Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật điện: Nghiên cứu và đề xuất giải pháp giảm tổn thất điện năng của các trạm công cộng tại Công ty Điện lực Gia Định

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:82

Thêm vào BST

Báo xấu

35
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn được nghiên cứu với mục tiêu nhằm tổng quan tình hình tổn thất điện năng của các trạm công cộng tại Công ty Điện lực Gia Định. Nghiên cứu và đề xuất các giải pháp giảm tổn thất điện năng của các trạm công cộng. Áp dụng các giải pháp giảm tổn thất điện năng của các trạm công cộng tại Công ty Điện lực Gia Định.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật điện: Nghiên cứu và đề xuất giải pháp giảm tổn thất điện năng của các trạm công cộng tại Công ty Điện lực Gia Định

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM --------------------------- LÂM THẾ TRÍ NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CỦA CÁC TRẠM CÔNG CỘNG TẠI CÔNG TY ĐIỆN LỰC GIA ĐỊNH LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số ngành: 60520202 TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2016
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM --------------------------- LÂM THẾ TRÍ NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CỦA CÁC TRẠM CÔNG CỘNG TẠI CÔNG TY ĐIỆN LỰC GIA ĐỊNH LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số ngành: 60520202 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. HUỲNH CHÂU DUY TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2016
CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS. HUỲNH CHÂU DUY (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Công nghệ TP. HCM ngày … tháng … năm … Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn Thạc sĩ) TT Họ và tên Chức danh Hội đồng 1 Chủ tịch 2 Phản biện 1 3 Phản biện 2 4 Ủy viên 5 Ủy viên, Thư ký Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau khi Luận văn đã được sửa chữa (nếu có). Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP. HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM PHÒNG QLKH – ĐTSĐH Độc lập – Tự do – Hạnh phúc Tp.HCM, ngày......tháng........năm 20... NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên : LÂM THẾ TRÍ Giới tính : NAM Ngày, tháng, năm sinh : Nơi sinh : Chuyên ngành : KỸ THUẬT ĐIỆN MSHV : I- Tên đề tài: NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CỦA CÁC TRẠM BIẾN ÁP CÔNG CỘNG TẠI CÔNG TY ĐIỆN LỰC GIA ĐỊNH II- Nhiệm vụ và nội dung: - Tổng quan tình hình tổn thất điện năng của các trạm công cộng tại Công ty Điện lực Gia Định. - Nghiên cứu và đề xuất các giải pháp giảm tổn thất điện năng của các trạm công cộng. - Áp dụng các giải pháp giảm tổn thất điện năng của các trạm công cộng tại Công ty Điện lực Gia Định. III- Ngày giao nhiệm vụ: IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ: V- Cán bộ hướng dẫn: TS. HUỲNH CHÂU DUY CÁN BỘ HUỚNG DẪN KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên và chữ ký) (Họ tên và chữ ký)
i LỜI CAM ÐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu và kết quả nghiên cứu được trình bày trong Luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố ở bất kỳ đâu. Tôi xin cam đoan mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này đã được cảm ơn. Tôi cũng xin cam đoan các nội dung tham khảo trong Luận văn đã được trích dẫn đầy đủ nguồn gốc. Học viên thực hiện Luận văn Lâm Thế Trí
ii LỜI CÁM ƠN Đầu tiên, xin chân thành cám ơn Thầy TS. HUỲNH CHÂU DUY đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và đóng góp những ý kiến quý báu cho quá trình thực hiện Luận văn này. Xin cám ơn quý Thầy, Cô đã trang bị cho tôi các kiến thức quý báu trong quá trình học tập giúp tôi đủ năng lực để thực hiện Luận văn này. Xin cảm ơn tập thể lớp 14SMĐ21 đã động viên và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện Luận văn này. Cuối cùng, xin cám ơn Trường Đại học Công nghệ Tp. HCM; Khoa Cơ - Điện - Điện tử; Phòng Quản lý Khoa học - Đào tạo sau Đại học và Cơ quan nơi tôi đang công tác đã tạo các điều kiện tốt nhất cho tôi thực hiện Luận văn này. Lâm Thế Trí
iii TÓM TẮT Luận văn tập trung các vấn đề liên quan đến “Nghiên cứu và đề xuất giải pháp giảm tổn thất điện năng của các trạm công cộng tại Công ty Điện lực Gia Định” mà bao gồm các nội dung như sau: + Chương 1: Giới thiệu chung + Chương 2: Tổng quan về bài toán giảm tổn thất điện năng của lưới điện và các trạm công cộng + Chương 3: Đánh giá tổn thất điện năng của lưới điện phân phối và trạm công cộng tại Công ty Điện lực Gia Định + Chương 4: Nghiên cứu và đề xuất các giải pháp giảm tổn thất điện năng cho các trạm công cộng tại Công ty Điện lực Gia Định + Chương 5: Kết luận và hướng phát triển tương lai
iv ABSTRACT The thesis presents issues relating to "Power loss reduction for delivery transformers of Gia Dinh Power Company" that includes the following contents: + Chapter 1: Introduction + Chapter 2: Literature review of power loss reduction of delivery power systems and transformer stations + Chapter 3: Analysis for power loss of delivery power systems and transformer stations of Gia Dinh Power Company + Chapter 4: Proposal for power loss reduction of delivery power systems and transformer stations of Gia Dinh Power Company + Chapter 5: Conclusions and future works
v MỤC LỤC LỜI CAM ÐOAN ....................................................................................................... i LỜI CÁM ƠN ............................................................................................................ ii TÓM TẮT ................................................................................................................. iii ABSTRACT .............................................................................................................. iv MỤC LỤC ...................................................................................................................v DANH SÁCH HÌNH VẼ ......................................................................................... vii DANH SÁCH BẢNG ............................................................................................. viii CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG ...........................................................................1 1.1. Giới thiệu ..........................................................................................................1 1.2. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu .....................................................................2 1.3. Tính cấp thiết của đề tài ...................................................................................2 1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ....................................................................3 1.5. Ý nghĩa của đề tài .............................................................................................3 1.5.1. Ý nghĩa khoa học ......................................................................................3 1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn .......................................................................................3 1.6. Phương pháp nghiên cứu ..................................................................................3 1.7. Bố cục của luận văn .........................................................................................4 CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ BÀI TOÁN GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CỦA LƯỚI ĐIỆN VÀ CÁC TRẠM CÔNG CỘNG ..................................................5 2.1. Giới thiệu ..........................................................................................................5 2.2. Lưới điện phân phối của Việt Nam ..................................................................7 2.3. Đặc điểm chung của lưới điện phân phối .........................................................8 2.4. Tổn thất công suất và điện năng trong lưới điện phân phối .............................9 2.4.1. Giới thiệu...................................................................................................9 2.4.2. Các phương pháp tính toán tổn thất điện năng .......................................10 2.4.2.1. Phương pháp JUN và LENS ............................................................10 2.4.2.2. Phương pháp bậc thang hóa đồ thị phụ tải .......................................10 2.4.2.3. Phương pháp thời gian tổn thất công suất lớn nhất ..........................10 2.4.2.4. Phương pháp hệ số tổn thất công suất ..............................................11 2.4.2.5. Phương pháp hai đường thẳng của Edmond Borard ........................11
vi 2.4.2.6. Phương pháp xác định tổn thất theo lý thuyết xác suất ...................12 2.5. Tổn thất công suất và điện năng trong trạm công cộng .................................13 2.6. Giảm tổn thất điện năng trong lưới điện phân phối và trạm công cộng ........14 2.6.1. Giới thiệu.................................................................................................14 2.6.2. Một số giải pháp giảm tổn thất điện năng trong lưới điện phân phối và trạm công cộng ..................................................................................................15 2.6.2.1. Nâng cao hệ số công suất của phụ tải ..............................................15 2.6.2.2. Giảm công suất phản kháng chuyên chở trong mạng điện ..............18 2.6.2.3. Nâng cao điện áp vận hành của hệ thống điện .................................21 2.6.2.4. Vận hành kinh tế trạm biến áp .........................................................21 2.6.2.5. Nâng cao chất lượng công tác quản lý vận hành lưới ......................25 2.7. Các nhân tố ảnh hưởng đến tổn thất điện năng ..............................................26 2.7.1. Các nhân tố khách quan ..........................................................................26 2.7.2. Các nhân tố chủ quan ..............................................................................27 2.8. Ý nghĩa của việc giảm tổn thất điện năng ......................................................30 2.9. Các công trình nghiên cứu liên quan .............................................................32 CHƯƠNG 3 ĐÁNH GIÁ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI VÀ TRẠM CÔNG CỘNG TẠI CÔNG TY ĐIỆN LỰC GIA ĐỊNH ............34 3.1. Giới thiệu về Công ty Điện lực Gia Định ......................................................34 3.1.1. Lịch sử hình thành ...................................................................................34 3.1.2. Quá trình phát triển .................................................................................34 3.1.3. Mục tiêu, nhiệm vụ và ngành nghề kinh doanh chính ............................35 3.1.4. Cơ cấu tổ chức và chức năng ..................................................................36 3.1.5. Lưới điện, trạm biến áp và công tơ điện .................................................36 3.1.6. Tình hình kinh doanh điện năng ở Công ty Điện lực Gia Định ..............39 3.2. Đánh giá tình hình thực hiện giảm tổn thất điện năng của lưới điện phân phối và các trạm công cộng tại Công ty Điện lực Gia Định giai đoạn 2011 - 2015 .....40 CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN TƯƠNG LAI ....................47 TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................70
vii DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 2.1. Sơ đồ đơn tuyến hệ thống phân phối...........................................................6 Hình 2.2.a. Mạng điện khi chưa đặt thiết bị bù .........................................................18 Hình 2.2.b. Mạng điện khi có bù bằng tụ điện tĩnh tại phụ tải .................................19 Hình 2.3. Đường cong tổn thất trong máy biến áp theo phụ tải ................................22 Hình 2.4. Quan hệ giữa P theo phụ tải và số máy biến áp làm việc .......................22 Hình 2.5. Cấu trúc 3 máy biến áp làm việc song song ..............................................23 Hình 2.6. Sơ đồ trạm có hai máy biến áp ..................................................................25 Hình 2.7. Sơ đồ hệ thống điện đơn giản ....................................................................26 Hình 3.1. Đồ thị phụ tải ngày 28/01/2015 .................................................................44 Hình 3.2. Dạng đồ thị loại 1 ......................................................................................45 Hình 3.3. Dạng đồ thị loại 2 ......................................................................................45
viii DANH SÁCH BẢNG Bảng 3.1. Thống kê số lượng trạm theo tỉ lệ tổn thất hạ thế .....................................37 Bảng 3.2. Kết quả thực hiện sản xuất kinh doanh của Công ty Điện lực Gia Định giai đoạn 2010 - 2014 ................................................................................................38 Bảng 3.3. Cơ cấu phụ tải Công ty Điện lực Gia Định ..............................................40 Bảng 3.4. Điện thương phẩm giai đoạn 2011 - 2015 ................................................40 Bảng 3.5. Điện thương phẩm năm 2015 ...................................................................41 Bảng 3.6. Tỉ lệ bán điện qua trạm công cộng/điện nhận ...........................................41 Bảng 3.7. Cơ cấu điện thương phẩm phân theo thành phần phụ tải giai đoạn 2011 - 2015 ...........................................................................................................................42 Bảng 3.8. Tỉ lệ sản lượng điện theo thành phần của các năm 2014 và 2015 ............43
1 CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG 1.1. Giới thiệu Sau năm 1991, Việt Nam bắt đầu áp dụng chính sách kinh tế mở và xây dựng nền kinh tế thị trường. Cho đến nay, nền kinh tế nước ta ngày một phát triển đi lên. Thực trạng cơ cấu kinh tế Việt Nam đang ngày càng dịch chuyển đúng định hướng Công nghiệp hóa - Hiện đại hóa (CNH - HĐH). Ngành điện là một trong những ngành chủ chốt đi đầu góp phần trong sự phát triển đó. Năng lượng là nguồn chủ yếu của sự phát triển kinh tế và xã hội. Trong đó, điện năng chiếm một vai trò hết sức quan trọng. Tầm cỡ và cấu trúc của hệ thống điện thay đổi nhiều từ nước này sang nước khác. Trong quá trình cung cấp điện năng đến nơi tiêu thụ, hệ thống điện phải gánh chịu tổn thất trong các cấp sản xuất, truyền tải và phân phối điện năng. Giảm tổn thất điện năng trong truyền tải và phân phối là bài toán quan trọng mà các công ty điện lực ở hầu hết các nước đang phát triển phải giải quyết. Lưới điện phân phối bao gồm lưới điện trung áp và lưới điện hạ áp. Lưới điện phân phối có các đặc trưng về thi công và vận hành khác với lưới điện truyền tải. Lưới điện phân phối phân bố trên diện rộng, thường vận hành không đối xứng và có tổn thất lớn hơn. Vấn đề tổn thất trên lưới phân phối liên quan chặt chẽ đến các vấn đề kỹ thuật của lưới điện từ giai đoạn lắp đặt đến vận hành. Vì vậy, dựa trên các dữ liệu về tổn thất có thể đánh giá sơ bộ chất lượng vận hành của lưới điện phân phối. Tổn thất trên lưới điện phân phối gồm: + Tổn thất phi kỹ thuật (tổn thất thương mại); và + Tổn thất kỹ thuật. Trong đó: - Tổn thất phi kỹ thuật (tổn thất thương mại) bao gồm 4 dạng tổn thất như sau: + Trộm điện (câu, móc trộm); + Không thanh toán hoặc chậm thanh toán hóa đơn tiền điện; + Sai sót đo đạc tổn thất kỹ thuật; + Sai sót thống kê phân loại và tính hóa đơn khách hàng. - Tổn thất kỹ thuật trên lưới điện phân phối chủ yếu trên dây dẫn và các máy biến áp phân phối. Tổn thất kỹ thuật bao gồm:
2 + Tổn thất công suất tác dụng: có ảnh hưởng đáng kể đến tổn thất điện năng. + Tổn thất công suất phản kháng: do từ thông rò và gây ra bởi các máy biến áp và cảm kháng trên đường dây. Tổn thất công suất phản kháng chỉ làm lệch góc và ít tác động đến tổn thất điện năng. Với các phân tích trên, cho thấy rằng đề tài “Nghiên cứu và đề xuất giải pháp giảm tổn thất điện năng của các trạm công cộng tại Công ty Điện lực Gia Định” là thật sự cần thiết. Nghiên cứu này cũng phù hợp với Công văn số 2122/EVNHCMC-KD ngày 4/6/2015 của Tổng Công ty Điện lực Tp. Hồ Chí Minh về việc xây dựng lộ trình giảm tổn thất giai đoạn 2016 - 2020 và Đề án thực hiện giảm tổn thất điện năng giai đoạn 2016 - 2020 của Công ty Điện lực Gia Định. 1.2. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu Đề tài “Nghiên cứu và đề xuất giải pháp giảm tổn thất điện năng của các trạm công cộng tại Công ty Điện lực Gia Định” sẽ được thực hiện với các mục tiêu và nội dung như sau: - Tổng quan tình hình tổn thất điện năng của các trạm công cộng tại Công ty Điện lực Gia Định. - Nghiên cứu và đề xuất các giải pháp giảm tổn thất điện năng của các trạm công cộng. - Áp dụng các giải pháp giảm tổn thất điện năng của các trạm công cộng tại Công ty Điện lực Gia Định. 1.3. Tính cấp thiết của đề tài Căn cứ vào Công văn số 2122/EVNHCMC-KD ngày 4/6/2015 của Tổng Công ty Điện lực Tp. Hồ Chí Minh về việc xây dựng lộ trình giảm tổn thất giai đoạn 2016 - 2020 và Đề án thực hiện giảm tổn thất điện năng giai đoạn 2016 - 2020 của Công ty Điện lực Gia Định. Căn cứ vào lộ trình giảm tổn thất của Công ty Điện lực Gia Định do Tổng công ty Điện lực Tp. Hồ Chí Minh dự kiến giao đến năm 2020 là 3,85%. Căn cứ vào cấu trúc chung của lưới điện phân phối và đặc điểm riêng của lưới điện do Công ty Điện lực Gia Định đang thực hiện quản lý trên địa bàn của 2 quận Bình Thạnh và Phú Nhuận với sản lượng điện bán qua trạm công cộng chiếm
3 76,2%. Điều này dẫn đến rằng tổn thất điện năng qua các trạm công cộng sẽ chiếm tỷ lệ cao trên tổng tổn thất điện năng mà cần được quan tâm nhiều hơn. Dựa vào các căn cứ và phân tích trên, nhận thấy rằng đề tài “Nghiên cứu và đề xuất giải pháp giảm tổn thất điện năng của các trạm công cộng tại Công ty Điện lực Gia Định” là thật sự cấp thiết nhằm đạt được các mục tiêu đề ra của Tổng công ty Điện lực Tp. Hồ Chí Minh. 1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của đề tài là các trạm công cộng tại Công ty Điện lực Gia Định. Phạm vi nghiên cứu của đề tài là đề xuất các giải pháp giảm tổn thất điện năng của các trạm công cộng tại Công ty Điện lực Gia Định. 1.5. Ý nghĩa của đề tài 1.5.1. Ý nghĩa khoa học Hiện nay, có nhiều đề tài nghiên cứu về các biện pháp kỹ thuật và các biện pháp kinh doanh cho giảm tổn thất điện năng của các trạm công cộng trong lưới điện phân phối, đề tài thực hiện nghiên cứu và đề xuất các giải pháp giảm tổn thất điện năng cho các trạm công cộng trong lưới điện phân phối mang tính hệ thống và tổng quát để có thể triển khai áp dụng dễ dàng hơn và rộng rải hơn. 1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn Giải pháp giảm tổn thất điện năng của các trạm công cộng trong lưới điện phân phối nói chung và lưới điện phân phối được quản lý bởi Công ty Điện lực Gia Định nói riêng có ý nghĩa thực tiễn rất quan trọng mà phù hợp với định hướng phát triển và nâng cao chất lượng quản lý lưới điện phân phối, phù hợp với lộ trình giảm tổn thất của lưới điện phân phối của Tổng công ty Điện lực Tp. Hồ Chí Minh, cũng như mục tiêu phấn đấu đạt được của Công ty Điện lực Gia Định trong giai đoạn 2016 - 2020. 1.6. Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu các tài liệu về các giải pháp giảm tổn thất điện năng trong lưới điện phân phối, đặc biệt tại các trạm công cộng của Việt Nam và các nước trên thế giới.
4 Phân tích, tổng hợp và đề xuất các giải pháp giảm tổn thất điện năng của các trạm công cộng tại Công ty Điện lực Gia Định. 1.7. Bố cục của luận văn Bố cục của luận văn gồm 5 chương: + Chương 1: Giới thiệu chung + Chương 2: Tổng quan về bài toán giảm tổn thất điện năng của lưới điện và các trạm công cộng + Chương 3: Đánh giá tổn thất điện năng của lưới điện phân phối và các trạm công cộng tại Công ty Điện lực Gia Định + Chương 4: Nghiên cứu và đề xuất các giải pháp giảm tổn thất điện năng cho các trạm công cộng tại Công ty Điện lực Gia Định + Chương 5: Kết luận và hướng phát triển tương lai
5 CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ BÀI TOÁN GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CỦA LƯỚI ĐIỆN VÀ CÁC TRẠM CÔNG CỘNG 2.1. Giới thiệu Hệ thống điện (HTĐ) bao gồm các nhà máy điện, trạm biến áp, các đường dây truyền tải và phân phối điện được nối với nhau thành hệ thống làm nhiệm vụ sản xuất, truyền tải và phân phối điện năng. HTĐ phát triển không ngừng trong không gian và thời gian để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của phụ tải. Tùy theo mục đích nghiên cứu, HTĐ được phân chia thành các phần hệ thống tương đối độc lập nhau. * Về quản lý, vận hành, HTĐ được phân thành: - Các nhà máy điện do các nhà máy điện quản lý. - Lưới điện siêu cao áp ( 220 kV) và trạm khu vực do các công ty truyền tải điện quản lý. - Lưới truyền tải 110 kV và phân phối do các công ty điện lực quản lý, dưới nó là các điện lực. * Về mặt quy hoạch, lưới điện được phân thành hai cấp: - Lưới hệ thống bao gồm: + Các nguồn điện và lưới hệ thống (500, 220, 110 kV). + Các trạm khu vực (500, 220, 110 kV) được quy hoạch trong tổng sơ đồ. - Lưới phân phối ( 35 kV) được quy hoạch riêng. * Về mặt điều độ chia thành hai cấp: - Điều độ trung ương. - Điều độ địa phương. Công tác điều độ bao gồm: + Điều độ các nhà máy điện. + Điều độ các miền. + Điều độ các điện lực. * Về mặt nghiên cứu, tính toán, HTĐ được phân chia ra thành: - Lưới hệ thống 500 kV. - Lưới truyền tải (35, 110, 220 kV). - Lưới phân phối trung áp (6, 10, 15, 22, 35 kV). - Lưới phân phối hạ áp (0,4 kV, 0,22 kV).
6 Trong đó, lưới 35 kV được dùng cho cả lưới phân phối và truyền tải. Do phụ tải ngày càng phát triển về không gian và thời gian với tốc độ ngày càng cao, vì vậy cần phải xây dựng các nhà máy có công suất lớn. Vì lý do kinh tế và môi trường, các nhà máy điện thường đuợc xây dựng ở nơi gần nguồn nhiên liệu hoặc việc chuyên chở nhiên liệu thuận lợi, ít tốn kém; trong khi đó các trung tâm phụ tải lại ở xa, do vậy phải dùng lưới truyền tải để truyền tải điện năng đến các hộ phụ tải. Vì lý do kinh tế cũng như an toàn, người ta không thể cung cấp trực tiếp cho các phụ tải bằng lưới truyền tải, do vậy phải dùng lưới điện phân phối. Sơ đồ đơn tuyến hệ thống phân phối như Hình 2.1. Trạm trung gian Đường dây truyền tải trung gian Trạm phân phối Mạng phân phối sơ cấp MBA phân phối Mạng phân phối thứ cấp Hình 2.1. Sơ đồ đơn tuyến hệ thống phân phối Lưới điện phân phối thực hiện nhiệm vụ phân phối điện cho một địa phương (một thành phố, quận, huyện…) có bán kính cung cấp điện nhỏ, dưới 50 km. Lưới điện phân phối nhận điện từ các trạm phân phối khu vực bao gồm: + Lưới điện có các cấp điện áp 110/35 kV; 110/22 kV; 110/15 kV; 110/10 kV và 110/6 kV. + Hay lưới điện có các cấp điện áp 35/6 kV; 35/10 kV; 35/15 kV; 35/22 kV. Phương thức cung cấp điện của lưới phân phối có hai dạng:  Phân phối theo một cấp điện áp trung áp - Trạm nguồn có thể là trạm nâng áp của các nhà máy địa phương hoặc trạm
7 phân phối khu vực có dạng CA/TA (110/35; 22; 15; 6 kV). - Trạm phân phối có dạng TA/HA (35; 22; 15; 6/0,4 kV) nhận điện từ trạm nguồn qua lưới trung áp, từ đó điện năng được phân phối đến hộ phụ tải qua mạng hạ áp.  Phân phối theo hai cấp điện áp trung áp - Trạm nguồn thông thường là trạm nâng áp của nhà máy địa phương hoặc trạm phân phối khu vực có dạng CA/TA (110 kV/35 kV) hoặc TA1/TA2 (35/22; 15; 10; 6 kV). - Trạm phân phối trung gian có dạng trung áp 1/trung áp 2 (TA1/TA2). - Trạm phân phối hạ áp có dạng 22; 15; 10; 6/0,4 kV. - Mạng phân phối 1 ứng với cấp điện áp phân phối 1; mạng phân phối 2 ứng với cấp điện áp phân phối 2. Bên cạnh đó, cũng có hình thức hỗn hợp của cả hai phương thức với trạm nguồn có ba cấp điện áp CA/TA1/TA2 (110/35/22; 15; 6 kV). Mạng phân phối có ảnh hưởng lớn đến các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của toàn hệ thống, cụ thể là: * Chất lượng cung cấp điện: ở đây là độ tin cậy cung cấp điện và độ dao động của điện áp tại hộ phụ tải. * Tổn thất điện năng: thông thường tổn thất điện năng ở lưới phân phối lớn gấp 3 đến 4 lần so với tổn thất điện năng ở lưới truyền tải. * Giá đầu tư xây dựng: nếu chia theo tỉ lệ cao áp, phân phối trung áp, phân phối hạ áp thì vốn đầu tư mạng cao áp là 1, mạng phân phối trung áp thường từ 1,5 đến 2 lần và mạng phân phối hạ áp thường từ 2 đến 2,5 lần. * Xác suất sự cố: sự cố gây ngừng cung cấp điện sửa chữa bảo dưỡng theo kế hoạch, cải tạo, đóng trạm mới lên lưới phân phối cũng nhiều hơn lưới truyền tải. Với các đặc điểm trên, việc nghiên cứu lưới phân phối rất phức tạp và đòi hỏi nhiều thông tin. 2.2. Lưới điện phân phối của Việt Nam Ở Việt Nam, do lịch sử phát triển lưới điện của các miền khác nhau, lưới điện phân phối tồn tại nhiều cấp điện áp khác nhau như 6; 10; 15; 22; 35 kV. - Lưới điện phân phối miền Bắc hiện nay tồn tại các cấp điện áp 35; 10; 6 kV.
8 - Lưới điện phân phối miền Nam tồn tại 4 cấp điện áp: 6; 10; 15; 35 kV. - Lưới điện phân phối miền Trung tồn tại 4 cấp điện áp: 6; 10; 15; 35 kV. Từ năm 1993, Bộ năng lượng có quyết định số 149NL/KHKT ngày 24/03/1993 chuyển đổi các cấp điện áp trung áp về 22 kV. Do vậy, hiện nay cả ba miền còn có thêm cấp 22 kV, ở một vài khu vực đã cải tạo hoặc xây dựng mới từ vốn đầu tư nước ngoài. Nhìn chung, hiện nay lưới điện phân phối của Việt Nam có rất nhiều cấp điện áp phân phối với phương thức cấp điện hỗn hợp cả hai mô hình: một cấp điện áp phân phối và hai cấp điện áp phân phối. Việc phát triển lưới điện có tính chắp vá do khó khăn về tiền vốn, phụ tải phát triển nhanh và chưa có quy hoạch tổng thể, do vậy chất lượng cung cấp điện kém (sụt áp lớn, tổn thất cao và sự cố nhiều). Các đường dây quá dài, mang tải lớn vượt khả năng của cấp điện áp đang sử dụng. Ngoài ra, các thiết bị điện vận hành trên lưới cũng như phụ tải chưa có quy định về các chỉ tiêu kỹ thuật để nâng cấp chất lượng lưới như: các thông số kỹ thuật, hiệu suất thiết bị, phụ tải điện chưa có quy định về hệ số công suất, chế độ làm việc, số lượng sóng hài cũng như chưa có chương trình quản lý phụ tải, dẫn đến chất lượng cung cấp kém. Do vậy, việc nghiên cứu tổng thể về lưới điện phân phối là rất cần thiết. Trong đó, việc nghiên cứu để giảm tổn thất công suất, giảm tổn thất điện năng, cải thiện điện áp, hệ số công suất, hạn chế các dao động điện áp lớn đang được ngành điện quan tâm. 2.3. Đặc điểm chung của lưới điện phân phối Lưới điện phân phối có một số đặc điểm chung như sau: * Chế độ vận hành bình thường của lưới phân phối là vận hành hở, hình tia hoặc dạng xương cá. Để tăng cường độ tin cậy cung cấp điện có thể sử dụng cấu trúc mạch vòng nhưng vận hành hở. * Trong mạch vòng các xuất tuyến được liên kết với nhau bằng dao cách ly hoặc thiết bị nối mạch vòng. Các thiết bị này vận hành ở vị trí mở, trong trường hợp cần sửa chữa hoặc sự cố đường dây điện thì việc cung cấp điện không bị gián đoạn lâu dài nhờ việc chuyển đổi nguồn cung cấp bằng thao tác đóng cắt dao cách ly phân đoạn hay tự động chuyển đổi nhờ các thiết bị nối mạch vòng.