intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Tính toán phân tích Lưới điện 110 kV khu vực tỉnh Vĩnh Phúc và đề xuất giải pháp nâng cao tính linh hoạt bằng công nghệ FACTS

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:105

Thêm vào BST
Báo xấu
41
lượt xem 6
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu của đề tài là tính toán phân tích lưới truyền tải 110 kV từ đó áp dụng cho một lưới điện 110 kV trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc. Đề xuất giải pháp áp dụng công nghệ FACTS cho lưới điện 110 KV

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Tính toán phân tích Lưới điện 110 kV khu vực tỉnh Vĩnh Phúc và đề xuất giải pháp nâng cao tính linh hoạt bằng công nghệ FACTS

  1. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP PHẠM VĂN NGỌC TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH LƯỚI ĐIỆN 110 KV KHU VỰC TỈNH VĨNH PHÚC VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO TÍNH LINH HOẠT BẰNG CÔNG NGHỆ FACTS Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 60.52.02.02 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT THÁI NGUYÊN - 2016
  2. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SỸ TÊN ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH LƯỚI ĐIỆN 110 KV KHU VỰC TỈNH VĨNH PHÚC VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO TÍNH LINH HOẠT BẰNG CÔNG NGHỆ FACTS (FACTS – FLEXIBLE ALTERNATING CURRENT TRANSMISSION SYSTEM) Họ và tên học viên: Phạm Văn Ngọc Người hướng dẫn khoa học: TS. Ngô Đức Minh Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện Mã số: 60.52.02.02 THÁI NGUYÊN, NĂM 2016
  3. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SỸ TÊN ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH LƯỚI ĐIỆN 110 KV KHU VỰC TỈNH VĨNH PHÚC VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO TÍNH LINH HOẠT BẰNG CÔNG NGHỆ FACTS (FACTS – FLEXIBLE ALTERNATING CURRENT TRANSMISSION SYSTEM) THẦY HƯỚNG DẪN HỌC VIÊN TS. Ngô Đức Minh Phạm Văn Ngọc PHÒNG ĐÀO TẠO KHOA ĐIỆN THÁI NGUYÊN - 2016
  4. Luận văn thạc sỹ LỜI CAM ĐOAN Tên tôi là: Phạm Văn Ngọc Sinh ngày 02 tháng 02 năm 1980 Học viên lớp cao học khóa 16 - chuyên ngành Kỹ thuật điện - Trường Đại học kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Hiện đang công tác tại: Công ty Lưới điện cao thế miền Bắc Tác giả xin cam đoan: Đề tài “Tính toán phân tích Lưới điện 110 kV khu vực tỉnh Vĩnh Phúc và đề xuất giải pháp nâng cao tính linh hoạt bằng công nghệ FACTS“ do thầy giáo TS. Ngô Đức Minh hướng dẫn là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Nội dung trong luận văn đúng như trong đề cương và yêu cầu của Thầy giáo hướng dẫn, tất cả các tài liệu tham khảo đều có nguồn gốc, xuất xứ rõ ràng. Nếu sai tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm. TÁC GIẢ LUẬN VĂN Phạm Văn Ngọc Người thực hiện: Phạm Văn Ngọc 4
  5. Luận văn thạc sỹ LỜI CẢM ƠN Sau một thời gian nghiên cứu, làm việc khẩn trương, được sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của thầy giáo TS. Ngô Đức Minh, luận văn với đề tài “Tính toán phân tích Lưới điện 110 kV khu vực tỉnh Vĩnh Phúc và đề xuất giải pháp nâng cao tính linh hoạt bằng công nghệ FACTS“ đã hoàn thành. Với sự kính trọng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến: Thầy giáo hướng dẫn TS. Ngô Đức Minh đã tận tình chỉ dẫn, giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn này. Phòng đào tạo, các thầy giáo, cô giáo Khoa điện- Trường đại học kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên đã tận tình giúp tôi trang bị những tri thức mới, hữu ích, tạo điều kiện, môi trường thuận lợi nhất trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn. Xin chân thành cảm ơn các bạn đồng nghiệp nơi tôi đang công tác đã hợp tác chia sẻ, cung cấp thông tin, tài liệu, số liệu phục vụ cho nghiên cứu đề tài. Tôi xin gửi lời tri ân sâu sắc đến gia đình và những người bạn đã động viên, hỗ trợ tôi rất nhiều trong quá trình học tập, làm việc và thực hiện luận văn. Thái Nguyên, ngày 10 tháng 3 năm 2016 TÁC GIẢ LUẬN VĂN Phạm Văn Ngọc Người thực hiện: Phạm Văn Ngọc 5
  6. Luận văn thạc sỹ MỤC LỤC Lời cam đoan 1 Lời cảm ơn 2 Mục lục 3 Danh mục các bản vẽ, đồ thị 7 Danh mục các bảng 10 Danh mục các chữ viết tắt 10 Mở đầu 11 Chương I: TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN TẢI ĐIỆN 14 1.1 MÔ HÌNH CẤU TRÚC HỆ THỐNG ĐIỆN 14 1.1.1 Cấu trúc sơ đồ,[1-5] 14 1.1.2 Các phần tử chính trong lưới truyền tải,[1-4] 15 1- Máy phát điện 15 2- Đường dây truyền tải điện 15 1.1.3 Những công nghệ mới trên lưới truyền tải - Thiết bị bù công suất phản kháng, [1-5] 19 1.2 TRUYỀN TẢI CÔNG SUẤT 21 1.2.1 Phân tích dòng công suất,[1-6] 21 1.2.2 Đặc tính tự nhiên của phụ tải, [1-5] 22 1.2.3 Điều khiển công suất phản kháng, [1-6] 24 1.2.4 Công suất ngắn mạch, [1], [2], [4] 27 1.2.5 Tính chất tải và chiều dòng công suất, [1], [2], [4], [6] 28 Người thực hiện: Phạm Văn Ngọc 6
  7. Luận văn thạc sỹ 1.2.6 Các thành phần công suất, [1], [2], [4] 31 1.2.7 Tải sớm pha và tải chậm pha, [1], [2], [5] 33 1.2.8 Điều chỉnh hệ số công suất [1], [2], [4], [6] 34 1.2.9 Bù và điều chỉnh điện áp, [1], [2] 36 1.2.10 Hệ thống tải đường dây, [1], [2] 38 1.2.11 Điều chỉnh công suất và tần số [1], [2] 39 1.2.12 Mối quan hệ giữa công suất tác dụng, công suất phản kháng, cấp điện áp và góc pha, [1], [2], [4], [6] 41 1.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 42 Chương II: GIẢI TÍCH LƯỚI VÀ TÍNH TOÁN PHÂN BỐ DÒNG CÔNG SUẤT 43 2.1 GIƠÍ THIỆU CHUNG 43 2.2 KHÁI NIỆM VỀ DÒNG CÔNG SUẤT 43 2.2.1 Các công thức cơ bản [2] 43 2.3 PHƯƠNG PHÁP TÍNH PHÂN BỐ DÒNG CÔNG SUẤT 47 2.3.1 Các biến số và phân loại nút 47 2.3.2 Thuật toán tính phân bố dòng công suất 48 2.3.2.1 Thuật toán cổ điển 48 2.3.2.2 Thuật toán Newton–Raphson 49 2.3.2.3 Đặt giá trị ban đầu cho các biến 53 2.3.2.4 Giới hạn công suất phản kháng của máy phát: 54 2.4 ỨNG DỤNG MATLAB GIẢI TÍCH LƯỚI ĐIỆN 55 2.4.1 Mô phỏng lưới có hai loại nút: nút V và nút PQ 57 Người thực hiện: Phạm Văn Ngọc 7
  8. Luận văn thạc sỹ 2.4.2. Mô phỏng lưới có 3 loại nút: nút V, nút PQ và nút PV 65 1- Trường hợp thứ nhất: 65 2- Trường hợp thứ hai: 67 3- Trường hợp thứ ba, phụ tải các nút khác thay đổi: 68 2.5 BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG BẰNG STATCOM 69 2.5.1 Thiết bị bù tĩnh – STATCOM 69 2.5.2 Mô tả toán học STATCOM trên sơ đồ 3 pha a, b, c 72 2.5.3 Điều khiển điện áp nút bằng STATCOM 74 2.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 74 Chương III: TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT LƯỚI ĐIỆN 110 KV KHU VỰC TỈNH VĨNH PHÚC 76 3.1 GIỚI THIỆU LƯỚI ĐIỆN 110 KV VĨNH PHÚC 76 3.1.1 Mô tả cấu trúc lưới 76 3.1.2 Nguồn điện 76 3.1.3 Thông số Lưới điện 110kV. 77 3.1.3.1- Thông số trạm biến áp: 77 1. Thông số và phương thức vận hành TBA 110kV Quang Minh (E1.36) 77 2. Thông số và phương thức vận hành TBA 110kV Phúc Yên (E25.1) 78 3. Thông số và phương thức vận hành TBA 110kV Thiện kế (E25.4) 78 4. Thông số và phương thức vận hành TBA 110kV Lập Thạch (E25.3) 79 5. Thông số và phương thức vận hành TBA 110kV Vĩnh Yên (E4.3) 80 6. Thông số và phương thức vận hành TBA 110kV Vĩnh Tường (E25.5) 81 7. Thông số TBA 110kV Hội Hợp và tình hình mang tải (E25.6) 82 Người thực hiện: Phạm Văn Ngọc 8
  9. Luận văn thạc sỹ 8. Thông số và phương thức kết dây TBA 110kV Việt Trì (E4.1) 83 3.1.3.2. Thông số đường dây 84 3.2 GIẢI TÍCH LƯỚI 110 KV VĨNH PHÚC 84 3.2.1 Phân tích đặc điểm lưới 84 3.2.2 Áp dụng thuật toán Newton-Raphson giải tích lưới 110 kV Vĩnh Phúc theo mô hình nút V và PQ 85 Phân tích một số chế độ vận hành và đề xuất giải pháp nếu có: 91 1- Mô phỏng chế độ tải thực tế: 91 2- Mô phỏng chế độ tải định mức: 92 3.2.3 Áp dụng thuật toán Newton-Raphson giải tích lưới 110 kV Vĩnh Phúc theo mô hình nút V , nút PQ và nút PV 95 1- Chế độ nguồn 2 bị hạn chế công suất (nút PV) 95 3.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 97 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 99 1. KẾT LUẬN 99 2. KIẾN NGHỊ 100 TÀI LIỆU THAM KHẢO 101 Người thực hiện: Phạm Văn Ngọc 9
  10. Luận văn thạc sỹ DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Sơ đồ tổng quát các khối chính của một hệ thống điện Hình 1.2 Lưới truyền tải điện (500-220) kV Hình 1.3 Kết cấu đường dây truyền tải mạch kép Hình 1.4 Cấu trúc đường dây 220kV và 500 kV mạch đơn Hình 1.5 Mô tả kết cấu cáp dẫn điện cao thế Hình 1.6 Thiết bị bù điện tử Hình 1.7a,b. Mô tả thiết bị bù nhiều cấp nối tiếp Hình 1.8 Cấu trúc mạch lực UPFC Hình 1.9 Đặc tính tải tự nhiên Hình 1.10 Mô hình tính toán công suất ngắn mạch Hình 1.11 Mô hình Thevenin với tải thuần trở Hình 1.12 Mô hình Thevenin với tải thuần cảm Hình 1.13 Mô hình Thevenin với tải thuần dung Hình 1.14 Mô hình hệ thống đối xứng Hình 1.15 Đồ thị vector các thành phần công suất Hình 1.16. Mô hình mạch một pha Hình 1.17 Đồ thị vecter dòng áp với các loại tải khác nhau Hình 1.18 Sơ đồ pha điều chỉnh hệ số công suất Hình 1.19 Mô hình hệ thống điện đơn giản Hình 1.20 Quan hệ dòng áp truyền dẫn của hệ thống Hình 1.21 Bù cho điện áp không đổi Hình 1.22 Mô hình hệ thống điện Người thực hiện: Phạm Văn Ngọc 10
  11. Luận văn thạc sỹ Hình 1.23 Mô tả hệ thống điện hình qua đồ thị vecter Hình 2.1 Mô hình nút trong giải tích lưới Hình 2.2 Công suất cân bằng tại nút k Hình 2.3 Mô tả thuật toán tính lặp NR Hình 2. 4 Mô hình lưới 5 nút, 7 đường dây Hình 2.5 Lưu đồ thuật toán NR Hình 2.6 Kết quả mô phỏng giải tích lưới có 2 loại nút V và PQ Hình 2.7 Thông số vận hành sau cải tại lưới bước 1 Hình 2.8 Chế độ vận hành tạm thời khi sự cố đứt một đường dây tuyến L24 Hình 2.9 Kết quả mô phỏng khi chọn giải pháp bù CSPK Hình 2.10 Mô phỏng lưới có 3 loại nút nút V, nút PQ và nút PV ở chế độ P=-100 MW, U=110 kV Hình 2.11a,b Mô phỏng lưới có 3 loại nút nút V, nút PQ và nút PV ở chế độ tăng công suất phát Hình 2.11 Mô phỏng lưới có 3 loại nút nút V, nút PQ và nút PV ở chế độ có sự thay đổi phụ tải các nút _ tải nút 5 giảm 50% Hình 2.13 Mô tả cấu trúc STATCOM. Hình 2.14 sơ đồ mạch điện thay thế STATCOM kết nối tại nút k Hình 2.15 Sơ đồ mạch điện thay thế 3 pha của một STATCOM Hình 3.1 Sơ đồ lưới điện 110 kV tỉnh Vĩnh Phúc Hình 3.2 Mô phỏng hoạt động lưới 110 kV – Vĩnh Phúc Với chế độ vận hành thực tế ngày 25/9/2015. Hình 3.3 Mô phỏng hoạt động lưới 110 kV – Vĩnh Phúc Người thực hiện: Phạm Văn Ngọc 11
  12. Luận văn thạc sỹ trong chế độ tải định mức, cos =0,85. Hình 3.4 Giản đồ điện áp trong chế độ tải định mức, cos =0,85. Hình 3.5 Giản đồ dòng điện các nhánh trong chế độ tải định mức, cos =0,85. Hình 3.6 Mô phỏng hoạt động lưới 110 kV – Vĩnh Phúc ở chế độ tải định mức, cos =0,85 sau khi tái cấu trúc nâng cấp đường dây. Hình 3.7 Mô phỏng điện áp nút và phân bố công suất lưới 110kV Vĩnh phúc ở chế độ N2 bị hạn chế công suất (200 MW; 110 kV) Hình 3.7 Giản đồ điện áp nút ở chế độ N2 bị hạn chế công suất (200 MW; 110 kV) Hình 3.8 Giản đồ phân bố dòng điện ở chế độ N2 bị hạn chế công suất (200 MW; 110 kV) Hình 3.9 Mô phỏng điện áp nút và phân bố công suất Lưới 110kV Vĩnh phúc ở chế độ N2 bị hạn chế công suất (200 MW; 110 kV) có bù CSPK bằng STATCOM Người thực hiện: Phạm Văn Ngọc 12
  13. Luận văn thạc sỹ DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Phát và hấp thụ công suất phản kháng giữa tải và nguồn Bảng 2.1 Thông số nút trong lưới điện Bảng 2.2 Thông số lưới có 2 loại nút:V và PQ Bảng 2.3. Thông số đường dây Bảng 2.4 Kết quả thuật toán NR tính cho lưới có hai loại nút V và PQ DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT FACTS: Hệ thống truyền tải điện xoay chiều linh hoạt SVC: Tụ bù tĩnh có dung lượng thay đổi STATCOM: Hệ thống bù và lọc sóng hài PWM: Phương pháp điều xung CSPK: Công suất phản kháng CSTD: Công suất tác dụng PV: Nút nguồn PQ: Nút tải V: Nút cân bằng NR: Thuật toán Newton- Raphson Người thực hiện: Phạm Văn Ngọc 13
  14. Luận văn thạc sỹ MỞ ĐẦU Trong hệ thống điện, bài toán điều độ dòng công suất trên các đường truyền dẫn là vấn đề quan trọng được quan tâm ngay từ khi thiết kế đến vận hành nhằm đảm bảo cho hệ thống điện hoạt động ổn định trên cơ sở thỏa mãn tính kinh tế và kỹ thuật đặt ra. Tuy nhiên khâu thiết kế và xây lắp được xem như là phần cứng, trong khi đó quá trình vận hành là phần mềm. Bài toán cân bằng công suất luôn phải đối mặt với thông số phụ tải là không cố định, điện áp nút thay đổi…và do đó phân bố dòng công suất trên các nhánh (đường truyền) thay đổi, thậm trí đổi chiều, hay nói cách khác trên lưới thường xuyên diễn ra quá trình phân bố công suất. Nếu quá trình này diễn ra sai lệch vượt khỏi phạm vi cho phép so với với kịch bản quy định nghĩa là hoạt động của hệ thống đã không kiểm soát được. Vấn đề kiểm soát hoạt động lưới điện đã có nhiều công cụ toán học được nêu ra. Trong luận văn này, thuật toán Newton-Raphson được lựa chọn bởi có nhiều ưu điểm như: phù hợp với đối tượng áp dụng là giải tích lưới điện, độ hội tụ nhanh, các bước giải tường minh phản ánh rõ bản chất vật lý và các quá trình năng lượng trong hệ thống điện. Trước đây, các hoạt động điều khiển, điều chỉnh lưới điện chủ yếu được thực hiện bởi các thiết bị tập trung, thụ động là: - Điều khiển điện áp đầu cực máy phát - Điều chỉnh đầu phân áp máy biến áp trung gian - Bù công suất phản kháng tại các nút trên lưới Hiệu quả mang lại từ các thao tác trên rất hạn chế. Ngày nay, hầu hết các Quốc gia phát triển trên thế giới đều áp dụng công nghệ FACTS để giải quyết vấn đề này. Ở Việt Nam đã bước đầu áp dụng tại Trạm 220 KV Thái Nguyên và Việt Trì. FACTS (Flexible Alternating Current Transmission Systems) được đề xuất đầu tiên vào năm 1988 ở viện EPRI (Electric Power Research Institute) tại Hoa Kỳ. Đây là khái niệm về một hệ thống điện linh hoạt. Có nghĩa là các thông số của hệ thống được điều khiển, đáp ứng nhanh chóng theo đầu vào cũng như khi thay đổi Người thực hiện: Phạm Văn Ngọc 14
  15. Luận văn thạc sỹ điểm làm việc. Công nghệ FACTS dựa trên cơ sở các bộ biến đổi VSI (Voltage Source Inverter), VCS (Voltage Source Converter) công suất lớn. Do sự phát triển của công nghệ sản xuất các thiết bị điển tử công suất lớn như GTO, IGTO, IGBT,… đã cho phép ứng dụng vào hệ thống điện nhằm nâng cao khả năng điều khiển dòng công suất (DCS) cả về độ lớn, phương chiều và chất lượng trong lưới điện kín. Đây là thế mạnh chính giúp cho FACTS ra đời và phát triển bền vững. Cho đến nay, FACTS đang ngày càng phát triển ở hầu hết các nước trên thế giới. Vì thế, vấn đề tiếp cận và ứng dụng công nghệ FACTS là tất yếu cho giảng dạy, nghiên cứu và ứng dụng trong hệ thống điện Việt Nam. Được sự giúp đỡ của nhà trường, phòng đào tạo, với sự hướng dẫn của thầy giáo TS. Ngô Đức Minh tôi đã lựa chọn đề tài “Tính toán phân tích Lưới điện 110 kV khu vực tỉnh Vĩnh Phúc và đề xuất giải pháp nâng cao tính linh hoạt bằng công nghệ FACTS“ Mục đích nghiên cứu Tính toán phân tích lưới truyền tải 110 kV từ đó áp dụng cho một lưới điện 110 kV trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc. Đề xuất giải pháp áp dụng công nghệ FACTS cho lưới điện 110 KV Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Cấu trúc hệ thống Giới thiệu thuật toán Newto-Raphson (NR) và áp dụng thuật toán cho giải tích lưới trên sơ đồ chuẩn Mô tả toán học một thiết bị trong FACTS là STATCOM và ứng dụng nó bù công suất phản kháng trong lưới điện Khảo sát một lưới điện 110kV tại Vĩnh Phúc, áp dụng phương pháp Newton- Rapshon kết hợp phần mềm Matlab cho giải tích lưới điện này . Phân tích đánh giá kết quả tính toán và so sánh với số liệu thực tế. Người thực hiện: Phạm Văn Ngọc 15
  16. Luận văn thạc sỹ Đề xuất giải pháp nâng cao tính linh hoạt lưới 110 KV bằng thiết bị bù SVC hoặc STATCOM Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết: thu thập các tài liệu liên quan đến đề tài, vận dụng kiến thức chuyên môn tích lũy được kết hợp với bổ túc thêm của người HDKH để thực hiện nội dung yêu cầu của đề tài. Khảo sát số liệu thực tế kết hợp với mô phỏng để đánh giá kết quả. Đánh giá đóng góp của đề tài, giá trị khoa học và thực tiễn đạt được. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài Phân tích lưới 110kV có đề cập số liệu thực tế giúp cho học viên nắm vững về hoạt động của một lưới điện 110 kV cụ thể. Liên hệ gắn kết giữa lý thuyết và thực tiễn Cuối cùng là dựa trên nền tảng kiến thức đã phân tích áp dụng cho giải tích một lưới điện thực tế 110kV thuộc khu vực tỉnh Vĩnh Phúc và các giải pháp khắc phục nhằm nâng cao chất lượng điện năng, độ tin cậy và tính kinh tế hệ thống. Nội dung nghiên cứu là tài liệu tham khảo cho đào tạo đại học và sau đại học chuyên ngành HTĐ . Người thực hiện: Phạm Văn Ngọc 16
  17. Luận văn thạc sỹ Chương I TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN TẢI ĐIỆN 1.1 MÔ HÌNH CẤU TRÚC HỆ THỐNG ĐIỆN 1.1.1 Cấu trúc sơ đồ,[1-5] Một hệ thống điện hoàn chỉnh có thể được mô tả gồm ba khối chính, đó là khối nguồn, khối truyền tải và khối phân phối như sơ đồ trên sơ đồ hình 1.1 Hình 1.1 Sơ đồ tổng quát các khối chính của một hệ thống điện Trong đó: - Khối nguồn được đại diện bằng 03 loại nhà máy điện tập trung, công suất lớn gồm: nhà máy nhiệt điện chạy than, nhà máy nhiệt điện hạt nhân và nhà máy thủy điện - Lưới truyền tải được đại diện bởi hai cấp điện áp cao là 400(500) kV và 132(110) kV thường được áp dụng đối với các nước tân tiến - Lưới phân phối được đại diện bởi một số các nút phụ tải được sử dụng với các mức điện áp được 33(35) kV, 11(22) kV, 415(400) V và 240(220) V.hiện: Phạm Văn Ngọc Người thực 17
  18. Luận văn thạc sỹ - Ngoài ra có thể nói rõ thêm về các phụ tải công nghiệp sẽ sử dụng điện ba pha ở 22 kV và với dân dụng thì sử dụng điện một pha 220 V. Trong lưới truyền tải, một số công nghệ mới trong FACTS (Flexible alternating current transmittion system) được áp dụng đó là đường truyền HVDC áp dụng cho đường truyền xa, công suất lớn và Một SVC hoặc STATCOM có thể được sử dụng để cung cấp hỗ trợ công suất phản kháng tại một vị trí mạng cách xa các máy phát điện đồng bộ. Ở cấp độ phân phối, ví dụ 35kV và 22kV, một D- STATCOM có thể được sử dụng để cung cấp hỗ trợ độ lớn điện áp, cải thiện hệ số công suất và hủy bỏ sóng hài. Ngày nay, trong lưới có sự tham gia của các nguồn máy phát một chiều DC generator cũng như xoay chiều công suất vừa và nhỏ đặc trưng cho sự tham gia ngày càng nhiều của các nguồn phân tán sử dụng năng lượng tái tạo, việc hòa lưới của những nguồn này luôn được kết hợp với các bộ biến đổi điện tử công suất VSC. Ngoài ra, một sự khác biệt được rút ra từ thực tế cho thấy máy phát điện lớn, ví dụ như thủy điện, hạt nhân và than đá được kết nối trực tiếp vào lưới truyền tải, trong khi đó các nguồn phân tán công suất nhỏ, ví dụ như điện gió, điện sinh khối, vi khí, thủy điện nhỏ, pin nhiên liệu và pin mặt trời, được kết nối trong lưới phân phối. Nói chung, nguồn phân tán được xem như là một cách thân thiện môi trường tạo ra điện năng, với một số máy phát điện sử dụng năng lượng tái tạo tự nhiên từ thiên nhiên như một nguồn năng lượng sơ cấp, ví dụ như gió, năng lượng mặt trời, thủy điện siêu nhỏ và sóng. Một số máy phát điện khác sử dụng nguồn năng lượng không thể tái tạo, nhưng vẫn thân thiện với môi trường, năng lượng sơ cấp như oxy và khí đốt. Máy phát điện Diesel là một ví dụ về sử dụng năng lượng không tái tạo, không thân thiện môi trường. Để thấy được các bước tiến bộ trong hệ thống điện, một lần nữa trong đề án này cần phân tích rõ các phần tử chính của hệ thống. 1.1.2 Các phần tử chính trong lưới truyền tải,[1-4] 1- Máy phát điện Các nhu cầu lớn về điện năng kết hợp với sự thay đổi tự nhiên liên tục và không có khả năng để lưu trữ năng lượng điện với số lượng đáng kể làm nên sự đa dạng của các nguồn phát trong lưới điện. Quan điểm truyền thống là việc sử dụng Người thực hiện: Phạm Văn Ngọc 18
  19. Luận văn thạc sỹ các nguồn năng lượng sơ cấp khác nhau cùng với sự liên tục cung cấp điện và một cơ chế giá ổn định hơn. Hầu hết lượng điện tiêu thụ trên toàn thế giới được sản xuất bởi máy phát điện đồng bộ 3 pha (Kundur, 1994). Tuy nhiên, máy phát điện cảm ứng ba pha sẽ tăng số lượng khi nguồn năng lượng gió (HEIER, 1998) ngày càng trở nên phổ biến rộng rãi. Tương tự, máy phát điện tĩnh ba pha hay một pha dưới dạng các pin nhiên liệu và pin mặt trời sẽ góp phần đáng kể vào sản xuất điện toàn cầu trong tương lai. Tuy nhiên, hiện tại các các máy điện đồng bộ công suất lớn vẫn nắm vai trò chủ đạo trong việc cung cấp và ổn định hệ thống2-điện. Đường dây truyền tải điện Lưới điện hoạt động ở mức điện áp cao như 500kV và 220kV sẽ hiệu quả hơn (Weedy, 1987). Máy biến áp tăng áp có trách nhiệm tăng điện áp lên tới mức truyền tải và máy biến áp giảm áp được chịu trách nhiệm cho việc giảm điện áp xuống mức phân phối từ 66 kV trở xuống. Truyền tải điện cao áp được thực hiện bằng đường dây tải điện xoay chiều trên không và đường dây tải điện một chiều trên không. Thiết bị phụ trợ như thiết bị chuyển mạch (đóng cắt), thiết bị bảo vệ và thiết bị hỗ trợ bù công suất phản kháng là cần thiết cho sự hoạt động đúng của hệ thống truyền dẫn. Mạng lưới truyền tải điện cao thế thường kết nối với nhau để cung cấp đường dẫn dự phòng đáng tin cậy. Trên hình 1.2 minh họa cho một lưới truyền tải mạng điện đơn giản. Hình 1.2 Lưới truyền tải điện (500-220) kV Người thực hiện: Phạm Văn Ngọc 19
  20. Luận văn thạc sỹ o Đường dây trên không: Đường dây tải điện trên không được sử dụng trong mạng truyền tải và mạng cung cấp. Hệ thống đường dây có thể được xây dựng theo cấu trúc mạch kép, với hai hệ thống dây dẫn ba pha chung trên một hàng cột, như thể hiện trong hình 1.3. Hình 1.3 Kết cấu đường dây truyền tải mạch kép Hoặc cũng được xây dựng theo cấu trúc mạch đơn đường dây ba pha trên một hàng cột như thể hiện trong hình 1.4a. Các đường dây truyền tải mạch đơn và kép sẽ hình thành hệ thống truyền tải liên tục. Trong một số trường hợp đặc biệt có tới sáu mạch ba pha vẫn có thể được thực hiện trên cùng một hàng cột. Trong đường dây truyền tải điện áp cao, mỗi pha bao gồm hai dây dẫn trên một pha, tùy thuộc vào điện áp định mức của chúng, để giảm tổng trở kháng của đường dây và tăng khả năng truyền dẫn (hai dây khi Uđm = 220 kV hoặc bốn dây khi Uđm ≥ 500 kV, hình 1.4b. Phía trên đỉnh cột có một hoặc hai dây cáp thép (sky wire) được sử dụng cho mục đích bảo vệ chống sét đánh trực tiếp. a) b) Hình 1.4 Cấu trúc đường dây 220kV và 500 kV mạch đơn Người thực hiện: Phạm Văn Ngọc 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.26: Bộ 320 Luận Văn Thạc Sĩ Y Học
320 tài liệu
1253 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

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

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2