Báo cáo khoa học: Bù công suất phản kháng nâng cao chất lượng điện năng l-ới điện nông nghiệp

Chia sẻ: Nguyễn Phi Nhung Nhung | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

141
lượt xem 52
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nghiên cứu, đề xuất ph-ơng pháp tính toán bù tối -u công suất phản kháng phù hợp với l-ới điện phân phối sao cho vừa đảm bảo chất l-ợng điện áp, vừa có tính kinh tế đang l

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo khoa học: Bù công suất phản kháng nâng cao chất lượng điện năng l-ới điện nông nghiệp

Báo cáo khoa học: Bù công suất phản kháng nâng cao chất lượng điện năng l-ới điện nông nghiệp
T¹p chÝ KHKT N«ng nghiÖp, TËp 1, sè 2/2003 bï c«ng suÊt ph¶n kh¸ng n©ng cao chÊt l−îng ®iÖn n¨ng l−íi ®iÖn n«ng nghiÖp Reactive power compensation to raise electric quality in agricultural distribution network NguyÔn ThÞ Hiªn1 summary Calculating and choosing the place and compensation capacity based on scientific installation is a practical and imperative problem in distributing and conducting electricity. This paper presents a method to determine optimal compensation places and capacity of reactive power in distribution network. Nonlinear programming model was applied (optimum the benefits every year), and the optimal solution was received by the iterative procedure. The problem was programmed by Matlab algrothim. Keywords: Compensation, reactive, optimum. 1. §Æt vÊn ®Ò Hiªn (2002) cho thÊy: mçi ph−¬ng ph¸p Nghiªn cøu, ®Ò xuÊt ph−¬ng ph¸p tÝnh ®Òu cã −u, nh−îc ®iÓm nhÊt ®Þnh v thÝch to¸n bï tèi −u c«ng suÊt ph¶n kh¸ng phï hîp trong nh÷ng ®iÒu kiÖn tÝnh to¸n kh¸c hîp víi l−íi ®iÖn ph©n phèi sao cho võa nhau, c¸c m« h×nh ®−îc x©y dùng ch−a ®¶m b¶o chÊt l−îng ®iÖn ¸p, võa cã tÝnh mang ý nghÜa tæng qu¸t, chØ ¸p dông víi kinh tÕ ®ang l mét vÊn ®Ò cÇn ®−îc quan m¹ng ®iÖn h×nh tia ®¬n gi¶n, ch−a xÐt tíi t©m bëi v× trong thùc tÕ, viÖc l¾p ®Æt c¸c sù ph©n bè ngÉu nhiªn cña phô t¶i ... thiÕt bÞ bï ch−a mang l¹i hiÖu qu¶ kinh tÕ; M« h×nh bï tèi −u cho phÐp x¸c ®Þnh vÞ dung l−îng v vÞ trÝ ®Æt thiÕt bÞ bï ®−îc trÝ v dung l−îng ®Æt bï sao cho ®¹t ®−îc chän ch−a hîp lý nªn kh«ng nh÷ng kh«ng hiÖu qu¶ kinh tÕ tèi ®a m vÉn ®¶m b¶o c¶i thiÖn ®−îc chÊt l−îng ®iÖn m cßn cã c¸c ®iÒu kiÖn kü thuËt cña m¹ng (®iÖn ¸p, thÓ l m t¨ng tæn hao, g©y thiÖt h¹i kinh tÕ. dßng cho phÐp, ...) ViÖc tÝnh to¸n, lùa chän vÞ trÝ v dung l−îng bï trªn c¬ së khoa häc l mét b i 2. x©y dùng M« h×nh to¸n häc to¸n cã ý nghÜa thùc tiÔn v cÊp thiÕt ®èi 2.1. M« h×nh to¸n häc víi ng nh ®iÖn nãi riªng v nÒn kinh tÕ nãi B i to¸n bï tèi −u c«ng suÊt ph¶n chung. kh¸ng l x¸c ®Þnh c«ng suÊt v vÞ trÝ ®Æt Qua nghiªn cøu, ph©n tÝch c¸c ph−¬ng c¸c thiÕt bÞ bï nh»m môc tiªu ®¹t hiÖu qu¶ ph¸p tÝnh bï c«ng suÊt ph¶n kh¸ng kinh tÕ cùc ®¹i khi tho¶ m n tÊt c¶ c¸c (ph−¬ng ph¸p bï theo ®iÖn ¸p, cùc tiÓu ®iÒu kiÖn kü thuËt trong chÕ ®é l m viÖc h m chi phÝ tÝnh to¸n, cùc tiÓu tæn thÊt b×nh th−êng cña m¹ng ®iÖn. ChØ tiªu hiÖu c«ng suÊt t¸c dông, ... ) cña NguyÔn ThÞ I Bé m«n §iÖn N«ng nghiÖp, Khoa C¬ ®iÖn 142
Bï c«ng suÊt ph¶n kh¸ng n©ng cao chÊt l−îng ®iÖn n¨ng Theo L V¨n ót & cs (1999) cã thÓ qu¶ kinh tÕ l c¸c chi phÝ quy ®æi, c¸c yªu cÇu kü thuËt, l c¸c h¹n chÕ vÒ ®é lÖch biÓu diÔn h m môc tiªu b»ng ma trËn cÊu ®iÖn ¸p, kh¶ n¨ng mang t¶i cña c¸c phÇn tróc [A] : tö trong m¹ng ®iÖn v c«ng suÊt cña c¸c thiÕt bÞ bï. 2([Ai ][Qtt ]).([Ai ][Qb ] − ([Ai ][Qb ])2 n F = C∆τ- ∑ Ri a. H m môc tiªu Ui2 i =1 - p. (∑ k0 j + kb ∑ Qbj ) → max (2.3) F = C∆.DA - p. (∑ k0 j + kb ∑ Qbj ) → max (2.1) b. C¸c ®iÒu kiÖn r ng buéc + §iÒu kiÖn c©n b»ng c«ng suÊt ph¶n Trong ®ã: kh¸ng nót: C∆ - gi¸ 1 kWh tæn thÊt ®iÖn n¨ng, lÊy Tæng c«ng suÊt ph¶n kh¸ng tíi mét nót b»ng gi¸ b¸n ®iÖn trung b×nh, (®/ kWh); bÊt kú trong m¹ng ®iÖn ph¶i c©n b»ng víi tæng c«ng suÊt ph¶n kh¸ng ®i ra tõ nót ®ã DA - ®é gi¶m tæn thÊt ®iÖn n¨ng so víi tr−íc khi ®Æt bï, (kWh); ∑ (Q Qi = Qtj - Qbj + + ∆Qk ) (2.4) DA phô thuéc v o cÊu tróc l−íi, ®å thÞ k k phô t¶i c«ng suÊt ph¶n kh¸ng, cÊu tróc tr¹m bï: sè l−îng, vÞ trÝ, chÕ ®é vËn h nh Trong ®ã: tô bï. Qi - c«ng suÊt ph¶n kh¸ng ®i tíi nót j, p - hÖ sè ®−îc x¸c ®Þnh: víi m¹ng ®iÖn hë i = j; Qtj - phô t¶i ph¶n kh¸ng t¹i nót j, p = atc + kvh + kkh (2.2) (kVAr); 1 Tæng k lÊy øng víi c¸c nh¸nh nèi víi Víi: atc = - hÖ sè thu håi vèn ®Çu t− nót j cã h−íng c«ng suÊt ®i ra khái nót. Tn tiªu chuÈn; + §iÒu kiÖn vÒ c«ng suÊt ph¸t cña tô: Tn - thêi gian thu håi vèn ®Çu t− tiªu 0 ≤ Qbj ≤ Qbjmax (2.5) chuÈn, (n¨m); kvh, kkh - hÖ sè vËn h nh v hÖ sè khÊu Qbjmax - c«ng suÊt bï tèi ®a t¹i nót hao thiÕt bÞ, th−êng lÊy theo phÇn tr¨m j, x¸c ®Þnh theo c«ng suÊt phô t¶i. vèn ®Çu t− (bao gåm c¶ x©y l¾p v thiÕt + §iÒu kiÖn vÒ chÊt l−îng ®iÖn ¸p bÞ). Víi l−íi trung ¸p: Kvh = 7%, kkh = 3% §iÖn ¸p t¹i c¸c nót trong m¹ng ®iÖn ë ÷ 5% (TrÇn Quang Kh¸nh, 2000) bÊt kú chÕ ®é l m viÖc n o ®Òu ph¶i n»m koj - th nh phÇn chi phÝ cè ®Þnh cña trong giíi h¹n cho phÐp: tr¹m tô bï j, (®ång /tr¹m); ∆Vcpd% ≤ ∆Vj% ≤ ∆Vcpt% (2.6) kb - gi¸ ®¬n vÞ c«ng suÊt tô bï, l h m phô thuéc c«ng suÊt bï, l h m phi tuyÕn, hay Umin ≤ Uj ≤ Umax (2.7) rêi r¹c cña Qb, ®Ó ®¬n gi¶n lÊy kb = const; Qbj - c«ng suÊt bï t¹i tr¹m thø j, Umax, Umin - Giíi h¹n cho phÐp trªn v (kVAr); d−íi cña ®iÖn ¸p, (kV); 143
NguyÔn ThÞ Hiªn + §iÒu kiÖn vÒ dßng ®iÖn (kh¶ n¨ng t¶i ®ßi hái tÝnh chÝnh quy v liªn tôc cña h m cña ®−êng d©y) môc tiªu, thuËt to¸n ®¬n gi¶n, dÔ ¸p dông. Tuy nhiªn, khèi l−îng tÝnh to¸n cña Sau khi ®Æt bï, dßng ®iÖn ch¹y qua ph−¬ng ph¸p lín, ®ßi hái ph¶i ®−îc thùc c¸c nh¸nh ph¶i ë trong giíi h¹n cho phÐp, hiÖn trªn m¸y tÝnh. nghÜa l : 2.3. ¸p dông Ii ≤ Icpi (2.8) B i to¸n ®−îc lËp tr×nh theo ng«n ng÷ Matlab, ¸p dông cho l−íi ®iÖn h×nh 1, kÕt Icpi - dßng ®iÖn cùc ®¹i cho phÐp ch¹y qu¶ tÝnh to¸n cho trong b¶ng 1; Sau khi bï, l−îng ®iÖn n¨ng tiÕt kiÖm h ng n¨m l qua nh¸nh i, gi¸ trÞ n y ®−îc x¸c ®Þnh theo 46114,5 kWh mang l¹i 41,8 triÖu ®ång tiÕt diÖn d©y dÉn cña m¹ng ®iÖn. cho ng nh ®iÖn; Ph−¬ng ¸n ®ßi hái vèn + C¸c ®iÒu kiÖn liªn quan ®Õn vèn ®Çu t− ®Çu t−: 156,3 triÖu ®ång. (thêi gian thu håi vèn) sÏ ®−îc xÐt ®Õn nh− mét ®iÒu kiÖn ®ñ ®Ó quyÕt ®Þnh cã nªn 3. nhËn xÐt V kÕt luËn ®Æt bï t¹i mét nót j n o ®ã hay kh«ng (NguyÔn ThÞ Hiªn, 2002). Trong ®iÒu kiÖn cña m¹ng ®iÖn n«ng nghiÖp n−íc ta hiÖn nay, viÖc t×m ra mét * NhËn xÐt: Qua sù ph©n tÝch, so s¸nh ph−¬ng ph¸p tÝnh bï c«ng suÊt ph¶n cña NguyÔn ThÞ Hiªn (2002) v ViÖn kh¸ng khoa häc l mét b i to¸n hÕt søc cã N¨ng l−îng (2000) cho thÊy ph−¬ng ph¸p ý nghÜa, ph−¬ng ph¸p tÝnh bï tèi −u c«ng bï tèi −u víi h m môc tiªu (2.1) v c¸c suÊt ph¶n kh¸ng dùa trªn chØ tiªu tèi ®a r ng buéc (2.4) ÷ (2.7) tá ra hîp lý h¬n c¶, c¸c tiÕt kiÖm m chóng t«i x©y dùng ® l sù kÕt hîp h i ho , chÆt chÏ gi÷a lîi Ých kh¾c phôc ®−îc mét sè nh−îc ®iÓm cña kinh tÕ víi c¸c chØ tiªu kü thuËt, ®¸p øng c¸c ph−¬ng ph¸p tÝnh tr−íc ®ã, cô thÓ: ®−îc thùc tiÔn cña l−íi ®iÖn ph©n phèi hiÖn nay ë ViÖt Nam. Ph−¬ng ph¸p cã thÓ ¸p dông thuËn tiÖn ®èi víi mét m¹ng ®iÖn hë bÊt kú, sè liÖu 2. 2. Ph−¬ng ph¸p tÝnh ®ßi hái kh«ng nhiÒu, dÔ thu thËp. M« h×nh víi h m môc tiªu (2.3) v hÖ Ph−¬ng ph¸p v ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n c¸c r ng buéc (2.4 ÷ 2.8) l m« h×nh quy cho phÐp xem xÐt sù ¶nh h−ëng ®ång thêi ho¹ch phi tuyÕn, ®a biÕn víi c¸c biÕn gi¸n cña nhiÒu yÕu tè kinh tÕ - kü thuËt, do ®ã ®o¹n v× c«ng suÊt cña c¸c thiÕt bÞ bï (bé n©ng cao ®−îc ®é chÝnh x¸c cña b i to¸n. tô) thay ®æi rêi r¹c nªn viÖc lùa chän mét ViÖc x¸c ®Þnh thø tù −u tiªn c¸c nót ®Æt ph−¬ng ph¸p gi¶i phï hîp, cã hiÖu qu¶ l bï v gi¶m nhá sè biÕn (nót bï) tuú thuéc vÊn ®Ò quan träng v cã ý nghÜa. v o kh¶ n¨ng ®©ï t− v qu¶n lý vËn h nh Qua ph©n tÝch, ®¸nh gi¸ mét sè ph−¬ng (NguyÔn ThÞ Hiªn, 2002) l m ®¬n gi¶n rÊt ph¸p tÝnh (ViÖn n¨ng l−îng, 2000; nhiÒu qu¸ tr×nh tÝnh to¸n m kh«ng ¶nh NguyÔn ThÞ HiÖn, 2002), ph−¬ng ph¸p lÆp h−ëng ®Õn tÝnh tèi −u cña b i to¸n. nhiÒu b−íc tá ra l ph−¬ng ph¸p kh¸ phï hîp ®èi víi b i to¸n tÝnh to¸n dung l−îng Ph−¬ng ph¸p ®Ò xuÊt cã thÓ ¸p dông cã tô bï tèi −u, tuy møc ®é héi tô chËm h¬n hiÖu qu¶ ®èi víi c¸c l−íi ®iÖn trung ¸p ë so víi c¸c ph−¬ng ph¸p sö dông ®¹o h m khu vùc n«ng nghiÖp v còng cã thÓ më cÊp hai (Lagrange, Gradient ...) nh−ng −u réng ph¹m vi øng dông ®èi víi c¸c l−íi ®iÓm næi bËt cña ph−¬ng ph¸p l kh«ng ®iÖn ph©n phèi kh¸c. 144
AC -70 0 4 AC -70 2 AC- 701 AC -70 38 AC-50 40 0,3 1,2 0,3 3 0,12 AC 3 39 AC-70 AC-70 30 AC- 70 18 AC - 70 0,7 0,3 0,72 32 31 33 0,55 AC-70 AC-70 0,55 1,3 34 36 37 2 5 29 35 AC-70 AC-35 AC-35 AC-35 AC-35 16 AC-70 AC-70 19 AC- 70 21 AC-70 23 AC-70 AC- 70 0,35 0,22 0,01 0,2 0,5 0,8 0,46 0,55 0,1 7 0,4 1 1,2 AC- 70 AC-70 0,6 0,8 AC-70 22 2 20 24 28 26 AC-70 0,2 AC-70 0,32 27 13 15 12 AC-70 5 AC-70 7 AC-70 8 AC-709 AC-70 AC-70 0,25 1,1 0,75 0,25 1,1 1,55 AC-70 AC-70 0,2 0,25 AC-70 AC-70 11 10 1,15 1,1 Bï c«ng suÊt ph¶n kh¸ng n©ng cao chÊt l−îng ®iÖn n¨ng 14 H×nh 1. S¬ ®å m¹ng ®iÖn tÝnh to¸n bï tèi −u c«ng suÊt ph¶n kh¸ng 145
NguyÔn ThÞ Hiªn B¶ng 1. KÕt qu¶ tÝnh to¸n bï tèi −u c«ng suÊt ph¶n kh¸ng l−íi ®iÖn h×nh 1 Nót C«ng suÊt Pmax(kW) Qbï (kVAr) cosϕ ∆Utr−íc (%) ∆Usau (%) 1 0 0 -2,44 -1,88 0 2 0 0 -2,69 -2,13 0 3 154 0,85 -2,73 -2,17 0 4 85 0,80 -2,91 -2,35 0 5 0 0 -3,75 -3,19 0 6 156 0,80 -3,76 -3,21 0 7 80 0,75 -4,22 -3,66 0 8 188 0,80 -4,36 -3,80 0 9 0 0 -4,48 -3,93 0 10 153 0,85 -4,51 -3,95 0 11 70 0,80 -4,55 -3,99 0 12 148 0,78 -4,91 -4,35 0 13 0 0 -5,39 -4,83 0 14 358 0,82 -5,58 -5,00 0 15 296 0,80 --5,55 -4,99 0 16 115 0,70 -3,12 -2,30 0 17 0 0 -3,23 -2,37 0 18 80 0,85 -3,25 -2,39 0 19 0 0 -3,68 -2,63 0 20 126 0,70 -3,72 -2,67 0 21 0 0 -4,21 -2,92 0 22 264 0,85 -4,21 -2,92 0 23 0 0 -4,95 -3,29 0 24 292 0,80 -5,07 -3,40 0 25 0 0 -5,23 -3,40 0 26 0 0 -5,49 -3,66 0 27 126 0,80 -5,51 -3,68 0 28 144 0,80 -5,51 -3,68 0 29 0 0 -5,37 -3,43 0 30 225 0,70 -5,87 -3,48 260 31 295 0,80 -5,95 -3,49 260 32 164 0,85 -6,03 -3,51 120 33 70 0,70 -6,06 -3,51 80 34 154 0,85 -5,38 -3,44 0 35 125 0,85 -5,52 -3,52 0 36 153 0,80 -5,63 -3,57 130 37 144 0,80 -5,65 3,58 130 38 200 0,80 -1,37 1,37 0 39 135 0,80 -1,41 1,41 0 40 526 0,70 -1,45 1,45 0 L V¨n ót, T¨ng Thiªn T−, TrÇn Vinh TÞnh T i liÖu tham kh¶o NguyÔn ThÞ Hiªn (2002), Bï c«ng suÊt ph¶n (1999), “§¸nh gi¸ hiÖu qu¶ l¾p ®Æt thiÕt bÞ bï trong m¹ng cung cÊp ®iÖn”, T¹p chÝ Khoa häc kh¸ng n©ng cao chÊt l−îng ®iÖn n¨ng l−íi v C«ng nghÖ c¸c tr−êng §¹i häc, (page 22). ®iÖn ph©n phèi, LuËn v¨n Th¹c sü Khoa ViÖn N¨ng l−îng (2000), “Nghiªn cøu thiÕt häc kü thuËt, H Néi. lËp quy tr×nh bï c«ng suÊt ph¶n kh¸ng TrÇn Quang Kh¸nh (2000), Quy ho¹ch ®iÖn nh»m gi¶m tæn thÊt ®iÖn n¨ng trong l−íi n«ng th«n, Gi¸o tr×nh §¹i häc N«ng nghiÖp ph©n phèi”, §Ò t i nghiªn cøu khoa häc. I, H Néi. 146