Nghiên cứu đề xuất giải pháp giảm tổn thất điện năng cho lưới điện phân phối huyện cam lâm, tỉnh khánh hòa

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
,

NGUYỄN QUỐC HƯNG

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM TỔN
THẤT ĐIỆN NĂNG CHO LƯỚI ĐIỆN PHÂN
PHỐI HUYỆN CAM LÂM TỈNH KHÁNH HÒA

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Mã số: 60 52 02 02

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Đà Nẵng - Năm 2017


Công trình được hoàn thành tại
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Người hướng dẫn khoa học: TS. LÊ ĐÌNH DƯƠNG

Phản biện 1: TS. TRẦN VINH TỊNH

Phản biện 2: TS. LÊ CAO QUYỀN

Luận văn được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt
nghiệp thạc sĩ kỹ thuật, chuyên ngành kỹ thuật điện họp tại Trường
Đại học Bách khoa Đà Nẵng vào ngày 07 tháng 11 năm 2017

* Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng tại Trường Đại học
Bách khoa
- Thư viện Khoa Điện, Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN


1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Giảm tổn thất là một trong những mục tiêu quan trọng trong
sản xuất kinh doanh điện. Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) đặt
mục tiêu phải giảm tỷ lệ tổn thất điện năng đến mức thấp nhất có thể.
Cụ thể trong năm 2017 toàn hệ thống điện Việt Nam tỷ lệ tổn thất
điện năng phải ở mức 7,6%.
Thực hiện mục tiêu của Tập đoàn Điện lực Việt Nam, các
đơn vị thành viên trực thuộc Tập đoàn đều phải có trách nhiệm giảm
tổn thất điện năng trên phần lưới điện thuộc đơn vị quản lý.
Trong những năm gần đây nhu cầu về điện tăng cao, trong
khi đó hệ thống lưới điện đã vận hành lâu năm, xây dựng chắp vá
chưa theo kịp quy hoạch, chưa đáp ứng được yêu cầu về chất lượng
cung cấp điện dẫn đến tổn thất điện năng cao. Do vậy, cần thiết phải
tính toán đưa ra các giải pháp giảm tổn thất tối ưu nhằm đáp ứng yêu
cầu cung cấp điện an toàn, ổn định, liên tục và chất lượng tốt để phục
vụ chính trị, an ninh quốc phòng, phát triển kinh tế xã hội và nhu cầu
sinh hoạt của nhân dân cả nước nói chung và trên địa bàn huyện Cam
Lâm nói riêng.
Trên đây là lý do học viên chọn đề tài “Nghiên cứu đề xuất
giải pháp giảm tổn thất điện năng cho lưới điện phân phối huyện
Cam Lâm tỉnh Khánh Hòa” cho luận văn tốt nghiệp của mình.

2. Mục đích nghiên cứu
Mục đích của luận văn là nghiên cứu cơ sở lý thuyết, sử
dụng một số phần mềm ứng dụng để phân tích tổn thất hiện tại trên
lưới điện phân phối của Điện lực huyện Cam Lâm. Đánh giá những
ưu, khuyết điểm về các giải pháp giảm tổn thất điện năng mà Điện


2

lực Cam Lâm đang áp dụng, từ đó sẽ đề xuất một số giải pháp giảm
tổn thất điện năng một cách hữu hiệu nhằm giúp Điện lực Cam Lâm
triển khai thực hiện hiệu quả hơn trong công tác giảm tổn thất điện
năng trong những năm tiếp theo.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
 Phạm vi nghiên cứu của đề tài là toàn bộ lưới điện phân
phối của Điện lực huyện Cam Lâm.
 Đối tượng nghiên cứu là tổn thất điện năng trên lưới điện
trung, hạ áp và trạm biến áp phân phối.
4. Phương pháp nghiên cứu
Các phương pháp được sử dụng trong đề tài là: Khảo sát, sử
dụng các phần mềm CMIS và PSS/ADEPT để phân tích tổn thất,
đánh giá thực trạng lưới điện, hiện trạng tổn thất tại lưới điện của
Điện lực huyện Cam Lâm, từ đó phân tích đưa ra giải pháp giải quyết
những vấn đề tồn tại.
5. Bố cục của luận văn
Bố cục luận văn ngoài phần mở đầu và kết luận chung, nội
dung của luận văn được biên chế thành 3 chương như sau:
Chương 1: Giới thiệu về lưới điện và hiện trạng tổn thất điện
năng trên lưới điện của Điện lực Cam Lâm.
Chương 2: Một số giải pháp nhằm giảm tổn thất điện năng

Điện lực Cam Lâm.
Chương 3: Ứng dụng chương trình PSS/ADEPT tính toán bù
công suất phản kháng cho lưới điện 22kV Huyện Cam Lâm.


3

CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU VỀ LƯỚI ĐIỆN VÀ HIỆN TRẠNG TỔN
THẤT ĐIỆN NĂNG TRÊN LƯỚI ĐIỆN CỦA ĐIỆN LỰC
CAM LÂM
1.1. Tổng quan về tổn thất điện năng trong ngành điện
1.1.1. Đặc điểm chung của ngành điện
Ngành điện là một ngành cơ sở hạ tầng, tạo nên động lực của
toàn bộ nền kinh tế xã hội. Nghị quyết Đại hội IX của Đảng đã xác
định: phát huy sức mạnh toàn dân tộc, tiếp tục đổi mới, đẩy mạnh
công nghiệp hoá, hiện đại hoá, xây dựng và bảo vệ Tổ quốc Việt
Nam Xã hội chủ nghĩa, thực hiện mục tiêu dân giàu nước mạnh, xã
hội công bằng hướng hiện đại.
HTĐ phát triển không ngừng trong không gian và thời gian
để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của phụ tải.
Về mặt quản lý, vận hành HTĐ được phân thành:
- Nhà máy điện do các nhà máy phát điện quản lý.
- Lưới điện siêu cao áp (≥ 220kV) và trạm khu vực do các
Công ty Truyền tải điện quản lý.
- Lưới điện truyền tải 110kV và phân phối do các Công ty
Điện lực quản lý, dưới là các Điện lực.
Về mặt quy hoạch, lưới điện được phân thành 2 cấp:
- Lưới hệ thống bao gồm:
- Các nguồn điện và lưới hệ thống (500, 220, 110kV).

- Các trạm khu vực (500, 220, 110kV) được quy hoạch
trong tổng sơ đồ.


4

Lưới phân phối (U ≤ 35kV) được quy hoạch riêng. Về
mặt điều độ chia thành 2 cấp:
Điều độ trung ương.
Điều độ địa phương. Công tác điều độ bao gồm:
- Điều độ các nhà máy thủy điện.
- Điều độ các miền.
- Điều độ các Điện lực.
Về mặt nghiên cứu, tính toán, HTĐ được phân chia ra
thành:
- Lưới hệ thống 500kV.
- Lưới truyền tải (35, 110, 220kV).
- Lưới phân phối trung áp (22, 35kV).
- Lưới phân phối hạ áp (0.23, 0.4kV).
Trong đó lưới điện 35kV có thể dùng cho cả lưới phân phối
và lưới truyền tải.
Lưới điện phân phối nhận điện từ các trạm phân phối khu
vực gồm:
- Lưới điện có các cấp điện áp 110/35kV, 110/22kV.
- Lưới điện có các cấp điện áp 35/22kV.
Mạng phân phối có ảnh hưởng lớn đến các chỉ tiêu kỹ
thuật của toàn hệ thống. Cụ thể là:
- Chất lượng cung cấp điện.
- Tổn thất điện năng.
- Giá đầu tư xây dựng: Nếu chia theo tỷ lệ cao áp, phân

phối trung áp, phân phối hạ áp thì vốn đầu tư mạng cao áp là 1, mạng
phân phối trung áp thường từ 1,5 đến 2,5 và mạng phân phối hạ áp
thường từ 2 đến 2,5 lần.


5

- Xác xuất sự cố: Sự cố gây ngừng cung cấp điện sửa chữa
bảo dưỡng theo kế hoạch, cải tạo, đóng điện trạm mới trên lưới phân
phối cũng nhiều hơn lưới truyền tải.
1.1.2. Một số yêu cầu trong công tác quản lý truyền tải và
kinh doanh điện năng
Việc quản lý quá trình truyền tải và phân phối điện năng phải
đạt được một số yêu cầu cơ bản:
Điện năng phải cung cấp liên tục.
Bảo đảm tính an toàn cho sản xuất và tiêu thụ đối với
thiết bị tiêu thụ điện.
Bảo đảm công tác quản lý trong quá trình truyền tải và
phân phối điện năng.
1.2. Tổng quan về tổn thất điện năng trong ngành điện
1.2.1. Khái niệm về tổn thất điện năng
Hiệu số giữa tổng lượng điện năng do các nhà máy điện phát
ra với tổng lượng điện năng các hộ tiêu thụ nhận được trong cùng
một khoảng thời gian được xem là mất mát (tổn thất) điện năng trong
hệ thống truyền tải [1, 3].
Tổn thất điện năng như đã trình bày, là lượng tổn thất trong
tất cả các khâu từ khâu sản xuất (phát điện) truyền tải phân phối điện
(quá trình lưu thông) đến khâu tiêu thụ.
1.2.2. Đặc điểm chung của lưới điện phân phối
Chế độ vận hành bình thường của lưới phân phối là vận

hành hở, hình tia hoặc dạng xương cá.
Trong mạch vòng các xuất tuyến được liên kết với nhau
bằng dao cách ly, hoặc thiết bị nối mạch vòng (Ring Main Unit)
các thiết bị này vận hành ở vị trí mở, trong trường hợp cần sửa


6

chữa hoặc sự cố đường dây điện thì việc cung cấp điện không bị
gián đoạn lâu dài nhờ việc chuyển đổi nguồn cung cấp bằng thao
tác đóng cắt dao cách ly phân đoạn hay tự động chuyển đổi nhờ các
thiết bị nối mạch vòng.
Phụ tải của lưới phân phối đa dạng và phức tạp, nhất là ở
Việt Nam các phụ tải sinh hoạt và dịch vụ, tiểu thủ công nghiệp đa
phần cùng trong một hộ phụ tải.
So với mạng hình tia, mạng mạch vòng có chất lượng
điện hơn, đó chính là lý do tồn tại của mạch vòng, song lại gây
phức tạp về vấn đề rơle bảo vệ.
Kết quả các nghiên cứu và thống kê từ thực tế vận hành
[10] đã đưa đến kết luận nên vận hành lưới phân phối theo dạng
hình tia bởi các lý do:
- Vận hành đơn giản hơn.
- Trình tự phục hồi lại kết cấu luới sau sự cố dễ dàng hơn.
- Ít gặp khó khăn trong việc lập kế hoạch cắt điện cục bộ.
1.3. Một số vấn đề về tổn thất điện năng trong lưới phân phối
điện của Điện lực Huyện Cam Lâm
Cùng với sự lớn mạnh không ngừng của Công ty cổ phần
Điện lực Khánh Hòa cũng như của Tỉnh Khánh Hòa, Điện lực Cam
Lâm đã được thành lập và chính thức hoạt động từ tháng 07/2007.
Số lượng CBNV toàn Điện lực có 57 người với nhiệm vụ

chính là quản lý vận hành và sửa chữa điện. Dựa vào những thuận lợi
là Huyện mới được tách ra từ Thành phố Cam Ranh, Điện lực Cam
Lâm đã biết vận dụng sáng tạo vào điều kiện hoàn cảnh cón nhiều
khó khăn của mình.


7

Theo báo cáo quản lý kỹ thuật [13], kết quả TTĐN 6 tháng
đầu năm 2016:
a. Tổn thất lưới điện phân phối:
Bảng 1.1. Tình hình tổn thất điện năng của Điện lực Cam Lâm từ
năm 2012 đến quí 1/2017.
Năm
Tỷ lệ TT(%)

2012 2013

2014

2015

2016

Q1/17

4.79

4.18

4.33

3.31

3.31

4.71

Năm 2012, tỉ lệ tổn thất là 4.79%. Trong những năm gần
đây, tỷ lệ tổn thất điện năng ở Điện lực Cam Lâm đã giảm rất nhiều
do áp dụng các biện pháp giảm tổn thất điện năng có hiệu quả hơn.
Đây là sự cố gắng và là thành tích đáng ghi nhận của Điện lực Cam
Lâm.
Tại Điện lực Cam Lâm, điện năng tổn thất chủ yếu vẫn là tổn
thất kỹ thuật. Trong những năm gần đây, hệ thống điện từng bước
được nâng cấp, cải tạo nên tổn thất kỹ thuật đã giảm đáng kể từ
4.71% (năm 2013) xuống còn 3.31% (quý I năm 2017). Do đó, Điện
lực Cam Lâm đang cố gắng tìm ra những giải pháp hữu hiệu để giảm
tỷ lệ tổn thất điện năng xuống mức thấp nhất có thể và đặc biệt phấn
đấu giảm tổn thất thương mại tới 0.
Như vậy, ở Điện lực Cam Lâm điện năng bị tổn thất chủ yếu
ở lưới hạ thế, tỷ lệ tổn thất ở lưới 22-35 kV so với ở lưới hạ áp có
thấp hơn nhưng nhìn chung vẫn tương đối cao.
1.3.1. Hiệu quả sử dụng điện
+ Hộ gia đình khu vực sử dụng điện
+ Tác động của việc sử dụng điện với môi trường


8

Để giảm tác động của các máy phát điện trong môi trường,
năng lượng phải được quản lý hiệu quả.
1.3.2. Tổn thất kỹ thuật
Là tổn thất mà nguyên nhân thuộc về các yếu tố chủ quan
của người quản lý, như tình trạng chất lượng lắp đặt hệ thống lưới
điện hạ áp, chất lượng công tơ điện, những sai sót trong nghiệp vụ
kinh doanh như: ghi chỉ số, làm hóa đơn, cập nhật chứng từ, việc lấy
cắp điện của các hộ tiêu dùng, nếu áp đặt giá sai cũng sẽ dẫn đến
những tổn thất thương mại.
Tổn thất kỹ thuật do dòng điện chạy trong một dây dẫn tạo ra
nhiệt và tác động đến điện trở, gây tổn thất điện năng:
- Tổn thất đồng.
- Tổn thất điện môi.
- Tổn thất do cảm ứng hay bức xạ
Những tổn thất này gọi là tổn thất kỹ thuật, do đó nó bao
gồm tổn thất trên đường dây trong lưới phân phối và tổn thất trong
máy biến áp.
Các loại tổn thất kỹ thuật (dây dẫn)
Các phương pháp tiếp cận để tính tổn thất
Tổn thất trong máy biến áp phân phối
1.3.3. Tổn thất phi kỹ thuật
Những tổn thất phi kỹ thuật và kỹ thuật của lưới điện phân
phối được kết nối và tính toán như tổn thất của lưới điện phân phối.
Hiện nay, tổn thất thương mại của Huyện Cam Lâm vẫn còn
lớn. Nguyên nhân dẫn tới tình trạng đó là :
 Việc sử dụng điện của một số khách hàng và của nhân
dân còn tùy tiện.


9

 Công tác quản lý, theo dõi thực hiện hợp đồng mua bán
điện chưa chặt chẽ, dẫn đến việc tổng điều tra và ký lại hợp đồng
mua bán điện chưa được thực hiện đầy đủ vẫn còn tồn tại tình trạng
tên người sử dụng điện khác với tên người ký kết hợp đồng, thậm chí
tên phố, số nhà (địa chỉ) vẫn ghi như cũ từ những năm trước trong
khi hiện tại đã thay đổi, nhiều trường hợp khách hàng sử dụng không
đúng theo mục đích ghi trong hợp đồng.
 Một số khách hàng trên địa bàn dây dưa tiền điện, không
chịu thanh toán hoặc không có khả năng thanh toán.
1.4. Các giải pháp giảm tổn thất và nâng cao chất lượng điện
năng
Như đã trình bày trong các phần trước, lưới điện phân phối
có nhiều cấp điện áp khác nhau, phương thức cấp điện phức tạp.
Hiện nay, tồn tại một số biện pháp giảm tổn thất và nâng cao
chất lượng điện năng sau:
 Nâng cao điện áp vận hành lưới phân phối và đưa về điện
áp quy chuẩn.
 Bù kinh tế trong lưới phân phối bằng tụ điện.
 Hoàn thiện cấu trúc lưới để vận hành với tổn thất nhỏ
nhất.
 Sử dụng các thiết bị ứng dụng công nghệ mới có hiệu suất
cao.
 Phân bố thời gian làm việc và đưa thiết bị vào vận hành
trong các thời gian hợp lý, tránh hiện tượng quá tải cục bộ vào thời
gian cao điểm.


10

 Xây dựng và vận hành phương thức kết lưới mang hiệu
quả cao nhất.
 Chọn đúng công suất MBA phù hợp với yêu cầu của phụ
tải tránh MBA vận hành non tải.
 Hạn chế sóng hài trong lưới điện hạ áp.
 Phân bố phụ tải đều trên toàn lưới. Vấn đề này không thể
thực hiện được do cấu trúc địa hình và vị trí phụ tải.
1.5. Kết luận
Nội dung Chương 1 đã giới thiệu tổng quan một số vấn đề
cơ bản về lưới điện phân phối bao gồm: Định nghĩa, cấu trúc và vai
trò của lưới điện phân phối, đồng thời giới thiệu về hiện trạng lưới
điện tại Việt Nam. Tổn hao công suất là vấn đề ảnh hưởng đến chất
lượng nguồn điện và kinh tế, để giảm nó một trong những biện pháp
khá hiệu quả là bù công suất phản kháng cho lưới điện.


11

CHƯƠNG 2
PHƯƠNG PHÁP BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG ĐỂ
GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRÊN LƯỚI PHÂN PHỐI
2.1. Bù công suất phản kháng
2.1.1. Phương pháp bù công suất phản kháng
2.1.1.1. Các vấn đề chung trong việc bù công suất
phản kháng
Việc bù công suất phản kháng gồm hai loại:
- Bù cưỡng bức:
Còn được gọi là bù kỹ thuật một lượng công suất phản
kháng nhất định để đảm bảo cân bằng công suất phản kháng, công
suất này được điều chỉnh để có thể thích ứng với các chế độ vận hành

khác nhau của lưới.
Một phần công suất bù, thường là phần cố định có thể
được phân tán xuống lưới truyền tải để giảm tổn thất trong lưới.
Ngoài ra, do vai trò của mình trong hệ thống nên không
thể không có công suất phản kháng lưu thông trên lưới.
- Bù kinh tế: Nhằm giảm tổn thất điện năng và tổn thất điện
áp do đó nâng cao chất lượng điện áp và giảm tổn thất điện năng.
Như vậy, việc đặt tụ bù có một số lợi ích sau:
Giảm công suất tác dụng yêu cầu ở chế độ max.
Giảm nhẹ tải MBA do giảm yêu cầu công suất phản
kháng do đó tăng tuổi thọ MBA.
Giảm tổn thất điện năng.
Cải thiện chất lượng điện áp trên lưới phân phối.
Cải thiện hệ số công suất.


12

Cân bằng tải.
Như vậy trong phạm vi bù, vấn đề giảm tổn thất và nâng cao
chất lượng điện năng là luôn được thực hiện và có kết quả song hành.
Hiện nay có hai phương pháp đặt bù thường được thực hiện:
 Bù tập trung ở một số điểm trên lưới trung áp: Thường có
từ 1 đến 3 vị trí bù trên mỗi tuyến.
 Bù phân tán tại các Trạm biến áp phân phối hạ áp: Theo
phương pháp này, hiệu quả cao hơn do thực hiện bù sâu hơn, nhưng
nguy cơ cộng hưởng và tự kích thích rất cao (xảy ra khi công suất bù
ở chế độ min lớn hơn nhu cầu của phụ tải).
 Với sự phát triển của công nghệ và lĩnh vực tự động hóađiều khiển tự động- điện tử công suất, việc thực hiện điều chỉnh trơn
tụ điện tiêu thụ hoặc phát công suất phản kháng, đóng cắt điện theo

điện áp đã trở thành hiện thực nhờ vào SVC (Static Var
Conpensator), TCR, TSC,….;
Nguyên tắc và kết luận chung của điều chỉnh điện áp: Việc
điều chỉnh điện áp được xem như là thay đổi tỷ lệ (hoặc trên mỗi đơn
vị) với biên độ điện áp cung cấp đi kèm với một sự thay đổi được xác
định của dòng phụ tải (tức là từ không tải đến đầy tải).
2.1.1.2. Lý thuyết cơ bản về bù trừ công suất phản
kháng
Một thiết bị bù công suất phản kháng thuần túy có thể hạn
chế sự thay đổi điện áp nguồn cung cấp mà nguyên nhân gây ra bởi
sự thay đổi công suất tác dụng và công suất phản kháng của tải miễn
là có thể điều khiển dễ dàng công suất phản kháng của thiết bị bù
trong một phạm vi vừa đủ (nói chung kể cả chậm sau và vượt trước).


13

Ở một tốc độ vừa đủ thì thiết bị bù có thể hoạt động như một bộ phận
điều áp lý tưởng.
2.1.2. Một số phương pháp tính bù trên lưới phân phối vận
hành hở
Hiện nay, có nhiều phương pháp tính bù cho lưới phân phối,
mỗi phương pháp có một số giả thuyết nhất định để đơn giản hóa
việc tính toán và dĩ nhiên, khả năng áp dụng cũng bị ràng buộc với
các điều kiện giả định đó.
Trường hợp phụ tải tập trung và phân bố đều:
2.1.2.1. Giảm tổn thất điện năng nhờ lắp đặt 01 bộ tụ
điện
Việc chen thêm một bộ tụ điện trên xuất tuyến sơ cấp làm
phá vỡ tính liên tục của đường phân bố tải phản kháng, làm thay đổi

dạng phân bố của dòng phản kháng, và kết quả là giảm tổn thất.
2.1.2.2. Giảm tổn thất điện năng nhờ lắp đặt n bộ tụ
điện
Một số nguyên tắc chủ yếu có thể được dùng cho việc sử
dụng các bộ tụ như sau:
- Vị trí lắp đặt của các bộ tụ cố định phải được tính trên cơ
sở tải phản kháng trung bình.
- Chỉ có một vị trí cho mỗi kích cỡ tụ để đạt được giảm tổn
thất tối đa.
- Một bộ tụ điện lớn có thể đạt được tất cả các tiết kiệm
như 2 hoặc nhiều bộ tụ có cùng kích cỡ.
- Khi nhiều vị trí lắp đặt dùng các bộ tụ bù ngang cố định
các bộ tụ phải có cùng dung lượng để việc lắp đặt đạt hiểu quả kinh
tế.


14

- Đối với một xuất tuyến có các phụ tải phân bố đều, bộ tụ
có kích thước bằng 2/3 tải phản kháng tổng và được lắp đặt ở
khoảng cách 2/3 kể từ nguồn sẽ cho độ giảm tổn thất 89%.
- Kết quả của quy tắc 2/3 là rất đặc biệt hữu dụng khi hệ số
tải phản kháng cao, nó chỉ được áp dụng khi sử dụng tụ bù ngang
cố định.
- Nhìn chung, đối với các hệ số tải phản kháng thấp, một
vài tổ hợp các tụ điện đóng cắt và cố định cho giảm tổn thất điện
năng lớn nhất.
2.1.3. Phân tích kinh tế bài toán bù công suất phản kháng
2.1.3.1. Tiền lãi NPV và thời gian thu hồi vốn đầu tư
(Thv)

2.1.3.2. Phương pháp tính độ giảm TTĐN (DA)
2.1.4. Mô hình bài toán bù
2.1.4.1. Hàm mục tiêu
S = F1[ n,l,Qbi , Tbi ,Qbi(t) ] + F2[ n, li, Qbi] + F3(Qbi)
+ F4(Qb) – F5(n,Qbi)–
F6[n, Qbi, Tbi].
Ý nghĩa của các thành phần như sau:
F1[ n,l,Qbi , Tbi ,Qbi(t) là lợi ích thu được do giảm tổn thất
điện năng so với trước khi đặt bù: F1[ n, l, Qbi , Tbi ,Qbi(t) =CA.DA
Trong đó CA là chi phí biên cho 1kWh tổn thất điện năng.
DA là độ giảm tổn thất điện năng so với trước khi bù. DA phụ
thuộc cấu trúc lưới, đồ thị phụ tải công suất phản kháng, cấu trúc
trạm bù, số lượng, vị trí, chế độ vận hành tụ bù [4].


15

F2[n, li, Qbi] là lợi ích thu được trên hệ thống điện do
giảm được yêu cầu công suất tác dụng ở thời điểm đỉnh của phụ
tải do giảm được tổn thất công suất tác dụng do bù [4].
2.1.4.2. Các hạn chế
Theo hãng ABB [14,16] đối với lưới điện có độ không
sin cao, để tránh cộng hưởng, công suất bù ở thanh cái hạ áp bị
hạn chế bởi công thức sau:
𝑄𝑏 <

𝑆đ𝑚 .100%
%
𝑉 2 .𝑈𝑁

Trong đó V là số của sóng hài bậc cao được xét đến.
2.2. Kết luận
Chương 2 trình bày tổng quan về bù công suất phản kháng
lưới điện phân phối
- Chế độ vận hành của lưới phân phối huyện Cam Lâm là
vận hành hở, vận hành đơn giản, trình tự phục hồi lại kết cấu lưới sau
sự cố dễ dàng hơn, lập kế hoạch cắt điện cục bộ để sửa chữa, xử lý
sự cố đơn giản và dễ dàng hơn.
- Mục tiêu của việc bù công suất phản kháng là điều chỉnh hệ
số công suất, củng cố điện áp, cân bằng phụ tải để giảm tổn thất công
suất dẫn đến giảm tổn thất điện năng, nâng cao chất lượng điện năng.
- Trong thực hế vận hành, đồ thị phụ tải thay đổi, không
bằng phẳng, do đó cần phải thực hiện việc đóng cắt tụ nhằm đáp ứng
nhu cầu phụ tải trong từng thời điểm khác nhau để tránh hiện tượng
quá bù trong chế độ thấp điểm.
- Về phương thức bù lưới điện phân phối: Thực hiện điều
chỉnh điện áp, các biện pháp vận hành tối ưu lưới điện phân phối,
nâng cao hệ số công suất.


16

CHƯƠNG 3
ỨNG DỤNG CHƯƠNG TRÌNH PSS/ADEPT TÍNH TOÁN
BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG ĐƯỜNG DÂY 22 kV
CAM LÂM
3.1. Giới thiệu chung về phần mềm PSS/ADEPT
PSS/ADEPT

(Power

System

Simulator/Advanced

Distribution Engineering Productivity Tool) là phần mềm tính toán
và phân tích LĐPP được xây dựng và phát triển bởi nhóm phần mềm
A Shaw Group Company, Power Technologies Internatinal (PTI)
thuộc

Siemens

Power

Transmission

&

PSS/APEDT là một module trong phần mềm PSS

Distribution,
TM

Inc.

[11,15]

PSS/ADEPT [11,15] làm việc với mô hình hệ thống ba pha,
bốn dây với dạng tổng quát. Hệ thống được mô tả với các thành phần
tổng trở cân bằng thứ tự thuận và thứ tự không. Các phần tử trong hệ

thống điện được mô phỏng bao gồm như sau:
- Các nút (tải, nguồn).
- Nguồn ba pha cân bằng và không cân bằng.
- Đường dây và thiết bị đóng, cắt.
- Máy biến áp.
- Động cơ và máy phát.
- Phụ tải.
Các phần tử đường dây, thiết bị đóng, cắt và máy biến áp của
hệ thống hình thành kết nối giữa các nút. Nguồn, tải và các tụ shunt
được gắn tại nút. Tất cả cả ba pha, hai pha, hay một pha có thể thể
hiện trong mỗi đường dây hay MBA. Vì vậy ta có thể mô hình một
phát tuyến phân phối từ một nguồn ba pha, với mạch chính ba pha,


17

với các nhánh rẽ hai và một pha và với tải ba pha. Nếu hệ thống nối
đất tại trung tính thì PSS/ADEPT giả thiết rằng dây trung tính liên
tục, được kết nối tốt và được kết nối tới tát cả nút.
3.2. Các bước thực hiện trong phần mềm PSS/ADEPT
Chu trình triển khai phần mềm PSS/ADEPT theo bốn bước
cơ bản sau:
Thiết lập thông số mạng lưới
Program, network settings
Tạo sơ đồ
Creating diagrams
Chạy 8 bài toán phân tích
Power System Analysis

BÁO CÁO

Reports, diagrams
Hình 3.1.Chu trình triển khai của phần mềm PSS/ADEPT
3.2.1. Bước 1 thiết lập thông số của mạng điện
3.2.1.1. Xác định thư viện dây dẫn
Khai báo cho phần mềm PSS/ADEPT biết thư viện thông số
các tuyến dây của lưới điện áp dụng.
3.2.1.2. Xác định thông số thuộc tính của lưới điện
Bước này nhằm khai báo cho phần mềm PSS/ADEPT thiết
lập ngay từ đầu các thuộc tính của lưới điện như: Điện áp quy ước là


18

điện áp pha hay điện áp dây và trị số, tần số, công suất biểu kiến cơ
bản.
Vào menu File\Network Properties (hộp thoại Network
Properties) để xác định các thông số này.
3.2.1.3. Xác định hằng số kinh tế của lưới điện
Bước này nhằm khai báo cho phần mềm PSS/ADEPT thiết
lập các giá trị hằng số kinh tế ngay từ đầu của lưới điện.
3.2.2. Bước 2 tạo sơ đồ cho lưới điện
Vẽ sơ đồ lưới điện cần tính toán vào chương trình
PSS/ADEPT.
3.2.3. Bước 3 chạy các chức năng tính toán
Có 8 phân hệ tính toán trong phần mềm PSS/ADEPT. Để
thực hiện giải bài toán xác định vị trí bù tối ưu ta cần thiết lập các tùy
chọn trong hộp thoại Option.
Chọn thẻ Analysis Options ta chọn thẻ CAPO.
3.2.4. Bước 4 lập báo cáo
Sau khi chạy xong một trong các chức năng tính toán trên,

bạn có thể xem kết quả tính toán phân tích của phần mềm tại 3 vị trí
như sau:
- Xem hiển thị kết quả phân tích ngay trên sơ đồ.
- Xem kết quả tính toán trên cửa sổ progress view.
- Xem kết quả tính toán chi tiết từ phần report của phần
mềm PSS/ADEPT.
3.2.4.1. Xem hiển thị kết quả phân tích ngay trên sơ đồ


19

Trong phần mềm PSS/ADEPT ta có thể xem ngay
các kết quả tính toán tại vị trí các nút, tải…trên sơ đồ lưới điện.
3.2.4.2. Xem hiển thị kết quả tính toán trên cửa sổ
Progress View
3.2.4.3. Xem hiển thị kết quả tính toán chi tiết từ phần
report của phần mềm PSS/ADEPT
Hiển thị các report [11,15] chứa các kết quả tính
toán sau khi thực hiện giải một bài toán phân tính, từ đây ta có thể in
ấn các kết quả này một cách dễ dàng thông qua File\Print.
3.3. Ứng dụng chương trình PSS/ADEPT tính toán bài toán chọn
vị trí bù công suất phản kháng tối ưu cho các xuất tuyến 22kV
Huyện Cam Lâm
3.3.1. Giới thiệu về lưới điện phân phối Huyện Cam Lâm
3.3.1.1. Các thông số của đường dây
Đường dây 22kV có tổng chiều dài 209.7 km, mức tăng
trưởng phụ tải bình quân hàng năm sau khi đi vào hoạt động là
6%/năm, vòng đời tính toán cho đường dây là 20 năm; Số năm phụ
tải tăng là 7 năm. Giá thành xây dựng đường dây được tính tại thời
điểm tháng 3 năm 2011.

3.3.2. Thiết lập thông số của đường dây và máy biến áp
- Thông số đường dây
- Thông số máy biến áp
- Thông số phụ tải
- Thông số nguồn
- Thông số Switch


20

3.3.3. Xác định dung lượng, vị trí bù tối ưu kinh tế trên các
xuất tuyến 22kV Huyện Cam Lâm
Xây dựng đồ thị phụ tải
Xác định vị trí và dung lượng bù kinh tế
Bù trung áp
TTCS
giảm sau
khi bù ΔP
(kW)

TTĐN tiết
kiệm được
trong 1
năm ΔA
(kWh)

TT

Tuyến

TTCS
trước khi
bù ΔP
(kW)

1

477-E28

101,06

79,18

55.903,4

2

476-E30

82,99

82.72

689,85

3

475-E30

77,54

73,17

11.165,35

4

473-EBĐ

128,57

104,83

60.655,7

5

471-EBĐ

87,60

86,49

2.836,05

6

471-E30

14,82

14,14

1.737,4

7

471-E28

55,31

52,88

6.208,65

8

473-E30

1,28

1,23

127,75

9

474-E30

62,74

61,74

2.555

10

477-E30

49,41

47,48

8.405,95


21

Bù ở lưới hạ áp

TT

Tuyến

TTCS
trước
khi bù
ΔP (kW)

TTCS

giảm sau
khi bù ΔP
(kW)

TTĐN tiết
kiệm được
trong 1
năm ΔA
(kWh)

1

477-E28

101,06

78,51

57.615,25

2

476-E30

82,99

82,39

1.533

3

475-E30

77,54

74,93

6.668,55

4

473-EBĐ

128,57

108,75

50.614,55

5

471-EBĐ

87,60

86,54

2.708,3

6

471-E30

14,82

14,11

1.814,05

7

471-E28

55,31

53,39

3.551,45

8

473-E30

1,28

1,17

281,05

9

474-E30

62,74

57,80

12.621,7

10

477-E30

49,41

46,30

7.946,05

3.4. Kết luận:
Bù kinh tế để giảm tổn thất công suất và giảm tổn thất điện
năng. Trong bù kinh tế có 2 cách là bù tập trung ở một số điểm trên
trục chính trung áp và bù phân tán ở các trạm phân phối.
Hàm mục tiêu của bài toán bù là tổng đại số của các yếu tố
lợi ích và chi phí đã được lượng hóa về một thứ nguyên chung là
tiền. Các yếu tố không thể lượng hóa được và các tiêu chuẩn kỹ thuật
thì được thể hiện bằng các ràng buộc và hạn chế.
Lợi ích của bù là:

22

+ Giảm tổn thất công suất và tổn thất điện năng.
+ Cải thiện điện áp.
+ Các chi phí: Vốn đầu tư ban đầu, chi phí vận hành không
đáng kể.
Hạn chế: Nguy cơ tự kích thích ở các động cơ của phụ tải,
quá điện áp, công hưởng với các sóng hài bậc cao của dòng điện.
Số tiền tiết kiệm được quy về hiện tại vòng 5 năm khi bù hạ
áp là lớn hơn nhiều so với bù trung áp. Vì vậy phương án bù ở hạ áp
là hiệu quả hơn. Tuy nhiên vị trí bù ở hạ áp là rất lớn, rất khó cho
quá trình vận hành và kiểm soát, vì vậy thực tế vận hành chúng ta
nên cân nhắc nên bù hạ áp lớn hơn hay trung áp hơn.


23

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Lưới điện phân phối đóng một vai trò quan trọng trong việc
cung cấp điện liên tục, góp phần ổn định chính trị, phát triển kinh tế
của một địa phương nói riêng và một quốc gia nói chung. .
Công ty cổ phần Điện lực Khánh Hòa là đơn vị phân phối
điện đầu tiên của cả nước chuyển sang hoạt động theo mô hình công
ty cổ phần. Trong điều kiện giá mua điện đầu vào và giá bán điện
đầu ra đều đã được định sẵn, giá bán điện được Chính Phủ ban hành,
giá mua điện theo quyết định của EVN, do vậy bài toán lớn đối với
Công ty là vấn đề tối ưu hóa lợi nhuận gói gọn từ khâu mua điện đến
bán điện, trong đó vấn đề giảm tổn thất điện năng là hết sức quan
trọng. Nếu thực hiện tốt vấn đề này, rõ ràng lợi nhuận đem lại rất

đáng kể.
Với sự trợ giúp của chương trình tính toán lưới điện phân
phối PSS/ADEPT, luận văn đã chỉ ra được phương án bù công suất
phản kháng ở mức chấp nhận được và phù hợp điều kiện thực tế. Số
liệu tính toán là cơ sở lý luận chứng minh sự cần thiết phải xây dựng
những phương án thích hợp ứng với các tình huống xảy ra trong thực
tế vận hành lưới điện.
Do điều kiện khả năng và thời gian có hạn nên đề tài chưa
thể xây dựng được đồ thị phụ tải để xác định bù công suất phản
kháng vào các mùa tương ứng, qua đó thể hiện tính toàn diện trong
phân tích lưới điện đang vận hành.