Quy hoạch lưới điện

Báo Cáo Đề Tài
Quy Hoạch Lưới Điện

Nhóm 6 thực hiện:

1.
2.
3.

Ngươn Trọng Tín
Dư Tấn Hỷ
Lê Trung Hiếu


Các nội dung chính

I. Khái niệm quy hoạch lưới điện (QHLĐ)
II. Các PP QHLĐ không chính quy
III. Bài toán chọn cấp điện áp tải điện U
IV. Cấu trúc tối ưu của lưới điện


I.
•
•
•

Khái niệm

Để có thể truyền tải điện năng từ nhà máy điện đến các hộ tiêu thụ
và phân phối điện năng thì cần thiết phải có lưới truyền tải và lưới

phân phối.
Lưới truyền tải là lưới điện có điện áp danh định từ 220kV trở lên
Lưới phân phối là lưới điện từ 110kV trở xuống.


Các nhà máy điện thường đặt ở xa trung tâm phụ tải
Về nhiệt điện thì có nhiều lí do sau:

•

Cần đặt gần nguồn nguyên liệu do vận chuyển nguyên liệu tốn rất nhiều chi
phí.

•

Cần đặt gần nguồn nước để làm mát,và xa khu dân cư để tránh tác hại của
sự ô nhiễm.


Hình 1: Nhà máy nhiệt điện Thái Bình 1


− Về thủy điện, tồn tại những lí do như địa lí phải bắt buộc đặt ở nguồn nước dồi dào, có
độ dốc lớn, có thể ngăn đặp để tạo ra hồ chứa ở phía thượng lưu v.v... những nơi này
thường rất xa các khu công nghiệp và dân cư.

− Về nhà máy điện tua bin khí phải được đặt ở những nơi thuận tiện cho việc cấp khí, để
tối ưu bài toán kinh tế và chi phí khi hoạt động lâu dài.

− Về nhà máy điện nguyên tử thì phải đặt xa khu dân cư cũng như các khu công
nghiệp vì lí do an toàn.

 Vậy muốn xác định vị trí tối ưu của các nhà máy cần phải giải bài toàn về kinh
tế, kĩ thuật rất phức tạp,…


Sau khi có sơ đồ địa lí vị trí các nhà máy điện và các trung tâm phụ tải, ta phải tiến
hành việc quy hoạch phát triển luới điện với nhiều cấp điện áp khác nhau để truyền tải
và phân phối điện năng từ các nhà máy điện đến các hộ tiêu thụ điện năng. Khoảng
cách truyền tải càng xa, công suất truyền tải càng lớn thì cấp điện áp càng phải cao để
tránh tổn thất trên đường dây.


 

Người ta chia các lưới điện theo các cấp điện áp như sau:

U< 1kV

: Lưới điện hạ áp (Low Voltage).

1kVU< 66kV

: Lưới điện trung áp (Medium Voltage).

66kVU220kV

: Lưới điện cao áp (Hight Voltage).

330kVU750Kv : Lưới điện siêu cao áp (EHV- Extra Hight Voltage).
1000kVU

: Lưới điện cực cao áp (UHV- Ultra Hight Voltage).


Tuy nhiên cấp điện áp càng cao thì chi phí các máy biến áp tăng và hạ áp cũng như
chi phí cho đường dây tải điện cũng càng cao.


Nguyên lí cơ bản của quy hoạch lưới điện là cực tiểu cấu trúc lưới và chi phí vận
hành nhằm thỏa mãn yêu cầu của sự phân phối điện năng an toàn và tin cậy tới
các trung tâm phụ tải. Các yêu cầu về độ tin cậy bao gồm:

1.
2.

Các yêu cầu vận hành bình thường
Yêu cầu vận hành trong yêu cầu ngẫu nhiên


Quy hoạch lưới điện được chia làm 2 bước: lập sơ đồ và tính giá trị của nó.

− Nhiệm vụ của lập sơ đồ: là xác định một hay nhiều phương án có chi phí thấp
thỏa mãn khả năng tải của các thiết bị truyền tải. Hiện nay, các nhà quy hoạch.


Với sự tăng trưởng kích thước của hệ thống năng lượng, máy tính sẽ được dùng để tự
động hóa việc quy hoạch tối ưu lưới điện.

−

Nhiệm vụ của việc tính giá trị: là đánh giá toàn bộ đặc tính kỹ thuật của sơ đồ đã
cho bao gồm dòng tải, phân tích ổn định, khả năng dòng ngắn mạch, độ tin cậy
và tính toán kỹ thuật, để đi đến quyết định 1 sơ đồ tối ưu cuối cùng.


Việc quy hoạch lưới điện cần phải trả lời các câu hỏi sau:

1.
2.
3.

Đặt đường dây tải điện mới ở đâu?
Khi nào xây dựng chúng?
Kiểu của đường dây truyền tải dự định xây là loại gì?


Quy hoạch lưới điện có thể chia thành quy hoạch lưới điện: tĩnh và động.

o

Quy hoạch lưới điện tĩnh chú ý tới sơ đồ nối dây của lưới điện đối với phụ tải
của năm tới và không bao gồm vấn đề truyền tải của sơ đồ nối dây của lưới điện.


o

Quy hoạch lưới điện động, được chia thành 1 vài năm, mà trong đó vấn đề
truyền tải mỗi năm đã được kể đến. Như trường hợp cần phải quyết định khi

nào và ở đâu sẽ xây dựng 1 đường dây mới.


II.Các phương pháp quy hoạch lưới điện 1 cách không chính quy
Phương pháp quy hoạch không chính quy được đặt trên cơ sở của các phân tích
trực quan. Nó có quan hệ chặt chẽ với logic của các chuyên gia. Có thể đưa ra một
sơ đồ thiết kế tốt trên cơ sở của kinh nghiệm và sự phân tích.


Trong quy hoạch lưới điện phương pháp không chính quy được áp dụng rộng rãi
vì tính chất dễ hiểu, mềm dẻo, tốc độ tính toán nhanh, dễ thu hút cá nhân trong
công việc thiết kế và có thể thu được một lời giải thích tối ưu tương đối mà điều
đó là phù hợp với nhiều những yêu cầu thực tế của kỹ thuật.


Phương pháp không chính quy bao gồm việc kiểm tra quá tải phân tích độ nhạy và
thành lập sơ đồ. Ta có thể mô tả chúng như sau:

1)Kiểm tra quá tải: khi thành lập sơ đồ, tính toán khả năng chịu tải. Ta phải chắc
chắn rằng không có đường dây nào quá tải trong điều kiện làm việc bình thường
và đôi khi thậm chí cả trong điều kiện sự cố đường dây.


Vì vậy việc tính toán phân phối dòng tải và khả năng của đường dây là rất quan
trọng.

2)

Phân tích độ nhạy: Khi đường dây bị quá tải, việc phân tích độ nhạy thường
được mở rộng ra lưới điện đó cho đường dây có ảnh hưởng nhất đổi với việc

giới hạn quá tải. Đường dây có ảnh hưởng ở đây có liên quan tới đường dây
được đầu tư có hiệu quả nhất.


3)

Vẽ sơ đồ: Thông qua việc vẽ sơ đồ, nhà quy hoạch có thể can thiệp vào
các quá trình ra quyết định thông qua giao diện người- máy.


 

III.Bài toán chọn cấp điện áp tải điện U
Người ta chia chi phí tính toán C cho một km đường dây tải điện thành
hai phần: chi phí vốn đầu tư C1 để xây dựng đường dây và chi phí do tổn
thất điện năng trên đường dây C2 , tức là:

C = C1 + C2


Chi phí vốn đầu tư xây dựng đường dây C1 được tính như sau:
C1 = a + bU + cF
Trong đó : a, b, c là các hệ số tỉ lệ:
U là cấp điện áp của đường dây:
F là tiết diện tổng của dây dẫn được chọn.


Từ công thức trên ta thấy rằng chi phí xây dựng đường dây ngoài phần chi
phí cố định còn phần phụ thuộc vào cấp điện áp và một phần phụ thuộc vào tiết
diện dây dẫn.

Chi phí do tổn thất điện năng có thể tính gần đúng cho chế độ tải công suất
cực đại rồi qui đổi về giá tổn thất trung bình năm như sau:


 

2
C2 = I maxJ
2
Trong đó: P- điện trở suất của vật liệu làm dây dẫn (Ωmm /km)
2
F- tổng tiết diện dây dẫn pha, mm ;
Jmax – dòng điện tải cực đại A;
J – Giá trị trung bình năm J của 1 MW tổn thất công suất.