Phân tích độ nhạy và đề xuất nâng cao hiệu quả vận hành hệ thống điện 110 kV tỉnh Khánh Hòa giai đoạn đến năm 2025
MỞ ĐẦU
Tính cấp thiết của đề tài
Hệ thống điện là một mạng lưới vô cùng phức tạp với rất nhiều các phần tử cùng tham gia hoạt động. Ngoài việc phát công suất một cách tối ưu nhất để đảm cung cấp đầy đủ cho phụ tải và đạt được chi phí vận hành thấp nhất, thì độ tin cậy của hệ thống luôn là một yếu tố hàng đầu trong vận hành hệ thống điện.
Tuy nhiên, có rất nhiều yếu tố có thể ảnh hưởng xấu, làm giảm độ tin cậy của hệ thống điện gây hậu quả vô cùng lớn về mặt kinh tế.
Do đó, để đảm bảo độ tin cậy của hệ thống điện cần có những công cụ nhằm tính toán đánh giá những phần tử, yếu tố có thể gây hại cho hệ thống nhằm đưa ra các biện pháp cải thiện và khắc phục tránh gây ảnh hưởng hoặc làm mất điện của khách hàng.
Từ yêu cầu trên, tác giả quyết định chọn đề tài “Phân tích độ nhạy và đề xuất nâng cao hiệu quả vận hành hệ thống điện 110 kV tỉnh Khánh Hòa giai đoạn đến năm 2025” nhằm xây dựng một công cụ để đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến độ tin cậy.
Mục đích nghiên cứu
Mục đích của đề tài là xây dựng một công cụ nhằm tính toán các hệ số về độ nhạy, sau đó áp dụng các hệ số đó để xác định nhanh chóng các phần tử khi xảy ra sự cố có thể gây nguy hiểm nhất đối với hệ thống điện.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: cơ sở lý thuyết về mô hình toán của hệ số GSHF và LODF, tìm hiểu phần mêm GAMs nhằm xây dựng công cụ tính toán. Tìm hiểu về hiện trạng vận hành của hệ thống điện 110 kV của tỉnh Khánh Hòa giai đoạn đến năm 2025 từ đó dùng các hệ số độ nhạy để đánh giá hiệu quả vận hành.
Phạm vi nghiên cứu: đề tài sử dụng các số liệu kỹ thuật của hệ thống điện 110 kV của tỉnh Khánh Hòa các năm 2022 và năm 2025, từ đó xây dựng các kịch bản. Đề tài tập trung tìm hiểu về cơ sở lý thuyết về độ nhạy nhằm xây dựng công cụ để đánh giá các kịch bản đóĐối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: thu thập và phân tích các tài liệu, ngôn ngữ lập trình và công nghệ liên quan đến đề tài.
Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: phân tích yêu cầu thực tế của bài toán và xây dựng chương trình ứng dụng. Thử nghiệm và đánh giá kết quả
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Về mặt lý thuyết, kết quả nghiên cứu có thể làm tài liệu tham khảo cho các đơn vị phát triển các công cụ cho việc đánh hiệu quả vận hành trên lưới
Về mặt thực tiễn, xây dựng một công cụ nhằm đánh giá độ tin cậy của hệ thống điện.
Bố cục luận văn
Nội dung của luận văn được chia thành 4 chương như sau:
Chương 1: Tổng quan về hệ thống điện Việt Nam và hệ thống điện tỉnh Khánh Hòa
Chương 2: Tổng qua về độ nhạy của hệ thống điện (sensivity factors): khái quát về cơ sở lý thuyết của các hệ số độ nhạy, đưa ra các giả thiết ban đầu và xây dựng mô hình tính toán.
Chương 3: Xây dựng công cụ tính toán, lựa chọn và phân tích các phần tử ảnh hưởng đến hiệu quả vận hành của lưới điện tỉnh Khánh Hòa: nghiên cứu về phần mềm sử dụng nhằm lập trình xây dựng công cụ tính toán, lựa chọn và áp dụng công cụ tính toán để tính toán các phần tử ảnh hưởng đến vận hành của lưới điện tỉnh Khánh Hòa
Chương 4: Đánh giá hiện trạng, tương lai của lưới điện tỉnh Khánh Hòa và đưa ra các biện pháp cải thiện: Dựa trên các kết quả của Chương 3 để đánh giá hiệu quả vận hành và đưa ra các giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả vận hành
CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM VÀ TỈNH KHÁNH HÒA
. Hiện trạng hệ thống điện Việt Nam
- . Hiện trạng phụ tải điện Việt Nam
- . Hiện trạng nguồn điện Việt Nam
- . Hiện trạng lưới điện truyền tải
- . Lưới truyền tải 500 kV
- . Lưới điện 110 kV – 220 kV
- . Hiện trạng hệ thống điện tỉnh Khánh Hòa
- . Hiện trạng nguồn điện tỉnh Khánh Hòa
- . Hiện trạng lưới điện
- . Dự báo nhu cầu phụ tải của tỉnh Khánh Hòa
- . Phân vùng phụ tải
- . Dự báo nhu cầu phụ tải
- . Kế hoạch xây dựng nguồn và lưới điện khu vực tỉnh Khánh Hòa
- . Nguồn điện
- . Lưới điện 500 kV
- . Lưới điện 220 kV
- . Lưới điện 110 kV
- . Kết luận
Trong chương này đã giới thiệu tổng quan về hệ thống điện Việt Nam nói chung và hệ thống điện tỉnh Khánh Hòa nói riêng ở hiện tại và trong tương lai
Trong chương tiếp theo sẽ trình bày về thuật toán định xác định các hệ số độ nhạy GSHF và LODF.
CHƯƠNG 2 – TỔNG QUAN VỀ ĐỘ NHẠY CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN
. Độ tin cậy của hệ thống điện
Bài luận văn này không nghiên cứu đến toàn bộ các yếu tố gây ảnh hưởng xấu đến độ tin cậy của hệ thống. Thay vào đó, chỉ tập trung nghiên cứu vào hai yếu tố, đó là: sự thay đổi công suất phát của một nút bất kì (do sự thay đổi công suất của tải hay công suất phát của các nguồn nhiên liệu được phát lên lưới) và việc mất điện trên đường dây bất kì của mạng truyền tải.
. Tổng quan về độ nhạy của hệ thống điện
. Phương pháp hệ số chuyển công suất phát (GSHF)
- . Định nghĩa
Hệ số này được ký hiệu là và được tính như sau:
(2.1)
Trong đó:
là độ lớn công suất thay đổi trên nhánh ij
là lượng công suất thay đổi tại nút m
Trào lưu công suất mới trên các đường dây còn lại:
Pi = Pi0 + * (2.2)
- . Xây dựng thuật toán
Xét mạng điện 3 nút với các thông số như hình vẽ:
Hình 2.1: Mạng điện 3 nút ví dụ cho việc tính toán GSHF
Phương trình tính toán dòng DC tổng quát :
Pgi – Li = + + … + (2.3)
Trong đó: Pgi là công suất của máy phát tại nút i (MW)
Li là công suất của phụ tải tại nút I (MW)
là góc điện áp tại nút
x là điện kháng đường dây
Tính toán cho mạng 3 nút hình 2.3
Pg2 – L2 = + (2.4a)
Pg3 – L3 = + (2.4b)
Bằng cách thay thế giá trị của xij vào phương trình 2.4 ta có:
Pg1 – L1 = + (2.5a)
Pg2 – L2= + (2.5b)
Pg3 – L3 = + (2.5c)
Với : x12 = 0.1pu
x23 = 0.25pu
x13 = 0.2pu
Phương trình 2.4 có thể viết lại như sau:
=
Với Pi = Pgi – Li
Ma trận B = sau đó ta sẽ có mối quan hệ giữa góc điện áp và công suất bơm vào nút có dạng phương trình sau:
P = B. (2.5)
Trong dòng điện DC bình thường, vector P đã được biết và mục tiêu của chúng ta là tìm được vector . Vấn đề là ma trận B là ma trận suy biến và không có ma trận nghịch đảo.
Một điều đặc biệt là góc điện áp tại nút hệ thống (slackbus) có giá trị bằng 0. Nếu nút hệ thống là nút số 1 thì chúng ta có thể có dạng ma trận sau:
(2.6)
Bây giờ chúng ta có thể có ma trận B nghịch đảo như sau:
= (2.7)
Chúng ta có thể viết lại phương trình 2.6 dưới dạng tổng quát:
(2.8)
Xred = Bred-1 (2.9)
Trong đó: là ma trận rút gọn của góc lệch điện áp
Với ma trận Bred là ma trận B sau khi bỏ đi hàng 1 cột 1 của nút hệ thống. Nếu mạng có n nút thì ma trận Bred sẽ có dạng ma trận vuông (n-1)(n-1). Đối với phần còn lại, bất cứ khi nào có X xuất hiện trong các phương trình thì đó là Xred.
F:\DỮ LIỆU COP CỦA CHỊ YẾN\DAI HOC DA NANG\KY THUAT HOA HOC\KY THUAT DIEN\VU DANG TRUONG AN – ko dùng
