Thạc Sĩ Nghiên cứu các phương pháp điều chỉnh điện áp trong lưới phân phối điện áp dụng cải thiện chất lượng

MỤC MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây, nền kinh tế nước ta tiếp tục tăng trưởng một
cách ấn tượng, đòi hỏi nhu cầu điện phải tăng rất nhanh ở mức 15%, thậm chí
cao hơn. Để đáp ứng nhu cầu trên, nước ta cần phải mở rộng rất lớn hệ thống
điện trong thập kỷ tới. Vốn cho đầu tư cần được huy động từ tất cả các nguồn,
gồm cả vốn tự có của EVN và các khoản đầu tư lớn từ bên ngoài vào các nhà
máy điện độc lập. Đồng thời với đáp ứng nhu cầu phát triển, EVN cũng đang
tiến hành một chương trình cải cách lớn, nhằm thiết lập một cấu trúc quản lý
mới, tái cơ cấu công ty điện lực hiện nay đang thống lĩnh ngành điện và từng
bước xây dựng một thị trường điện cạnh tranh. Áp lực phải đáp ứng nhu cầu
điện tăng nhanh và cao, sự cấp bách phải huy động các nguồn vốn đầu tư cho
các nguồn điện mới và đồng thời bảo đảm những cấu trúc và cơ cấu mới đang
được hình thành trong quá trình cải cách và tái cơ cấu đáp ứng được yêu cầu
dài hạn. Sự đồng thời diễn ra trên đã tạo ra những thách thức trong thời điểm
có thể nói là kịch tính nhất đối với ngành điện ViệtNam. Tăng trưởng của nhu
cầu điện ở Việt Nam hiện nay chủ yếu do gia tăng nhu cầu điện của ngành
công nghiệp và gia tăng sử dụng điện cho sinh hoạt của người dân. Trong giai
đoạn 2011-2015, nhu cầu điện dự kiến tiếp tục tăng cao ở mức 11%/năm.
Chương trình cải cách ngành điện dài hạn của Việt Nam đã bắt đầu được triển
khai với Luật Điện lực được thông qua vào cuối năm 2004, Cục Điều tiết
Điện lực được thành lập hoạt động dưới sự giám sát của Bộ trưởng Bộ Công
thương và Lộ trình cải cách đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt đầu năm
2006. Những nỗ lực tái cơ cấu ngành điện và phát triển một thị trường điện
cạnh tranh là mục tiêu trong dài hạn. Điều quan trọng là cần bảo đảm rằng các
quyết định về tái cơ cấu và cổ phần hóa một loạt các đơn vị hiện trực thuộc
EVN và các thỏa thuận về phát triển các nhà máy điện độc lập phải là những
bước tiến phù hợp trong tương lai và năng lực, uy tín, hiệu lực của Cục Điều
tiết Điện lực cần được thiết lập để ban hành khung điều tiết để bảo đảm khả
năng dự báo trước cho các chủ đầu tư. Đó là một nhiệm vụ hết sức khó khăn
của ngành điện, trong đó việc nâng cao chất lượng điện năng ở lưới điện phân
phối có ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng điện năng và chỉ tiêu kinh tế chung
của toàn hệ thống.
Với lưới điện phân phối việc đáp ứng những yêu cầu về chất lượng điện
năng gặp không ít khó khăn, đặc biệt ở các đường dây sử dụng các cấp điện
áp
6 kV, 10kV, 22kV, lấy qua các trạm trung gian 35/6 kV và 35/10kV không
có hệ thống điều áp dưới tải. Sự phát triển mạnh mẽ của phụ tải điện ảnh
hưởng chất lượng điện năng ở lưới điện phân phối thể hiện dễ nhận thấy là
chất lượng điện áp.
Xuất phát từ thực tiễn tác giả mong muốn đóng góp một phần những
tìm tòi, nghiên cứu của mình vào việc duy trì chỉ tiêu chất lượng điện áp trong
lưới điện phân phối có nhiều cấp điện áp nhưng không có hệ thống điều áp
dưới tải tại các trạm trung gian.

Luận văn bao gồm 4 chương và hai mục (Mục mở đầu và Mục kết luận), trong đó:

Chương 1 Trình bày lý thuyết chung về chất lượng điện năng, các chỉ tiêu chất lượng điện năng tại một số quốc gia và của Việt Nam, chú trọng phân tích chỉ tiêu độ lệch điện áp, diễn biến của điện áp trong lưới điện phân phối và các phương pháp điều chỉnh độ lệch điện áp.

Chương 2 Giới thiệu tổng quát về lưới điện tỉnh Hưng Yên, những yêu cầu xuất phát từ thực tế về chất lượng điện năng.

Chương 3 Trình bày cụ thể phương pháp tính toán và điều chỉnh chất lượng điện áp bao gồm kiểm tra độ lệch điện áp theo các tiêu chuẩn về chất lượng điện áp, tính toán chỉ tiêu tổng quát, điều chỉnh tối ưu đầu phân áp cố
định của các máy biến áp phân phối, áp dụng cụ thể trên một đường dây thực tế. Trong chương này cũng trình bày các công thức tính toán các phần tử, phương pháp tính toán, sơ đồ tương đương của lưới điện có nhiều cấp điện áp, các chế độ tính toán tổn thất điện áp và ví dụ tính toán. Dựa trên những phân tích về phương pháp tính thành lập những giải thuật cho phép tính toán nhanh và chính xác, tổ hợp thành chương trình máy tính thuận tiện trong sử dụng, khả năng ứng dụng để tính toán các sơ đồ phức tạp trong thực tế vận hành của lưới điện phân phối.

Chương 4: Dựa trên các số liệu thu thập từ thực tế vận hành của lưới điện Hưng Yên và chương trình máy tính đó lập, áp dụng để tính toán và đề xuất một số giải pháp cải thiện chất lượng điện áp ở lưới phân phối Hưng Yên.

Mục Kết luận: Đánh giá hiệu quả việc áp dụng phương pháp tính toán, điều chỉnh điện áp trên lưới điện Hưng Yên.

Tác giả chân thành gửi lời cảm ơn tới PGS.TS Trần Bách và các thầy
cô của Bộ môn Hệ thống điện trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã tận tình
hướng dẫn, chỉ bảo giúp tác giả hoàn thành luận văn. Cảm ơn các đồng
nghiệp đã giúp đỡ trong công việc để tác giả có thời gian học tập, thu thập số
liệu viết luận văn.

MỤC LỤC
Trang
MỤC MỞ ĐẦU Trang 1
CHưƠNG 1: LÝ THUYẾT CHUNG VỀ CHẤT LưỢNG
ĐIỆN NĂNG VÀ ĐIỀU CHỈNH CHẤT LưỢNG ĐIỆN NĂNG
Trang 4
1.1 Chất lượng điện năng. Trang 4
1.2. Các phương pháp điều chỉnh điện áp. Trang 8
1.2.1 Nguyên nhân gây biến động điện áp và ảnh hưởng của
nó đến chế độ làm việc của mạng và Thiết bị điện.
Trang 8
1.2.2.Quan hệ công suất phản kháng với điện áp. Trang 10
1.2.3.Các phương pháp điều chỉnh điện áp. Trang 12
1.3 Độ lệch điện áp. Trang 14
1.3.1 Độ lệch điện áp tại phụ tải. Trang 14
1.3.2 Độ lệch điện áp trong lưới hạ áp. Trang 15
1.3.3 Diễn biến của điện áp trong lưới điện. Trang 18
1.4. Các phương pháp điều chỉnh độ lệch điện áp. Trang 20
CHưƠNG II: LưỚI ĐIỆN HưNG YÊN Trang 22
2.1 Cấu trúc hiện tại của lưới điện Hưng Yên và hướng phát
triển trong tương lai.
Trang 22
2.2 Các thông số vận hành của lưới điện Hưng Yên.
2.3 Kiểm tra độ lệch điện áp của các trạm hạ áp trên lưới
Hưng Yên.
Trang 24
Trang 34
2.4 Đánh giá tình hình vận hành của lưới điện Hưng Yên -
Nội dung luận văn.
Trang 39
CHưƠNG 3: PHưƠNG PHÁP TÍNH TOÁN ĐIỀU CHỈNH
CLĐA - CHưƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN.
Trang 43
3.1 Tính toán các chỉ tiêu tổng quát. Trang 43
3.2 Điều chỉnh tối ưu độ lệch điện áp. Trang 45
3.3 Tính toán các thông số của các phần tử lưới phân phối. Trang 46
3.3.1-Tính toán thông số dây dẫn. Trang 46
3.3.1.1 Điện trở của dây dẫn. Trang 46
3.3.1.2 Điện kháng của dây dẫn. Trang 47
3.3.1.3 Sơ đồ thay thế của dây dẫn. Trang 47
3.3.2 Tính toán thông số Máy biến áp Trang 47
3.3.2.1. Điện trở tác dụng Rb. Trang 48
3.3.2.2. Điện kháng Xb. Trang 49
3.3.2.3. Điện dẫn tác dụng Gb. Trang 49
3.3.2.4. Điện dẫn phản kháng Bb. Trang 50
3.4 Sơ đồ tính toán lưới phân phối, phương pháp tính toán. Trang 51
3.4.1 Sơ đồ lưới phân phối Trang 51
3.4.2 Tính toán tổn thất điện áp theo công suất. Trang 53
3.4.3 Chế độ tính toán tổn thất điện áp trong lưới phân phối. Trang 54
3.4.3.1 Các công thức áp dụng trong tính toán. Trang 54
3.4.3.2. Các chế độ cần tính toán, phương pháp tính. Trang 55
3.4.4 -Ví dụ tính toán Trang 56
3.5 Thuật toán và chương trình tính. Trang 65
3.6 Kết luận Trang 76
CHưƠNG 4: TÍNH TOÁN VÀ ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI
PHÁP CẢI THIỆN CLĐA Ở LưỚI PHÂN PHỐI HưNG YÊN
Trang 78
4.1 Hiện trạng CLĐA ở Hưng Yên. Trang 78
4.2 Phân tích các giải pháp nâng cao CLĐA và đề xuất giải
pháp nâng cao CLĐA đường dây 377 Kim Động.
Trang 81
4.2.1 Điều chỉnh điện áp đầu nguồn tại trạm 110 kV Kim
Động.
Trang 82
4.2.2 Điều chỉnh đầu phân áp cố định của máy biến áp trung
gian 35/10 kV Khoái Châu.
Trang 83
4.2.3 Thay dây những đoạn có tổn thất điện áp lớn. Trang 85
4.2.4 Bù công suất phản kháng. Trang 87
MỤC KẾT LUẬN Trang 90
TÀI LIỆU THAM KHẢO Trang 91
PHỤ LỤC 1: MÃ NGUỒN CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN, ĐIỀU CHỈNH CHẤT LƯỢNG ĐIỆN ÁP
PHỤ LỤC 2: KẾT QUẢ TÍNH TOÁN VÀ ĐIỀU CHỈNH CHẤT LƯỢNG ĐIỆN ÁP LỘ 377 KIM ĐỘNG
PHỤ LỤC 3: ĐĨA CD PHẦN MỀM CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN.