Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật điện: Nghiên cứu chế độ vận hành tối ưu cho hệ thống bù công suất phản kháng trên một số xuất tuyến trung áp của Tổng Công ty Điện lực Hà Nội
lượt xem 6
download
Luận văn "Nghiên cứu chế độ vận hành tối ưu cho hệ thống bù công suất phản kháng trên một số xuất tuyến trung áp của Tổng Công ty Điện lực Hà Nội" nhằm mục đích đáp ứng linh hoạt với sự biến thiên liên tục của phụ tải nhằm giảm tổn thất điện năng nâng cao hiệu quả truyền tải và phân phối điện, vận hành tối ưu lưới điện nâng cao hiệu quả đầu tư giảm chi phí quản lý vận hành nhưng vẫn đảm bảo ổn định cung cấp điện. Mời các bạn cùng tham khảo!
Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!
Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật điện: Nghiên cứu chế độ vận hành tối ưu cho hệ thống bù công suất phản kháng trên một số xuất tuyến trung áp của Tổng Công ty Điện lực Hà Nội
- BỘ CÔNG THƢƠNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC NGUYỄN TRỌNG KÍNH NGHIÊN CỨU CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH TỐI ƯU CHO HỆ THỐNG BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRÊN MỘT SỐ XUẤT TUYẾN TRUNG ÁP CỦA TỔNG CÔNG TY ĐIỆN LỰC HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN Hà Nội, 2023
- BỘ CÔNG THƢƠNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC NGUYỄN TRỌNG KÍNH NGHIÊN CỨU CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH TỐI ƯU CHO HỆ THỐNG BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRÊN MỘT SỐ XUẤT TUYẾN TRUNG ÁP CỦA TỔNG CÔNG TY ĐIỆN LỰC HÀ NỘI Chuyên ngành : Kỹ thuật điện Mã số : 8520201 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Trần Thanh Sơn Hà Nội, 2023
- LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành được luận văn này, tác giả xin chân thành cảm ơn và biết ơn sâu sắc tới Thầy giáo TS. Trần Thanh Sơn là người hướng dẫn luận văn. Thầy đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn, hỗ trợ, giúp đỡ trong suốt quá trình học tập nghiên cứu hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Tác giả xin chân thành cảm ơn tới Thầy/Cô giảng dạy trong suốt quá trình học tập và Các bộ phận, phòng ban chức năng của trường Đại học Điện lực Tác giả xin chân thành cảm ơn gia đình và đồng nghiệp, bạn bè, người thân đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho công việc học tập và nghiên cứu; Tác giả xin chân thành cảm ơn Công ty Điện lực Đống Đa, Tổng Công ty điện lực Hà Nội đã giúp đỡ, cung cấp số liệu, phục vụ cho quá trình nghiên cứu. Tôi xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày . . . tháng . . . năm . . . Tác giả Nguyễn Trọng Kính
- LỜI CAM ĐOAN Tác giả cam đoan đã sử dụng các tài liệu tham khảo của các tác giả, các nhà khoa học và các luận văn được trích dẫn trong phụ lục “Tài liệu tham khảo” cho việc nghiên cứu và viết luận văn của mình. Số liệu là số liệu thực tế được lấy trên phần mềm quản lý và lưu trữ số liệu của Tổng Công ty Điện lực Hà Nội phạm vi thuộc quản lý của Công ty điện lực Đống Đa. Tác giả cam đoan về các số liệu và kết quả tính toán được trình bày trong luận văn là hoàn toàn do tác giả tự tìm hiểu và thực hiện trong quá trình nghiên cứu và viết luận văn của mình, không sao chép và chưa được sử dụng cho đề tài luận văn nào. Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày . . . tháng . . . năm . . . Tác giả Nguyễn Trọng Kính
- MỤC LỤC MỤC LỤC ............................................................................................................. i DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................. iii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ...................................................................... iv DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ............................................................................. v I. MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1 II NỘI DUNG ...................................................................................................... 6 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN TỔNG CÔNG TY ĐIỆN LỰC HÀ NỘI............................................................................................ 6 1.1. Tổng quan về lƣới điện phân phối ................................................................. 6 1.1.1. Tổng quan .................................................................................................... 6 1.1.2. Đặc điểm chung của lƣới điện phân phối 22kV .......................................... 6 1.1.3. Các biện pháp nâng cao hiệu quả kinh tế vận hành lƣới điện phân phối. ... 6 1.2. Hiện trạng lƣới điện và các chế độ vận hành hệ thống bù công suất phản kháng ở một số xuất tuyến trung áp của Tổng công ty Điện lực Hà Nội ............. 6 1.2.1. Tình hình bù công suất phản kháng trong các chế độ vận hành lƣới điện .. 6 1.2.2. Các chế độ vận hành bù công suất phản kháng và kết quả vận hành ......... 6 1.3. Kết luận chƣơng 1 ........................................................................................ 6 CHƢƠNG 2: BÀI TOÁN VẬN HÀNH TỐI ƢU HỆ THỐNG BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG ........................................................................................ 6 2.1 Bài toán vận hành tối ƣu hệ thống bù công suất phản kháng trên lƣới phân phối điện .............................................................................................................. 25 2.2 Phƣơng pháp Gauss-Seidel để giải tích lƣới điện [1] ................................... 27 2.3 Ứng dụng thuật toán di truyền để vận hành tối ƣu hệ thống bù công suất phản kháng trên lƣới phân phối điện [2-5].......................................................... 30 2.3.1 Phép chọn lọc ............................................................................................. 31 2.3.2 Phép lai ghép .............................................................................................. 32 2.3.3 Phép đột biến .............................................................................................. 32 2.4 Kết luận chƣơng 2 ....................................................................................... 35 i
- CHƢƠNG 3: TÍNH TOÁN LỰA CHỌN CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH TỐI ƢU CHO HỆ THỐNG BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG CHO MỘT SỐ XUẤT TUYẾN TRUNG ÁP 22kV................................................................... 36 3.1 Thông số của xuất tuyến mô phỏng .............................................................. 36 3.2 Tính toán các chế độ vận hành tối ƣu cho hệ thống bù công suất phản kháng theo đồ thị phụ tải ................................................................................................ 48 3.3 Kết luận chƣơng 3 ....................................................................................... 53 KẾT LUẬN CHUNG ........................................................................................ 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 55 ii
- DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT STT Từ viết tắt Nguyên nghĩa 1 EVN Tập Đoàn điện lực Việt Nam 2 EVN HANOI Tổng công ty điện lực Hà Nội 3 PC DONG DA Công ty điện lực Đống Đa 4 UBND Ủy Ban nhân dân 5 BCT Bộ Công Thƣơng 6 CSPK Công suất phản kháng iii
- DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Thống kê trạm biến áp của lộ 491 ...................................................... 13 Bảng 1.2: Bảng tổng hợp dung lƣợng công suất bù trên xuất tuyến trung áp 491- E1.11.................................................................................................................... 15 Bảng 3.1: Thông số nút của xuất tuyến mô phỏng ............................................. 37 Bảng 3.2: Thông số đƣờng dây của xuất tuyến mô phỏng ................................. 39 Bảng 3.3: Thông số máy biến áp của xuất tuyến mô phỏng ............................... 40 Bảng 3.4: Thông số tải từ giờ 1 đến giờ 4 của xuất tuyến mô phỏng ................. 41 Bảng 3.5: Thông số tải từ giờ 5 đến giờ 8 của xuất tuyến mô phỏng ................. 42 Bảng 3.6: Thông số tải từ giờ 9 đến giờ 12 của xuất tuyến mô phỏng ............... 43 Bảng 3.7: Thông số tải từ giờ 13 đến giờ 16 của xuất tuyến mô phỏng ............. 44 Bảng 3.8: Thông số tải từ giờ 17 đến giờ 20 của xuất tuyến mô phỏng ............. 45 Bảng 3.9: Thông số tải từ giờ 21 đến giờ 24 của xuất tuyến mô phỏng ............. 46 Bảng 3.10: Số bộ tụ tối ƣu vận hành theo từng giờ trong ngày mô phỏng ......... 47 Bảng 3.11: Số bộ tụ tối ƣu vận hành theo từng giờ trong ngày mô phỏng ......... 48 Bảng 3.12: Số bộ tụ tối ƣu vận hành và không vận hành tại giờ thứ 1 trong ngày mô phỏng ............................................................................................................. 49 Bảng 3.13: Bảng tính và so sánh tổn thất công suất giữa chế độ bù cực đại và bù tối ƣu trong 24 giờ mô phỏng .............................................................................. 51 iv
- DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Biểu đồ thông số vận hành điển hình một số Trạm biến áp phân phối lộ 491-E1.11, ngày 31 tháng 7 năm 2022 ................................................................ 17 Hình 2.1 ............................................................................................................... 25 Hình 2.2: Sơ đồ khối áp dụng phƣơng pháp Gauss-Seidel phân tích chế độ xác lập lƣới điện ......................................................................................................... 30 Hình 2.3: Ví dụ phép lai ghép một gen ............................................................... 32 Hình 2.4: Ví dụ phép lai ghép hai gen ................................................................ 32 Hình 2.5: Ví dụ phép đột biến một gen và hai gen ............................................. 33 Hình 3.1: Sơ đồ một sợi xuất tuyến mô phỏng ................................................... 36 Hình 3.2: Giá trị điện áp lớn nhất trong từng giờ khi thực hiện bù cực đại và bù tối ƣu.................................................................................................................... 49 Hình 3.3: Giá trị điện áp nhỏ nhất trong từng giờ khi thực hiện bù cực đại và bù tối ƣu.................................................................................................................... 50 Hình 3.4: Tổn thất công suất tác dụng (kW) trong từng giờ khi thực hiện bù cực đại và bù tối ƣu .................................................................................................... 52 Hình 3.5: Độ giảm tổn thất công suất tác dụng trong từng giờ khi thực hiện điều khiển bù tối ƣu ..................................................................................................... 52 v
- I. MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Lƣới điện phân phối là lƣới điện chiếm tỷ lệ lớn nhất và là lƣới có tổn thất điện năng lớn nhất trong trong hệ thống thống điện, từ khâu sản xuất điện đến truyền tải, phân phối đến các phụ tải tiêu thụ điện. Theo các số liệu thu thập thống kê của các đơn vị kinh doanh điện trên thế giới đánh giá tổn thất điện năng thấp nhất trên lƣới truyền tải vào khoảng 2% và trên lƣới điện phân phối là 4%. Tổn thất điện năng trên lƣới điện Việt Nam năm 2018 là 7,04%, mục tiêu kế hoạch đến năm 2020 là 6,5% trong đó tổn thất trên lƣới điện truyền tải khoảng 2,15%, lƣới điện phân phối khoảng 4,35%. Tổn thất trên lƣới điện phân phối phần lớn là do tổn thất kỹ thuật và đƣợc quyết định bởi các yếu tố giải pháp kỹ thuật từ khâu thiết kế đến khâu triển khai thi công. Nhiệm vụ và mục tiêu đặt ra của Tập đoàn điện lực Việt Nam (EVN) nói chung và các Công ty điện lực là tìm các giải pháp tối ƣu để giảm tổn thất điện năng trên hệ thống điện, trong đó đặc biệt là lƣới điện phân phối trung áp. Lƣới điện phân phối trung áp là lƣới điện có quy mô lớn và có tỷ lệ tổn thất cao trong hệ thống điện, mục tiêu là giảm tổn thất xuống mức thấp nhất có thể, và vấn đề giảm tổn thất công suất, tổn thất điện năng...vẫn sẽ là trọng tâm trong công tác điều hành quản lý, vận hành và kinh doanh của các Tổng Công ty Điện lực hiện nay, trong đó có Tổng Công ty điện lực Hà Nội – Tập đoàn điện lực Việt Nam. Nhiều giải pháp kỹ thuật đã đƣợc nghiên cứu để tính toán và áp dụng nhằm giảm tổn thất điện năng nhƣ: hoán đổi các MBA non tải thay thế cho MBA quá tải, vận hành song song các MBA, thay dây dẫn có tiết diện lớn hơn, nâng áp các lƣới điện phân phối và quy chuẩn chung cho việc sử dụng 01 cấp điện áp phân phối trung thế, lắp đặt tụ bù ...vv. Trong đó, bù công suất phản kháng (CSPK) là giải pháp đơn giản và hiệu quả nhất. Tuy nhiên lƣới điện trung áp là lƣới điện có quy mô lớn trải dài trên diện 1
- rộng và xen kẽ với các khu dân cƣ, do vậy lƣới có yếu tố phức tạp và đƣợc áp dụng nhiều giải pháp kỹ thuật chƣa đồng nhất, khó khăn hơn nữa là đa dạng về loại hình phụ tải ( phụ tải sinh hoạt, phụ tải hành chính, phụ tải tiểu thủ công nghiệp và công nghiệp…) tƣơng ứng đa dạng về đơn vị quản lý, phụ tải biến thiên liên tục theo nhu cầu sử dụng. Vì vậy việc bù công suất phản kháng (CSPK) là một giải pháp tốt, nhƣng cần đáp ứng linh hoạt các thay đổi công suất liên tục trên lƣới điện và đảm bảo các thông số lƣới điện nằm trong phạm vi quy định. Các lƣới điện trung áp hiện nay đƣợc áp dụng nhiều phƣơng pháp, giải giáp bù khác nhau và đƣợc bù tại nhiều điểm, với tính chất bù phức tạp và công suất bù lớn nhƣ vậy sẽ xẩy ra các hiện tƣợng quá bù dẫn đến quá áp trên lƣới điện trong các trƣờng hợp thấp tải, và ngƣợc lại có thể thiếu bù trong một số trƣờng hợp tải cao cũng nhƣ việc phân bố bù không đều trên lƣới tại các nút sẽ dẫn đến nguy cơ mất ổn định lƣới điện. Vì vậy việc nghiên cứu chế độ vận hành tối ƣu cho hệ thống bù công suất phản kháng trong công tác quản lý vận hành là việc hết sức cần thiết nhằm đáp ứng linh hoạt với sự thay đổi của phụ tải, khai thác tối đa chi phí đầu tƣ hệ thống bù, nhằm giảm tổn thất điện năng trên lƣới điện, và quan trọng nhất là đảm bảo ổn định lƣới điện và cung cấp điện liên tục an toàn. Hiện nay với tốc độ đô thị hóa cao, nhiều khu đô thị có quy mô lớn phát triển đƣợc quy hoạch đồng bộ về hạ tầng kỹ thuật và ngầm hóa trong việc cung cấp điện là việc tất yếu, đối với các khu vực nội thành. Các Thành Phố đang có chủ trƣơng chỉnh trang đô thị theo hƣớng hiện đại, văn minh, việc ngầm hóa hạ tầng cấp điện đồng bộ với các tuyến đƣờng dây khác để đảm bảo mỹ quan đô thị, hƣớng tới không còn cột điện trên các tuyến phố, các trạm biến áp đƣợc xây dựng theo công nghệ mới hiện đại, đảm bảo phù hợp với việc xây dựng thành phố xanh, sạch, đẹp. Hiện nay lƣới điện trung thế đang đƣợc quy chuẩn và đồng nhất sử dụng điện áp 22kV, và cáp ngầm là giải pháp cấp điện đang đƣợc áp dụng rất nhiều hiện nay tại các thành phố (đã áp dụng và tiếp tục áp dụng tiến tới ngầm hóa 100%) và nhiều khu công nghiệp. Trong đó lƣới điện cáp ngầm 2
- 22kV tại các thành phố lớn nhƣ Hà Nội và Hồ Chí Minh có quy mô lớn và phức tạp nhất, và gặp nhiều khó khăn trong công tác vận hành cũng nhƣ vận hành tối ƣu lƣới điện, giảm tổn thất điện năng, đảm bảo ổn định cung cấp điện. Với các lý do trên, đề tài “Nghiên cứu chế độ vận hành tối ƣu cho hệ thống bù công suất phản kháng trên một số xuất tuyến trung áp của Tổng công ty Điện lực Hà Nội ” hiện nay là rất cần thiết, góp phần vào nâng cao hiệu quả vận hành kinh tế lƣới điện, và ổn định lƣới điện phân phối thành phố. 2. Tổng quan nghiên cứu hoặc câu hỏi nghiên cứu Nghiên cứu các chế độ vận hành hệ thống bù công suất phản kháng theo các chế độ vận hành của lƣới điện có sẵn ở đây là lƣới điện cáp ngầm 22kV từ đó tìm ra chế độ vận hành tối ƣu cho hệ thống bù công suất phản kháng. Các đề tài nghiên cứu về bù công suất phản kháng đã có rất nhiều tuy nhiên đề tài cho nghiên cứu bù cho xuất tuyến cáp ngầm thì vẫn còn ít. Và phạm vi nghiên cứu của các đề tài mới chỉ quan tâm đến dung lƣợng bù và giải pháp bù, ít quan tâm đến vấn đề vận hành của các hệ thống bù và phối hợp các hệ thống bù trên toàn tuyến, nhằm đáp ứng linh hoạt các chế độ vận hành lƣới điện do đó chƣa tối ƣu đƣợc hiệu quả trong vận hành. Để nâng cao hiệu quả trong vận hành lƣới điện và hiệu quả của các hệ thống bù thì cần có giải pháp tổng thể trong vận hành phối hợp nhiều hệ thống bù công suất phản kháng, do đó nghiên cứu chế độ vận hành tối ƣu cho hệ thống bù công suất phản kháng là việc rất cần thiết. 3. Mục tiêu nghiên cứu Luận văn nghiên cứu tính toán xác định phƣơng pháp các chế độ vận hành bù tối công suất phản kháng trên một số xuất tuyến trung áp của Tổng công ty điện lực Hà Nội, mục đích đáp ứng linh hoạt với sự biến thiên liên tục của phụ tải nhằm giảm tổn thất điện năng nâng cao hiệu quả truyền tải và phân phối điện, vận hành tối ƣu lƣới điện nâng cao hiệu quả đầu tƣ giảm chi phí quản lý vận hành nhƣng vẫn đảm bảo ổn định cung cấp điện. 3
- Nghiên cứu các vấn đề lý thuyết của kỹ thuật có yếu tố kinh tế, liên quan đến bù và vận hành bù tối ƣu công suất phản kháng cho lƣới điện phân phối, áp dụng tính toán để tính toán bù và vận hành bù tối ƣu cho lƣới phân phối 22kV nhằm đáp ứng các chế độ vận hành của lƣới điện, sử dụng phần mềm toán học Matlab để tính toán… kết hợp với thực tiễn đang vận hành, đánh giá và nghiên cứu chế độ bù và vận hành bù tối ƣu công suất phản kháng trên lƣới điện cáp ngầm trung thế. Nghiên cứu cơ sở lý thuyết, và các lý luận khoa học về các vấn đề liên quan đến bù tối ƣu công suất phản kháng nhƣ: giải pháp bù, dung lƣợng bù, vị trí bù, phƣơng pháp bù và các thay đổi cũng nhƣ kết quả các thông số về lƣới điện khi bù nhƣ U, I, P, Q, hệ số công suất… trong các chế độ làm việc của lƣới nhằm đánh giá tối ƣu trong quản lý vận hành. Phân tích các thông số về điện và tìm hiểu hiện trạng bù công suất phản kháng trên lƣới phân phối 22kV/0,4kV, tại một số xuất tuyến cáp ngầm của Tổng công ty điện lực Hà Nội, từ đó nghiên cứu tìm các chế độ vận hành tối ƣu hơn cho các hệ thống bù… Các giải pháp thực tế áp dụng để bù và vận hành tối ƣu công suất phản kháng hiện nay, đánh giá đề xuất phù hợp với lƣới điện hiện trạng và mô hình áp dụng đối với các lƣới xây dựng mới đƣợc đƣa vào ngay từ giai đoạn thiết kế. 4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu: Nghiên cứu, tính toán các chế độ vận hành tối ƣu cho hệ thống bù công suất phản kháng lƣới phân phối 22kV/0,4kV, tại một số xuất tuyến cáp ngầm của Tổng công ty điện lực Hà Nội và cụ thể ở đây là xuất tuyến cáp ngầm 491-E1.11 thuộc Công ty điện lực Đống Đa quản lý, nhằm đạt đƣợc hiệu quả cao trong công tác quản lý vận hành, giảm tổn thất điện năng và nâng cao ổn định chất lƣợng điện năng. Phạm vi nghiên cứu: Các chế độ vận hành lƣới điện và các chế độ bù 4
- công suất phản kháng trên xuất tuyến cáp ngầm trung áp 491-E1.11 thuộc Công ty điện lực Đống Đa quản lý gồm: Khảo sát, thu thập số liệu trên lƣới điện, các chế độ vận hành lƣới điện, tính chất phụ tải lƣới điện, thực trạng tổn thất lƣới điện, các giải pháp bù áp dụng trên lƣới và hiệu quả mang lại…; Các đặc điểm địa hình, yếu tố địa hình ảnh hƣởng đến tuyến cáp ngầm và công tác vận hành: lƣới điện phân bố dọc theo đƣờng chính các khu dân cƣ, phạm vi không gian chật hẹp, khó khăn trong công tác quản lý vận hành… Thời gian nghiên cứu: từ tháng 01 năm 2022 đến tháng 01 năm 2023. 5. Phƣơng pháp nghiên cứu Tổng hợp thông tin về các chế độ vận hành tối ƣu cho hệ thống bù công suất phản kháng Việt Nam và Trên thế giới. Thu thập, phân tích số liệu về các chế độ bù, phƣơng pháp bù, ứng dụng các phần mềm hoặc lập trình trên các phần mềm chuyên ngành tính toán vận hành các chế độ bù; so sánh tổn thất điện năng và các thông số về điện trƣớc và sau khi điều chỉnh các chế độ vận hành, nhận xét đánh giá về kết quả nghiên cứu. Đề tài nghiên cứu sử dụng các số liệu vận hành thực tế để tính toán so sánh và nghiên cứu, do đó đề tài có tính chất thực tiễn rất cao và hoàn toàn phù hợp với thực tế vận hành. 5
- II NỘI DUNG CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN TỔNG CÔNG TY ĐIỆN LỰC HÀ NỘI 1.1. Tổng quan về lƣới điện phân phối 1.1.1. Tổng quan 1.1.2. Đặc điểm chung của lƣới điện phân phối 22kV 1.1.3. Các biện pháp nâng cao hiệu quả kinh tế vận hành lƣới điện phân phối. 1.2. Hiện trạng lƣới điện và các chế độ vận hành hệ thống bù công suất phản kháng ở một số xuất tuyến trung áp của Tổng công ty Điện lực Hà Nội 1.2.1. Tình hình bù công suất phản kháng trong các chế độ vận hành lƣới điện 1.2.2. Các chế độ vận hành bù công suất phản kháng và kết quả vận hành 1.3. Kết luận chƣơng 1 CHƢƠNG 2: BÀI TOÁN VẬN HÀNH TỐI ƢU HỆ THỐNG BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 2.1 Bài toán vận hành tối ƣu hệ thống bù công suất phản kháng trên lƣới phân phối điện 2.2 Phƣơng pháp Gauss-Seidel để giải tích lƣới điện [1] 2.3 Ứng dụng thuật toán di truyền để vận hành tối ƣu hệ thống bù công suất phản kháng trên lƣới phân phối điện [2-5] 2.3.1 Phép chọn lọc 2.3.2 Phép lai ghép 2.3.3 Phép đột biến 2.4 Kết luận chƣơng 2 6
- CHƢƠNG 3: TÍNH TOÁN LỰA CHỌN CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH TỐI ƢU CHO HỆ THỐNG BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG CHO MỘT SỐ XUẤT TUYẾN TRUNG ÁP CÁP NGẦM 22kV 3.1 Thông số của xuất tuyến mô phỏng 3.2 Tính toán các chế độ vận hành tối ƣu cho hệ thống bù công suất phản kháng theo đồ thị phụ tải 3.3 Kết luận chƣơng 3 7
- CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN TỔNG CÔNG TY ĐIỆN LỰC HÀ NỘI 1.1 Tổng quan về lƣới điện phân phối 1.1.1 Tổng quan Thủ đô Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh là hai thành phố trực thuộc trung ƣơng và là hai trung tâm hành chính lớn nhất nƣớc, do đó sự phát triển kinh tế đô thị cũng nhƣ tốc độ phát triển về quy mô là rất nhanh. Kéo theo hạ tầng cơ sở phải phát triển để đáp ứng kịp tốc độ đô thị hóa, trong đó ngành điện cũng cần sự phát triển và thay đổi đáp ứng tƣơng ứng. Thực hiện chủ trƣơng ngầm hóa đô thị của UBND Thành Phố Hà Nội, đến nay nội thành Thành Phố Hà Nội đã thực hiện ngầm hóa đến 90% lƣới điện 22kV. Các xuất tuyến cáp ngầm 22kV, có điểm đầu xuất phát từ các trạm 110/22kV (viết tắt là các E) đến các phụ tải dùng điện nằm rải rác trên thành phố. Các trạm 110/22kV (E) đƣợc quy hoạch nằm xung quanh thành phố, các tuyến cáp ngầm đƣợc từ các E này đƣợc nối vòng với nhau và cung cấp điện cho phụ tải, nhƣng vận hành là vận hành hở. Các tuyến cáp ngầm từ các E cấp đến các trạm biến áp, sử dụng chủ yếu là cáp Cu/XLPE/PVC/DSTA/PVC-W-3x240mm2, đƣợc chôn trực tiếp trong đất hoặc luồn trong ống nằm trên hè hoặc dƣới đƣờng phù hợp với địa hình khu vực. Các trạm biến áp chủ yếu là các trạm biến áp dạng trạm cột (TC), trạm Kios, trạm treo (TT), trạm xây… có công suất từ 400-1000kVA. 1.1.2 Đặc điểm chung của lƣới điện phân phối 22kV Lƣới điện cáp ngầm 22kV trong đô thị cụ thể là Thành Phố Hà Nội, có tính chất phức tạp về địa hình, trạm biến áp nằm rải rác trên phố gần các khu dân cƣ, hành lang cáp ngầm đi trên hè và dƣới đƣờng thay đổi liên tục. Phụ tải tiêu thụ điện đa dạng nhƣ “ Phụ tải sinh hoạt, phụ tải hành chính văn phòng, phụ tải kinh doanh và tiểu thủ công nghiệp…”, do vậy nhu cầu dùng điện thay đổi liên tục 8
- theo giờ, và có tính chất bị đầy tải vào các khung giờ cao điểm, giờ trung bình và non tải và giờ thấp điểm. Vì vậy các thống số U, I Cos φ thay đổi liên tục, gây ra các vấn đề quá áp và thấp áp làm giảm chất lƣợng điện năng cung cấp, ảnh hƣởng đến thiết bị sử dụng điện. Đặc điểm sơ đồ lƣới điện và quy cách thiết bị của lƣới: + Trạm biến áp phối gồm các dải công suất chính: 400kVA, 560kVA, 630kVA, 750kVA, 1000kVA, các trạm đƣợc bố trí 1 máy hoặc 2 máy tùy công suất; Kiểu trạm gồm nhiều kiểu khác nhau: trạm treo (TT), Trạm 1 cột (1C), trạm Kios (K), trạm xây (X)… + Cấp điện áp trạm biến áp: 22(±2x2,5%)/0,4kV. + Máy biến áp: chủ yếu sử dụng máy dầu của các hãng nhƣ: ABB, Đông Anh,… + Thiết bị đóng cắt trung thế sử dụng tủ RMU (Ring Main Unit) 24kV cách điện khí SF6 cho các trạm xây, trạm Kios, trạm treo…, sơ đồ cơ bản gồm: 02 ngăn cầu dao phụ tải đến và đi, 01 cầu dao + cầu chì sang máy biến áp hoặc ngăn máy cắt…, tủ sử dụng của các hãng: ABB, Schneider, Siemens… + Cáp ngầm sử dụng cáp 24kV Cu/XLPE/PVC/DSTA/PVC-W-3x240mm2 có chống thấm dọc, cáp sử dụng của các hãng: LS-Vina, Cadivi… + Đấu nối cáp và đấu nối cáp với tủ với máy biến áp. Sử dụng đầu cáp 24kV dạng kín nhƣ TPlug, và Elbow… kèm các bộ báo sự cố đầu cáp. Sử dụng của các hãng nhƣ: 3M, Raychem… + Tủ hạ thế: theo gam tủ cơ bản của Tổng công ty điện lực Hà Nội. + Tiếp địa: sử dụng tiếp địa tại trạm và tiếp địa lặp lại trên lƣới 0,4kV. + Lƣới điện hạ thế gồm hỗn hợp đƣờng dây trên không và cáp ngầm 0,6/1kV Cu/XLPE/PVC/DSTA/PVC-4x95(120)mm2, đƣờng dây trên không sử dụng cáp ACB4x35-150mm2 có tiết diện phù hợp… 9
- + Bù công suất: Lƣới điện phân phối 22kV hiện nay đƣợc bù chủ yếu ở hai cấp điện áp là bù trung thế 22kV và bù hạ thế 0,4kV. Trong đó bù trung thế sử dụng tụ bù trung thế bù cứng nằm rải rác tại các điểm trên lƣới của xuất tuyến đó. Bù hạ thế, do đặc thù phụ tải chủ yếu là các phụ tải sinh hoạt và phụ tải văn phòng nằm rải rác vì vậy lƣới điện 0,4kV không đƣợc bù tại tải mà phƣơng pháp bù chủ yếu là bù tại tủ hạ thế tổng của trạm biến áp, và giải pháp gồm có: bù cứng và bù mềm tự động… + Vận hành lƣới điện: Lƣới điện đƣợc thiết kế xây dựng theo mô hình lƣới kín nhƣng vận hành hở, các tuyến cáp ngầm của các E đƣợc xây dựng nối thành mạch vòng để dự phòng lẫn nhau hạn chế việc mất điện trong thao tác do vận hành hoặc sự cố trên lƣới điện… 1.1.3 Các biện pháp nâng cao hiệu quả kinh tế vận hành lƣới điện phân phối. Các giải pháp nâng cao hiệu quả kinh tế trong vận hành lƣới điện phân phối gồm có nhiều giải pháp, cụ thể nhƣ sau: + Cân bằng pha: là cân bằng phụ tải dòng điện trên các pha, hạn chế việc dùng điện mất cân bằng pha. + Tăng tiết diện dây dẫn giảm tổn thất trên đƣờng dây và đảm bảo độ sụt áp ΔU≤ 5%; + Điều chỉnh điện áp đầu nguồn ở các trạm 110kV, bằng cách điều chỉnh các nấc phân áp phía 110kV; - Tuy nhiên do sự phân bố tải tại các nút không đều nhau, và nhu cầu sử dụng công suất P&Q cũng khác nhau do vậy các giải pháp nêu trên chƣa mang lại hiệu quả tối ƣu và đảm bảo vận hành lƣới điện kinh tế. Vì vậy giải pháp sử dụng tụ bù Cos φ tại các trạm là giải pháp tối ƣu nhất, tuy nhiên việc bù Cos φ này hiện nay rất phức tạp do tồn tại nhiều hình thức khác nhau và không đồng nhất dẫn đến việc bù chƣa hiệu quả, do có thể bù thừa hoặc thiếu, bù không cần 10
- bằng giữa các pha… do vậy để đạt đƣợc hiệu quả các nhất, cần có các chế độ vận hành bù hiệu quả cho lƣới điện để cải thiện Cosφ của lƣới điện. Đặc biệt lƣới điện cáp ngầm nhạy cảm với sự thay đổi điện áp. 1.2 Hiện trạng lƣới điện và các chế độ vận hành hệ thống bù công suất phản kháng trong Tổng Công ty điện lực Hà Nội và cụ thể là xuất tuyến trung áp 491-E1.11 của Công ty điện lực Đống Đa - Tổng công ty Điện lực Hà Nội. Hiện trạng lƣới điện phân phối trung thế 22kV trong Tổng Công ty điện lực Hà Nội: Lƣới điện phân phối 22kV hiện nay gồm hai loại hình cung cấp điện cơ bản là “Hệ thống cung cấp điện đƣờng dây trên không (ĐDK)” và “Hệ thống cáp ngầm”. Hiện nay cả hai loại hình cung cấp điện này đều đƣợc xây dựng theo mô hình lƣới kín nhƣng vận hành hở giữa các (E). Tuy nhiên hệ thống ĐDK thì mới kín chủ yếu ở đƣờng trục, và còn tồn tại nhiều mạch nhánh dạng mạch T. Bù công suất phản kháng trên lƣới phân phối 22kV hiện nay, gồm có 3 phƣơng pháp bù cụ thể nhƣ sau: + Bù cứng trên lƣới trung thế, các điểm bù nằm rải rác trên lƣới, công suất bù và điểm sẽ đƣợc điều chỉnh theo sự phát triển phụ tải trên lƣới. Phƣơng pháp này hiện nay còn tồn tại nhiều trên ĐDK, và một số ít trên các tuyến cáp ngầm. + Bù cứng tại phía hạ thế 0,4kV tại các tủ hạ thế tổng của TBA, bù cứng này áp dụng theo quy định của Tổng Công ty là bù 10% công suất MBA. Phƣơng pháp bù cứng này đƣợc áp dụng cho các trạm biến áp thuộc Tổng công ty đầu tƣ và quản lý, và một số trạm khách hàng có công suất nhỏ. Mô hình này đƣợc áp dụng chủ yếu trên lƣới điện. + Hệ thống Tủ tụ bù tự động bù tại tủ hạ thế tổng phía 0,4kV, phƣơng pháp bù này trƣớc đây chủ yếu đƣợc áp dụng ở một số trạm khách hàng có công suất vừa và lớn hệ số Cosφ ≥ 0,9 theo Nghị định số 137/2013/NĐ-CP ngày ngày 21 tháng 10 năm 2013, Nghị định Chính Phủ Quy định chi tiết thi hành một số điều luật điện lực và luật sửa đổi, bổ sung một số điều của luật Điện Lực; Tuy nhiên 11
CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD
-
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Nghiên cứu các công nghệ cơ bản và ứng dụng truyền hình di động
143 p | 347 | 79
-
Tóm tắt luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Nghiên cứu xây dựng hệ thống hỗ trợ quản lý chất lượng sản phẩm in theo tiêu chuẩn Iso 9001:2008 tại Công ty TNHH MTV In Bình Định
26 p | 302 | 75
-
Tóm tắt luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Nghiên cứu xây dựng hệ thống phục vụ tra cứu thông tin khoa học và công nghệ tại tỉnh Bình Định
24 p | 290 | 70
-
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Đánh giá các chỉ tiêu về kinh tế kỹ thuật của hệ thống truyền tải điện lạnh và siêu dẫn
98 p | 185 | 48
-
Tóm tắt luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Nghiên cứu xây dựng chương trình tích hợp xử lý chữ viết tắt, gõ tắt
26 p | 333 | 35
-
Tóm tắt luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Ứng dụng khai phá dữ liệu để trích rút thông tin theo chủ đề từ các mạng xã hội
26 p | 225 | 30
-
Tóm tắt luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Nghiên cứu và xây dựng hệ thống Uni-Portal hỗ trợ ra quyết định tại trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng
26 p | 212 | 25
-
Tóm tắt luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Ứng dụng giải thuật di truyền giải quyết bài toán tối ưu hóa xếp dỡ hàng hóa
26 p | 240 | 23
-
Tóm tắt luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu thực trạng và đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả đầu tư Xây dựng cơ bản tại thành phố Đà Nẵng
26 p | 122 | 15
-
Tóm tắt luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Khai phá dữ liệu từ các mạng xã hội để khảo sát ý kiến đánh giá các địa điểm du lịch tại Đà Nẵng
26 p | 200 | 15
-
Tóm tắt luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Phương pháp đồ thị và ứng dụng trong dạy Tin học THPT
26 p | 178 | 12
-
Tóm tắt luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Ứng dụng công nghệ Gis xây dựng hệ thống quản lý chất thải sinh hoạt tại thành phố Quảng Ngãi
26 p | 145 | 10
-
Tóm tắt luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Khai phá luật kết hợp mờ đa cấp và ứng dụng
26 p | 128 | 8
-
Tóm tắt luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu ứng dụng thuật toán ACO cho việc định tuyến mạng IP
26 p | 156 | 8
-
Tóm tắt luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Vấn đề bề rộng khe nứt ở khớp dẻo của dầm bê tông cốt thép
26 p | 95 | 8
-
Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu đánh giá và đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả khai thác Vỉa 10 mức -300 Công ty than Hà Lầm
98 p | 22 | 8
-
Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu đề xuất một số giải pháp kỹ thuật phòng chống cháy nổ khí metan khi khai thác xuống sâu dưới mức -35, khu Lộ Trí - Công ty than Thống Nhất - TKV
73 p | 10 | 7
-
Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu đánh giá hiện trạng và đề xuất công nghệ cơ giới hóa đồng bộ hạng nhẹ có thu hồi than nóc khai thác vỉa L7, Cánh Tây, công ty cổ phần than Mông Dương-Vinacomin
95 p | 15 | 5
Chịu trách nhiệm nội dung:
Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA
LIÊN HỆ
Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM
Hotline: 093 303 0098
Email: support@tailieu.vn