Tải bản đầy đủ

HƯỚNG DẪN DÙNG PHẦN MỀM PSSE

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

TÍNH TOÁN VÀ PHÂN TÍCH
MẠNG ĐIỆN 110kV
BẰNG CHƯƠNG TRÌNH PSS/E
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN:
ThS. Đào Minh Trung

SINH VIÊN THỰC HIỆN:
Trương Văn Lanh (MSSV: B1204815)
Ngành: Kỹ thuật điện, điện tử - Khóa:38

Tháng 04/2016


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ

BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
Cần Thơ, ngày 29 tháng 12 năm 2015

PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP CỦA SINH VIÊN
HỌC KỲ II NĂM HỌC 2015 - 2016

1.
2.
3.
4.
5.

6.

7.
8.

Họ và tên sinh viên: Trương Văn Lanh MSSV: B1204815
Ngành: Kỹ thuật điện
Khoá: 38
Tên đề tài: Tính toán và phân tích mạng điện 110kV bằng chương trình PSS/E.
Địa điểm thực hiện: Khu II, trường Đại học Cần Thơ
Họ tên của người hướng dẫn khoa học (NHDKH): ThS. Đào Minh Trung
Mục tiêu của đề tài: Tính toán và phân tích mạng điện truyền tải 110kV Cà Mau 2Bạc Liêu 2 bằng chương trình PSS/E. Từ đó, đưa ra nhận xét và đề ra giải pháp khắc
phục về mạng điện truyền tải 110kV Cà Mau 2- Bạc Liêu 2.
Các nội dung chính và giới hạn của đề tài:
- Giới thiệu về hệ thống điện Việt Nam.
- Giới thiệu và tìm hiểu phần mềm PSS/E.
- Ứng dụng chương trình PSS/E tính toán và phân tích mạng điện 110 kV.
- Kết luận và đề ra giải pháp khắc phục lưới điện truyền tải 110kV Cà Mau 2Bạc Liêu 2.
Các yêu cầu hỗ trợ cho việc thực hiện đề tài: Phần mềm PSS/E 33.0, xin số liệu và
bản vẽ từ ThS. Đào Minh Trung và các tài liệu tham khảo.
Kinh phí dự trù cho việc thực hiện đề tài:
SINH VIÊN ĐỀ NGHỊ
(Ký tên và ghi rõ họ tên)

Trương Văn Lanh

Ý KIẾN CỦA NHDKH 1

Th.S Đào Minh Trung
Ý KIẾN CỦA BỘ MÔN

Ý KIẾN CỦA HỘI ĐỒNG LV&TLTN


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
1.
2.
3.
4.

Cán bộ hướng dẫn: ThS. Đào Minh Trung
Tên đề tài: Tính toán và phân tích mạng điện 110kV bằng chương trình PSS/E.
Sinh viên thực hiện: Trương Văn Lanh.
Nội dung nhận xét:
a. Nhận xét về hình thức của tập thuyết minh:
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
b. Nhận xét về bản vẽ:
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
c. Nhận xét về nội dung của luận văn:
- Các công việc đã đạt được:
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
- Những vấn đề còn hạn chế:
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
d. Nhận xét đối với sinh viên thực hiện đề tài:
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
e. Kết luận và đề nghị:
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
5. Điểm đánh giá:
Cần Thơ, ngày ... tháng… năm 2016
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

ThS. Đào Minh Trung


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN 1
1. Cán bộ phản biện:
2. Tên đề tài: Tính toán và phân tích mạng điện 110kV bằng chương trình PSS/E.
3. Sinh viên thực hiện: Trương Văn Lanh
MSSV: B1204815
Lớp: Kỹ Thuật Điện 1 – Khoá 38
4. Nội dung nhận xét:
a. Nhận xét về hình thức của tập thuyết minh:
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
b. Nhận xét về bản vẽ:
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
c. Nhận xét về nội dung của luận văn:
- Các công việc đã đạt được:
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
- Những vấn đề còn hạn chế:
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
d. Nhận xét đối với sinh viên thực hiện đề tài:
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
e. Kết luận và đề nghị:
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
5. Điểm đánh giá:
Cần Thơ, ngày ... tháng ... năm 2016
CÁN BỘ PHẢN BIỆN 1


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN 2
1. Cán bộ phản biện:
2. Tên đề tài: Tính toán và phân tích mạng điện 110kV bằng chương trình PSS/E.
3. Sinh viên thực hiện: Trương Văn Lanh
MSSV: B1204815
Lớp: Kỹ Thuật Điện 1 – Khoá 38
4. Nội dung nhận xét:
a. Nhận xét về hình thức của tập thuyết minh:
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
b. Nhận xét về bản vẽ:
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
c. Nhận xét về nội dung của luận văn:
- Các công việc đã đạt được:
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
- Những vấn đề còn hạn chế:
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
d. Nhận xét đối với sinh viên thực hiện đề tài:
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
e. Kết luận và đề nghị:
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
5. Điểm đánh giá:
Cần Thơ, ngày ... tháng ... năm 2016
CÁN BỘ PHẢN BIỆN 2


LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, kinh tế Việt Nam đang trong giai đoạn phát triển nên nhu cầu sử
dụng điện của nước nhà ngày càng tăng. Việc nhu cầu sử dụng điện tăng đã tạo ra
nhiều thách thức đối với hệ thống điện Việt Nam. Để đảm bảo nhu cầu cung cấp
điện một cách liên tục phục vụ cho kinh tế và các hoạt động khác thì hệ thống điện
Việt Nam cần phải được tối ưu.
Mục tiêu của các nhà máy là thu được lợi nhuận cao nhất trong quá trình sản
xuất và truyền tải điện năng. Muốn vậy, các nhà máy cần phải xác định chi phí phát
điện và chi phí truyền tải để làm tiền đề cho việc định giá điện. Các yếu tố ảnh
hưởng đến quá trình phát điện với chi phí nhỏ nhất là vận hành hiệu quả các tổ máy
phát điện, chi phí nhiên liệu và tổn thất trên đường dây truyền tải. Hầu hết, các tổ
máy có hiệu suất cao trong hệ thống thường không đảm bảo chi phí nhỏ nhất do
chúng thường nằm trong vùng có chi phí nhiên liệu cao. Bên cạnh đó, tổn thất trên
đường dây truyền tải có thể lớn hơn đáng kể khi vị trí nhà máy xa trung tâm phụ tải,
vì thế gây lãng phí điện năng, đặc biệt trong hệ thống điện có nhiều liên kết, điện
năng được truyền tải qua khoảng cách dài, với mật độ tải của các vùng thấp, tổn thất
trên đường dây là yếu tố chính ảnh hưởng đến vận hành tối ưu hệ thống. Vì vậy, xác
định hợp lý điện năng phát của các tổ máy và có phương thức vận hành hệ thống
phù hợp sẽ quyết định đến chi phí phát điện và chi phí truyền tải nhất là trong hệ
thống có nhiều nguồn năng lượng khác nhau như thủy điện, nhiệt điện không tái tạo
(than, dầu, khí,..). Do có sự khác biệt về chi phí phát điện giữa các loại nhà máy,
phụ tải giữa các miền và vị trí địa lý của hệ thống nên bài toán tối ưu phân bố công
suất sẽ có nhiều ý tưởng mới khi xét đến các yếu tố trên. Ngày nay, việc sử dụng
các phần mềm tính toán trong hệ thống điện không còn xa lạ với ngành điện Việt
Nam. Các phần mềm tính toán giúp chúng ta thao tác nhanh chóng hơn và đơn giản
hóa trong việc tính toán. Phần mềm PSS/E giúp chúng ta tính toán nghiên cứu phục
vụ vận hành cũng như quy hoạch hệ thống điện.


Mục đích nghiên cứu:
Giới thiệu và tìm hiểu chương trình PSS/E nhằm khai thác khả năng tính
toán và phân tích lưới điện truyền tải của chương trình PSS/E. Áp dụng tính toán
phân bố công suất và phân tích mạng điện 110kV bằng phần mềm PSS cho một lưới
điện cụ thể.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
Đối tượng nghiên cứu trong bài luận văn này là “Lưới điện truyền tải Cà
Mau 2 – Bạc Liêu 2”.
Ý nghĩa thực tiễn của luận văn:
Xác định hợp lý điện năng phát của các tổ máy và có phương thức vận hành
hệ thống phù hợp sẽ quyết định đến chi phí phát điện và chi phí truyền tải nhất là
trong hệ thống có nhiều nguồn năng lượng khác nhau như thủy điện, nhiệt điện
không tái tạo. Và việc phân tích ổn định điện áp của hệ thống để từ đó có những
biện pháp khắc phục các sự cố để hệ thống làm việc một cách bình thường và ổn
định.
Nội dung chính của luận văn:
Luận văn thực hiện với nội dung sau:
Chương I: Tổng quan về hệ thống điện Viêt Nam.
Chương II: Giới thiệu và tìm hiểu phần mềm PSS/E.
Chương III: Ứng dụng chương trình PSS/E tính toán và phân tích lưới điện
110kV.
Chương IV: Kết luận và kiến nghị.


LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian 4 năm học tập và rèn luyện tại bộ môn Kỹ thuật điện trường Đại học Cần Thơ, em đã được sự dạy bảo tận tình của tất cả các quý thầy, cô
ở các Phòng – Khoa của trường và nhận được sự quan tâm cùng với vốn kiến thức –
kinh nghiệm của quý Thầy trong bộ môn Kỹ thuật điện đa giúp em có được vốn
kiến thức quý báo về ngành điện. Nay em đã sắp kết thúc khóa học của mình, em
xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc nhất đến:
Ban giám hiệu Trường Đại học Cần Thơ.
Ban chủ nhiệm Khoa Công Nghệ.
Tất cả các quý thầy trong bộ môn Kỹ thuật điện và đặc biệt là ThS. Đào
Minh Trung, người thầy đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và chỉ dạy em rất nhiều
trong quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp này.
Xin chân thành cảm ơn cha-mẹ; cô Liên Hương, cô Thúy Phượng, cô Thanh
Thủy và thầy Cầu An…đã luôn bên cạnh, động viên và ủng hộ con về mặt vật chất
lẫn tinh thần trong suốt thời gian qua.
Tuy nhiên, kinh nghiệm, kiến thức thực tế còn hạn chế và thời gian thực hiện
đề tài quá ít nên không tránh khỏi những sai lầm, thiếu sót. Kính mong thầy Đào
Minh Trung, các quý thầy trong bộ môn bỏ qua và góp ý kiến để bài luận văn của
em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!

Cần Thơ, ngày

tháng

năm 2016

Sinh viên thực hiện

Trương Văn Lanh


MỤC LỤC

MỤC LỤC
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM
1.1.Hệ thống điện Việt Nam ......................................................................................1
1.1.1.Cấu trúc hệ thống điện Việt Nam.......................................................................1
1.1.2.Nhà máy điện .....................................................................................................1
1.1.3.Trạm biến áp ......................................................................................................2
1.1.4.Lưới điện ............................................................................................................2
1.1.5.Hộ tiêu thụ..........................................................................................................3
1.2.Đặc điểm và tình hình phát triển ...........................................................................3
1.3.Một Số Yêu Cầu Kỹ Thuật Đối Với HTĐ Việt Nam ...........................................4
1.3.1.Tần số.................................................................................................................4
1.3.2.Điện áp ...............................................................................................................4
1.3.3.Hệ số công suất ..................................................................................................4
1.3.4.Cân bằng pha......................................................................................................5
1.3.5.Sóng hài..............................................................................................................5
1.3.6.Nhấp nháy điện áp..............................................................................................6
1.3.7.Chế độ nối đất ....................................................................................................6
1.3.8.Hệ số sự cố chạm đất .........................................................................................7
CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU VÀ TÌM HIỂU PHẦN MỀM PSS/E
2.1.Giới thiệu phần mềm PSS/E..................................................................................8
2.2.Giao diện của chương trình .................................................................................10
2.3.Tạo chế độ làm việc mới của hệ thốngđiện (workingcase).................................11
2.4.Nhập dữ liệu ........................................................................................................11
2.4.1.Một số kiểu dữ liệu quan trọng của PSS/E ......................................................11
2.4.2.Các phần tử cơ bản của chương trình PSS/E ...................................................12
2.4.3.Xử lí số liệu để có được thông số đầu vào khi tính trào lưu công suất............16
2.4.3.1.Tính toán trong hệ đơn vị tương đối .............................................................16
2.4.3.2.Tính trở kháng đuờng dây .............................................................................16
2.4.3.3.Tính máy biến áp 2 cuộn...............................................................................17
2.4.3.4.Tính máy biến áp 3 cuộn...............................................................................18
2.4.3.5.Máy phát điện................................................................................................22
2.4.4.Nhập dữ liệu các thông số của HTÐ vào PSS/E duới dạng dữ liệu
kiểu bảng (*.sav). ......................................................................................................22
2.4.5.Nhập dữ liệu các thông số của HTÐ vào PSS/E duới dạng sơ đồ
đơn tuyến ( *.sld) ......................................................................................................30
2.4.6.Cách tạo các file subsystem, monitor, contingency .........................................32
2.5.Đánh giá độ ổn định của hệ thống điện
40

SVTH: Trương Văn Lanh

i


MỤC LỤC

2.5.1.Tính toán trào lưu công suất (Load Flow Analysis) ........................................40
2.5.1.1.Thiết lập các thông số ...................................................................................41
2.5.1.2.Chạy tính toán trào lưu công suất..................................................................43
2.5.2.Phân tích P-V và Q-V ......................................................................................45
2.5.2.1.Phân tích P-V ................................................................................................45
2.5.2.2.Phân tích Q-V ................................................................................................50
CHƯƠNG III: ỨNG DỤNG CHƯƠNG TRÌNH PSS/E
TÍNH TOÁN VÀ PHÂN TÍCH MẠNG ĐIỆN 110KV
3.1.Giới thiệu sơ lược lưới điện khu vực tỉnh Cà Mau .............................................55
3.2.Tính toán và phân tích mạng điện truyền tải 110kV...........................................56
3.2.1.Thông số dây dẫn, đường dây, máy biến áp, phụ tải của mạng điện truyền tải
110kV Cà Mau 2 – Bạc Liêu 2..................................................................................56
3.2.1.1.Thông số dây dẫn, đường dây .......................................................................56
3.2.1.2.Thông số máy biến áp 2 cuộn .......................................................................58
3.2.1.3.Thông số Phụ Tải ..........................................................................................59
3.2.2.Tính toán phân bố công suất bằng phần mềm PSS/E trên mạng điện truyền tải
110kV Cà Mau 2 – Bạc Liêu 2..................................................................................60
3.2.2.1.Bài toán phân bố công suất ...........................................................................60
3.2.3.3.Nhập thông số Bus, Plant, Machine, Branch, Fixed shunt, 2 Winding, Load
của mạng điện CM 2 – BL 2 trong PSS/E. ...............................................................61
3.2.4.Ổn định hệ thống điện ......................................................................................67
3.2.4.1.Khái niệm ổn định hệ thống điện ..................................................................67
3.2.4.2.Phân tích và đánh giá ổn định điện áp của mạng điện truyền tải 110kV Cà
Mau 2 – Bạc Liêu 2 ...................................................................................................68
CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
4.1. Kết luận ..............................................................................................................85
4.2. Kiến nghị ............................................................................................................85
4.3. Hướng phát triển đề tài.......................................................................................86

TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 87
PHỤ LỤC........................................................................................................................ 88

SVTH: Trương Văn Lanh

ii


MỤC LỤC HÌNH

MỤC LỤC HÌNH
Hình 1.1: Cấu trúc HTĐ Việt Nam ............................................................................1
Hình 1.2: Trạm biến áp ..............................................................................................2
Hình 2.1: Sơ đồ PSSLF ..............................................................................................9
Hình 2.2: Giao diện của phần mềm PSS/E ..............................................................10
Hình 2.3: Các bước tạo working case .......................................................................11
Hình 2.4: Nút............................................................................................................ 12
Hình 2.5: Nhánh....................................................................................................... 13
Hình 2.6: Shunt ........................................................................................................ 13
Hình 2.7: Shunt điển hình ........................................................................................ 14
Hình 2.8: Shunt điển hình......................................................................................... 14
Hình 2.9: Máy phát ..................................................................................................14
Hình 2.10: Nút máy phát điển hình.......................................................................... 15
Hình 2.11: Đường dây điển hình.............................................................................. 15
Hình 2.12: Máy biến áp 2 cuộn dây điển hình .........................................................15
Hình 2.13: Máy biến áp 3 cuộn dây ......................................................................... 16
Hình 2.14: Máy biến áp 2 cuộn dây ......................................................................... 17
Hình 2.15: Máy biến áp 3 cuộn................................................................................ 19
Hình 2.16: Giao diện bảng nhập dữ liệu trong PSS/E. ............................................ 23
Hình 2.17: Bảng thông số nút (Bus) ........................................................................23
Hình 2.18: Bảng thông số nhà máy (Plant) .............................................................. 24
Hình 2.19: Bảng thông số máy phát (Machine) ....................................................... 25
Hình 2.20: Bảng thông số phụ tải (Load) .................................................................26
Hình 2.21: Bảng thông số đường dây (Branch) .......................................................27
Hình 2.22: Bảng thông số máy biến áp 2 cuộn ( 2 Winding) ..................................27
Hình 2.23: Bảng thông số máy biến áp 3 cuộn dây (3 Winding)............................. 28
Hình 2.24: Bảng thông số Switched Shunt ..............................................................30
Hình 2.25: Bảng thông số Fixed Shunt ....................................................................30
Hình 2.26: Giao diện sơ đồ đơn tuyến của PSS/E ...................................................31
Hình 2.27: Thiết lập màu ứng với các cấp điện áp ..................................................32
Hình 2.28: Hộp thoại Configuration File Buider ...................................................33
Hình 2.29: Hộp thoại Bus Subsystem Selector ........................................................34
Hình 2.30: Hộp thoại Configuration File Buider ................................................... 35
Hình 2.31: Hộp thoại Distribution Factor Data file .................................................35
Hình 2.32: Hộp thoại Build Distribution Factor Data file ........................................36
Hình 2.33: Hộp thoại Notepad ..................................................................................37

SVTH: Trương Văn Lanh

iii


MỤC LỤC HÌNH

Hình 2.34: Tab Branch…………………………………………………………......39
Hình 2.35: Hộp thoại Solution Parameter........................................................................... 41
Hình 2.36: Hộp thoại Loadflow Solutions.......................................................................... 43

Hình 2.37: Sơ đồ tỉ lệ phần trăm dòng tải ................................................................45
Hình 2.38: Sơ đồ trào lưu dòng công suất ................................................................45
Hình 2.39: Giao diện cửa sổ phân tích P-V ..............................................................46
Hình 2.40: Hộp thoại PV Results ..............................................................................48
Hình 2.41: Hộp thoại Graph Area Visual Parameters...............................................49
Hình 2.42: Hộp thoại Horizontal Scale .....................................................................49
Hình 2.43: Hộp thoại Bus Voltage ............................................................................50
Hình 2.44: Giao diện của phân tích Q-V ..................................................................51
Hình 2.45: Hộp thoại QV Results for Bus ................................................................53
Hình 2.46: Hộp thoại Vertical Scale Parameters. .....................................................54
Hình 3.1: Bảng thông số Bus ....................................................................................61
Hình 3.2: Bảng thông số Plant ..................................................................................62
Hình 3.3: Bảng thông số Machine.............................................................................62
Hình 3.4: Bảng thông số Branch ...............................................................................63
Hình 3.5: Bảng thông số máy biến áp 2 cuộn ...........................................................64
Hình 3.6: Bảng thông số phụ tải................................................................................64
Hình 3.7: Bảng thông số tụ bù ..................................................................................65
Hình 3.8: Kết quả phân bố công suất ........................................................................65
Hình 3.9: Đồ thị P – V chế độ cơ bản .......................................................................69
Hình 3.10: Đồ thị Q – V chế độ cơ bản ....................................................................70
Hình 3.11: Đồ thị P – V chế độ cắt đường dây NMĐ 1 – Bạc Liêu 2 ......................72
Hình 3.12: Đồ thị Q – V chế độ cắt đường dây NMĐ 1 – Bạc Liêu 2 .....................73
Hình 3.13: Đồ thị P – V chế độ cắt đường dây An Xuyên – Hồng Dân...................74
Hình 3.14: Đồ thị Q – V chế độ cắt đường dây An Xuyên – Hồng Dân ..................75
Hình 3.15: Đồ thị P – V chế độ cắt đường dây Giá Rai – Cà Mau...........................76
Hình 3.16: Đồ thị Q – V chế độ cắt đường dây Giá Rai – Cà Mau ..........................77
Hình 3.17: Đồ thị P – V chế độ cắt đường dây CM 2 – Cà Mau ..............................78
Hình 3.18: Đồ thị Q – V chế độ cắt đường dây CM 2 – Cà Mau .............................79
Hình 3.19: Đồ thị P – V chế độ mất máy phát NMĐ 1.............................................80
Hình 3.20: Đồ thị Q – V chế độ mất máy phát NMĐ 1 ............................................81
Hình 3.21: Đồ thị P – V chế độ mất máy phát NMĐ 2.............................................82
Hình 3.22: Đồ thị Q – V chế độ mất máy phát NMĐ 2....................................................... 83

SVTH: Trương Văn Lanh

iv


CHƯƠNG I

CHƯƠNG I

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM

1.1. Hệ thống điện Việt Nam
1.1.1. Cấu trúc hệ thống điện Việt Nam
Hệ thống điện (HTĐ) Việt Nam gồm có các nhà máy điện, trạm biến áp, các lưới điện,
các hộ tiêu thụ được liên kết với nhau thành một hệ thống để thực hiện 4 quá trình sản
xuất, truyền tải, phân phối và tiêu thụ điện năng trong lãnh thổ Việt Nam.

Hình 1.1: Cấu trúc HTĐ Việt Nam
1.1.2. Nhà máy điện
Nhà máy điện là nơi chuyển đổi năng lượng từ hóa thạch (dầu, khí tự nhiên,
than,…), sức nước (thủy điện), sức gió (điện gió), năng lượng mặt trời, thủy triều,
địa nhiệt, năng lượng hạt nhân,…sang điện năng.

SVTH: Trương Văn Lanh

1


CHƯƠNG I

Các nhà máy điện:
 Nhà máy nhiệt điện: Phả Lại, Uông Bí...
 Nhà máy thủy điện: Hòa Bình, Sơn La...
 Nhà máy điện hạt nhân: Ninh Thuận (đang xây dựng).

1.1.3. Trạm biến áp
Trạm biến áp có nhiệm vụ tăng áp tại nhà máy điện để truyền tải và giảm áp tại
nơi tiêu thụ.

Hình 1.2: Trạm biến áp
1.1.4. Lưới điện
Lưới điện làm nhiệm vụ truyền tải và phân phối điện năng từ nơi sản xuất đến nơi
tiêu thụ.
Phân loại lưới điện:
 Lưới

hệ thống: nối các nhà máy điện với nhau và với các nút phụ tải khu vực. Ở
Việt Nam lưới hệ thống do Trung tâm Điều độ Hệ thống điện Quốc gia (A0) quản lý, vận
hành ở mức điện áp 500 kV.
 Lưới truyền tải: phần lưới từ trạm trung gian khu vực đến thanh cái cao áp cung cấp
điện cho trạm trung gian địa phương. Thường từ 110-220 kV do Điều độ miền Bắc (A1),
Điều độ miền Trung (A2), Điều độ miền Nam (A3) quản lý.

SVTH: Trương Văn Lanh

2


CHƯƠNG I
 Lưới phân phối: từ các trạm trung gian địa phương đến các trạm phụ tải (trạm phân
phối). Lưới phân phối trung áp (6-35kV) do sở điện lực tỉnh quản lý và phân phối hạ áp
(220-380V).

1.1.5. Hộ tiêu thụ
Do đặc điểm và yêu cầu từng loại khách hàng sử dụng điện nên phụ tải điện được
chia ra:
 Hộ

loại 1: hộ tiêu thụ quan trọng nếu ngừng cung cấp điện nguy hiểm đến sức khỏe
tính mạng con người, gây thiệt hại lớn về kinh tế, an ninh, quốc phòng.
 Hộ loại 2: nếu ngừng cung cấp chỉ gây thiệt hại về kinh tế như quá trình sản xuất bị
gián đoạn.
 Hộ loại 3: là những hộ còn lại.

1.2. Đặc điểm và tình hình phát triển
Hiện nay hệ thống điện Việt Nam đã phát triển tương đối đầy đủ và quy mô
ngày càng tăng. Để đảm bảo nhu cầu điện năng cho phát triển kinh tế xã hội hầu
như tất cả các nguồn tài nguyên năng lượng của đất nước đã được huy động. Ngoài
ra, trong thời gian gần đây hệ thống điện Việt Nam đã có mối liên kết trao đổi điện
năng với các nước trong khu vực.
Đặc điểm địa hình đất nước ta dài và hẹp, tài nguyên năng lượng phân bố không
đồng đều với các mỏ than trữ lượng lớn hầu hết tập trung ở vùng Quảng Ninh, trữ
lượng khí đốt chủ yếu nằm ở thềm lục địa Đông và Tây Nam bộ, trữ lượng thủy
điện chủ yếu phân bố ở miền Bắc và miền Trung. Trong khi nhu cầu tiêu thụ điện
lại tập trung khoảng 50% ở miền Nam, khoảng 40% ở miền Bắc và chỉ trên 10% ở
miền Trung. Trong 20 năm qua các Quy hoạch điện Quốc gia (QHĐ) từ QHĐ 4
đến QHĐ 7 do Viện Năng lượng nghiên cứu, việc quy hoạch phát triển các nhà
máy điện cũng như lưới truyền tải điện đã luôn đề ra các giải pháp nhằm đảm bảo
khai thác hợp lý các nguồn tài nguyên NL trên từng miền. Tiến độ xây dựng các
nhà máy điện được dự kiến sao cho phù hợp với tăng trưởng nhu cầu phụ tải từng
khu vực, cấu trúc nguồn điện luôn được dự kiến sao cho chi phí đầu tư và vận hành
thấp nhất. Đường trục truyền tải 500kV được xây dựng nhằm tăng cường an ninh
cung cấp điện, hỗ trợ nguồn điện giữa các miền phù hợp với yếu tố mùa của các nhà
máy thủy điện (NMTĐ), phù hợp với đặc điểm phụ tải các miền…
Nguồn nhiên liệu năng lượng đa dạng, nhưng phân bố không đều: Than ở miền Bắc,
dầu khí ở miền Nam, thủy điện tuy phân bố tương đối đều từ Bắc vào Nam, song
tập trung chủ yếu trên dòng chính sông Đà (hàng năm có thể cung cấp trên 30 tỷ
KWh). Các nguồn thủy điện vừa và nhỏ trong thời gian tới dự định sẽ đưa vào khai

SVTH: Trương Văn Lanh

3


CHƯƠNG I

thác đồng loạt. Đặc điểm của nguồn thủy điện Việt Nam là có sự chênh lệch khá lớn
về khả năng phát điện năng giữa mùa khô với mùa mưa, giữa năm nhiều nước và
năm ít nước, có sự lệch pha về mùa giữa các miền; việc sử dụng hợp lý nguồn năng
lượng này sẽ ảnh hưởng lớn đến cấu trúc tối ưu của HTĐ.
Hệ thống điện Việt Nam trong những năm trở lại đây có sự phát triển mạnh
mẽ. Sản lượng điện thương phẩm năm 2000 chỉ đạt 22 tỷ kWh, đến năm 2013
đã đạt 115 tỷ kWh, tốc độ tăng trưởng trung bình 13.5%/năm. Để đáp ứng nhu
cầu tiêu thụ điện cho nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội, các nguồn điện mới liên
tục được đầu tư xây dựng. Trong 13 năm, ngành điện đã đưa vào thêm 21 GW
nguồn điện, nâng tổng công suất đặt nguồn điện từ 9 GW năm 2000 lên 30 GW
năm 2013. Đóng góp chủ yếu cho sự gia tăng công suất nguồn là các nhà máy
thủy điện với công suất tăng thêm 11 GW, nhà máy điện đốt than 6 GW, nhà máy
điện chạy khí 3 GW.
1.3.Một Số Yêu Cầu Kỹ Thuật Đối Với HTĐ Việt Nam
1.3.1. Tần số
Tần số danh định của hệ thống điện quốc gia là 50Hz. Trong chế độ vận hành bình
thường của hệ thống điện, tần số được phép dao động từ 49.8Hz đến 50.2Hz.
Trong trường hợp sự cố đơn lẻ được phép dao động từ 49.5Hz đến 50.5Hz.
Trong trường hợp hệ thống điện quốc gia bị sự cố nhiều phần tử, sự cố nghiêm
trọng hoặc trong trạng thái khẩn cấp, cho phép tần số hệ thống điện dao động trong
khoảng từ 47Hz cho đến 52Hz.
1.3.2. Điện áp
Các cấp điện áp danh định trong hệ thống điện bao gồm 500kV, 220kV, 110kV, 35kV,
22kV, 15kV, 10kV, 6kV và 0.4kV.
Trong chế độ vận hành bình thường điện áp vận hành cho phép tại điểm đấu nối được phép
dao động so với điện áp danh định như sau:

Tại điểm đấu nối với Khách Hàng sử dụng điện là 5%;
Tại điểm đấu nối với nhà máy điện là +10% và -5%.
Trong chế độ sự cố đơn lẻ hoặc trong quá trình khôi phục vận hành ổn định sau sự cố, cho
phép mức dao động điện áp tại điểm đấu nối với khách hàng sử dụng điện bị ảnh hưởng
trực tiếp bởi sự cố trong khoảng +5% và –10% so với điện áp danh định.
Trong chế độ sự cố nghiêm trọng hệ thống điện truyền tải hoặc khôi phục sự cố, cho phép
mức dao động điện áp trong khoảng  10% so với điện áp danh định.

1.3.3. Hệ số công suất

SVTH: Trương Văn Lanh

4


CHƯƠNG I

Nhà cung cấp điện năng phải bảo đảm hệ số công suất cosФ = 0.85 tại điểm đo của bên
mua điện có công suất từ 80 kW trở lên hoặc có máy biến áp từ 100 kVA trở lên.Trong
trường hợp cosФ < 0.85 do tải của hộ sử dụng điện thì hộ sử dụng điện phải cóbiện
pháp bảo đảm hệ số công suất cosФ = 0.85.
Trong trường hợp hộ sử dụng điện có khả năng phát công suất phản kháng vào hệ thống
điện thì 2 bên sẽ thỏa thuận về mua bán công suất phản kháng.

1.3.4. Cân bằng pha
Trong chế độ làm việc bình thường, thành phần thứ tự nghịch của điện áp
pha không vượt quá 3% điện áp danh định đối với cấp điện áp 110kV hoặc 5%
điện áp danh định đối với cấp điện áp trung áp và hạ áp.
1.3.5. Sóng hài
Giá trị lớn nhất cho phép đối với độ méo điện áp (Tính bằng phần trăm (%) của
điện áp định mức) gây ra bởi các thành phần của các sóng hài đối với điện áp
110kV, 220kV và 500kV phải nhỏ hơn hoặc bằng 3%.
Giá trị lớn nhất cho phép đối với tổng độ méo của phụ tải (Tính bằng phần trăm
(%) của dòng điện định mức) đối với điện áp 110kV, 220kV và 500kV phải nhỏ
2
hơn hoặc bằng 3%.Tổng
độ méo sóng hài (THD) được xác định là tỷ số của
điện áp hiệu dụng của hàm lượng sóng hài và giá trị hiệu dụng của điện áp cơ bản,
biểu diễn bằng phần trăm.
THD 

V

2
i

V1

 100%

Trong đó:
THD: Tổng độ biến dạng sóng hài của điện áp;
Vi: Thành phần điện áp tại sóng hài bậc i;
V1: Thành phần điện áp tại tần số cơ bản (50Hz).
Tổng độ biến dạng sóng hài điện áp tại mọi điểm đấu nối không được vượt quá giới hạn
quy định trong bảng 1.1 như sau:
Bảng 1.1: Độ biến dạng sóng hài điện áp
Cấp điện áp

Tổng biến dạng sóng hài

Biến dạng riêng lẻ

110kV

3.0%

1.5%

Trung và hạ áp

6.5%

3.0%

Cho phép đỉnh nhọn điện áp bất thường trên lưới điện phân phối trong thời gian ngắn vượt
quá tổng mức biến dạng sóng hài quy định tại khoản 2. Điều này nhưng không được gây
hư hỏng thiết bị của khách hàng sử dụng lưới điện phân phối.

SVTH: Trương Văn Lanh

5


CHƯƠNG I

1.3.6. Nhấp nháy điện áp
Trong điều kiện vận hành bình thường, mức nhấp nháy điện áp tại mọi điểm đấu nối không
được vượt quá giới hạn quy định trong bảng 1.2 như sau:
Bảng 1.2: Mức nhấp nháy điện áp
Cấp điện áp

Mức nhấp nháy cho phép
Pst95%
Plt95%
Pst95%
Plt95%
Pst95%
Plt95%

110kV
Trung áp
Hạ áp

=
=
=
=
=
=

0.8
0.6
1.0
0.8
1.0
0.8

Tại điểm đấu nối trung và hạ áp, mức nhấp nháy ngắn hạn (Pst) không được vượt quá 0.9
và mức nhấp nháy dài hạn (Plt) không được vượt quá 0.7 căn cứ tiêu chuẩn IEC1000-3-7.
Dòng ngắn mạch và thời gian loại trừ sự cố.
Dòng ngắn mạch lớn nhất cho phép và thời gian loại trừ sự cố được quy định trong bảng
1.3 như sau:
Bảng 1.3: Dòng ngắn mạch lớn nhất cho phép và thời gian loại trừ sự cố
Dòng ngắn mạch Thời gian loại trừ
Thời gian chịu đựng
Điện áp
lớn nhất (kA)
sự cố (ms)
của thiết bị (s)
Trung áp

25.0

500

3

110kV

31.5

150

3

Trường hợp đặc biệt, đơn vị phân phối điện có trách nhiệm đề xuất để được phép áp dụng
mức dòng ngắn mạch lớn nhất cho một số khu vực trong hệ thống điện phân phối cao hơn
mức quy định tại bảng 1.3.
Đơn vị phân phối điện có trách nhiệm lập hồ sơ bao gồm đánh giá ảnh hưởng việc áp dụng
giá trị dòng điện ngắn mạch lớn nhất cao hơn mức quy định tại bảng 3 tới khách hàng sử
dụng lưới điện phân phối bị ảnh hưởng trực tiếp, trình Cục điều tiết điện lực xem xét phê
duyệt.
Đơn vị phân phối điện phải thông báo giá trị dòng ngắn mạch cực đại cho phép tại điểm
đấu nối để Khách hàng lớn sử dụng lưới điện phân phối phối hợp trong khi lắp đặt thiết bị.

1.3.7. Chế độ nối đất
Chế độ nối đất trung tính trong hệ thống điện phân phối được quy định trong bảng 1.4 như
sau:
Bảng 1.4: Chế độ nối đất
SVTH: Trương Văn Lanh

6


CHƯƠNG I

Cấp điện áp

Điểm trung tính

110kV

Nối đất trực tiếp

35 kV

Trung tín cách ly hoặc nối đất qua trở kháng

15, 22 kV

Nối đất trực tiếp (3 pha 3 dây) hoặc nối đất lặp lại (3 pha 4 dây)

6, 10 kV

Trung tính cách ly

Dưới 1000V

Nối đất trực tiếp (nối đất trung tính, nối đất lặp lại, nối đất trung
tính kết hợp)

1.3.8. Hệ số sự cố chạm đất
Hệ số sự cố chạm đất của lưới điện phân phối không được vượt quá 1.4 đối với lưới điện
có trung tính nối đất trực tiếp và 1.7 đối với lưới điện có trung tính cách ly hoặc lưới điện
có trung tính nối đất qua trở kháng.

SVTH: Trương Văn Lanh

7


CHƯƠNG II

CHƯƠNG II
GIỚI THIỆU VÀ TÌM HIỂU PHẦN MỀM PSS/E

2.1. Giới thiệu phần mềm PSS/E
Hiện tại phần mềm đã được phát triển đến phiên bản thứ 34. Để phục vụ mục đích nghiên
cứu của sinh viên, chúng ta có thể tải phiên bản PSS/E Xplore miễn phí từ trang web của
công ty. Phiên bản này cung cấp đầy đủ các chức năng, tuy nhiên hệ thống điện mô
phỏng không được có số nút vượt quá 50 nút. Đề tài này sử dụng chương trình PSS/E
Xplore phiên bản 33.5.2.
Chương trình PSS/E là chương trình mô phỏng hệ thống điện trên máy tính nhằm mục
đích tính toán nghiên cứu phục vụ vận hành cũng như quy hoạch hệ thống điện. Các tính
toán phân tích hệ thống mà chương trình có khả năng thực hiện bao gồm:
Tính toán trào lưu công suất.
Tối ưu hóa trào lưu công suất
Nghiên cứu các loại sự cố đối xứng và không đối xứng.
Tương đương hóa hệ thống.
Mô phỏng quá trình quá độ điện cơ.

SVTH: Trương Văn Lanh

8


CHƯƠNG II

Chương trình được tổ chức theo sơ đồ chính như sau:

Hình 2.1: Sơ đồ PSSLF

SVTH: Trương Văn Lanh

9


CHƯƠNG II

2.2. Giao diện của chương trình
Giao diện của phần mềm gồm các phần sau: (hình 2.2)
Menu chính (Main menu).
Thanh công cụ (Toolbars).
Quản lý dữ liệu kiểu cây (Tree View).
Quản lý dữ liệu kiểu bảng (Spreadsheet View).
Quản lý dữ liệu kiểu sơ đồ (Diagram View).
Thanh trạng thái (Status Bar): cung cấp các thông tin về trạng thái làm việc của
chương trình.
Của sổ hiển thị thông tin ra (Output View): hiển thị các thông tin về quá trình nhập,
thay đổi, tính toán dữ liệu và các cảnh báo.
Của sổ con để nhập lệnh (Command Line Interface Window).

Hình 2.2: Giao diện của phần mềm PSS/E

SVTH: Trương Văn Lanh

10


CHƯƠNG II

2.3. Tạo chế độ làm việc mới của hệ thốngđiện (workingcase)
Sau khi khởi động phần mềm PSS/E, từ giao diện chương trình để tạo chế độ làm việc
mới, ta chọn File→New (hoặc
). Khi đó một cửa sổ con hiện ra như Hình 2.3.
Chọn chế độ làm việc:
Network case: nhập và quản lý dữ liệu kiểu bảng.
Network case and Diagram: nhập dữ liệu và quản lý dữ liệu trên cả bảng và sơ
đồ.
Diagram: nhập dữ liệu theo sơ đồ đơn tuyến.
Sau khi chọn xong ta nhấn OK, một cửa sổ mới hiện ra để ta nhập:
Base MVA: công suất cơ bản.
Base Frequency: tần số cơ bản.
Units for transformer ratings: đơn vị cho công suất máy biến áp.
Units for ratings of non-transformer branches :đơn vị cho một số đại lượng của
đường dây.
Các dòng Heading line 1 và 2 để nhập chú thích cho case mà ta tạo.

Hình 2.3: Các bước tạo working case
2.4. Nhập dữ liệu
2.4.1. Một số kiểu dữ liệu quan trọng của PSS/E
Dưới đây là một số kiểu dữ liệu quan trọng trong PSS/E:
*.sav – Saved case file
Saved case file là file để nhập dữ liệu các thông số của hệ thống điện dưới dạng
kiểu bảng. Để tiết kiệm không gian làm việc file này gồm các tab để nhập thông số từng
phần tử của hệ thống điện.

SVTH: Trương Văn Lanh

11


CHƯƠNG II

*.raw – Power flow raw data file (input data file)
File *.raw là file chứa dữ liệu thô chưa qua xử lý để mô phỏng trào lưu công suất.
*.sld – Slider file (Single Line Diagram)
Slider file hiển thị hình ảnh sơ đồ của hệ thống bao gồm các phần tử như: các nút, máy
phát, nhánh, tải, trạm biến áp, máy cắt,…. Mỗi phần tử được hiển thị bằng màu sắc
ứng với từng cấp điện áp khác nhau do ta thiết lập.
*.txt – Text file
Text file là tệp tin văn bản đơn thuần không được định dạng. Các code mềm được nhập
dưới dạng file text (*.txt). Thường được sử dụng trong chức năng ACCC.
*.dat – Input data file:
File *.dat là tập tin dữ liệu độc lập của PSS/E chứa khối lượng lớn dữ liệu được nhập từ
bên ngoài trước khi khởi động thay vì nhập trực tiếp vào PSS/E. File này được sử dụng
như file dữ liệu đầu vào cho PSS/E cho working case.

2.4.2. Các phần tử cơ bản của chương trình PSS/E
HTĐ được PSS/E nhận dạng qua hai thông số chính là nhánh & nút. Thông số của một
số phần tử cơ bản của HTĐ tính toán, mô tả như sau:

a. Nút
Số nút(I)
"tên"
PL+ jQL
GL+jBL

Hình 2.4: Nút
Miền (AREA) ZONE, vùng điện áp cơ sở (BASKV).
Loại nút (IDE):
1 - Nút tải
2 - Nút có chứa máy phát điện
3 - Nút cân bằng
4-Nút cô lập

SVTH: Trương Văn Lanh

12


CHƯƠNG II

b. Nhánh
RATIO: 1
ANGLE:0

Hình 2.5: Nhánh
Trạng thái nhánh: ST = 1... làm việc, ST = 0... không vận hành.
Shunt

Hình 2.6: Shunt

SVTH: Trương Văn Lanh

13


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×