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
Phân tích hệ thống điện sử dụng phần mềm PSS/E :Đồ án tốt nghiệp Khoa Công nghệ Điện
Nội dung xem thử
Mô tả chi tiết
ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
ỨNG DỤNG PHẦN MỀM PSS/E ĐỂ TÍNH
TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT VÀ KHẢO
SÁT CÁC TRẠM BIẾN ÁP 500KV LƯỚI
ĐIỆN TP.HCM
SINH VIÊN : ĐỒNG HỒ VĨNH TƯỜNG
MSSV : 14059281
LỚP : DHDI10D
GVHD : TS. DƯƠNG THANH LONG
TP. HCM, NĂM 2018
Khoá luận tốt nghiệp SVTH: Đồng Hồ Vĩnh Tường
i
PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
1. Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài
(1): Đồng Hồ Vĩnh Tường, MSSV: 14059281
2. Tên đề tài
ỨNG DỤNG PHẦN MỀM PSS/E ĐỂ TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT
VÀ KHẢO SÁT CÁC TRẠM BIẾN ÁP 500KV LƯỚI ĐIỆN TP.HCM
3. Nội dung
Giới thiệu và hướng dẫn sử dụng phần mềm PSS/E để tính toán phân bố công suất.
Khảo sát phân bố công suất và tổn hao công suất truyền tải tại các nút và nhánh
500kV của TP.HCM trong điều kiện làm việc bình thường và khi đưa trạm biến áp
500kV Nhà Bè vào sữa chữa, bảo dưỡng và hoặc thay mới theo dự án quy hoạch
điện 7. Đưa ra kết luận và kiến nghị.
4. Kết quả
Hiểu và ứng dụng được bài toán PBCS vào thực tế hệ thống điện TP.HCM, sử dụng
được phần mềm PSS/E để ứng dụng cho việc tính toán và khảo sát trước khi thực
hiện dự án.
Giảng viên hướng dẫn Tp. HCM, ngày tháng năm 20..
Sinh viên
ĐỒNG HỒ VĨNH TƯỜNG
Khoá luận tốt nghiệp SVTH: Đồng Hồ Vĩnh Tường
ii
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
Khoá luận tốt nghiệp SVTH: Đồng Hồ Vĩnh Tường
iii
MỤC LỤC
PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP .................................................... i
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ............................................................ ii
MỤC LỤC ......................................................................................................................... iii
DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ ........................................................................................ vii
DANH SÁCH CÁC BẢNG ............................................................................................. xiv
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU ....................................................... xvi
LỜI NÓI ĐẦU .................................................................................................................xxii
CHƯƠNG DẪN NHẬP ................................................................................................ xxiii
I. Đặt vấn đề ............................................................................................................... xxiii
II. Giới hạn đề tài ........................................................................................................ xxiii
III. Mục đích báo cáo .................................................................................................... xxiii
IV. Mục tiêu của báo cáo ............................................................................................... xxiv
V. Phương pháp nghiên cứu ......................................................................................... xxiv
VI. Đặt tên đề tài ............................................................................................................ xxiv
VII. Cơ sở lý luận của luận văn .................................................................................. xxiv
Chương 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐIỆN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH .......... 1
Tăng trưởng phụ tải điện .............................................................................................. 1
Khoá luận tốt nghiệp SVTH: Đồng Hồ Vĩnh Tường
iv
Hiện trạng nguồn điện .................................................................................................. 1
Hiện trạng lưới điện ...................................................................................................... 2
Lưới điện 500 kV.................................................................................................. 2
Lưới điện 220 kV.................................................................................................. 3
Dự báo nhu cầu phụ tải khu vực dự án ......................................................................... 8
Chương trình phát triển lưới điện khu vực dự án ......................................................... 8
Chương 2: BÀI TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN ....... 21
Vấn đề về phân bố công suất ...................................................................................... 21
Phương Pháp Newton-Raphson .......................................................................... 24
Phương pháp Fast-Decoupled ............................................................................ 27
Ma Trận Jacobi ................................................................................................... 28
Chương 3: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM PSS/E ĐỂ GIẢI QUYẾT BÀI TOÁN PHÂN
BỐ CÔNG SUẤT .............................................................................................................. 32
Giới thiệu khái quát về phần mềm PSS/E .................................................................. 32
Một số lệnh cơ bản ..................................................................................................... 35
Các thao tác cơ bản khi tính toán phân bố công suất trong PSS/E ............................. 37
Giao diện: ........................................................................................................... 37
Các khởi tạo ban đầu trong PSS/E: .................................................................... 38
Tạo 1 chế độ làm việc của hệ thống điện ( file *.sav ) ....................................... 40
Mở 1 file *.sav .................................................................................................... 54
Chạy chương trình tính toán PBCS và xem kết quả ở CĐXL ............................ 57
Chương 4: ỨNG DỤNG PSS/E ĐỂ KHẢO SÁT LƯỚI ĐIỆN TPHCM TRƯỚC VÀ
TRONG KHI THỰC HIỆN DỰ ÁN ............................................................................... 66
Khoá luận tốt nghiệp SVTH: Đồng Hồ Vĩnh Tường
v
Giả thiết và trường hợp tính toán ............................................................................... 66
Giả thiết tính toán ............................................................................................... 66
Thông số MBA lưới điện truyền tải 500 kV khu vực khảo sát .......................... 66
Trường hợp tính toán .......................................................................................... 67
Mục đích ............................................................................................................. 67
Kết quả tính toán PBCS, tổn thất CS khi chưa sửa chữa TBA 500kV Nhà Bè bằng
phần mềm PSS/E ................................................................................................................ 68
Lưới điện 500kV TP.HCM khi vận hành bình thường ...................................... 68
Khảo sát PBCS tại các TBA bằng phần mềm PSS/E ........................................ 70
Khi đưa TBA 500kV Nhà Bè Vào Sửa Chữa, thay thế. ............................................. 79
Tổn thất công suất Lưới điện .............................................................................. 79
Khảo sát PBCS tại các TBA ............................................................................... 79
Kết quả và nhận xét theo từng trường hợp ................................................................. 92
Khi chưa đưa TBA 500kV Nhà Bè vào sửa chữa .............................................. 92
Khi đưa TBA 500kV Nhà Bè vào sửa chữa ....................................................... 94
Kết luận về dự án ........................................................................................................ 96
Ảnh hưởng của dự án ......................................................................................... 96
Sự cần thiết của dự án ......................................................................................... 96
Chương 5: KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................... 97
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................ 99
PHỤ LỤC ........................................................................................................................ 102
1. Cách cài đặt phần mềm PSS/E ................................................................................. 102
2. Mô phỏng các phần tử khi nhập dữ liệu vào PSS/E ................................................. 110
A. Tính trở kháng đường dây: ................................................................................... 110
Khoá luận tốt nghiệp SVTH: Đồng Hồ Vĩnh Tường
vi
B. Tính toán máy biến áp hai cuộn dây: ................................................................... 111
C. Tính toán máy biến áp ba cuộn dây: ..................................................................... 116
D. Máy phát điện: ...................................................................................................... 123
3. Giới thiệu cách xây dựng sơ đồ 1 sợi trong PSS/E .................................................. 123
4. Cách in 1 file ............................................................................................................ 129
5. Phân vùng màu sắc trên biểu đồ để phân tích .......................................................... 133
6. Kết quả tính toán PBCS, tổn thất CS lưới điện 500kV Miền Nam khi vận hành bình
thường lúc chưa thực hiện dự án ...................................................................................... 137
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................. 145
Khoá luận tốt nghiệp SVTH: Đồng Hồ Vĩnh Tường
vii
DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Sơ đồ lưới điện 220, 500kV hiện hữu khu vực TP. Hồ Chí Minh ........................ 6
Hình 1.2 Sơ đồ kết dây lưới điện 220 (màu đỏ), 500kV(màu xanh) hiện hữu khu vực TP.
Hồ Chí Minh ......................................................................................................................... 7
Hình 3.1 Giao diện nhập lệnh và kết quả của PSS/E ......................................................... 35
Hình 3.2 Giao diện của PSS/E ............................................................................................ 38
Hình 3.3 Menu của PSS/E .................................................................................................. 38
Hình 3.4 Hộp thoại Program Setting .................................................................................. 39
Hình 3.5 Thay đổi kích thước của hệ thống điện ............................................................... 40
Hình 3.6 Tạo mới 1 mạng điện và sơ đồ ............................................................................ 41
Hình 3.7 Khởi tạo dữ liệu ban đầu cho hệ thống ................................................................ 41
Hình 3.8 Hộp thoại giám sát dữ liệu các nút ...................................................................... 42
Hình 3.9 Hộp thoại giám sát thông số các nhà máy điện ................................................... 43
Hình 3.10 Hộp thoại giám sát thông số các máy phát điện ................................................ 44
Hình 3.11 Hộp thoại giám sát thông số các phụ tải ............................................................ 46
Hình 3.12 Hộp thoại giám sát thông số các tụ bù cố định .................................................. 47
Hình 3.13 Hộp thoại giám sát thông số các tụ bù có điều khiển đóng cắt ......................... 48
Khoá luận tốt nghiệp SVTH: Đồng Hồ Vĩnh Tường
viii
Hình 3.14 Hộp thoại giám sát thông số đường dây (nhánh) .............................................. 49
Hình 3.15 Hộp thoại giám sát thông số MBA 2 cuộn ........................................................ 51
Hình 3.16 Hộp thoại giám sát thông số MBA 3 cuộn ........................................................ 53
Hình 3.17 Mở 1 file *.sav sử dụng biểu tượng Open của menu Toolbar ........................... 54
Hình 3.18 Hộp thoại Open của PSS/E ................................................................................ 55
Hình 3.19 Dữ liệu của 1 file *.sav ...................................................................................... 55
Hình 3.20 Thông báo lỗi của PSS/E ................................................................................... 56
Hình 3.21 Dùng lệnh TREE kiểm tra ................................................................................. 57
Hình 3.22 Dùng lệnh check Data kiểm tra ......................................................................... 57
Hình 3.23 Kiểm tra dải thông số ........................................................................................ 58
Hình 3.24 Cài đặt tính toán phân bố công suất .................................................................. 58
Hình 3.25 Cài đặt lựa chọn để tính toán phân bố công suất ............................................... 59
Hình 3.26 Lựa chọn tính toán phân bố công suất .............................................................. 60
Hình 3.27 Giải bài toán bằng phương pháp Newton - Raphson ....................................... 61
Hình 3.28 Giải bài toán bằng phương pháp Gauss - Seidel ............................................... 63
Hình 3.29 Kết quả giải bài toán bằng phương pháp Newton ............................................. 64
Hình 3.30 Chọn nút cần xem dòng công suất và các thông số của nút .............................. 65
Khoá luận tốt nghiệp SVTH: Đồng Hồ Vĩnh Tường
ix
Hình 3.31 Các dòng công suất trên các nhánh nối vào nút 101 và thông số nút ................ 65
Hình 4.1 Phân bố công suất và tổn thất công suất chi tiết ở lưới 500kV TP.HCM ........... 68
Hình 4.2 Tổn thất công suất tổng ở lưới 500kV TP.HCM ................................................. 68
Hình 4.3 Phân bố công suất và khả năng mang dòng chi tiết ở lưới 500kV TP.HCM ...... 69
Hình 4.4 Phân bố công suất tại TBA 500kV Cầu Bông khi vận hành bình thường .......... 70
Hình 4.5 PBCS tại TBA 500kV Phú Lâm khi vận hành bình thường................................ 71
Hình 4.6 PBCS tại TBA 500kV Nhà Bè khi vận hành bình thường .................................. 72
Hình 4.7 PBCS tại TBA 500kV Cầu Bông khi 1 máy bị sự cố .......................................... 73
Hình 4.8 PBCS tại TBA 500kV Phú Lâm khi 1 máy ở TBA 500kV Cầu Bông bị sự cố .. 74
Hình 4.9 PBCS tại TBA 500kV Nhà Bè khi 1 máy ở TBA 500kV Cầu Bông bị sự cố .... 75
Hình 4.10 PBCS tại TBA 500kV Cầu Bông khi 1 máy ở TBA 500kV Phú Lâm bị sự cố 76
Hình 4.11 PBCS tại TBA 500kV Phú Lâm khi 1 máy bị sự cố ......................................... 77
Hình 4.12 PBCS tại TBA 500kV Nhà Bè khi 1 máy ở TBA 500kV Phú Lâm bị sự cố .... 78
Hình 4.13 Tổn thất công suất tổng lưới điện 500kV TP.HCM .......................................... 79
Hình 4.14 PBCS tại TBA 500kV Cầu Bông khi làm việc bình thường ............................. 80
Hình 4.15 PBCS tại TBA 500kV Phú Lâm khi làm việc bình thường .............................. 81
Hình 4.16 PBCS tại TBA 500kV Nhà Bè khi làm việc bình thường ................................. 82
Khoá luận tốt nghiệp SVTH: Đồng Hồ Vĩnh Tường
x
Hình 4.17 PBCS tại TBA 500kV Cầu Bông khi gặp sự cố 1 MBA ................................... 83
Hình 4.18 PBCS tại TBA 500kV Phú Lâm khi gặp sự cố 1 MBA tại TBA Cầu Bông ..... 84
Hình 4.19 PBCS tại TBA 500kV Nhà Bè khi có sự cố 1 MBA tại TBA Cầu Bông ......... 85
Hình 4.20 PBCS tại TBA 500kV Cầu Bông khi có sự cố 1 MBA tại TBA Phú Lâm ....... 86
Hình 4.21 PBCS tại TBA 500kV Phú Lâm khi có sự cố 1 MBA ...................................... 87
Hình 4.22 PBCS tại TBA 500kV Nhà Bè khi có sự cố 1 MBA tại TBA Phú Lâm ........... 88
Hình 4.23 PBCS tại TBA 500kV Cầu Bông khi có sự cố đồng thời ................................. 89
Hình 4.24 PBCS tại TBA 500kV Phú Lâm khi có sự cố đồng thời ................................... 90
Hình 4.25 PBCS tại TBA 500kV Nhà Bè khi có sự cố đồng thời ..................................... 91
Hình 1 Giao diện khởi động cài đặt chương trình ............................................................ 102
Hình 2 Thỏa thuận cấp giấy phép ..................................................................................... 102
Hình 3 Các thông tin về phiên bản phần mềm ................................................................. 103
Hình 4 Giao diện cài đặt chương trình ............................................................................. 103
Hình 5 Thông tin khách hàng ........................................................................................... 104
Hình 6 Lựa chọn nơi đặt các thư mục cài đặt ................................................................... 104
Hình 7 Chọn thư mục muốn cài đặt .................................................................................. 105
Hình 8 Chọn tần số ........................................................................................................... 105
Khoá luận tốt nghiệp SVTH: Đồng Hồ Vĩnh Tường
xi
Hình 9 Xác nhận lại các tùy chọn ..................................................................................... 106
Hình 10 Lựa chọn hiển thị lối tắt và icon ......................................................................... 106
Hình 11 Thông báo đọc ghi chú nhà phát hành ................................................................ 107
Hình 12 Bảng thông báo cài đặt kết thúc ......................................................................... 107
Hình 13 Icon trên màn hình desktop ................................................................................ 108
Hình 14 Giao diện khi lần đầu tiên khởi động PSS/E ...................................................... 109
Hình 15 giao diện khi khởi động PSS/E ........................................................................... 109
Hình 16 Xây dựng 1 file mới trong PSS/E ....................................................................... 123
Hình 17 Xây dựng 1 file sơ đồ *.sld ................................................................................. 124
Hình 18 Cửa sổ vẽ sơ đồ 1 sợi .......................................................................................... 124
Hình 19 Thiết lập màu sắc cho các cấp điện áp khác nhau .............................................. 125
Hình 20 Hộp thoại System level diagram defaults ........................................................... 125
Hình 21 Thiết lập màu sắc cho các cấp điện áp ............................................................... 126
Hình 22 Xây dựng sơ đồ 1 sợi với công cụ Auto-Draw ................................................... 126
Hình 23 Lựa chọn nút để xây dựng sơ đồ ........................................................................ 127
Hình 24 Thông báo lỗi nút không có trong sơ đồ ............................................................. 127
Hình 25 Nút 102 được xây dựng với công cụ Auto-Draw ............................................... 127
Khoá luận tốt nghiệp SVTH: Đồng Hồ Vĩnh Tường
xii
Hình 26 Hiệu chỉnh sơ đồ bằng công cụ Knee ................................................................. 128
Hình 27 Hiển thị phần trăm tải với công cụ Current Loadings ........................................ 128
Hình 28 Hiển thị dòng phân bố công suất với công cụ Animate Flows ........................... 129
Hình 29 In file hiển thị trên màn hình .............................................................................. 130
Hình 30 Lựa chọn file cần in ............................................................................................ 130
Hình 31 Hộp thoại print .................................................................................................... 131
Hình 32 Hộp thoại Save Print Output As ......................................................................... 131
Hình 33 file sơ đồ vừa được in ......................................................................................... 132
Hình 34 Mở hộp thoại Contour Settings .......................................................................... 133
Hình 35 Hộp thoại Contour Settings ................................................................................ 134
Hình 36 Công suất P(MW) (trái) và Q(Mvar) (phải) theo nút ......................................... 134
Hình 37 Phân bố Công suất P (MW) (trái) và Q (Mvar) (phải) theo đường dây ............. 135
Hình 38 Kiểm tra tỷ lệ mang tải đường dây (%) .............................................................. 135
Hình 39 Kiểm tra góc pha (độ)(trái), điện áp nút (KV) (phải) ......................................... 136
Hình 40 Kiểm tra dòng điện (Amps)(trái), dòng điện theo PU (phải) trên đường dây .... 136
Hình 41 Lưới điện miền Nam năm 2016. Màu xanh là 500kV, màu đỏ là 220kV .......... 137
Khoá luận tốt nghiệp SVTH: Đồng Hồ Vĩnh Tường
xiii
Hình 42 Tổn thất CS tổng ở lưới 500kV Miền Nam khi vận hành bình thường trước dự án
.......................................................................................................................................... 137
Hình 43 Tổn thất CS tổng lưới điện 500kV Miền Nam khi vận hành bình thường khi thực
hiện dự án ......................................................................................................................... 138
Hình 44 Phân bố công suất và khả năng mang dòng chi tiết ở lưới 500kV Miền Nam ... 140
Hình 45 Phân bố công suất và tổn thất công suất chi tiết ở lưới 500kV Miền Nam ........ 144
Khoá luận tốt nghiệp SVTH: Đồng Hồ Vĩnh Tường
xiv
DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 1.1 Các nguồn điện cung cấp cho địa bàn TP. Hồ Chí Minh ...................................... 2
Bảng 1.2 Thống kê các đường dây 500kV khu vực TPHCM .............................................. 3
Bảng 1.3 Thống kê các TBA 500 kV khu vực TPHCM ...................................................... 3
Bảng 1.4 Thống kê các TBA 220 kV khu vực TPHCM ...................................................... 4
Bảng 1.5 Thống kê các ĐD 220 kV khu vực TPHCM ......................................................... 5
Bảng 1.6 Dự báo công suất của khu vực dự án (MVA) ....................................................... 8
Bảng 1.7 Các công trình TBA 220 kV trong khu vực dự án đến năm 2030 ........................ 8
Bảng 1.8 Các công trình TBA 500 kV trong khu vực dự án đến năm 2030 ...................... 14
Bảng 1.9 Các công trình đường dây 220 kV trong khu vực dự án đến năm 2030 ............. 15
Bảng 1.10: Các công trình đường dây 500 kV trong khu vực dự án đến năm 2030 .......... 20
Bảng 2.1 Phân loại nút trong PBCS ................................................................................... 23
Bảng 3.1 Các lệnh cơ bản trong PSS/E .............................................................................. 35
Bảng 4.1 Thông số máy biến áp 500 kV ............................................................................ 67
Bảng 4.2 Tổng hợp công suất qua các MBA khi chưa thực hiện dự án ............................. 92
Bảng 4.3 Tổng hợp công suất qua các MBA khi thực hiện dự án...................................... 94
Bảng 1 Quy đổi theo cấp điện áp ...................................................................................... 110