Chƣơng : Xây dựng phƣơng pháp xác định cấp điện áp cho lƣới cung cấp điện miền núi Chƣơng 4: Tính tốn áp dụng cho. .. tƣợng : Lƣới điện miền núi nói chung lƣới cung cấp điện cho huyện Võ Nhai Tỉnh Thái Nguyên nói riêng - Phạm vi nghiên cứu : Lựa chọn cấp điện áp tối ƣu cho lƣới cung cấp điện miền núi dựa số liệu
