Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu nâng cao hiệu quả vận hành lưới điện 35kV Điện lực Mường La và thủy điện nhỏ Nậm Bú

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:93

Thêm vào BST

Báo xấu

22
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu đề tài là đề xuất được các giải pháp nâng cao hiệu quả vận hành và nâng cao chất lượng điện áp cho lưới điện 35kV lộ 375 huyện Mường La. Đặc biệt là đối với thủy điện nhỏ SHP Nậm Bú kết nối trên lộ 375. Cung cấp dữ liệu cho quy hoạch phát triển lưới trong tương lai, đồng thời có áp dụng nguồn phân tán khác.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu nâng cao hiệu quả vận hành lưới điện 35kV Điện lực Mường La và thủy điện nhỏ Nậm Bú

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP HOÀNG VĂN LUYỆN NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN 35KV ĐIỆN LỰC MƯỜNG LA VÀ THỦY ĐIỆN NHỎ NẬM BÚ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN MÃ SỐ: 8.52.01.01 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS. Nguyễn Duy Cương Thái Nguyên - Năm 2020 I
LỜI CAM ĐOAN Tôi là Hoàng Văn Luyện, học viên lớp cao học K21 ngành Kỹ thuật điện, sau hai năm học tập và nghiên cứu, được sự giúp đỡ của các Thầy, Cô giáo và đặc biệt là Thầy giáo hướng dẫn tốt nghiệp PGS.TS. Nguyễn Duy Cương. Đến nay, tôi đã hoàn thành chương trình học tập và đề tài luận văn tốt nghiệp “Nghiên cứu nâng cao hiệu quả vận hành lưới điện 35kV Điện lực Mường La và thủy điện nhỏ Nậm Bú”. Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của cá nhân dưới sự hướng dẫn của Thầy giáo PGS.TS. Nguyễn Duy Cương. Nội dung luận văn chỉ tham khảo và trích dẫn các tài liệu đã được ghi trong danh mục tài liệu tham khảo và không sao chép hay sử dụng bất kỳ tài liệu nào khác. Thái Nguyên, ngày 18 tháng 10 năm 2020 Học viên Hoàng Văn Luyện II
MỤC LỤC MỤC LỤC .................................................................................................................................iii DANH MỤC HÌNH VẼ ............................................................................................................. v DANH MỤC BẢNG BIỂU ...................................................................................................... vii MỞ ĐẦU ............................................................................................................................... - 1 - CHƯƠNG 1 ........................................................................................................................... - 4 - TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN ................................................................................. - 4 - VÀ LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP 35KV HUYỆN MƯỜNG LA ............................................... - 4 - 1.1 Cấu trúc tổng quát của một hệ thống điện quốc gia ........................................................ - 4 - 1.1.1 Khối 1 - Các nhà máy điện ........................................................................................ - 5 - 1.1.2 Khối 2 - Hệ thống truyền tải ...................................................................................... - 5 - 1.1.3 Khối 3 - Hệ thống điện phân phối (Electric distribution system) .............................. - 6 - 1.2 Một số yêu cầu cơ bản đối với hệ thống điện phân phối [5] ......................................... - 10 - 1.3 Đặc điểm xã hội, điều kiện tự nhiên và lưới điện 35kV huyện Mường La .................. - 16 - 1.3.1 Vị trí địa lý và dân số trong khu vực ........................................................................ - 16 - 1.3.2 Đặc điểm hiện trạng lưới điện phân phối tỉnh Sơn La và huyện Mường La ........... - 18 - 1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ................................................................................. - 23 - Kết luận chương 1 ............................................................................................................... - 35 - CHƯƠNG 2 ......................................................................................................................... - 36 - CÔNG CỤ TOÁN HỌC VÀ PHẦN MỀM ỨNG DỤNG .................................................. - 36 - 2.1 Giới thiệu chung ............................................................................................................ - 36 - 2.2 Phần mềm ETAP ứng dụng cho mô hình hóa mô phỏng giải tích lưới......................... - 37 - 2.2.1 Giới thiệu chung về Etap [7] .................................................................................... - 37 - 2.2.2 Ứng dụng ETA mô hình hóa mô phỏng lộ 375 lưới điện 35kV Mường La ............ - 39 - Kết luận chương 2 ............................................................................................................... - 50 - CHƯƠNG 3 ......................................................................................................................... - 52 - MÔ PHỎNG GIẢI TÍCH LƯỚI VÀ GIẢI PHÁP NÂNG CAO ........................................ - 52 - HIỆU QUẢ VẬN HÀNH LỘ 375 LƯỚI ĐIỆN 35KV MƯỜNG LA................................ - 52 - 3.1 Đặt vấn đề ..................................................................................................................... - 52 - 3.2 Chế độ vận hành 1: Phụ tải Smax chưa xét đến SHP Nậm Bú .................................... - 53 - 3.2.1 Chế độ vận hành 1a: Smax, 105%Uđm, chưa xét đến SHP Nậm Bú ...................... - 54 - 3.2.2 Chế độ vận hành 1b: Smax, 100%Uđm, ngắt kết nối SHP Nậm Bú ....................... - 63 - III
3.3 Chế độ vận hành 2: Vận hành mạng điện kín 2 nguồn lưới ......................................... - 67 - 3.4 Chế độ vận hành 3: Vận hành lộ 375 có xét đến SHP Nậm Bú ................................... - 71 - 3.4.1 Chế độ vận hành 3a: Smax, SHP phát đồng thời CSTD và CSPK .......................... - 73 - 3.4.2 Chế độ vận hành 3b: Vận hành SHP khi xảy ra sự cố mất nguồn điện lưới............ - 78 - Kết luận chương 3 ............................................................................................................... - 82 - KỂT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................................. - 83 - TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................ - 85 - IV
DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1. 1 Mô hình cấu trúc hệ thống điện hoàn chỉnh .......................................................... - 4 - Hình 1. 2 Sơ đồ nguyên lý một sợi hệ thống điện phân phối ................................................ - 7 - Hình 1. 3 Bản đồ vị trí địa lý huyện Mường La .................................................................. - 17 - Hình 1. 4 Sơ đồ các TBA trung gian và kết nối dây lưới trung áp tỉnh Sơn La .................. - 19 - Hình 1. 5 Sơ đồ một sợi lưới điện 35kV Điện lực Mường La, [6] ...................................... - 25 - Hình 2. 1 Các cửa sổ chính .................................................................................................. - 37 - Hình 2. 2 Các chức năng tính toán ...................................................................................... - 38 - Hình 2. 3 Các phần tử AC ................................................................................................... - 38 - Hình 2. 4 Một số chức năng tính toán thông dụng .............................................................. - 39 - Hình 2. 5 Các thiết bị đo lường, bảo vệ ............................................................................... - 39 - Hình 2. 6 Sơ đồ mô phỏng lộ 375 lưới điện 35kV Mường La ............................................ - 41 - Hình 2. 7 Nguyên tắc điều chỉnh công suất tác dụng, [8].................................................... - 43 - Hình 2. 8 Nguyên tắc điều chỉnh công suất phản kháng, [8] ............................................... - 44 - Hình 2. 9 Đồ thị hướng dẫn chọn điểm vận hành máy phát điện trong Etap. ..................... - 44 - Hình 2. 10 Cửa sổ cài đặt máy phát thủy điện ..................................................................... - 46 - Hình 3. 1 Lưu đồ giải tích lưới và các giải pháp đề xuất .................................................... - 53 - Hình 3. 2 Mô phỏng phân bố công suất và điện áp chế độ 1a ............................................. - 55 - Hình 3. 3 Điện áp các bus, tải phần đầu đường dây lộ 375 chế độ vận hành 1a ................. - 56 - Hình 3. 4 Điện áp các bus, tải cuối đường dây lộ 375 chế độ vận hành 1a ......................... - 56 - Hình 3. 5 Điện áp các bus-tải phần đầu đường dây lộ 375 chế độ vận hành 1b.................. - 63 - V
Hình 3. 6 Điện áp các bus-tải cuối đường dây lộ 375 chế độ vận hành 1b ......................... - 64 - Hình 3. 7 Trích xuất mô phỏng phân bố công suất phía nguồn TBA Mường La................ - 68 - Hình 3. 8 Trích xuất mô phỏng phân bố công suất phía nguồn TBA Sơn La ..................... - 69 - Hình 3. 9 a,b Mô phỏng điều chỉnh phân bố công suất cho hai nguồn ............................... - 70 - Hình 3. 10 Hình ảnh Thủy điện Nậm Bú trên suối Nậm Bú – Mường La .......................... - 71 - Hình 3. 11 Mô tả vị trí kết nối thủy điện Nậm Bú trên sơ đồ mô phỏng lộ 375 Mường La - 72 - Hình 3. 12 Mô phỏng phân bố công suất trên lộ 375 phía TBA Mường La ....................... - 74 - Hình 3. 13 Mô phỏng SHP Nậm Bú phát công suất, chế độ vận hành 3a ........................... - 74 - Hình 3. 14 Trích xuất lí lịch máy phát G1-NB .................................................................... - 77 - Hình 3. 15 Trạng thái sự cố, máy cắt CB 375 ngắt kết nối lộ 375 (open) ........................... - 79 - Hình 3. 16 Máy phát G1-NB đã chuyển sang chế độ vận hành Swing (G2 giữ nguyên).... - 79 - Hình 3. 17 Mô phỏng thông số vận hành SHP sau điều chỉnh điện áp G1-NB .................. - 81 - Hình 3. 18 Mô phỏng thông số vận hành SHP sau điều chỉnh điện áp G2-NB .................. - 81 - VI
DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Độ biến dạng sóng hài điện áp tối đa cho phép.................................................... - 12 - Bảng 1. 2 Các thủy điện nhỏ trong lộ 371 và lộ 375 Mường La ......................................... - 26 - Bảng 1. 3 Dữ liệu thông số đường dây lộ 371, 375 Mường La ........................................... - 26 - Bảng 1. 4 Dữ liệu thông số phụ tải lộ 371, 375 lưới điện phân phối Mường La................. - 31 - Bảng 1. 5 Dữ liệu thông số các MBA lộ 371, 375 lưới điện phân phối Mường La ............ - 32 - Bảng 2. 1 Thông số cơ bản của SHP Nậm Bú ..................................................................... - 42 - Bảng 2. 2 Số lượng phụ tải và các thông số cơ bản ............................................................. - 46 - Bảng 2. 3 Số lượng đường dây và thông số cơ bản ............................................................. - 48 - Bảng 3. 1 Dữ liệu kết quả mô phỏng điện áp bus-tải chế độ 1a .......................................... - 57 - Bảng 3. 2 Dữ liệu kết quả mô phỏng phân bố công suất trên đường dây chế độ 1a ........... - 59 - Bảng 3. 3 Dữ liệu cân bằng công suất và tổn thất tổng trong lộ 375 chế độ 1a .................. - 62 - Bảng 3. 4 Dữ liệu kết quả giải tích điện áp bus-tải chế độ vận hành 1b ............................. - 64 - Bảng 3. 5 Dữ liệu cân bằng công suất và tổn thất công suất ............................................... - 66 - Bảng 3. 6 Thông số cài đặt máy phát SHP Nậm Bú trạng thái 3a....................................... - 73 - Bảng 3. 7 Dữ liệu kết quả điện áp và công suất bus-tải ...................................................... - 75 - Bảng 3. 8 bảng tổng hợp dữ liệu kết quả điện áp trên cá bus-tải, chế độ vận hành 3b ....... - 78 - Bảng 3. 9 Tổng hợp dữ liệu điện áp bus-tải sau điều chỉnh điện áp G1-NB ....................... - 80 - VII
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt OTI Operation Technology, Inc EHV & HV Extra High Voltage/ High Voltage Siêu cao áp/cao áp CSTD (P) Active Power Công suất tác dụng CSPK (Q) Reaction Power Công suất phản kháng AC Alternating Current Điện xoay chiều DC Direct Current Điện một chiều SW Switching Chuyển mạch (cầu dao) SHP Small Hydro Power station Trạm thủy điện nhỏ VIII
MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Hệ thống điện Việt Nam nói chung và lưới điện tại tỉnh miền núi nói riêng được xây dựng và phát triển từng bước qua các giai đoạn nên thiếu sự đồng bộ và còn bất cập. Trong đó, có nhiều đường dây 35kV cung cấp cho các trạm biến áp phân bố rải rác, trải dài trên một phạm vi lớn theo điều kiện tự nhiên và phân bố dân cư trong khu vực, đặc điểm phụ tải có tính chất không ổn định trong ngày (24h) do chủ yếu các phụ tải điện sinh hoạt, ít phụ tải điện công nghiệp công suất nhỏ. Trong quá trình cải tạo phát triển, các đường dây 110kV và các trạm biến trung gian được xây dựng thêm làm thay đổi phân bố công suất khác so với thiết kế ban đầu. Đặc biệt, chính sách phát triển nguồn năng lượng tái tạo kết nối lưới cũng có tác động mạnh đến cấu trúc lưới và thay đổi các phương thức vận hành. Trong số đó, phải kể đến các thủy điện nhỏ công suất từ một vài MW đến vài chục MW có đặc điểm vận hành thụ động theo mùa (nguồn nước thay đổi). Từ các lý do trên đây đã làm cho cấu trúc lưới ban đầu trở nên thiếu đồng bộ, phát sinh nhiều bất cập, ví dụ: - Cấu trúc lưới, và chủng loại, tiết diện dây dẫn một vài đoạn không còn hợp lý. - Hạn chế tính năng làm việc, bảo vệ của các thiết bị điện. - Khó khăn trong lựa chọn phương thức vận hành lưới điện. - Chất lượng điện năng chưa đảm bảo do điện áp thay đổi tăng, giảm phụ thuộc vào thuỷ điện nhỏ kết nối lưới. - Tổn thất điện năng trên lưới điện lớn. Trong bối cảnh này, những lưới điện trung áp thuộc địa bàn miền núi nói chung và cụ thể là lưới điện 35kV lộ 375 huyện Mường La cần thiết phải được kiểm soát bằng những phần mềm chuyên dụng, ví dụ như ETAP. Thông qua đó có thể đề xuất được những giải pháp tốt nhất cho các phương án vận hành, khảo sát nhiều ứng dụng khác nhau cho hoạt động chuyên môn cả về lý thuyết và thực tiễn. 2. Đối tượng nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Lưới điện phức hợp 35kV lộ 375 có kết nối thủy điện nhỏ địa phương SHP Nậm Bú huyện Mường La. Nghiên cứu thực trạng vận hành lưới điện 35kV lộ 375 huyện Mường La; khảo sát các phương án vận hành khác nhau, trạng thái vận hành khác nhau -1-
về thông số nguồn (từ 2 TBA trung gian), thông số phụ tải, cấu trúc mạch vòng, vận hành các thủy điện theo mùa...Trên cơ sở đó phát hiện những ưu, nhược điểm, những tồn tại, bất cập của lưới điện hiện tại đồng thời đề xuất giải pháp khắc phục 3. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài Về lý thuyết: - Học viên sử dụng được phần mềm chuyên dụng ETAP cho học tập, nghiên cứu và ứng dụng trong công tác chuyên môn, nghiệp vụ. - Mô hình hóa mô phỏng được đối tượng nghiên cứu là lưới điện 35kV lộ 375 huyện Mường La làm cơ sở cho các nghiên cứu chuyên môn chuyên ngành. Về thực tiễn: - Đề xuất được các giải pháp nâng cao hiệu quả vận hành và nâng cao chất lượng điện áp cho lưới điện 35kV lộ 375 huyện Mường La. Đặc biệt là đối với thủy điện nhỏ SHP Nậm Bú kết nối trên lộ 375. - Cung cấp dữ liệu cho quy hoạch phát triển lưới trong tương lai, đồng thời có áp dụng nguồn phân tán khác. 4. Phương pháp nghiên cứu - Khảo sát, thu thập số liệu thực tế. - Sử dụng phần mềm mô phỏng hiện đại (ETAP). - Phân tích cơ sở lý thuyết áp dụng cho đối tượng thực tế. - Công cụ nghiên cứu, tính toán, mô phỏng có độ tin cậy cao. - Đánh giá nêu bật được những đóng góp của đề tài, giá trị khoa học và thực tiễn đạt được. 5. Kết cấu luận văn Tổng thể luận văn gồm các chương sau: Chương 1. Tổng quan về hệ thống điện và lưới điện trung áp 35kV Mường La Chương 2. Công cụ toán học và phần mềm ứng dụng Chương 3. Mô phỏng giải tích lưới và giải pháp nâng cao hiệu quả vận hành lộ 375 lưới điện 35kV Mường La Mặc dù đã cố gắng rất nhiều nhưng do điều kiện thời gian và giới hạn phạm vi nghiên cứu của một luận văn cao học, nên những kết quả đạt được và sự trình bày còn -2-
hạn chế, chưa thể đáp ứng đầy đủ những kỳ vọng. Kính mong nhận được đóng góp của mọi người, đặc biệt là của Hội đồng bảo vệ luận văn tốt nghiệp thạc sỹ. Để hoàn thành được bản luận văn này, Học viên và người hướng dẫn xin cảm ơn sự giúp đỡ đặc biệt của Công ty điện lực Sơn La, Điện lực Mường La, cảm ơn Nhà trường, cảm ơn các tác giả của tài liệu tham khảo và cảm ơn OTI đã cung cấp một công cụ đắc hiệu cho áp dụng trong luận văn. -3-
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP 35kV HUYỆN MƯỜNG LA 1.1 Cấu trúc tổng quát của một hệ thống điện quốc gia, [1] [2] [3] [4] [5]. Điện năng là một dạng năng lượng đặc biệt và rất phổ biến hiện nay, điện năng có rất nhiều ưu điểm hơn hẳn so với các dạng năng lượng khác như: Dễ dàng chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác với hiệu suất cao (cơ năng, nhiệt năng, hoá năng, quang năng...). Điện năng được sản xuất ra từ các nhà máy điện hay các trạm phát điện theo nhiều công nghệ khác nhau. Quá trình sản xuất và sử dụng điện năng được thực hiện bởi một hệ thống điện như mô tả trên. Hình 1. 1 Mô hình cấu trúc hệ thống điện hoàn chỉnh -4-
Hoạt động của hệ thống điện có một số đặc điểm chính sau đây: - Điện năng sản xuất ra nói chung, tại mọi thời điểm luôn phải bảo đảm cân bằng giữa lượng điện năng sản xuất ra với lượng điện năng tiêu thụ, tích trữ và điện năng tổn thất trên các thiết bị truyền tải và phân phối điện. - Các quá trình về điện xảy ra rất nhanh. Ví dụ: Sóng điện từ hay sóng sét lan truyền trên đường dây với tốc độ rất lớn xấp xỉ tốc độ ánh sáng 300.000 km/s), thời gian đóng cắt mạch điện, thời gian tác động của các bảo vệ thường xẩy ra dưới 0,5s. - Hoạt động điện lực có liên quan chặt chẽ đến nhiều lĩnh vực xã hội và kinh tế quốc dân khác như: Luyện kim, hoá chất, khai thác mỏ, cơ khí, công nghiệp nhẹ, đô thị và dân dụng,... Một hệ thống điện quốc gia bao gồm rất nhiều các phần tử được kết nối với nhau theo nguyên lý của một mạch điện dựa trên cơ sở đảm bảo tính kỹ thuật và kinh tế. Tương ứng sơ đồ cấu trúc khối trên hình 1.1, cấu trúc của một hệ thống điện thường được chia thành 03 khối chính. Cụ thể gồm: 1.1.1 Khối 1 - Các nhà máy điện, [2] Khối các nhà máy điện được phân biệt thành hai loại. Thứ nhất đó là các nhà máy điện công suất lớn bao gồm các trung tâm sản xuất điện lớn, các nhà máy nhiệt điện, nhà máy điện hạt nhân, trạm thủy điện công suất lớn (Pđm ≥ 30 MW). Thứ hai đó là các nguồn điện phân tán công suất nhỏ (Pđm  30 MW). 1.1.2 Khối 2 - Hệ thống truyền tải, [6] Hệ thống truyền tải (Transmission, Subtransmisstion), đó là hệ thống các trạm biến áp và các đường dây tải điện có nhiệm vụ chính là truyền tải công suất giữa các trạm biến áp, không trực tiếp kết nối với phụ tải tiêu thụ điện. Trong khối này lại được chia thành hai khối con, đó là [7], [6]: - Khối truyền tải siêu cao áp (EHV transmission): Bao gồm hệ thống các trạm biến áp và đường dây có điện áp xoay chiều định mức Uđm ≥ 220kV. Một số nước tân tiến có sử dụng đường dây truyền tải siêu cao áp một chiều HVDC. - Khối truyền tải cao áp (HV transmission): Bao gồm hệ thống các trạm biến áp và đường dây có điện áp xoay chiều định mức 35kV < Uđm ≤ 110kV. -5-
1.1.3 Khối 3 - Hệ thống điện phân phối (Electric distribution system), [6] [7] 1.1.3.1 Cấu trúc hệ thống Trước đây ở Việt Nam, phạm vi của hệ thống phân phối điện chỉ bao gồm các trạm biến áp và đường dây được tính từ phía thứ cấp trạm biến áp 110kV trở về đến các phụ tải tiêu thụ điện. Ngày nay, kể từ 01/11/2018, EVN đã có quy định mới: Hệ thống phân phối điện được mở rộng thêm về phía cao áp đến thứ cấp của trạm biến áp 220kV. Đây là một hướng hội nhập quốc tế. Trên cơ sở mô hình tổng quát của hệ thống điện quốc gia hình 1.1, cấu trúc một hệ thống phân phối điện có thể được mô tả dưới dạng sơ đồ một sợi như trên hình 1.2 -6-
Hình 1. 2 Sơ đồ nguyên lý một sợi hệ thống điện phân phối Theo cấu trúc này, hệ thống phân phối điện lại có thể được phân chia thành các hệ thống phân phối con dựa trên điện áp định mức làm căn cứ: - Hệ thống phân phối điện cao thế 110kV (High Voltage): Bao gồm toàn bộ đường dây và các trạm biến áp 110kV đóng vai trò trung gian (Sup transmision line) hay (Transmision line) để cung cấp điện cho các trạm biến áp khu vực (Zone Suptation). Đối -7-
với các phụ tải lớn như các nhà máy lớn hay các khu công nghiệp có sức tiêu thụ điện cao, có thể được kết nối trực tiếp với hệ thống truyền tải con 110kV. - Hệ thống phân phối điện trung áp (Middle Voltage): Bao gồm hệ thống các đường dây trung áp (22kV, 35kV) và các trạm biến áp phân phối hạ áp cung cấp điện cho lưới phân phối hạ thế (Low voltage). - Hệ thống phân phối điện hạ thế thế (Low Voltage): Bao gồm hệ thống các trạm biến áp phân phối và đường dây hạ thế (0,4 kV) cung cấp cho các phụ tải là điểm cuối cùng của hệ thống điện. 1.2.3.2 Các dạng nguồn điện công suất nhỏ trong hệ thống phân phối điện Hiện nay, trong lưới phân phối điện không chỉ có một loại nguồn cung cấp từ phía lưới điện quốc gia mà còn có thêm các nguồn phân tán. Chính vì vậy cấu trúc lưới được thay đổi căn bản, phân bố công suất không chỉ theo một hướng (one way) như trước đây mà là nhiều hướng, thậm chí luôn thay đổi cả về độ lớn và hướng công suất.  Nguồn chính: Nguồn chính cung cấp điện cho lưới phân phối được chỉ định từ lưới điện quốc gia được quy đổi về cấp điện áp trung áp cao nhất của lưới phân phối. Trên sơ đồ nguyên lý một sợi (one line diagram) nguồn có thể được biểu diễn bởi một thanh cái (Bus). Các thông số cơ bản của nguồn bao gồm: - Cấp điện áp định mức Uđm (kV): 110kV, 35kV, 22kV - Công suất ngắn mạch SNM (MVA): 400MVA - Tỷ số X/R Một hệ thống điện phân phối có thể bao gồm một hoặc hai nguồn chính tùy theo cấp độ tin cậy cần thiết. Trong thực tế đó là các trạm biến áp trung gian biến đổi từ cấp điện áp 110kV hoặc 220 kV xuống cấp điện áp phân phối.  Nguồn phân tán (DG): Trong lưới phân phối còn có các nguồn phân tán khác, điển hình là: 1- Nguồn pin mặt trời: Đó là các tổ hợp pin mặt trời kết hợp với biến tần DC/AC và máy biến áp tạo ra một nguồn cung cấp điện kết nối với lưới phân phối. 2- Nguồn SHP: Đó là SHP địa phương kết nối trực tiếp với lưới điện phân phối. -8-
3- Nguồn máy phát điện sức gió: Đó là turbine gió công suất nhỏ, có thể là đơn chiếc hay tổ hợp nhiều chiếc (Wind Farm) kết nối với lưới phân phối. 4- Nguồn máy phát diesel: Loại nguồn này chủ yếu đóng vai trò dự phòng và không thể thiếu được đối với các hộ dùng điện đòi hỏi cao về chất lượng điện năng cung cấp như: Những nhà máy hay phân xưởng sản xuất áp dụng công nghệ hiện đại, khách sạn, bệnh viện, nhà cao tầng,VV. 5- Kho điện (battery) kết hợp với biến tần DC/AC/DC: Loại nguồn này cũng đang được khuyến khích phát triển với vai trò nguồn dự phòng hoặc ứng dụng cho các giải pháp điều phối năng lượng hữu ích. 1.1.3.2 Phân loại thiết bị dùng điện trong hệ thống phân phối điện Điện năng là động lực chính của các hoạt động sản xuất và đời sống sinh hoạt của con người nên các thiết bị dùng điện là rất đa dạng, phong phú, chúng có thể phân loại theo nhiều cách như sau:  Phân loại theo điện áp định mức của thiết bị: - Các thiết bị hạ áp là các thiết bị điện có điện áp định mức Uđm < 1000V. - Các thiết bị điện cao áp là các thiết bị điện có điện áp định mức Uđm > 1000V. Các thiết bị có công suất lớn, Pđm > 100kW thường được chế tạo với cấp điện áp cao Uđm > 1000V.  Phân loại theo theo tần số: - Thiết bị điện có tần số công nghiệp (50Hz). - Thiết bị điện có tần số khác tần số công nghiệp. Hiện nay ở ta các nguồn điện 3 pha đều sử dụng tần số công nghiệp 50Hz. Đối với các thiết bị có tần số khác tần số công nghiệp thì phải có thiết bị biến đổi. Vì vậy, đối với cung cấp điện thì ta coi bộ biến đổi như một thiết bị dùng điện xoay chiều tần số công nghiệp bình thường và việc tính toán cung cấp điện cho thiết bị tần số khác tần số công nghiệp được quy về việc tính toán cung cấp điện cho thiết bị biến đổi.  Phân loại theo nguồn cung cấp: - Thiết bị điện xoay chiều ba pha và một pha. - Thiết bị điện một chiều. -9-
 Phân loại theo chế độ làm việc: - Thiết bị điện làm việc theo chế độ dài hạn. - Thiết bị điện làm việc theo chế độ ngắn hạn. - Thiết bị điện làm việc theo chế độ ngắn hạn lặp lại.  Phân loại theo vị trí lắp đặt: - Thiết bị điện lắp đặt cố định, di động. - Thiết bị điện lắp đặt trong nhà, ngoài trời. - Thiết bị điện lắp đặt ở những điều kiện đặc biệt như nóng, ẩm, bụi, có hơi và khí ăn mòn, có khí và bụi nổ. 1.2 Một số yêu cầu cơ bản đối với hệ thống điện phân phối [8] Để đánh giá chất lượng điện năng trong cung cấp cho các hộ tiêu thụ, các cấp quản lý ngành điện áp dụng các chỉ tiêu cơ bản dựa trên tiêu chuẩn IEC và TCVN quy định [8]. Cụ thể, trong phạm vi đề tài này quan tâm đến đến một số chỉ tiêu cơ bản sau đây:  Một số quy định hành chính:  Đơn vị truyền tải điện: Là đơn vị điện lực được cấp phép hoạt động điện lực trong lĩnh vực truyền tải điện, có trách nhiệm quản lý vận hành lưới điện truyền tải quốc gia.  Hệ thống điện phân phối: Là hệ thống điện bao gồm lưới điện phân phối và các nhà máy điện đấu nối vào lưới điện phân phối.  Lưới điện phân phối: Là phần lưới điện bao gồm các đường dây và trạm điện có cấp điện áp đến 110kV.  Lưới điện truyền tải: Là phần lưới điện bao gồm các đường dây và trạm điện có cấp điện áp trên 110kV.  Ngày điển hình: Là ngày được chọn có chế độ tiêu thụ điện điển hình của phụ tải điện theo Quy định nội dung, phương pháp, trình tự và thủ tục nghiên cứu phụ tải điện do Bộ Công Thương ban hành. Ngày điển hình bao gồm ngày điển hình của ngày làm việc, ngày cuối tuần, ngày lễ (nếu có) cho năm, tháng và tuần.  Sóng hài: Là sóng điện áp và dòng điện hình sin có tần số là bội số của tần số cơ bản. - 10 -
 Tiêu chuẩn IEC: Là tiêu chuẩn về kỹ thuật điện do Ủy ban Kỹ thuật điện quốc tế ban hành.  Trạm điện: Là trạm biến áp, trạm cắt hoặc trạm bù.  Trung tâm điều khiển: Là trung tâm được trang bị hệ thống cơ sở hạ tầng công nghệ thông tin, viễn thông để có thể giám sát, điều khiển từ xa một nhóm nhà máy điện, nhóm trạm điện hoặc các thiết bị đóng cắt trên lưới điện  Một số quy định về kỹ thuật:  Tần số: Tần số danh định trong hệ thống điện quốc gia là 50Hz. Trong điều kiện bình thường, tần số hệ thống điện được dao động trong phạm vi ±0,2Hz so với tần số danh định. Trường hợp hệ thống điện chưa ổn định, tần số hệ thống điện được dao động trong phạm vi ± 0,5Hz so với tần số danh định.  Điện áp: - Các cấp điện áp danh định trong hệ thống điện phân phối bao gồm: 110kV; 35kV; 22kV; 15kV; 10kV; 6kV và 0,4kV. - Trong chế độ vận hành bình thường điện áp vận hành cho phép tại điểm đấu nối được phép dao động so với điện áp danh định như sau: a) Tại điểm đấu nối với khách hàng sử dụng điện là ±05 %; b) Tại điểm đấu nối với nhà máy điện là +10% và -05 %; - Trong chế độ sự cố đơn lẻ hoặc trong quá trình khôi phục vận hành ổn định sau sự cố, cho phép mức dao động điện áp tại điểm đấu nối với khách hàng sử dụng điện bị ảnh hưởng trực tiếp do sự cố trong khoảng +05 % và -10 % so với điện áp danh định. - Trong chế độ sự cố nghiêm trọng hệ thống điện truyền tải hoặc khôi phục sự cố, cho phép mức dao động điện áp trong khoảng ±10 % so với điện áp danh định. - Trường hợp khách hàng sử dụng lưới điện phân phối có yêu cầu chất lượng điện áp cao hơn so với quy định tại Khoản 2, Điều 5 theo Thông tư 39/2015/TT-BCT ngày 18/11/2015 của Bộ Công Thương, khách hàng sử dụng lưới điện phân phối có thể thỏa thuận với Đơn vị phân phối điện hoặc Đơn vị phân phối và bán lẻ điện.  Cân bằng pha: - 11 -
Trong chế độ làm việc bình thường, thành phần thứ tự nghịch của điện áp pha không vượt quá 03% điện áp danh định đối với cấp điện áp 110kV hoặc 05% điện áp danh định đối với cấp điện áp trung áp và hạ áp.  Sóng hài điện áp: Tổng độ biến dạng sóng hài điện áp (THD) là tỷ lệ giữa giá trị hiệu dụng của sóng hài điện áp với giá trị hiệu dụng của điện áp bậc cơ bản (theo đơn vị %), được tính theo công thức sau: Trong đó: a) THD: Tổng độ biến dạng sóng hài điện áp; b) Vi: Giá trị hiệu dụng của sóng hài điện áp bậc i và N là bậc cao nhất của sóng hài cần đánh giá; c) V1: Giá trị hiệu dụng của của điện áp tại bậc cơ bản (tần số 50Hz). Tổng độ biến dạng sóng hài điện áp tại mọi điểm đấu nối không được vượt quá giới hạn quy định trong bảng 1.1 như sau: Bảng 1.1 Độ biến dạng sóng hài điện áp tối đa cho phép Cấp điện áp Tổng biến dạng sóng hài Biến dạng riêng lẻ 110 kV 3,0% 1,5% Trung áp 5,0% 3,0% Hạ áp 8,0% 5,0% Cho phép đỉnh nhọn điện áp bất thường trên lưới điện phân phối trong thời gian ngắn vượt quá tổng mức biến dạng sóng hài quy định tại Khoản 2, Điều 7 nhưng không được gây hư hỏng thiết bị của lưới điện phân phối theo Thông tư 39/2015/TT-BCT ngày 18/11/2015 của Bộ Công Thương (và sửa đổi bổ sung theo Thông tư 30/2019/TT-BCT ngày 18/11/2019 của Bộ Công Thương).  Các chỉ số về độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện phân phối: - 12 -