Luận văn:Nghiên cứu đánh giá vai trò và lựa chọn thiết bị facts sử dụng cho hệ thống điện Việt Nam giai đoạn 2015-2020

Chia sẻ: Nguyen Vang | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:13

Thêm vào BST

Báo xấu

167
lượt xem 53
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Hệ thống điện Việt Nam gồm có các nhà máy điện, các lưới điện, các hộ tiêu thụ được liên kết với nhau thành một hệ thống để thực hiện 4 quá trình sản xuất, truyền tải, phân phối và tiêu thụ điện năng trong lãnh thổ Việt Nam. Nhà máy điện:Là nơi sản xuất(chuyển đổi)ra điện năng từ các dạng năng lượng khác.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn:Nghiên cứu đánh giá vai trò và lựa chọn thiết bị facts sử dụng cho hệ thống điện Việt Nam giai đoạn 2015-2020

1 2 B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O Công trình ñư c hoàn thành t i Đ I H C ĐÀ N NG Đ I H C ĐÀ N NG Ngư i hư ng d n khoa h c: PGS TS. Ngô Văn Dư ng NGUY N TRUNG Ph n bi n 1: TS. Đoàn Anh Tu n NGHIÊN C U ĐÁNH GIÁ VAI TRÒ VÀ L A CH N THI T B FACTS S D NG CHO H Ph n bi n 2: PGS.TS. Nguy n Hoàng Vi t TH NG ĐI N VI T NAM GIAI ĐO N 2015 - 2020 Chuyên ngành: M ng và H th ng ñi n Mã s : 60.52.50 Lu n văn ñã ñư c b o v t i H i ñ ng ch m Lu n văn t t nghi p Th c sĩ K thu t h p t i Đ i h c Đà N ng vào ngày 15 tháng 01 năm 2012 TÓM T T LU N VĂN TH C SĨ K THU T Có th tìm hi u lu n văn t i: - Trung tâm Thông tin – H c li u, Đ i h c Đà N ng - Thư vi n trư ng Đ i h c Bách khoa, Đ i h c Đà N ng Đà N ng – Năm 2011
3 4 M Đ U và vai trò c a m t s thi t b FACTS. 1. Lý do ch n ñ tài - Phân tích l a ch n thi t b phù h p ñ s d ng cho h th ng Nh ng h th ng ñi n l n, ph m vi c p ñi n cho các ph t i trên ñi n Vi t Nam giai ño n 2015 – 2020. ñ a bàn r ng, ñ c tính tiêu th công su t c a các khu v c khác nhau. 4. Phương pháp nghiên c u. Trong quá trình v n hành, trào lưu công su t trên các ñư ng dây truy n - Tìm hi u th c t hi n tr ng và sơ ñ phát tri n quy ho ch VII t i s thư ng xuyên thay ñ i theo ch ñ v n hành. Vi c s d ng các c a h th ng ñi n Vi t Nam thiêt b thông thư ng không ñ m b o ñáp ng ñư c yêu c u vi c gi - S d ng ph n m m CONUS ñ tính toán, ñánh giá vai trò c a cho các tham s ch ñ n m trong ph m vi cho phép. H th ng ñi n m t s thi t b FACTS thông d ng ñ i v i h th ng ñi n IEEE – 39 nút, Vi t Nam theo quy ho ch phát tri n t ng sơ ñ VII có nh ng y u t - Áp d ng tính toán l p ñ t thi t b FACTS cho H th ng ñi n tương t như m t h th ng ñi n l n v c công su t và ph m vi ñ a lý. VN giai ño n 2015 -2020. Công ngh FACTS ra ñ i vào cu i th p niên 1980 ñã giúp cho 5. Tên ñ tài. quá trình ñi u khi n dòng công su t trên các ñư ng dây truy n t i linh Đ tài ñư c ñ t tên:“Nghiên c u ñánh giá vai trò c a FACTS và l a ch n ho t và hi u qu . Do v y, vi c nghiên c u l a ch n s d ng các thi t b thi t b s d ng cho h th ng ñi n Vi t Nam giai ño n 2015 -2020” FACTS ñ th c hi n vi c ñi u khi n dòng công su t và các thông s ch 6. C u trúc lu n văn. G m b n chương ñ trong quá trình v n hành cho h th ng ñi n Vi t Nam giai ño n 2015 – M ñ u 2020 là m t vi c r t c n thi t, và ñây chính là n i dung mà ñ tài hư ng Chương 1: T ng quan v s phát tri n c a h th ng ñi n Vi t Nam ñ n. Chương 2: Nghiên c u c u t o và nguyên lý ho t ñ ng c a m t s thi t 2. M c ñích nghiên c u. b FACTS và phân tích l a ch n ph n m m s d ng ñ tính toán. - Tính toán phân tích ph m vi thay ñ i c a thông s ch ñ theo Chương 3: Nghiên c u tính toán ñánh giá vai trò c a m t s thi t b các tr ng thái v n hành c a h th ng ñi n Vi t Nam giai ño n 2015 -2020. FACTS trong vi c ñi u khi n ch ñ v n hành h th ng ñi n. - Nghiên c u tìm hi u vai trò c a các lo i thi t b FACTS trong Chương 4: Áp d ng tính toán l a ch n thi t b FACTS ñ l p ñ t cho h vi c ñi u khi n h th ng ñi n. th ng ñi n Vi t Nam giai ño n 2015. - Phân tích và l a ch n m t s thi t b FACTS ñ s d ng cho K t lu n và Ki n ngh h th ng ñi n Vi t Nam giai ño n 2015 – 2020. Chương 1 3. Đ i tư ng và ph m vi nghiên c u. T ng quan v s phát tri n c a h th ng truy n t i ñi n Vi t Nam Đ i tư ng nghiên c u. 1.1. Quá trình hình thành và phát tri n c a h th ng ñi n Vi t Nam. - H th ng ñi n Vi t Nam giai ño n 2015 - 2020 H th ng ñi n Vi t Nam t khi ra ñ i ñ n nay ñã liên t c ñư c - Công ngh và các lo i thi t b c a h th ng truy n t i ñi n m r ng và phát tri n c v quy mô l n công ngh . Năm 1954, t ng xoay chi u linh ho t (FACTS) công su t ngu n ñi n toàn qu c m i ñ t kho ng 100MW( Ch Quán Ph m vi nghiên c u. 35MW, Yên Ph 22MW, C a C m 6,3MW, Vinh 3,5MW, Thư ng Lý - Tính toán phân tích ch ñ làm vi c c a h th ng ñi n 10MW, Nam Đ nh 8MW)....Lư i truy n t i cao nh t là 30,5kV. - Nghiên c u v công ngh FACTS, c u t o, nguyên lý làm vi c Đư ng dây t i ñi n siêu cao áp 500kV B c - Nam m ch 1 ñư c
5 6 chính th c ñưa vào v n hành ngày 27/05/1994 ñã m ra m t bư c phát Chương 2 tri n m i cho ngành ñi n Vi t Nam. Th i gian ñ u ñư ng dây siêu cao Nghiên c u c u t o và nguyên lý ho t ñ ng c a m t s thi t b áp này ñã truy n t i m t lư ng công su t l n t nhà máy Th y ñi n Hòa FACTS và l a ch n ph n m m s d ng ñ tính toán Bình ñ cung c p cho mi n Nam ñ m b o cung c p ñi n an toàn, liên 2.1. Công ngh FACTS. t c, n ñ nh, ph c v s n xu t và hi n nay h th ng truy n t i 500kV 2.1.1. Các b ñi u khi n FACTS cơ b n. ñóng vai trò k t n i và trao ñ i công su t gi a các khu v c nh m nâng Các thi t b ñi u khi n FACTS có th chia làm 4 lo i như sau: cao ñ tin c y cung c p ñi n cho h th ng. 2.1.1.1. Đi u khi n n i ti p. Đ n cu i nh ng năm 2000 ÷ 2002, do ñi u ki n th i ti t và t c 2.1.1.2. Đi u khi n song song. ñ tăng trư ng ph t i l n d n ñ n ph i có nhu c u trao ñ i ñi n năng 2.1.1.3. Đi u khi n n i ti p - n i ti p k t h p. gi a mi n B c và mi n Nam. 2.1.1.4. Thi t b ñi u khi n n i ti p - song song k t h p. Nhu c u mua bán ñi n gi a Vi t Nam và các nư c trong khu v c 2.2. Các tính ch t c a thi t b ñi u khi n FACTS. b t ñ u phát tri n. 2.3. Nguyên c u c u t o, nguyên lý làm vi c và vai trò c a m t s 1.2. Sơ ñ h th ng ñi n dùng ñ tính toán. thi t b FACTS trong vi c ñi u khi n h th ng ñi n. Theo Quy t ñ nh s 1208/QĐ-TTg ngày 21/7/2011 c a Th Trong ph m vi ñ tài tác gi i ch l a ch n và trình bày ba thi t tư ng Chính ph v phê duy t quy ho ch phát tri n ñi n l c qu c gia b có tính năng ph d ng trong h th ng ñi n, ñó là: SVC, TCSC, UPFC giai ño n 2011-2020 có xét ñ n năm 2030 (Quy ho ch ñi n VII), ñ 2.3.1. Thi t b bù ngang có ñi u khi n SVC. xu t phương hư ng xây d ng lư i ñi n truy n t i siêu cao áp t i năm 2020 2.3.1.1. C u t o và nguyên lý ho t ñ ng. tuân theo các tiêu chu n sau: SVC ñư c c u t o t ba ph n t TCR, TSR và TSC 1.2.1. Đ tin c y c a h th ng truy n t i. 2.3.1.2. Mô hình tính toán c a SVC: 1.2.2. Đi u ki n nghiên c u. A. S li u c a h th ng; 1 2 1 BL(α) = (1 − α − sin 2α ) (1) B. Thông s v n hành ωL π π 1.3. K t lu n. Cùng v i s phát tri n c a n n kinh t ph t i ñi n tăng nhanh v i Đi n d n tương ñương c a SVC TCR TSR TSC t c ñ 13,01%, nhu c u ñi n năng ngày càng cao ñã d n ñ n thi u h t BSVC = BTCR(α) + BTSR – BTSC (2) Hình 2.1. C u t o c a SVC công su t ngu n và gây quá t i cho các ñư ng dây truy n t i. Nhu c u Tùy thu c vào tr ng thái ñóng m c a TSR và TSC và góc m mua bán ñi n gi a Vi t Nam và khu v c b t ñàu phát tri n. α c a b TCR cho phép ñi u khi n giá tr công su t ph n kháng c a Do ñó v n ñ c n quan tâm lúc này là: Nghiên c u ng d ng SVC t Qmin (
7 8 vC(α) i iC(α)=i+iL(α)  Piupfc = 0,02 rbntVi 2 sin γ − 1,02 rbntViV j sin(δ i − δ j + γ ) C  Qiupfc = − rbntVi cos γ 2 iL(α)  L  Pjupfc = rbntViV j sin(δ i − δ j + γ ) Q  jupfc = rbntViV j cos(δ i − δ j + γ ) Hình 2.2. C u t o c a TCSC 2.3.2.2. Mô hình tính toán. X C . X L (α ) π 2.4. Gi i thi u m t s chương trình tính toán gi i tích m ng ñi n. X TCSC = ; X L (α ) = X L ; X L (α ) − X C π − 2α − sin α 2.4.1. Chương trình Powerworld. 2.4.2. Chương trình PSS/E. XL ≤ X L (α ) ≤ ∞ 2.4.3. Chương trình Conus. 2.3.3. Thi t b ñi u khi n bù h n h p UPFC. 2.4.4. L a ch n chương trình tính toán. 2.3.3.1. C u t o nguyên lý ho t ñ ng. Ph n m m PSS/E ng d ng ñ tính toán cho h th ng ñi n là h p lý, nó có nhi u ch c năng ñ tính toán phù h p v i ñi u ki n th c t . Tuy nhiên ph n m n này mu n s d ng ph i có khóa c ng. Ph n m m Conus là ph n m m cho phép s d ng ñ tính toán trào lưu công su t, phân b ñi n áp và xét n ñ nh h th ng. Ngoài ra chương trình ñã ñư c th thách, ng d ng hi u qu cho nhi u ñ tài th c t . Do v y vi c s d ng chương trình Conus ñ xác ñ nh thông s trên là h p lý. Hình 2.3. C u t o c a UPFC 2.5. K t lu n. C u t o c a thi t b UPFC g m m t máy bi n áp kích t m c Các thi t b ñi u khi n h th ng truy n t i ñi n xoay chi u linh song song , m t máy bi n áp tăng áp m c n i ti p và hai b ngh ch lưu ho t (Flexible AC Transmission System - FACT) ñư c s d ng ñ ñi u áp m c theo ki u lưng t a lưng liên k t qua t DC ñ d tr công su t khi n ñi n áp, tr kháng và góc pha c a ñư ng dây xoay chi u cao áp. 2.3.3.2. Mô hình tính toán c a UPFC trong chương trình gi i tích Các thi t b FACTS cung c p nh ng l i ích cho vi c nâng cao qu n lý m ng. nut i Xnt nut j h th ng truy n t i thông qua vi c s d ng t t hơn các lư i truy n t i . . hi n có. Vi Vj Tăng ñ tin c y và tính kh d ng c a h th ng truy n t i. M c dù các thi t b FACTS không th ngăn ch n s c , nhưng chúng có th gi m thi u nh ng nh hư ng c a s c và ñ m b o vi c c p ñi n an Piupfc + jQiupfc Pjupfc + jQjupfc toàn hơn b ng cách gi m s l n ñóng c t ñư ng dây. Tăng ch t lư ng cung c p ñi n cho các ngành công nghi p ñòi Hình 2.4. Mô hình tính toán c a UPFC
9 10 h i ch t lư ng ñi n năng cao. Vi c ng d ng các thi t b FACTS vào h th ng truy n t i ñi n ñã mang l i nh ng l i ích h t s c to l n, ñ c bi t là các l i ích v truy n t i ñi n năng m t cách hi u qu , tăng ñ tin c y cung c p ñi n và gi m các dao ñ ng h th ng. Các thi t b FACTS ñã ñư c thi t k , ch t o và l p ñ t ph bi n trên th gi i v i r t nhi u ch ng lo i tương ng v i các thông s ñi u khi n trong h th ng ñi n. SVC là m t thi t b bù công su t ph n kháng tác ñ ng nhanh trên lư i truy n t i ñi n áp cao. TCSC th c ch t là m t t bù d c n i ti p trên ñư ng dây, có th cho phép ñi u khi n liên t c công su t v i m t d i r ng trên ñư ng dây truy n t i ñi n xoay chi u. UPFC là m t thi t b bù ñi u khi n linh ho t, cho phép ñi u khi n quá trình trao ñ i công su t tác d ng, công su t ph n kháng v i h th ng. Qua phân tích ñánh giá các ph n m m chuyên d ng ñ tính toán cho h th ng ñi n, tác gi ñã ch n chương trình này ñ tính toán, phân tích các ch ñ v n hành c a h th ng ñi n. Chương 3 Nghiên c u ñánh giá vai trò c a thi t b FACTS trong vi c ñi u khi n ch ñ v n hành h th ng ñi n 3.1. Đ t v n ñ . M i thi t b có nh ng ch c năng và công d ng nh t ñ nh thích h p cho vi c áp d ng ñi u khi n ñ i v i m t s nh ng ch ñ nh t ñ nh c a th ng ñi n. Đ tài s d ng sơ ñ IEEE-39 nút ñ tính toán l p ñ t thi t b FACTS, thay ñ i ch ñ v n hành và s d ng thi t b FACTS ñ ñi u khi n thông s ch ñ , t ñó ñánh giá vai trò c a các thi t b FACTS cơ b n nêu trên. 3.2. Tính toán các ch ñ v n hành c a h th ng ñi n IEEE - 39 nút. 3.2.1.2. Thông s h th ng c a sơ ñ HTĐ IEEE- 39 nút. 3.2.1. H th ng ñi n IEEE - 39 nút. 3.2.1.3. Nh n xét 3.2.1.1. Sơ ñ h th ng ñi n IEEE- 39 nút. Thông s h th ng c a sơ ñ HTĐ IEEE- 39 nút ñư c xây d ng
11 12 tương t như h th ng ñi n th c t . 14 464.6 485.3 3.2.2. Tính toán các ch ñ v n hành c a h th ng ñi n IEEE - 39 15 448.8 492.4 nút. S d ng chương trình CONUS ñ xây d ng và tính toán các 16 450.2 499 k ch b n v n hành c a HTĐ IEEE – 39 nút. 17 448.1 520 Nút ñ t SVC 3.2.2.1. Ch ñ v i k ch b n công su t ngu n và ph t i 25%(Ch ñ 1). 21 454.5 479.2 3.2.2.2. K ch b n ch ñ tăng công su t ngu n và ph t i 70% (Ch ñ 2). 27 460.3 474.5 3.2.2.3. K ch b n ch ñ gi nguyên công su t c a ngu n phát toàn h th ng t i 25%, tăng công su t ph t i vùng I lên 70% (Ch ñ 3). 28 460.0 482.4 3.2.2.4. K ch b n ch ñ gi nguyên công su t c a ph t i toàn h Kdt 0.2 % 24.2% Tăng dtod th ng t i 25%, tăng công su t ngu n vùng I lên 70% (Ch ñ 4). Nh n xét k t lu n. 3.2.2.5. Nh n xét. T ng h p t nh ng k t qu phân tích trên ta có th rút ra ñư c Thông qua k t qu tính toán c a các ch ñ v n hành như trên nh ng k t lu n sau: Thi t b SVC có vai trò nâng cao ñi n áp v n hành c a cho th y r ng trong các ch ñ ñ u t n t i các nút nguy hi m. h th ng và c i thi n ñáng k h s d tr n ñinh t nh c a h th ng ñi n. B ng 3.6. Đi n áp nh ng nút nguy hi m Kh năng nâng cao giá tr ñi n áp v n hành c a h th ng ph Đi n áp (kV) thu c vào v trí l p ñ t và dung lư ng c a thi t b SVC. Nút s Ch ñ 1 Ch ñ 2 Ch ñ Ch ñ 4 3.3.2. Vai trò c a thi t b TCSC. (25%Pht) (70%Pht) 3(70%Pt) (70%Pn) Thi t b TCSC có nhi u tác d ng tích c c ñ i v i vi c ñi u 15 519.8 448.8 466.7 518.7 khi n các ch ñ v n hành c a h th ng ñi n. B ng 3.8. Thông s ch ñ trư c khi l p ñ t TCSC 17 519.5 448.1 471.4 518.6 27 520.7 460.3 464.7 521.0 Đư ng dây 11 - 18 17 - 18 16 - 21 3.3. Đánh giá vai trò c a các thi t b FACTS. K ch b n P + jQ I P + jQ I P + jQ I Ti n hành nghiên c u ñánh giá vai trò c a các thi t b SVC, Ch ñ cơ b n 11.9 - j152 0.3 110 - j23 0.1 61.4 + j86 0.1 TCSC và UPFC trong vi c ñi u khi n linh ho t h th ng ñi n. 3.3.1. Vai trò c a thi t b SVC. Tăng ph t i 214.4 + j70 0.4 335 + j222 0.5 120 + j213 0.3 B ng 3.7. Đi n áp v n hành trư c và sau khi l p ñ t SVC t i nút 17 vùng I lên 70% Tăng ngu n Đi n áp v n hành (kV) – Ch ñ 2 11.8 - j146 0.3 111 + j25 0.1 100 + j84 0.1 Nút Ghi Chú vùng I lên 70% Trư c khi ñ t SVC Sau khi ñ t SVC 6 463.3 485.2 B ng 3.10. Đi n áp v n hành trư c và sau khi l p ñ t TCSC 7 458.9 487.7
13 14 Unut(kV) Nh n xét k t lu n. Tên nút Trư c khi ñ t Ngoài ch c năng ñi u khi n nâng cao ñi n áp v n hành , ñi u XTCSC=- 60 XTCSC=- 90 TCSC khi n trào lưu công su t trên ñư ng dây truy n t i, TCSC còn có tác Nút 3 466.0 484.8 472.1 d ng nâng cao gi i h n kh năng truy n t i công su t và ñ c bi t là kh Nút 4 466.9 478.2 472.9 năng d p t t dao ñ ng công su t trên ñư ng dây truy n t i. 3.3.3. Vai trò c a thi t b UPFC. Nút 5 475.2 479.5 482.1 B ng 3.12. Thông s ch ñ khi chưa l p ñ t UPFC Nút 6 470.7 477.2 480 Ch ñ cơ b n - khi chưa l p ñ t UPFC Nút 7 469.5 482.8 481.3 Đư ng dây P + jQ I ∆P +j∆Q Tình tr ng t i Nút 15 466.7 488.3 487.9 18 - 19 - 89 + j15.3 0.1 0.4 - j178.5 Non t i Nút 16 470.7 488.8 495.3 19 - 20 153.8 - j151 0.2 0.3 - j62.9 Quá t i Nút 17 471.4 482.3 509.5 18 - 20 - 63.4 + j73.8 0.1 0.2 - j92.5 Non t i Nút 21 473.5 478.8 484.4 B ng 3.13. Thông s ch ñ ñư ng dây sau khi ñi u khi n UPFC Nút 27 464.7 483.2 471.2 UPFCĐư Ch ñ 1 - Khi UPFC (r = 0.05 và γ = 0) Kdtoñ 9.7% 13.7% 15.7% ng dây P + jQ I ∆P +j∆Q Tình t i B ng 3.11. Thông s ch ñ sau khi ñ t TCSC 18 - 19 - 100.7 +j104.8 0.2 0.9 - j174 T i ñm Tăng t i 19 - 20 141.8 - j 2.9 0.2 0.1 - j62.5 T i ñm Ch ñ vùng I 70% Khi Khi Đư ng dây 188 - 20 - 51.6 - j 71.2 0.1 0.0 - j89.7 Non t i cơ b n (Chưa có XTCSC= - 90 XTCSC= - 60 Nh n xét k t lu n. TCSC) B ng cách thay ñ i tr s c a hai thông s ñi u khi n c a thi t P + jQ 11.9 -j151.7 214.4 +j70 - 695 +j68.8 - 454- j28.8 11 - 18 b UPFC là r và γ ta có th ñi u khi n ñư c trào lưu công su t trên các I 0.3 0.4 0.9 0.6 nhánh c a m ch vòng theo ý mu n cũng như có th thay ñ i l i phân b P + jQ - 110.5- j23 335 +j221.7 - 404.2- j266 - 286- j198.2 công su t trong h th ng h p lý hơn. 17 - 18 I 0.1 0.5 1.0 0.7 3.4. K t lu n chung. P + jQ - 61.4- j86 120 +j212.8 264.5- j52.1 194- j117.6 + Sơ ñ h th ng ñi n IEEE – 39 nút ñư c c p nh t b thông s 16 - 21 I 0.1 0.3 0.3 0.3 h th ng và các k ch b n v n hành có ñ y ñ tính ch t ñ có th ñư c s d ng như m t h th ng ñi n 500kV th c t . + SVC có kh năng n ñ nh ñi n áp c c t t kh c ph c tình tr ng s p ñ ñi n áp c a h th ng, ñ ng th i nâng cao d tr n ñ nh tĩnh cho h th ng ñi n.
15 16 + Bên c nh kh năng d p t t dao ñ ng nâng cao kh năng n Ch ñ 2: Ch ñ tăng công su t h th ng lên 30% so v i ch ñ cơ b n ñ nh ñ ng cho h th ng, TCSC còn có th ñi u khi n dòng công su t Ch ñ 3: Ch ñ tăng công su t h th ng lên 50% so v i ch ñ cơ b n linh ho t, nâng cao ñi n áp v n hành làm tăng d tr n ñ nh h th ng 4.2. Tính toán phân tích các ch ñ v n hành c a HTĐ Vi t Nam. và góp ph n ñi u khi n linh ho t các thông s trên ñư ng dây truy n t i 4.2.1. Tính toán HTĐ Vi t Nam giai ño n 2015. ñi n. 4.2.2. Thông s tính toán (ch ñ 1-2015): + UPFC có kh năng ñi u khi n linh ho t dòng công su t trên 4.2.2.1. Ch ñ 1: Ch ñ v n hành cơ b n –TT2015. các ñư ng dây truy n t i trong h th ng, làm phân b l i công su t, góp 4.2.2.2. Tính toán ch ñ theo k ch b n tăng ph t i lên 30% ph n gi m t n th t công su t, t n th t ñi n áp trong h th ng. (Ch ñ 2 - TT2015(30%). 4.2.2.3. Tính toán ch ñ theo k ch b n tăng ph t i lên 50% Chương 4 (Ch ñ 3 - TT2015(50%). Áp d ng tính toán l a ch n thi t b FACTS ñ l p ñ t cho HTĐ 4.2.2.4. Phân tích các ch ñ . Vi t Nam giai ño n 2015 -2020 B ng 4.1. Đi n áp t i các nút nguy hi m các ch ñ Đi n áp (kV) 4.1. Gi i thi u. Nút s Tên nút C.ñ 1 C.ñ 2 C.ñ 3 Qua tìm hi u quá trình hình thành và phát tri n c a h th ng 3 VIETTRI500 485.9 469.3 456.2 ñi n Vi t Nam ñã giúp tác gi n m ñư c các thông tin v ngu n, ñư ng 5 HIEPHOA500 485 469 456.2 dây, ph t i, máy bi n áp trong sơ ñ h th ng ñi n 500kV hi n t i 12 HATINH500 484.5 457.3 423.6 2010 và quy ho ch phát tri n ñ n năm 2015 ñư c cung c p b i ñi u ñ 13 DANANG500 499.1 453.6 411.9 qu c gia ñã giúp tác gi hình thành nên b s li u, góp ph n quan tr ng 15 DOCSOI500 486.4 453.6 411.9 trong vi c nghiên c u ñ tài. 21 CAUBONG500 491.1 464.7 428.6 Đ i v i nh ng nhà máy trong sơ ñ 2015 không có d li u, ta tính theo t l ph n trăm gi a t ng công su t phát c a các nhà máy và 23 PHULAM500 493.8 468.7 436.8 t ng công su t ñ t c a các nhà máy ñã có trong h th ng. Cách tính Vì v y, thông qua vi c tính toán các ch ñ v n hành ñ tìm công su t phát c a nhà máy th i trong h th ng như sau: ñư c các nút nguy hi m ñ ti n hành kh o sát, t ñó có các gi i pháp ñ Pfi = Pfimax x (∑Pfj/∑Pfjmax) ; (4.1) ñi u ch nh ñi n áp các nút n m trong gi i h n v n hành cho phép. Qfi = Qfimax x (∑Qfj/∑Qfjmax). 4.2.3. Phương pháp xây d ng mi n làm vi c cho phép ñ kh o sát cho Đ i v i ph t i ta cũng dùng cách tính tương t , c th có th tính như các nút nguy hi m. sau: 4.2.3.1. M c ñích c a phương pháp xây d ng mi n làm vi c cho phép. Pti = Ptimax x (∑Ptj/∑Ptjmax) ; (4.2) M t trong nh ng ch tiêu ñ ñánh giá ñ tin c y làm vi c c a Qti = Qtimax x (∑Qtj/∑Qtjmax). các h th ng ñi n siêu cao áp chính là ñ d tr n ñ nh. Do ñó, ñ xét Tác gi s ti n hành tính toán h th ng ñi n trong ba ch ñ như sau: vai trò c a h th ng FACTS trong vi c nâng cao ñ tin c y làm vi c c a Ch ñ 1: Ch ñ v n hành cơ b n c a h th ng ñi n h th ng ñi n siêu cao áp, tác gi ti n hành ñi sâu phân tích mi n làm vi c c a m t s nút nguy hi m trong h th ng. D a vào mi n làm vi c
17 18 cho phép c a ph t i trong m t ph ng công su t, cho phép ñánh giá ñ cách Oa, Ob, Oc là tương ñ i ng n nên ñ d tr n ñ nh tĩnh bé. d tr n ñ nh tĩnh, t ñó có các bi n pháp ñ ñi u ch nh ñi n áp thích Qua vi c kh o sát nút t i: Vi t Trì, Hà Tĩnh, D c S i, k t qu h p nh t. cho th y r ng: các nút g n ngu n công su t l n như Sơn La, Hòa Bình ( 4.2.3.2. Áp d ng phương pháp xây d ng mi n làm vi c cho các nút c a nút Vi t Trì) thì mi n làm vi c cho h th ng ñi n Vi t nam phép r t r ng, do ñó trong quá trình P Ch ñ 1 Ch ñ 2 v n hành thì vi c thay ñ i công su t t i a D cS i D cS i P(MW) P(MW) các nút này h u như không nh hư ng 1200 1000 600 500 ñ n kh năng n ñ nh c a h th ng. b 800 400 Các nút xa các ngu n phát hơn ( Hà P(MW) P(MW) 600 P(MW) 300 P(MW) Tĩnh, D c S i) có mi n làm vi c cho 400 200 phép h p hơn. O c 200 100 Ch ñ cao ñi m - Công su t các nút P0 0 0 200 400 600 Q(MVar) 800 0 0 100 200 300 Q(MVar) 400 Q t i l n hơn 50% công su t c c ñ i Ch ñ 3 Qua k t qu kh o sát mi n làm D cS i vi c c a các nút t i: Vi t Trì, Hà Tĩnh, 600 P(MW) D c S i, cho th y: Đi m làm vi c n Hình 4.8. Mi n làm vi c 500 ñ nh ti n g n hơn ñ n gi i h n n ñ nh c a ph t i kh o sát cho ch ñ 1 400 P(MW) (ch ñ 2) và g n như n m biên gi i 300 200 P(MW) n ñ nh (ch ñ 3). K t qu kh o sát cũng cho th y r ng, nút g n các 100 ngu n công su t l n hơn như nút Vi t Trì ñang xét thì mi n làm vi c 0 0 100 200 300 400 Q(MVar) cho phép v n r ng hơn. 4.3. Đ xu t s d ng các thi t b FACTS l p ñ t cho h th ng ñi n Hình 4.7. Mi n làm vi c c a nút D c S i ch ñ v n hành Vi t Nam. Phân tích các ch ñ tính toán. + S d ng thi t b SVC ñ l p ñ t t i các nút ñi n áp nguy hi m P Ch ñ v n hành cơ b n. + S d ng thi t b TCSC ñ l p ñ t cho ñư ng dây truy n t i y u Qua vi c xây d ng mi n làm vi c cho phép c a a trong h th ng. m t s nút ph t i kh o sát, ta th y: Đi m làm b 4.3.1. S d ng SVC l p ñ t t i các nút nguy hi m. vi c O( PO , QO ) n m g n sát biên gi i mi n 4.3.1.1. Đ t SVC Đà N ng( nút DANANG500). O làm vi c n ñ nh do ñây là ch ñ t i cao ñi m P c Umod = 515kV, ph m vi ñi u ch nh công su t ph n kháng c a SVC là: c a h th ng. Vì v y, ph m vi ñi u ch nh công Qmin = -2000 MVAr, Qmax = 2000 MVAr. su t c a ph t i trong ch ñ này là tương ñ i Q K t qu : dung lư ng bù (công su t phát c a SVC) là: QSVC = 1109,096 bé. Trong ch ñ này, kho ng MVAr. Hình 4.3. Mi n làm vi cQ0 phép c a ph cho t i theo ñi u ki n gi i h n n ñ nh.
19 20 Xây d ng mi n làm vi c nút Vi t Trì. 4.3.1.2. So sánh tr ng thái h th ng trư c và sau khi ñ t SVC. Ch ñ 3(trư c khi ñ t SVC) Ch ñ 3(sau khi ñ t SVC) B ng 4.2. Đi n áp t i các nút trư c và sau khi ñ t SVC t i Đà N ng. Vi t Trì Vi t Trì Đi n áp ( kV) - Ch ñ 3 P(MW) P(MW) 1200 1800 1600 Nút s Tên nút Trư c khi Sauk hi ñ t 1000 1400 1200 ñ t SVC SVC 800 P(MW) 600 P(MW) 1000 800 P(MW) P(MW) 1 SONLA500 470.6 489.9 400 600 200 400 2 PITOONG500 465.2 485.6 Q(MVar) 200 0 0 200 400 600 800 0 0 200 400 600 800 1000 Q(MVar) 3 VIETTRI500 456.2 476.8 4 HOABINH500 465.9 490.1 Hình 4.3. Mi n làm vi c c a nút Vi t Trì 6 QUANGNINH500 471.2 489.4 Xây d ng mi n làm vi c nút Hà Tĩnh. Ch ñ 3(trư c khi ñ t SVC) Ch ñ 3(sau khi ñ t SVC) 7 MONGDUONG500 479.3 494.9 Hà Tĩnh Hà Tĩnh 8 THANGLONG500 467.5 487.8 P(MW) P(MW) 1200 1800 9 PHONOI500 455.2 479.9 1600 1000 1400 800 1200 10 THUONGTIN500 450.1 478.9 P(MW) 1000 P(MW) 600 P(MW) 800 P(MW) 11 NHOQUAN500 449.4 483.8 400 600 200 400 200 12 HATINH500 423.6 491.3 0 Q(MVar) 0 Q(MVar) 0 200 400 600 800 0 200 400 600 800 1000 1200 13 DANANG500 411.9 515 V ñ d tr n ñ nh tĩnh Hình 4.4. Mi n làm vi c c a nút Hà Tĩnh Sau khi ñ t SVC, mi n làm vi c cho phép trong m t ph ng công su t Xây d ng mi n làm vi c nút D c S i. Ch ñ 3(sau khi ñ t SVC) ñư c c a các nút t i trong h th ng ñư c m r ng ñáng k . Đ tìm ra v Ch ñ 3(trư c khi ñ t SVC) trí l p ñ t SVC t i ưu nh t nh m phát huy t i ña vai trò c a thi t b , ta D cS i D cS i P(MW) P(MW) ti n hành l p ñ t SVC t i m t ñi m khác ñ so sánh ñánh giá v i 600 1200 500 1000 phương án ñã l p ñ t SVC t i Đà N ng. Ti n hành ñ t SVC t i Phú 400 800 Lâm( nút: PHULAM500). P(MW) P(MW) 300 P(MW) 600 P(MW) 4.3.1.2. Đ t SVC Phú Lâm( nút: PHULAM500). 200 400 100 200 Umod = 500kV, ph m vi ñi u ch nh công su t ph n kháng c a SVC là: 0 Q(MVar) 0 Q(MVar) Qmin = -2000 MVAr, Qmax = 2000 MVAr. 0 100 200 300 400 0 100 200 300 400 500 600 K t qu : dung lư ng bù( công su t phát c a SVC) là: QSVC = 1140.034 Hình 4.5. Mi n làm vi c c a nút D c S i MVAr.
21 22 Xây d ng mi n làm vi c nút Hà Tĩnh, Vi t Trì, D c Sõi. B ng 4.3. T ng h p ñi n áp t i các nút trư c và sau khi ñ t SVC t i Ch ñ 3(trư c khi ñ t SVC) Ch ñ 3(sau khi ñ t SVC) Phú Lâm Hà Tĩnh Hà Tĩnh Đi n áp (kV) - Ch ñ 3 1200 P(MW) 1600 P(MW) Nút s Tên nút Trư c khi ñ t Sau Khi ñ t 1400 1000 1200 SVC SVC 800 1000 600 P(MW) 800 P(MW) 1 SONLA500 470.6 480.7 P(MW) P(MW) 400 600 200 400 2 PITOONG500 465.2 475.9 200 0 0 200 400 600 Q(MVar) 800 0 0 200 400 600 800 1000 Q(MVar) 3 VIETTRI500 456.2 467 4 HOABINH500 465.9 478.6 Hình 4.6. Mi n làm vi c nút Hà Tĩnh 5 HIEPHOA500 456.2 466.6 Ch ñ 3(trư c khi ñ t SVC) Ch ñ 3(sau khi ñ t SVC) Vi t Trì Vi t Trì 6 QUANGNINH500 471.2 480.8 P(MW) P(MW) 1200 1800 1600 7 MONGDUONG500 479.3 487.5 1000 1400 800 1200 8 THANGLONG500 467.5 478.2 P(MW) 1000 P(MW) 600 P(MW) 800 P(MW) 400 600 9 PHONOI500 455.2 468.2 400 200 0 Q(MVar) 200 Q(MVar) 10 THUONGTIN500 450.1 465.2 0 0 200 400 600 800 0 200 400 600 800 1000 11 NHOQUAN500 449.4 467.4 Hình 4.7. Mi n làm vi c c a nút Vi t Trì 12 HATINH500 423.6 458.7 Ch ñ 3(trư c khi ñ t SVC) Ch ñ 3(sau khi ñ t SVC) 23 PHULAM500 436.8 500 D cS i D cS i 600 P(MW) 900 P(MW) 24 NHABE500 443.5 499.5 800 500 700 25 SONGMAY500 449.2 499.9 400 600 P(MW) 300 P(MW) 500 400 P(MW) P(MW) 26 THUDUCBAC500 450.3 501.1 200 300 100 200 27 VINHTAN500 470.5 516.1 100 0 Q(MVar) Q(MVar) 0 0 100 200 300 400 0 100 200 300 400 500 + V ñ d tr n ñ nh tĩnh Hình 4.8. Mi n làm vi c c a nút D c Sõi 4.3.1.3. So sánh ch n v trí ñ t SVC thích h p nh t. So sánh tr ng thái h th ng trư c và sau khi ñ t SVC.
23 24 B ng 4.4. T ng h p k t qu sau khi ñ t SVC. Caubong – Pleiku (21 – 16 ) 173.7- j258 Đ nh m c Sau khi l p ñ t TCSC Tên nút Đ t SVC Đà N ng Pleiku – Daknong (16 – 18) -58+j278.5 Đ nh m c U(kV) Kp% Kq% Ks% VIETTRI500 476,8 59,77 58,4 42,6 Daknong – Caubong (18 – 21) -401.1-j175.4 Đ nh m c HATINH500 491,3 59,47 59,56 44,9 Caubong – Pleiku (21 – 16 ) 418.7-j244.3 Đ nh m c DOCSOI500 502,9 69,4 67,3 56 PLEIKU (16) Công su t SVC 1118,3 (MVAr) Đ d tr n ñ nh HTĐ 14,7 (%) TCSC Tên nút Đ t SVC Phú Lâm VIETTRI500 U(kV) Kp% Kq% Ks% HATINH500 467 57,27 56 41,1 DOCSOI500 458,7 48,8 49,77 33,9 Công su t SVC 484,4 60,12 59,7 45,3 Đ d tr n ñ nh HTĐ 1140 (MVAr) Đ d tr n ñ nh HTĐ 9,9 (%) Qua nh ng phân tích và so sánh trên cho th y ñ t SVC t i Đà N ng mang l i hi u qu cao hơn so v i ñ t Phú Lâm. Do ñó, l p ñ t DAKNONG (18) CAU BONG (21) SVC t i nút Đà N ng là phương án t i ưu. Hình 4.10. Đ t thi t b TCSC vào ñ u ñư ng dây Pleiku – C uBông, 4.3.2. S d ng TCSC l p ñ t trên các ñư ng dây y u. trong m ch vòng Pleiku – C u Bông - ĐakNông B ng cách thay các t bù d c trên ño n ñư ng dây Pleiku - 4.4. Ki n ngh ñ xu t. Caubong b ng thi t b TCSC và ñi u ch nh giá tr XTCSC, c th : L p ñ t SVC t i nh ng nút ñi n áp nguy hi m và l p ñ t TCSC + T i PleiKu: ñi u ch nh XTCSC = 1.87 XC, v i XC = 46 (Ω) trên nh ng m ch vòng có ñư ng dây y u V ñi n áp, Sau khi ñ t TCSC ñi n áp t i các nút trong h 4.5. K t lu n chung. th ng ñ u tăng, ñ ng th i phân b l i trào lưu công su t trên các nhánh Qua k t qu tính toán và phân tích các ch ñ làm vi c c a h trong m ch vòng th ng ñi n Vi t Nam giai ño n 2015 -2020 trên cơ s s p ñ ñi n áp nút B ngc 4.5. Phân b công su t nhánh c a m ch vòng Pleiku – ñã xác ñ nh ñư c m t s nút nguy hi m c n quan tâm. Daknong Caubong trư c và sau khi l p d t TCSC trên ñư ng dây Đ tính toán l a ch n v trí l p ñ t SVC, ñ tài ti n hành l p ñ t Pleiku – Caubong SVC t i các nút nguy hi m, xây d ng mi n làm vi c cho phép theo ñi u Đư ng dây Công su t(MVA) Ghi chú ki n gi i h n n ñ nh tĩnh ñ làm cơ s xác ñ nh h s d tr công su t nút t i. K t qu cho th y sau khi l p ñ t SVC t i Đà N ng ñã nâng cao Trư c khi l p ñ t TCSC h s d tr c a h u h t các nút trong h th ng. Do ñó ñ tài ch n v trí Pleiku – Daknong (16 – 18) 101.4 - j310.9 Non t i Đà N ng ñ l p ñ t SVC v i dung lư ng Q svc = 1118,3 (MVAr) Daknong – Caubong (18 – 21) -560.5 – j123.3 Non t i Cũng t k t qu tính toán phân tích các ch ñ làm vi c ñ tài
25 26 ñã ch n m ch vòng PleiKu – DakNong – CauBong ñ l p ñ t TCSC UPFC là thi t b bù h n h p cho phép ñi u khi n công su t trên trên ñư ng dây PleiKu – CauBong. K t qu ñã ñi u khi n ñư c trào lưu ñư ng dây, trao ñ i công su t ph n kháng v i h th ng và ñi u khi n công su t trên các ñư ng dây d n ñ n c i thi n ñi n áp nút và gi m t n trào lưu công su t trong các m ch vòng. th t trên ñư ng dây truy n t i. Tuy nhiên, UPFC giá thành r t cao và kh năng ng d ng cho Sau khi l p ñ t SVC t i Đà N ng nâng cao d tr n ñ nh tĩnh HTĐ VN là v n ñ c n ñ t ra trong th i gian dài. Do th i gian làm lu n c a h th ng cao hơn ñáng k so v i lúc chưa l p ñ t SVC ñáng k . văn có h n nên tác gi ch ch n hai thi t b SVC và TCSC ñ nghiên Vi c s d ng thi t b bù d c có ñi u khi n TCSC cho ño n c u l p ñ t cho HTĐ VN giai ño n 2015 -2020. ñư ng dây Pleiku – C u Bông ñã góp ph n c i thi n ch t lư ng ñi n áp, Áp d ng k t qu nghiên c u, ñ tài ñã tính toán phân tích ch gi m t n th t công su t trên ñư ng dây ñ làm vi c và l a ch n v trí l p ñ t SVC và TCSC cho h th ng ñi n Vi t Nam, k t qu như sau: K T LU N VÀ KI N NGH Vi c l p ñ t SVC t i nút Đà N ng v i công su t QSVC = 1118,3 H th ng ñi n Vi t Nam trong giai ño n 2015 -2020 ñã m (MVAr) ñã nâng cao ñi n áp v n hành c a h u h t các nút l n c n khu r ng quy mô c v ngu n, lư i và ph t i tiêu th cho nên m t s thông v c mi n Trung cũng như toàn h th ng. Đ ng th i, v i phương pháp s ch ñ s thay ñ i nhi u trong quá trình v n hành và có kh năng xây d ng mi n làm vi c cho phép theo ñi u ki n gi i h n n ñ nh tĩnh vư t ra kh i ph m vi cho phép. Yêu c u tính toán các ch ñ v n hành cho th y vi c l p SVC t i Đà N ng là phương án t i ưu làm nâng cao trong giai ño n 2015 -2020 và ñ xu t các thi t b công ngh cao ñ d tr n ñ nh cho toàn h th ng. ñi u khi n thông s h th ng ñ m b o cho h th ng v n hành t t là m c L p ñ t TCSC trên ñư ng dây PleiKu – CauBong cũng góp tiêu mà ñ tài quan tâm gi i quy t. ph n ñáng k trong vi c nâng cao ñi n áp v n hành c a h th ng ñ ng Công ngh FACTS ra ñ i vào cu i th p niên 1980 là gi i pháp th i phân b h p lý trào lưu công su t trên các ñư ng dây y u trong h thích h p cho các h th ng ñi n có bi n ñ ng m nh v các thông s . th ng, gi m t n th t công su t qua ñó góp ph n gi m gánh n ng ñ u tư Qua nghiên c u vi c l p ñ t các thi t b FACTS ñ i v i h th ng ñi n xây d ng m i các ñư ng dây truy n t i. IEEE – 39 nút ñã cho th y rõ vai trò m t s thi t b FACTS trong vi c Do s li u thu th p theo quy ho ch phát tri n h th ng ñi n cho ñi u khi n nhanh các thông s c a HTĐ c th như sau: sơ ñ h th ng ñi n 2015 -2020 s có nh ng thay ñ i nh t ñ nh, cho nên SVC là thi t b bù ngang dùng ñ ñi u khi n ñi n áp nh ng nút k t qu tính toán c a lu n văn này ch mang tính ch t tham kh o có ñi n áp dao ñ ng l n k t qu s nâng cao kh năng n ñ nh ñi n áp cho toàn h th ng. TCSC có kh năng ñi u khi n linh ho t dòng công su t trên ñư ng dây, phân b l i trào lưu công su t trong các m ch vòng k t qu có th gi m quá t i trên các ñư ng dây quá t i và tăng t i trên các ñư ng dây non t i. Ngoài ra, TCSC ñi u ch nh nhanh giá tr XC trên ñư ng dây nên có kh năng d p t t dao ñ ng r t nhanh làm nâng cao ñ d tr n ñ nh ñ ng cho h th ng.