Tài liệu Báo cáo Khoa học Nghiên cứu ảnh hưởng của các nguồn thủy điện vừa và nhỏ đến chế độ vận hành của lưới điện phân phối các vùng nông thôn: Bỏo cỏo khoa học:
Nghiờn cứu ảnh hưởng của cỏc nguồn thủy điện vừa và
nhỏ đến chế độ vận hành của lưới điện phõn phối cỏc vựng
nụng thụn
Tạp chí KHKT Nông nghiệp 2007: Tập V, Số 2: 71-79 Đại học Nông nghiệp I
Nghiên cứu ảnh h−ởng của các nguồn thủy điện vừa và nhỏ
đến chế độ vận hành của l−ới điện phân phối các vùng nông thôn
Research on the influence of mini and micro hydro-power plants on the distribution
network in rural areas
Trịnh Trọng Ch−ởng1
SUMMARY
In the future, energy sources such as: solar power, wind power, mini and micro
hydro-power plants... will play a more and more important role in the liberalized
electricity market. It should have a significant influence on the power flow, voltage profile
and the power quality.
Rural areas of Vietnam have height potentiality of mini and micro hydro-power plants
with power 1 MW to 30 MW. However there are still few researches on the influence of
mini and micro hydro-power plants on the distribution ne...
11 trang |
Chia sẻ: haohao | Lượt xem: 1164 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Báo cáo Khoa học Nghiên cứu ảnh hưởng của các nguồn thủy điện vừa và nhỏ đến chế độ vận hành của lưới điện phân phối các vùng nông thôn, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Bỏo cỏo khoa học:
Nghiờn cứu ảnh hưởng của cỏc nguồn thủy điện vừa và
nhỏ đến chế độ vận hành của lưới điện phõn phối cỏc vựng
nụng thụn
Tạp chí KHKT Nông nghiệp 2007: Tập V, Số 2: 71-79 Đại học Nông nghiệp I
Nghiên cứu ảnh h−ởng của các nguồn thủy điện vừa và nhỏ
đến chế độ vận hành của l−ới điện phân phối các vùng nông thôn
Research on the influence of mini and micro hydro-power plants on the distribution
network in rural areas
Trịnh Trọng Ch−ởng1
SUMMARY
In the future, energy sources such as: solar power, wind power, mini and micro
hydro-power plants... will play a more and more important role in the liberalized
electricity market. It should have a significant influence on the power flow, voltage profile
and the power quality.
Rural areas of Vietnam have height potentiality of mini and micro hydro-power plants
with power 1 MW to 30 MW. However there are still few researches on the influence of
mini and micro hydro-power plants on the distribution network. This requires a suitable
tool to analyze the influence of such technologies on the distribution system. This paper
presents an algorithm and a method to determine the optimal open points of loops,
analyses and selects the proper modes of operation as well as investigates the influence
of mini and micro hydro-power plants on the distribution network in rural areas.
Key words: Distribution network, mini and micro hydro-power, network reconfiguration.
1. ĐặT VấN Đề1
Qua các công tác nghiên cứu quy hoạch
b−ớc đầu cho thấy tiềm năng thủy điện vừa và
nhỏ (TĐN) ở n−ớc ta rất phong phú. Hiện nay
phong trào xây dựng TĐN đã phát triển rộng
khắp những tỉnh thành có tiềm năng thủy điện
với quy mô công suất từ 5 kW đến hàng ngàn
kW. Kết quả quy hoạch TĐN với quy mô
công suất lớn hơn 1 MW có 409 công trình,
phạm vi phân bố chủ yếu ở các tỉnh miền núi
phía Bắc, miền Trung, khu vực Tây nguyên và
Tây Nam Bộ với tổng công suất là 2.873,74
MW, điện năng đạt 13,403 tỷ kWh. Tổng
cộng có 173 công trình có quy mô công suất
lắp máy từ 5 MW trở lên để xem xét đầu t−
xây dựng với tổng công suất lắp máy là 2296
MW với điện l−ợng trung bình hàng năm là
10,470 tỷ kWh, trong đó có 140 công trình có
chỉ tiêu B/C > 1 (Nguyễn Huy Hoạch, 2005).
1 Khoa Hệ thống điện, Đại học Công nghiệp Hà Nội
Đây là nguồn năng l−ợng khá dồi dào, quan
trọng có thể bổ sung cho l−ới điện quốc gia và
cấp điện cho các vùng ch−a có l−ới điện quốc
gia v−ơn tới. Trong công cuộc phát triển kinh
tế nông thôn và miền núi thì việc khai thác
hợp lý các nguồn TĐN phục vụ nhu cầu cho
phụ tải của khu vực đang trở thành nhu cầu
cấp bách, đem lại hiệu quả cao.
Hầu hết các TĐN n−ớc ta hiện nay đều
không có hồ chứa và hoạt động theo dạng thủy
điện dòng sông. Ngoài các nhà máy có công
suất lớn, còn lại đa số đều do các Điện lực
quản lý và vận hành, đ−ợc đấu nối trực tiếp
vào l−ới phân phối. Trong công tác điều độ
ngày của các Điện lực, việc tính toán phân bố
công suất, chọn điểm mở mạch vòng, ph−ơng
thức vận hành l−ới khi có sự tham gia của các
TĐN sẽ đóng một vai trò quan trọng trong
việc khai thác triệt để nguồn năng l−ợng tự
nhiên, cải thiện chất l−ợng điện năng, giảm
tổn thất và nâng cao độ tin cậy cung cấp điện.
Để phân tích những ảnh h−ởng của TĐN đến
Trịnh Trọng Ch−ởng
chế độ vận hành của l−ới điện phân phối cần
xác định các chế độ phụ tải khác nhau trong
ngày (cực đại, trung bình, cực tiểu) trong điều
kiện chọn điểm mở mạch vòng hợp lý.
2. PHƯƠNG PHáP NGHIÊN CứU
Nội dung ph−ơng pháp nghiên cứu là xác
định mức độ thâm nhập của TĐN vào hệ
thống phân phối điện, cho tăng dần tỷ trong
tham gia của TĐN để quan sát diễn biến điện
áp tại các nút. Để lập đ−ờng cong tổn thất
công suất, chúng tôi tiến hành chia đồ thị phụ
tải thành 3 vùng: phụ tải cực đại (17h - 22h),
phụ tải trung bình (06h - 17h), phụ tải cực tiểu
(22h - 06h), sau đó tính toán chế độ xác lập
trong từng chế độ ứng với mức độ thâm nhập
của TĐN.
Xác định mức độ thâm nhập của TĐN vào
hệ thống phân phối điện
Khi các công trình TĐN đ−ợc xây dựng
ngày càng nhiều thì mức độ thâm nhập của
TĐN vào hệ thống phân phối điện ngày càng
lớn để đáp ứng nhu cầu phụ tải ngày càng
tăng. Vấn đề đặt ra là mức độ thâm nhập của
TĐN có thể chấp nhận đ−ợc là bao nhiêu xét
về độ tin cậy, mức độ ổn định, chế độ vận
hành...Tr−ờng hợp cơ bản ban đầu là không có
sự kết nối giữa TĐN với l−ới, sau đó tăng dần
mức độ tham gia của TĐN từ 1-2-...-n nhà
máy (hoặc có thể xác định theo % tham gia
của TĐN: 0%-:-100%). Mức độ thâm nhập có
thể xem nh− tỷ số giữa l−ợng phát điện tổng
của TĐN với tổng nhu cầu phụ tải:
Mức độ thâm nhập % = ì
∑
∑
TDN
T
P
100
P
(1)
Trong đó:
PTDN: công suất phát của thủy điện nhỏ,
MW
PT: công suất phụ tải, MW
Với giả thiết là tổng nhu cầu phụ tải
khổng đổi trong khoảng thời gian xét thì điều
này dẫn đến sự giảm công suất phát từ các nhà
máy điện trung tâm của hệ thống điện (HTĐ)
quốc gia (do có sự cân bằng công suất giữa
l−ợng phát và tiêu thụ tại mọi thời điểm). Nếu
hệ thống điện hiện thời không đủ mạnh thì
điều này có thể gây ra nhiều vấn đề liên quan
đến chế độ vận hành, độ tin cậy hoặc thậm chí
ở mức độ cao hơn là ổn định HTĐ; điều đó đòi
hỏi có một l−ợng công suất dự trữ đủ lớn
khoảng (10 - 15)% (Belmans, 2004).
Hình 1. Sự tham gia của nguồn TĐN có thể
làm giảm công suất phát của các nhà máy điện
trung tâm
Một khi hệ thống phân phối đ−ợc đặt d−ới
áp lực có sự tham gia của TĐN thì các chế độ
vận hành có thể đ−ợc áp dụng chung hay riêng
biệt. Chỉ tiêu về tổn thất điện năng và tổn thất
điện áp có thể coi nh− là một ph−ơng thức để
xem xét hệ thống có chấp nhận sự tham gia
của TĐN hay không. Công việc này đ−ợc lặp
đi lặp lại cho đến khi các chỉ tiêu đang xem
xét v−ợt quá mức cho phép, từ đó sẽ xác định
đ−ợc mức độ tham gia tối đa của TĐN.
Chọn điểm mở mạch vòng hợp lý trong
điều kiện có nhiều nguồn TĐN
Đối với l−ới điện địa ph−ơng đ−ợc cấp
điện từ l−ới điện quốc gia kết hợp với các nhà
máy thủy điện, tổn thất điện năng trong l−ới
điện ngoài phụ thuộc vào chế độ phụ tải còn
phụ thuộc nhiều vào chế độ phát của thủy
điện. Xét một l−ới phân phối, giả sử kết quả
tính toán tổn thất điện năng của l−ới trong các
ph−ơng án đ−ợc cho trong Bảng I. Từ bảng
tổng hợp trên ta cần chọn ph−ơng án l−ới điện
có ∆Amax (tổn thất điện năng lớn nhất, kWh)
làm ph−ơng án tìm điểm mở tối −u. Việc tìm
các điểm mở tối −u ứng với việc xác định đ−ợc
Trung tâm
nguồn
NLM
Phụ tải
Nghiên cứu ảnh h−ởng của các nguồn thủy điện vừa và nhỏ...
cấu hình l−ới điện hợp lý có ∆Pmin trong
ph−ơng án có ∆Amax để giảm thiểu l−ợng tổn
thất điện năng trong l−ới ứng với chế độ có thể
gây thiệt hại kinh tế lớn nhất (Rubin and
Dragoslav,1997; Tr−ơng Việt Anh, 2004). Đối
với các ph−ơng án khác các điểm mở tối −u có
thể khác với ph−ơng án có ∆Amax, tuy nhiên
trong điều kiện vận hành thực tế thì khó có thể
thay đổi điểm mở liên tục trong mỗi ngày
đêm, nên các điểm mở th−ờng đặt gần nh− cố
định cho đến khi xuất hiện những thay đổi lớn
trong cấu hình l−ới hay thông số phụ tải...thì
mới tính lại. Các b−ớc tính toán chế độ xác lập
của l−ới điện phân phối đ−ợc trình bày theo
Trần Bách (2005).
Bảng 1. Các ph−ơng án xem xét
Chế độ phát
của TĐN
Chế độ phụ tải ∆A (kWh/năm)
Pmax ∆A1
Pt.b ∆A2 PFmax (mùa lũ)
Pmin ∆A3
Pmax ∆A4
Pt.bình ∆A5 PFmin (mùa khô)
Pmin ∆A6
Ghi chú: PFmax: công suất phát cực đại của thủy
điện nhỏ trong mùa lũ, MW.
PFmin: công suất phát cực tiểu của thủy
điện nhỏ trong mùa khô, MW.
Pmax: phụ tải cực đại, MW
Ptb: phụ tải trung bình, MW
Pmin: phụ tải cực tiểu, MW
Trong một mạch vòng kín có nhiều dao
cách ly (DCL), cần xác định chọn DCL nào
mở để đ−a l−ới điện về trạng thái hình tia với
hàm mục tiêu là tổn thất công suất nhỏ nhất
nh−ng vẫn đảm bảo các điều kiện khác nh−:
cung cấp điện đầy đủ cho các phụ tải, không
gây quá tải cho các phần tử của hệ thống, điện
áp các nút phải nằm trong phạm vi cho phép.
Thứ tự −u tiên chọn mạch vòng kín để tính
toán và chọn điểm mở DCL là từ các mạch có
dòng tải lớn nhất đến mạch có dòng tải bé hơn
(Rubin and Dragoslav,1997). Tính toán tổn
thất điện năng của l−ới điện trong 3 chế độ,
kết quả sẽ cho biết tổn thất điện năng lớn nhất
trong tr−ờng hợp nào. Từ đó lựa chọn đ−ợc
chế độ xác lập của l−ới và là cơ sở để tìm điểm
mở hợp lý.
3. ảNH HƯởNG CủA NHà MáY TĐN ĐếN
DIễN BIếN ĐIệN áP Và TổN THấT CÔNG
SUấT CủA MạNG ĐIệN PHÂN PHốI
3.1. Sự thay đổi điện áp tại nút kết nối và
các nút lân cận
Công suất tác dụng phát bởi các máy phát
TĐN sẽ làm tăng điện áp và công suất phản
kháng phát hoặc làm giảm tại nút kết nối và
các nút lân cận. S− thay đổi giá trị điện áp
U∆ tại điểm kết nối NLM đ−ợc xác định bởi
(Bellman et al, 2004):
}{ 2( ). ( ). /∆ = − + −NLM Tj ij NLM Tj ijU P P R Q Q X UU (2)
Trong đó:
,NLM NLMP Q : Công suất phát tác dụng và công suất phát phản kháng của TĐN.
,Tj TjP Q : Công suất tải tác dụng và công suất tải phản kháng.
U : Điện áp nút tại điểm kết nối TĐN.
:ijijij jXRZ += tổng trở tính đến điểm kết nối.
Trịnh Trọng Ch−ởng
Hình 2. Các b−ớc chọn chế độ vận hành Hình 3. Các b−ớc tìm điểm mở hợp lý
3.2. Sự thay đổi tổn thất công suất
Tr−ơng Việt Anh (2004) cho rằng khi
thay đổi công suất phát của TĐN sẽ làm thay
đổi dòng công suất trên các nhánh. Điều đó
dẫn đến dòng điện chạy trên các nhánh sẽ thay
đổi và làm thay đổi l−ợng tổn thất công suất
trong mạng điện nh− sau:
2
*Re 2 ( )i m n loop i
i D i D
P I U U R I
∈ ∈
∆ = − +
∑ ∑
Trong đó:
D: Tập các nút tải sẽ đ−ợc đổi nhánh
Ii: Dòng tải tại nút thứ i
Em, En: Tổn thất điện áp do thành phần
điện trở gây ra tại nút m, n
Rloop: Tổng các điện trở trên vòng kín khi
đóng các khoá điện.
Từ giá trị tổn thất công suất sẽ dễ dàng
xác định đ−ợc tổn thất điện năng thông qua
giá trị thời gian sử dụng công suất lớn nhất
trong năm Tmax.
4. KếT QUả TíNH TOáN áP DụNG
áp dụng cho xuất tuyến 371 trạm 110kV
Tằng Loỏng - Lào Cai
Lộ 371 trạm 110 kV Tằng Loỏng, Lào
Cai, chiều dài trục 60 km, cung cấp điện cho
các phụ tải huyện Văn Bàn và một phần
huyện Bảo Thắng của tỉnh Lào Cai. Công
suất cực đại đạt 11,6 MW (Nguyễn Đăng
Diễn và cs, 2004). Hình 4 và 5 lần l−ợt là sơ
đồ một sợi và đồ thị phụ tải ngày 25/11/2006
Nhập công suất phụ tải ở các chế độ khác
nhau, công suất phát của thủy điện
Đóng tất cả các DCL trong sơ đồ để tạo
lập l−ới điện kín
Giải bài toán phân bố công suất
Tính toán tổn thất điện năng trong l−ới
So sánh để chọn chế độ vận hành
của l−ới điện có tổn thất điện năng
trong năm lớn nhất
Nhập công suất trung bình phụ tải và
công suất phát của các thủy điện ở chế
độ phát hạn chế vào mùa nắng
Đóng tất cả các DCL trong l−ới điện
Giải bài toán phân bố công suất
Mở 1 DCL trên một mạch vòng
có dòng điện đi qua là bé nhất
Giải bài toán phân bố công suất
cho l−ới điện mới
Vi phạm các điều
kiện vận hành
Kết quả
Đóng DCL vừa
mở, mở DCL
hoặc có dòng
điện bé nhất
tiếp theo
L−ới điện hình tia
Có
Không
Có
Nghiên cứu ảnh h−ởng của các nguồn thủy điện vừa và nhỏ...
của lộ 371. Trên đ−ờng trục của lộ 371 có kết
nối với thủy điện Phú Mậu 2 (tại địa điểm xã
Liêm Phú - Văn Bàn, Lào Cai) đ−ợc đ−a vào
sử dụng hoà l−ới điện 35 kV ngày
21/11/2006. Thủy điện Phú Mậu có công suất
lắp máy 6,0 MW, công suất đảm bảo 1,0
MW. Vị trí dao cắt hiện tại đặt tại vị trí giữa
2 nút 18 và 19 trong Hình 4.
Cho tăng dần công suất phát của thủy
điện Phú Mậu từ công suất đảm bảo lên công
suất lắp máy (1,0 MW- 6,0 MW ), tiến hành
quan sát diễn biến điện áp tại tất cả các nút
của lộ 371. Xác định tổn thất công suất tác
dụng trong từng tr−ờng hợp và lập đ−ờng cong
tổn thất công suất tác dụng. Kết quả xác định
đ−ợc trình bày trong các hình 6, 7, 8, 9, 10,
11, 12.
1 2 3 4 5 6 7 8 9
10
11
12
13
14
15 16
17 18 19 20 21 22
23
24
25
26 27 28 29
30
31
32
33
34
35
0
2
4
6
8
10
12
14
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
giờ
Hình 4. Sơ đồ một sợi của lộ 371 Hình 5. Đồ thị phụ tải lộ 371
31
32
33
34
35
36
37
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
nút
1 1.6 2 2.5 3 3.5
4 4.5 5 5.5 6
31
32
33
34
35
36
37
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 25 26 27 28 29 30 31 32 33
nút
U
,k
V
1 1.6 2 2.5 3 3.5
4 4.5 5 5.5 6
Hình 6. Diễn biến điện áp nút trong nhánh có
TĐN khi phụ tải cực đại
Hình 7. Diễn biến điện áp nút trong nhánh không
có TĐN khi phụ tải cực đại
Trịnh Trọng Ch−ởng
33
33.5
34
34.5
35
35.5
36
36.5
37
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
nút
U
,k
V
1 1.5 2 2.5 3 3.5
4 4.5 5 5.5 6
33
33.5
34
34.5
35
35.5
36
36.5
37
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 25 26 27 28 29 30 31 32 33
nut
1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
4.5 5 5.5 6
Hình 8. Diễn biến điện áp nút trong nhánh
có TĐN khi phụ tải trung bình
Hình 9. Diễn biến điện áp nút trong nhánh
không có TĐN khi phụ tải trung bình
34
34.5
35
35.5
36
36.5
37
37.5
38
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
nút
1 1.5 2 2.5 3 3.5
4 4.5 5 5.5 6
34.5
35
35.5
36
36.5
37
37.5
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 25 26 27 28 29 30 31 32 33
nút
U
,k
V
1 1.5 2 2.5 3 3.5
4 4.5 5 5.5 6
Hình 10. Diễn biến điện áp nút trong nhánh
có TĐN khi phụ tải cực tiểu
Hình 11. Diễn biến điện áp nút trong nhánh
không có TĐN khi phụ tải cực tiểu
Để khảo sát mức độ tổn thất điện năng
trong các chế độ phụ tải khác nhau, tiến hành
chia đồ thị phụ tải thành 3 vùng, tính toán tìm
chế độ có tổn thất điện năng lớn nhất.
vùng Pmax = (3,12 - 11,55) MW
Thời gian: 17-:-22 h
vùng Pmin = (2,38 - 3,11) MW
Thời gian: 22-:-06 h
vùng Ptb = (3,11 - 8,88) MW
Thời gian: 06-:-17 h
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6
P (Phu M au),M W
tai max tai tb tai min
Hình 12. Tổn thất công suất tác dụng
khi tăng dần công suất phát của Phú Mậu
Nghiên cứu ảnh h−ởng của các nguồn thủy điện vừa và nhỏ...
Bảng 2. Tổn thất điện năng trên l−ới trong các chế độ phụ tải khác nhau
Thời
gian
Thời
gian Chế độ vận hành ΣPf,
MW
ΣQf,
MVAR
ΣPf (TĐ),
MW
ΣQf
(TĐ),
MVAR
ΣPpt,
MW
ΣQpt,
MVAR
∆P,
MW
h/ngày ng/năm
∆A,
kWh
Mùa m−a 726
Phụ tải cực đại (max) 14,21 7,62 6 3,16 14,0 7,37 0,21 5 150 157,5
Phụ tải trung bình (TB) 9,98 5,24 6 3,16 9,81 5,16 0,17 11 150 280,5
Phụ tải cực tiểu (min) 5,85 3,06 6 3,16 5,61 2,95 0,24 8 150 288
Mùa khô 728,9
Phụ tải cực đại (max) 14,3 8,11 1 0,53 14,0 7,37 0,3 5 215 322,5
Phụ tải trung bình (TB) 9,94 5,36 1 0,53 9,79 5,16 0,15 11 215 354,8
Phụ tải cực tiểu (min) 5,64 2,87 1 0,53 5,61 2,95 0,03 8 215 51,6
Dựa theo kết quả xác định trào l−u công
suất và chế độ vận hành lộ 371 trong chế độ
xác lập ta thấy: trong chế độ phụ tải trung
bình và công suất phát của các nhà máy thủy
điện trong mùa khô là ph−ơng án ứng với tổn
thất điện năng là lớn nhất. Do đó chọn chế độ
phụ tải trung bình và lúc các nhà máy thủy
điện phát vào mùa khô để xét tìm điểm mở
hợp lý trong l−ới. Điểm mở đ−ợc lựa chọn khi
dòng điện chạy trên nhánh đó là nhỏ nhất
trong một mạch vòng kín và đồng thời cũng
cho mức tổn thất điện áp và tổn thất công suất
là nhỏ nhất (Bảng 3 và Bảng 4).
Bảng 3. Kết quả xác định phân bố công suất trên các nhánh
Nhánh Công suất, MVA I, A ∆U, kV Điểm mở lựa chọn
1-2 8,96+j4,80 278,5 0,24
2-3 8,89+j4,72 277,7 0,12
3-4 8,59+j4,55 268,9 0,12
4-5 8,43+j4,45 264,7 0,12
5-6 8,36+j4,41 262,9 0,11
6-7 8,09+j4,24 255,2 0,22
7-8 4,51+j2,33 142,7 0,19
8-9 4,28+j2,19 136,1 0,06
9-10 4,16+j2,13 132,1 0,11
10-11 4,11+j2,096 131,2 0,06
11-12 3,91+j1,99 124,9 0,16
12-13 3,79+j1,92 121,3 0,16
13-14 3,76+j1,90 120,8 0,32
14-15 3,55+j1,79 114,6 0,09
15-16 3,22+j1,61 104,1 0,05
16-17 2,57+j1,27 83 0,11
17-18 1,11+j0,54 35,9 0,01
Trịnh Trọng Ch−ởng
Nhánh Công suất, MVA I, A ∆U, kV Điểm mở lựa chọn
18-19 0,89+j0,43 25,8 0,04
19-20 0,79+j0,38 25,4 0,01
20-21 0,46+j0,22 14,8 0,02
21-22 0,23+j0,15 7,9 0,001 KH-CKen
22-23 0,50+j0,28 16,9 0,02
23-24 0,33+j0,17 10,7 0,01
23-36 0,998+j0,534 33 0,1
17-25 1,16+j0,56 37,3 0,01
25-26 1,04+j0,50 33,4 0,04
26-27 0,98+j0,48 31,6 0,05
27-28 0,84+j0,40 27,1 0,01
28-29 0,71+j0,34 23 0,01
29-30 0,63+j0,30 20,4 0,01
30-31 0,47+j0,22 15 0,02
31-32 0,29+j0,14 9,3 0,02
32-33 0,278+j0,136 8,9 0,01
33-34 0,18+j0,091 5,9 0,01
Sơ đồ thuật toán tìm điểm mở hợp lý
trong hệ thống điện có xét đến các nguồn
thủy điện vừa và nhỏ đ−ợc trình bày trên hình
3. Chọn chế độ phụ tải trung bình trong mùa
khô, tính toán xác định phân bố công suất
trong sơ đồ l−ới điện tìm đ−ợc điểm mở hợp
lý trong l−ới là ChiengKen - KhanhHa. Với
ph−ơng thức vận hành cũ, vi trí dao cắt đặt tại
vị trí XuongGo - LamNghiep, vị trí dao cắt
mới đã cho tổn thất công suất nhỏ hơn so với
kết quả tính toán của Nguyễn Đăng Diễn và
cs (2004).
Bảng 4. Tổn thất công suất trong l−ới sau khi tìm điểm mở trong các chế độ phụ tải khác nhau
S thủy điện (MVA) S phụ tải ÄP
Chế độ phụ tải Σ Sphát (MVA)
Mựa m−a Mựa khụ (MVA) (MW)
ÄP (%)
6,0+j3,16 0.18 1,29
Pmax 14,15+j7,58
1,0+j0,526
14,0+j7,37
0.14 1,0
6,0+j3,16 0.13 1,33
Pt.bỡnh 9,89+j5,20
1,0+j0,526
9,81+,5,16
0.10 1,02
6,0+j3,16 0.31 5,5
Pmin 5,90+j2,97
1,0+j0,526
5,61+j2,95
0.07 1,25
Qua kết quả xác định điểm mở cho thấy:
Khi thủy điện Phú Mậu phát hết công suất
trong chế độ phụ tải cực đại, phụ tải trung
bình sẽ có tác dụng làm giảm tổn thất công
suất trong l−ới. Khi công suất phát của Phú
Mậu chiếm 37 - 40% công suất phụ tải phụ tải
cực đại và 30 - 32% công sất phụ tải trung
bình sẽ cho mức tổn thất nhỏ nhất trong các
chế độ này.
Nghiên cứu ảnh h−ởng của các nguồn thủy điện vừa và nhỏ...
Trong chế độ phụ tải cực tiểu, nếu Phú
Mậu phát hết công suất trong mùa lũ sẽ làm
gia tăng tổn thất công suất trong l−ới, điện áp
nút sẽ v−ợt quá giá trị định mức (quá áp).
Kết quả cũng cho thấy khi công suất phát
của TĐN t−ơng đối nhỏ so với phụ tải của
xuất tuyến mà nó nối vào và nằm xa phụ tải
thì hiệu quả cải thiện tổn thất công suất là
không đáng kể. Nó chỉ phát huy tác dụng khi
nằm gần phụ tải. Khi công suất phát của TĐN
lớn hơn công suất phụ tải của xuất tuyến mà
nó kết nối và càng nằm xa phụ tải sẽ làm tăng
tổn thất công suất tác dụng.
Trong chế độ phụ tải cực tiểu nếu TĐN
phát hết công suất vào mùa lũ thì sẽ có hiện
t−ợng phát ng−ợc công suất phản kháng vào
l−ới điện truyền tải qua các máy biến áp 110
kV (nhất là khi trong l−ới có lắp đặt các tụ bù
tĩnh). Sau khi tìm đ−ợc điểm mở, xác định lại
tổn thất công suất đã cho thấy tổn thất công
suất tác dụng đã giảm rõ rệt trong các chế độ
làm việc khác nhau của phụ tải.
4. KếT LUậN
Qua khảo sát diễn biến điện áp và tổn
thất công suất trong các chế độ khác nhau
cho thấy: tuỳ thuộc vào chế độ phụ tải mà các
nhà máy TĐN nên có chế độ vận hành thích
hợp nhằm mục tiêu giảm tổn thất công suất,
cảI thiện chất l−ợng điện năng (nh− đã nhận
xét ở trên).
Thông qua việc tính toán chế độ xác lập
của l−ới có xét đến ảnh h−ởng của các nhà
máy thủy điện vừa và nhỏ, áp dụng để giải
thuật toán tìm điểm mở hợp lý (Rubin and
Dragoslav,1997), (Tr−ơng Việt Anh, 2004),
nội dung bài báo đã tìm đ−ợc điểm mở mạch
vòng hợp lý. Đây sẽ là ph−ơng thức vận hành
cơ bản cho xuất tuyến 371 trạm 110 kV Tằng
Loỏng. Ph−ơng pháp tính toán nêu trên có thể
áp dụng rộng rãi cho toàn bộ l−ới phân phối
của các địa ph−ơng có thủy điện vừa và nhỏ.
Ngoài ra còn có thể áp dụng cho các loại
nguồn điện phân tán khác: phong điện, điện
măt trời...; những nguồn đóng vai trò quan
trọng trong việc bổ sung cấp điện cho l−ới
điện Quốc gia trong t−ơng lai.
TàI LIệU THAM KHảO
Tr−ơng Việt Anh (2004). Hệ chuyên gia mờ
vận hành hệ thống điện phân phối.
Luận án Tiến sĩ kỹ thuật, trang 65-82.
Trần Bách (2005). L−ới điện và hệ thống
điện, tập I. Nxb Khoa học kỹ thuật,
trang 70-85.
Belmans. R., Vu Van.T, Van Dommelen D.M.,
Driesen J. (2004). Impact of large scale
distributed and unpredictable generation
on voltage and angle stability of
transmission system, CIGRE General
Meeting, pp. 1-8.
Nguyễn Đăng Diễn, Lê Công Doanh (2004).
Quy hoạch phát triển Điện lực tỉnh Lào
Cai giai đoạn 2005-2010 có xét đến
2015. Đề án cấp Bộ Công nghiệp, trang
20-28.
Nguyễn Huy Hoạch (2005). Quy hoạch thủy
điện vừa và nhỏ toàn quốc. Công ty t−
vấn xây dựng Điện 1, trang 5-30.
Pai M. A. (1989). Energy function analysis for
power system stability, Kluwer
Academic Publishers, pp. 619 - 624.
Rubin Taleski, Dragoslav Rajieie (1997).
Distribution network reconfiguration
for energy loss reduction; IEEE
Transactions on Power Systems, Vol.12,
No.1, pp. 398 - 406.
Tạp chí KHKT Nông nghiệp 2007: Tập V, Số 2: 104 Đại học Nông nghiệp I
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- Báo cáo khoa học- Nghiên cứu ảnh hưởng của các nguồn thủy điện vừa và nhỏ đến chế độ vận hành của lưới điện phân phối các vùng nông thôn.pdf