Nội dung

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯ ỜNG ĐẠ I HỌC BÀ RỊA VŨNG TÀU KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM PSS/ADETP BÙ TỐI ƯU CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG CHO HỆ THỐNG ĐIỆN HUYỆN CHÂU ĐỨC Trình độ đào tạo : Đại học Hệ đào tạo : Chính quy Ngành : Công nghệ kỹ thuật điện – Điện tử Chuyên ngành : Công nghệ kỹ thuật điện Khoá học : 2011 - 2 015 Giảng viên hướng dẫn : ThS. Phạm Ngọ c Hiệp Sinh viên thực hiện : Nguyễn Khắc Đạt Vũng Tàu, tháng 06 năm 2015 BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC GVHD: ThS.Phạm Ngọc Hiệp LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên em xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô giáo Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu, đặc biệt là các thầy cô trong khoa Điện – Điện Tử, những thầy cô đã trực tiếp chỉ bảo em những kiến thức trong suốt bốn năm học vừa qua trên ghế giảng đường. Đặc biệt em xin được bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn tới ThS.Phạm Ngọc Hiệp đã trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ em hoàn thành nghiên cứu khoa học này. Xin được gửi lời chúc sức khỏe và hạnh phúc tới tất cả các thầy cô. Xin chúc thầy cô đạt được nhiều thành tựu hơn nữa trong sự nghiệp đào tạo tri thức cho đất nước cũng như trong các công việc nghiên cứu khoa học. Vũng Tàu, ngày tháng năm 2015 Sinh viên thực hiện Nguyễn Khắc Đạt SVTH: Nguyễn Khắc Đạt Trang 37 MỤC LỤC CHƯƠNG 0 ........................................................................................................ 1 MỞ ĐẦU ............................................................................................................ 1 CHƯƠNG 1 ........................................................................................................ 2 GIỚI THIỆU VỀ PSS/ADEPT VÀ CÁCH CÀI ĐẶT ..................................... 2 1.1 GIỚI THIỆU PSS/ADEPT ............................................................................................. 2 1.2 PHẦN MỀM PSS/ADEPT ............................................................................................ 3 CHƯƠNG 2 ........................................................................................................ 4 CÁCH SỬ DỤNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT .................................................. 4 2.1 CÁC CỬA SỔ ỨNG DỤNG CỦA PSS/ADEPT ........................................................... 4 2.1.1.Các cửa sổ View ..................................................................................................... 4 2.2 CÁC THANH CÔNG CỤ ........................................................................................... 10 2.2.1 Thanh menu chính (Main menu) ............................................................................ 10 2.2.2 Zoom Toolbar ...................................................................................................... 10 2.2.3 Analysis Toolbar ................................................................................................... 10 2.3 TẠO BÁO CÁO .......................................................................................................... 13 2.3.1 Results Toolbar ..................................................................................................... 13 2.3.2 Report Toolbar ...................................................................................................... 14 2.4 THIẾT ĐẶT CÁC THÔNG SỐ CHƯƠNG TRÌNH PSS/ADEPT ............................... 14 2.4.1 Cài đặt chung cho các bài toán phân tích ............................................................... 14 2.4.2 Thiết đặt thông số lưới điện chương trình của PSS/ADEPT ................................... 16 2.4.3 Thiết đặt thông số cho cửa sổ Diagram View......................................................... 17 CHƯƠNG 2 ...................................................................................................... 20 DÙNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT ĐỂ TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ BÙ TỐI ƯU CHO PHÁT TUYẾN 477NG HUYỆN CHÂU ĐỨC....................... 20 6.1. SƠ LƯỢC VỀ MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRÊN LƯỚI PHÂN PHỐI...................................................................................................................... 20 6.1.1.Khái quát .............................................................................................................. 20 6.1.2.Các lợi ích khi lắp đặt tụ bù. .................................................................................. 20 6.1.3. Cách tính toán dung lượng bù cho từng pháp tuyến. ............................................. 21 6.1.4. Đặc điểm của xuất tuyến 477NG huyện Châu Đức. .............................................. 22 6.2. DÙNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT ĐỂ TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ BÙ TỐI ƯU – CAPO CHO LƯỚI ĐIỆN CỦA CHI NHÁNH ĐIỆN LỰC HUYỆN CHÂU ĐỨC – TỈNH BÀ RỊA VŨNG TÀU ........................................................................................................ 22 6.2.1.Thiết đặt các thông số kinh tế cho CAPO. ............................................................. 23 6.2.2.Cách PSS/ADEPT tìm vị trí tối ưu. ....................................................................... 27 6.2.3.Thiết đặt các thông số kĩ thuật cho CAPO. ............................................................ 28 6.3.HỆ THỐNG ĐIỆN HIỆN HỮU CỦA XUẤT TUYẾN 477NG. ................................... 29 6.4.CÁC PHƯƠNG PHÁP BÙ. ......................................................................................... 30 6.4.1.Phương án 1(1 tụ bù cố định 600 (KVAr) + 2 tụ bù ứng động 600 (KVAr)) .......... 30 6.4.2.Phương án 2(1 tụ bù cố định 600 (KVAr) + 4 tụ bù ứng động 300 (KVAr)) .......... 33 6.4.3.Phương án 3(2 tụ bù cố định 300 (KVAr) + 4 tụ bù ứng động 300 (KVAr)) .......... 35 CHƯƠNG 3 ...................................................................................................... 38 KẾT LUẬN ...................................................................................................... 38 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tên từ viết tắt CSPK Công suất phản kháng CSTD Công suất tác dụng Hệ số CK CT PV RT PV(RT) LK. PV(RT) Hệ số chiếc khấu Giá trị đầu tư Giá trị thực thời Tài sản thu hồi Giá trị tài sản thức thời Lũy kế Giá trị tài sản thức thời GVHD: ThS. Phạm Ngọc Hiệp BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CHƯƠNG 0 MỞ ĐẦU 1.1 LÝ DO LỰA CHỌN ĐỀ TÀI. Cùng với sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế va khoa học kĩ thuật, nhu cầu về năng lượng điện cũng tăng không ngừng không chỉ về công suất mà còn về chất lượng. Vấn đề công suất phát ra phải được truyền tải và tận dụng sao cho hiệu quả nhất, tránh lãng phí quá nhiều vì làm ảnh hưởng đến kinh tế. một trong những phướng pháp hiệu quả để giảm tổn thất công suất là bù công suất phản kháng. Phương pháp bù công suất phản kháng đã được ứng dụng ở nhiều tỉnh, trong đó có huyện Châu Đức, tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu. Tuy nhiên, với sự phát triển nhanh chóng của phụ tải nhiều hệ thống không còn phù hợp như chưa đáp ứng đủ công suất bù hay vị trí bù chưa được tối ưu nhất cần phải được xây lắp và cải tạo. Để khắc phục những nhược điểm trên, đề tài nghiên cứu phương pháp bù, xác định dung lượng bù và vị trí bù tối ưu thông qua nghiên cứu phần mềm hỗ trợ PSS/ADEPT. 1.2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Như đã trình bày, thông qua nghiên cứu phần mềm PSS/ADEPT, đề tài nghiên cứu phương pháp bù, xác định dung lượng bù và vị trí bù tối ưu cho hệ thống điện nhằm giảm tổn thất công suất và nâng cao chất lượng điện năng. 1.3 NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU Đề tài cần thực hiện bốn nhiệm vụ sau: Nghiêm cứu phần mềm PSS/ADEPT. Khảo sát hệ thống điện Châu Đức. Đánh giá hiệu quả bù công suất phản kháng hiện hữu. Tìm vị trí bù tối ưu cho hệ thống điện. 1.4 PHẠM VI NGHIÊN CỨU Do thời gian có hạn nên đề tài chỉ tập trung nghiên cứu cơ bản về cách sử dụng phần mềm PSS/ADEPT để đi sâu vào bài toán bù công suất phản kháng và vị trí bù tối ưu cho lộ 477NG huyện Châu Đức, tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu. 1.5 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Xây dựng mô hình hệ thống điện bằng phần mềm PSS/ADEPT. Xác định dung lượng bù, vị trí bù tối ưu cho phát tuyến 477NG . Lựa chọn phương án bù. SVTH: Nguyễn Khắc Đạt Trang 1 BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC GVHD: ThS. Phạm Ngọc Hiệp MỞ ĐẦU 1. LÝ DO LỰA CHỌN ĐỀ TÀI. Phân phối điện là khâu cuối cùng của hệ thống điện đưa điện năng trực tiếp đến hộ tiêu thụ. Trong quá trình sản suất, truyền tải và phân phối điện, lượng tổn thất chiếm tỉ lệ lớn nhất đó là lưới điện phân phối. Kinh nghiệm các điện lực trên thế giới cho thấy tổn thất thấp nhất trên lưới truyền tải vào khoảng 2% trong khi lưới phân phối là 4%, tổn thất trên lưới phân phối lien quan chặt chẽ đến các vấn đề kĩ thuật của lưới điện từ giai đoạn thiết kế đến vận hành. Nhiệm vụ và mục tiêu đặt ra hiện nay của các điện lực phải tìm ra các giải pháp tối ưu để giảm tổn thất xuống mức thấp nhất có thể và vấn đề giảm tổn thất công suất, tổn thất điện năng… vẫn sẽ là trọng tâm trong công tác điều hành quản lý, vận hành của các điện lực hiện nay, trong dó có điện lực Huyện Châu Đức,Tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu. Nhiều giải pháp được áp dụng để tính toán cho việc giảm tổn thất như : hoán chuyển các MBA non tải thay thế cho MBA quá tải , thay dây dẫn lớn,lắp tủ bù...vv. Trong đó , bù CSPK là phương án đơn giản và hiệu quả nhất. Đối với Huyện Châu Đức,Tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu, do sự phân bố dân cư trên địa bàn cũng như tính chất đa dạng của các hộ tiêu thụ , các nhà máy, khu công nghiệp được xây dựng và đã đi vào hoạt động nên nhu cầu phụ tải tăng nhanh, do đó cấu trúc lưới điện phân phối cũng thay đổi dẫn đến thiếu hụt cả công suất tác dụng và CSPK( thiếu dung lượng bù), tổn thất điện năng vẫn còn khá cao, điều này ảnh hưởng đến hiệu quả vận hành kinh tế lưới điện. Với các lý do trên, đề tài “ỨNG DỤNG PHẦN MỀM PSS/ADETP BÙ TỐI ƯU CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG CHO HỆ THỐNG ĐIỆN HUYỆN CHÂU ĐỨC” hiện nay là góp phần vào nâng cao hiệu quả vận hành kinh tế lưới điện phân phối. SVTH: Nguyễn Khắc Đạt Trang 2 BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC GVHD: ThS. Phạm Ngọc Hiệp CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM PSS/ADEPT 1.1 GIỚI THIỆU PSS/ADEPT Phần mềm PSS/ADEPT (The Power System Simulator/Advanced Distribution Engineering Productivity Tool ) là phần mềm mới nhất trong họ phần mềm PSS của hãng Shaw Power Technologies, Inc được sử dụng rất phổ biến. Mỗi phiên bản tùy theo yêu cầu người dùng kèm theo khóa cứng dùng chạy trên máy đơn hay máy mạng. Với phiên bản chạy trên máy đơn và khóa cứng kèm theo, chỉ chạy trên môt máy tính duy nhất. Phần mềm PSS/ADEPT là một phần mềm phân tích và tính toán lưới điện rất mạnh, phạm vi áp dụng cho lưới cao thế đến hạ thế với qui mô số lượng nút không giới hạn và hoàn toàn có thể áp dụng rộng rãi trong các công ty Điện Lực. Phần mềm PSS/ADEPT được phát triển dành cho các kỹ sư và nhân viên kỹ thuật trong ngành điện. Nó được sử dụng như một công cụ để thiết kế và phân tích lưới điện phân phối. PSS/ADEPT cũng cho phép chúng ta thiết kế, chỉnh sữa và phân tích sơ đồ lưới một cách trực quan theo giao diện đồ họa với số nút không giới hạn. Tháng 04/2004, hãng Shaw Power Technologies đã cho ra đời phiên bản PSS/ADEPT 5.0 với nhiều tính năng bổ sung và cập nhật đầy đủ các thông số thực tế của các phần tử trên lưới điện. Nhiều Module tính toán trong hệ thống điện không được đóng gói sẵn trong phần mềm PSS/ADEPT. Nhưng chúng ta có thể mua từ nhà sản xuất từng Module sau khi cài đặt chương trình. Các Module bao gồm:  Bài toán tính phân bố công suất (Load Flow – Module có sẵn): Phân tích và tính toán điện áp, dòng điện, công suất trên từng nhánh và từng phụ tải cụ thể.  Bài toán tính ngắn mạch (All Fault – Module có sẵn ): Tính toán ngắn mạch tại tất cả các nút trên lưới, bao gồm các loại ngắn mạch như ngắn mạch 1 pha, 2 pha và 3 pha. SVTH: Nguyễn Khắc Đạt Trang 3 BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC GVHD: ThS. Phạm Ngọc Hiệp  Bài toán TOPO ( Tie Open Point Optimization): Phân tích điểm dừng tối ưu. Tìm ra những điểm có tổn hao công suất nhỏ nhất trên lưới và đó là điểm dừng lưới trong mạng vòng 3 pha.  Bài toán CAPO (Optimal Capacitor Placement): Đặt tụ bù tối ưu. Tìm ra những điểm tối ưu để đặt các tụ bù cố định và tụ bù ứng động sao cho tổn thất trên lưới là bé nhất.  Bài toán tính toán các thông số đường dây (Line Properties Calculator): Tính toán các thông số đường dây truyền tải.  Bài toán phối hợp và bảo vệ (Protection and Coordination).  Bài toán phân tích sóng hài (Hamornics): Phân tích các thông số và ảnh hưởng của các thành phần sóng hài trên lưới.  Bài toán phân tích độ tin cậy trên lưới điện (DRA – Distribution Reliability Analysis). Tính toán các thông số độ tin cậy trên lưới điện như: - SAIFI: (chỉ tiêu tần suất mất điện trung bình của hệ thống) - SAIDI: (chỉ tiêu thời gian mất điện trung bình hệ thống) - CAIFI: (chỉ tiêu thời gian mất điện trung bình của khách hàng) - CAIDI: (chỉ tiêu tần suất mất điện trung bình của khách hàng) - ASAI: (chỉ tiêu khả năng sẵn sàng cung cấp ) - ASUI: (chỉ tiêu khả năng không sẵn sàng cung cấp) - ENS: (Chỉ tiêu thiếu hụt điện năng ) - AENS: (chỉ tiêu thiếu hụt điện năng trung bình ) 1.2. CÁC CỬA SỔ ỨNG DỤNG CỦA PSS/ADEPT Cửa sổ ứng dụng của PSS/ADEPT bao gồm nhiều thành phần chính như sau: Cửa sổ View: Bao gồm các thông tin cho các ứng dụng, đồ họa và ba cửa sổ chính để thiết kế và phân tích một sơ đồ mạch điện. Thanh trạng thái (Status Bar): Để hiển thị thông tin trạng thái của chương trình khi PSS/ADEPT đang tính toán. Thanh Menu chính (Main Menu): Gồm các hàm chức năng trong PSS/ADEPT. Thanh công cụ (ToolBar): Cung cấp các dụng cụ giúp cho việc vẽ sơ đồ mạch điện thực hiện nhanh chóng và dễ dàng. SVTH: Nguyễn Khắc Đạt Trang 4 BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC GVHD: ThS. Phạm Ngọc Hiệp 1.2.1. CÁC CỬA SỔ VIEW Cửa sổ ứng dụng View bao gồm 4 cửa sổ chính: Equipment List View: Đây là cửa sổ chứa những trang thiết bị như: Dây dẫn, thiết bị đóng cắt, máy biến áp, tải … Diagram View: Đây là cửa sổ để ta tiến hành tạo sơ đồ lưới điện. Report Preview: Cửa sổ này hiển thị các kết quả bảng báo cáo sau khi phân tích và tính toán một bài toán cụ thể. Progress View: Cửa sổ này dùng để hiển thị những thông tin khi chương trình thực hiện, các thông tin này có thể là những thông báo lỗi, hay những cảnh báo về một họat động của chương trình. Hình 1.1: Các cửa sổ View trong PSS/ADEPT Mỗi cửa sổ hiển thị những thông tin cụ thể khác nhau của nội dung dữ liệu trong một ứng dụng của PSS/ADEPT. Diagram View: Là cửa sổ chính trong ứng dụng của PSS/ADEPT nó luôn xuất hiện khi ta bắt đầu một ứng dụng. Ví dụ: Như ta tiến hành tạo một sơ đồ lưới. Cửa sổ Report Review chỉ xuất hiện khi ta cần bản báo cáo của một thông số cụ thể (như điện áp nút, dòng nhánh, công suất nhánh, tổn thất công suất, tổn thất điện áp ….) chúng ta có thể ẩn hoặc hiện các cửa sổ Equipment List hay Progress View . SVTH: Nguyễn Khắc Đạt Trang 5 BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC GVHD: ThS. Phạm Ngọc Hiệp 1.2.1.1 Cửa sổ Equipment List View Các chức năng trong cửa sổ này được trình bày như sau: - Branches: Bao gồm: Dây dẫn/Cáp, thiết bị đóng cắt, máy biến áp và tụ nối tiếp… - Shunt devices: Bao gồm: Tụ, máy điện, tải tĩnh, tải MWh, thiết bị lọc sóng hài và những điểm ngắn mạch… - Defaults: Bao gồm các thông số mặc định của một số đối tượng như Nút, nhánh, các thiết bị nối song song. Hình 1.2: Cửa sổ Equipment List The Equipment List pop-up menu cung cấp những chức năng phụ trợ tùy thuộc vào vị trí mà ta chọn pop-up menu. Ví dụ: Nhấp chuột phải lên Fault, ta chọn pop-up menu như sau: SVTH: Nguyễn Khắc Đạt Trang 6