Phân tích an toàn hệ thống điện 110kV khu vực miền Trung và đề xuất các giải pháp vận hành
1. Lý do chọn đề tài
Hệ thống điện (HTĐ) 110kV khu vực miền Trung đang từng bước phát triển nhanh và kết cấu lưới ngày càng phức tạp dẫn đến các đường dây vận hành gần với các giới hạn an toàn.
Để chủ động đối phó với các tình huống sự cố có thể xảy ra trên hệ thống điện cần có những phương thức vận hành phù hợp và sử dụng các phần mềm hỗ trợ.
Dựa vào kết quả phân tích và các quy trình quy định ta lập phương án xử lý sự cố N-1, N-2 làm căn cứ cho các điều độ viên trong quá trình điều hành HTĐ.
Phụ tải khu vực có sự chênh lệch lớn giữa cao điểm, thấp điểm và giữa các mùa. Đây là khu vực có thể xảy ra các sự cố nghiêm trọng cần phải quan tâm nghiên cứu.
Với những lý do nêu trên, học viên chọn đề tài “Phân tích an toàn hệ thống điện 110kV khu vực miền Trung và đề xuất các giải pháp vận hành”
2. Mục đích và mục tiêu nghiên cứu
– Mục đích nghiên cứu: Dựa trên lý thuyết môn học Phân tích an toàn hệ thống điện, sử dụng phần mềm tính toán PSS/E để phân tích hệ thống điện 110kV miền Trung. Từ đó tìm ra các sự cố nặng nề nhất có khả năng làm cho hệ thống phải vận hành ở chế độ khẩn cấp, cực kỳ khẩn cấp gây mất an toàn HTĐ.
– Mục tiêu nghiên cứu: Căn cứ vào kết quả phân tích và các quy trình quy định, đơn vị vận hành HTĐ lập các phương án xử lý sự cố N-1, N-2 để làm cơ sở cho các điều độ viên trong quá trình điều hành HTĐ.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
– Đối tượng nghiên cứu:
+ Cấu trúc lưới điện và sự phân bố công suất lưới 110kV khu vực miền Trung.
+ Các phương pháp phân tích an toàn HTĐ.
+ Chế độ vận hành và những sự cố N-1, N-2 nguy hiểm.
+ Phương án xử lý sự cố N-1, N-2.
– Phạm vi nghiên cứu:
+ Lưới điện 110kV khu vực miền Trung do công ty Lưới điện cao thế miền Trung (CGC) quản lý vận hành.
4. Bố cục đề tài
Ngoài phần mở đầu và kết luận, đề tài được phân thành 4 chương với các nội dung như sau:
Chương 1: Lý thuyết phân tích an toàn hệ thống điện
Chương 2: Các phần mềm phân tích an toàn trong hệ thống điện
Chương 3: Giới thiệu hệ thống điện 110kV khu vực miền Trung và quy trình phân tích an toàn hệ thống điện.
Chương 4: Phân tích an toàn hệ thống điện miền Trung và đề xuất các giải pháp vận hành.
Theo phương pháp vận hành truyền thống thì sẽ thực hiện phân tích sự cố theo chu kỳ mỗi khi có biến động lớn trong hệ thống hoặc có yêu cầu của người vận hành. Việc nghiên cứu có thể được thực hiện như đã dự tính bằng cách chủ yếu dựa vào bài toán tính phân bố công suất (Load Flow).
Với phương pháp phân tích truyền thống như vậy sẽ rất nặng nề và tốn nhiều thời gian cho việc tính toán, do vậy nó ít được sử dụng trong môi trường thời gian thực mặc dù kỹ thuật số đã được sử dụng. Để khắc phục những nhược điểm trên nhiều phương pháp đã được nghiên cứu, dựa trên việc phân tích kinh nghiệm người ta thấy rằng phần lớn các sự cố không gây nên hậu quả về mặt an toàn. Lý thuyết phân tích sự cố ngẫu nhiên trong luận văn này dựa trên việc phân tích sự vi phạm giới hạn truyền tải công suất và giới hạn điện áp khi xảy ra các sự cố.
- Các phương pháp phân tích an toàn
- Phương pháp sắp xếp:
- Các phương pháp phân tích an toàn
Phương pháp này dựa trên việc đánh giá mức độ nguy hiểm của một sự cố thông qua một hàm toán học mô tả trạng thái hệ thống khi xảy ra một sự cố.
Các sự cố được sắp xếp theo thứ tự giảm dần của chỉ số nghiêm trọng PI. Sau đó, các sự cố sẽ được phân tích kỹ bởi một phép tính toán phân bố công suất tác dụng và phản kháng đầy đủ.
Sắp xếp
các sự cố
Tính chỉ số nghiêm trọng PI
Sắp xếp
các
sự
cố
Xác định những trường hợp vi phạm giới hạn an toàn
Tính phân bố công suất đầy đủ lần lượt cho các trường hợp có chỉ số PI lớn
P, Q
theo mức
độ PI
giảm dần
U, I
Hình 1.1. Sơ đồ logic các phương pháp sắp xếp
- Phương pháp đánh giá trạng thái:
Đối với phương pháp này là không phải tính toán một chỉ số nghiêm trọng, nhưng để đánh giá sơ bộ trạng thái sau sự cố để biết rằng có cần tính chính xác những hậu quả của nó bởi một phép tính phân bố công suất tác dụng – phản kháng đầy đủ hay không.
1.3. Kết luận
Ở phần chương 1, tác giả đã trình bày các phương pháp phân tích an toàn hệ thống điện. Những phương pháp này có hai nhóm chính đó là phương pháp sắp xếp và phương pháp đánh giá trạng thái.
Nội dung chủ yếu của phương pháp sắp xếp là xác định chỉ số nghiêm trọng PI để đánh giá mức độ nghiêm trọng của một sự cố.
Tuy nhiên với những hệ thống điện có cấu trúc phức tạp thì phương pháp này vẫn còn nhiều hạn chế như sai số và thời gian tính toán lớn.
Phương pháp đánh giá trạng thái được phát triển để khắc phục
những điểm yếu của phương pháp sắp xếp. Nhóm phương pháp này gồm có các phương pháp: Tính toán phân bố công suất một phần; Phương pháp hệ số chuyển tải; Phương pháp mở rộng vùng và phương pháp định vùng.
Chương 2 – CÁC PHẦN MỀM PHÂN TÍCH AN TOÀN
TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN
2.1 Các phần mềm phân tích an toàn hệ thống điện đang được sử dụng hiện nay
Phần mềm PSS/E
Phần mềm PSS/ADEPT
Phần mềm Conus
Phần mềm Power World
2.2 Phân tích an toàn bằng phần mềm PSS/E
Do tính ưu việt của phần mềm và đặc điểm lưới điện nên trong phạm vi luận văn này tác giả sử dụng phần mềm PSS/E để tính toán phân tích an toàn hệ thống điện 110kV khu vực miền Trung.
Các dạng tính toán sự cố trong PSS/E:
2.2.1 Cấu trúc câu lệnh trong file subsystem:
File .sub dùng để mô tả tất cả các bus trong một hệ thống, mà hệ thống đó đã được định nghĩa trong chương trình PSS/E.
Cấu trúc câu lệnh trong file contingency:
F:\DỮ LIỆU COP CỦA CHỊ YẾN\DAI HOC DA NANG\KY THUAT HOA HOC\KY THUAT DIEN\NGUYEN VAN KIEU\TOM TAT
