Phân tích sự cố ngẫu nhiên và đề xuất giải pháp để đảm bảo an toàn vận hành lưới điện Công ty truyền tải điện 2
MỞ ĐẦU
Lý do chọn đề tài
Hệ thống điện Việt nam, đa dạng về nguồn và tải, tạo nên cấu trúc hệ thống phức tạp, phụ tải các mùa thay đổi lớn. Lưới điện do Công ty Truyền tải điện 2 quản lý trong thời gian qua không ngừng được mở rộng, nâng cấp. Một số công trình đã đưa vào vận hành trong thời gian gần đây như: Đường dây 500 kV mạch 3: Vũng Áng – Quảng Trạch, Quảng Trạch – Dốc Sỏi, Dốc Sỏi – Pleiku 2. Đường dây 220 kV: Thượng Kon Tum – Quảng Ngãi, Quảng Ngãi – Phù Mỹ, Đông Hà – Lao Bảo; Nâng cấp (mạch kép) đường dây 220 kV Đồng Hới – Đông Hà, Đông Hà – Huế. TBA 220 kV Lao Bảo; nâng công suất các TBA 220 kV Dung Quất, Sơn Hà; TBA 500 kV Dốc Sỏi.
Nhằm đảm bảo vận hành cho HTĐ cũng như lưới điện Công ty Truyền tải điện 2 quản lý theo yêu cầu EVN, EVNNPT; đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải cần phân tích đánh giá tổng thể và dự kiến các tình huống vận hành nguy hiểm nhằm có phương pháp giải quyết thích hợp kịp thời. Vì vậy, tác giả chọn đề tài “PHÂN TÍCH SỰ CỐ NGẪU NHIÊN VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ĐỂ ĐẢM BẢO AN TOÀN VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN CÔNG TY TRUYỀN TẢI ĐIỆN 2” làm đề tài luận văn tốt nghiệp.
Mục đích và mục tiêu của đề tài
– Mục đích của đề tài là căn cứ dữ liệu thực tế của hệ thống điện 220 kV – 500 kV thuộc Công ty Truyền tải điện 2 quản lý và trên cơ sở lý thuyết của môn học phân tích an toàn hệ thống điện, sử dụng phần mềm tính toán Powerworld simulator để tính toán, phân tích các chế độ vận hành, lập danh sách các sự cố có thể xảy ra gây nguy cơ mất an toàn trong vận hành, đồng thời đề xuất các giải pháp vận hành hiệu quả, đảm bảo vận hành an toàn lâu dài cho khu vực.
– Mục tiêu của đề tài:
+ Xây dựng chính xác cơ sở dữ liệu của hệ thống điện 220 kV – 500 kV thuộc Công ty Truyền tải điện 2 quản lý;
+ Xác định được danh sách các sự cố gây mất an toàn trên lưới điện;
+ Đánh giá, đề xuất phương án vận hành hợp lý kịp thời và đảm bảo vận hành an toàn về lâu dài.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
– Đối tượng nghiên cứu của đề tài: Lưới điện 220 kV – 500 kV thuộc Công ty Truyền tải điện 2 quản lý.
– Phạm vi nghiên cứu của đề tài:
+ Nghiên cứu kết cấu lưới điện 220 kV – 500 kV thuộc Công ty Truyền tải điện 2 quản lý và các nguồn/tải đấu nối vào lưới;
+ Tính toán kiểm tra trào lưu công suất trên các đường dây, máy biến áp và giá trị điện áp tại các nút trong tình huống vận hành bình thường và khi sự cố một phần tử (N-1), hai phần tử (N-2). Từ đó đề xuất các giải pháp thích hợp nhằm nâng cao an toàn vận hành lưới điện.
Phương pháp nghiên cứu
– Nghiên cứu lý thuyết phân tích an toàn HTĐ, giải tích mạng điện và phần mềm tính toán lưới điện để áp dụng phân tích an toàn HTĐ;
– Thu thập cấu trúc lưới điện hiện trạng của khu vực, thông số chi tiết các nguồn lưới điện công ty Truyền tải điện 2 quản lý;
– Xây dựng, thiết lập cơ sở dữ liệu lưới điện trên phần mềm PW để phân tích an toàn và đề xuất giải pháp giải quyết các tình huống nguy hiểm.
Đặt tên đề tài
Căn cứ vào mục tiêu và nhiệm vụ nêu trên đề tài được đặt tên: “Phân tích sự cố ngẫu nhiên và đề xuất giải pháp để đảm bảo an toàn vận hành lưới điện Công ty truyền tải điện 2”.
Bố cục luận văn
Với mục tiêu đề tài như trên, bố cục luận văn gồm các phần sau:
Mở đầu
Chương I: Cơ sở lý thuyết về phân tích an toàn
Chương II: Hiện trạng lưới điện Công ty truyền tải điện 2 và ứng dụng phần mềm phân tích an toàn.
Chương III: Phân tích sự cố ngẫu nhiên lưới Công ty truyền tải điện 2 và giải pháp đảm bảo vận hành an toàn.
Kết luận và các kiến nghị
Tài liệu tham khảo.
Bản sao quyết định giao đề tài
CHƯƠNG 1
CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ PHÂN TÍCH AN TOÀN
1.1. Ngữ cảnh về yêu cầu phân tích an toàn hệ thống
- Yêu cầu về vận hành an toàn hệ thống
- Chức năng của phân tích an toàn hệ thống điện
Phân tích an toàn hệ thống điện bao gồm ba (03) chức năng chính:
– Chức năng kiểm soát hệ thống
– Chức năng phân tích sự cố ngẫu nhiên
– Chức năng phân tích hoạt động hiệu chỉnh
- Ngữ cảnh về phân tích an toàn hệ thống
Việc dự báo tình trạng hoạt động của hệ thống sau khi cắt một phần tử hoặc sau khi xảy ra sự thay đổi trạng thái làm việc của hệ thống là một yêu cầu rất quan trọng và cần được đánh giá ở thời gian thực. Trình tự thực hiện là sẽ phải tính toán mô phỏng tất cả các sự cố, tính toán phân bố công suất và giá trị điện áp tại các nút đối với từng sự cố và đưa ra giải pháp giải quyết.
Quy trình thực hiện thể hiện như sau (xem Hình 1.1):
(2)
Dữ liệu trong thời gian thực
Thuật toán phân tích nhanh sự cố
Danh sách sự cố có thể nguy hiểm
Phân tích đầy đủ sự cố
Xuất ra những sự cố nào gây mất an toàn hệ thống
(2)
(1)
(1)
(2)
(2)
Hình 1.1- Quy trình phân tích an toàn trong thời gian thực
(1): Phương pháp truyền thống
(2): Phương pháp áp dụng trong thời gian thực
1.2. Một số phương pháp phân tích nhanh sự cố
1.2.1. Phương pháp sắp xếp
1.2.2. Các phương pháp đánh giá trạng thái
– Phương pháp tính toán phân bố công suất một phần (1P-1Q)
– Phương pháp hệ số chuyển tải
– Phương pháp mở rộng vùng
– Phương pháp định vùng
1.3. Kết luận chương 1
Trong chương 1 đã giới thiệu về ngữ cảnh của việc phân tích an toàn và đi chi tiết vào các phương pháp phân tích nhanh sự cố để có thể lập ra danh sách các sự cố nguy hiểm, để từ đó ta thực hiện phân tích an toàn cho lưới điện và xây dựng các giải pháp phòng ngừa để tái lập vận hành an toàn cho lưới điện.
Dựa trên các phương pháp phân tích hiện nay, một số phần mềm ứng dụng cũng đã ra đời, hỗ trợ rất nhiều cho người vận hành đáp ứng mục tiêu vận hành an toàn hệ thống (VD: Powerworld Simulator, CONUS, PSS/E, PSS/ADEPT…).
CHƯƠNG 2
HIỆN TRẠNG LƯỚI ĐIỆN CÔNG TY TRUYỀN TẢI ĐIỆN 2 VÀ ỨNG DỤNG PHẦN MỀM PHÂN TÍCH AN TOÀN
2.1 Giới thiệu chung về công ty Truyền tải điện 2 (PTC2)
2.1.1 Qui mô lưới điện do công ty Truyền tải điện 2 quản lý
Công ty Truyền tải điện 2 có nhiệm vụ quản lý vận hành và đầu tư phát triển lưới điện truyền tải điện 220 – 500 kV trong phạm vi 7 tỉnh Miền Trung bao gồm: Quảng Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên Huế, Đà Nẵng, Quảng Nam, Quảng Ngãi, Kon Tum.
Công ty Truyền tải điện 2 hiện đang quản lý vận hành các ĐZ & TBA như sau:
– Khối lượng đường dây 500 kV: 12 xuất tuyến đường dây 500 kV với tổng chiều dài hơn 2.628 km
– Khối lượng đường dây 220 kV: 51 xuất tuyến đường dây 220 kV với tổng chiều dài hơn 2.142 km
– Khối lượng TBA 500 kV: 04 trạm biến áp 500 kV với tổng dung lượng MBA 500 kV là 3.000 MVA và MBA 220 kV là 750 MVA
– Khối lượng TBA 220kV: 15 trạm biến áp 220 kV với tổng dung lượng MBA 220 kV là 5.637 MVA và tổng dung lượng MBA 110kV là 512 MVA.
2.1.2 Tình hình vận hành lưới điện do công ty Truyền tải điện 2 quản lý
Tình hình đầy và quá tải đối với các đường dây và MBA trên lưới PTC2 vẫn thường xuyên xảy ra, trong công tác quản lý vận hành cũng có xảy ra sự cố gây gián đoạn cung cấp điện. Thực tế vận hành trong các năm qua cho thấy sự cố do các nguyên nhân sau:
– Do thiên tai: Giông sét, lốc xoáy, sương muối dày đặc.
– Do chất lượng thiết bị vận hành lâu năm kém tin cậy (Hư hỏng MBA, kháng điện, tụ bù dọc, TU, các rơle nội bộ MBA…)
– Do hư hỏng, chạm chập mạch nhị thứ.
– Do cháy rừng, đốt rẫy, vi phạm khoảng cách an toàn lưới điện.
Việc sự cố cắt một đường dây, đặc biệt là các đường dây 500 kV liên kết Bắc – Nam, các đường dây 220 kV trọng yếu mang tải lớn sẽ làm quá tải các đường dây còn lại đẩy hệ thống vào các điều kiện vận hành nặng nề, điện áp giảm thấp, tổn thất điện năng tăng cao và trong một số trường hợp gây ra dao động công suất dẫn đến rã lưới, sụp đổ điện áp.
Vì vậy để đảm bảo cho hệ thống điện truyền tải vận hành an toàn, tin cậy, ổn định trong bối cảnh hạ tầng lưới điện chưa phát triển kịp sự phát triển phụ tải, cần phân tích các tình huống nguy hiểm khi xảy ra sự cố ngẫy nhiên (N-1, N-2) trong lưới điện Công ty Truyền tải điện 2 qua đó đề xuất các giải pháp để đảm bảo vận hành.
2.2. Giới thiệu các phần mềm phân tích an toàn hệ thống điện đang được sử dụng hiện nay
– Phần mềm Powerworld Simulator
– Phần mềm PSS/E
– Phần mềm PSS/ADEPT
– Phần mềm CONUS
2.3 Thiết lập sơ đồ lưới điện do công ty Truyền tải điện 2 quản lý bằng phần mềm Powerworld Simulator (PW)
F:\DỮ LIỆU MỚI CẦN ĐỔI TÊN VÀ ĐĂNG 2025\TAI LIEU C YEN-2024\LUẬN VĂN\PHÂN TÍCH SỰ CỐ NGẪU NHIÊN VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ĐỂ ĐẢM BẢO AN TOÀN VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN CÔNG TY TRUYỀN TẢI ĐIỆN 2\TOM TAT
