Thư viện tri thức trực tuyến
Kho tài liệu với 50,000+ tài liệu học thuật
© 2023 Siêu thị PDF - Kho tài liệu học thuật hàng đầu Việt Nam
Nghiên cứu ảnh hưởng của nguồn thủy điện nhỏ tới các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của lưới điện trung áp Bình Gia
Nội dung xem thử
Mô tả chi tiết
C T U
TRƯỜ C T U T C
---------------------------------------
U Ễ Ì BÌ
U CỨU Ả ƯỞ CỦA UỒ T Ủ
Ỏ TỚ C C C Ỉ T U TẾ T U T CỦA
LƯỚ TRU BÌNH GIA
Ngành: ỹ thuật điện
Mã số: 8 52 02 01
LU VĂ T C SĨ OA C
- 2020
C T U
TRƯỜ C T U T C
---------------------------------------
U Ễ Ì BÌ
U CỨU Ả ƯỞ CỦA UỒ T Ủ
Ỏ TỚ C C C Ỉ T U TẾ T U T CỦA
LƯỚ TRU BÌNH GIA
Ngành: ỹ thuật điện
Mã số: 8 52 02 01
LU VĂ T C SĨ OA C
GƯỜI HƯỚ G DẪ KHOA HỌC
S. Vũ Vă ắ
- 2020
1
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan, các nội dung nghiên cứu và kết quả đƣợc trình bày trong
luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc công bố trƣớc đây.
Tác giả luận văn
2
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN................................................................................................1
MỤC LỤC...........................................................................................................2
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT.................................................5
DANH MỤC CÁC BẢNG ..................................................................................6
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ...............................................................6
MỞ ĐẦU.............................................................................................................8
I. Lý do chọn đề tài........................................................................................8
II. Mục đích nghiên cứu................................................................................9
III. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ..........................................................9
VI. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ................................................................9
CHƢƠNG 1. LƢỚI ĐIỆN TRUNG ÁP VÀ NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN.........10
1.1 Tổng quan về lƣới điện trung áp..........................................................10
1.1.1 Định nghĩa lƣới điện trung áp .........................................................10
1.1.2 Phân loại lƣới điện trung áp............................................................10
1.1.3 Vai trò của lƣới điện trung áp .........................................................10
1.1.4 Các phần tử chính của lƣới điện trung áp........................................11
1.1.5 Cấu trúc của lƣới điện trung áp.......................................................12
1.1.6 Đặc điểm của lƣới điện trung áp .....................................................16
1.2 Nguồn điện phân tán.............................................................................17
1.2.1 Định nghĩa nguồn điện phân tán .....................................................17
1.2.2 Phân loại nguồn điện phân tán ........................................................17
1.2.3 Công nghệ nguồn điện phân tán......................................................19
1.2.3.1 Máy phát điện Diesel (Diesel Generators) ...................................19
1.2.3.2 Máy phát điện tua-bin khí (Gas turbine Generator)......................20
1.2.3.3 Pin nhiên liệu (Fuel Cells) ...........................................................21
1.2.3.4 Nguồn điện mặt trời (Solar Power) ..............................................22
1.2.3.5 Máy phát điện tua-bin gió (Wind Turbine Generator) ..................24
1.2.3.6 Thủy điện nhỏ (Small Hydro Turbines).........................................27
1.2.3.7 Năng lượng điện thủy triều (Tidal Energy)...................................29
1.2.3.8 Năng lượng sinh khối (Biomass Energy) ......................................31
1.2.3.9 Năng lượng địa nhiệt (Geothermal Energy) .................................32
1.3 Hiện trạng lƣới điện trung áp và nguồn phân tán tại Việt Nam.........34
1.3.1 Tình hình phát triển lƣới điện trung áp của nƣớc ta.........................34
1.3.2 Tình hình phát triển phụ tải điện.....................................................34
3
1.3.3 Hiện trạng phát triển nguồn phân tán tại Việt Nam .........................35
1.3.4 Tiềm năng phát triển nguồn phân tán tại Việt Nam.........................35
1.3.4.1 Năng lượng gió ............................................................................35
1.3.4.2 Năng lượng mặt trời.....................................................................36
1.3.4.3 Thủy điện nhỏ ..............................................................................37
1.3.4.4 Năng lượng sinh khối...................................................................38
1.3.4.5 Kế hoạch phát triển nguồn phân tán ở nước ta.............................39
1.3.5 Nhận xét.........................................................................................40
1.4 Kết luận chƣơng 1.................................................................................40
CHƢƠNG 2. ẢNH HƢỞNG CỦA NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN ĐẾN CÁC CHỈ
TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA LĐTA ........................................................42
2.1 Đặt vấn đề..............................................................................................42
2.2 Ảnh hƣởng tới tổn thất công suất.........................................................43
2.3 Ảnh hƣởng tới chất lƣợng điện áp .......................................................45
2.3.1 Chỉ tiêu chất lƣợng điện áp.............................................................45
2.3.2 Ảnh hƣởng của DG tới chất lƣợng điện áp......................................47
2.3.2.1 Gia tăng điện áp ..........................................................................47
2.3.2.2 Suy giảm nhanh điện áp ...............................................................47
2.3.2.3 Dao động điện áp.........................................................................47
2.4 Ảnh hƣởng do gây ra sóng hài..............................................................48
2.5 Ảnh hƣởng đến dòng ngắn mạch và làm việc của thiết bị bảo vệ .......48
2.5.1 Dòng điện tăng cao trong các trƣờng hợp sự cố ..............................49
2.5.2 Ảnh hƣởng của DG đến sự phối hợp giữa các thiết bị bảo vệ..........49
2.5.3 Ảnh hƣởng của DG đến sự làm việc của thiết bị tự động đóng lại...50
2.5.4 Biện pháp hạn chế ảnh hƣởng của DG trong chế độ sự cố lƣới điện51
2.6 Ảnh hƣởng đến độ tin cậy cung cấp điện.............................................51
2.6.1 Độ tin cậy cung cấp điện ................................................................51
2.6.2 Các hệ số đánh giá độ tin cậy cung cấp điện ...................................52
2.7 Ảnh hƣởng đến các chỉ tiêu kinh tế......................................................54
2.7.1 Những lợi ích về kinh tế .................................................................54
2.7.2 Những hạn chế ...............................................................................55
2.8 Ảnh hƣởng đến vấn đề ô nhiễm môi trƣờng........................................55
2.8.1 Những lợi ích về môi trƣờng ..........................................................55
2.8.2 Những hạn chế ...............................................................................56
2.9 Đánh giá ảnh hƣởng của DG bằng hệ số đa mục tiêu .........................56
2.9.1 Các hệ số ảnh hƣởng của DG tới lƣới điện trung áp........................56
4
2.9.2 Tổn thất công suất tác dụng và công suất phản kháng.....................56
2.9.3 Chất lƣợng điện áp của lƣới điện ....................................................57
2.9.4 Khả năng tải của dây dẫn................................................................58
2.9.5 Ngắn mạch .....................................................................................58
2.9.6 Đánh giá bằng hệ số đa mục tiêu ....................................................59
2.10Kết luận chƣơng 2
...............................................................................................................60
CHƢƠNG 3. ĐÁNH GIÁ ẢNH HƢỞNG CỦA DG TỚI CHẤT LƢỢNG ĐIỆN
ÁP VÀ TỔN THẤT CÔNG SUẤT TRONG LƢỚI ĐIỆN TRUNG ÁP BÌNH
GIA ...................................................................................................................61
3.1 Đặt vấn đề..............................................................................................61
3.2 Phƣơng pháp và công cụ tính toán.......................................................61
3.2.1 Phƣơng pháp tính toán....................................................................61
3.2.1.1 Ma trận tổng dẫn nút ...................................................................62
3.2.1.2 Các loại nút của lưới điện............................................................62
3.2.1.3 Phương trình cân bằng công suất nút khi có kết nối DG...............63
3.2.1.4 Phương pháp Newton-Raphson (NR) ...........................................64
3.2.2 Giới thiệu về phần mềm mô phỏng LĐPP PSS/Adept.....................66
3.2.2.1 Chức năng của PSS/Adept............................................................66
3.2.2.2 Các bước thực hiện ......................................................................66
3.3 Ảnh hƣởng của DG đến chất lƣợng điện áp và tổn thất công suất của
LĐTA Bình Gia.....................................................................................70
3.3.1 Nguồn cung cấp..............................................................................70
3.3.2 Sơ đồ và thông số của lƣới điện......................................................70
3.3.3 Thông số của DG trong khu vực .....................................................77
3.3.4 Kết quả mô phỏng ..........................................................................78
3.3.4.1 Chế độ tính toán...........................................................................78
3.3.4.2 Đánh giá chất lượng điện áp........................................................79
3.3.4.3 Đánh giá tổn thất công suất .........................................................85
3.3.5 Kết luận..........................................................................................86
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................................87
KẾT LUẬN: ................................................................................................87
HƢỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO: .....................................................87
KIẾN NGHỊ: ...............................................................................................87
TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................88
5
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
DG: Nguồn điện phân tán.
ĐD: Đƣờng dây.
FCL: Thiết bị hạn chế dòng sự cố.
LĐPP: LĐPP
LĐTA: Lƣới điện trung áp.
LI: Hệ số giảm tổn thất công suất.
MC: Máy cắt.
NLSK: Năng lƣợng sinh khối.
PCC: Điểm kết nối.
PQ: Nút phụ tải
PV: Nút nguồn phát.
TBPĐ: Thiết bị phân đoạn.
TĐN: Thuỷ điện nhỏ.
TĐL: Thiết bị tự động đóng lặp lại đƣờng dây tải điện.
VP: Hệ số cải thiện chất lƣợng điện áp của lƣới điện
VI: Đại lƣợng đặc trƣng cho chất lƣợng điện áp của xuất tuyến.
6
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Dải công suất tƣơng ứng của các công nghệ DG .......................18
Bảng 1.2: Kế hoạch phát triển nguồn điện sử dụng năng lƣợng tái tạo giai
đoạn 2011 – 2020 có xét đến năm 2030. ............................................................40
Bảng 3.1: Thông số phụ tải của lƣới điện ..................................................71
Bảng 3.2: Thông số đƣờng dây..................................................................74
Bảng 3.3: Kết quả tính toán tổn thất công suất ..........................................86
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1: Sơ đồ lƣới phân phối hình tia.....................................................14
Hình 1.2: Sơ đồ lƣới phân phối hình tia có phân đoạn. ..............................14
Hình 1.3: Sơ đồ lƣới kín vận hành hở do một nguồn cung cấp...................14
Hình 1.4: Sơ đồ lƣới kín vận hành hở do 2 nguồn cung cấp độc lập. .........15
Hình 1.5: Sơ đồ lƣới điện kiểu đƣờng trục.................................................15
Hình 1.6: Sơ đồ lƣới điện có đƣờng dây dự phòng chung. .........................15
Hình 1.7: Sơ đồ hệ thống phân phối điện...................................................16
Hình 1.8: Điểm kết nối (CP) và điểm kết nối chung (PCC) .......................18
Hình 1.9: Máy phát điện Diesel.................................................................19
Hình 1.10: Sơ đồ nguyên lý máy phát điện tua-bin khí. .............................20
Hình 1.11: Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của pin nhiên liệu. ........22
Hình 1.12: Sơ đồ nguyên lý hệ thống điện mặt trời. ..................................22
Hình 1.13: Hệ thống điện mặt trời tại Việt Nam........................................23
Hình 1.14: Hình ảnh nhà máy điện gió. .....................................................24
Hình 1.15: Nguyên lý cấu tạo của tổ hợp tua-bin – máy phát điện gió. ......25
Hình 1.16: Công trình xây dựng nhà máy thủy điện nhỏ............................28
Hình 1.17: Nhà máy điện thủy triều kiểu đập ở cửa sông Rance (Pháp).....29
Hình 1.18: Hệ thống máy phát tua-bin thủy triều.......................................30
Hình 1.19: Mô hình phát điện sử dụng khí Biogass. ..................................31
Hình 1.20: Nhà máy điện sử dụng các dạng năng lƣợng sinh khối.............31
7
Hình 1.21: Nguyên lý sản xuất điện từ năng lƣợng địa nhiệt. ....................32
Hình 1.22: Nhà máy địa nhiệt điện............................................................33
Hình 1.23: Dự báo công suất các nguồn phân tán tại Việt Nam đến năm
2030. .................................................................................................................39
Hình 2.1: Phân bố hợp lý các DG trên lƣới để giảm tổn thất......................44
Hình 3.1: Sơ đồ các bƣớc thực hiện tính toán bằng PSS/Adept..................67
Hình 3.2: Giao diện xác định thƣ viện dây dẫn..........................................67
Hình 3.3: Giao diện xác định các thuộc tính của lƣới điện.........................68
Hình 3.4: Giao diện thiết lập thông số từng phần tử của lƣới điện .............68
Hình 3.5: Giao diện hộp tùy chọn chƣơng trình tính toán ..........................68
Hình 3.6: Hiển thị kết quả tính toán trên sơ đồ ..........................................69
Hình 3.7: Hiển thị kết quả tính toán trên của số progress view ..................69
Hình 3.8: Hiển thị kết quả tính toán trên cửa sổ report ..............................70
Hình 3.9: Sơ đồ lƣới điện huyện Bình Gia.................................................73
Hình 3.10: Đồ thị phụ tải ngày điển hình...................................................76
Hình 3.11: Đặc tính công suất phát của TĐN ............................................78
Hình 3.12: Kết quả tính toán điện áp nút trong chế độ phụ tải cực đại - 19h
mùa hè (TH1- không có TĐN)...........................................................................80
Hình 3.13: Kết quả tính toán điện áp nút trong chế độ phụ tải cực đại - 19h
mùa hè (TH2- có TĐN) .....................................................................................81
Hình 3.14: So sánh điện áp nút trong chế độ phụ tải cực đại - 19h mùa hè 82
Hình 3.15: So sánh điện áp nút trong chế độ phụ tải cực tiểu - 3h mùa hè .82
Hình 3.16: So sánh điện áp nút trong chế độ phụ tải cực đại - 19h mùa đông
..........................................................................................................................83
Hình 3.17: Điện áp nút trong chế độ phụ tải cực tiểu - 1h mùa đông .........84