ĐÁNH GIÁ VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO KHẢ NĂNG ỔN …tailieuso.udn.vn/bitstream/TTHL_125/4883/3/Tomtat.pdfTính cấp thiết của đề tài: Hệ thống điện

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

NGUYỄN HẢI THẮNG

ĐÁNH GIÁ VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG

CAO KHẢ NĂNG ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP CHO HỆ

THỐNG ĐIỆN 220KV MIỀN NAM VIỆT NAM

Chuyên ngành: Mạng và Hệ thống điện

Mã số: 60.52.50

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Đà Nẵng - Năm 2013

Công trình được hoàn thành tại

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. NGÔ VĂN DƯỠNG

Phản biện 1: TS. TRẦN VINH TỊNH

Phản biện 2: TS. NGUYỄN LƯƠNG MÍNH

Luận văn được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt

nghiệp thạc sĩ Kỹ thuật họp tại Đại học Đà Nẵng vào ngày 25

tháng 5 năm 2013.

Có thể tìm hiểu luận văn tại:

- Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại Học Đà Nẵng

1

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài:

Hệ thống điện Việt N m vận hành với t ung t m ph tải lớn

B c – T ung – N m được li n t b ng đư ng y t uy n tải V

mạch T ọng t m ph tải chi m ph tải toàn uốc lại tập

trung i n N m và i n B c c ch nh u hoảng m Gồm

c c cấp điện p c o p V, V, V và c c cấp điện p

t ung p V, V, V Toàn bộ đư ng y t uy n tải KV và

KV được uản lý b i Tổng Công ty T uy n tải điện uốc gi ,

phần lưới điện ph n phối cấp điện p V và lưới điện t ung p

c c cấp điện p từ V đ n V o c c công ty Điện lực mi n

uản lý

Đ c đi m lưới điện i n N m c v i t ất u n t ọng t ong hệ

thống điện Việt N m, n tập t ung nhu cầu ph tải lớn Lưới điện

i n N m được ph n làm Công ty T uy n tải uản lý đ là

T uy n tải điện và T uy n tải điện 4

T ong đ , Công ty T uy n tải Điện 4 PTC4 t ực thuộc Tổng

công ty T uy n tải Điện Quốc gi – thành vi n củ Tập đoàn Điện

lực Việt N m EVN đảm t ch uản lý vận hành, sử chữ lưới điện

t uy n tải từ V đ n V, nhận điện từ c c nhà m y t uy n tải

đ n c c Công ty Điện lực t n đị bàn tỉnh, thành phố thuộc vùng

t ọng đi m inh t phí N m: Thành phố Hồ Chí inh, Bình Dương,

Đồng N i, Bà Rị – Vũng Tàu; c c tỉnh Ninh Thuận, L m Đồng,

Bình Phước, T y Ninh và vùng Đồng b ng Sông Cửu Long Đ y là

vùng inh t u n t ọng nhất củ Việt N m, chi m gi t ị tổng sản

lượng sản uất công nghiệp, hối lượng nông sản và hải sản, im

ngạch uất hẩu và nộp ng n s ch nhà nước lớn nhất, hàng năm ti u

th t n sản lượng điện thương phẩm củ cả nước T ong hệ

thống điện t ào lưu công suất th y đổi lớn theo ch độ vận hành ẫn

đ n điện p tại c c nút bi n thi n t ong phạm vi ộng Đ c biệt hi c

sự cố lưới ho c nguồn sẽ ẫn đ n o động điện p lớn, đã c những

t ư ng hợp g y s p đổ điện p và t n ã lưới c th như “sự cố nhà

2

m y điện Cà u làm nhảy đư ng y V Đă Nông – Phú

Lâm, Di Linh – T n Định đ t nh s p đổ điện p c c ơ le đã tự

động s thải ph tải một số tỉnh, thành phố thuộc hu vực i n

N m”, c c hiện tượng t n ã lưới t n iện ộng cũng đã ảy đối

với nhi u HTĐ t n Th giới như: tại Ý ngày /9/ , N m Th y

Đi n và Đông Đ n ạch ngày /9/ , phí N m Lu n Đôn ngày

/ / , Phần L n ngày / / , ỹ-Canada ngày 14/8/2003...

Do đ cần thi t phải nghi n c u tìm giải ph p đ n ng c o sự ổn

định điện p cho hệ thống điện

2. Mục tiêu nghiên cứu:

Nghi n c u đ nh gi hả năng ổn định điện p theo ch độ vận

hành củ hệ thống điện V i n N m b ng phần m m Conus.

Đ uất c c giải ph p nh m n ng c o hả năng ổn định điện p

cho hệ thống điện V i n N m.

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

- Đối tượng nghiên cứu:

+ Khả năng ổn định điện p củ hệ thống điện V i n

Nam.

+ C c giải ph p nh m n ng c o độ ổn định điện p .

- Phạm vi nghiên cứu: Hệ thống lưới điện V i n N m

Việt N m thuộc Công ty T uy n tải điện 4 (PTC4) uản lý.

4. Phương pháp nghiên cứu:

Thu thập số liệu

Tính toán ph n tích c c ch độ vận hành củ hệ thống điện i n

N m đ c định c c ch độ nguy hi m (lúc c o đi m, thấp đi m và

sự cố .

3

Dùng phần m m Conus đ y ựng mi n làm việc cho phép cho

c c nút nguy hi m t n m t phẳng công suất. Ph n tích đ nh gi hả

năng ổn định điện p củ hệ thống điện theo ch độ vận hành

Đ uất c c giải ph p n ng c o hả năng ổn định cho hệ thống

điện i n N m.

5. Đặt tên đề tài:

Căn c vào m c đích, đối tượng, phạm vi và phương ph p

nghi n c u, đ tài được đ t t n như s u: “Đ nh gi v u t gi i

h n ng c h n ng n nh i n ch h thống i n

i n m i t m”

6. Nội dung luận văn:

- đầu

- Chương : Tổng u n v hệ thống điện Việt N m và hệ thống

điện i n N m.

- Chương : Cơ s tính to n, ph n tích ổn định điện p t ong hệ

thống điện và lự chọn phần m m tính to n.

- Chương : Tính to n đ nh gi hả năng ổn định điện p theo

ch độ vận hành củ hệ thống điện V i n N m

- Chương 4: Tính to n, đ uất c c giải ph p n ng c o hả năng

ổn định điện p cho hệ thống điện V i n N m

- K t luận

- Tài liệu th m hảo

- Ph l c

4

Chương 1

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM VÀ HỆ

THỐNG ĐIỆNMIỀN NAM VIỆT NAM

1.1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM.

1.1.1 Phụ tải điện.

Hệ thống điện Quốc gi với t ung t m ph tải lớn B c –

Trung – N m với công suất ti u th hàng năm 7.200MW-

1.850MW-8. W, t ong đ tập t ung nhi u nhất là i n B c

và i n N m, t ong đ Hà Nội và Sài G n với công suất ti u th

lớn nhất hoảng 1.900MW-2. W T ong th i gi n từ năm

đ n năm với sự ph t t i n củ n n inh t Việt N m,

nhu cầu ph tải ngày càng tăng, t ong đ sinh hoạt chi m , 7

; h ch sạn- u lịch chi m 4, ; Nông nghiệp chi m , 4 ; Công

nghiệp chi m , và ph tải h c chi m ,

1.1.2 Nguồn điện.

Đ đ p ng sự ph t t i n cũng như sự gi tăng củ c c ph tải,

tập đoàn Điện lực Việt N m đã đầu tư, h i th c c c nguồn tài

nguy n năng lượng củ đất nước b ng c ch đầu tư c c nhà m y

thủy điện Đồng N i 4, K n ,Quãng Ninh 2,… , nhà m y nhiệt

điện, nhà m y điện gi , nhà m y điện nguy n tử …

1.1.3 Lưới truyền tải điện.

T ong năm đã đư vào vận hành 7 tổ m y ph t điện với

tổng công suất 4 W gồm: T & Sơn L 4 W , TĐ

Đồng N i 4 7 W , TĐ K n , W và T - NĐ

Quảng Ninh W Công t ình TĐ Sơn L lớn nhất Đông N m

Á công suất 4 W đã h nh thành vào ngày / / , vượt

t ước th i hạn năm so với Nghị uy t củ Quốc hội, đem lại hiệu

uả inh t lớn cho đất nước, được Đảng và Chính phủ đ nh gi c o

1.1.4 Một số thông tin thực tế về mất ổn định [2].

5

1.2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN 220KV MIỀN NAM

(PTC4).

1.2.1 Giới thiệu chung.

Hệ thống điện i n N m Việt N m (PTC4) cung cấp điện trên

đị bàn tỉnh, thành phố phí N m từ Ninh Thuận, L m Đồng t

vào) Đ y là hu vực c tốc độ ph t t i n inh t nh nh, éo theo nhu

cầu sử ng điện c o Hệ thống lưới điện này t ải ài t n một số hu

vực u núi c o, ừng ậm, vùng đầm lầy, sông ộng, nước s u, hàng

năm phải “sống chung với lũ l t” từ đ n th ng li n, việc đi lại h t

s c h hăn Lưới điện Công ty t uy n tải phí N m chủ y u nhận

điện từ c m điện lớn là: T ung t m Điện lực Phú ỹ c tổng công

suất l p đ t 4 W, c m nhiệt điện hí Cà u, Ô ôn c tổng

công suất l p đạt W, T ung t m nhiệt điện hí Nhơn T ạch c

tổng công suất l p đ t W và một số nhà m y h c t ong hu

vực Những th ng đầu năm, hạn h n éo ài, Do đ lưới điện o

công ty uản lý luôn vận hành t ong đi u iện đầy và u tải, đ c biệt

là đối với hệ thống điện V ễ ảy sự cố

T ong năm , PTC4 đã nỗ lực, chủ động h c ph c nhi u h

hăn, hoàn thành tất cả c c chỉ ti u hoạch đ , đảm bảo lưới điện

vận hành n toàn, inh t , g p phần cung cấp đủ điện cho ph t t i n

inh t và đ i sống nh n n hu vực phí N m

1.2.2 Sơ đồ hệ thống điện Miền Nam

1.2.3 Khối lượng đường dây và TBA Miền Nam (PTC4).

Hệ thống điện i n N m PTC4 cung cấp điện t n đị bàn

tỉnh, thành phố phí N m từ Ninh Thuận, L m Đồng t vào với

,4 m đư ng y t uy n tải điện si u c o th V và m

đư ng y t uy n tải điện c o th V; cùng với t ạm bi n p

V gồm m y bi n p c tổng ung lượng 9 VA,

t ạm bi n p V gồm m y bi n p c tổng ung lượng 9

MVA

6

1.3 KẾT LUẬN

Ngày n y hệ thống điện Việt N m là hệ thống điện li n t C c

lưới điện hu vực, c c nhà m y điện được nối li n t với nh u tạo

thành hệ thống điện thống nhất. B n cạnh sự ph t t i n củ đư ng

dây si u c o p V B c-N m, Lưới điện t uy n tải V và

V hông ngừng ph t t i n đ đ p ng nhu cầu ngày càng tăng

củ ph tải

T ong đ , phải ét đ n lưới điện i n N m c v i t ất u n

t ọng t ong hệ thống điện Việt N m, n tập t ung nhu cầu ph tải

lớn Với sự ph t t i n nh nh v nguồn và lưới điện đ đ p ng nhu

cầu củ ph tải Tuy nhi n, c c ph tải hu vực i n N m ph t

t i n ất nh nh, t ong hi đ c c công t ình đầu tư đ đảm bảo nguồn

cung cấp thì hạn ch vì vậy lưới điện luôn vận hành t ong đi u iện

đầy và u tải ễ ảy sự cố g y s t giảm điện p, làm mất ổn định

điện p ảnh hư ng đ n hệ thống điện củ hu vực và c hả năng

g y s p đổ điện p ho c t n ã hệ thống điện

T ong phần chương củ luận văn sẽ t ình bày tổng u n v

ph n tích ổn định củ hệ thống điện và c ch th c sử ng phần m m

Conus đ đ nh gi , ph n tích nh m đư c c giải ph p n ng c o ổn

định điện p củ hệ thống

Chương 2

CƠ SỞ TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH TRONG HỆ

THỐNG ĐIỆN VÀ LỰA CHỌN PHẦN MỀM TÍNH TOÁN

2.1 TỔNG QUAN PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH HỆ THỐNG ĐIỆN.

2.1.1 Khái niệm chung [3]

Ổn định điện p là hả năng uy t ì điện p tại tất cả c c nút

t ong hệ thống n m t ong một phạm vi cho phép đi u iện vận

hành bình thư ng ho c s u c c ích động Hệ thống sẽ đi vào t ạng

th i hông ổn định hi uất hiện c c ích động như tăng tải đột ngột

h y th y đổi c c đi u iện củ mạng lưới hệ thống C c th y đổi đ

7

c th làm cho u t ình giảm điện p ảy và n ng nhất là c th

ơi vào tình t ạng hông th đi u hi n điện p, g y s p đổ điện

áp.

Nguy n nh n chính g y mất ổn định điện p là hệ thống hông

c hả năng đ p ng nhu cầu công suất phản h ng t ong mạng C c

thông số c li n u n đ n s p đổ điện p là ng công suất t c ng,

công suất phản h ng cùng với điện ung, điện h ng củ mạng lưới

t uy n tải

2.1.2 Các dạng gây mất ổn định điện áp [3]

a. t n nh i n hi u t hi n ích ộng lớn:

b. Ổn nh i n hi có c c ích ộng bé:

2.1.3 Phương pháp tính toán đánh giá ổn định điện áp [3]

a. Phương h trực tiế :

b. Phương h ỉ bậc nh t:

2.1.4 Nguyên nhân làm mất ổn định điện áp và hậu quả của

sự cố mất ổn định:

2.2 LỰA CHỌN PHẦN MỀM TÍNH TOÁN.

2.2.1 Phần mềm PSS/E:

PSS/E (Power System Simulator/Engineering là một phần m m

củ hãng PTI thuộc tập đoàn Siemens, được ng đ mô phỏng, tính

to n và ph n tích lưới t uy n tải Phần m m được lập t ình b ng

ngôn ngữ Fo t nt, thi t t n n n gi o iện Win ow, ất thuận tiện

cho ngư i sử ng

2.2.2 Phần mềm Powerworld

Powe wo l là một phần m m củ tập đoàn Powe Wo l ỹ ,

được thi t t n gi o iện Win ows 9 /9 /NT/ /XP Phần m m

c th tính to n mô phỏng cho hệ thống l n tới nút Phần

m m này được ng ng ất tốt vào việc tính to n mô phỏng hệ

8

thống điện, phần m m c t uả tính to n chính c, th hiện b ng

hình ảnh t ực u n n n ễ sử ng

2.2.3 Phần mềm conus

Conus là chương t ình tính to n ch độ c lập củ Đại học

Lening được c n bộ củ ho Hệ thống điện t ư ng Đại học B ch

ho Hà Nội hiệu chỉnh và n ng cấp sử ng và n ng cấp sử ng từ

năm 9 C c ch c năng và thuật to n p ng cho chương t ình

được bổ sung, cải ti n theo y u cầu cù thực t tính to n hệ thống

điện và sự ph p t i n củ ỹ thuật m y tính

2.2.4 Phân tích lựa chọn phần mềm tính toán

Từ những giới thiệu c c phần m m tính to n t n, t c giả thấy

phần m m conus c ch c năng mô phỏng hệ thống điện và hả năng

tính toán ổn định thông u việc ph n tích ổn định điện p tại c c

nút, hệ số ự t ữ ổn định củ hệ thống và đ c biệt là ch c năng n ng

c o hả năng ổn định b ng thi t bị SVC. Do đ t c giả lự chọn phần

m m Conus làm chương t ình tính to n cho đ tài

2.3 GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM CONUS.

2.3.1 Soạn thảo số liệu.

2.3.2 Soạn thảo sơ đồ lưới

2.3.3 Tính chế độ xác lập.

2.3.4 Tính toán phân tích ổn định

2.4 KẾT LUẬN:

Với sự ph t t i n nhảy vọt v công suất và uy mô lưới điện củ

hệ thống điện Việt N m t ong nhưng năm u đã làm tăng y u cầu

cấp thi t phải đi s u nghi n c u đ c tính ổn định C c thi t vận

hành đư ng y si u c o p V B c T ung N m đã g n li n với

những tính to n ph n tích c tính uy t định v phương iện ổn định

hệ thống Sự uất hiện t ong tương l i những nhà m y điện lớn nối

9

vào hệ thống điện b ng lưới V cần đ i hỏi phải nghi n c u s u

s c hơn v phương iện ổn định hệ thống điện ph c tạp

Đ tính to n ổn định củ hệ thống điện cần phải nghi n c u ph n

tích ổn định g c lệch ph , ổn định điện p, ổn định với ích động nhỏ

ổn định tĩnh và ổn định với ích động lớn ổn định động

Ngày n y với sự ph t t i n ngày càng mạnh mẽ củ công nghệ

thông tin, c c m y tính cấu hình mạnh được sử ng phổ bi n, nh

đ c c chương t ình tính to n mô phỏng hệ thống điện c hả năng

tính to n và tốc độ tính to n c o Phần m m Conus là phần m m c

c c ch c năng mô phỏng ĐDSCA, tính giới hạn t uy n tải công suất

theo đi u iện ổn định tĩnh là th mạnh củ chương t ình, đ c biệt là

c c ch c năng ph n tích ổn định và hiệu uả thi t bị FACTS Do đ

t c giả lự chọn phần m m Conus làm chương t ình tính to n cho đ

tài.

Chương 3

TÍNH TOÁN, ĐÁNH GIÁ ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP THEO CHẾ Đ

VẬN HÀNH C A HỆ THỐNG ĐIỆN 220KV MIỀN NAM

3.1 SƠ ĐỒ VÀ SỐ LIỆU TÍNH TOÁN

3.1.1 Sơ đồ hệ thống điện 220kV Miền Nam (PTC4).

3.1.2 Số liệu tính toán [1]

Qu tìm hi u v hệ thống điện i n N m, t c giả đã n m được các

thông tin v nguồn, đư ng y, ph tải, m y bi n p t ong sơ đồ hệ

thống điện V i n N m được cung cấp b i Công ty t uy n tải điện

4 PTC4 Đi u này đã giúp t c giả hình thành n n bộ số liệu, g p phần

u n t ọng t ong việc nghi n c u đ tài

- Tổng chi u ài đư ng y: 2.871 km

- Tổng số T ạm bi n p: 40

- Tổng ung lượng y bi n p: 15.591 MVA

10

3.2 XÂY DỰNG MÔ HÌNH TÍNH TOÁN TRÊN PHẦN MỀM

CONUS

3.2.1 Cập nhật số liệu

3.2.2 Xây dựng sơ đồ lưới mô phỏng:

3.2.3 Kết quả tính toán

3.3 TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH CÁC CHẾ Đ VẬN HÀNH HỆ

THỐNG ĐIỆN MIỀN NAM

Thông qua các tính to n đ ph n tích t ào lưu công suất củ lưới

điện V i n N m PTC4 tại ch độ: cao đi m (40%Sbt), thấp

đi m (30% Sbt ) và sự cố T ong đ , ch độ vận hành lúc c o đi m,

thấp đi m c đầy đủ c c phần tử m y ph t và đư ng y tại th i

đi m ét và ch độ sự cố N-1 ét ch độ vận hành c o đi m sự cố

mất đư ng y ho c sự cố m y ph t Ở đ y t tính to n t ào lưu

công suất t uy n tải theo ịch bản uy t ì hệ số cosfi giữ công suất

t c ng và công suất phản h ng tại mỗi ph tải theo một hệ số cho

t ước

3.3.1 Chế độ vận hành cao điểm

- Đư ng y t uy n tải 220kV vận hành bình thư ng, hông c

ấu hiệu bị u tải

- C c nút c gi t ị điện p thấp hơn so với c c nút c n lại t ong

hu vực như Ch u Đốc (U = 172.717 kV); Kiên Bình (U = 177.559

kV); Thốt Nốt (U = 198.020 kV); Cao Lãnh (U = 195.537 kV); Rạch

Giá (U = 193.515 kV) T ong đ c c nút Ch u Đốc, Ki n Bình thấp

nhất

3.3.2 Chế độ vận hành thấp điểm

- Đư ng y t uy n tải 220kV hông c hiện tượng u tải y

- C c nút c gi t ị điện p thấp hơn so với c c nút c n lại t ong

hu vực nhưng c c nút này đ u n m t ong giới hạn cho phép như

Ch u Đốc U = 216.367 kV); Kiên Bình (U = 218.347 kV); Sóc

11

T ăng (U = 217.845 kV); Đ Nhim (U = 216.321 kV) T ong đ nút

Ch u Đốc và nút Ki n Bình vẫn là nút c điện p thấp nhất.

3.3.3. Chế độ vận hành sự cố

Ở đ y t ét hệ thống điện ch độ vận hành c o đi m

a. Chế ộ sự cố 1 ường d y

T giả thi t sự cố đ t đư ng y t n hông và ti n hành tính

to n ch độ c lập, ph n tích u t ình vận hành đ tìm những

hạn ch , nguy hi m c hả năng g y mất ổn định cho hệ thống Qu

tính to n, ph n tích sự cố nhi u đư ng y, t c giả thấy c các

t ư ng hợp g y ảnh hư ng nhi u nhất tới ổn định củ hệ thống điện

như s u:

* Xét trường hợ ứt 1 ường d y L ng Bình - Thủ Đức:

- Đư ng y t uy n tải 220kV vận hành bình thư ng, hông c

hiện tượng u tải y

- Các nút Cao Lãnh (U = 195.571 V ; Rạch Gi U = 193.540

V ; Ch u Đốc U = 172.749 V ; Thốt Nốt U = 189.051 kV); Kiên

Bình (U = 177.5 9 V c m c điện p thấp hơn so với c c nút c n

lại t ong hu vực t ong đ c c nút Ch u Đốc, Ki n Bình c điện p

thấp nhất.

* Xét trường hợ ứt 1 ường d y Phú L m - Long An:

- Đư ng y t uy n tải V vận hành bình thư ng, hông c




Bình (U = 173.455 V c m c điện p thấp hơn so với c c nút c n


thấp nhất.

* Xét trường hợ ứt 1 ường d y C i lậy - Thốt ốt:

12





Bình (U = 164.796 V c m c điện p thấp hơn so với c c nút c n


thấp nhất.

* Xét trường hợ ứt 1 ường d y C u – Ô Môn:



- Các nút Cao Lãnh (U = 191.402 kV); Rạch Gi U = 187.715


Bình (U = 170.989 kV) c m c điện p thấp hơn so với c c nút c n

lại t ong hu vực t ong đ các nút Ch u Đốc, Ki n Bình c điện p

thấp nhất.

b. Chế ộ sự cố 1 m y h t

Tương tự sự cố đ t đư ng y t n hông, t giả thi t sự cố

hỏng m y ph t Qu tính to n, ph n tích sự cố nhi u m y ph t, t

nhận thấy c các t ư ng hợp g y ảnh hư ng nhi u nhất tới ổn định

như s u:

* Trường hợ sự cố 1 m y h t C u:



- Các nút Ch u Đốc (U = 174.839 kV); Thốt Nốt U = 190.540

kV); Kiên Bình (U = 179.833 kV); Cao Lãnh (U = 196.407 kV);

Rạch Gi U = 195.543 kV) c m c điện p thấp hơn so với c c nút

c n lại t ong hu vực và Nút Ch u Đốc, Ki n Bình c điện p thấp

nhất.

* Trường hợ sự cố 1 m y h t Đại inh:

13

Nút Ch u Đốc U = 7 74 V ; Thốt Nốt U = 9 4 V ;

Kiên Bình (U = 177.582 kV); Cao Lãnh (U = 195.564 kV); Rạch Gi

(U = 193.534 kV). T ong đ , t thấy nút Ch u Đốc, Ki n Bình c

điện p thấp nhất

* Trường hợ sự cố 1 m y h t củ trạm 5 Phú ỹ:



- C c nút Ch u Đốc U = 172.445 V ; Thốt Nốt U = 8.758

kV); Kiên Bình (U = 177.3082 kV); Cao Lãnh (U = 195.248 kV);

Rạch Gi U = 9 316 V c m c điện p thấp hơn so với c c nút

c n lại t ong hu vực và Nút Ch u Đốc, Ki n Bình c điện p thấp

nhất

Từ việc tính toán, phân tích lưới điện V i n N m c các

ch độ vận hành, t c định được c c nút nguy hi m c th gây ảnh

hư ng đ n ổn định điện p củ hu vực như nút Ch u Đốc, Kiên

Bình, Thốt Nốt, C o Lãnh, Rạch Gi và t ong đ , c c nút c gi t ị

điện p thấp nhất hi ét c c ch độ c hả năng g y mất ổn định

c o nhất là nút Ch u Đốc, Kiên Bình.

3.4 TÍNH TOÁN ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP

C A HỆ THỐNG [4]

3.4.1 Chế độ vận hành cao điểm

Xét t ư ng hợp hệ thống lưới điện ch độ vận hành c o đi m lúc

hông c sự cố, u ph n tích và số liệu tính to n bảng 12 c th

thấy ng hệ số ự t ữ ổn định củ cả hệ thống là 10 t ong đ c c c

nút c hệ số ự t ữ c o n m gần gi t ị mi n giới hạn ổn định như

Ch u Đốc 11.24%; Kiên Bình 10.149% và c c nút ti p theo như Thốt

Nốt 7.8%; Cao Lãnh 6.47% và Rạch Gi

14

a) ghạn ổn định tại Châu Đốc b) ghạn ổn định tại Kiên Bình

Hình 3.2 Miền giới hạn ổn định của các nút có điện áp yếu ở chế độ

vận hành cao điểm

Dự t n sơ đồ đ c tính công suất t n t thấy được giới hạn ổn

định củ c c nút y u nhất t ong hu vực mà t đã ph n tích t n và

nút Ch u Đốc là nút n m gần đư ng cong giới hạn nhất so với c c

nút c n lại

3.4.2 Chế độ vận hành sự cố đứt 1 đường dây Cai Lậy – Thốt

Nốt

Qu ph n tích và số liệu tính to n bảng 13 c th thấy ng hệ

số ự t ữ ổn định củ cả hệ thống giảm so với lúc vận hành hông c

sự cố là 4.5% t ong đ c c c nút c hệ số ự t ữ thấp n m gần với

giới hạn ổn định như Ch u Đốc 7.76%; Kiên Bình 6.82 ; Thốt Nốt

5.59%; Cao Lãnh 3.73% và Rạch Gi 4 21% nhưng c c nút này vẫn

n m t ong giới hạn ổn định cho phép

a) ghạn ổn định tại Châu Đốc b) ghạn ổn định tại Kiên Bình

Hình 3.4 Miền ghạn ổn định ở chế độ sự cố đứt 1 đường dây

15

Dự t n sơ đồ đ c tính công suất t n t thấy được giới hạn ổn

định củ c c nút y u nhất t ong hu vực m t đã ph n tích t n và

nút Châu Đốc là nút n m gần đư ng cong giới hạn nhất so với c c

nút c n lại Vì v y, nút Ch u Đốc là nút c hả năng g y mất ổn định

cho hệ thống c o nhất

3.4.3 Chế độ sự cố 1 máy phát 500kV Phú Mỹ

Xét t ư ng hợp ch độ vận hành c o đi m lúc sự cố hỏng m y

ph t t ạm V Phú ỹ, u ph n tích và số liệu tính to n bảng

3.14 c th thấy ng hệ số ự t ữ ổn định củ cả hệ thống là 9.75%

t ong đ c c c nút c hệ số ự t ữ c o như Ch u Đốc 08%; Kiên

Bình 10 ; Thốt Nốt 7.71%; Cao Lãnh 6.41% và Rạch Gi 7%

nhưng c c nút này vẫn n m t ong giới hạn ổn định cho phép

a) ghạn ổn định tại Châu Đốc b) ghạn ổn định tại nút Kiên Bình

Hình 3.6 Miền giới hạn ổn định của các nút có điện áp yếu ở chế độ

vận hành sự cố hỏng 1 máy phát

Từ những số liệu tính toán, phân tích t n t c bảng tổng hợp

3.15 (ph l c èm theo)

Qua phân tích hệ thống điện V hu vực i n N m các

ch độ vận hành, t nhận thấy c c nút Ch u Đốc, Ki n Bình, Thốt

Nốt, C o Lãnh, Rạch Gi c điện p thấp nhất hu vực và c độ ự

t ữ ổn định n m gần giới hạn cho phép T ong đ , nút Ch u Đốc,

Kiên Bình có điện p và hệ số ự t ữ ổn định thấp nhất hu vực, có

hả năng g y mất ổn định cho hệ thống điện khi ta tăng công suất

t uy n tải l n c o

16

3.5 KẾT LUẬN

Qu thu thấp số liệu cập nhật cho chương t ình và ti n hành tính

to n, ph n tích c c ch độ vận hành củ hệ thống điện t c t uả

như s u:

- Lưới điện V hu vực i n N m PTC4 vận hành đảm bảo

ổn định v điện p ch độ thấp đi m nhưng ch độ vận hành c o

đi m thì c mốt số nút c điện p thấp n m ngoài giới hạn cho phép

như Ch u Đốc, Ki n Bình, C o Lãnh, Thốt Nốt, Rạch Gi …

- Khi t ét t ư ng hợp hệ thống điện vận hành lúc sự cố các nút

220kV c điện p thấp nhất hu vực c hả năng g y mất ổn định

điện p và có độ ự t ữ ổn định thấp n m gần giới hạn ổn định là

Ch u Đốc, Ki n Bình, C o Lãnh, Thốt Nốt, Rạch Gi . T ong đ , nút

Ch u Đốc và Kiên Bình có giá trị điện p thấp nhất so với c c nút

y u t ong hu vực c c ch độ vận hành

T ong u th ph tải ngày càng tăng, hệ thống điện luôn vận hành

m c c o, việc ngăn ngừ c c sự cố là h t s c u n t ọng và cần thi t

Vì vậy t cần đ c c biện ph p nh m hạn ch và h c ph c tối đ

c c sự cố b n cạnh đ cũng cần c giải ph p nh m n ng c o điện p tại

c c nút đ t nh t ư ng hợp ấu nhất c th ảy là mất ổn định điện

áp. T ong chương 4 t ph n tích c c giải ph p l p đ t t bù ọc, thi t

bị SVC tại c c nút nguy hi m c hả năng g y mất ổn định cho hệ

thống

Chương 4

TÍNH TOÁN, ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO KHẢ

NĂNG ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP CHO HỆ THỐNG ĐIỆN 220KV

MIỀN NAM

4.1 CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ỔN ĐỊNH CHO HỆ THỐNG

T ong hệ thống điện hi ph tải tăng thì độ ự t ữ ổn đinh củ hệ

thống sẽ giảm và điện p tại c c nút cũng ễ ơi ngoài phạm vi cho

17

phép Vì th t cần nghi n c u c c giải ph p n ng c o hệ số ự t ữ ổn

định củ hệ thống và điện p tại c c nút n m t ong phạm vi cho phép.

Ở chương này t c giả nghi n c u sử ng t bù ọc và thi t SVC

đ t tại c c đư ng y, c c nút c điện p y u nhất hu vực nh m

nâng cao hả năng ổn định củ hệ thống

4.2 SỬ DỤNG TỤ BÙ DỌC NÂNG CAO ỔN ĐỊNH

Đối với c c đư ng y t uy n tải V ài > m , đ đảm bảo

ổn định điện p t ong u t ình t uy n tải, t ti n hành đ t t bù ọc

đầu đư ng y Qu tính to n, ph n tích hi đ t t bù nhi u đư ng

dây với ung lượng bù hoảng 7 X h ng đư ng y, t nhận thấy

hi đ t t bù một số đư ng y thì đem lại hiệu uả ổn định hơn t ước

c th như s u

4.2.1 Đặt tụ bù ở 2 đầu đường dây Châu Đốc-Thốt Nốt

Với t uả t ong bảng 4 , ta thấy hi đ t t bù h i đầu đư ng

dây Ch u Đốc – Thốt Nốt thì hệ số ự t ữ ổn định và điện p tại

các nút cải thiện so với t ước, đư ng cong giới hạn ổn định được

n ng c o hơn.

0

100

200

300

400

500

600

-100 0 100 200 300

giới hạn ổn định s u

khi bù

giới hạn ổn định

t ước bù

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

-200 -100 0 100 200


t ước hi bù


khi bù

4.1a) Nút Châu Đốc trước 4.1b) Nút Kiên Bình trước

và sau khi lắp đặt tụ bù và sau khi lắp đặt tụ bù

4.2.2 Đặt tụ bù ở 2 đầu đường dây Cao Lãnh-Thốt Nốt

Với t uả t n, t thấy hi đ t t bù h i đầu đư ng y C o

Lãnh – Thốt Nốt thì hệ số ự t ữ ổn định và điện p tại c c nút y u

tuy cải thiện hơn so với t ước nhưng vẫn hông đảm bảo được ổn

định điện p tại c c nút y u

18

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0 100 200 300


t ước hi bù


sau khi bù

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

-200 -100 0 100 200


t ước hi bù


sau khi bù



Dự vào tính to n ph n tích t ước và s u hi bù t thấy t n sơ

đồ đ c tính công suất giới hạn ổn định tại c c nút y u T thấy hi l p

đ t t bù tại đầu đư ng y Cao Lãnh – Thốt Nốt thì giới hạn ổn

định củ nút Ch u Đốc, Ki n Bình được n ng l n Ngoài đư ng

cong giới hạn s p đổ điện p cũng tăng (kt = 1.045; ks = 1.060).

4.2.3 Đặt tụ bù ở 2 đầu đường dây Cà Mau-Rạch Giá

Với t uả t n, t thấy hi đ t t bù h i đầu đư ng y Cà

Mau – Rạch Gi thì hệ số ự t ữ ổn định và điện p tại c c nút y u

được n ng c o hơn so với hi chư bù

0

100

200

300

400

500

600

-100 0 100 200 300


t ước hi bù


khi bù

-100

0

100

200

300

400

500

-200 -100 0 100 200


t ước hi bù


sau khi bù



Dự vào tính to n ph n tích t ước và s u hi bù th hiện t n sơ

đồ đ c tính công suất giới hạn ổn định tại c c nút y u T thấy hi l p

đ t t bù tại đầu đư ng y Cà Mau – Rạch Gi thì giới hạn ổn

định củ nút Ch u Đốc, Ki n Bình được n ng l n Ngoài đư ng

cong giới hạn s p đổ điện p cũng tăng l n kt = 1.045; ks = 1.085).

19

4.3 SỬ DỤNG THIẾT BỊ SVC NÂNG CAO ỔN ĐỊNH ĐIỆN

ÁP

4.3.1 Cơ sở tính toán dung lượng bù

4.3.2 Đặt SVC tại nút Châu Đốc

Qua tính toán, ph n tích, t thấy hệ số ự t ữ ổn định củ hệ

thống lần lượt ng với c c ch độ (Kdt% = 22.5%; 19.25%;

22 , điện p tại c c nút Ch u Đốc U = 219.789kV;

219.772kV; 219.788kV), Cao Lãnh (U = 211.575kV; 210.864kV;

211.396kV), Kiên Bình (U = 214.258kV; 213.849 kV; 214.224kV),

Thốt Nốt U = 213.909kV; 212.225kV; 213.802 V , Rạch Gi U =

213.326kV, 212.563kV, 213.251 V điện p tại c c nút y u đã được

cải thiện hơn so với t ước c c ch độ vận hành và n m t ong giới

hạn ổn định như bảng số liệu 4.4 (ph l c èm theo)

-600

-400

-200

0

200

400

600

800

-200 0 200 400 600

Giới hạn ổn định

t ước bù

Giới hạn ổn định s u

bù

-600

-400

-200

0

200

400

600

800

-400 -200 0 200 400


t ước bù


bù

4.7a) Nút Châu Đốc trước 4.7b Nút Kiên Bình trước


4.3.3 Đặt SVC tại nút Kiên Bình

Qua tính toán, ph n tích t thấy hệ số ự t ữ ổn định củ hệ

thống lần lượt với c c ch độ Kdt% = 22.75%; 18.75%; 22.5%),

điện p tại c c nút Ch u Đốc U = 209.844kV; 208.733kV;

209.800kV), Cao Lãnh(U= 209.962 kV; 208.982kV; 209.777 kV),

Kiên Bình(U=219.791kV;219.599kV; 219.790 V , Thốt Nốt U

=210.983kV; 208.337kV;210.865 V , Rạch Gi U = 214.173kV,

213.225kV, 214.104 V điện p tại c c nút y u đã được cải thiện

hơn so với t ước c c ch độ vận hành và năm t ong giới hạn ổn

định như bảng số liệu 4.5 (ph l c èm theo)

20

-400

-200

0

200

400

600

800

-200 0 200 400 600


t ước bù


bù

-600

-400

-200

0

200

400

600

800

-400 -200 0 200 400 600


t ước bù


bù



4.3.4 Đặt SVC tại nút Cai Lậy



16.25%), điện p tại c c nút Ch u Đốc U = 182.758kV;

168.198kV; 182.743kV), Cao Lãnh (U = 206.792kV; 200.143kV;

206.784kV), Kiên Bình (U = 186.758kV; 174.144 kV; 186.743kV),

Thốt Nốt U = 198.995kV; 183.217kV; 198.943 V , Rạch Gi U =

200.792kV, 192.153kV ,200.777 V điện p tại c c nút y u đã được

cải thiện hơn so với t ước c c ch độ vận hành như bảng số liệu

4.6 (ph l c èm theo)

Sơ đồ đư ng cong giới hạn ổn định củ hệ thống tại c c nút y u

- Ở ch độ vận hành sự cố đ t đư ng y

-200

-100

0

100

200

300

400

500

600

-100 0 100 200 300 400


t ước bù


bù

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

500

-200 -100 0 100 200 300


t ước bù


bù



4.3.5 Đặt SVC tại nút Thốt Nốt


21


20.5%), điện p tại c c nút Ch u Đốc U = 200.730kV; 199.634kV;

200.571kV), Cao Lãnh (U = 214.633kV; 213.744kV; 214.424kV),

Kiên Bình (U = 201.986kV; 200.879 kV; 201.835 V , Thốt Nốt U

= 219.541kV; 218.604kV; 219.385 V , Rạch Gi U = 211.150kV,

210.258kV, 211.022 V điện p tại c c nút y u đã được cải thiện

hơn so với t ước c c ch độ vận hành như bảng số liệu 4.7 (ph

l c èm theo)

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

-200 0 200 400


t ước bù


bù

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

-400 -200 0 200 400


t ước bù


bù



Với t uả t n, t thấy hi sử ng thi t bị SVC đ t tại các

nút y u hiệu uả hơn sơ với việc sử ng t bù ọc t n đư ng y,

hệ số ự t ữ ổn định củ hệ thống và điện p tại c c nút được n ng

cao. Ngoài ra, hi l p đ t thi t bị SVC tại c c nút Ch u Đốc, Ki n Bình

thì n đem lại hiệu uả c o hơn.

4.5 KẾT LUẬN

Việc ng ng c c thi t bị SVC vào t ong hệ thống t uy n tải điện

đã m ng lại những lợi ích h t s c to lớn, đ c biệt là c c lợi ích v giữ

ổn định điện p nút, tăng độ tin cậy cung cấp điện và giảm c c o

động hệ thống điện S u hi l p đ t thi t bị SVC tại Ch u Đốc, điện p

và độ ự t ữ ổn định củ hệ thống đạt hiệu uả hơn, c c nút l n cận cũng

được đảm bảo hơn.

Đ đảm bảo ổn định điện p t ong lưới điện V hu vực i n

Nam luận văn đ uất sử ng thi t bị SVC

22

Qu tính to n, ph n tích t n t thấy l p đ t SVC tại nút Ch u Đốc

với công suất VA thì hệ số ự t ữ ổn định điện p tại c c nút y u

c c ch độ làm việc t ước hi l p đ t SVC được n ng c o õ ệt, hệ

thống n toàn và tin cậy hơn t ong c c ch độ làm việc, t nh hiện tượng

mất ổn định điện p hi ảy c c sự cố N- C c nút l n cận vị t í đ t

SVC c m c điện p luôn n m t ong phạm vi vận hành cho phép

23

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

KẾT LUẬN:

Hệ thống điện Việt N m vận hành với t ung t m ph tải lớn B c –

Trung – N m được li n t b ng đư ng y t uy n tải V mạch

T ọng t m ph tải chi m ph tải toàn uốc tập t ung i n N m

và i n B c Đ đ p ng nhu cầu ph tải ngày càng tăng, hệ thống điện

Việt N m cũng ngày càng ph t t i n B n cạnh việc ph t t i n thì đã

uất hiện nhi u vấn đ ỹ thuật h ph c tạp cần được giải uy t ột

t ong những vấn đ đ là lượng công suất phản h ng o c c đư ng y

si u c o p sinh ất lớn đã g y ảnh hư ng đ n hả năng tải củ đư ng

y, t c động đ n ch độ làm việc củ m y ph t và ph n bố điện p

t ong c c mạng điện o thấp, đ c biệt là t c động đ n ổn định điện p

t ong hệ thống T ong đ hệ thống điện i n N m là hu vực tập t ung

phần lớn c c hu công nghiệp với nhu cầu ph tải ngày càng tăng vì vậy

t ong hệ thống t ào lưu công suất th y đổi lớn theo ch độ vận hành ẫn

đ n điện p tại c c nút bi n thi n t ong phạm vi ộng Đ c biệt hi c sự

cố lưới ho c nguồn sẽ ẫn đ n gi o động điện p lớn g y mất ổn định

cho hệ thống

Vì vậy ổn định điện p là một vấn đ u n t ọng cần được u n

tâm trong quy hoạch, thi t và vận hành hệ thống điện Việt N m

hiện n y cũng như hệ thống điện i n N m Luận văn đã phân tích

đ nh gi ổn định điện p lưới điện V hu vực i n Nam, qua đó

tìm c c nút y u v ổn định điện p như Ch u Đốc; Kiên Bình; Cao

Lãnh, Thốt Nốt, Rạch Gi , đồng th i đ uất giải ph p cải thiện điện

p tại c c nút củ lưới điện hu vực b ng thi t bị SVC t nh nguy cơ mất

ổn định điện p hi ảy c c sự cố

Qu t uả tính to n ph n tích, đ nh gi cho thấy:

- Lưới điện V hu vực mi n N m đảm bảo ổn định hi ch

độ vận hành thấp đi m nhưng hi vận hành c o đi m thì điện p tại một

số nút n m ngoài giới hạn cho phép.

- C c nút y u v điện p và độ ự t ữ ổn định: Ch u Đốc, Ki n

24

Bình, C o Lãnh, Thốt Nốt, Rạch Gi .

- T ong đó, nút Ch u Đốc c gi t ị điện p thấp nhất hu vực

i n Nam c c ch độ vận hành h c nh u

Từ c c tính to n, ph n tích t n c định được c c nút y u c

hả năng g y mất ổn định cho hệ thống, từ đ t ti n hành tính to n đ

tìm c c vị t í l p đ t và ung lượng bù cho hệ thống đ tìm

phương n hợp lý đảm bảo ổn định cho hệ thống như

- Sử ng thi t bị SVC đ t tại nút Ch u Đốc, Ki n Bình

Đối với từng t ư ng hợp c th cần đư phải ph p phù hợp và

hiệu uả nhất đ tăng độ ự t ữ điện p Do SVC được sử ng nhi u

lưới điện 220kV, b n cạnh đ cũng đã c nhi u ngư i đã nghi n

c u, ng ng t n hệ thống lưới điện Việt N m n n thi t bị SVC là

một t ong những giải ph p h c ph c ổn định điện p phù hợp với lưới

điện V hu vực i n Nam.

KIẾN NGHỊ:

Từ những ph n tích và t uả n u t n t c giả đ uất sử ng thi t

bị SVC đ t tại nút Ch u Đốc với công suất VA đối với hệ thống

điện i n N m o PTC4 uản lý đ n ng c o ổn định điện p tại c c nút

y u t ong hu vực

Ngoài ra, ta c th m ộng đ nh gi ổn định điện p cho lưới điện

500kV, 220kV, 11 V hu vực i n T ung, i n B c và hệ thống điện

Việt N m đ đư giải ph p cần thi t h c ph c tình t ạng ém p, u

p cho c c ch độ vận hành nh m đảm bảo chất lượng, tin cậy và n toàn

hệ thống điện

Documents

ĐÁNH GIÁ VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO KHẢ NĂNG ỔN …tailieuso.udn.vn/bitstream/TTHL_125/4883/3/Tomtat.pdfTính cấp thiết của đề tài: Hệ thống điện