Tính toán đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả vận hành lưới điện phân phối Điện lực Quảng Điền
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Cùng với sự phát triển của nền kinh tế, xã hội, nhu cầu sử dụng điện của mỗi quốc gia đều tăng nhanh. Việc đảm bảo đáp ứng kịp thời, đầy đủ nhu cầu điện năng, truyền tải điện an toàn, kinh tế đến từng hộ tiêu thụ với chất lượng điện năng cao là tiêu chí quan trọng hàng đầu của mỗi quốc gia.
Để đáp ứng đủ nguồn điện cung cấp cho sự phát triển kinh tế – xã hội đòi hỏi ngành điện phải có những giải pháp thực hiện đầu tư phát triển nguồn, lưới điện đủ để cung cấp cho phụ tải, cũng như đưa ra giải pháp vận hành tối ưu hệ thống điện, ngoài ra phải đảm bảo về chất lượng và độ tin cậy. Tổn thất điện năng luôn là mối quan tâm hàng đầu, nỗi trăn trở của Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) nói chung, Tổng Công ty Điện lực miền Trung (EVNCPC) và Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế (TTHPC) nói riêng. Đối với một doanh nghiệp hoạt động sản xuất kinh doanh điện năng như TTHPC thì việc tiết kiệm điện năng và giảm tổng chi phí sản xuất thông qua việc giảm tỷ lệ tổn thất điện năng là một nhiệm vụ quan trọng. Mặt khác hiện nay Tập đoàn Điện lực Việt Nam đã xây dựng đề án lộ trình giảm tổn thất điện năng giai đoạn 2020-2025, trong đó giao cho Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế thực hiện đến năm 2025 phấn đầu giảm tỷ lệ tổn thất điện năng là 4,22%.
Lưới điện phân phối của Công Điện lực Thừa Thiên Huế quản lý được xây dựng từ trước năm 1975, mặc dù hàng năm đều được đầu tư sửa chữa nâng cấp, xây dựng mới, tuy nhiên do nguồn vốn được phân bổ có hạn nên hệ thống lưới điện phân phối hiện hữu chưa đáp ứng với tốc độ phát triển nhu cầu sử dụng điện của địa phương, dẫn đến các tuyến đường dây và trạm biến áp bị quá tải, tổn thất điện năng có chiều hướng tăng. Vì vậy để đảm bảo thực hiện đạt tỷ lệ tổn thất điện năng 4,22% vào năm 2025 và các năm tới theo kế hoạch được giao, cần phải có các giải pháp hữu hiệu để giảm tổn thất điện năng. Điện lực Quảng Điền là một trong những đơn vị có tổn thất điện năng cao nhất trong toàn TTHPC.
Vì vậy, tôi chọn đề tài của luận văn là: “Tính toán đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả vận hành lưới điện phân phối Điện lực Quảng Điền” để thực hiện.
2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
Đối tượng nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu: Lưới điện phân phối Điện lực Quảng Điền.
Phạm vi nghiên cứu: Tổn thất điện năng trên lưới điện phân phối trung thế 22kV thuộc Điện lực Quảng Điền.
Giảm tổn thất điện năng sẽ giảm được phần chi phí đầu tư nguồn điện, dây dẫn, ngoài ra còn giảm được chi phí sản xuất trong khâu mua và bán điện, tăng lợi nhuận cho TTHPC, tăng hiệu quả sản xuất kinh doanh của đơn vị, và tăng thu nhập cho người lao động.
Hằng năm EVNCPC luôn có các dự án đầu tư nhằm mục đích giảm tổn thất điện năng đã đăng ký với Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN). Để tận dụng nguồn vốn đầu tư, vận hành tối ưu hệ thống lưới điện phân phối Điện lực Quảng Điền quản lý nhằm mục đích giảm tổn thất điện năng. Việc nghiên cứu đề xuất các giải pháp giảm tổn thất điện năng lưới điện phân phối Điện lực Quảng Điền là cần thiết.
4. Phương pháp nghiên cứu:
– Xây dựng đồ thị phụ tải điển hình.
– Sử dụng phần mềm PSS/ADEPT để tính toán tổn thất công suất và tổn thất điện năng hiện trạng.
– Đưa ra giải pháp để nâng cao hiệu quả kinh tế trong vận hành theo 02 nhóm giải pháp:
- Nhóm giải pháp về quản lý;
- Nhóm giải pháp về kỹ thuật.
5. Cấu trúc luận văn:
Mở đầu.
Chương 1: Tổng quan về lưới điện phân phối Điện lực Quảng Điền – Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế.
Chương 2: Cơ sở tính toán tổn thất điện năng lưới điện phân phối và phần mềm tính toán.
Chương 3: Tính toán, đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả vận hành lưới điện phân phối Điện lực Quảng Điền.
Kết luận và kiến nghị.
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THUỘC ĐIỆN LỰC QUẢNG ĐIỀN– CÔNG TY ĐIỆN LỰC THỪA THIÊN HUẾ
1.1 Giới thiệu về Công Ty Điện lực Thừa Thiên Huế
1.2 Đặc điểm của lưới điện phân phối khu vực Điện lực Quảng Điền – Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế.
1.2.1 Khái quát về Điện lực Quảng Điền.
1.2.2 Đặc điểm lưới điện phân phối Điện lực Quảng Điền.
1.3 Hiện trạng về tổn thất điện năng trên lưới điện phân phối của Điện lực Quảng Điền– Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế.
Tổn thất điện năng hiện nay của lưới điện Điện lực Quảng Điền năm 2021 theo phiên ghi ngày 1 đang ở mức 6,28%, trong đó tổn thất trung thế là 3,37% và tổn thất hạ thế ở mức 2,91% [1].
Theo lộ trình đến năm 2022, tổn thất điện năng của Điện lực Quảng Điền sẽ giảm về mức 4,46%, tương ứng tổn thất trung thế giảm xuống dưới 2,85%.
Biểu đồ tỷ lệ Tổn thất điện năng theo phiên ghi ngày 1 của khu vực Điện lực Quảng Điền qua 03 năm gần nhất được thể hiện ở Hình 1.2.
Hình 1.2 Tỷ lệ TTĐN theo phiên ghi ngày 1 của Điện lực Quảng Điền từ năm 2018 đến năm 2021
1.4 Tình hình thực hiện các chỉ tiêu độ tin cậy của Điện lực Quảng Điền.
1.5 Các đồ thị phụ tải điển hình của lưới điện phân phối Điện lực Quảng Điền.
1.5.1 Phương pháp xây dựng biểu đồ phụ tải điển hình.
Biểu đồ phụ tải điển hình của trạm 110/22kV được xây dựng trên cơ sở số liệu của một năm các xuất tuyến 22kV của Điện lực Quảng Điền (số liệu được lấy phụ tải trung bình theo mùa). Số liệu được đọc trực tiếp qua các thiết bị đo đếm được lắp đặt tại đầu trạm 110/22kV, tần suất lấy số liệu là 60 phút/lần, lấy vào đầu mỗi giờ.
Các số liệu ngày điển hình theo mùa được tính là số liệu trung bình của từng thời điểm ngày trong mùa (một ngày có 24 thời điểm tương ứng với 24 giờ trong ngày).
1.5.2 Tính toán chia nhóm phụ tải.
Thực hiện chia nhóm phụ tải theo Thông tư quy định nội dung, phương pháp và trình tự thực hiện nghiên cứu phụ tải điện số 19/2017/TT-BCT ngày 29 tháng 9 năm 2017 của Bộ Công Thương [2]. Thành phần phụ tải điện là phụ tải điện được phân loại theo cơ cấu tiêu thụ điện, bao gồm 6 nhóm:
– Nhóm I: Nông nghiệp – Lâm nghiệp – Thủy sản.
– Nhóm II: Công nghiệp – Xây dựng.
– Nhóm III: Thương mại – Dịch vụ.
– Nhóm IV: Sinh hoạt.
– Nhóm V: Nhà hàng – Khách sạn.
– Nhóm VI: Các hoạt động khác.
1.5.3 Biểu đồ phụ tải lưới điện phân phối Điện lực Quảng Điền
Tại khu vực Điện lực Quảng Điền có đầy đủ 6 nhóm phụ tải. Nhưng chiếm phần lớn là nhóm phụ tải phục vụ cho Sinh hoạt và các loại phụ tải khác. Dẫn đến việc công suất vào khoảng thời gian ban ngày thường được tăng cao.
Biểu đồ phụ tải ngày điển hình theo mùa khô và mùa mưa được thể hiện ở Hình 1.3
1.6. Kết luận
Điện lực Quảng Điền là một đơn vị thành viên của Công ty điện lực Thừa Thiên Huế. Đặc điểm lưới điện phân phối Điện lực Quảng Điền là lưới điện nông thôn miền biển, bán kính cấp điện rộng, đã được đầu tư từ nhiều năm, một số đoạn đường dây đã được sửa chữa, nâng cấp tuy nhiên do mức độ đầu tư – sửa chữa còn giới hạn. Đó là một trong nhiều nguyên nhân dẫn đến TTĐN trong khu vực còn cao so với các khu vực còn lại trong toàn TTHPC.
Tổn thất điện năng của lưới điện Điện lực Quảng Điền đang thực hiện đến 30/09/2022 theo phiên ghi ngày 1 đang ở mức 4,99%, trong đó tổn thất trung thế là 2,87% và tổn thất hạ thế ở mức 3,64%
Theo lộ trình đến cuối năm 2022, tổn thất điện năng của Điện lực Quảng Điền sẽ giảm về mức 4,46%, do đó đề tài luận văn sẽ tập trung tính toán và đề xuất một số giải pháp giảm tổn thất điện năng và nâng cao độ tin cậy vận hành cho lưới điện của Điện lực Quảng Điền.
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI VÀ PHẦN MỀM TÍNH TOÁN
ĐIỆN LỰC QUẢNG ĐIỀN
Tổn thất điện năng trên hệ thống điện là lượng điện năng tiêu hao cho quá trình truyền tải và phân phối điện từ thanh cái các nhà máy điện qua hệ thống lưới điện truyền tải, lưới điện phân phối đến các hộ sử dụng điện.
Trong hệ thống điện, TTĐN phụ thuộc vào sản lượng điện truyền tải, khả năng của hệ thống, đặc điểm vật lý của lưới điện và ảnh hưởng của công tác quản lý. Tổn thất điện năng được chia thành 2 loại: TTĐN kỹ thuật và TTĐN phi kỹ thuật (còn gọi là TTĐN thương mại).
2.1.1 Tổn thất điện năng kỹ thuật
Tổn thất kỹ thuật do các nguyên nhân chủ yếu sau:
– Đường dây dài, bán kính cấp điện lớn, tiết diện dây dẫn quá nhỏ, đã lâu không được đầu tư cải tạo, trong quá trình vận hành làm tăng nhiệt độ dây dẫn, điện áp giảm thấp và tăng TTĐN.
– Máy biến áp vận hành không tải, non tải hoặc quá tải;
– Do thiết bị cũ, lạc hậu, có hiệu suất thấp;
– Thành phần sóng hài của các phụ tải công nghiệp tác động vào các cuộn dây máy biến áp làm tăng TTĐN;
– Tổn thất dòng rò: Sứ cách điện, chống sét van và các thiết bị không được kiểm tra, bảo dưỡng hợp lý.
– Hệ thống nối đất trực tiếp, lặp lại không tốt, trị số lớn dẫn đến TTĐN cao.
– Hành lang tuyến không đảm bảo: cây cối chạm vào đường dây gây TTĐN hoặc sự cố.
– Hiện tượng quá bù, vị trí đặt bù, dung lượng bù không hợp lý làm tăng TTĐN.
– Vận hành với sơ đồ kết dây không tối ưu hoặc khi sự cố phải vận hành với phương thức bất lợi làm tăng TTĐN.
– Công tác cân pha, san tải không đúng, dòng Io tăng cao làm tăng tổn thất trên dây trung tính, dây pha và cả trong MBA, gây quá tải ở pha có dòng điện lớn.
– Phụ tải có hệ số Cosφ thấp, bù thiếu, công suất phản kháng truyền tải trên hệ thống cao và tăng TTĐN.
– Các điểm tiếp xúc, các mối nối tiếp xúc kém làm tăng nhiệt độ, tăng TTĐN.
– Các đường dây điện áp cao từ 110kV trở lên có thể có hiện tượng vầng quang điện gây TTĐN.
2.1.2 Tổn thất phi kỹ thuật
Tổn thất phi kỹ thuật do các nguyên nhân sau:
– Các thiết bị đo đếm như: công tơ, TU, TI có thông số định mức quá lớn hay quá nhỏ so với phụ tải hoặc không đạt cấp chính xác.
– Do các tác động có chủ định làm hư hỏng, sai lệch cho hệ thống đo đếm, can thiệp làm tăng sai số công tơ, câu móc trực tiếp vào lưới điện nhằm sử dụng điện không qua đo đếm, sử dụng nguội ngoài; sử dụng nguội công tơ khác…vv
– Sai sót trong khâu quản lý: TU mất pha, TI ngược cực tính, công tơ cháy hỏng không thay thế, truy thu; không thực hiện đúng chu kỳ kiểm định và thay thế công tơ định kỳ theo quy định của Pháp lệnh đo lường;
– Lắp đặt sai dòng, sai áp, thiếu dòng, thiếu áp, đảo dòng, đảo áp, lắp đặt sai hệ số nhân hệ thống đo đếm…vv.
– Sai sót trong nghiệp vụ kinh doanh: đọc sai chỉ số, chốt chỉ số công tơ không đúng ngày quy định, cập nhật sai mã lộ, mã TBA, tổng hợp không chính xác; Sai hệ số nhân hệ thống đo đếm như: cập nhật sai tỷ số biến, cập nhật sai hệ số nhân vào chương trình tính toán hóa đơn…vv.
– Khách hàng phát sinh mới, không đưa vào khai thác, tính toán hóa đơn.
– Sai sót thống kê phân loại và tính hóa đơn khách hàng.
2.1.3 Vai trò việc xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng.
Việc xác định tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong lưới điện có vai trò hết sức to lớn, quyết định đến tất cả tính toán kinh tế kỹ thuật trên lưới điện. Là mối quan tâm hàng đầu của các Công ty Điện lực.
Nhìn chung, không có cách xác định chính xác TTĐN. Có nhiều nguyên nhân, nhưng chủ yếu là vì thiếu thông tin do hệ thống đo lường chưa đầy đủ và đồng bộ, số liệu về lưới điện và phụ tải không chính xác… Bởi vậy, thực chất việc xác định TTĐN là đánh giá hoặc dự báo TTĐN.
Tổn thất công suất hiện nay có thể tính toán qua các phần mềm tính toán, tuy nhiên việc tính toán vẫn còn hạn chế ở mức là mô phỏng và tính toán gần đúng.
Tính đúng được tổn thất công suất sẽ hỗ trợ giúp cho công tác đầu tư, công tác quản lý vận hành và là nền tảng cho các tính toán hiệu quả đầu tư.
2.1.4 Ý nghĩa việc xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng.
Việc xác định đúng tổn thất công suất và tổn thất điện năng góp phần giúp cho việc định hướng đúng trong công tác điều hành của các Công ty Điện lực, giúp xác định đúng nguyên nhân gây ra tổn thất và có giải pháp để thực hiện giảm TTĐN.
Tuy vậy, chúng ta không giảm tổn thất điện năng bằng mọi giá mà phải cân đối, dựa trên cơ sở hiệu quả đầu tư và khả năng cung cấp điện ổn định trên lưới. Đầu tư phát triển hệ thống điện với mục tiêu đảm bảo đủ điện cho phát triển kinh tế xã hội phục vụ đời sống nhân dân, ngày càng nâng cao chất lượng, độ tin cậy cấp điện. Trong đó, lưới điện sẽ được tăng cường hiện đại hơn, đảm bảo vận hành an toàn, tin cậy và góp phần giảm TTĐN.
F:\DỮ LIỆU MỚI CẦN ĐỔI TÊN VÀ ĐĂNG 2025\TAI LIEU C YEN-2024\LUẬN VĂN\TÍNH TOÁN ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC QUẢNG ĐIỀN\TOM TAT
