Nghiên cứu tính toán phương thức vận hành tối ưu cho lưới điện phân phối điện lực Sơn Trà

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG BÙI ĐỖ QUỐC HUY NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN PHƯƠNG THỨC VẬN HÀNH TỐI ƯU CHO LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC SƠN TRÀ Chuyên ngành: Mạng và Hệ thống điện Mã số: 60.52.50 TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng – Năm 2011 Cơng trình được hồn thành tại ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. ĐINH THÀNH VIỆT Phản biện 1: TS. TRẦN VINH TỊNH Phản biện 2: PGS.TS. TRẦN VĂN TỚP Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ t huậ t họp tại Đại học Đà Nẵng vào ngày 11 tháng 6 năm 2011. Cĩ thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Thơng tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng. - Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng. - 1 - MỞ ĐẦU I. Lý do chọn đề tài Cùng với sự phát triển kinh tế xã hội của đất nước, nhu cầu về điện cũng tăng cao. Lưới điện Thành phố Đà Nẵng nĩi chung, lưới điện Điện lực Sơn Trà nĩi riêng cũng đã phát triển khơng ngừng, phụ tải luơn tăng trưởng cao, lưới điện càng ngày càng được mở rộng và hiện đại hố. Sản lượng điện của Thành phố Đà Nẵng hằng năm tăng từ 13 đến 14%, năm 2010 tăng 13,31% so với năm 2009 [3]; riêng Điện lực Sơn Trà, năm 2010 sản lượng điện tăng 21,25 % so với năm 2009 [5], lưới điện càng ngày càng được mở rộng và hiện đại hố. Do vậy, việc đảm bảo cung cấp điện một cách tin cậy và chất lượng song song với việc nâng cao hiệu quả kinh tế trong vận hành là một yêu cầu cần thiết đối với LĐPP Điện lực Sơn Trà hiện nay. Để đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của khách hàng trong việc nâng cao chất lượng cung cấp điện. Việc nghiên cứu, tính tốn phương thức vận hành, nâng cao hiệu quả kinh tế trong vận hành, nâng cao chất lượng cung cấp điện là một việc làm cần thiết. Trước những nhu cầu thực tiễn nêu trên, hướng nghiên cứu của đề tài là sử dụng phần mềm tính tốn lưới điện phân phối PSS/ADEPT để tính tốn, phân tích và đánh giá nhằm chọn ra phương thức vận hành tối ưu cho LĐPP Điện lực Sơn Trà hiện tại, tính tốn bù cơng suất phản kháng ứng với phương thức vận hành tối ưu. Từ đĩ đưa ra một số giải pháp để hồn thiện hơn nữa kết dây của hệ thống nhằm đảm bảo lưới điện vận hành tin cậy và linh hoạt, nâng cao được chất lượng cung cấp điện, đặc biệt là giảm thiểu tổn thất cơng suất truyền tải trên đường dây. Đề xuất các giải pháp quy hoạch - 2 - lưới điện phân phối Điện lực Sơn Trà để đáp ứng nhu cầu phát triển phụ tải trong thời gian đến. II. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: LĐPP Điện lực Sơn Trà: gồm hai Quận Sơn Trà và Ngũ Hành Sơn – TP Đà Nẵng. - Phạm vi nghiên cứu: tập trung vào tính tốn và phân tích các phương thức vận hành của LĐPP Điện lực Sơn Trà. Qua đĩ, chọn ra phương thức vận hành tối ưu, tính tốn bù cơng suất phản kháng ứng với phương thức vận hành tối ưu và đề ra một số giải pháp để hồn thiện kết dây hiện cĩ, cũng như quy hoạch lưới phân phối nhằm phục vụ cho cơng tác quản lý vận hành, đáp ứng nhu cầu tăng trưởng của phụ tải. III. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu - Tính tốn và phân tích để lựa chọn phương thức vận hành cơ bản tối ưu nhằm đảm bảo tổn thất cơng suất ∆P trong mạng là bé nhất đồng thời đảm bảo điện áp tại các nút nằm trong giới hạn cho phép. - Tính tốn và phân tích các phương thức vận hành dự phịng cĩ thể xảy ra khi lưới điện bị sự cố hoặc cắt điện cơng tác mà khơng nhận được điện từ MBA nguồn để lựa chọn phương thức vận hành dự phịng hợp lý nhất phục vụ cho cơng tác vận hành. - Tính tốn bù cơng suất phản kháng ứng với phương thức vận hành tối ưu phục vụ cho cơng tác vận hành. - Đề xuất một số giải pháp để hồn thiện kết dây hiện tại, quy hoạch lưới điện phân phối Điện lực Sơn Trà nhằm làm cho lưới điện cĩ tính linh hoạt cao trong vận hành, nâng cao chất lượng và hiệu quả trong cung cấp điện. - 3 - IV. Tên đề tài Căn cứ vào mục đích, đối tượng, phạm vi và phương pháp nghiên cứu, đề tài được đặt tên: ‘Nghiên cứu tính tốn phương thức vận hành tối ưu cho lưới điện phân phối Điện lực Sơn Trà’. V. Bố cục luận văn Trên cơ sở mục đích nghiên cứu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu, nội dung đề tài dự kiến như sau: - Mở đầu. - Chương 1: Tổng quan về lưới điện phân phối và tình hình cung cấp điện tại Điện lực Sơn Trà. - Chương 2: Phân tích các phương thức vận hành hiện tại của lưới điện phân phối Điện lực Sơn Trà. - Chương 3: Sử dụng phần mềm PSS/ADEPT để tính tốn phương thức vận hành tối ưu cho LĐPP Điện lực Sơn Trà, tính tốn bù cơng suất phản kháng ứng với phương thức vận hành tối ưu. - Chương 4: Đề xuất một số giải pháp nâng cao hiệu quả cung cấp điện và quy hoạch lưới điện phân phối Điện lực Sơn Trà giai đoạn 2011-2015. - 4 - Chương 1 TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI VÀ TÌNH HÌNH CUNG CẤP ĐIỆN TRÊN ĐỊA BÀN ĐIỆN LỰC SƠN TRÀ 1.1. Đặc điểm chung của lưới điện phân phối 1.1.1. Về lưới điện LĐPP làm nhiệm vụ cung ứng điện cho các phụ tải sao cho đảm bảo được chất lượng điện năng và độ tin cậy. LĐPP trung áp thường cĩ các cấp điện áp 6, 10, 15, 22, 35kV cung cấp điện cho các trạm phân phối trung/hạ áp và các phụ tải trung áp. Lưới điện hạ áp cấp điện cho các phụ tải hạ áp 380/220V. LĐPP thường cĩ kết dây hình tia hoặc liên kết mạch vịng trong cùng một TBA nguồn hoặc với nhiều TBA nguồn với nhau. Tuy cĩ liên kết mạch vịng nhưng hầu hết LĐPP trung áp đều vận hành hở. Mặc dù vận hành hở dẫn đến tổn thất cơng suất và chất lượng điện áp kém hơn so với vận hành kín, nhưng nĩ cĩ nhiều ưu điểm như: đầu tư lưới điện rẻ hơn, yêu cầu thiết bị đĩng cắt và bảo vệ rơ le đơn giản hơn, phạm vi mất điện khơng mở rộng, … LĐPP trung áp cĩ hai dạng là LĐPP trung áp trên khơng và LĐPP cáp ngầm trung áp. 1.1.1.1. Lưới điện phân phối trung áp trên khơng 1.1.1.2. Lưới điện phân phối cáp ngầm trung áp 1.1.2. Về phụ tải điện 1.1.2.1. Đặc điểm của phụ tải điện 1.1.2.2. Các đặc trưng của phụ tải điện 1.1.2.3. Yêu cầu của phụ tải đối với hệ thống điện a. Chất lượng điện năng: Gồm chất lượng tần số và điện áp. b. Độ tin cậy cung cấp điện - 5 - 1.2. Khái quát về đặc điểm tự nhiên và kinh tế-xã hội của hai quận Sơn Trà và Ngũ Hành Sơn 1.3. Tình hình cung cấp điện hiện tại trên địa bàn Điện lực Sơn Trà Điện lực Sơn Trà là một trong năm Điện lực trực thuộc Cơng ty TNHH MTV Điện lực Đà Nẵng, được giao nhiệm vụ cung cấp điện phục vụ nhu cầu phát triển kinh tế xã hội và đời sống nhân dân trên địa bàn hai quận Sơn Trà và Ngũ Hành Sơn. Lưới điện phân phối Điện lực Sơn Trà được cung cấp điện bằng hai TBA 110kV Quận Ba (E13) gồm 5 xuất tuyến và TBA 110kV An Đồn (E14) gồm 4 xuất tuyến. 1.3.1. Trạm biến áp 110 kV Quận Ba (E13) 1.3.2. Trạm biến áp 110 kV An Đồn (E14) 1.4. Tĩm tắt và kết luận chương 1 Lưới điện phân phối Điện lực Sơn Trà cĩ nhiệm vụ cung cấp điện cho địa bàn hai quận Sơn Trà và Ngũ Hành Sơn. Cùng với sự phát triển kinh tế-xã hội của địa phương, LĐPP Điện lực Sơn Trà cũng đã phát triển khơng ngừng. Sơ đồ kết dây trong vận hành của LĐPP Điện lực Sơn Trà chủ yếu dựa vào phân bố địa lý và thực tế vận hành. Một số xuất tuyến được cải tạo phục vụ theo yêu cầu chỉnh trang, giải tỏa mở đường của Thành phố nên cần thiết phải tính tốn để đưa ra phương thức vận hành tối ưu nhằm giảm thiểu tổn thất cơng suất trong vận hành, đảm bảo được độ tin cậy và chất lượng cung cấp điện, đáp ứng nhu cầu phát triển của phụ tải trong thời gian đến. - 6 - Chương 2 PHÂN TÍCH CÁC PHƯƠNG THỨC VẬN HÀNH HIỆN TẠI CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC SƠN TRÀ 2.1. Phương thức vận hành cơ bản hiện tại của LĐPP Điện lực Sơn Trà Khảo sát phương thức vận hành cơ bản hiện tại của LĐPP Điện lực Sơn Trà đang được sử dụng trong vận hành. Lưới điện phân phối Điện lực Sơn Trà nhận từ lưới điện Quốc gia qua hai TBA 110kV Quận Ba (E13) và TBA 110kV An Đồn (E14). 2.1.1. Trạm biến áp 110 kV Quận Ba (E13) Trạm 110kV Quận Ba (E13): gồm hai máy biến áp T1 cĩ cơng suất 25/16/25 MVA, cấp điện áp 115/38,5/23 kV và máy biến áp T2 cĩ cơng suất 40 MVA, cấp điện áp 115/23/11 kV. 2.1.1.1. Máy biến áp T1/E13 Cơng suất đặt là 25/16/25MVA và điện áp là 110/38,5/23kV. Các xuất tuyến đang vận hành gồm: 471-E13, 473/E13, 475/E13. 2.1.1.2. Máy biến áp T2/E13 Cơng suất đặt là 40 MVA, cấp điện áp 115/23/11kV. Các xuất tuyến đang vận hành gồm: 472/E13, 474/E13, 482/E13. 2.1.2. Trạm biến áp 110 kV An Đồn (E14) Trạm 110kV An Đồn (E14): gồm một MBA T2 cĩ cơng suất 25 MVA, cấp điện áp 115/24 kV đang vận hành 4 xuất tuyến 471/E14, 472/E14, 473/E14, 474/E14. 2.2. Phương thức vận hành dự phịng hiện tại của LĐPP Điện lực Sơn Trà 2.2.1. Khi mất điện lưới quốc gia - 7 - 2.2.2. Khi sự cố TBA 110kV Quận Ba (E13) 2.2.3. Khi sự cố TBA 110kV An Đồn (E14) 2.3. Tĩm tắt và kết luận chương 2 LĐPP Điện lực Sơn Trà hiện tại được vận hành hở, theo dạng hình tia cĩ liên kết mạch vịng hoặc khơng cĩ liên kết mạch vịng. Sơ đồ kết dây trong vận hành của LĐPP Điện lực Sơn Trà chủ yếu dựa vào phân bố địa lý và thực tế vận hành. Một số xuất tuyến được cải tạo phục vụ theo yêu cầu chỉnh trang, giải toả mở đường của Thành phố nên cần thiết phải tính tốn để đưa ra phương thức vận hành tối ưu nhằm giảm thiểu tổn thất cơng suất trong vận hành, đảm bảo được độ tin cậy và chất lượng cung cấp điện. Trên cơ sở kết quả tính tốn các phương thức vận hành hiện tại, phương thức vận hành dự phịng và phương thức vận hành tối ưu để đề xuất các giải pháp hồn thiện phương thức kết dây hiện tại, nâng cao hơn nữa độ tin cậy cung cấp điện trong quá trình vận hành. - 8 - Chương 3 SỬ DỤNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT ĐỂ TÍNH TỐN PHƯƠNG THỨC VẬN HÀNH TỐI ƯU CHO LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC SƠN TRÀ TÍNH TỐN BÙ CƠNG SUẤT PHẢN KHÁNG VỚI PHƯƠNG THỨC VẬN HÀNH TỐI ƯU 3.1. Giới thiệu phần mềm PSS/ADEPT 3.1.1. Khái quát chung Phần mềm tính tốn lưới điện PSS/ADEPT (Power System Simulator/Advanced Distribution Engineering Productivity Tool) của hãng Shaw Power Technologies là phần mềm tiện ích mơ phỏng hệ thống điện và là cơng cụ phân tích lưới điện phân phối. Trong khuơn khổ của luận văn, chỉ sử dụng ba chức năng của phần mềm PSS/ADEPT để tính tốn và phân tích lưới điện. Đĩ là: - Tính tốn về phân bố cơng suất. - Tính tốn điểm mở tối ưu (TOPO). - Tối ưu hố việc lắp đặt tụ bù (CAPO). 3.1.2. Tính tốn về phân bố cơng suất Phần mềm PSS/ADEPT giải bài tốn phân bố cơng suất bằng các phép lặp. Các thơng tin cĩ được từ bài tốn phân bố cơng suất là trị số điện áp và gĩc pha tại các nút, dịng cơng suất tác dụng và cơng suất phản kháng trên các nhánh và trục chính, tổn thất cơng suất tác dụng và cơng suất phản kháng trong mạng điện, vị trí đầu phân áp của các máy biến áp trong trường hợp giữ điện áp tại một nút nào đĩ trong một giới hạn cho phép… - 9 - 3.1.3. Tính tốn điểm mở tối ưu (TOPO) Phần mềm PSS/ADEPT cung cấp một trình con để xác định điểm mở tối ưu trong LĐPP sao cho tổn thất cơng suất trong mạng là bé nhất. Giải thuật TOPO tối ưu hố từng phần của một lưới điện hình tia nối với một nút nguồn. Chính vì vậy mà trong tất cả mọi cấu hình mạng điện hình tia, TOPO đều cĩ thể định ra một cấu hình cĩ tổn thất cơng suất tác dụng là bé nhất. Hình 3.1. Thuật tốn xác định điểm mở tối ưu (TOPO). 3.1.4. Tối ưu hố việc lắp đặt tụ bù (CAPO) Tối ưu hố vị trí lắp đặt tụ bù trên lưới là tính tốn vị trí lắp đặt tụ bù trên lưới sao cho kinh tế nhất (nghĩa là sao cho số tiền tiết kiệm được từ việc đặt tụ bù lớn hơn số tiền phải bỏ ra để lắp đặt tụ bù). - 10 - 3.1.5. Các bước thực hiện khi ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT 3.1.6. Các thuận lợi và khĩ khăn trong sử dụng phần mềm PSS/ADEPT 3.1.6.1. Thuận lợi 3.1.6.2. Khĩ khăn 3.2. Các số liệu đầu vào phục vụ cho việc tính tốn lưới điện - Thơng số kỹ thuật về lưới - Thơng số về phụ tải 3.2.1. Phương pháp cơng suất tiêu thụ trung bình 3.2.2. Phương pháp xây dựng đồ thị phụ tải đặc trưng 3.2.3. Kết luận - Trên địa bàn Điện lực Sơn Trà hiện tại, các phụ tải lớn phần lớn đều tập trung vào Khu cơng nghiệp Massda, khu thuỷ sản Thọ Quang, tại các khu vực này đều cĩ đường dây cấp điện riêng biệt nên sẽ dùng phương pháp cơng suất tiêu thụ trung bình để xác định các giá trị tính tốn của phụ tải. Các phụ tải cơng nghiệp khác nằm ngồi Khu cơng nghiệp trên tương đối ít nên sẽ đến từng phụ tải để thu thập dữ liệu qua cơng tơ điện tử. - Các phụ tải cịn lại sẽ dùng phương pháp xây dựng đồ thị phụ tải đặc trưng để xác định các giá trị tính tốn của phụ tải, bằng cách phối hợp giữa đồ thị phụ tải đặc trưng và số liệu đo đạc thực tế phụ tải vào giờ cao điểm tối để tính tốn. Số liệu phụ tải tính tốn trong luận văn được thu thập từ số liệu đo cơng suất quý IV/2010 và số liệu đo cơng suất quý I/2011. - 11 - 3.3. Các tiêu chí để lựa chọn phương thức vận hành tối ưu cho lưới điện phân phối Điện lực Sơn Trà Luận văn tập trung tính tốn, lựa chọn phương thức vận hành sao cho tổn thất cơng suất (∆P) là bé nhất, đồng thời đảm bảo chất lượng điện áp tại các nút và đảm bảo điều kiện phát nĩng của dây dẫn. Đặc trưng phụ tải của hệ thống điện Điện lực Sơn Trà trong một ngày đêm cĩ các thời điểm đặc biệt cần phải xem xét trong việc tính tốn chế độ vận hành của lưới điện như sau: - Cao điểm sáng (từ 8h00 đến 11h00). - Cao điểm tối (từ 18h00 đến 21h00). - Thời điểm trung bình (từ 15h00 đến 16h00) - Thấp điểm tối (từ 0h00 đến 3h00). Trong đĩ, cơng suất vào giờ cao điểm tối là lớn nhất và cơng suất vào giờ thấp điểm tối là nhỏ nhất. 3.4. Tính tốn, lựa chọn phương thức vận hành cơ bản tối ưu cho lưới điện phân phối Điện lực Sơn Trà 3.4.1. Tính tốn cho phương thức vận hành cơ bản hiện tại Phần tính tốn này được thực hiện bằng cách chạy trào lưu cơng suất cho phương thức vận hành cơ bản hiện tại của LĐPP Điện lực Sơn Trà đang được sử dụng ở các chế độ phụ tải cực đại, chế độ phụ tải trung bình và chế độ phụ tải cực tiểu. 3.4.2. Tính tốn, lựa chọn phương thức vận hành cơ bản tối ưu Phần tính tốn này được thực hiện bằng cách cho chạy trình TOPO của phần mềm PSS/ADEPT. Trình TOPO này sẽ tính tốn để xem xét mở phân đoạn nào trên các mạch vịng để đem đến tổn thất cơng suất (∆P) trong tồn mạng là bé nhất. Qua kết quả tính tốn điểm mở tối ưu, ta thấy giữa phương thức vận hành cơ bản tối ưu đã tính tốn và phương thức vận hành cơ - 12 - bản hiện tại mà Điện lực Sơn Trà đang sử dụng cĩ nhiều thay đổi. Trong tổng số 3 mạch vịng hiện cĩ thì 3 mạch vịng đều cần phải thay đổi lại điểm mở của lưới để đem đến tổn thất cơng suất (∆P) thấp hơn. Bảng 3.8. Vị trí điểm mở tối ưu của phương thức vận hành cơ bản Vị trí mở của mạch vịng TT Tên mạch vịng Trước khi chọn tối ưu Sau khi chọn tối ưu 1 Mạch vịng 471/E13–472/E13 DCL 64-4BMA DCL 153-5 Đơng Trà DCL 64-4BMA DCL 162-4 Tân Trà 2 Mạch vịng 473/E13–472/E14 DCL 83-4 Bến Phà MC 473 Bến Phà 3 Mạch vịng 474/E13–474/E14 DCL 83-4 Ngơ Quyền DCL 472-7 KiosPH DCL 83-4 Ngơ Quyền DCL 41.13-4 NHĐơng 3.5. Tính tốn, lựa chọn phương thức vận hành dự phịng cho lưới điện phân phối Điện lực Sơn Trà Để lựa chọn phương thức vận hành dự phịng hợp lý cho LĐPP Điện lực Sơn Trà, tác giả đã dùng phần mềm PSS/ADEPT để tính tốn cho các phương thức vận hành dự phịng đang sử dụng và các phương thức vận hành khác cĩ thể xảy ra, sau đĩ so sánh để lựa chọn phương thức vận hành hợp lý nhất (phương thức cho tổn thất cơng suất (∆P) nhỏ nhất và điện áp nằm trong giới hạn cho phép). Các phương thức dùng để tính tốn đã được kiểm tra đạt về điều kiện phát nĩng của dây dẫn. Việc sử dụng số liệu phụ tải tính tốn vào thời gian cao điểm tối là vì đây là thời điểm phụ tải lớn nhất trong ngày, nếu kết quả tính tốn đạt yêu cầu thì nĩ sẽ đúng cho các thời điểm cịn lại. 3.5.1. Khi sự cố TBA 110kV Quận Ba (E13) 3.5.1.1.Khi sự cố cả 2 MBA 110kV T1 và T2 Quận Ba (E13) - 13 - Dùng xuất tuyến 477/E11 (trạm 110kV Liên Trì) cấp điện cho một phần phụ tải của trạm E13, cụ thể là: - Chuyển xuất tuyến 471/E13 nhận điện từ xuất tuyến 477/E11 qua DCL 06-4 Tuyên Sơn (đĩng). Tiến hành kiểm tra chế độ mang tải của các MBA T1/E11. Kết luận: Trong trường hợp này, MBA T1/E11 quá tải 111,46% do đĩ chỉ nên duy trì phương thức cấp điện ở thời điểm phụ tải thấp điểm trong ngày, sa thải bớt một số phụ tải khơng quan trọng nếu duy trì vận hành ở chế độ phụ tải cao điểm đêm. - Dùng các đường dây 22kV liên lạc 472E14-473E13; 474E14 - 474E13 để cấp điện. + Kiểm tra quá tải khi 472/E14 cấp 473/E13: cĩ 6 đoạn dây dẫn bị quá tải. + Kiểm tra quá tải khi 474/E14 cấp 474/E13: khơng cĩ quá tải dây dẫn. Nhận xét: Trong trường hợp chuyển tải, dùng 472/E14 cấp điện cho 473/E13 cần lưu ý giảm tải trên 6 đoạn dây dẫn bị quá tải. Tổn thất cơng suất trong trường hợp này lớn, điện áp tại một số điểm nút bị giảm thấp. Trong trường hợp dùng 474/E14 cấp 474/E13: các thơng số nằm trong giới hạn cho phép, đảm bảo vận hành. 3.5.1.2.Khi sự cố MBA 110kV T1-E13 3.5.1.3.Khi sự cố MBA 110kV T2-E13 3.5.2. Khi sự cố TBA 110kV An Đồn (E14) + Dùng các đường dây 22kV liên lạc 473/E13-472/E14, 474/E13 - 474/E14 để cấp điện. + Kiểm tra quá tải: khi dùng đường dây 473/E13 cấp điện 472/E14: cĩ 7 đoạn dây bị quá tải, chi tiết các đoạn dây bị quá tải. - 14 - + Khi dùng 473/E13 cấp điện 474/E14: khơng cĩ quá tải dây dẫn. Nhận xét: Trong trường hợp chuyển tải, dùng 473/E13 cấp điện cho 472/E14 cần lưu ý giảm tải trên 7 đoạn dây dẫn bị quá tải. Tổn thất cơng suất trong trường hợp này lớn, điện áp tại một số điểm nút bị giảm thấp. Trong trường hợp dùng 474/E13 cấp 474/E14: khơng cĩ quá tải dây dẫn, nhưng tổn thất cơng suất trong trường hợp này lớn, điện áp tại một số điểm nút bị giảm thấp. 3.6. Tính tốn bù cơng suất phản kháng trên lưới điện phân phối Điện lực Sơn Trà với sơ đồ phương thức vận hành cơ bản tối ưu 3.6.1. Đặt vấn đề 3.6.2. Khảo sát tình hình bù hiện trạng 3.6.3. Các yêu cầu tính tốn 3.6.4.Tính tốn phân bố cơng suất ban đầu 3.6.5. Tính tốn bù kinh tế cho LĐPP Qua tham khảo tài liệu [10], nhận thấy rằng phương án bù trung áp kết hợp bù hạ áp là phương án hiệu quả nhất nên áp dụng phương án này để tính tốn đối với 2 xuất tuyến 471/E13 và 474/E14 là 2 xuất tuyến cĩ cosφ < 0,95. Ứng dụng module CAPO trong phần mềm PSS/ADEPT tính bù cho 2 xuất tuyến nĩi trên. CAPO sẽ xem xét tất cả các nút hợp lệ trên lưới lưới điện để tìm vị trí đặt tụ bù sao cho số tiền tiết kiệm được là lớn nhất. Vì vậy cần thiết lập các thơng số phân tích kinh tế cho bài tốn tối ưu hĩa chế độ đặt bù trong PSS/ADEPT. Lần lượt tính tốn bù cố định và ứng động cho phía trung áp và cho phía hạ áp, đồng thời theo dõi kết quả tính tốn của chương trình đối với hai xuất tuyến 471/E13 và 474/E14, kiểm tra quá bù ở - 15 - chế độ min. Các vị trí bù và dung lượng bù sau khi kiểm tra quá bù theo như bảng 3.15. Bảng 3.15: Vị trí bù và dung lượng bù phía trung áp kết hợp với hạ áp sau khi kiểm tra quá bù Dung lượng bù (kVAr) TT Tên xuất tuyến Vị trí bù Cố định Ứng động 1 Xuất tuyến 471/E13 ThanhNguyen 300 ĐTThanMienTrung 300 04Daman 30 04Hoaquy2T2 30 2 Xuất tuyến 474/E14 CTDongnai 300 DT_CangTST12 300 SXMHMOI_T12 300 04T4 30 Tổng dung lượng bù trung áp 1200 300 Tổng dung lượng bù hạ áp 90 0 3.7. Tĩm tắt và kết luận chương 3 Bằng cách sử dụng phần mềm PSS/ADEPT, trong chương 3 của luận văn đã thực hiện tính tốn và lựa chọn được phương thức vận hành cơ bản và phương thức vận hành dự phịng cho LĐPP Điện lực Sơn Trà ở chế độ mùa nắng năm 2010, các phương thức này cĩ những ưu điểm vượt trội hơn so với phương thức vận hành hiện tại đang được sử dụng như tổn thất cơng suất thấp hơn, điện áp vận hành tốt hơn, nên đề nghị Điện lực đưa vào sử dụng. Với sơ đồ tính tốn lưới điện dùng trong phần mềm PSS/ADEPT đã được lập sẵn, phương pháp thu thập số liệu phụ tải đã được nghiên cứu và kiểm chứng thì việc tính tốn, lựa chọn các phương thức vận hành ở các thời điểm của các năm về sau trở nên đơn giản và ít tốn thời gian hơn. - 16 - Trên cơ sở xây dựng các chỉ số kinh tế cho PSS/ADEPT, tính tốn bù cơng suất phản kháng cho phương thức vận hành tối ưu bằng phương pháp bù trung áp kết hợp hạ áp. Qua kết quả tính tốn và phân tích, cĩ những vấn đề chính cần quan tâm như sau: - Về phương thức vận hành cơ bản: Trong tổng số 3 mạch vịng hiện cĩ trên LĐPP Điện lực Sơn Trà hiện tại thì cần phải thay đổi điểm mở của 3 mạch vịng để cĩ được phương thức vận hành cơ bản tối ưu. Nếu vận hành theo phương thức mới thì tổn thất cơng suất trong tồn mạng sẽ thấp hơn (734,94 kW so với 862,3 kW của phương thức vận hành hiện tại). - Về phương thức vận hành dự phịng: Qua tính tốn và phân tích cho từng trường hợp cụ thể khi khơng nhận được điện từ MBA nguồn, các phương thức vận hành tốt hơn đã được chọn, đĩ là các phương thức cĩ tổn thất cơng suất thấp hơn, điện áp cuối nguồn cao hơn,…Tuy nhiên, các phương thức được chọn dù tốt hơn các phương thức khác nhưng một số trường hợp tổn thất cơng suất vẫn cịn cao, gây quá tải MBA nguồn vào giờ cao điểm tối,… nên nhân viên vận hành cần phải chú ý nhanh chĩng đưa về kết lưới ban đầu, hoặc phải sa thải bớt phụ tải để đảm bảo MBA nguồn khơng bị quá tải. - 17 - Chương 4 MỘT SỐ GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ CUNG CẤP ĐIỆN VÀ QUY HOẠCH LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC SƠN TRÀ GIAI ĐOẠN 2011-2015 LĐPP Điện lực Sơn Trà qua nhiều giai đoạn phát triển đến nay đã cơ bản đáp ứng được nhu cầu sử dụng điện của nhân dân. Do khĩ khăn về nguồn vốn nên trước đây lưới điện được đầu tư xây dựng chưa đồng bộ. Để tiếp tục hồn thiện lưới điện, đáp ứng nhu cầu phát triển phụ tải trong thời gian đến. Dưới đây xin đề xuất một số giải pháp để hồn thiện kết dây hiện tại nhằm nâng cao độ tin cậy cũng như hiệu quả kinh tế trong cung cấp điện. 4.1. Đề xuất một số giải pháp đề hồn thiện phương thức kết dây hiện tại 4.1.1. Các thiết bị dùng để thao tác đĩng cắt trên lưới điện 4.1.1.1. Về cầu chì tự rơi (Fuse cut out - FCO) Các vị trí hiện đang lắp đặt FCO cần phải thay bằng dao cắt cĩ tải kiểu hở như sau: + DCL nhánh rẽ Rada Sơn Trà khu A-474/E14 + DCL nhánh rẽ Phan Tứ -473/E13 + DCL nhánh rẽ An Trung - 473/E13 + DCL nhánh rẽ văn hĩa thể thao An Trung - 473/E13 4.1.1.2. Về máy cắt Recloser + Lắp máy cắt Recloser nhánh rẽ An Mỹ xuất tuyến 474/E13 4.1.2. Tạo các liên kết mạch vịng mới 4.1.2.1. Tạo liên kết mạch vịng giữa xuất tuyến 472/E13 với xuất tuyến 473/E13 - 18 - Xuất tuyến 472/E13 đang cung cấp điện cho một số phụ tải quan trọng đĩ là Cơng ty cao su Đà Nẵng, một số phụ tải dọc khu du lịch Sơn Trà - Điện Ngọc, đường dây liên lạc với xuất tuyến 472/E13 hiện nay chỉ cĩ xuất tuyến 471/E13 (qua DCL 64-4 BMA và DCL 153-4 Đơng Trà). Vì vậy, cần thiết phải tạo liên kết mạch vịng cho đường dây này để dự phịng trong cấp điện, bằng cách lắp đặt 01 dao cách ly tại vị trí trụ sắt số 02 thuộc đường dây 473/E13 nhằm mục đích tạo mạch liên lạc cho hai đường dây 472/E13 và 473/E13. 4.1.2.2. Tạo liên kết mạch vịng giữa xuất tuyến 473/E13 với xuất tuyến 474/E13 Hiện nay xuất tuyến 473/E13 cung cấp điện cho khu vực phía Đơng đường Ngũ Hành Sơn, Ngơ Quyền; mới chỉ cĩ liên lạc với XT472E14 qua DCL 83-4 Bến Phà (cắt). Qua khảo sát, nhận thấy rằng việc lắp thêm 01 DCL liên lạc là phù hợp. Vị trí lắp đặt dự kiến: trụ số 36 của XT 473/E13 (số 34 thuộc XT 474/E13). Lắp đặt dao cách ly tại vị trí này nhằm mục đích tạo mạch liên lạc giữa 2 xuất tuyến 473/E13 và 474/E13. 4.2. Một số đề xuất quy hoạch lưới điện phân phối Điện lực Sơn Trà giai đoạn 2011-2015 4.2.1. Xây dựng thêm 01 xuất tuyến 22 kV 476/E14 Xây dựng mới đường dây 22kV xuất tuyến 476/E14 để san tải xuất tuyến 472/E14 cùng với mục đích khai thác nguồn 22kV sau trạm 110kV An Đồn (E14) để cung cấp điện cho các phụ tải bờ đơng đường Ngơ Quyền, đặc biệt là các khu du lịch tại bán đảo Sơn Trà. - 19 - Hình 4.1. Sơ đồ xuất tuyến 476/E14 xây dựng mới 4.2.2. Xây dựng thêm 01 xuất tuyến 22 kV 478/E14 Xây dựng mới đường dây 22kV xuất tuyến 478/E14 để cấp điện cho khu cơng nghiệp thủy sản Thọ Quang. Chiều dài tuyến khoảng 3300 mét, đường dây đi nổi sử dụng dây nhơm bọc cách điện bán phần XLPE/Al 1x240mm2-12,7/24kV; đường dây đi ngầm 24kV sử dụng cáp XLPE/DSTA/PVA/Cu (3x240)mm2. C42/E14 476/E14 472/E14 LBS 110-4 ST Đi Bãi Bắc 403 Hải quân Đường dây xây dựng mới Đường Yết Kiêu - 20 - Hình 4.2. Sơ đồ xuất tuyến 478/E14 xây dựng mới 4.2.3. Xây dựng thêm 01 xuất tuyến 22 kV 484/E13 Xây dựng mới đường dây 22kV xuất tuyến 484/E13 cĩ liên lạc với xuất tuyến 482/E13 hiện trạng để cấp điện cho khu du lịch dọc biển Sơn Trà - Điện Ngọc. C42/E14 478/E14 474/E14 DCL 68-4 Khúc Hạo KCN thuỷ sản Thọ Quang Bưu điện Mân Thái Đường dây xây dựng mới Cảng Tiên Sa - 21 - Hình 4.3. Sơ đồ xuất tuyến 484/E13 xây dựng mới 4.2.4. Lắp thêm 01 MBA tại trạm 110kV E14 (An Đồn) Theo quy hoạch phát triển lưới điện TP Đà Nẵng giai đoạn 2007-2010 cĩ xét đến năm 2015 [12] và căn cứ dự kiến một số phụ tải được đưa vào từ nay đến năm 2015, cần thiết phải lắp đặt thêm một MBA 25MVA-110/22kV. Mặt khác sau khi đầu tư thêm 01 MBA sẽ cĩ điều kiện dành riêng MBA này để cấp điện cho KCN Massda hiện đang duy trì điện áp đầu nguồn là 22200V (do các MBA phân phối của KCN Massda chỉ cĩ tối đa đặt ở nấc phân áp 22200V). Điều này giúp cho việc nâng cao được điện áp thanh cái tại đầu C42/E13 484/E13 482/E13 DCL tại tủ RMU 04 Đường Nguyễn Duy Trinh Kios 02 Đường dây xây dựng mới Đường Trường Sa - 22 - nguồn của các xuất tuyến 472/E14, 474/E14. Tỷ lệ giảm tổn thất cơng suất của hai xuất tuyến này khi thanh cái đầu nguồn vận hành ở điện áp 23100V như bảng 4.2. Bảng 4.2: Tỷ lệ giảm tổn thất cơng suất của hai xuất tuyến 472/E14 và 474/E14 khi thanh cái đầu nguồn vận hành ở điện áp 23100V Khi vận hành thanh cái ở điện áp 22200V Khi vận hành thanh cái ở điện áp 23100V Tên xuất tuyến Tổn thất (kW) Umin (kV) Tổn thất (kW) Umin (kV) Tỷ lệ giảm tổn thất cơng suất 472/E14 207,65 21,65 189,66 22,58 8,66% 474/E14 185,16 21,57 169,59 22,50 8,40% 4.3. Tĩm tắt và kết luận chương 4 - Căn cứ vào sơ đồ lưới điện hiện trạng, các tính tốn ở chương 3 để đề xuất một số giải pháp hồn thiện phương thức kết dây hiện tại nhằm hồn thiện sơ đồ, nâng cao tính linh hoạt trong vận hành. - Đề xuất một số giải pháp quy hoạch lưới phân phối Điện lực Sơn Trà trong thời gian đến nhằm đáp ứng nhu cầu tăng trưởng của phụ tải trong thời gian tới, tránh quá tải đường dây, giảm tổn thất cơng suất trong quá trình vận hành. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Với vai trị là đơn vị quản lý lưới điện và kinh doanh điện năng trên địa bàn hai quận Sơn Trà và Ngũ Hành Sơn. Trong những năm qua, Điện lực Sơn Trà đã hồn thành nhiệm vụ chính trị được giao, đảm bảo cung cấp điện, đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế xã hội và đời sống nhân dân của địa phương. - 23 - Trong những năm đến, với đặc thù về đặc điểm tự nhiên và những thế mạnh của địa phương, khu vực hai quận Sơn Trà và Ngũ Hành Sơn hứa hẹn sẽ phát triển mạnh mẽ trong thời gian đến. Để đáp ứng được sự phát triển đĩ, địi hỏi việc cung ứng điện, phát triển lưới điện phân phối của Cơng ty Điện lực Đà Nẵng nĩi chung, Điện lực Sơn Trà nĩi riêng phải tương ứng phát triển. Đề tài: “Nghiên cứu tính tốn phương thức vận hành tối ưu cho lưới điện phân phối Điện lực Sơn Trà” nhằm mục đích tính tốn, lựa chọn các phương thức vận hành cho LĐPP Điện lực Sơn Trà nhằm đáp ứng sự phát triển đĩ. Trong luận văn đã thực hiện nghiên cứu được những kết quả chính như sau: - Tính tốn phương thức vận hành cơ bản hiện tại và tối ưu của LĐPP Điện lực Sơn Trà, trong đĩ bao gồm cơng suất và tổn thất cơng suất trên từng xuất tuyến, từng trạm biến áp nguồn, đã chỉ ra được các xuất tuyến cĩ tổn thất cơng suất cao nhằm giúp cho đơn vị quản lý vận hành cĩ kế hoạch tiếp tục nâng cấp và cải tạo lưới điện sau này. Thực hiện kiểm tra điện áp tại các nút trên từng xuất tuyến để tìm nút cĩ điện áp thấp nhất giúp cảnh báo trong vận hành. Thực hiện tính tốn bù cơng suất phản kháng ứng với phương thức vận hành tối ưu. - Tính tốn điểm mở tối ưu cho phương thức vận hành cơ bản của LĐPP Điện lực Sơn Trà, đã chọn ra được phương thức vận hành cơ bản cho tổn thất cơng suất thấp nhất và điện áp nằm trong phạm vi cho phép. - Tính tốn một số phương thức vận hành dự phịng của LĐPP Điện lực Sơn Trà trong trường hợp bị sự cố hoặc cắt điện cơng tác. Đã chọn ra được một số phương thức vận hành dự phịng hợp lý nhất, đĩ là những phương thức cho tổn thất cơng suất thấp hơn và - 24 - điện áp nằm trong phạm vi cho phép, giúp cho các nhân viên vận hành cĩ những điều hành hợp lý trong từng thời điểm nhất định. - Đề xuất một số giải pháp nhằm hồn thiện LĐPP Điện lực Sơn Trà hiện tại, nâng cao hơn nữa độ tin cậy trong cung cấp điện, linh hoạt trong chuyển đổi phương thức, nhất là đáp ứng nhu cầu phát triển của phụ tải trong giai đoạn 2011-2015, giúp cho lưới điện vận hành hiệu quả hơn. Kết quả tính tốn lựa chọn các phương thức vận hành cĩ thể là tư liệu tham khảo cho các cán bộ lập phương thức và các Điều độ viên trong việc lập phương thức vận hành bình thường cũng như trong chế độ xử lý sự cố nhằm cĩ được phương thức vận hành tốt nhất. Ngồi ra cũng giúp ích cho các cán bộ kỹ thuật trong việc lập các dự án để nâng cấp lưới điện hiện cĩ. Sơ đồ tính tốn được lập nên trong phần mềm PSS/ADEPT sẽ giúp cho các cán bộ quản lý vận hành cĩ thể sử dụng được lâu dài. Trong đĩ, chỉ cần hiệu chỉnh lại lưới điện theo thực tế và cập nhật lại số liệu phụ tải tính tốn sẽ giúp tính được các phương thức vận hành tối ưu theo từng thời điểm của các năm về sau. Các phương pháp thu thập số liệu phụ tải tính tốn dùng trong phần mềm PSS/ADEPT cĩ thể áp dụng cho các LĐPP khác cĩ tính chất tương tự. Các giải pháp đề xuất để hồn thiện lưới điện cĩ tính khả thi cao vì khối lượng và vốn đầu tư tương đối ít, dễ thực hiện trong điều kiện hiện nay. Do vậy nên thực hiện để cĩ được sơ đồ lưới điện hồn chỉnh ./.