Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu nâng cao độ tin cậy và chất lượng điện áp lưới điện phức hợp lộ 472, 474 thành phố Lạng Sơn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

NGÔ ĐỨC TUẤN

NGHIÊN CỨU NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY VÀ

CHẤT LƢỢNG ĐIỆN ÁP LƢỚI ĐIỆN PHỨC HỢP

LỘ 473,474 THÀNH PHỐ LẠNG SƠN

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

KỸ THUẬT ĐIỆN

Thái Nguyên – Năm 2020

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

Ngô Đức Tuấn

NGHIÊN CỨU NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY VÀ CHẤT LƢỢNG ĐIỆN ÁP LƢỚI ĐIỆN PHỨC HỢP LỘ 473,474 THÀNH PHỐ LẠNG SƠN

NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN

MÃ SỐ: 8.52.02.01

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

KỸ THUẬT ĐIỆN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS.TS. Nguyễn Duy Cƣơng

Thái Nguyên – Năm 2020

LỜI CAM ĐOAN

Tôi là Ngô Đức Tuấn, học viên lớp cao học K21 ngành Kỹ thuật điện, sau hai

năm học tập và nghiên cứu, đƣợc sự giúp đỡ của các thầy cô giáo bộ môn hệ thống điện, đặc biệt là thầy giáo hƣớng dẫn tốt nghiệp PGS.TS. Nguyễn Duy Cƣơng, tôi đã

hoàn thành chƣơng trình học tập và đề tài luận văn tốt nghiệp “Nghiên cứu nâng cao độ tin cậy và chất lƣợng điện áp lƣới điện phức hợp lộ 472, 474 thành phố Lạng Sơn”.

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của cá nhân dƣới sự hƣớng dẫn

của Thầy giáo PGS.TS. Nguyễn Duy Cƣơng. Nội dung luận văn chỉ tham khảo và

trích dẫn các tài liệu đã đƣợc ghi trong danh mục tài liệu tham khảo, dữ liệu thực tế do

Điện lực Lạng Sơn cung cấp và không sao chép hay sử dụng bất kỳ tài liệu nào khác.

Thái Nguyên, ngày 12 tháng 10 năm 2020

Học viên

Ngô Đức Tuấn

MỤC LỤC

................................................................................................................. ii

DANH MỤC HÌNH ẢNH .............................................................................................. iv

DANH MỤC BẢNG BIỂU ............................................................................................ vi

MỞ ĐẦU

................................................................................................................. 1

CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI

22 kV THÀNH PHỐ LẠNG SƠN .................................................................................. 3

1.1 Cấu trúc tổng quát của một hệ thống điện quốc gia .............................................. 3

Khối 1 - Các nhà máy điện: ............................................................................. 3

Khối 2 - Hệ thống truyền tải: ........................................................................... 4

Khối 3 - Hệ thống điện phân phối: .................................................................. 4

1.2 Một số yêu cầu cơ bản đối với hệ thống điện phân phối ....................................... 8

1.3 Giới thiệu lƣới điện phân phối 22 kV lộ 473, 474 thành phố Lạng Sơn ............. 15

1.4 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài ............................................................................ 20

Kết luận chƣơng 1 ..................................................................................................... 20

CHƢƠNG 2 CÔNG CỤ TOÁN HỌC VÀ PHẦN MỀM ỨNG DỤNG .................... 21

2.1 Giới thiệu chung .................................................................................................. 21

2.2 Công cụ toán học và phần mềm ứng dụng .......................................................... 21

2.2.1 Các biến số và phân loại bus (nút) ............................................................ 21

2.2.2 Giải tích lƣới điện và thuật toán áp dụng .................................................. 22

2.2.3 Giải tích lƣới bằng phần mềm ETAP ........................................................ 25

2.3 Áp dụng ETAP mô hình hóa mô phỏng lộ 473, 474 TP. Lạng Sơn .................... 25

2.3.1 Giới thiệu chung về Etap [10] ................................................................... 25

2.3.2 Mô hình hoá lộ 473, 474 thành phố Lạng Sơn ......................................... 26

2.4 Nguồn điện phân tán sử dụng pin mặt trời .......................................................... 28

2.4.1 Đặc điểm nguồn pin quang điện (PV) ....................................................... 29

2.4.2 Mô hình nguồn phân tán pin mặt trời - PVA............................................. 35

2.4.3 Cấu trúc và thông số cài đặt nguồn PVA trong ETAP .............................. 36

Kết luận chƣơng 2 ..................................................................................................... 38

CHƢƠNG 3 MÔ PHỎNG GIẢI TÍCH LƢỚI VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢI

PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY VÀ CHẤT LƢỢNG ĐIỆN ÁP LỘ 473, 474 ....... 39

3.1 Đặt vấn đề ............................................................................................................ 39

3.2 Giải pháp điều chỉnh điện áp nguồn .................................................................... 40

3.2.1 Chế độ vận hành 1a: điện áp nguồn 100%Uđm ........................................ 41

3.2.2 Chế độ vận hành 1b: điện áp nguồn 105%Uđm ........................................ 50

Nhận xét chế độ vận hành 1: ................................................................................. 51

3.3 Giải pháp áp dụng trạm bù tụ điện tĩnh ............................................................... 51

3.3.1 Chế độ vận hành 2a: 105%Uđm, Smax, 05 trạm bù tụ ............................. 51

3.3.2 Chế độ vận hành 2b: 105%Uđm, Smin, 05 trạm bù tụ .............................. 56

Nhận xét chế độ vận hành 2: ................................................................................. 61

3.4 Giải pháp áp dụng nguồn phân tán pin mặt trời PVA ......................................... 61

3.4.1 Chế độ vận hành 3a: vận hành nguồn PVA mái nhà ................................. 62

3.4.2 Chế độ vận hành 3b: Vận hành nguồn PVA bãi trống (PV Farmer) ........ 68

Nhận xét chế độ vận hành 3: ................................................................................. 72

Kết luận chƣơng 3 ..................................................................................................... 73

KẾT LUẬN CHUNG .................................................................................................... 74

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 75

III

DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1. 1 Mô hình cấu trúc hệ thống điện hoàn chỉnh .................................................... 3

Hình 1. 2 Sơ đồ nguyên lý một sợi hệ thống điện phân phối .......................................... 5

Hình 1. 3 Sơ đồ một sợi lộ 473,474 lƣới điện 22 kV thành phố Lạng Sơn ................... 16

Hình 2. 1 Sơ đồ mô phỏng lƣới điện 22 kV TP.Lạng Sơn ............................................ 27

Hình 2. 2 Nguồn PVA trong lƣới điện phân phối ......................................................... 28

Hình 2. 3 Cấu trúc vật lý và sơ đồ mạch điện thay thế của PV cell .............................. 29

Hình 2. 4 Họ đặc tính P-V (W-V) ................................................................................. 30

Hình 2. 5 Họ dặc tính I-V (A-V) ................................................................................... 30

Hình 2. 6 Phƣơng thức tổ hợp nguồn điện PVA ........................................................... 31

Hình 2. 7 Trạng thái lắp đặt PVA .................................................................................. 31

Hình 2. 8 Vị trí tƣơng đối giữa mặt trời và PVA .......................................................... 32

Hình 2. 9 PVA có điều chỉnh góc quay ......................................................................... 32

Hình 2. 10 Năng lƣợng của PVA phát ra trong ngày .................................................... 33

Hình 2. 11 Cấu trúc G-PVA và hệ điều khiển ............................................................... 34

Hình 2. 12 Cấu trúc điều khiển PVA kết nối lƣới trực tiếp. .......................................... 34

Hình 2. 13 Mô hình PVA mái nhà và PVA bãi trống trong lƣới điện phân phối .......... 35

Hình 2. 14 Loại pin NU-U180FC trong thƣ viện .......................................................... 36

Hình 2. 15 Các đặc tính cơ bản của một PV Panel ........................................................ 37

Hình 2. 16 Chỉnh định cƣờng độ bức xạ mặt trời (Irradiance) ...................................... 37

Hình 2. 17 Cấu hình và thông số cơ bản của Inverter ................................................... 38

Hình 2. 18 Chỉnh định lƣợng đặt Cosφ (%PF) cho bộ điều khiển Inverter ................... 38

Hình 3. 1 Lƣu đồ các bƣớc thực hiện nâng cao chất lƣợng điện áp và độ tin cậy lƣới

điện lộ 473,474 thành phố Lạng Sơn ............................................................................. 40

Hình 3. 2 Mô phỏng phân bố công suất và điện áp bus chế độ vận hành 1a ................ 42

Hình 3. 3 Đặc điểm đô thị đƣợc cung cấp điện bởi lộ 473,474 ..................................... 62

Hình 3. 4 PVA mái nhà khu chợ Hàng Bát, nhánh 28/18 lộ 474 .................................. 63

Hình 3. 5 PVA mái nhà nhà chợ Đông Kinh, nhánh 30/14 lộ 474 ................................ 64

Hình 3. 6 a,b Mô phỏng hai trạng thái đóng/ mở các PVAmái nhà khu chợ Hàng Bát 66

Hình 3. 7 Mô phỏng hai trạng thái đóng/ mở kết nối PVA mái nhà chợ Đông Kinh ... 67

Hình 3. 8 Hệ thống pin mặt trời bãi trống khu vực DC LIEN LAC 474-472 ............... 69

Hình 3. 9 Mô phỏng trạng thái thứ nhất, khi mở kết nối PVA ..................................... 70

Hình 3. 10 Mô phỏng trạng thái thứ hai, khi đóng kết nối PVA ................................... 70

Hình 3. 11 Mô phỏng trạng thái thứ hai, hiển thị phân bố dòng điện ........................... 71

Hình 3. 12 Mô phỏng trạng thái thứ hai, hiển thị phân bố CSTD và CSPK ................. 72

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1. 1 Tổng độ méo biên độ sóng hài ...................................................................... 11

Bảng 1. 2 Độ nhấp nháy điện áp .................................................................................... 11

Bảng 1. 3 Thông số phụ tải lộ 473, 474 TP. Lạng Sơn ................................................. 17 Bảng 1. 4 Thông số đƣờng dây lộ 473, 474 TP.Lạng Sơn ............................................ 18

Bảng 1. 5 Thông số máy biến áp lộ 473,474 TP.Lạng Sơn ........................................... 19

Bảng 3. 1 Dữ liệu kết quả mô phỏng phân bố công suất trên đƣờng dây ..................... 43

Bảng 3. 2 Dữ liệu kết quả mô phỏng tính điện áp bus-tải chế độ vận hành 1a ............. 46

Bảng 3. 3 Kết quả mô phỏng cân bằng công suất và thổn thất công suất ..................... 49

Bảng 3. 4 Kết quả mô phỏng điện áp bus-tải chế độ vận hành 1b ................................ 50

Bảng 3. 5 Kết quả mô phỏng cân bằng công suất và tổn thất công suất chế độ vận hành1b khi điều chỉnh tăng điện áp nguồn 105%Uđm ................................................. 50

Bảng 3. 6 Danh mục 05 trạm bù tụ điện ........................................................................ 52

Bảng 3. 7 Kết quả mô phỏng điện áp bus-tải chế độ vận hành 2a ................................ 52

Bảng 3. 8 Kết quả mô phỏng cân bằng công suất và tổn thất công suất chế độ vận hành

2a khi Smax và có 05 trạm tụ bù hoạt động .................................................................. 56

Bảng 3. 9 Kết quả mô phỏng điện áp bus-tải chế độ 2b ................................................ 57

Bảng 3. 10 Kết quả mô phỏng cân bằng công suất chế độ 2b ....................................... 60

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

FACTS

Flexible AC Transmission

Truyền tải điện xoay chiều

linh hoạt

HVDC

High Voltage Direct Current Transmission

Truyền tải điện cao áp một chiều

CSTD (P)

Active Power

Công suất tác dụng

CSPK (Q)

Reaction Power

Công suất phản kháng

Alternating Current

Điện xoay chiều

Direct Current

Điện một chiều

Switching

Chuyển mạch (cầu dao)

G-PVA

Gred-PhotoVotage Array

Nguồn lai Lƣới – Pin quang

điện

PVA

PhotoVotage Array

Nguồn pin quang điện

Small Hydro Power station

Trạm thủy điện nhỏ

SHP

Wind Turbine Genertor

Máy phát điện turbine gió

WTG

Doubly Fed Induction Renerator Máy phát điện nguồn kép

DFIG

BXMT

Bức xạ mặt trời

VII

MỞ ĐẦU

1. Giới thiệu chung:

Hệ thống điện Việt Nam nói chung và lƣới điện tại các tỉnh miền núi nói riêng

đƣợc xây dựng và phát triển từng bƣớc qua các nhiều giai đoạn nên tồn tại nhiều bất cập. Trong quá trình cải tạo phát triển, các nguồn phân tán sử dụng năng lƣợng tái tạo

đƣợc bổ sung trong lƣới điện phân phối đã làm cho cấu trúc lƣới ban đầu trở nên lỗi thời, phát sinh nhiều bất cập, ví dụ:

- Cấu trúc lƣới, và chủng loại, tiết diện dây dẫn một vài đoạn bất hợp lý.

- Hạn chế tính năng làm việc, bảo vệ của các thiết bị điện.

- Khó khăn trong lựa chọn phƣơng thức vận hành lƣới điện.

- Tổn thất điện năng trên lƣới điện lớn.

Trong bối cảnh này, những lƣới điện trung thế thuộc địa bàn miền núi nói chung

và cụ thể là lƣới điện 22 kV Lộ 473, 474 thành phố Lạng Sơn cần thiết phải đƣợc kiểm

soát bằng những phần mềm chuyên dụng, ví dụ nhƣ ETAP. Thông qua đó để có thể đề

xuất đƣợc những giải pháp tốt nhất cho các phƣơng án vận hành, khảo sát nhiều ứng

dụng khác nhau cho hoạt động chuyên môn cả về lý thuyết và thực tiễn.

2. Đối tƣợng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu thực trạng vận hành lƣới điện 22 kV Lộ 473, 474 thành phố Lạng

Sơn; khảo sát các phƣơng án vận hành khác nhau, trạng thái vận hành khác nhau về

thông số nguồn (TBA trung gian), thông số phụ tải, cấu trúc mạch vòng, vận hành

phân cấp tụ bù, các nguồn phân tán...Trên cơ sở đó phát hiện những ƣu nhƣợc điểm,

những tồn tại, bất cập của lƣới 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 đƣợc 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 đƣợc đối tƣợng nghiên cứu là lƣới điện 22 kV Lộ 473,

474 thành phố Lạng Sơn làm cơ sở cho các nghiên cứu chuyên môn chuyên ngành.

Về thực tiễn:

- Đề xuất đƣợc các giải pháp nâng cao chất lƣợng điện áp và độ tin cậy cho Lộ 473, 474 lƣới điện 22 kV thành phố Lạng Sơn. Đặc biệt là đối với các nguồn phân tán

(DG) kết nối lƣới.

- Cung cấp dữ liệu cho quy hoạch phát triển lƣới trong tƣơng lai, đồng thời có

áp dụng nguồn phân tán khác.

4. Phƣơng 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 tƣợng thực tế .

- Công cụ nghiên cứu, tính toán, mô phỏng có độ tin cậy cao.

- Đánh giá nêu bật đƣợc những đóng góp của đề tài, giá trị khoa học và thực

tiễn đạt đƣợc.

5. Kết cấu luận văn:

Tổng thể luận văn gồm các chƣơng sau:

Chƣơng 1. Tổng quan về hệ thống điện và lƣới điện 22 kV Lạng Sơn

Chƣơng 2. Công cụ toán học và phần mềm ứng dụng

Chƣơng 3. Mô phỏng giải tích lƣới và giải pháp nâng cao chất lƣợng điện áp và

độ tin cậy Lộ 473, 474 lƣới điện 22 kV thành phố Lạng Sơn

Mặc dù đã cố gắng rất nhiều nhƣng do điều kiện thời gian và giới hạn phạm vi

nghiên cứu của một luận văn cao học, nên những kết quả đạt đƣợc và sự trình bày còn

hạn chế, chƣa thể đáp ứng đầy đủ những kỳ vọng. Kính mong nhận đƣợc đóng góp của

mọi ngƣời, đặc biệt là của Hội đồng bảo vệ luận văn tốt nghiệp thạc sỹ. Để hoàn thành

đƣợc bản luận văn này, Học viên và ngƣời hƣớng dẫn xin cám ơn sự giúp đỡ đặc biệt của Công ty điện lực Lạng Sơn và Điện lực Lạng Sơn, cám ơn Nhà trƣờng, cám ơn các

tác giả của tài liệu tham khảo và cám ơn OTI đã cung cấp một công cụ đắc hiệu cho áp dụng trong trong luận văn.

CHƢƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN

VÀ LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 22 kV THÀNH PHỐ LẠNG SƠN

1.1 Cấu trúc tổng quát của một hệ thống điện quốc gia

Điện năng là một dạng năng lƣợng đặc biệt và rất phổ biến hiện nay, điện năng có rất nhiều ƣu điểm hơn hẳn so với các dạng năng lƣợng khác nhƣ: dễ dàng chuyển

hóa thành các dạng năng lƣợng khác với hiệu suất cao (cơ năng, nhiệt năng, hoá năng,

quang năng...). Điện năng đƣợc 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 của bất kể

quốc gia nào trên thế giới cũng đề đƣợc thực hiện bởi một hệ thống điện. Tham khảo

trên Mô hình cấu trúc hệ thống điện hoàn chỉnh.

Hình 1. 1 Mô hình cấu trúc hệ thống điện hoàn chỉnh

[ https://etc2.evnspc.vn/cong-nghe/cau-truc-hinh-hoc-va-dac-tinh-vat-lieu-may-bien-ap-luc-10184.html ]

Trong đó bao 03 khối chính:

 Khối 1 - Các nhà máy điện:

Khối các nhà máy điện đƣợc 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).

 Khối 2 - Hệ thống truyền tải:

Hệ thống truyền tải (Transmission, Subtransmisstion), đó là hệ thống các trạm biến áp và các đƣờng 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 đƣợc

chia thành hai khối con, đó là [4], [5]:

- Khối truyền tải siêu cao áp (EHV transmission): bao gồm hệ thống các trạm biến áp và đƣờng dây có điện áp xoay chiều định mức Uđm ≥ 220 kV. Một số nƣớc tân tiến có sử dụng đƣờng 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 đƣờng dây có điện áp xoay chiều định mức 22 kV ≤ Uđm ≤ 110 kV.

 Khối 3 - Hệ thống điện phân phối:

 Cấu trúc hệ thống điện phân phối:

Trƣớc đây ở Việt Nam, phạm vi của hệ thống phân phối điện chỉ bao gồm các

trạm biến áp và đƣờng dây đƣợc tính từ phía thứ cấp trạm biến áp 110 kV 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 đƣợc mở rộng thêm về phía cao áp đến thứ cấp của trạm biến áp

220 kV. Đây là một bƣớc tiến bộ có tính 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

đƣợc biểu diễn dƣới dạng sơ đồ một sợi nhƣ trên hình 1.2

Hình 1. 2 Sơ đồ nguyên lý một sợi hệ thống điện phân phối

Theo cấu trúc này, hệ thống phân phối điện có thể đƣợc 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 110 kV (High Voltage): bao gồm toàn bộ đƣờng dây và các trạm biến áp 110 kV 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 với các phụ tải lớn nhƣ các nhà máy lớn hay các khu công nghiệp có sức tiêu thụ điện cao, có thể đƣợc kết nối trực tiếp với hệ thống truyền tải con 110 kV.

- Hệ thống phân phối điện trung thế (Middle Voltage): bao gồm hệ thống các đƣờng dây trung thế (22 kV, 22 kV) và các trạm biến áp phân phối hạ áp cung cấp

điện cho lƣới điện 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 đƣờng dây hạ thế (0,4 kV) cung cấp cho các phụ tải là điểm cuối cùng của hệ thống điện.

 Các dạng nguồn điện công suất nhỏ trong hệ thống điện phân phối: Hiện nay, trong lƣới điện phân phối không chỉ có một loại nguồn cung cấp từ

phía lƣới điện quốc gia mà còn có thêm các nguồn phân tán. Chính vì vậy cấu trúc lƣới

đƣợc thay đổi căn bản, phân bố công suất không chỉ theo một hƣớng (one way) nhƣ

trƣớc đây mà là nhiều hƣớng, thậm chí luôn thay đổi cả về độ lớn và hƣớng công suất.

Nguồn điện chính: nguồn điện chính cung cấp điện cho lƣới cho lƣới điện phân phối đƣợc chỉ định từ lƣới điện quốc gia đƣợc quy đổi về cấp điện áp trung thế cao

nhất của lƣới điện đó. Trên sơ đồ nguyên lý một sợi (one line diagram) nguồn có thể

đƣợc biểu diễn bởi một thanh cái (Bus).

Các thông số cơ bản của nguồn bao gồm: - Cấp điện áp định mức Uđm (kV): 110 kV, 35 kV hay 22 kV - Công suất ngắn mạch SNM (MVA): 400 MVA - 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 110 kV hoặc 220 kV xuống cấp điện áp phân phối.

Nguồn điện phân tán (DG): trong lƣới điện phân phối còn có các nguồn phân

tán khác, điển hình là:

1- Nguồn pin mặt trời (PVA): đó là các tổ hợp pin mặt trời kết hợp với Inverter DC/AC và máy biến áp tạo ra một nguồn cung cấp điện kết nối với lƣới điện phân phối.

2- Nguồn thủy điện nhỏ (SHP): đó là SHP địa phƣơng kết nối trực tiếp với lƣới

điện phân phối.

3- Nguồn máy phát điện gió (WTG): đó là turbine gió công suất nhỏ, có thể là

đơn chiếc hay tổ hợp nhiều chiếc (Wind Farm) kết nối với lƣới điện phân phối.

4- Nguồn máy phát diesel: loại nguồn này chủ yếu đóng vai trò dự phòng và không thể thiếu đƣợc đối với các hộ dùng điện đòi hỏi cao về chất lƣợng điện năng

cung cấp nhƣ: những nhà máy hay phân xƣởng sản xuất áp dụng công nghệ hiện đại, khách sạn, bệnh viện , nhà cao tầng,VV.

5- Nguồn kho điện (battery) kết hợp với biến tần DC/AC/DC: Loại nguồn này cũng đang đƣợc khuyến khích phát triển với vai trò nguồn dự phòng hoặc ứng dụng

cho các giải pháp điều phối năng lƣợng hữu ích.

 Những hộ phụ tải điện điển hình và yêu cầu cung cấp điện :

Tùy theo công nghệ hay mục đích sử dụng, mỗi loại thiết bị dùng điện phải có

những tính năng đảm bảo đáp ứng đƣợc những yêu cầu đặt ra. Vì thế chúng đòi hỏi

phải đƣợc cung cấp điện một cách phù hợp, thỏa mãn các tiêu chuẩn quy định chung

và quy định riêng cho những trƣờng hợp đặc biệt. Sơ bộ, các thiết bị dùng điện đƣợc

phân loại nhƣ sau :

Các thiết bị dùng điện đều có thể gọi chung là phụ tải điện hay hộ phụ tải. Khái niệm về hộ phụ tải có tính chất tƣơng đối, một hộ phụ tải có thể là một máy, một nhóm

máy hay một phân xƣởng, nhà máy xí nghiệp, các căn hộ, dẫy phố hay nhà cao

tầng,VV. Đôi khi, một thiết bị cũng có thể đƣợc coi nhƣ một hộ phụ tải. Trong thực tế,

hộ phụ tải thƣờng đƣợc nhóm (grouping) theo đặc điểm của thiết bị dùng điện hay

nhóm theo vị trí, khu vực,VV.

Hộ phụ tải dạng nhà máy xí nghiệp công nghiệp:

Đối với nhà máy, xí nghiệp công nghiệp có quy mô nhỏ có thể chỉ thiết lập một

trạm biến áp phân phối. Trong khi đó một xí nghiệp công nghiệp lớn, có nhiều phân

xƣởng sản xuất, mỗi phân xƣởng có thể đƣợc cung cấp điện bởi một hay nhiều trạm

biến áp phân phối.

Trong một phân xƣởng bao gồm nhiều máy sản xuất thƣờng đƣợc chia thành nhiều nhóm máy. Mỗi nhóm máy đƣợc cung cấp điện bởi một tủ điện (tủ động lực),

các tủ động lực đƣợc cung cấp điện bởi một tủ điện tổng (tủ phân phối trung gian).

Các máy sản xuất (thiết bị điện) trong phân xƣởng gồm những loại chính sau:

Máy sản xuất dùng động cơ điện : Động cơ điện là thiết bị chiếm hơn 70% tổng các thiết bị sử dụng điện trong công

nghiệp, chúng có nhiều kiểu loại khác nhau :

- Động cơ công suất lớn : là các động cơ xoay chiều 3 pha làm việc dài hạn.

- Động cơ công suất vừa và nhỏ : bao gồm cả các động cơ xoay chiều 3 pha và

động cơ một chiều.

- Thiết bị chiếu sáng: Thiết bị chiếu sáng thƣờng là loại thiết bị một pha, công

suất của mỗi thiết bị chiếu sáng không lớn, thƣờng từ (105000) W. Điện áp cung cấp

thƣờng là (220, 127) V, tần số 50Hz. Đặc điểm đồ thị phụ tải của loại thiết bị này là

bằng phẳng, phụ thuộc vào chế độ làm việc của xí nghiệp (một ca, hai ca hoặc ba ca). Hệ số công suất của đèn dây tóc là 1, của đèn huỳnh quang là khoảng 0,6 nếu chƣa kể

đến tụ bù riêng, của đèn LED là khoảng từ 0,6 đến 0,9 tùy theo công nghệ áp dụng của

nhà sản xuất.

Phụ tải đô thị, dân sinh:

Phụ tải đô thị đƣợc kể đến là các thiết bị dùng điện trong văn phòng công sở, trong căn hộ dân sinh nhƣ các máy điều hòa không khí, tủ lạnh, bình gia nhiệt, bếp

điện, máy tính, máy in, đèn chiếu sáng,VV. Các thiết bị này có công suất nhỏ từ vài

chục W đến và KW. Cá biệt cũng có thiết bị công suất lớn hơn đến vài chục kW. Mặc

dù vậy, đối với các nhà cao tầng thì tổng phụ tải của cả tòa nhà cũng rất lớn, đến hàng

MW, hay những dãy phố cũng vậy. Việc thiết kế cung cấp điện cho phụ tải dạng này

phải đƣợc nghiên cứu cụ thể, đáp ứng đƣợc những yêu cầu theo từng trƣờng hợp trong

thực tế.

Kho lưu trữ điện :

Ngày nay, trong xu hƣớng thông minh hóa đô thị và lƣới điện phân phối, các kho

lƣu trữ điện đƣợc phát triển mạnh. Đó là các trạm biến đổi AC/DC/AC phục vụ cho

nhiều mục đích khác nhau nhƣ: Nạp điện cho các kho Batteries nhằm cải thiện đồ thị

phụ tải ngày, nạp điện cho các tụ điện thƣơng mại phân phối cho các hộ dân cƣ dùng

điện pin mặt trời, trạm cấp năng lƣợng các phƣơng tiện giao thông dùng điện một

chiều. Các phụ tải dạng này có công suất từ một vài kW đến hàng MW. Năm 2018,

hãng Tesla đã xây dựng trạm nạp điện cho Ôtô có công suất đến 3MW tại Califonia -

Hoa Kỳ và tại Thƣợng Hải - Trung Quốc.

1.2 Một số yêu cầu cơ bản đối với hệ thống điện phân phối

Để đánh giá chất lƣợng 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 [6]. 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 đƣợc cấp phép hoạt động điện lực trong lĩnh vực truyền tải điện, có trách nhiệm quản lý vận hành lƣới điện truyền tải

quốc gia.

 Hệ thống điện phân phối: là hệ thống điện bao gồm lƣới điện phân phối và các

nhà máy điện đấu nối vào lƣới điện phân phối.

 Lƣới điện phân phối: là phần lƣới điện bao gồm các đƣờng dây và trạm điện

có cấp điện áp đến 110 kV.

 Lƣới điện truyền tải: là phần lƣới điện bao gồm các đƣờng dây và trạm điện có

cấp điện áp trên 110 kV.

 Ngày điển hình: là ngày đƣợc chọn có chế độ tiêu thụ điện điển hình của phụ tải điện theo Quy định nội dung, phƣơng pháp, trình tự và thủ tục nghiên cứu phụ tải

điện do Bộ Công Thƣơng 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.

 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 đƣợc 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 lƣới điện

 Một số quy định về kỹ thuật :  Tần số :

Tần số danh định trong hệ thống điện quốc gia là 50 Hz. Trong điều kiện bình thƣờng,

tần số hệ thống điện đƣợc dao động trong phạm vi ± 0,2 Hz so với tần số danh định. Trƣờng hợp hệ thống điện chƣa ổn định, tần số hệ thống điện đƣợc dao động trong phạm vi ± 0,5 Hz so với tần số danh định.

 Điện áp :

- Các cấp điện áp danh định trong hệ thống điện phân phối bao gồm: 110 kV; 22

kV; 22 kV; 15 kV; 10 kV; 0,6 kV và 0,4 kV.

- Trong chế độ vận hành bình thƣờng điện áp vận hành cho phép tại điểm đấu nối

đƣợc phép dao động so với điện áp danh định nhƣ 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 hƣởng 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.

- Trƣờng hợp khách hàng sử dụng lƣới điện phân phối có yêu cầu chất lƣợng điện áp cao hơn so với quy định tại Khoản 2 Điều này, khách hàng sử dụng lƣới

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:

Trong chế độ làm việc bình thƣờng, thành phần thứ tự nghịch của điện áp pha

không vƣợt quá 03 % điện áp danh định đối với cấp điện áp 110 kV 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 %), đƣợc

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 50 Hz).

Tổng độ biến dạng sóng hài điện áp tại mọi điểm đấu nối không đƣợc vƣợt quá giới hạn quy định trong bảng 1.1 nhƣ sau:

Bảng 1. 1 Tổng độ méo biên độ sóng hài

Cấp điện áp

Tổng biến dạng sóng hài

Biến dạng riêng lẻ

110 kV

3,0 %

1,5 %

Trung và hạ áp

6,5 %

3,0 %

 Nhấp nháy điện áp:

Trong điều kiện vận hành bình thƣờng, mức nhấp nháy điện áp tại mọi điểm đấu

nối không đƣợc vƣợt quá giới hạn quy định trong bảng 1.2 nhƣ sau:

Bảng 1. 2 Độ nhấp nháy điện áp

Cấp điện áp

Mức nhấp nháy cho phép

Pst95% = 0,80

110 kV

Plt95% = 0,60

Pst95% = 1,00

Trung áp

Plt95% = 0,80

Pst95% = 1,00

Hạ áp

Plt95% = 0,80

Trong đó:

- Mức nhấp nháy điện áp ngắn hạn (Pst) là giá trị đo đƣợc trong khoảng thời gian 10 phút bằng thiết bị đo tiêu chuẩn theo IEC868. Pst95% là ngƣỡng giá trị của Pst sao cho trong khoảng 95 % thời gian đo (ít nhất một tuần) và 95 % số vị trí đo Pst không vƣợt quá giá trị này;

- Mức nhấp nháy điện áp dài hạn (Plt) đƣợc tính từ 12 kết quả đo Pst liên tiếp

(trong khoảng thời gian 02 giờ), theo công thức:

- Plt 95% là ngƣỡng giá trị của Plt sao cho trong khoảng 95 % thời gian đo (ít nhất

01 tuần) và 95 % số vị trí đo Plt không vƣợt quá giá trị này.

- Tại điểm đấu nối trung và hạ áp, mức nhấp nháy ngắn hạn (Pst) không đƣợc vƣợt quá 0,9 và mức nhấp nháy dài hạn (Plt) không đƣợc vƣợt quá 0,7 theo tiêu chuẩn

IEC1000-3-7.

 Các chỉ số về độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện phân phối:

a) Chỉ số về thời gian mất điện trung bình của lƣới điện phân phối (System

Average Interruption Duration Index - SAIDI);

b) Chỉ số về số lần mất điện trung bình của lƣới điện phân phối (System Average

Interruption Frequency Index - SAIFI);

c) Chỉ số về số lần mất điện thoáng qua trung bình của lƣới điện phân phối

(Momentary Average Interruption Frequency Index - MAIFI).

 Các chỉ số về độ tin cậy của lưới điện phân phối được tính toán như sau:

a) SAIDI đƣợc tính bằng tổng số thời gian mất điện kéo dài trên 05 phút của Khách

hàng sử dụng điện và Đơn vị phân phối và bán lẻ điện mua điện của Đơn vị phân phối

điện chia cho tổng số Khách hàng sử dụng điện và Đơn vị phân phối và bán lẻ điện mua điện của Đơn vị phân phối điện, xác định theo công thức sau:

Trong đó:

- Ti: Thời gian mất điện lần thứ i trong tháng t (chỉ xét các lần mất điện có thời

gian kéo dài trên 05 phút);

- Ki: Tổng số Khách hàng sử dụng điện và các Đơn vị phân phối và bán lẻ điện mua điện của Đơn vị phân phối điện bị ảnh hƣởng bởi lần mất điện thứ i trong tháng t;

- n: Tổng số lần mất điện kéo dài trên 05 phút trong tháng t thuộc phạm vi cung

cấp điện của Đơn vị phân phối điện;

- Kt: Tổng số Khách hàng sử dụng điện và các Đơn vị phân phối và bán lẻ điện

mua điện của Đơn vị phân phối điện trong tháng t;

- SAIDIt (phút): Chỉ số về thời gian mất điện trung bình của lƣới điện phân phối

trong tháng t;

- SAIDIy (phút): Chỉ số về thời gian mất điện trung bình của lƣới điện phân phối

trong năm y.

b) SAIFI đƣợc tính bằng tổng số lƣợt Khách hàng sử dụng điện và Đơn vị phân

phối và bán lẻ điện mua điện của Đơn vị phân phối điện bị mất điện kéo dài trên 05

phút chia cho tổng số Khách hàng sử dụng điện và Đơn vị phân phối và bán lẻ điện

mua điện của Đơn vị phân phối điện, xác định theo công thức sau:

Trong đó:

- n: Tổng số lần mất điện kéo dài trên 05 phút trong tháng t thuộc phạm vi cung

cấp điện của Đơn vị phân phối điện;

- Kt: Tổng số Khách hàng sử dụng điện và các Đơn vị phân phối và bán lẻ điện

mua điện của Đơn vị phân phối điện trong tháng t;

- SAIFIt: Chỉ số về số lần mất điện trung bình của lƣới phân phối trong tháng t;

- SAIFIy: Chỉ số về số lần mất điện trung bình của lƣới điện phân phối trong năm.

c) MAIFI đƣợc tính bằng tổng số lƣợt Khách hàng sử dụng điện và Đơn vị phân phối và bán lẻ điện mua điện của Đơn vị phân phối điện bị mất điện thoáng qua (thời gian mất điện kéo dài từ 05 phút trở xuống) chia cho tổng số Khách hàng sử dụng điện và Đơn vị phân phối và bán lẻ điện mua điện của Đơn vị phân phối điện, xác định theo công thức sau:

Trong đó:

- n: Tổng số lần mất điện thoáng qua trong tháng t thuộc phạm vi cung cấp điện

của Đơn vị phân phối điện;

- Ki: Tổng số Khách hàng sử dụng điện và các Đơn vị phân phối và bán lẻ điện mua điện của Đơn vị phân phối điện bị ảnh hƣởng bởi lần mất điện thoáng qua thứ i

trong tháng t;

- Kt: Tổng số Khách hàng sử dụng điện và các Đơn vị phân phối và bán lẻ điện

mua điện của Đơn vị phân phối điện trong tháng t;

- MAIFIt: Chỉ số về số lần mất điện thoáng qua trung bình của lƣới điện phân

phối trong tháng t;

- MAIFIy: Chỉ số về số lần mất điện thoáng qua trung bình của lƣới điện phân

phối trong năm y.

 Các bộ chỉ số độ tin cậy cung cấp điện:

- Độ tin cậy cung cấp điện đƣợc thống kê và đánh giá qua hai bộ chỉ số bao gồm “Độ tin cậy cung cấp điện toàn phần” và “Độ tin cậy cung cấp điện của lƣới điện phân

phối”. Mỗi bộ chỉ số độ tin cậy cung cấp điện bao gồm 03 chỉ số SAIDI, SAIFI và

MAIFI đƣợc xác định theo quy định tại Điều 12 Thông tƣ Số 39_TT_BCT_2015.

- Bộ chỉ số “Độ tin cậy cung cấp điện toàn phần” đƣợc sử dụng để đánh giá chất lƣợng cung cấp điện cho khách hàng mua điện của Đơn vị phân phối điện và đƣợc tính

toán theo quy định tại Điều 12 Thông tƣ Số 39_TT_BCT_2015 khi không xét các

trƣờng hợp ngừng cung cấp điện do các nguyên nhân sau:

a) Khách hàng sử dụng lƣới điện phân phối đề nghị cắt điện;

b) Thiết bị của Khách hàng sử dụng lƣới điện phân phối không đáp ứng các yêu

cầu kỹ thuật, an toàn điện để đƣợc khôi phục cung cấp điện;

c) Do sự cố thiết bị của Khách hàng sử dụng lƣới điện phân phối;

d) Do các sự kiện bất khả kháng, ngoài khả năng kiểm soát của Đơn vị phân phối điện hoặc do Khách hàng sử dụng lƣới điện phân phối điện vi phạm quy định của pháp

luật theo Quy định điều kiện, trình tự ngừng, giảm mức cung cấp điện do Bộ Công Thƣơng ban hành.

- Bộ chỉ số “Độ tin cậy cung cấp điện của lƣới điện phân phối” là một trong các chỉ tiêu đƣợc sử dụng để đánh giá hiệu quả hoạt động của Đơn vị phân phối điện đƣợc

tính toán theo quy định tại Điều 12 Thông tƣ Số 39_TT_BCT_2015 khi không xét các trƣờng hợp ngừng cung cấp điện do các nguyên nhân sau:

a) Các trƣờng hợp đƣợc quy định tại Khoản 2 Điều này;

b) Do mất điện từ hệ thống điện truyền tải;

c) Sa thải phụ tải theo lệnh điều độ của Cấp điều độ có quyền điều khiển;

d) Cắt điện khi xét thấy có khả năng gây mất an toàn nghiêm trọng đối với con

ngƣời và thiết bị trong quá trình vận hành hệ thống điện.

 Tổn thất điện năng của lƣới điện phân phối:

- Tổn thất điện năng kỹ thuật là tổn thất điện năng gây ra do bản chất vật lý của

đƣờng dây dẫn điện, trang thiết bị điện trên lƣới điện phân phối.

- Tổn thất điện năng phi kỹ thuật là tổn thất điện năng do ảnh hƣởng của các yếu tố trong quá trình quản lý kinh doanh điện mà không phải do bản chất vật lý của

đƣờng dây dẫn điện, trang thiết bị điện trên lƣới điện phân phối gây ra.

1.3 Giới thiệu lƣới điện phân phối 22 kV lộ 473, 474 thành phố Lạng Sơn

Lƣới điện 22 kV thành phố Lạng Sơn có sơ đồ đƣợc thể hiện trên hình 1.3.

Hình 1. 3 Sơ đồ một sợi lộ 473,474 lƣới điện 22 kV thành phố Lạng Sơn

Các phần tử chính và thông số kèm theo có đƣợc từ dữ liệu thực tế do Điện lực

thành phố Lạng Sơn cung cấp trong các bảng kê sau đây:

Bảng 1. 3 Thông số phụ tải lộ 473, 474 TP. Lạng Sơn

Bảng 1. 4 Thông số đƣờng dây lộ 473, 474 TP.Lạng Sơn

Bảng 1. 5 Thông số máy biến áp lộ 473,474 TP.Lạng Sơn

Ngoài ra, chi tiết thêm về các thông số khác của lƣới điện đƣợc kê trong phần

phụ lục ở cuối luận văn.

1.4 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

Mô phỏng giải tích lƣới điện nhằm cung cấp dữ liệu cho thực hiện mục tiêu của đề tài là nâng cao chất lƣợng điện áp và độ tin cậy vận hành lƣới điện phân phối lộ

473, 474 thành phố Lạng Sơn có đề mới nguồn phân tán pin mặt trời. Kết quả

nghiên cứu sao cho vừa đảm bảo tính khoa học, thực tiễn, đồng thời có tính tổng

quát để áp dụng đƣợc một cách tƣơng tự đối với các lộ khác trong toàn lƣới điện 22

kV Lạng Sơn.

Kết luận chƣơng 1

Những vấn đề đƣợc giới thiệu tại chƣơng 1 đã cung cấp một số thông tin cơ bản

về cấu trúc của một hệ thống điện nói chung và cụ thể về một lƣới điện 22 kV lộ 473,

474 cụ thể trên địa bàn thành phố Lạng Sơn nói riêng với những nét đặc trƣng của một

lƣới điện phân phối trong đô thị. Định hƣớng nghiên cứu, mục tiêu và những nội dung

chính của một luận văn tốt nghiệp ngành kỹ thuật điện.

CHƢƠNG 2

CÔNG CỤ TOÁN HỌC VÀ PHẦN MỀM ỨNG DỤNG

2.1 Giới thiệu chung

Đối với một hệ thống lớn, rất nhiều bài toán đặt ra cần phải sử dụng đến các

nghiên cứu về phân bố công suất. Mục tiêu chính của nghiên cứu giải tích lƣới điện là

để xác định tình trạng hoạt động ổn định của mạng điện. Các trạng thái ổn định có thể đƣợc xác định bằng cách phân tích một tập hợp các điều kiện liên quan nhƣ: Tải, công

suất truyền tải và điện áp tại tất cả các nút trên toàn mạng cả về độ lớn và góc pha.

Ngoài việc kiểm soát phân bố công suất trong một hệ thống điện phức tạp, các

yêu cầu khác cũng cần phải đƣợc cập nhật liên tục nhƣ quá điện áp nút và dòng điện

tải và tổn thất trên đƣờng dây hay trong máy biến áp có nằm trong giới hạn cho phép hay không. Nếu biên độ điện áp tại một số điểm trên lƣới vƣợt ra ngoài giới hạn,

những giải pháp khắc phục cần phải đƣợc thực hiện điều chỉnh điện áp trở lại trong

phạm vi quy định. Tƣơng tự nhƣ vậy, nếu dòng điện trong một đƣờng truyền vƣợt quá

khả năng tải của đƣờng dây, khi đó hệ thống tự động hóa hay các bảo vệ phải tác động

ngay trƣớc khi tiếp diễn đến giới hạn nguy hiểm.

Bài toán phân bố dòng công suất, để xác định trạng thái điện áp ở tất cả các nút

của mạng, các dòng điện làm việc và tổn thất trong mỗi đƣờng dây cũng nhƣ các máy

biến áp đƣợc biểu diễn bởi các phƣơng trình đặc trƣng cho hệ thống điện tổ hợp thành

một hệ phƣơng trình phi tuyến. Phƣơng pháp giải các lớp bài toán này chủ yếu bằng

các thuật toán tính lặp. Thông dụng nhất là các thuật toán Newton-Raphson và Gauss-

Seidel đƣợc giải bởi các phần mềm chuyên dụng trong ngành hệ thống điện.

2.2 Công cụ toán học và phần mềm ứng dụng

2.2.1 Các biến số và phân loại bus (nút)

Trong giải tích lƣới điện, thông thƣờng mỗi nút (bus) đƣợc mô tả bằng bốn đại lƣợng: Công suất tác dụng P (MW), công suất phản kháng Q (MVAr), biên độ điện áp nút và góc pha điện áp nút. Trong đó có thể chọn bất kỳ ra 2 hai đại lƣợc là biến độc

lập, 2 đại lƣợng còn lại sẽ là biến phụ thuộc đƣợc xác định bởi phƣơng trình ràng buộc chính tắc. Tuy nhiên về mặt kỹ thuật, sự lựa chọn các biến độc lập ở một nút có thể dựa trên khả năng nhận biết sẵn có tại nút đó. Gọi giá trị biên độ và góc pha điện áp là

biến trạng thái, còn công suất tác dụng và và công suất phản kháng là các biến điều khiển. Cụ thể là:

 Nút cân bằng (swing bus): tại nút này cho biết giá trị độ lớn điện áp U và góc pha điện áp δ. Từ đó hai đại lƣợng P,Q sẽ đƣợc xác định tƣơng ứng. Khi nghiên cứu

một lƣới điện cụ thể, nhất thiết phải chỉ định ít nhất một nút cân bằng (thƣờng chỉ một)

đó là nút có khả năng đáp ứng đủ lƣợng công suất cân bằng trong mọi tráng thái vận hành của lƣới điện đó.

 Nút máy phát (generator buses, hay voltage-controlled Buses): còn gọi là nút PU, tại nút này cho biết trƣớc công suất tác dụng P và độ lớn điện áp U. Từ đó hai đại

lƣợng góc pha điện áp δ và công suất kháng Q sẽ đƣợc xác định tƣơng ứng.

 Nút phụ tải ( Load buses ): hay còn gọi là nút PQ , tại nút này cho biết trƣớc công suất P và Q của các phụ tải. Từ đó hai đại lƣợng góc pha điện áp δ và điện áp U sẽ đƣợc xác định tƣơng ứng.

2.2.2 Giải tích lƣới điện và thuật toán áp dụng

Từ một mô hình toán học tổng quát gồm một hệ các phƣơng trình phi tuyến, mô

tả các thông số mạng điện trong điều kiện trạng thái ổn định. Trƣớc đây, một số

phƣơng pháp cổ điển áp dụng cho giải tích lƣới đầu có khối lƣợng tính toán lớn, khi kỹ

thuật đƣợc cải tiến cho ra đời các phƣơng pháp tính lặp, dẫn đến giảm đáng kể khối

lƣợng tính toán. Giải pháp phân tích dòng công suất dựa vào ma trận trở kháng nút có

hiệu quả hơn đã đƣợc thử nghiệm (Brown, 1975), nhƣng khả năng đáp ứng của máy

tính vẫn là trở ngại chính không thể vƣợt qua vào thời điểm đó. Để khắc phục những

hạn chế nhƣ vậy, vào những năm 1970, hai phƣơng pháp phƣơng pháp đƣợc đề suất

và phát triển mạnh mẽ cho đến nay đó là phƣơng pháp Newton-Raphson và phƣơng

pháp Gauss – Seidel. Cả hai phƣơng pháp này đều áp dụng thuật toán tính lặp và cho

kết quả chính xác cao, hội tụ nhanh với khả năng không hạn chế số bus trong lƣới tính

toán. Tất nhiên mỗi phƣơng pháp đề có một thế mạnh riêng khác nhau.

 Thuật toán Newton-Raphson

Phƣơng pháp Newton-Raphson đƣợc sủ dụng phổ biến nhất để giải phƣơng trình

phi tuyến [7] [8].

Nếu (x) = 0 là phƣơng trình phi tuyến , giá sử là giá trị gần đúng ban đầu

thì khai triển chuỗi Taylor (x) theo giá trị ban đầu nhƣ sau :

( ) + (x- ) ( + ( ) + (x- ) ( +

( +…= 0 (2.1)

bỏ qua các số hạng bậc cao , chỉ giữ lại phần tuyến tính :

(2.2)

( ) + (x- ) ( = 0

Giả sử là giá trị gần đúng thứ hai, từ (2.2) suy ra :

(2.3)

= -

Tiếp tục tính ,…., :

(2.4)

Đây là công thức lặp Newton. Mở rộng công thức (2.4) cho hàm nhiều biến gọi

là phƣơng pháp Newton – Raphson.

Giả thiết có n phƣơng trình tuyến tính có n ẩn ( , …., ) nhƣ sau :

{

(2.5)

Khai triển (2.5) dƣới dạng chuỗi Taylor , bỏ qua các số hạng bậc cao

)

( (

)

( ( ; {

(

( (2.6)

Giải hệ phƣơng trình (2.6) đƣợc nghiệm là các gia số cho lần lặp thứ nhất

,….,

Suy ra giá trị gần đúng ở lần lặp tiếp theo:

= ….............

| ε , với ε là độ

Tính toán tƣơng tự cho các lần lặp sau đến khi | chính xác yêu cầu, đại diện cho sự hội tụ của thuật toán.

Viết lại (2.6) dƣới dạng ma trận :

)

(2.7)

) ( ) (

]

) ) ]

[

( ( [

) ]

(

) (

Rút gọn:

= . Hoặc : =

) )

Với =

; = ]

]

[

( ( [

)

(2.8)

) ( ) (

( ( = [

) ]

(

) (

là ma trận các đạo hàm riêng phần hay còn đƣợc gọi là ma trận Jacobi.

 Thuật toán Gauss – Seidel

Xét phƣơng trình phi tuyến:

(2.9)

= 0

Viết lại (4.14) dƣới dạng :

g( ) (2.10)

Giả sử là giá trị gần đúng ban đầu, giá trị gần đúng lần lặp kế tiếp là .

Tổng quát, giá trị gần đúng lần thứ (k+1) là :

(2.11)

Trong một số trƣờng hợp , sử dụng hệ số tăng tốc α 1, để tăng tốc độ hội tụ

của bài toán. Khi đó, thuật toán Gauss-Seidel trở thành:

(2.12)

[ ].

Nhằm giảm bớt số lần lặp cần thiết, thuật toán Gauss-Seidel cho phép thay thế các kết quả gần đúng vừa tính đƣợc ở phƣơng trình trƣớc vào các phƣơng trình sau ,

khi đó phƣơng trình (4.19) đƣợc viết lại nhƣ sau:

(2.13)

Sự thay thế sớm các giá trị vừa tìm đƣợc trong các bƣớc của lần lặp thứ k sẽ

giảm số lần lặp,tăng tốc độ hội tụ cho bài toán.

Điều kiện dừng lặp:

, với ɛ là độ chính xác cho trƣớc

2.2.3 Giải tích lƣới bằng phần mềm ETAP

Trong phần mềm ETAP, công cụ giải tích lƣới đƣợc áp dụng các thuật toán dựa

trên nền tảng của hai phƣơng pháp chính là Newton-Raphson và Gauss-Seidel. Cụ

thể có bốn phƣơng pháp tính [9]:

- Phƣơng pháp Newton-Raphson; - Phƣơng pháp Adaptive Newton-Raphson; - Phƣơng pháp Fast-Decoupled; - Phƣơng pháp Gauss-Seidel cải tiến.

Bốn phƣơng pháp này có tính chất hội tụ khác nhau, phụ thuộc vào cấu hình hệ

thống, máy phát, điều kiện phụ tải và giá trị điện áp ban đầu của các nút.

2.3 Áp dụng ETAP mô hình hóa mô phỏng lộ 473, 474 TP. Lạng Sơn

2.3.1 Giới thiệu chung về Etap [10]

Các khả năng tính toán của ETAP 12.6:

 Tính trào lƣu công suất tải cân bằng

 Tính trào lƣu công suất tải không cân bằng

 Tính ngắn mạch

 Đóng ngắt động cơ, máy điện quay

 Phân tích sóng hài

 Khảo sát ổn định hệ thống

 Phối hợp các thiết bị bảo vệ

 Tối ƣu trào lƣu công suất

 Tính độ tin cậy hệ thống

 Bù tối ƣu công suất phản kháng

 Tính lƣới nối đất

 Tính toán cáp ngầm

 Thiết kế mạch điều khiển

2.3.2 Mô hình hoá lộ 473, 474 thành phố Lạng Sơn

Cơ sở dữ liệu để mô hình hóa mô phỏng lộ 473,474 lƣới điện 22 kV bao gồm:

- Sơ đồ lƣới 22 kV Lạng Sơn. - Các thông tin về vị trí địa lý và điều kiện môi trƣờng thành phố Lạng Sơn. - Các thông số: cấu trúc đƣờng dây, nguồn, phụ tải, (Bảng1.5, bảng 1.6, bảng 1.7). Trong đó phụ tải của các trạm biến áp phân phối 22/0,4 kV đƣợc xem nhƣ đã

quy đổi về thanh cái thứ cấp 0,4 kV.

Ứng dụng phần mềm ETAP, sơ đồ mô phỏng lƣới điện 22 kV lộ 472 thành phố

Lạng Sơn thu đƣợc nhƣ trên hình 2.1.

Hình 2. 1 Sơ đồ mô phỏng lƣới điện 22 kV TP.Lạng Sơn 27

2.4 Nguồn điện phân tán sử dụng pin mặt trời

Ngày nay, các nguồn phân tán đang đƣợc phát triển mạnh trong lƣới điện phân

phối (Power Distribution Grid), lƣới điện thông minh (Smar Grid), [4,5]. Đặc biệt, với

các loại nguồn sử dụng năng lƣợng tái tạo tại chỗ nhƣ pin quang điện (PV) đang đƣợc

khuyến khích khai thác triệt để với giải công suất nhỏ. Các PV Array (PVA) đƣợc lắp đặt trực tiếp trên các tòa nhà, căn hộ, hoặc lắp đặt tại các bãi trống, V.V. Trên hình 2.2

mô tả một phƣơng thức thiết lập nguồn PVA trên mái nhà [4,5], trong đó có thể gồm

một hay nhiều diện tích lắp đặt các PVA.

Hình 2. 2 Nguồn PVA trong lƣới điện phân phối

Việc lắp đặt nguồn pin quang điện trên các tòa nhà lớn sẽ mang lại hiệu quả kinh tế và kỹ thuật cao, tuy nhiên cũng gặp phải nhiều khó khăn do phụ thuộc điều kiện thực

tế, công cụ tính toán, phân tích lƣới còn nhiều hạn chế. lựa chọn cấu trúc tối ƣu cho mạng điện lai G-PVA cấp điện cho tòa nhà trên cơ sở dữ liệu thực, bao gồm: các diện tích lắp đặt, vĩ độ, kinh độ, các góc phƣơng vị, cấu hình PV-Inverter, đặc điểm hộ phụ tải và hiện trạng lƣới điện tòa nhà,V.V. Để áp dụng đối với luận văn này, các nghiên cứu có sử dụng phần mềm ETAP đảm bảo cho việc mô hình hóa mô phỏng mạng điện chính

xác, tin cậy, thiết bị đƣợc lựa chọn theo chuẩn quốc tế. Các thông số mạng điện luôn đƣợc kiểm soát để làm cơ sở cho điều khiển và tự động hóa mạng điện.

Trƣớc đây, những mô hình khai thác nguồn phân tán kiểu này chƣa đƣợc phát

triển bởi những lý do chính sau:

- Sản phẩm PV chƣa đáp ứng đƣợc các yêu cầu thực tế cả về chất lƣợng và giá

thành;

- Chƣa có sự kết hợp thỏa đáng của các bộ biến đổi điện tử (Converter) nhằm

đảm bảo chất lƣợng điện năng và kết nối lƣới linh hoạt.

Ngày nay, những yếu điểm trên đã đƣợc giải quyết thỏa đáng, cả về nghiên cứu

lý thuyết và thực thực tiễn.

2.4.1 Đặc điểm nguồn pin quang điện (PV)

PV là thiết bị chuyển đổi năng lƣợng của bức xạ mặt trời (BXMT) thành điện năng.

Một tế bào PV cell hay tổng quát cho một PV Array (PVA) có thể đƣợc mô tả bằng

mô hình vật lý và sơ đồ mạch điện thay thế nhƣ trên hình 2.3, [2]

Hình 2. 3 Cấu trúc vật lý và sơ đồ mạch điện thay thế của PV cell

và các phƣơng trình đặc trƣng (1), (2):

(14)

(15)

Trong đó:

Id là dòng điện qua diode (A),

- Vd là điện áp trên diode (V),

I0 là dòng điện ngƣợc bão hòa, Io≈10-12 A/cm2 (A),

- q là điện lƣợng của electron, q=1,602×10-19 (C),

- k là hằng số Boltzmann, k=1.381×10-23(J/K),

- T là nhiệt độ tại tiếp giáp (K).

Phƣơng trình (1) và (2) là cơ sở cho xây dựng hai đặc tính V-I và V-P của một

PV panel đƣợc trích dẫn từ đặc tính của một PV panel Model QQ.BBAASSEE 215- 230 do ETAP cung cấp nhƣ trên hình 2.4 và hình 2.5.

Hình 2. 4 Họ đặc tính P-V (W-V)

Hình 2. 5 Họ dặc tính I-V (A-V)

Trong đó thể hiện những yếu tố rất quan trọng cần thiết cho tính toán thiết kế và

khai thác sử dụng nguồn pin mặt trời.

Từ các PV cell sẽ đƣợc tổ hợp thành nguồn điện PVArray theo phƣơng thức: PV

Cell → PV Modul → PV Panel → PV Array nhƣ mô tả trên hình 2.6, [3,4,5]

Hình 2. 6 Phƣơng thức tổ hợp nguồn điện PVA

Thông thƣờng các PVA đƣợc khai thác trong dải BXMT (200 – 1000) W/m2. Chú ý rằng, BXMT mà PVA nhận đƣợc luôn thay đổi do phụ thuộc một số yếu tố sau

[5,6]:

1- Trạng thái lắp đặt PVA thể hiện qua: vị trí địa lý (vĩ độ, kinh độ), góc nghiêng

, các góc phƣơng vị C nhƣ mô tả trên hình 2.7

2- Giờ trong ngày: vị trí mặt trời thể hiện qua góc hƣớng mặt trời S, góc độ cao

 nhƣ mô tả trên hình 2.8.

Hình 2. 7 Trạng thái lắp đặt PVA

Hình 2. 8 Vị trí tƣơng đối giữa mặt trời và PVA

Trong thực tế, các PVA có thể điều khiển góc xoay nhằm đón nhận đƣợc cƣờng

độ BXMT lớn nhất tại các thời điểm nhƣ mô tả trên hình 2. 9.

Hình 2. 9 PVA có điều chỉnh góc quay

Tuy nhiên, đối với các PVA đặt trên mái nhà việc thay đổi góc xoay là không khả dụng. Tổng quát, các PVA đặt tĩnh trên mái nhà nhƣ trên hình 2.15, hình 2.16, cƣờng độ

bức xạ PVA nhận đƣợc tại mọi thời điểm ban ngày đƣợc tính theo biểu thức (16) và (17):

(16)

IBC = IB cosθ, W/m2

cosθ = cosβcos(

−

)sin+sinβ cos

(17)

Tƣơng ứng, năng lƣợng mà PVA có thể phát ra trong ngày đƣợc mô tả nhƣ đồ thị

trên hình 2.10,[7].

Hình 2. 10 Năng lƣợng của PVA phát ra trong ngày

Các phân tích trên đây đã cung cấp đủ cơ sở để thiết lập một bộ nguồn pin quang

điện PVA tham gia vào hệ nguồn G-PVA cho một mạng điện tòa nhà cụ thể. Tuy

nhiên, PVA cần phải đƣợc kết hợp với bộ biến đổi DC/AC. Điều này đã đƣợc các nhà

sản xuất thƣơng mại hóa thành các sản phẩm hợp bộ PV-Inverter với các model khác

nhau theo chuẩn IEC, IEEE, ANSI.

Trong nghiên cứu này, PVA đƣợc áp dụng kết hợp lƣới điện phân phối nhƣ một

thiết bị bù công suất (P và Q) nhằm tận dụng tối đa nguồn năng lƣợng mặt trời tại chỗ, đồng thời đề xuất một cấu trúc và những kịch bản vận hành hiệu quả nhất cho một

mạng nguồn điện lai kết hợp giữa nguồn điện lƣới và nguồn phân tán pin mặt trời (G- PVA). Trong đó:

- PVA đóng vai trò biến đổi quang năng thành điện năng dạng một chiều DC [6];

- Inverter đóng vai trò của bộ biến đổi DC-DC/AC và điều khiển đƣợc tỷ lệ P/Q

theo thông qua hệ số PF [3]. Trong trƣờng hợp này, G-PVA có thể áp dụng cấu trúc và nguyên lý điều khiển nhƣ trên hình 2. 11, [3] và hình 2. 12, [11]

Hình 2. 11 Cấu trúc G-PVA và hệ điều khiển

Hình 2. 12 Cấu trúc điều khiển PVA kết nối lƣới trực tiếp.

Từ các cơ sở phân tích trên đây, nguồn pin mặt áp dụng đối với lộ 473, 474 đƣợc

áp dụng với 02 mô hình cơ bản là:

1- Mô hình nguồn PVA mái nhà.

2- Mô hình nguồn PVA bãi trống công suất nhỏ.

2.4.2 Mô hình nguồn phân tán pin mặt trời - PVA

Nguồn PVA mái nhà là một hình thức lắp đặt nguồn pin mặt trời trên các mái

nhà, nhà mái nghiêng cũng nhƣ nhà mái bằng. Mỗi nhà có thể có một hoặc nhiều diện tích khác nhau đƣợc dùng cho việc lắp đặt các tấm pin (PV Panel). Trong khi đó PVA

bãi trống là hình thức lắp đặt pin mặt trời tại các bãi trống trên mặt đất, nơi có thể kết

hợp với các canh tác nông nghiệp hay chăn thả gia súc phía dƣới. Mặt khác, trong tài

liệu [12] giới thiệu mô hình áp dụng các PVA trong lƣới điện phân phối trên hình 2.13

là cơ sở thiết lập các PVA mái nhà và PVA bãi trống cho mục tiêu nghiên cứu của

luận văn.

Hình 2. 13 Mô hình PVA mái nhà và PVA bãi trống trong lƣới điện phân phối

2.4.3 Cấu trúc và thông số cài đặt nguồn PVA trong ETAP

Để thiết lập cấu trúc các PVA cần thu thập những dữ kiệu thực tế sau:

- Sơ đồ mạng điện hiện tại,

- Đặc điểm phụ tải.

- Số vị trí lắp đặt PV và diện tích mỗi vị trí lắp đặt. - Tọa độ lắp đặt (Vĩ độ 210, Kinh độ 1050). - Góc phƣơng vị S, góc nghiêng Σ. - Hế số Ar mass. - Cƣờng độ bức xạ: IB (W/m2). Chú ý rằng IB thay đổi theo thời gian trong ngày. - Công suất của PV-Inverter và hệ số công suất %PF.

- Thiết bị điện trên sơ đồ đƣợc chọn trong thƣ viện (liblary) của ETAP.

 Cấu hình nguồn pin mặt trời:

Một bộ nguồn pin mặt trời kiểu mái nhà đƣợc đƣợc thiết lập với các dải công

suất nhƣ sau:

- Công nhỏ: (1÷50)KWp đối với PVA mái nhà

- Công suất vừa: (50÷200) kWp đối với PVA bãi trống - Công suất lớn: >200 kWp đối với các PVA cánh đồng (không đề cập trong luận

văn này)

 Chọn loại pin mặt trời:

Từ thƣ viện trong ETAP giả thiết chọn loại pin NU-U180FC do hãng Sharp cung

cấp. Các thông số và đặc tính cơ bản của loại pin, PV Panel, PV Array và Inverter

đƣợc chỉ ra trong các hình sau, từ hình 2.14 đến hình 2.18:

Hình 2. 14 Loại pin NU-U180FC trong thƣ viện

Hình 2. 15 Các đặc tính cơ bản của một PV Panel

Hình 2. 16 Chỉnh định cƣờng độ bức xạ mặt trời (Irradiance)

Hình 2. 17 Cấu hình và thông số cơ bản của Inverter

Hình 2. 18 Chỉnh định lƣợng đặt Cosφ (%PF) cho bộ điều khiển Inverter

Kết luận chƣơng 2

Nội dung chƣơng 2 đã xây dựng cơ sở khoa học và thực tiễn phục vụ cho nội

dung và mục tiêu nghiên cứu của đề tài. Cụ thể là:

- Công cụ toán học hiện đại nhất dƣợc áp dụng cho giải tích lƣới điện, cung cấp

dữ liệu cho phân tích lƣới, đề xuất giải pháp nâng cao chất lƣợng điện áp và ổn định lƣới điện phân phối.

- Giới thiệu phần mềm ETAP áp dụng cho các nghiên cứu của luận văn.

- Xây dựng mô hình cấu trúc nguồn pin mặt trời PVA áp dụng trong lƣới điện phân phối đƣợc thiết lập dƣới 2 hình thức cơ bản là PVA mái nhà và PVA bãi trống

làm cơ sở nghiên cứu cho thực hiện các mục tiêu của luận văn.

CHƢƠNG 3

MÔ PHỎNG GIẢI TÍCH LƢỚI VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY VÀ CHẤT LƢỢNG ĐIỆN ÁP LỘ 473, 474

3.1 Đặt vấn đề

Sau khi có đƣợc mô hình mô phỏng lộ 473, 474 Lạng Sơn trong ETAP, chất

lƣợng điện áp và độ tin cậy của lƣới điện sẽ đƣợc đánh giá thông qua một số trạng thái

vận hành sau:

- Chế độ phụ tải cực đại, giả thiết rằng các trạm biến áp (bus-tải) vận hành

Smax= 100%Sđm.

- Chế độ phụ tải cực tiểu, giả thiết rằng các trạm biến áp (bus-tải) vận hành

Smin= 25%Sđm.

- Chế độ vận hành có xét đến điều chỉnh điện áp nguồn (điều chỉnh đầu phân áp

máy biên áp trạm biến áp 110/35/22 kV).

- Chế độ vận hành khi xét đến giải pháp bù bằng tụ điện tĩnh hay đề xuất phát

triển nguồn phân tán dạng máy phát điện turbine gió WTG.

Các mục tiêu trên đƣợc nghiên cứu theo trình tự nhƣ mô tả trên lƣu đồ hình 3.1:

Hình 3. 1 Lƣu đồ các bƣớc thực hiện nâng cao chất lƣợng điện áp và độ tin cậy lƣới

điện lộ 473,474 thành phố Lạng Sơn

3.2 Giải pháp điều chỉnh điện áp nguồn

Trong thực tế, một hệ thống thanh cái thứ cấp (22kV) các trạm biến áp trung gian

đƣợc cấp cho nhiều lộ đƣờng dây có đặc điểm khác nhau:

- Cấu trúc và bán kính (chiều dài đƣờng dây) khác nhau,

- Tổng phụ tải của mỗi đƣờng dây khác nhau.

Thông thƣờng, điện áp trên thanh cái các trạm biến áp trung gian đƣợc điều chỉnh tại vị trí tăng áp 105%Uđm. Điện áp nguồn có ảnh hƣởng trực tiếp đến đến phân bố

công suất và điện áp bus-tải hay đồng thời ảnh hƣởng đến chất lƣợng điện áp toàn mạng, đặc biệt đối với lƣới điện có nhiều nguồn cung cấp hay có liên lạc mạch vòng

cũng vậy. Trong khi lộ 473 và 474 của luận văn, ngoài kết nối chính trực tiếp trên

thanh cái C41 và C42 của TBA trung gian 115/38,5/23 KV thành phối Lạng Sơn còn

có liên lạc mạch vòng với lộ 472 và 471 tại các vị trí nhƣ đƣợc chỉ ra trên sơ đồ hình nguyên lý hình 1.5 hay sơ đồ mô phỏng hình 2.6. Cụ thể, những lập luận trên đây đƣợc

kiểm chứng qua mô phỏng giải tích lƣới bằng phần mềm ETAP với 02 mức điện áp

thông dụng sau đây.

- Mức điện áp nguồn: 100%Uđm

- Mức điện áp nguồn: 105%Uđm

3.2.1 Chế độ vận hành 1a: điện áp nguồn 100%Uđm

Từ sơ đồ mô hình hóa mô phỏng lộ 473, 474 bằng phần mềm ETAP nhƣ trên

hình 2.6, các thông số đƣợc khai báo cụ thể cho trƣờng hợp này là:

- Điện áp nguồn E17.1 và thanh cái C41 có giá trị: 100%Uđm

- Các bus-tải đƣợc khai báo theo chế độ cực đại: Smax = Sđm

- Các tụ bù hiện có đƣợc ngắt kết nối (chƣa tham gia bù)

Kết quả giải tích bằng ETAP tính toán phân bố công suất và điện áp bus đƣợc kết

suất theo tùy chọn. Ví dụ nhƣ: hiển thị kết quả trên sơ đồ hay, bảng dữ liệu kết quả

dạng Excel, ngoài ra còn đƣợc kết xuất dạng Pdf trong các phụ lục ở phần cuối của

luận văn.

Dữ liệu kết quả phân bố công suất và điện áp bus-tải lộ 473, 474 đƣợc hiển thị

trên sơ đồ mô phỏng nhƣ hình 3.2 sau đây:

Hình 3. 2 Mô phỏng phân bố công suất và điện áp bus chế độ vận hành 1a

Trong đó:

- Công suất đƣợc hiển thị công suất theo 2 thành phần là: CSTD (MW), và

CSPK(MVAr). Hoặc có thể chọn cách hiển thị khác kèm theo đơn vị là A, MVA,

KVA,...

- Điện áp đƣợc hiển thị điện theo giá trị phầm trăm so với định mức (%), hoặc

hiển thị theo hình thức khác kèm theo đơn vị là V hay kV.

Các dữ liệu kết quả mô phỏng thu đƣợc dƣới dạng bảng Excel nhƣ sau:

Bảng 3. 1 Dữ liệu kết quả mô phỏng phân bố công suất trên đƣờng dây

chế độ vận hành1a

KẾT QUẢ DỮ LIỆU MÔ PHỎNG PHÂN BỐ CÔNG SUẤT TRÊN CÁC NHÁNH ĐƢỜNG DÂY (LINE)

Chế độ vận hành 1a: điện áp nguồn 100%Uđm

MaxLine Sum

1115 m 25694 m

Sum 1257,5

Sum 15952,7

Chiều dài

Tên gọi đơn vị

Tiết diện mm2

Icp A

I A

Tổn thất điện áp

Tổn thất CSTD

Tổn thất CSPK

Q kVAr

P kW

6 7 8

9 10 11 12

13 14 15 16

17 18 19 20

21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

20 400 20 20 40 128 40 30 120 8 221 65 233 2 10 5 146 16 10 60 320 365 37 737 10 487 487 40 40 10 70 42 40 200 48 49.5 77.3 77.3 77.3 77.3 77.3 77.3 77.3 77.3 77.3 77.3 77.3 49.5 77.3 77.3 77.3 77.3 49.5 77.3 77.3 77.3 77.3 77.3 77.3 49.5 77.3 77.3 77.3 77.3 77.3 77.3 77.3 77.3 49.5 77.3 236,4 313,3 313,3 313,3 236,4 313,3 313,3 313,3 236,4 313,3 313,3 313,3 313,3 313,3 313,3 313,3 313,3 236,4 313,3 236,4 313,3 313,3 313,3 313,3 236,4 236,4 313,3 313,3 313,3 313,3 313,3 313,3 313,3 313,3 393,7 87,266 219 175 218 136 136 218 272 218 217 217 174 217 526 307 174 442 136 217 217 26,694 217 174 174 26,805 271 53,58 392 218 218 53,48 26,738 218 174 391 137 343 274 341 213 213 341 425 340 340 340 272 340 824 477 272 695 212 340 339 42,231 339 271 271 42,424 426 84,795 613 340 340 84,622 42,307 340 272 612 4,324 10,71 8,581 10,84 6,781 6,816 10,86 13,63 10,86 10,9 10,91 8,729 10,92 26,48 15,3 8,735 22,27 6,821 10,92 10,93 1,356 10,94 8,752 8,754 1,345 13,54 2,693 19,55 10,87 10,88 2,703 1,352 10,92 8,721 19,63 0 0,02 0 0 0 0 0 0 0,01 0 0,01 0 0,02 0 0 0 0,02 0 0 0 0 0,02 0 0,03 0 0,03 0,01 0 0 0 0 0 0 0,01 0 0,001 0,064 0,002 0,003 0,003 0,008 0,006 0,008 0,02 0,001 0,037 0,007 0,061 0,002 0,003 0 0,101 0,002 0,002 0,01 0,001 0,061 0,004 0,079 0 0,125 0,005 0,021 0,006 0,001 0,001 0 0,007 0,033 0,026 -0,026 -0,552 -0,027 -0,025 -0,055 -0,177 -0,051 -0,035 -0,156 -0,01 -0,286 -0,086 -0,285 -0,001 -0,011 -0,005 -0,127 -0,021 -0,012 -0,076 -0,451 -0,468 -0,049 -0,978 -0,013 -0,606 -0,7 -0,04 -0,051 -0,012 -0,1 -0,059 -0,051 -0,257 -0,048 3B1 3B5 3B22 3B30/2 3B30/2-1 3B30/4 3B30/5 3B30/6 3B30/7 3B30/11/7 3B30/11/8 3B30/11/8/5 3B30/11/15 3B30/11/15/5 3B30/14 3B30/15/5 3B30/19 3B30/22 3B30/29 3B30/35 3B30/39 3B30/39-1 3B30/50 3B30/50/9B 3B33 3B38 3B41 3B44 3B45 3B52 3B55/3 3B57 3B59 3B60 3B61/3

36 37 38

39 40 41 42

43 44 45 46

47 48 49 50

51 52 53 54

55 56 57 58

59 60 61 62

63 64 65 66

67 68 69 70

71 72 73 74

75 76 77 78

79 80 81 82

77.3 77.3 77.3 77.3 1 - 3/C 95

1 - 3/C 50 1 - 1/C 240 111 158 158 158 158 158 158 158 158 158 158 158 158 111 158 77.3 77.3 77.3 77.3 77.3 77.3 77.3 111 111 111 111 77.3 111 111 111 111 111 111 111 111 77.3 158 158 158 158 158 158 158 158 158 111 111 77.3 77.3 77.3 111 111 111 77.3 77.3 77.3

83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98

340 823 483 340 1073 1332 851 3665 11469 24619 24611 24603 24296 23246 23239 23123 22980 11194 10631 10275 9713 9612 4187 4187 3359 1241 1087 1778 552 5422 4942 4105 3760 424 3064 2852 2508 2167 1955 1614 1231 755 543 11735 11514 10154 10148 9846 9226 7550 7202 6125 5783 4926 876 791 578 4050 4006 3393 1334 382 382 217 525 308 217 689 858 547 2342 7376 16097 16085 16074 15850 15115 15104 14931 14834 7204 6836 6596 6228 6158 2679 2679 2147 794 695 1135 353 3473 3164 2626 2402 271 1960 1824 1603 1385 1249 1031 787 481 346 7555 7407 6534 6526 6331 5927 4845 4616 3922 3702 3149 560 506 371 2590 2561 2168 853 245 245 10,91 26,43 15,52 10,91 34,37 42,6 27,31 117,5 365,5 773,5 773,5 773,5 764,9 734,2 734,2 734,2 729,9 356,3 338,7 327,9 310,2 307,5 134 134 107,8 39,83 34,91 57,03 17,76 173,5 158,3 131,5 120,6 13,61 98,34 91,52 80,61 69,69 62,86 51,94 39,67 24,31 17,49 373,6 366,8 323,7 323,7 314,3 294,7 241,2 230,4 196 185,1 157,8 28,06 25,36 18,55 129,8 128,4 108,8 42,81 12,28 12,28 0 0,02 0,02 0 0 0 0 0,02 0,04 0,04 0,04 0,18 0,41 0,04 0,68 0,04 0,3 0,12 0,19 0,12 0,19 0,06 0 0,27 0,03 0,05 0,03 0,17 0,06 0,04 0,07 0,17 0 0 0 0,19 0,04 0 0,09 0,07 0 0 0,08 0,08 0,04 0,07 0,05 0,11 0,06 0,14 0,08 0,03 0,11 0 0,03 0,02 0,01 0,05 0,02 0,05 0,05 0,02 0,01 0,005 0,147 0,085 0,001 0 0 0 0,525 3,239 7,878 7,878 32,756 72,989 7,098 116 7,098 50,582 9,592 15,027 9,312 15,482 4,194 0,05 11,013 0,815 0,557 0,317 2,964 0,319 2,056 3,052 5,767 0,028 0,002 0,019 4,647 0,855 0,009 1,46 0,997 0,003 0,001 0,409 7,254 3,263 5,447 3,922 7,939 4,033 7,825 4,009 1,571 5,514 0,049 0,214 0,135 0,053 1,79 0,627 1,488 0,672 0,069 0,023 -0,037 -0,097 -0,289 -0,005 0 0 0 0,523 4,789 11,749 11,749 48,852 109 10,583 173 10,584 75,418 14,172 22,176 13,731 16,893 6,173 0,037 8,137 0,577 0,086 -0,012 1,434 -0,772 2,172 3,194 5,879 0,028 -0,011 0,018 4,307 0,749 0,008 1,061 0,549 0 -0,002 -1,025 10,729 4,825 8,028 5,781 11,692 5,927 11,401 5,827 2,258 5,859 0,051 -0,107 -0,107 -0,114 1,82 0,637 1,457 0,162 -0,41 -0,136 30 150 250 5 0,105 0,04 0,005 40 35 20 20 80 180 20 310 20 138 110 190 125 165 65 2 438 50 250 185 650 722 70 125 343 2 10 2 570 135 2 380 380 2 2 955 75 35 75 55 117 67 195 110 60 165 2 195 150 110 110 40 130 262 327 109 313,3 236,4 236,4 313,3 0 130,6 0 393,7 490,4 934,8 487,3 487,3 487,3 490,4 490,4 490,4 487,3 490,4 490,4 490,4 393,7 393,7 313,3 313,3 313,3 313,3 313,3 313,3 313,3 393,7 393,7 393,7 393,7 313,3 393,7 393,7 393,7 393,7 393,7 393,7 393,7 393,7 393,7 490,4 490,4 490,4 490,4 490,4 490,4 490,4 490,4 490,4 490,4 393,7 313,3 313,3 313,3 393,7 393,7 393,7 313,3 313,3 313,3 3B61/8 3B64 3B64-1 3B68 3BC2 3BC46 3BC54 3L3 3L4 3L13 3L19 3L22 3L23 3L27 3L28 3L29 3L30 3L30/2 3L30/5 3L30/7 3L30/10 3L30/11 3l30/11/6 3L30/11/7 3L30/11/8 3L30/11/8/3 3L30/11/8/5 3L30/11/15 3L30/11/15/7 3L30/12 3L30/14 3L30/18 3L30/19 3L30/19-1 3L30/22 3L30/28 3L30/29 3L30/31 3L30/35 3L30/39 3L30/40 3L30/43 3L30/50 3L32 3L33 3L39 3L40 3L44 3L45 3L49 3L51 3L52 3L54 3L55 3L55/3 3L55/4 3L55/6 3L57 3L59 3L61 3L61/3 3L61/7 3L61/8

99 100 101

102

103 104 105

106 107 108 109

110 111 112 113

114 115 116 117

118

119

120

121

122

123

124

125

126

127

128

129

130

131

132

133

134

135

136

137

138

139

140

141

142

143

144

145

146

147

148

149

150

151

152

153

154

155

156

157

158

159

160

409 2 579 2 252 400 300 90 90 345 2 2 537 345 449 63 90 337 80 171 1115 2 2 2 80 180 310 35 25 25 191 2 55 184 184 20 60 100 285 285 285 2 138 75 63 145 35 180 600 210 295 2 285 285 119 186 104 2 2 69 69 35 111 111 111 111 1 - 3/C 240 77.3 77.3 124 124 124 124 124 124 124 124 124 124 124 124 111 158 158 158 158 158 158 158 111 111 111 111 111 111 111 111 77.3 77.3 77.3 77.3 77.3 77.3 158 158 158 158 77.3 158 77.3 77.3 77.3 158 158 158 158 77.3 77.3 77.3 158 158 158 158 158 393,7 393,7 393,7 393,7 0 313,3 313,3 421,6 421,6 421,6 421,6 421,6 421,6 421,6 421,6 421,6 421,6 421,6 421,6 313,3 487,3 487,3 487,3 487,3 487,3 487,3 487,3 393,7 393,7 393,7 393,7 393,7 393,7 393,7 393,7 393,7 313,3 313,3 313,3 313,3 313,3 487,3 487,3 487,3 487,3 313,3 490,4 311,6 311,6 311,6 490,4 490,4 490,4 490,4 490,4 313,3 313,3 490,4 490,4 490,4 490,4 487,3 2057 1232 679 340 25005 428 954 170 442 2806 2590 2250 2037 1762 1421 1080 995 553 340 679 18830 18286 18286 18285 14483 13755 13731 4702 4548 3799 3586 3244 3117 1526 2640 1113 636 297 276 1049 1050 8461 8461 8454 8450 628 7291 1181 1181 551 5566 5407 5068 4791 2725 2248 551 2019 729 424 0 679 1314 787 434 217 16362 272 610 108 282 1793 1655 1437 1301 1125 907 689 635 354 218 434 12382 11804 11803 11802 9372 8896 8860 3015 2916 2435 2299 2079 1999 978 1692 713 406 189 177 672 672 5446 5446 5436 5430 402 4686 755 755 353 3581 3476 3259 3078 1748 1442 353 1296 468 272 -0,102 434 65,97 39,55 21,83 10,91 784,2 13,34 30,38 5,423 14,12 89,33 82,55 71,69 64,9 56,22 45,36 34,49 31,79 17,68 10,88 21,85 592,5 583,9 583,9 583,9 462,8 440 440 151 146,1 122 115,2 104,3 100,3 49,12 84,92 35,8 20,46 9,541 8,885 33,78 33,77 272,1 272,1 272,1 272,1 20,24 234,9 38 38 17,78 179,4 174,5 163,6 154,9 88,16 72,76 17,83 65,34 23,59 13,71 0,003 21,84 0,1 0 0,05 0 0,21 0,02 0,04 0 0 0,11 0 0 0,12 0,07 0,07 0,01 0,01 0,02 0 0,01 1,99 0 0 0 0,11 0,24 0,41 0,02 0,01 0,01 0,08 0 0,02 0,03 0,06 0 0,01 0 0,01 0,04 0,04 0 0,11 0,06 0,05 0,01 0,02 0,03 0,11 0,02 0,16 0 0,14 0,13 0,05 0,06 0,01 0 0 0 0 0 1,736 0,003 0,268 0 43,457 0,1 0,389 0,002 0,016 2,405 0,012 0,009 1,982 0,953 0,809 0,066 0,08 0,092 0,008 0,08 271 0,472 0,472 0,472 11,727 24,146 41,587 0,778 0,52 0,363 2,46 0,021 0,529 0,433 1,294 0,034 0,035 0,013 0,031 0,455 0,455 0,103 7,027 3,847 3,232 0,083 1,338 0,365 1,217 0,093 6,558 0,042 5,268 4,72 1,298 1,382 0,046 0,006 0,001 0,009 0 0,012 1,319 0 -0,553 -0,003 46,261 -0,524 -0,125 -0,132 -0,116 2,415 0,012 0,008 1,609 0,645 0,313 -0,015 -0,038 -0,393 -0,109 -0,163 404 0,703 0,703 0,703 17,412 35,827 61,707 0,81 0,539 0,365 2,443 0,021 0,506 0,209 1,162 0 -0,056 -0,132 -0,378 -0,041 -0,041 0,15 10,299 5,638 4,736 -0,138 1,948 0,035 0,118 -0,222 9,36 0,06 7,448 6,629 0,866 0,839 -0,109 0,006 -0,002 -0,089 -0,102 -0,036 3L64 3L65 3L68 3L69 3LC01 4B1 4B19 4B19/4 4B19/6 4B19/21 4B19/26 4B19/30 4B19/31 4B19/35 4B19/41 4B19/42 4B19/43 4B19/44 4B19/48 4B39 4L9 4L13 4L14 4L19 4L20 4L23 4L28 4L28/3 4L28/4 4L28/5 4L28/6 4L28/7 4L28/8 4L28/10 4L28/12 4L28/12/1 4L28/12/2. 4L28/12/3 4L28/18/2 4L28/18/5 4L28/28/18 4L29 4L30 4L32 4L33 4L33/2 4L33/6 4L33/6/3 4L33/6/10 4L33/6/12 4L33/7 4L33/10 4L33/13 4L33/14 4L33/14.3 4L33/14.5 4L33/14.7 4L33/17 4L33/18 4L33/19 4L33/20 4L35

161

162

40000 kV

158 158 1-3/C 185 487,3 487,3 342,5 4L38 4L39 4LC01

163 164 T1-P 165 T1-S 166 T1-T 167 T2-P 168 T2-S 169 T2-T

Bảng 3. 2 Dữ liệu kết quả mô phỏng tính điện áp bus-tải chế độ vận hành 1a

357 75 245 110 kV 35 kV 22 kV 110 kV 35 kV 22 kV 679 679 19291 22274 0 22223 22131 0 22073 434 434 12681 15532 0 13228 18403 0 15815 21,85 21,85 605,8 142,5 0 678,7 151,1 0 712,6 0,02 0 0,19 1,26 1,26 1,26 1,38 1,38 1,38 0,118 0,025 32,936 51,195 51,195 51,195 57,52 57,52 57,52 -0,365 -0,077 27,788 2304 2304 2304 2588 2588 2588

KẾT QUẢ DỮ LIỆU MÔ PHỎNG ĐIỆN ÁP TRÊN BUS-TẢI VÀ CÔNG SUẤT TẢI NHẬN ĐƢỢC

Chế độ vận hành 1a: điện áp nguồn 100%Uđm

Số tải có U% >100 : 0,00 Số tải có U% < =100 : 151,00 Số tải có U% < 95 : 128,00 MxVoltge (%) 99,46

157

Q kVr 514

Uđm kV 0,4

N0 0,00 Sđm kV Số tải có U% < 90 : Tên bus-tải đơn vị PEC GOLDEN PLCE 1000 kV

Số tải: P kW 829

Kpt % 104,1

MinVoltge (%) I A 1502 92,76 Ubus-ti % 93,77 1 265 164 320 kV 0,4 2 B TRIEU 481,7 104,3 93,47 464 287 560 kV 0,4 3 BC SON 843,6 104,4 93,36 265 164 320 kV 0,4 4 BE TONG NHU 481,4 104,2 93,56 336 208 400 kV 0,4 5 BEN BC 1 588,9 102 96,8 267 165 320 kV 0,4 6 BEN BC 4 477,3 103,3 94,81 332 206 400 kV 0,4 7 BHXH 599,7 103,9 94,05 150 92,957 180 kV 0,4 8 BINH CM 268,2 103,2 94,96 83,528 51,766 100 kV 0,4 9 BOM D3 148,4 102,8 95,57 41,68 25,831 50 kV 0,4 10 BOM H1D1 74,46 103,2 95,05 83,401 51,688 100 kV 0,4 11 BOM H8 148,8 103,1 95,18 41,639 25,805 50 kV 0,4 12 BOM MI PH 74,59 103,3 94,8 266 165 320 kV 0,4 13 BUU DIEN 479,9 103,9 93,99 41,761 25,881 50 kV 0,4 14 BV DIEU DUONG 74,21 102,8 95,56 265 165 320 kV 0,4 15 CU B TRIEU 480,7 104,1 93,77 332 206 400 kV 0,4 16 CU CHUI 600,8 104,1 93,77 207 128 250 kV 0,4 17 CU DEN 377 104,5 93,2 83,445 51,715 100 kV 0,4 18 CHI CUC THUE TP 148,7 103 95,32 41,842 25,931 50 kV 0,4 19 CHIEU SNG QLB4 1 73,97 102,5 96,05 464 288 560 kV 0,4 20 CHO D. KINH 841,6 104,1 93,69 83,36 51,662 100 kV 0,4 21 CHO G.VUONG 148,9 103,2 95,05 332 206 400 kV 0,4 22 CHU VN N 599,8 103,9 94,01 266 165 320 kV 0,4 23 CHUNG CU KHON THC 480,1 103,9 93,95 332 206 400 kV 0,4 24 CO GIOI NN 598,7 103,7 94,31 333 206 400 kV 0,4 25 CO KHI 598,2 103,6 94,43 266 165 320 kV 0,4 26 CONG DON 478,6 103,6 94,41 265 165 320 kV 0,4 27 CONG NONG 480,7 104,1 93,77 41,381 25,646 50 kV 0,4 28 CSQL4B 2 75,41 104,5 93,19

266 165 320 kV 0,4 477,9 103,5 94,62 29 CTY BOT BC GING 463 287 560 kV 0,4 844,9 104,5 93,12 30 CTY H SON 333 206 400 kV 0,4 597,6 103,5 94,56 31 CTY VT TU 134 82,748 160 kV 0,4 237,8 103 95,33 32 CTY XO SO 149 92,477 180 kV 0,4 270,7 104,2 93,62 33 CUC THUE 41,589 25,775 50 kV 0,4 74,74 103,6 94,49 34 DD B TRIEU 208 129 250 kV 0,4 373 103,4 94,78 35 DD DONG KINH 83,294 51,621 100 kV 0,4 149,1 103,3 94,85 36 DD HNG BT 266 165 320 kV 0,4 480 103,9 93,99 37 DD NGO QUYEN 332 206 400 kV 0,4 600,7 104 93,81 38 DD PHI DUOC 41,825 25,921 50 kV 0,4 74,02 102,6 95,95 39 DD PO XOI 41,718 25,855 50 kV 0,4 74,34 103 95,29 40 DD QL1 332 206 400 kV 0,4 600,9 104,1 93,75 41 HI QUN 463 287 560 kV 0,4 844,6 104,5 93,17 42 HNG BT 83,614 51,819 100 kV 0,4 148,2 102,6 95,84 43 HONG SON HI 266 165 320 kV 0,4 480,4 104 93,85 44 KHON LI 1 332 206 400 kV 0,4 600,5 104 93,85 45 KHON LI 2 266 165 320 kV 0,4 480,1 103,9 93,95 46 KHON THC 1 333 206 400 kV 0,4 597,6 103,5 94,58 47 KHON THC 2 332 206 400 kV 0,4 600,8 104,1 93,79 48 KHON THC 3 207 128 250 kV 0,4 375,8 104,1 93,66 49 KHON THC 4 333 206 400 kV 0,4 598,2 103,6 94,42 50 KHUYEN NONG 207 128 250 kV 0,4 376,1 104,2 93,56 51 KIM SON 208 129 250 kV 0,4 374,9 103,9 94,01 52 KNSC X.HOI TP 266 165 320 kV 0,4 479,8 103,9 94,03 53 KS BC SON 1 207 129 250 kV 0,4 375,2 104 93,9 54 KS BC SON 2 41,701 25,844 50 kV 0,4 74,4 103,1 95,18 55 KS BINH MINH 349 216 420 kV 0,4 629,7 103,9 94,06 56 KS HONG DT 83,627 51,827 100 kV 0,4 148,1 102,6 95,88 57 KS LM DINH 465 288 560 kV 0,4 841,1 104,1 93,78 58 KS MUONG THNH 1 830 514 0,4 1502 104,1 93,78 59 KS MUONG THNH 2 1000 kV 83,519 51,761 100 kV 0,4 148,4 102,8 95,55 60 KS NM KINH 62,236 38,571 75 kV 0,4 112,6 104 93,88 61 KS VN XUN 464 287 560 kV 0,4 844,1 104,4 93,26 62 KY LU 1 332 205 400 kV 0,4 601,5 104,2 93,61 63 KY LU 2 333 206 400 kV 0,4 597,4 103,5 94,62 64 LM SN 83,33 51,644 100 kV 0,4 149 103,2 94,96 65 LPROMIMEX 333 206 400 kV 0,4 596,9 103,4 94,76 66 LE HONG PHONG 333 206 400 kV 0,4 596,4 103,3 94,86 67 LE LOI 208 129 250 kV 0,4 374,3 103,7 94,26 68 LE QUY DON 149 92,523 180 kV 0,4 270,4 104,1 93,75 69 LONG HO 207 128 250 kV 0,4 376,3 104,3 93,48 70 LUONG THE VINH 266 165 320 kV 0,4 479,6 103,8 94,09 71 LUONG THUC 266 165 320 kV 0,4 480,2 104 93,91 72 LUONG THUC3 266 165 320 kV 0,4 480,1 103,9 93,95 73 LY THI TO 464 288 560 kV 0,4 842,9 104,3 93,47 74 MY MC 332 206 400 kV 0,4 600 103,9 93,97 75 MY SON 1. 332 206 400 kV 0,4 599,9 103,9 94 76 MY SON 2 208 129 250 kV 0,4 373,5 103,5 94,59 77 MY SON 4 332 206 400 kV 0,4 600,1 103,9 93,95 78 MY SON 4. 207 129 250 kV 0,4 375,4 104 93,82 79 MY SON 5

464 287 843,9 104,4 93,3 560 kV 80 NM CI 0,4 463 287 845,1 104,6 93,09 560 kV 81 NGN SON 0,4 208 129 373,8 103,6 94,46 250 kV 82 NGO GI TU 0,4 266 165 480,4 104 93,85 320 kV 83 NGUYEN DINH CHIEU 0,4 207 128 377,3 104,6 93,08 250 kV 84 NH LIEN VIET 0,4 149 92,467 270,7 104,2 93,59 180 kV 85 NH NONG NGHIEP 0,4 464 287 844 104,4 93,27 560 kV 86 NH D 0,4 83,66 51,848 148 102,5 95,98 100 kV 87 NH T.DU 0,4 150 92,959 268,2 103,2 94,96 180 kV 88 NHT NH 0,4 332 206 600,3 104 93,9 400 kV 89 NT MY SON 1 0,4 332 206 600,3 104 93,9 400 kV 90 NT MY SON 2 0,4 332 206 600,7 104 93,81 400 kV 91 NVH 27/3 0,4 332 206 600,5 104 93,85 400 kV 92 PHI DUOC 0,4 332 206 601,4 104,2 93,62 400 kV 93 PHI DUOC 1 0,4 332 206 599,7 103,9 94,04 400 kV 94 PHI VE 0,4 265 164 481,5 104,2 93,53 320 kV 95 PHON KHT 0,4 331 205 602,7 104,4 93,33 400 kV 96 PHU LOC 3 0,4 332 206 601,5 104,2 93,61 400 kV 97 PHU LOC 4 0,4 331 205 603,1 104,5 93,22 400 kV 98 PHU LOC 4 -1 0,4 331 205 603,2 104,5 93,21 400 kV 99 PHU LOC 4-2 0,4 463 287 847,1 104,8 92,76 560 kV 100 PHU LOC 4-7 0,4 149 92,237 271,9 104,7 92,94 180 kV 101 PHU LOC 4-8 0,4 149 92,237 271,9 104,7 92,94 180 kV 102 PHU LOC 4-9 0,4 207 128 376,2 104,3 93,51 250 kV 103 PO DU 0,4 266 165 479,5 103,8 94,13 320 kV 104 PO LUONG 0,4 207 128 375,8 104,1 93,68 250 kV 105 PO MO 0,4 465 288 838,9 103,8 94,17 560 kV 106 PO XOI 1 0,4 266 165 477,5 103,4 94,76 320 kV 107 PO XOI 2 0,4 333 206 597,1 103,4 94,69 400 kV 108 PO XOI 3 0,4 266 165 478,1 103,5 94,57 320 kV 109 PO XOI 4 0,4 208 129 373,5 103,5 94,56 250 kV 110 PO XOI 5 0,4 144,8 100,3 99,46 84,817 52,565 100 kV 111 PXTN-DL 0,4 333 207 596,3 103,3 94,91 400 kV 112 RP DONG KINH 0,4 267 165 477,1 103,3 94,86 320 kV 113 S. THI DONG TIEN 0,4 267 165 477,1 103,3 94,86 320 kV 114 S. THI DONG TIEN' 0,4 207 128 375,8 104,1 93,68 250 kV 115 SCOMBNK 0,4 207 129 375,2 104 93,91 250 kV 116 SIEU THI THNH DO 0,4 333 206 596,9 103,4 94,76 400 kV 117 SO DIEN 0,4 208 129 373,5 103,5 94,56 250 kV 118 TM THNH 0,4 463 287 846,8 104,8 92,81 560 kV 119 TB T1 0,4 463 287 846,8 104,8 92,81 560 kV 120 TB T2 0,4 332 206 600,6 104 93,83 400 kV 121 TDC K9 0,4 332 206 600,3 104 93,9 400 kV 122 TDC KHOI 2 0,4 332 206 600,2 104 93,93 400 kV 123 TDC MY SON 0,4 207 129 375,3 104 93,85 250 kV 124 THN THU QUY 0,4 125 77,356 224,1 103,5 94,6 150 kV 125 THNH NH MC 0,4 208 129 372,9 103,3 94,81 250 kV 126 THNH UY 0,4 333 206 598,3 103,6 94,39 400 kV 127 THUY SN 0,4 333 206 596,6 103,3 94,83 400 kV 128 TINH DU 1. 0,4 267 165 476,5 103,2 95,06 320 kV 129 TINH DU 2 0,4 332 206 599,8 103,9 94,03 400 kV 130 TINH DU 3 0,4

Bảng 3. 3 Kết quả mô phỏng cân bằng công suất và thổn thất công suất

chế độ vận hành1a

333 597,9 131 TO THI 400 kV 0,4 206 103,6 94,5 150 266,9 132 TO NH DVTH 180 kV 0,4 93,237 102,7 95,73 332 600,9 133 TONG THUY 400 kV 0,4 206 104,1 93,75 208 373,4 134 TONG THUY 1 250 kV 0,4 129 103,5 94,61 468 830,9 135 TRN DNG NINH 560 kV 0,4 290 102,8 95,6 335 591,5 136 TRN DNG NINH 1 400 kV 0,4 208 102,5 96,12 207 376,1 137 TRONG TIN 250 kV 0,4 128 104,2 93,55 268 471,9 138 TRUNG XUN 320 kV 0,4 166 102,2 96,54 149 270,4 139 TRUONG HI 180 kV 0,4 92,523 104,1 93,75 523 945,1 140 TS HI QUN 1 630 kV 0,4 324 103,9 93,95 523 945,1 141 TS HI QUN 2 630 kV 0,4 324 103,9 93,95 207 377 142 TTDV PL3 250 kV 0,4 128 104,5 93,2 332 599,9 143 TTHL CONG N 400 kV 0,4 206 103,9 93,99 2418 0,4 144 TTTM PHU LOC 4 1600 kV 1323 820 104,7 92,87 150 269,4 145 TTVH 180 kV 0,4 92,72 103,7 94,3 336 588,9 146 TU DUNG 400 kV 0,4 208 102 96,81 332 601,1 147 VOI D 400 kV 0,4 206 104,1 93,71 333 597 148 XLK DONG KINH 400 kV 0,4 206 103,4 94,71 465 841,2 149 XLTL 560 kV 0,4 288 104,1 93,77 464 842,6 150 XLTL 2 560 kV 0,4 288 104,2 93,53 266 480,1 151 Y TE KHNG NGUYEN 320 kV 0,4 165 103,9 93,95

DỮ LIỆU KẾT QUẢ MÔ PHỎNG CÂN BẰNG CÔNG SUẤT

Chế độ vậnhành 1a: điện áp nguồn 100%Uđm

Giá trị

STT

Đại lượng – đơn vị đo

325 323 0 1 151 44,405 33,936 44,405 33,936 2,054 7,69

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Buses Brnches Genertors Power Grids Lods Lod-MW Lod-Mvr Genertion-MW Genertion-Mvr Loss-MW Loss-Mvr

Từ các kết quả mô phỏng thu đƣợc trên đây cho thấy: - Trên sơ đồ mô phỏng hình 3.1 chỉ ra một số đoạn đƣờng dây trục chính phần đầu của lộ 473 và 474 có tiết diện nhỏ, chƣa phù hợp, dòng điện trên đƣờng dây đó vƣợt quá giới hạn cho phép Icp (Allowable). Kết quả này cũng đồng thời đƣợc thể hiện trong bảng hình 3.2. - Số bus-tải có điện áp < 95%Uđm: 128 trên tổng sô 157 bus

- Bus-Tải có điện áp lớn nhất là: 99,46%Uđm - Bus-Tải có điện áp nhỏ nhất là: 92,76%Uđm - Tổn thất công suất trong cảv hai lộ là: (2,054 + j7,69) MVAr - Tổng công suất thu/phát: (44,405 + j33,936) MVAr Chính vì vậy, trong thực tế điện áp nguồn luôn đƣợc điều chỉnh với mức

105%Uđm.

3.2.2 Chế độ vận hành 1b: điện áp nguồn 105%Uđm

Trong khi thực hiện chế độ này, trên sơ đồ mô phỏng điện áp nguồn đƣợc điều

chỉnh lại với mức 105%Uđm bằng cách điều chỉnh đầu phân áp của hai máy biến áp

T1 và T2.

Từ đó, các dữ liệu kết quả giải tích thu đƣợc trong các bảng tóm tắt sau:

Bảng 3. 4 Kết quả mô phỏng điện áp bus-tải chế độ vận hành 1b

khi tăng điện áp nguồn 105%Uđm

KẾT QUẢ DỮ LIỆU MÔ PHỎNG ĐIỆN ÁP TRÊN BUS-TẢI VÀ CÔNG SUẤT TẢI NHẬN ĐƢỢC

Chế độ vận hành 1b: điện áp nguồn 105%Uđm

Bảng 3. 5 Kết quả mô phỏng cân bằng công suất và tổn thất công suất chế độ vận

hành1b khi điều chỉnh tăng điện áp nguồn 105%Uđm

Số tải có U% >100 : 41,00 Số tải có U% < =100 : 110,00 Số tải có U% < 95 : 0,00 MaxVoltage (%) 104,61 Số tải có U% < 90 : 0,00 MinVoltage (%) 98,15

DỮ LIỆU KẾT QUẢ MÔ PHỎNG CÂN BẰNG CÔNG SUẤT

Chế độ vậnhành 1b: điện áp nguồn 105%Uđm

STT

Đại lượng – đơn vị đo

Giá trị

325 323 0 1 151 45,174 34,448 45,174 34,448 1,928 7,646

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Buses Branches Generators Power Grids Loads Load-MW Load-Mvar Generation-MW Generation-Mvar Loss-MW Loss-Mvar

Phân tích kết quả trên hai bảng 3.4 và 3.5 cho thấy:

- Điện áp nguồn có ánh hƣởng lớn đến chất lƣợng điện áp trong lƣới điện phân phối. Khi tăng điện áp nguồn 105%Uđm, hầu hết các bus-tải trong 2 lộ 473 và 474 đều

nhận đƣợc điện áp trong phạm vi tiêu chuẩn (95 ≤ U≤ 105)%Uđm, bảng 3.4.

- Khi tăng điện áp nguồn, tổn thất công suất trên đƣờng dây 22 kV đƣợc giảm xuống khi so sánh dữ liệu trong bảng 3.3 và bảng 3.5. Điều này đƣợc hiểu rằng: các

phụ tải dùng phần lớn là các động cơ không đồng bộ (chiếm 80%) nên điện áp thấp sẽ

có hiện tƣợng quá dòng nhƣ chỉ ra tại cột (%Loading) trong bảng 3.2. Mặt khác, cần

lƣu ý nếu phụ tải nhận điện áp lớn hơn Uđm sẽ có thể gây quá dòng và phát nóng thiết

bị, đồng thời nhận công suất thừa không mong muốn, bất lợi.

Nhận xét chế độ vận hành 1:

Trên cơ sở mô hình mô phỏng lộ 473, 474 lƣới điện 22 kV thành phố Lạng Sơn,

các nghiên cứu trong chế độ vận hành 1 đã đƣa ra đƣợc kết quả giải tích lƣới, mô

phỏng hoạt động của lộ 473 và 474 một cách chính xác, cung cấp đầy đủ dữ liệu để

đánh giá hiện trạng lƣới điện, các ƣu nhƣợc điểm trong vận hành và ý nghĩa của việc

điều chỉnh, lựa chọn điện áp nguồn cung cấp.

Tiếp theo, luận văn nghiên cứu tác dụng các trạm bù tụ điện hiện có trên lộ 473,

474 thành phố Lạng Sơn.

3.3 Giải pháp áp dụng trạm bù tụ điện tĩnh

Hiện tại trong thực tế các lộ 473, 474 thành phố Lạng Sơn có thiết lập 05 trạm bù

tụ điện, nhƣ đã giới thiệu tại chƣơng 1. Khi đóng kết nối đƣa 05 trạm này vào vận

hành, hiệu quả đƣợc đánh giá bởi các dữ liệu kết quả giải tích, mô phỏng thông qua

chế độ vận hành 2 sau đây.

3.3.1 Chế độ vận hành 2a: 105%Uđm, Smax, 05 trạm bù tụ

Từ sơ đồ mô phỏng lộ 473, 474 bằng phần mềm ETAP, chế độ vận hành 2a đƣợc

giả lập với một số trạng thái nhƣ sau:

- Điện áp nguồn: 105%Uđm.

- Phụ tải ở trạng thái cực đại Smax.

- 05 trạm bù đƣợc đóng kết nối đƣa vào vận hành, bảng 3.6.

Bảng 3. 6 Danh mục 05 trạm bù tụ điện

Stt

Tên trạm bù

Công suất bù

TBN 404 LE LOI

-150 kvar

TBN 405

-150 kvar

TBN 406 PHAI VE

-150 kvar

TBN 407

-150 kvar

TBN 409 KHON LAI

-450 kvar

Kết quả giải tích lƣới thu đƣợc dƣới dạng bảng dữ liệu tại bảng 3.7, bảng 3.8:

Bảng 3. 7 Kết quả mô phỏng điện áp bus-tải chế độ vận hành 2a

khi Smax và có 05 trạm tụ bù hoạt động

KẾT QUẢ DỮ LIỆU MÔ PHỎNG ĐIỆN ÁP TRÊN BUS-TẢI VÀ CÔNG SUẤT TẢI NHẬN ĐƢỢC

Chế độ vận hành 2a: 105%Uđm, Smax, 05 trạm tụ bù

Số tải có U% >100 : 60,00 Số tải có U% < =100 : 96,00 Số tải có U% < 95 : 0,00 MaxVoltage (%) 104,83

Uđm kV

Q kVAr

P kW

N0 0,00 Sđm kVA MinVoltage (%) Kpt I % A 98,42 Ubus-tai %

1000 kVA

0,4

525

848

1449

100,4

99,38

320 kVA 560 kVA 320 kVA 400 kVA 320 kVA 400 kVA 180 kVA 100 kVA 50 kVA 100 kVA 50 kVA 320 kVA 50 kVA 320 kVA 400 kVA 250 kVA 100 kVA 50 kVA 560 kVA

0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4

168 294 168 213 169 210 95,024 52,912 26,405 52,842 26,382 168 26,454 168 210 131 52,863 26,507 294

271 474 271 343 272 340 153 85,377 42,606 85,265 42,569 272 42,686 271 339 212 85,299 42,77 475

464,4 813,3 464,1 569,8 460,9 578,4 259 143,4 71,9 143,7 71,99 463 71,7 463,6 579,5 363,4 143,6 71,5 811,5

100,5 100,6 100,5 98,7 99,8 100,2 99,7 99,3 99,6 99,5 99,8 100,2 99,4 100,4 100,4 100,7 99,5 99,1 100,4

99,1 98,99 99,22 102,26 100,37 99,69 100,53 101,1 100,62 100,78 100,41 99,6 101,09 99,39 99,39 98,84 100,87 101,58 99,34

2 Số tải có U% < 90 : Tên bus-tải đơn vị APEC GOLDEN PALACE BA TRIEU 3 BAC SON 4 BE TONG NHUA 5 BEN BAC 1 6 BEN BAC 4 7 BHXH 8 BINH CAM 9 BOM D3 10 BOM H1D1 11 BOM H8 12 BOM MAI PHA 13 BUU DIEN 14 BV DIEU DUONG 15 CAU BA TRIEU 16 CAU CHUI 17 CAU DEN 18 CHI CUC THUE TP 19 CHIEU SANG QLB4 1 20 CHO D. KINH

85,212 340

52,81 210

143,8 578,6

99,6 100,2

100,62 99,65

100 kVA 400 kVA

0,4 0,4

21 CHO G.VUONG 22

272

168

463

100,2

99,59

320 kVA

0,4

340 340 272 271 42,302 272 474 340 136 153 42,514 213 85,148 272 339 42,751 42,645 339 474 85,466 271 339 272 340 339 212 340 212 212 272 212 42,626 357 85,484 475 848 85,383 63,622 474 339 340 85,183 340 341 212 153 212

211 211 169 168 26,216 169 294 211 84,584 94,532 26,348 132 52,77 168 210 26,495 26,429 210 294 52,967 168 210 168 211 210 131 211 131 131 168 131 26,418 221 52,978 294 526 52,916 39,429 294 210 211 52,792 211 211 132 94,58 131

577,7 577,3 461,9 463,6 72,69 461,3 814,2 576,8 229,7 261 72,13 360,1 144 463 579,3 71,55 71,81 579,6 814,1 143,2 463,3 579,1 463 576,7 579,3 362,4 577,3 362,6 361,7 462,9 361,9 71,85 607,3 143,1 811,2 1449 143,4 108,6 813,7 580 576,7 143,9 576,3 575,9 361,2 260,8 362,8

100,1 100 100 100,4 100,7 99,9 100,7 99,9 99,5 100,5 99,9 99,8 99,7 100,2 100,3 99,1 99,5 100,4 100,7 99,2 100,3 100,3 100,3 99,9 100,3 100,4 100 100,5 100,2 100,2 100,3 99,6 100,2 99,2 100,4 100,4 99,3 100,3 100,7 100,5 99,9 99,7 99,8 99,7 100,1 100,4 100,5

99,9 100 99,98 99,39 98,83 100,2 98,79 100,14 100,88 99,24 100,08 100,36 100,43 99,6 99,45 101,47 100,85 99,37 98,82 101,36 99,49 99,49 99,58 100,18 99,43 99,31 100,01 99,2 99,62 99,63 99,51 100,74 99,69 101,41 99,4 99,4 101,12 99,5 98,91 99,23 100,2 100,54 100,32 100,44 99,84 99,36 99,11

400 kVA 400 kVA 320 kVA 320 kVA 50 kVA 320 kVA 560 kVA 400 kVA 160 kVA 180 kVA 50 kVA 250 kVA 100 kVA 320 kVA 400 kVA 50 kVA 50 kVA 400 kVA 560 kVA 100 kVA 320 kVA 400 kVA 320 kVA 400 kVA 400 kVA 250 kVA 400 kVA 250 kVA 250 kVA 320 kVA 250 kVA 50 kVA 420 kVA 100 kVA 560 kVA 1000 kVA 100 kVA 75 kVA 560 kVA 400 kVA 400 kVA 100 kVA 400 kVA 400 kVA 250 kVA 180 kVA 250 kVA

0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4

24 CHU VAN AN CHUNG CU KHON THAC CO GIOI NN 25 CO KHI 26 CONG DOAN 27 CONG NONG 28 CSQL4B 2 29 CTY BOT BAC GIANG 30 CTY HA SON 31 CTY VAT TU 32 CTY XO SO 33 CUC THUE 34 DD BA TRIEU 35 DD DONG KINH 36 DD HANG BAT 37 DD NGO QUYEN 38 DD PHAI DUOC 39 DD PO XOAI 40 DD QL1A 41 HAI QUAN 42 HANG BAT 43 HOANG SON HAI 44 KHON LAI 1 45 KHON LAI 2 46 KHON THAC 1 47 KHON THAC 2 48 KHON THAC 3 49 KHON THAC 4 50 KHUYEN NONG 51 KIM SON 52 KNSC X.HOI TP 53 KS BAC SON 1 54 KS BAC SON 2 55 KS BINH MINH 56 KS HOANG DAT 57 KS LAM DINH 58 KS MUONG THANH 1 59 KS MUONG THANH 2 60 KS NAM KINH 61 KS VAN XUAN 62 KY LUA 1 63 KY LUA 2 64 LAM SAN 65 LAPROMIMEX 66 LE HONG PHONG 67 LE LOI 68 LE QUY DON 69 LONG HOA 70 LUONG THE VINH

168 168 168 294 210 210 132 210 131 294 294 132 168 131 94,534 294 52,999 95,025 210 210 210 210 210 210 168 210 210 210 210 293 94,29 94,29 131 168 131 295 169 211 169 132 53,72 211 169 169 131 131 211 132 293 293 -164

462,7 463,2 463 812,7 578,8 578,7 360,5 578,9 362,1 813,5 814,5 360,7 463,3 363,7 261 813,7 143,1 259 579,1 579,1 579,3 579,1 579,9 578,5 464,2 581 580 581,4 581,4 816,1 262 262 362,7 462,6 362,3 809,5 461 576,5 461,5 360,6 140,4 575,7 460,7 460,7 362,4 361,8 576,3 360,6 815,9 815,9 4,112

100,2 100,3 100,2 100,5 100,3 100,2 99,9 100,3 100,3 100,6 100,8 100 100,3 100,8 100,5 100,7 99,1 99,7 100,3 100,3 100,3 100,3 100,4 100,2 100,5 100,6 100,5 100,7 100,7 101 100,9 100,9 100,5 100,2 100,4 100,1 99,8 99,8 99,9 99,9 97,3 99,7 99,7 99,7 100,4 100,3 99,8 99,9 100,9 100,9 104,5

99,69 99,52 99,59 99,1 99,58 99,6 100,17 99,56 99,43 98,93 98,74 100,06 99,49 98,72 99,24 98,91 101,51 100,54 99,51 99,51 99,43 99,49 99,28 99,68 99,19 98,97 99,23 98,86 98,85 98,42 98,59 98,59 99,17 99,74 99,33 99,76 100,32 100,25 100,14 100,13 104,83 100,48 100,44 100,44 99,3 99,55 100,32 100,13 98,47 98,47 104,47

320 kVA 320 kVA 320 kVA 560 kVA 400 kVA 400 kVA 250 kVA 400 kVA 250 kVA 560 kVA 560 kVA 250 kVA 320 kVA 250 kVA 180 kVA 560 kVA 100 kVA 180 kVA 400 kVA 400 kVA 400 kVA 400 kVA 400 kVA 400 kVA 320 kVA 400 kVA 400 kVA 400 kVA 400 kVA 560 kVA 180 kVA 180 kVA 250 kVA 320 kVA 250 kVA 560 kVA 320 kVA 400 kVA 320 kVA 250 kVA 100 kVA 400 kVA 320 kVA 320 kVA 250 kVA 250 kVA 400 kVA 250 kVA 560 kVA 560 kVA -150 kvar

0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 22

272 271 272 474 339 339 213 339 212 474 474 213 271 211 153 474 85,518 153 339 339 339 339 339 340 271 339 339 338 338 473 152 152 212 272 212 476 272 340 272 213 86,681 341 272 272 212 212 340 213 473 473 0 54

71 LUONG THUC 72 LUONG THUC3 73 LY THAI TO 74 MAY MAC 75 MY SON 1. 76 MY SON 2 77 MY SON 4 78 MY SON 4. 79 MY SON 5 NAM CAI 80 NGAN SON 81 NGO GIA TU 82 NGUYEN DINH CHIEU 83 NH LIEN VIET 84 NH NONG NGHIEP 85 86 NHA DA 87 NHA T.DAU 88 NHAT ANH 89 NT MY SON 1 90 NT MY SON 2 91 NVH 27/3 92 PHAI DUOC 93 PHAI DUOC 1 94 PHAI VE 95 PHON KHAT 96 PHU LOC 3 97 PHU LOC 4 98 PHU LOC 4 -1 99 PHU LOC 4-2 100 PHU LOC 4-7 101 PHU LOC 4-8 102 PHU LOC 4-9 103 PO DUA 104 PO LUONG 105 PO MO 106 PO XOAI 1 107 PO XOAI 2 108 PO XOAI 3 109 PO XOAI 4 110 PO XOAI 5 111 PXTN-DL 112 RAP DONG KINH 113 S. THI DONG TIEN 114 S. THI DONG TIEN' 115 SACOMBANK 116 SIEU THI THANH DO 117 SO DIEN 118 TAM THANH 119 TBA T1 120 TBA T2 121 TBN 404 LE LOI

-150 kvar -150 kvar -150 kvar -450 kvar 400 kVA 400 kVA 400 kVA 250 kVA 150 kVA 250 kVA 400 kVA 400 kVA 320 kVA 400 kVA 400 kVA 180 kVA 400 kVA 250 kVA 560 kVA 400 kVA 250 kVA 320 kVA 180 kVA 630 kVA 630 kVA 250 kVA 400 kVA 1600 kVA 180 kVA 400 kVA 400 kVA 400 kVA 560 kVA 560 kVA 320 kVA

22 22 22 22 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4

-157 -158 -157 -476 210 210 210 131 79,07 132 211 211 169 210 211 95,298 210 132 296 212 131 170 94,58 331 331 131 210 838 94,776 213 210 211 294 294 168

4,027 4,045 4,022 12,15 579,2 579,1 579 362 216,3 360 577,5 576 460,1 578,5 577,1 257,9 579,6 360,4 802,9 571,9 362,6 456,4 260,8 911,7 911,7 363,4 578,8 2330 260 569,7 579,6 576,3 811,2 812,3 463

102,3 102,8 102,2 102,9 100,3 100,3 100,3 100,3 99,9 99,8 100 99,8 99,6 100,2 100 99,3 100,4 99,9 99,3 99 100,5 98,8 100,4 100,3 100,3 100,7 100,2 100,9 100,1 98,7 100,4 99,8 100,4 100,5 100,2

102,3 102,77 102,17 102,88 99,48 99,51 99,54 99,46 100,17 100,39 99,96 100,4 100,65 99,66 100,07 101,25 99,37 100,19 101,13 101,62 99,18 102,01 99,36 99,56 99,56 98,84 99,6 98,52 99,88 102,27 99,36 100,3 99,41 99,19 99,59

0 0 0 0 339 339 339 212 128 213 340 341 273 340 340 154 339 213 478 342 212 274 153 535 535 212 339 1352 153 343 339 340 475 474 272

122 TBN 405 123 TBN 406 PHAI VE 124 TBN 407 125 TBN 409 KHON LAI 126 TDC K9 127 TDC KHOI 2 128 TDC MY SON 129 THAN THUA QUY 130 THANH NHA MAC 131 THANH UY 132 THUY SAN 133 TINH DAU 1. 134 TINH DAU 2 135 TINH DAU 3 136 TO THI 137 TOA NHA DVTH 138 TONG THUY 139 TONG THUY 1 140 TRAN DANG NINH 141 TRAN DANG NINH 1 142 TRONG TIN 143 TRUNG XUAN 144 TRUONG HAI 145 TS HAI QUAN 1 146 TS HAI QUAN 2 147 TTDV PL3 148 TTHL CONG AN 149 TTTM PHU LOC 4 150 TTVH 151 TU DUNG 152 VOI DA 153 XLK DONG KINH 154 XLTL 155 XLTL 2 156 Y TE KHANG NGUYEN

Bảng 3. 8 Kết quả mô phỏng cân bằng công suất và tổn thất công suất chế độ vận hành 2a khi Smax và có 05 trạm tụ bù hoạt động

DỮ LIỆU KẾT QUẢ MÔ PHỎNG CÂN BẰNG CÔNG SUẤT

Chế độ vận hành 2a: 105%Uđm, Smax, 05 trạm tụ bù

Giá trị 325 323 0 1 151 45,195 33,202 45,195 33,202 1,902 7,484

STT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Đại lượng – đơn vị đo Buses Branches Generators Power Grids Loads Load-MW Load-Mvar Generation-MW Generation-Mvar Loss-MW Loss-Mvar

Tuy nhiên, các kết quả trên đây là áp dụng với trạng thái phụ tải cực đại Smax,

đối với trạng thái phụ tải cực tiểu mức quá áp có thể cao hơn đẫn đến nhiều tác hại xấu

có thể xảy ra cho các thiết bị dùng điện cũng nhƣ làm giảm thọ thiết bị lƣới điện. Vì

vậy cần thiết phải kiểm tra trạng thái quá áp đối với trạng thái này.

3.3.2 Chế độ vận hành 2b: 105%Uđm, Smin, 05 trạm bù tụ

Trong lộ 473,474 lƣới 22 kV thành phố Lạng Sơn, khi về đêm các hộ phụ tải dân

sinh không có nhu cầu sử dụng điện để sản xuất nên hệ số mang tải giảm xuống rất

thấp có thể từ 5%Sđm đến 10%Sđm. Tƣơng ứng trong thời gian đó, tổng phụ tải quy

đổi về sơ cấp máy biến áp là vào khoảng (10 25%)Sđm. Tuy nhiên mức độ giảm phụ tải của các máy biến áp trên lƣới là không giống nhu, bởi lẽ các phụ tải thuộc khu

vực đô thị hay xí nghiệp sản xuất có mức độ giảm tải nhỏ hơn so với các phụ tải dân

sinh tại các thông bản x đô thị, ở cuối đƣờng dây.

Từ sơ đồ mô phỏng lộ 473, 474 bằng phần mềm ETAP, chế độ vận hành 2b đƣợc

giả lập với một số trạng thái nhƣ sau:

- Điện áp nguồn: 105%Uđm.

- Phụ tải ở trạng thái cực tiểu Smin.

- 05 trạm bù đƣợc đóng kết nối đƣa vào vận hành.

Kết quả giải tích lƣới thu đƣợc dƣới dạng bảng dữ liệu tại bảng 3.9, bảng 3.10:

Bảng 3. 9 Kết quả mô phỏng điện áp bus-tải chế độ 2b

KẾT QUẢ DỮ LIỆU MÔ PHỎNG ĐIỆN ÁP TRÊN BUS-TẢI VÀ CÔNG SUẤT TẢI NHẬN ĐƢỢC

Chế độ vận hành 2b: 105%Uđm, Smin, 05 trạm bù tụ

Số tải có U% >100 : 151,00 Số tải có U% < =100 : 0,00 Số tải có U% < 95 : 0,00

MaxVoltage (%)

105,18

Uđm kV 0,4

P kW 86,503

Q kVAr 53,61

STT 0,00 Sđm kVA Số tải có U% < 90 : Tên bus-tải đơn vị APEC GOLDEN PALACE 100 kVA MinVoltage (%) Kpt I % A 97,5 140,8 100,96 Ubus-tai % 104,33 1 27,729 17,185 44,95 97,3 104,75 2 BA TRIEU 32 kVA 0,4 48,522 30,071 78,67 97,3 104,73 3 BAC SON 56 kVA 0,4 27,688 17,159 45,04 97,5 104,39 4 BE TONG NHUA 32 kVA 0,4 34,681 21,493 56,15 97,2 104,89 5 BEN BAC 1 40 kVA 0,4 27,744 17,194 44,92 97,3 104,88 6 BEN BAC 4 32 kVA 0,4 34,617 21,454 56,29 97,5 104,44 7 BHXH 40 kVA 0,4 15,606 9,672 25,27 97,3 104,89 8 BINH CAM 18 kVA 0,4 8,672 5,375 14,03 97,2 104,95 9 BOM D3 10 kVA 0,4 4,335 2,687 7,018 97,2 104,89 10 BOM H1D1 5 kVA 0,4 8,658 5,366 14,06 97,4 104,54 11 BOM H8 10 kVA 0,4 4,328 2,682 7,033 97,5 104,5 12 BOM MAI PHA 5 kVA 0,4 27,734 17,188 44,94 97,3 104,79 13 BUU DIEN 32 kVA 0,4 4,336 2,687 7,016 97,2 104,95 14 BV DIEU DUONG 5 kVA 0,4 27,732 17,187 44,94 97,3 104,78 15 CAU BA TRIEU 32 kVA 0,4 34,6 21,443 56,32 97,6 104,32 16 CAU CHUI 40 kVA 0,4 21,661 13,424 35,12 97,3 104,72 17 CAU DEN 25 kVA 0,4 8,655 5,364 14,07 97,5 104,47 CHI CUC THUE TP 18 10 kVA 0,4 4,33 2,684 7,028 97,4 104,63 CHIEU SANG QLB4 1 19 5 kVA 0,4 48,456 30,03 78,82 97,5 104,4 CHO D. KINH 20 56 kVA 0,4 8,67 5,373 14,04 97,2 104,89 CHO G.VUONG 21 10 kVA 0,4 34,616 21,453 56,29 97,5 104,43 CHU VAN AN 22 40 kVA 0,4 27,692 17,162 45,03 97,5 104,43 CHUNG CU KHON THAC 23 32 kVA 0,4 34,61 21,449 56,3 97,5 104,39 24 CO GIOI NN 40 kVA 0,4 34,675 21,49 56,16 97,3 104,85 25 CO KHI 40 kVA 0,4 27,74 17,192 44,93 97,3 104,84 26 CONG DOAN 32 kVA 0,4 27,732 17,187 44,94 97,3 104,78 27 CONG NONG 32 kVA 0,4 42,665 26,441 71,76 99,4 100,96 28 CSQL4B 2 50 kVA 0,4 276 171 459,8 98,9 101,82 29 CTY BOT BAC GIANG 322 kVA 0,4 48,446 30,024 78,84 97,5 104,35 30 CTY HA SON 56 kVA 0,4 34,615 21,453 56,29 97,5 104,43 31 CTY VAT TU 40 kVA 0,4 13,857 8,588 22,49 97,4 104,61 32 CTY XO SO 16 kVA 0,4 15,598 9,667 25,28 97,3 104,76 33 CUC THUE 18 kVA 0,4 4,334 2,686 7,02 97,3 104,84 34 DD BA TRIEU 5 kVA 0,4 21,643 13,413 35,16 97,4 104,52 35 DD DONG KINH 25 kVA 0,4 8,669 5,373 14,04 97,3 104,86 36 DD HANG BAT 10 kVA 0,4 27,68 17,154 45,06 97,6 104,32 37 DD NGO QUYEN 32 kVA 0,4 34,613 21,451 56,29 97,5 104,41 38 DD PHAI DUOC 40 kVA 0,4 2,688 7,015 97,2 104,99 39 DD PO XOAI 5 kVA 0,4

4,337 57

4,328 2,682 7,035 97,5 104,46 5 kVA 0,4 40 DD QL1A 34,665 21,483 56,18 97,3 104,77 40 kVA 0,4 41 HAI QUAN 48,518 30,069 78,68 97,3 104,71 56 kVA 0,4 42 HANG BAT 8,673 5,375 14,03 97,2 104,97 10 kVA 0,4 43 HOANG SON HAI 27,691 17,162 45,03 97,5 104,42 32 kVA 0,4 44 KHON LAI 1 34,614 21,452 56,29 97,5 104,42 40 kVA 0,4 45 KHON LAI 2 27,692 17,162 45,03 97,5 104,43 32 kVA 0,4 46 KHON THAC 1 34,625 21,459 56,27 97,5 104,49 40 kVA 0,4 47 KHON THAC 2 34,613 21,451 56,29 97,5 104,41 40 kVA 0,4 48 KHON THAC 3 21,632 13,406 35,19 97,5 104,4 25 kVA 0,4 49 KHON THAC 4 34,612 21,451 56,29 97,5 104,41 40 kVA 0,4 50 KHUYEN NONG 21,663 13,425 35,12 97,3 104,75 25 kVA 0,4 51 KIM SON 21,628 13,404 35,19 97,5 104,35 25 kVA 0,4 52 KNSC X.HOI TP 27,735 17,188 44,94 97,3 104,8 32 kVA 0,4 53 KS BAC SON 1 21,667 13,428 35,11 97,3 104,79 25 kVA 0,4 54 KS BAC SON 2 4,335 2,687 7,018 97,2 104,91 5 kVA 0,4 55 KS BINH MINH 36,347 22,526 59,1 97,5 104,43 42 kVA 0,4 56 KS HOANG DAT 8,659 5,367 14,06 97,4 104,58 10 kVA 0,4 57 KS LAM DINH 478 296 803,1 99,4 101,08 KS MUONG THANH 1 560 kVA 0,4 58 854 529 1434 99,4 101,08 KS MUONG THANH 2 1000 kVA 0,4 59 8,659 5,366 14,06 97,4 104,58 10 kVA 0,4 60 KS NAM KINH 6,327 3,921 10,25 97,3 104,78 7,3 kVA 0,4 61 KS VAN XUAN 48,52 30,07 78,68 97,3 104,72 56 kVA 0,4 62 KY LUA 1 34,663 21,482 56,19 97,3 104,76 40 kVA 0,4 63 KY LUA 2 34,618 21,454 56,28 97,5 104,44 40 kVA 0,4 64 LAM SAN 8,67 5,373 14,04 97,3 104,87 10 kVA 0,4 65 LAPROMIMEX 34,679 21,492 56,15 97,3 104,87 40 kVA 0,4 66 LE HONG PHONG 34,627 21,46 56,26 97,4 104,51 40 kVA 0,4 67 LE LOI 21,67 13,43 35,1 97,3 104,83 25 kVA 0,4 68 LE QUY DON 15,57 9,65 25,34 97,5 104,33 18 kVA 0,4 69 LONG HOA 21,663 13,426 35,12 97,3 104,75 25 kVA 0,4 70 LUONG THE VINH 27,683 17,156 45,05 97,5 104,35 32 kVA 0,4 71 LUONG THUC 27,678 17,153 45,06 97,6 104,3 32 kVA 0,4 72 LUONG THUC3 27,692 17,162 45,03 97,5 104,43 32 kVA 0,4 73 LY THAI TO 48,525 30,073 78,67 97,3 104,75 56 kVA 0,4 74 MAY MAC 34,599 21,443 56,32 97,6 104,31 40 kVA 0,4 75 MY SON 1. 344 213 574,5 99 101,69 402 kVA 0,4 76 MY SON 2 216 134 358,8 98,7 102,32 252 kVA 0,4 77 MY SON 4 34,6 21,443 56,32 97,6 104,32 40 kVA 0,4 78 MY SON 4. 21,624 13,401 35,2 97,6 104,3 25 kVA 0,4 79 MY SON 5 48,52 30,07 78,68 97,3 104,72 56 kVA 0,4 80 NAM CAI 48,519 30,069 78,68 97,3 104,71 56 kVA 0,4 81 NGAN SON 21,64 13,411 35,17 97,5 104,48 25 kVA 0,4 82 NGO GIA TU 27,691 17,161 45,03 97,5 104,42 32 kVA 0,4 83 NGUYEN DINH CHIEU 21,66 13,424 35,13 97,3 104,71 25 kVA 0,4 84 NH LIEN VIET 15,575 9,652 25,33 97,5 104,39 18 kVA 0,4 85 NH NONG NGHIEP 48,522 30,071 78,67 97,3 104,73 56 kVA 0,4 86 NHA DA 8,661 5,367 14,06 97,4 104,61 10 kVA 0,4 87 NHA T.DAU 15,606 9,672 25,27 97,3 104,89 18 kVA 0,4 88 NHAT ANH 34,599 21,443 56,32 97,6 104,31 40 kVA 0,4 89 NT MY SON 1 34,599 21,443 56,32 97,6 104,31 40 kVA 0,4 90 NT MY SON 2

34,664 40 kVA 0,4 21,483 56,18 97,3 104,77 91 NVH 27/3 34,614 40 kVA 0,4 21,452 56,29 97,5 104,41 92 PHAI DUOC 34,611 40 kVA 0,4 21,45 56,3 97,5 104,39 93 PHAI DUOC 1 34,616 40 kVA 0,4 21,453 56,29 97,5 104,43 94 PHAI VE 27,688 32 kVA 0,4 17,159 45,04 97,5 104,39 95 PHON KHAT 34,659 40 kVA 0,4 21,48 56,19 97,3 104,74 96 PHU LOC 3 34,663 40 kVA 0,4 21,482 56,19 97,3 104,76 97 PHU LOC 4 34,658 40 kVA 0,4 21,479 56,2 97,3 104,73 98 PHU LOC 4 -1 34,658 40 kVA 0,4 21,479 56,2 97,3 104,72 99 PHU LOC 4-2 48,513 56 kVA 0,4 30,066 78,69 97,4 104,68 100 PHU LOC 4-7 15,594 18 kVA 0,4 9,665 25,29 97,3 104,7 101 PHU LOC 4-8 15,594 18 kVA 0,4 9,665 25,29 97,3 104,7 102 PHU LOC 4-9 21,631 25 kVA 0,4 13,406 35,19 97,5 104,38 103 PO DUA 27,685 32 kVA 0,4 17,158 45,05 97,5 104,36 104 PO LUONG 21,632 25 kVA 0,4 13,406 35,19 97,5 104,4 105 PO MO 48,54 56 kVA 0,4 30,082 78,63 97,3 104,82 106 PO XOAI 1 27,743 32 kVA 0,4 17,194 44,92 97,3 104,87 107 PO XOAI 2 34,678 40 kVA 0,4 21,492 56,15 97,3 104,87 108 PO XOAI 3 27,741 32 kVA 0,4 17,193 44,92 97,3 104,86 109 PO XOAI 4 21,673 25 kVA 0,4 13,432 35,1 97,3 104,86 110 PO XOAI 5 8,681 10 kVA 0,4 5,38 14,01 97,1 105,18 111 PXTN-DL 34,631 40 kVA 0,4 21,462 56,25 97,4 104,54 112 RAP DONG KINH 27,702 32 kVA 0,4 17,168 45,01 97,4 104,51 113 S. THI DONG TIEN 27,702 32 kVA 0,4 17,168 45,01 97,4 104,51 114 S. THI DONG TIEN' 216 0,4 134 359,4 98,8 102,02 115 SACOMBANK 252 kVA 21,634 25 kVA 0,4 13,408 35,18 97,5 104,42 116 SIEU THI THANH DO 34,679 40 kVA 0,4 21,492 56,15 97,3 104,87 117 SO DIEN 21,673 25 kVA 0,4 13,432 35,1 97,3 104,86 118 TAM THANH 48,514 56 kVA 0,4 30,066 78,69 97,4 104,69 119 TBA T1 48,514 56 kVA 0,4 30,066 78,69 97,4 104,69 120 TBA T2 34,614 40 kVA 0,4 21,452 56,29 97,5 104,42 121 TDC K9 34,666 40 kVA 0,4 21,484 56,18 97,3 104,78 122 TDC KHOI 2 34,599 40 kVA 0,4 21,442 56,32 97,6 104,31 123 TDC MY SON 21,666 25 kVA 0,4 13,427 35,11 97,3 104,78 124 THAN THUA QUY 13,004 15 kVA 0,4 8,059 21,06 97,3 104,86 125 THANH NHA MAC 21,643 25 kVA 0,4 13,413 35,16 97,4 104,52 126 THANH UY 34,674 40 kVA 0,4 21,489 56,16 97,3 104,84 127 THUY SAN 34,627 40 kVA 0,4 21,46 56,26 97,5 104,51 128 TINH DAU 1. 27,704 32 kVA 0,4 17,169 45,01 97,4 104,53 129 TINH DAU 2 34,616 40 kVA 0,4 21,453 56,29 97,5 104,43 130 TINH DAU 3 34,676 40 kVA 0,4 21,49 56,16 97,3 104,85 131 TO THI 15,596 18 kVA 0,4 9,665 25,29 97,3 104,72 132 TOA NHA DVTH 34,665 40 kVA 0,4 21,483 56,18 97,3 104,77 133 TONG THUY 21,638 25 kVA 0,4 13,41 35,17 97,5 104,46 134 TONG THUY 1 48,518 56 kVA 0,4 30,069 78,68 97,3 104,71 135 TRAN DANG NINH 34,663 40 kVA 0,4 21,482 56,19 97,3 104,76 136 TRAN DANG NINH 1 21,663 25 kVA 0,4 13,425 35,12 97,3 104,74 137 TRONG TIN 27,739 32 kVA 0,4 17,191 44,93 97,3 104,84 138 TRUNG XUAN 15,57 18 kVA 0,4 9,65 25,34 97,5 104,33 139 TRUONG HAI 54,504 63 kVA 0,4 33,778 88,69 97,5 104,36 140 TS HAI QUAN 1 54,504 63 kVA 0,4 33,778 88,69 97,5 104,36 141 TS HAI QUAN 2

Bảng 3. 10 Kết quả mô phỏng cân bằng công suất chế độ 2b

142 TTDV PL3 25 kVA 0,4 13,424 35,12 97,3 104,72 21,661 143 TTHL CONG AN 40 kVA 0,4 21,443 56,32 97,6 104,32 34,6 144 TTTM PHU LOC 4 160 kVA 0,4 85,905 224,8 97,4 104,69 139 145 TTVH 18 kVA 0,4 9,67 25,27 97,3 104,83 15,603 146 TU DUNG 40 kVA 0,4 21,497 56,13 97,2 104,93 34,687 147 VOI DA 40 kVA 0,4 21,451 56,3 97,5 104,4 34,612 148 XLK DONG KINH 40 kVA 0,4 21,46 56,26 97,4 104,51 34,627 149 XLTL 560 kVA 0,4 297 801,8 99,2 101,36 479 150 XLTL 2 56 kVA 0,4 30,029 78,82 97,5 104,39 48,454 151 Y TE KHANG NGUYEN 32 kVA 0,4 17,162 45,03 97,5 104,43 27,692

DỮ LIỆU KẾT QUẢ MÔ PHỎNG CÂN BẰNG CÔNG SUẤT

Chế độ vận hành 2b: 105%Uđm, Smin, 05 trạm tụ bù

Giá trị 325 324 0 1 151 7,127 4,567 7,127 4,567 0,099 0,211

STT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Đại lượng – đơn vị đo Buses Branches Generators Power Grids Loads Load-MW Load-Mvar Generation-MW Generation-Mvar Loss-MW Loss-Mvar

Từ dữ liệu trên bảng 3.9 và bảng 3.10 cho thấy tất cả các bus-tải đều có điện áp

vƣợt quá 100%Uđm và:

- Bus-Tải có điện áp lớn nhất là: 105,18%Uđm

- Bus-Tải có điện áp nhỏ nhất là: 100,96%Uđm

- Tổn thất công suất trong cả hai lộ là: (7,127 + j4,567) MVAr

- Tổng công suất thu/phát: (0,099 + j0,211) MVAr

Nhƣ vậy, mức quá áp có thể đƣợc xem nhƣ nằm trong giới hạn cho phép. Tuy nhiên giải pháp để giảm nhỏ CSPK nhận từ lƣới là tăng dung lƣợng bù sẽ làm mức quá

áp cao hơn vƣợt quá giới hạn cho phép.

Nhận xét chế độ vận hành 2:

So sánh kết quả giải tích nhận đƣợc giữa hai chế độ vận hành 1 và 2 cho thấy,

hiệu quả của 05 trạm bù chƣa đƣợc thể hiện không đáng kể. Nguyên nhân chủ yếu là:

- Chọn vị trí bù chƣa hợp lý.

- Công suất bù nhỏ, không thiết kế phân cấp điều khiển dung lƣợng bù.

Lƣợng công suất phản kháng của cả hai lộ nhận từ lƣới còn lớn, không giảm

đƣợc tổn thất cho hệ thống. Nhƣợc điểm này có thể đƣợc khắc phục bằng một số đề xuất sau đây:

- Giảm điện áp nguồn về mức 100%Uđm, đồng thời tăng thêm số trạm bù tụ điện

(không thuộc phạm vi luận văn)

- Nâng cấp tiết diện đƣờng dây đối với những đoạn dây đang chịu quá nhƣ đã chỉ

ra trong bảng 3.2, (không thuộc phạm vi luận văn)

- Phát triển nguồn phân tán trong trong lƣới 22 kV thành phố lạng Sơn nói chung

và lộ 473, 474 nói riêng.

Nguồn phân tán thuộc phạm vi nghiên cứu của luận văn đƣợc chọn là nguồn điện

pin mặt trời nhƣ đã giới thiệu tại chƣơng 2 sẽ đƣợc nghiên cứu cụ thể hơn trong phần

3.4 Giải pháp áp dụng nguồn phân tán pin mặt trời PVA

Trên cơ sở phân tích trong chƣơng 2, về khả năng ứng dụng nguồn PVA trong

lƣới điện phân phối 22 kV. Cụ thể áp dụng đối với lộ 473,474 lƣới điện 22 kV thành

phố Lạng Sơn có thể đƣợc triển khai dựa trên một số cơ sở sau đây:

- Đặc điểm vị trí địa lý, thời tiết, khí hậu trong khu vực

- Đặc điểm lƣới điện về cấu trúc đƣờng dây, phân bố phụ tải, cấu trúc nhà đồ thị,

địa hình khu vực,...hình 3.3.

- Chính sách khuyến khích phát triển nguồn pin mặt trời trong lƣới điện phân

phối theo thông tƣ 16/2017/TT-BCT, [13].

- Thƣ viện nguồn pin mặt trời kèm theo Inverter của phần mềm ETAP - Có tham khảo những mô hình tƣơng tự đã áp dụng trong thự tế. - Giá trị thẩm mỹ của công trình, tác động môi trƣờng và các yếu tố văn hóa, xã

hội khác đối với thành phố Lạng Sơn.

Hình 3. 3 Đặc điểm đô thị đƣợc cung cấp điện bởi lộ 473,474

Từ đó, luận văn lựa chọn mô hình nguồn PVA loại công suất nhỏ đƣợc lắp đặt

dƣới hai hình thức đơn giản là: lắp đặt trên mái nhà và lắp đặt tại bãi trống dƣới mặt

đất.

3.4.1 Chế độ vận hành 3a: vận hành nguồn PVA mái nhà

 Mục tiêu của giải pháp nguồn PVA mái nhà:

- Ƣu tiên cung cấp công suất cho nhu cầu sử dụng của ngôi nhà, phần dƣ thừa

phát lên lƣới.

- Inverter của PVA có thể điều khiển thu/phát công suất phản kháng để nâng cao

chất lƣợng điện áp.

 Kết quả và ý nghĩa của giải pháp nguồn PVA mái nhà:

- Tái cấu trúc lƣới, phân bố công suất đƣợc cải thiện hợp lý hơn, giảm áp lực

nguồn cung cấp, các thiết bị và đƣờng dây trục chính.

- Nâng cao chất lƣơng điện áp và giảm tổn thất công suất trong lƣới điện phân

phối.

- Nâng cao độ tin cậy lƣới điện phân phối nhất là vào giờ cao điểm từ 10h đến

15h trong ngày mùa hè, bởi trong khoảng thời gian này thƣờng là lúc mà này nguồn

pin mặt trời có có khả năng phát công suất tối đa (Wp) do nhận đƣợc bức xạ mặt trời đạt mức cao nhất (800 ÷ 1000)W/m2.

Dựa trên cơ sở phân tích PVA mái nhà trong chƣơng 2, căn cứ đặc điểm cụ thể lƣới điện phân phối lộ 473,474 và đặc điểm của chung các mái nhà nằm trong phạm vi cung cấp điện của lộ 473, 474. Trong phạm vi luận văn đề xuất cho 2 trƣờng hợp tiêu

biểu để thiết lập PVA mái nhà cụ thể nhƣ sau.

- Trƣờng hợp thứ nhất: áp dụng đối với khu vực chợ Hàng Bát, phần cuối của nhánh đƣờng dây 28/1 đến 28/15 lộ 474. Tại đây có mật độ phụ tải cao, các mái chợ có

diện tích khá lớn và nhiều khách sạn, nhà công sở có diện tích mái nhà trên 100m2,..Hiện trạng lƣới điện đang vận hành có chất lƣợng điên áp thấp, có một trạm

bù 150 kVA tại bus (nút) 28/18. Giải pháp PVA mái nhà đƣợc để xuất nhƣ trên hình

3.4. Trong đó, các PVA đƣợc cấu trúc có công suất khác nhau và đƣợc quy đổi (sơ đồ

mạch điện thay thế) về điểm kết nối trên thanh cái thứ cấp của các trạm biến áp phân phối thay vì không thể biểu diễn đƣợc tại các mái nhà trong thực tế.

- Trƣờng hợp thứ hai: áp dụng với khu vực chợ Đông Kinh, nằm trên nhánh

đƣờng dây 30/7 đến 30/40 của lộ 473. Tại đây có mật độ phụ tải cao, mái nhà chợ

Đông Kinh có diện tích hàng ngàn m2,..Hiện trạng lƣới điện đang vận hành có chất

lƣợng điện áp thấp, có một trạm bù 150 kVA tại bus (nút) 30/14. Tƣơng tự nhƣ trên,

giải pháp PVA mái nhà đƣợc để xuất nhƣ trên hình 3.5. Trong trƣờng hợp này, PVA

mái nhà chỉ đƣợc thực hiện tập trung trên hai phần mái của nhà chợ Đông Kinh.

Hình 3. 4 PVA mái nhà khu chợ Hàng Bát, nhánh 28/18 lộ 474

Hình 3. 5 PVA mái nhà nhà chợ Đông Kinh, nhánh 30/14 lộ 474

Sau khi các PVA mái nhà đƣợc tích hợp cho sơ đồ mô phỏng bằng ETAP lộ

473,474 theo hai đề xuất trên. Các thông của PVA trong sơ đồ mô phỏng bằng ETAP

đƣợc chỉnh định. Kết quả mô phỏng thu đƣợc thể hiện trên sơ đồ mô phỏng hình 3.6a

và hình 3.6b sau đây.

a) Phân bố công suất trong trạng thái ngắt (Open) các PVA mái nhà

b) Phân bố công suất trong trạng thái đóng (Closed) các PVA mái nhà

Hình 3. 6 a,b Mô phỏng hai trạng thái đóng/ mở các PVAmái nhà khu chợ Hàng Bát

a) Phân bố công suất trong trạng thái ngắt (Open) các PVA mái nhà

b) Phân bố công suất trong trạng thái đóng (Closed) các PVA mái nhà

Hình 3. 7 Mô phỏng hai trạng thái đóng/ mở kết nối PVA mái nhà chợ Đông Kinh

3.4.2 Chế độ vận hành 3b: Vận hành nguồn PVA bãi trống (PV Farmer)

 Mục tiêu của giải pháp nguồn PVA bãi trống:

- Ƣu tiên cung cấp công suất cho nhu cầu sử dụng của các hộ phụ tải lân cận,

phần dƣ thừa phát lên lƣới nhƣ một nguồn phân tán DG.

- Inverter của PVA có thể điều khiển thu/phát công suất phản kháng để nâng cao

chất lƣợng điện áp.

 Kết quả và ý nghĩa của giải pháp nguồn PVA bãi trống:

- Tái cấu trúc lƣới, phân bố công suất đƣợc cải thiện hợp lý giảm áp lực nguồn

cung cấp và đƣờng dây trục chính.

- Nâng cao chất lƣợng điện áp và giảm tổn thất công suất trong lƣới điện phân

phối.

- Nâng cao độ tin cậy lƣới điện phân phối nhất là vào giờ cao điểm từ 10h đến 15h trong ngày mùa hè, bởi trong khoảng thời gian này thƣờng là lúc mà này nguồn

pin mặt trời có có khả năng phát công suất tối đa (Wp) do nhận đƣợc bức xạ mặt trời

đạt mức cao nhất (800 ÷ 1000)W/m2.

Áp dụng đối với lộ 473, 474 lƣới điện thành phố Lạng Sơn, giải pháp nguồn

PVA bãi trống đƣợc chọn tại khu vực có điểm kết nối lƣới tại bus 33/19 là điểm

cuối của nhánh đƣờng dây 33 thuộc lộ 474. Tại đây có bộ cầu dao „„DCL LIEN

LAC 474-472‟‟ liên lạc với lộ 472 lở trạng thái thƣờng mở. Nhƣ vậy PVA bãi trống

thiết lập tại đây đóng vai trò nhƣ một nguồn DG có thể thay thế đƣợc phần nào cho

kết nối liên lạc giƣa lộ 474 với lộ 472. Cụ thể, cấu hình PVA bãi trống trong trƣờng

hợp này đƣợc thiết lập nhƣ chỉ ra trên hình 3.8, trong đó các PVA đƣợc lựa chọn

cùng loại với PVA mái nhà kể trên, tất nhiên đƣợc tổ hợp với công suất lớn hơn theo diện tích của bãi trống.

Hình 3. 8 Hệ thống pin mặt trời bãi trống khu vực DC LIEN LAC 474-472

Tác dụng của PVA bãi trống nay đƣợc thể hiện qua hai trạng thái vận hành với

cƣờng độ bức xạ mặt trời khác nhau nhƣ sau:

 Trạng thứ nhất: Bức xạ mặt trời 900W/m2.

Ở trạng thái này, cƣờng độ bức xạ lớn nên các PVA đƣợc ƣu tiên phát CSTD,

Inverter đƣợc cài đặt chế độ làm việc hạn chế phát CSPK nhằm tránh gây ra quá dòng

cho PVA. Cụ thể các PVA đƣợc chỉnh định cài đặt trong sơ đồ mô phỏng bằng ETAP

nhƣ sau:

- Chọn cƣờng độ bức xạ mặt trời: 900W/m2,

- Chọn hệ số công suất cosφ (%FP): 0,98 đối với các PVA 2.1...PVA2.8

- Chọn hệ số công suất cosφ (%FP): 0,90 đối với các PVA 1.1...PVA1.10

Từ đó các PVA sẽ phát công suất tƣơng ứng, kết quả giải tích lƣới thu đƣợc hiển

thị trên sơ đồ mô phỏng hình 3.9 khi mở kết nối PVA và hình 3.10 đóng kết nối vận hành PVA.

Hình 3. 9 Mô phỏng trạng thái thứ nhất, khi mở kết nối PVA

Hình 3. 10 Mô phỏng trạng thái thứ hai, khi đóng kết nối PVA

So sánh dữ liệu kết quả mô phỏng trên hai hình 3.9 và hình 3.10 cho thấy:

- Phân bố dòng điện trên đƣờng dây 4L33/19 giảm: (13,2 -5,2) = 8A

- Điện áp các bus đều đƣợc tăng lên.

 Trạng thứ hai: Bức xạ mặt trời 400W/m2

Ở trạng thái này, cƣờng độ bức xạ yếu nên CSTD do PVA phát đƣợc không lớn. Để khai thác hiệu quả của PVA bằng cách điều chỉnh giảm hệ số Cosφ để tăng lƣợng

CSPK phát ra của PVA. Cụ thể các PVA đƣợc chỉnh định cài đặt trong sơ đồ mô phỏng bằng ETAP nhƣ sau:

- Chọn cƣờng độ bức xạ mặt trời: 400W/m2,

- Chọn hệ số công suất cosφ: 0,40 đối với các PVA2.1....PVA2.8

- Chọn hệ số công suất cosφ: 0,50 đối với các PVA1.1....PVA1.10

Từ đó các PVA sẽ phát công suất tƣơng ứng, kết quả giải tích lƣới thu đƣợc trên

sơ đồ mô phỏng hiển thị phân bố dòng điện hình 3.11 và hiển thị phân bố công suất

hình 3.12.

Hình 3. 11 Mô phỏng trạng thái thứ hai, hiển thị phân bố dòng điện

Hình 3. 12 Mô phỏng trạng thái thứ hai, hiển thị phân bố CSTD và CSPK

So sánh dữ liệu kết quả mô phỏng trên hai hình 3.11 với hình 3.12 cho thấy:

- Phân bố dòng điện trên đƣờng dây 4L33/19 giảm: (13,2 ÷ 8) = 5,2A

- Điện áp các bus đều đƣợc tăng lên.

- Trên sơ đồ mô phỏng hình 3.12, dòng công suất phản kháng đổi chiều trên

dƣờng dây 4L33/19 (-262 kVAr), và trên đƣờng dây 4L33/18 (-63 kVAr).

Nhận xét chế độ vận hành 3:

Việc thiết lập các PVA mái nhà và PVA bãi trống đã cho thấy hiệu quả mang lại của nguồn phân tán pin mặt trời. Từ những phân tích lý thuyết, áp dụng thực tế thí điểm cho hai phƣơng thức thiết lập nguồn PVA mái nhà và nguồn PVA bãi trống trong

lộ 473, 474 trong chế độ vận hành 3 là cơ sở cho đề xuất nghiên cứu thiết kế mở rộng

cụ thể cho toàn bộ lƣới điện phân phối 22 kV thành phố Lạng Sơn.

Kết luận chƣơng 3

Trên cơ sở nội dung và ý nghĩa của chƣơng 1 và chƣơng 2, Chƣơng 3 đã giải quyết trọn vẹn những mục tiêu đề ra của luận văn thông qua 03 chế độ vận hành thực trạng lƣới điện và nhƣ đề xuất mới nhằm nâng cao chất lƣợng điện áp và độ tin cậy đối với lộ 473, 474 lƣới điện 22 kV thành phố Lạng Sơn.

Khẳng định đề xuất áp dụng nguồn phân tán pin mặt trời PVA trong lƣới điện 22

kV thành phố Lạng Sơn là có đầy đủ cơ sở khoa học và thực tiễn.

KẾT LUẬN CHUNG

Nội dung thực hiện trong luận văn tốt nghiệp đã đáp ứng đầy đủ các yêu cầu của

đề tài, cụ thể là:

- Đã trực tiếp thu thập đầy đủ dữ liệu lộ 473, 474 lƣới điện 22 kV tại thành phố

Lạng Sơn đảm bảo đủ cơ sở cho các nghiên cứu theo yêu cầu của đề tài.

- Mô hình hóa thành công lộ 473, 474 lƣới điện 22 kV thành phố Lạng Sơn bằng

phần mềm ETAP với khối lƣợng rất lớn các phần tử có trong một lƣới điện thực tế.

- Kết quả mô phỏng hoạt động của lƣới điện đã cho thấy rõ trạng thái vận hành lƣới điện thể hiện qua những thông số kỹ thuật chính, đó là: Phân bố công suất trên

đƣờng dây; điện áp tại các bus chính và bus-tải làm cơ sở cho đánh giá độ sai lệch điện

áp để có giải pháp khắc phục hợp lý.

- Hiểu rõ nguyên tắc và sự ảnh hƣởng của điều chỉnh điện áp nguồn (điều chỉnh đầu phân áp MB trạm biến áp trung gian) đến tính ổn định và nâng cao chất lƣợng điện

áp lƣới trung thế.

- Trên cơ sở nghiên cứu nguyên lý và tính năng của tụ bù ngang, đánh giá đúng mức

thực trạng và hiệu quả mang lại của các trạm bù chƣa đánh kể, cần nghiên cứu bổ sung.

- Làm rõ đƣợc cấu trúc cơ bản và khả năng ứng dụng thực tế của nguồn điện pin mặt trời dƣới hai hình thức tổ hợp là PVA mái nhà và PVA bãi trống. Đây là một

nghiên cứu mới có tính khoa học và thực tiễn cao đối với lƣới điện phân phối tỉnh

Lạng Sơn.

- Ngoài cơ sở lý thuyết khoa học và thực tiễn, luận văn luôn bám sát các Quy định chung trong lĩnh vực năng lƣợng, cập nhật các thông tƣ của Bộ Công thƣơng đối

với EVN.

- Công cụ nghiên cứu chủ yếu bằng phần mềm chuyên dụng ETAP có tích hợp các công cụ toán học hiện đại, thƣ viện thiết bị theo tiêu chuẩn Quốc tế (tƣơng đồng với TCVN) thay vì tra cứu thiết bị từ các tài liệu thiếu tin cậy.

Tổng thể luận văn đã nghiên cứu một nội dung khá lớn, gồm nhiều vấn đề có tính thời sự, khoa học và thực tiễn. Tuy nhiên, do bƣớc đầu làm một đề tài thực tế có khối

lƣợng dữ liệu lớn, thời gian hạn chế nên luận văn không tránh khỏi những sai sót. Kính mong nhận đƣợc sự góp ý xây dựng của các thầy cô Trƣờng đại học Kỹ thuật Công nghiệp, Ban lãnh đạo Công ty Điện lực Sơn Lạng cùng toàn thể các đồng nghiệp.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Thông tin cập nhật trên Internet.

[2] PhD, MEMgt, BSc(hons) , P.E., MASME, MIPENZ, Reg. Eng, Power Plant

Engineering, Yanbu Industrial College: Higher Education, 3nd, 2010.

[3] Mr. G Hari Krishna - Assistant Professor, EEE,, “transmission and distribution

systems”, 2000.

Taylor & Francis Group, LLC CRC Press is an imprint of Taylor & Francis

Group, an Informa business, No claim to original U.S. Government works,

Version Date: 20140131, 2014.

[5] Davood Mohammadi Souran, Hossein Hoshmandi Safa, Behrooz Gohari

Moghadam, Mehran Ghasempour, Behrooz Razeghi, and Parisa Tavakkoli

Heravi, “An Overview of Automation in Distribution Systems”, „“An Overview

of Automation in Distribution Systems”“.

[6] Thông tƣ Bộ công thƣơng số 39/2015/TT-BC, HN: 18/11/2015, 2015.

[7] Enrique Acha, Claudio R. Fuerte-Esquivel, Hugo Ambriz-Pe´rez, Ce´sar Angeles-

Camacho, “FACTS-Modelling and Simulation in Power Networks”.

[8] Jr., John J. Grainger.William D. Stevenson., “Power system analysis”, North

Carolina State University..

[9] Etap 12_16_18 getting started., OTI , 2018.

[10] Authors, Hƣớng dẫn sử dụng ETAP 7.00, TP Hồ Chí Minh: Đại học Bách Khoa

TP. Hồ Chí Minh, 2017.

[11] Y. Yang, F. Blaabjerg, W. Chen, „Advanced and Intelligent Control in Power

Electronics and Drives,“ Springer International Publishing Switzerland, 2014.

[12] Nader Samaan, Nate Hausman, „Enabling High Penetrations of Distributed Solar

through the Optimization of Sub-Transmission Voltage Regulation,“ Clean

Energy States Alliance (CESA) Webinar, 28 3 2019. [Online]. Available:

https://cesa.org/assets/2019-Files/SEIN-webinar-slides-3-28-2019.pdf.

[13] Thông tư 16/2017/TT-BCN, 2017.

[14] Ngô Minh Đức, Ngô Đức Minh, Đặng Danh Hoằng, „“Xây dựng cấu trúc hệ

thống và mô phỏng hoạt động hệ nguồn lai (PVG – WG) áp dụng trong mạng

điện phân tán”,“ 2016.

[15] Habib, Benbouhenni, „Using Four-Level NSVM Technique to Improve DVC

Control of a DFIG Based Wind Turbine Systems,“ 2019.

[16] By S. Muller, m. Deicke, & RiKw. De Doncker, „“Doubly Fed Induction

Generator Systems for Wind Turbines”,“ May-June 2002.