Nghiên Cứu Khắc Phục Những Tồn Tại Trong Vận Hành Thủy Điện Nhỏ Thượng Ân Và Lưới Phân Phối 35 KV

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

TRẦN THÀNH PHƯƠNG

NGHIÊN CỨU KHẮC PHỤC NHỮNG TỒN TẠI
TRONG VẬN HÀNH THỦY ĐIỆN NHỎTHƯỢNG ÂN VÀ
LƯỚI PHÂN PHỐI 35 KV LỘ 371, 372 TỈNH BẮC KẠN
Ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN
Mã số: 8520201

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. NGÔ ĐỨC MINH

Thái Nguyên - 2019
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




LỜI CAM ĐOAN
Tôi là Trần Thành Phương, học viên lớp cao học K20 chuyên ngành Kỹ thuật
điện, sau hai năm học tập và nghiên cứu, được sự giúp đỡ của các thầy cô giáo và đặc
biệt là thầy giáo hướng dẫn tốt nghiệp PGS.TS. Ngô Đức Minh, tôi đã hoàn thành
chương trình học tập và đề tài luận văn tốt nghiệp “Nghiên cứu khắc phục những tồn
tại trong vận hành thủy điện nhỏThượng Ân và lưới phân phối 35 KV lộ 371, 372
tỉnh Bắc Kạn”.
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của cá nhân dưới sự hướng dẫn
của Thầy giáo PGS.TS. Ngô Đức Minh. Nội dung luận văn chỉ tham khảo và trích

dẫn các tài liệu đã được ghi trong danh mục tài liệu tham khảo và không sao chép hay
sử dụng bất kỳ tài liệu nào khác.

Thái Nguyên, ngày 02 tháng 04 năm 2019
Học viên

Trần Thành Phương

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên tác giả xin chân thành cảm ơn tới các thầy giáo, cô giáo Phòng Đào
tạo, Khoa Điện trường đại học Kỹ thuật Công nghiệp đã giúp đỡ và đóng góp nhiều ý
kiến quan trọng cho tác giả để tác giả có thể hoàn thành bản luận văn của mình.
Trong quá trình thực hiện đề tài tôi đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của các
thầy, cô giáo trong khoa Điện của trường ĐH Kỹ thuật Công nghiệp thuộc ĐH Thái
Nguyên và các bạn đồng nghiệp. Đặc biệt là dưới sự hướng dẫn và góp ý của thầy
PGS.TS. Ngô Đức Minh đã giúp cho đề tài hoàn thành mang tính khoa học cao. Tôi
xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ quý báu của các thầy, cô.
Do thời gian, kiến thức, kinh nghiệm và tài liệu tham khảo còn hạn chế nên đề
tài khó tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các
thầy, cô giáo và các bạn đồng nghiệp để tôi tiếp tục nghiên cứu, hoàn thiện hơn nữa
trong quá trình công tác sau này.
Học viên

Trần Thành Phương

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN ......................................................................................................ii
MỤC LỤC .......................................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, VIẾT TẮT.......................................................... v
DANH MỤC CÁC BẢNG..................................................................................vi
DANH MỤC CÁC HÌNH ................................................................................ viii
MỞ ĐẦU ............................................................................................................. 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN
PHỐI TỈNH BẮC KẠN ..................................................................................... 4
1.1. Cấu trúc tổng quát của một hệ thống điện quốc gia ...................................... 4
1.1.1. Khối 1 - Các nhà máy điện ........................................................................ 6
1.1.2. Khối 2 - Hệ thống truyền tải .................................................................... 12
1.1.3. Khối 3 - Hệ thống phân phối điện (Electric distribution system) ............ 12
1.2. Một số yêu cầu cơ bản đối với hệ thống phân phối điện ............................ 19
1.3. Đặc điểm lưới điện trung thế bắc kạn và hướng nghiên cứu của đề tài ...... 27
1.3.1. Đặc điểm địa giới hành chính tỉnh Bắc Kạn ............................................ 27
1.3.2. Đặc điểm lưới điện trung thế tỉnh Bắc Kạn [7] ........................................ 29
1.4. Kết luận chương 1 ....................................................................................... 33
CHƯƠNG 2: CÔNG CỤ TOÁN HỌC VÀ PHẦN MỀM ETAP ÁP DỤNG
GIẢI TÍCH LƯỚI ĐIỆN TRUNG THẾ MIỀN NÚI .................................... 34
2.1. Giới thiệu chung .......................................................................................... 34
2.2. Giải tích lưới điện và các công cụ toán học ................................................ 35
2.2.1. Các biến số và phân loại bus (nút) ........................................................... 35
2.2.2. Thuật toán áp dụng giải tích lưới điện ..................................................... 35

2.2.3. Giải tích lưới bằng phần mềm ETAP ....................................................... 38
2.2.4. Phương pháp Newton-Rapshson .............................................................. 38
2.2.5. Phương pháp Adaptive Newton-Rapshson .............................................. 38
2.2.6. Phương pháp Fast-Decoupled .................................................................. 39
2.2.7. Phương pháp Accelerated Gauss-Seidel .................................................. 39
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




2.3. Áp dụng ETAP nghiên cứu tính đặc thù của lưới điện miền núi ................ 40
2.3.1. Giới thiệu chung về Etap .......................................................................... 40
2.3.2. Mô hình hóa mô phỏng lưới điện 35 kVcó đặc thù miền núi .................. 42
2.4. Thiết bị bù công suất sử dụng năng lượng tái tạo ....................................... 46
2.4.1. Máy phát thủy điện nhỏ............................................................................ 46
2.4.2 Máy phát điện turbine gió: ........................................................................ 49
2.4.3. Mô phỏng tác dụng của thiết bị bù sử dụng năng lượng tái tạo ............... 54
2.5. Kết luận chương 2 ....................................................................................... 68
CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU LƯỚI ĐIỆN TRUNG THẾ 35 KV LỘ 371, 372 CÓ
KẾT NỐI CÁC THỦY ĐIỆN VÀ MÁY PHÁT ĐIỆN TURBINE GIÓ ............ 69
3.1. Xây dựng sơ đồ mô phỏng lưới điện ........................................................... 69
3.2. Nghiên cứuchế độ vận hành phụ tải cực đại Kptmax ................................. 70
3.2.1. Chế độ phụ tải cực đại Kptmax – chưa có SHP ....................................... 71
3.2.2. Chế độ phụ tải cực đại – khi có SHP ....................................................... 77
3.2.3 Chế độ phụ tải cực đại – khi có kết nối SHP và WTG vận hành phát tối đa
công suất thiết kế ................................................................................................ 81
3.2.4. Chế độ phụ tải cực đại – khi có kết nối SHP và WTG vận hành với trạng
thái năng lượng sơ cấp không đầy đủ................................................................. 84
3.3. Nghiên cứu chế độ vận hành phụ tải cực tiểu (Kptmin) ............................. 87
3.3.1. Trạng thái Kptmin khi không có các nguồn SHP và WTG ..................... 88

3.3.2. Trạng thái Kptmin khi các nguồn SHP và WTG phát công suất tối đa ... 91
3.3.3. Trạng thái các SHP và WTG phát công suất hạn chế .............................. 95
3.4 Kết luận chương 3 ........................................................................................ 97
CHƯƠNG 4: KỂT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ..................................................... 98
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ....................................................................... 100
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................. 101

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, VIẾT TẮT
Viết tắt

Tiếng Anh

Tiếng Việt

OTI

Operation Technology, Inc

EHV & HV

Extra High Voltage/ High Siêu cao áp/cao áp
Voltage

FACTS

Flexible AC Transmission

HVDC

High Voltage Direct Current Truyền tải điện cao áp một
Transmission
chiều

P

Active Power

Công suất tác dụng

Q

Reaction Power

Công suất phản kháng

AC

Alternating Current

Điện xoay chiều

DC

Direct Current

Điện một chiều

SW

Switching

Chuyển mạch (cầu dao)

SHP

Small Hydro Power station

Trạm thủy điện nhỏ

WTG

Wind Turbine Genertor

Máy phát điện turbine gió

DFIG

Doubly
Fed
Renerator

Truyền tải điện xoay chiều
linh hoạt

Induction Máy phát điện nguồn kép

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1. Độ biến dạng sóng hài điện áp........................................................... 21
Bảng 1.2. Mức nhấp nháy điện áp.............................................................................22
Bảng 1.3. Dòng ngắn mạch lớn nhất cho phép và thời gian tối đa loại trừ sự cố .....23
Bảng 1.4. Chế độ nối đất ...........................................................................................23
Bảng 1.5. Công suất các SHP hiện có tỉnh Bắc Kạn ................................................29
Bảng 1.6. Mang tải các tuyến đường dây trung áp ...................................................30
Bảng 2.1. Kết quả dữ liệu mô phỏng trên đường dây (Line) _ chế độ Kptmax .......43
Bảng 2. 2 Kết quả dữ liệu mô phỏngtại các bus_ chế độ Kptmax ............................44
Bảng 2.3. Kết quả dữ liệu mô phỏng đường dây (Line) _ chế độ Kptmin ...............45
Bảng 2.4. Kết quả dữ liệu mô phỏng tại cá bus _ chế độ Kptmin ............................45
Bảng 2.5. Kết quả dữ liệu kết quả mô phỏng trên đường dây _ chế độ Kptmax _
chưa có WTG .........................................................................................56
Bảng 2.6. Bảng dữ liệu kết quả mô phỏng tại các bus _ chế độ Kptmax _ chưa có
WTG ......................................................................................................57
Bảng 2.7. Dữ liệu kết quả mô phỏng tổng tổn thất trong toàn mạng: .......................57
Bảng 2.8. Dữ liệu kết quả mô phỏng tổn thất khi vận hành các máy phát thủy
điện trong mùa mưa ...............................................................................59
Bảng 2.9. Dữ liệu kết quả mô phỏng tổn thất trong mùa khô ...................................61
Bảng 2.10. Dữ liệu kết quả mô phỏng tổn thất trên đường dây khi tốc gió khác
nhau WTG2(6m/s), WTG3(9m/s) ..........................................................63
Bảng 2.11. Dữ liệu kết quả mô phỏng tổn thất lưới khi Kptmax_ gió yếu WTG2
(4m/s), WTG3 (4,5m/s)..........................................................................65

Bảng 3.1. Dữ liệu kết quả mô phỏng nguồn Grid110 _ SHP 0% _ WTG 0% ..........73
Bảng 3.2. Dữ liệu kết quả mô phỏng mô phỏng lưới Grid110 _ SHP 0% _ WTG 0% .....73
Bảng 3.3. Dữ liệu kết quả mô phỏng trên tải (Load) _ SHP 0% _ WTG 0% ...........74
Bảng 3.4. Dữ liệu kết quả mô phỏng trên đường dây (Line) _ kptmax _ SHP 0%
_ WTG 0% .............................................................................................75
Bảng 3.5. Dữ liệu kết quả mô phỏng trên cá bus _ kptmax _ SHP 0% _ WTG 0%........76
Bảng 3.6. Dữ liệu kết quả mô phỏng cài đặt nguồn _ kptmax _ SHP100% _ WTG
0% ..........................................................................................................77
Bảng 3.7. Dữ liệu kết quả mô phỏng các hạng mục chính _ kptmax _ SHP 100%
_ WTG 0% .............................................................................................77
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




Bảng 3.8. Dữ liệu kết quả mô phỏng trên tải (Load) _ kptmax _ SHP 100% _
WTG 0% ................................................................................................78
Bảng 3.9. Dữ liệu kết quả mô phỏng cài đặt nguồn _ Kptmax _ SHP 100% _
WTG 100% ............................................................................................82
Bảng 3. 10 Dữ liệu kết quả mô phỏng các hạng mục chính _ Kptmax _ SHP 0%
_ WTG 0% .............................................................................................82
Bảng 3.11. Dữ liệu kết quả mô phỏng trên tải (Load) _ Kptmax _ SHP 100% _
WTG 100% ............................................................................................83
Bảng 3.12. Dữ liệu kết quả mô phỏng cài đặt nguồn _ Kptmax _ SHP 40% _
WTG 40% ..............................................................................................85
Bảng 3.13. Dữ liệu kết quả mô phỏng các hạng mục chính _ Kptmax _ SHP 40%
_ WTG 40% ...........................................................................................85
Bảng 3.14. Dữ liệu kết quả mô phỏng trên tải _ Kptmax _ SHP 40% _ WTG 40% .........86
Bảng 3. 15 Dữ liệu kết quả mô phỏng cài đặt nguồn _ Kptmin _ SHP 0% _ WTG
0% ..........................................................................................................88

Bảng 3. 16. Dữ liệu kết quả mô phỏng các phần tử chính _ Kptmin _ SHP 0% _
WTG 0% ................................................................................................89
Bảng 3.17. Dữ liệu kết quả mô phỏng trên tải (Load) _ Kptmin _ SHP 0% _ WTG
0% ..........................................................................................................90
Bảng 3.18. Dữ liệu kết quả mô phỏng cài đặt nguồn _ Kptmin _ SHP 100% _
WTG 100% ............................................................................................91
Bảng 3.19. Dữ liệu kết quả mô phỏng các phần tử chính _ Kptmin _ SHP 100%
_ WTG 100% .........................................................................................93
Bảng 3.20. Dữ liệu kết quả mô phỏng trên tải (Load) _ Kptmin _ SHP 100% _
WTG 100% ............................................................................................94
Bảng 3.21. Dữ liệu kết quả mô phỏng cài đặt nguồn _ Kptmin _ SHP 40% _
WTG 40% ..............................................................................................95
Bảng 3. 22 Dữ liệu kết quả mô phỏng các hạng mục chính _ Kptmin _ SHP 40%
_ WTG 40% ...........................................................................................95
Bảng 3.23. Dữ liệu kết quả mô phỏng trên tải (Load) _ Kptmin _ SHP 40% _
WTG 40% ..............................................................................................96

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1. Mô hình cấu trúc hệ thống điện hoàn chỉnh ................................................4
Hình 1.2. Sơ đồ một sợi hệ thống điện........................................................................5
Hình 1.3. Cấu trúc cơ bản của một hệ thống điện .......................................................5
Hình 1.4. Mô hình cấu trúc cơ bản của một nhà máy điện ngưng hơi ........................6
Hình 1.5. Mô hình cơ bản của một nhà máy điện nguyên tử ......................................7
Hình 1.6. Mô hình cơ bản của một nhà máy điện mặt trời .........................................8

Hình 1.7. Mô hình cơ bản của một trạm thủy điện nhỏ kiểu đập ...............................9
Hình 1.8. Mô hình khai thác thủy điện nhỏ ..............................................................10
Hình 1.9. Mô hình nhà máy điện pin mặt trời ...........................................................10
Hình 1.10. Mô hình nguồn phát điện turbine gió ......................................................11
Hình 1.11. Sơ đồ nguyên lý một sợi hệ thống điện phân phối ..................................13
Hình 1.12. Mô hình hệ thống phân phối điện và các dạng phụ tải điển hình ...........19
Hình 1.13. Bản đồ hành chính tỉnh Bắc Kạn ............................................................28
Hình 2.1. Các cửa sổ chính .......................................................................................40
Hình 2.2. Các chức năng tính toán ............................................................................41
Hình 2.3. Các phần tử AC .........................................................................................41
Hình 2.4. Các thiết bị đo lường, bảo vệ ....................................................................41
Hình 2.5. Mô hình nghiên cứu tương tự đặc trưng lưới điện 35 kV miền núi ..........42
Hình 2.6. Kết quả mô phỏng chế độ Kptmax............................................................43
Hình 2.7. Kết quả mô phỏng chế độ Kptmin ............................................................44
Hình 2.8. Mô hình các giải pháp bù công nghệ mới .................................................46
Hình 2.9. Nguyên lý chung điều chỉnh công suất máy phát thủy điện .....................47
Hình 2.10. Đồ thị hướng dẫn chọn điểm vận hành máy phát điện trong Etap..........48
Hình 2.11. Cửa sổ cài đặt máy phát thủy điện ..........................................................48
Hình 2.12a,b. Cấu trúc điển hình của tổ hợp turbine sức gió ...................................49
Hình 2.13a,b. Mô hình cấu trúc WTG kiểu DFIG (Type4) ......................................50
Hình 2.14. Mô hình cấu trúc DFIG và hệ điều khiển DVC - NSVM .......................51
Hình 2.15. Mô hình điều khiển véc tơ DVC phương pháp NSVM ..........................51
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




Hình 2.16. Khả năng đáp ứng công suất nhanh của DFIG – DVC-NSVM ..............52
Hình 2.17. Đặc tính phát công suất tác dụng của DFIG ...........................................52
Hình 2.18a,b,c. Các mô hình khai thác tổ hợp DFIG................................................53

Hình 2.19. Chọn chế độ máy phát turbine gió ..........................................................53
Hình 2.20. Mô hình nghiên cứu tương tự có bổ sung trạm bù WTG ........................55
Hình 2.21. Mô phỏng hoạt động lưới điện giờ cao điểm Kptmax ............................56
Hình 2.22. Trạng thái vận hành thủy điện trong mùa mưa .......................................58
Hình 2.23. Cài đặt chế độ máy phát thủy điện vận hành trong mùa mưa .................59
Hình 2.24. Trạng thái vận hành thủy điện trong mùa khô hạn .................................60
Hình 2.25. Điều chỉnh thông số vận hành các máy phát thủy điện trong mùa khô .........60
Hình 2.26. Bảng các thông số điều chỉnh máy phát WTG2 (6m/s)và WTG3 (9m/s)........62
Hình 2.27. Kết quả mô phỏng khi trạng thái gió khác nhau WTG2(6m/s),
WTG3(9m/s) ..........................................................................................63
Hình 2.28. Cài đặt các thông số điều chỉnh máy phát WTG2(4m/s),
WTG3(4,5m/s) .......................................................................................64
Hình 2.29. Mô phỏng trạng thái lưới khi Kptmax _ gió yếuWTG2(4m/s), WTG3
(4,5m/s) ..................................................................................................65
Hình 2.30. Trạng thái lưới điện khi Kptmin = 30% _ không có WTG .....................66
Hình 2.31. Mô phỏng quá áp khi Kptmin _gió mạnh WTG2 (9m/s), WTG3 (9m/s) ........67
Hình 2.32. Mô phỏng trạng thái lưới Kptmin_ WTG hấp thu công suất Q để điều
chỉnh giảm điện áp .................................................................................67
Hình 3.1. Sơ đồ một sợi lưới điện trung thế Bắc Kạn lộ 371 và lộ 372....................69
Hình 3.2. Sơ đồ mô phỏng bằng ETAP lưới điện chế độ Kptmax............................71
Hình 3. 3a,b,c. Mô phỏng lưới chế độ Kptmax – chưa có SHP và WTG .................72
Hình 3.4. Cài đặt thông số turbine gió ......................................................................80
Hình 3.5. Đặc tính WTG ...........................................................................................80
Hình 3.6. Mô tả vị trí các trạm WTG ........................................................................81
Hình 3.7. Mô hình lưới điện trạng thái Kptmin ........................................................88
Hình 3.8. Hình ảnh đại diện các SHP phát điện ........................................................92
Hình 3.9. Hình ảnh đại diện các WTG phát điệnHình ảnh đại diện các WTG phát
điện .........................................................................................................92

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

MỞ ĐẦU
Hệ thống điện Việt Nam nói chung và lưới điện tại các tỉnh miền núi nói riêng
được xây dựng và phát triển từng bước qua các nhiều giai đoạn nên tồn tại nhiều bất
cập. Trong đó hệ thống đường dây trung thế 35 kV và các trạm biến biến áp phân
phối trải rộng trên một phạm vi lớn hàng ngàn ha, tổng chiều dài đường dây 35 trên
1 nghìn km, trong đó nhiều đường trục chính kể từ trạm biến áp nguồn 110kV đến
điểm cuối xa nhất có chiều dài từ 100m đến 500km, nhiều nhánh rẽ trên 10 km. Đặc
điểm phụ tải có tính chất không ổn định, điều này dẫn đến một số bất cập sau:
- Ban ngày, vào những giờ cao điểm, hệ số phụ tải cao kptmax = (80÷90)%
dẫn đến điện cuối đường dây suy giảm mạnh, ∆U ≈-(6 ÷10)%.
- Ban đêm, vào giờ thấp điểm phụ tải giảm nhiều, hệ số phụ tải thấp kptmin =
(30÷40)% dẫn đến điện cuối đường dây tăng cao, ∆U ≈ +(6 ÷10)%.
Mặt khác, trong những lưới điện trung thế miền núi thường có một số thủy
điện nhỏ được kết nối tại phần cuối của đường dây. Đối với thủy điện nhỏ cuối đường
dây trung thế xét về ưu nhược điểm đều có tính chất hai mặt trái ngược:
- Ưu điểm: đóng vai trò nguồn phân tán có tác dụng cấp điện cho các phụ tải
xa nguồn chính, thu ngắn được bán kính cấp điện góp phần giảm tổn thất và nâng cao
chất lượng điện áp,
- Nhược điểm: thủy điện nhỏ thường không có hồ hoặc hồ chứa không đủ lớn,
phụ thuộc nhiều yếu tố (mùa nước, thủy lợi kết hợp,...) nên công suất phátcũng bị phụ
thuộc, thậm trí phải tạm ngừng hoạt động một vài tháng trong thời gian mùa khô cạn
hay khi thủy lợi huy động nguồn nước cho mùa vụ,...Ngoài ra, về mặt kỹ thuật cũng
bộc lộ một số nhược điểm. Ví dụ: trường hợp khi thủy điện nhỏ cuối đường dây phát
đủ công suất định mức xảy ra hiện tượng tăng áp đường dây 35 kV. Thực tế, tại nhiều
tỉnh miền núi (Hòa Bình, Lào Cai, Sơn La, Lai Châu,...) đã xảy ra hiện tượng tăng áp
∆U ≈ (10 ÷25)%, gây tác động xấu thiết bị và tăng tổn thất công suất. Trong khi đó,

Công ty Điện lực Bắc Kạn cũng quản lý vận hành lưới điện phân phối và hệ thống
đường dây trung thế 35 kV có tính chất tương tự.
Cho đến nay đã có một số giải pháp khắc phục nhưng không phù hợp, hiệu quả
đầu tư thấp, thậm trí phải tạm dừng không khai thác. Điển hình trong số đó là:
- Giải pháp bù tụ điện tĩnh, lắp đặt cố định trên trên các đường dây trung thế 35
kV, 22kV và lắp đặt trên lưới hạ áp 0,4 kV có nhược điểm là bù không chính xác nhu
cầu, gây quá áp khi phụ tải thấp về đêm.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




- Giải pháp bù có tự động điều chỉnh dung lượng bù kiểu SVC có nhược điểm
là phát sinh sóng hài lớn không thỏa mãn điều kiện IEEE 519-2014 standard, tổn thất
lớn, giá thành cao.
- Sử dụng máy biến áp phân phối có tự động điều chỉnh điện áp có hạn chế là
chỉ có thể ổn định điện áp cục bộ cho phía hạ thế máy biến áp đó. Trong khi đó lại
gây sụt áp phần mạng điện phía sơ cấp máy biến áp. Xét về bản chất của quá trình
năng lượng là lấy tăng dòng điện phía trước để nâng điện áp phía sau của máy biến
áp, giả pháp này cần phải được phân tích đánh giá cho nhiều trạng thái lưới điện khác
nhauđể có được kết luận chính xác về hiệu quả áp dụng.
Qua đây, Đề tài luận văn lựa chọn một nghiên cứu có tính khoa học và thực
tiễn trên cơ sở hợp tác giữa Công ty Điện lực Bắc Kạn và Trường Đại học Kỹ thuật
Công nghiệp - Đại học Thái Nguyên.
Đề tài có tên:
“Nghiên cứu khắc phục những tồn tại trong vận hành nhà máy thủy điện
Thượng Ân và lưới phân phối 35 KV lộ 371, 372 tỉnh Bắc Kạn”
Học viên thực hiện: Trần Thành Phương
Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS. Ngô Đức Minh
Do đề tài có khối lượng lớn nên Giảng viên hướng dẫn chỉ định phần mô hình

hóa lưới điện lộ 371 và lộ 372 trong phần mềm ETAP được thực hiện bởi 02 thành
viên trong nhóm, cụ thể là:
- Nguyễn Văn Hưng: đặc trách mô hình hóa lộ 372
- Trần Thành Phương: đặc trách mô hình hóa lộ 371
Trong thời gian thực hiện đề tài, nhóm nghiên cứu đã nhận được sự quan tâm
và hỗ trợ đặc biệt của Giám đốc Công ty điện lực Bắc Kạn và các phòng chức năng,
cụ thể trên các phương diện sau:
- Đề xuất hướng nghiên cứu, tính cấp thiết và mục tiêu đạt được
- Cung cấp số liệu, hồ sơ dữ liệu công trình
- Trao đổi và tư vấn trong quá trình thực hiện.
Công cụ chính được áp dụng trong nghiên cứu đề tài này là phần mềm ETAP
được cung cấp bởi Operation Technology, Inc(OTI) được thành lập từ năm 1986,
chuyên cung cấp các giải pháp để phân tích hệ thống điện, mô phỏng, thiết kế, vận
hành, kiểm soát, tối ưu hóa, và tự động hóa. Hiện OTI đã cung cấp hơn 50.000 giấy
phép ETAP được sử dụng trongcác dự án hệ thống điện trên khắp thế giới; Được áp
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




dụng tin cậy của hơn 100.000 công ty ở hơn 75 quốc gia tại các nhà máy điện, truyền
tải, phân phối, công nghiệp, các lĩnh vực quy hoạch, thương mại, VV; Thực tế đã
chứng minh được 100% các công ty thiết kế điện hàng đầu dựa trên ETAP; Sáng tạo
độc quyền bằng sáng chế và danh mục đầu tư IP với nhiều đối tác. Điểm nổi bật nhất
của Etap là Real-Time, kiểm soát và điều khiển hệ thống trực tiếp theo thời gian thực
nhằm tăng cường độ tin cậy, và vận hành hệ thống một cách tối ưu và tiết kiệm. OTI
sở hữu một đội ngũ kỹ sư, chuyên gia giàu kinh nghiệm hàng đầu thế giới luôn tiếp
cận những tiến bộ công nghệ mới nhất, hình 2.
Giải pháp đề xuất của đề tài là:
-

Điều khiển chế độ vận hành các thủy điện nhỏ thích ứng trong điều kiện
trạng thái nguồn nước thay đổi theo mùa và phụ tải thay đổi theo giờ trong
ngày;

-

Bổ sung thiết bị bù máy phát điện turbine gió như những nguồn phân tán
trong lưới.

Kỳ vọng kết quả:
-

Nâng cao chất lượng điện áp và giảm tổn thất công suất P trong lưới 35kV
lộ 371, 372;

-

Thiết lập các trạm phát điện turbine gió như một hệ nguồn phân tán nhằm
đáp ứng công suất P và công suất Q cho lưới điện phân phối miền núi nói
chung và tỉnh Bắc Kạn nói riêng;

-

Xác định được cơ sở cho các thủy điện nhỏ và máy phát turbine gió vận hành
hợp lý, khai thác hiệu quả nguồn năng lượng tái tạo tại chỗ (thủy năng và
phong năng).

Mặc dù đã cố gắng rất nhiều nhưng do điều kiện thời gian và giới hạn phạm vi
nghiên cứu của mộtluận văn cao học, nên những kết quả đạt được và sự trình bày còn

hạn chế, chưa thể đáp ứng đầy đủ những kỳ vọng. Kính mong nhận được đóng góp
của mọi người, đặc biệt là của Hội đồng bảo vệ luận văn tốt nghiệp thạc sỹ. Để hoàn
thành được bản luận văn này, Học viên và người hướng dẫn xin cám ơn sự giúp đỡ
đặc biệt của Công ty điện lực Bắc Kạn,cám ơn Nhà trường, cám ơn các tác giả của
tài liệu tham khảo vàcám ơn OTI đã cung cấp một công cụ đắc hiệu cho áp dụng trong
trong luận văn.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN
VÀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TỈNH BẮC KẠN
1.1 Cấu trúc tổng quát của một hệ thống điện quốc gia
Điện năng là một dạng năng lượng đặc biệt và rất phổ biến hiện nay, điện năng
có rất nhiều ưu điểm hơn hẳn so với các dạng năng lượng khác như: dễ dàng chuyển
hóa thành các dạng năng lượng khác với hiệu suất cao (cơ năng, nhiệt năng, hoá năng,
quang năng...). Điện năng được sản xuất ra từ các nhà máy điện hay các trạm phát
điện theo nhiều công nghệ khác nhau. Quá trình sản xuất và sử dụng điện năng được
thực hiện bởi một hệ thống điện như mô tả trên Hình 1.1Hình 1.1. Mô hình cấu trúc
hệ thống điện hoàn chỉnh[1][2], bao gồm các hạng mục chính : sản xuất, truyển tải
đến phân phối và tiêu thụ điện.

Hình 1.1. Mô hình cấu trúc hệ thống điện hoàn chỉnh
Hoạt động của hệ thống điện có một số đặc điểm chính sau đây:
- Điện năng sản xuất ra nói chung, tại mọi thời điểm luôn phải bảo đảm cân
bằng giữa lượng điện năng sản xuất ra với lượng điện năng tiêu thụ, tích trữ và điện
năng tổn thất trên các thiết bị truyền tải và phân phối điện.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




- Các quá trình về điện xảy ra rất nhanh. Ví dụ: sóng điện từ hay sóng sét lan
truyền trên đường dây với tốc độ rất lớn xấp xỉ tốc độ ánh sáng 300.000 km /s), thời
gian đóng cắt mạch điện, thời gian tác động của các bảo vệ thường xẩy ra dưới 0,5s.
- Hoạt động điện lực có liên quan chặt chẽ đến nhiều kĩnh vực xã hội và kinh tế
quốc dân khác như: Luyện kim, hoá chất, khai thác mỏ, cơ khí, công nghiệp nhẹ, đô
thị và dân dụng,...
Một hệ thống điện quốc gia bao gồm rất nhiều các phần tử được kết nối với
nhau theo nguyên lý của một mạch điện dựa trên cơ sở đảm bảo tính kỹ thuật và kinh
tế. Tương ứng sơ đồ cấu trúc khối trên hình 1.1[1][3], có thể biểu diễn một hệ thống
điện quốc gia dưới dạng sơ đồ một sợi (One Diagram),Hình 1.2

Hình 1.2. Sơ đồ một sợi hệ thống điện
Để tiện lợi cho việc quản trị các hoạt động điện lực, cấu trúc của một hệ thống
điện thường được chia thành 03 khối chính như mô tả trên Hình 1.3

Hình 1.3. Cấu trúc cơ bản của một hệ thống điện
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




1.1.1 Khối 1 - Các nhà máy điện
Khối các nhà máy điện được phân biệt thành hai loại. Thứ nhất đó là các nhà
máy điện công suất lớn bao gồm các trung tâm sản xuất điện lớn, các nhà máy nhiệt
điện, nhà máy điện hạt nhân, trạm thủy điện nhỏ công suất lớn (Pđm ≥ 30 MW). Thứ

hai đó là các nguồn điện phân tán công suất nhỏ (Pđm 30 MW). Đặc điểm chính của
mỗi dạng nhà nhà máy điện được mô tả khái quát như sau:
1.1.1.1 Nhà máy nhiệt điện:
Đó là một dạng nhà máy điện kinh điển làm việc dựa trên nguyên lý hoạt động
của một chu trình Rankine nhằm tạo ra cơ năng trên trục turbine truyền động cho máy
phát điện. Nguồn năng lượng sơ cấp có nhiều dạng khác nhau và do đó hình thành
nhiều công nghệ phát điện khác nhau kèm theo tên gọi của nhà máy điện. Điển hình
là: Nhà máy nhiệt điện ngưng hơi, nhà máy nhiệt điện nguyên tử, nhà máy nhiệt điện
mặt trời, VV[1],[2].
 Nhà máy nhiệt điện ngưng hơi:
Đó là một dạng nhà máy điện được ra đời sớm nhất và vẫn giữa vai trò rất quan
trọng trong hệ thống điện cho đến ngày nay.Hình 1.4mô tả cấu trúc cơ bản của một
nhà máy điện ngưng hơi.

Hình 1.4. Mô hình cấu trúc cơ bản của một nhà máy điện ngưng hơi
Đặc điểm chính:
-

Công suất: vừa và lớn, 100MW ≤ Pđm ≤ 1000MW.

-

Điểm kết nối trong hệ thống điện: Lưới siêu cao áp (Extra High Voltage)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




-

Năng lượng sơ cấp đầu vào: các dạng nhiên liệu hóa thạch: than đá, dầu FO,
khí đốt (đang cạn kiệt dần).

-

Đánh giá tác động môi trường: ảnh hưởng xấu.

-

Chế độ vận hành: ổn định, vận hành phần đáy của biều đồ năng lượng quốc gia.

-

Hiệu suất năng lượng vào/ra: thấp (≤50%).

 Nhà máy nhiệt điện nguyên tử:
Đó là một dạng nhà máy nhiệt điện sử dụng năng lượng nguyên tử (hạt nhân).
Hình 1.5 mô tả cấu trúc cơ bản của một nhà máy điện nguyên tử.

Hình 1.5. Mô hình cơ bản của một nhà máy điện nguyên tử

Đặc điểm chính:
-

Công suất: rất lớn, Pđm ≥ 1000MW.

-

Điểm kết nối trong hệ thống điện: Lưới siêu cao áp (Extra High Voltage).

-

Năng lượng sơ cấp đầu vào: kim loại nặng cung cấp nhiệt năng cho boiler
thông qua lò phản ứng hạt nhân.

-

Nhà máy có hoạt tính phóng xạ, đòi hỏi trình độ khoa học và công nghệ cao.

-

Đánh giá tác động môi trường: ảnh hưởng xấu, tiềm ẩn thảm họa cho con người
và môi trường.

-

Chế độ vận hành: ổn định, vận hành phần đáy của đồ thị năng lượng quốc gia.

-

Hiệu suất năng lượng vào/ra thấp (≤50%).

 Nhà máy nhiệt điện mặt trời:
đó là một dạng nhà máy nhiệt điện sử dụng năng lượng tái tạo. Hình 1.6mô tả
cấu trúc cơ bản của một nhà máy điện mặt trời.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

Hình 1.6. Mô hình cơ bản của một nhà máy điện mặt trời
Đặc điểm chính:
-

Công suất: vừa, 10MW ≤ Pđm ≤ 500MW.

-

Điểm kết nối trong hệ thống điện: lưới cao áp (High Voltage)

-

Năng lượng sơ cấp đầu vào: ánh sáng mặt trời được tập hợp bởi hệ thống các
gương hội tụ cung cấp nhiệt năng cho boiler.

-

Đánh giá tác động môi trường: không gây ô nhiễm môi trường.

-

Chế độ vận hành: phụ thuộc cường độ bức xạ mặt trời trong ngày, thời tiết, khí
hậu.

-

Hiệu suất năng lượng vào/ra thấp (≤50%).

 Một số dạng nhà máy nhiệt điện khác:
Dựa trên nguyên lý chung của nhà máy nhiệt điện, ngoài ba dạng nhà nhiệt điện

chính kể trên còn phải kể đến một số dạng nhà máy nhiệt điện khác cũng khá phổ
biến trong hệ thống điện, nhất là trong một vài năm gần đây. Đó là:
-

Nhà máy điện địa nhiệt.

-

Nhà máy nhiệt điện logo chạy bằng nhiên liệu phế thải hay khí ga Biomax.

1.1.1.2 Trạm thủy điện nhỏ
Đó là một dạng nhà máy điện rất phổ biến và đóng vai trò quan trong trong hệ
thống điện, làm việc dựa trên nguyên lý biến đổi thủy năng thành cơ năng trên trục
turbine truyền động cho máy phát điện. Nguồn thủy năng được tạo ra theo nhiều
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




phương thức khác nhau và do đó hình thành nhiều tên gọi khác nhau cho trạm thủy
điện nhỏ.
 Trạm thủy điện nhỏ kiểu đập:
Đó là những trạm thủy điện nhỏ có công suất lớn được xây dựng trên lưu vực
của những con sông lớn, mô hình cấu trúc như trên hình 1.7.

Hình 1.7. Mô hình cơ bản của một trạm thủy điện nhỏ kiểu đập
Đặc điểm chính của trạm thủy điện nhỏ kiểu đập:
- Công suất: lớn và rất lớn, có thể được phân loại như sau:
+ Thủy điện lớn và rất lớn, Pđm ≥ 100MW thuộc loại nguồn tập trung, kết nối
với hệ thống điện tại cấp điện áp Uđm ≥ 220 kV (Extra High Voltage).

+ Thủy điện vừa, 30 MW ≤ Pđm ≤ 100MW được kết nối hệ thống điện tại cấp
điện áp 22kV ≤ Uđm ≤ 110 kV (Midle Voltage & High Voltage).
- Năng lượng sơ cấp đầu vào: nguồn thủy năng được tạo ra bởi công trình đập
ngăn giữa hồ thượng lưu và hồ hạ lưu hình thành cột áp công tác cho turbine.
- Đánh giá tác động môi trường: chiếm dụng một vùng lãnh thổ rộng lớn dọc
theo lưu vực con sông, tàn phá môi môi trường nghiêm trọng.
- Chế độ vận hành: ổn định nhưng có phụ thuộc lượng mưa trong năm, thời tiết,
khí hậu; vận hành phần giữa của đồ thị năng lượng quốc gia
- Hiệu suất năng lượng cao.
 Thủy điện nhỏ:
Đó là những công trình thủy điện có quy mô nhỏ và rất nhỏ được xây dựng dựa
trên tận dụng nguồn nước của những dòng chảy nhỏ. Hình 1.8 mô tả cấu trúc của một
công trình thủy điện nhỏ.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




Hình 1.8. Mô hình khai thác thủy điện nhỏ
Đặc điểm chính của thủy điện nhỏ:
- Công suất: nhỏ và siêu nhỏ, có thể được phân loại như sau:
+ Thủy điện nhỏ: có dải công suất 1 MW ≤ Pđm ≤ 30MW, kết nối với lưới

-

phân phối điện điện áp 22kV ≤ Uđm ≤ 35kV (Midle Voltage)
+ Thủy điện siêu nhỏ: có dải công suất 0,01MW ≤ Pđm ≤ 1MW, kết nối
với lưới phân phối điện điện áp Uđm ≤ 1kV (Low Voltage)
Đánh giá tác động môi trường: có ảnh hưởng tốt đến bảo vệ môi môi trường.

-

Chế độ vận hành: không ổn định, phụ thuộc đặc điểm riêng từng khu vực.

Ngoài ra còn có nhiều dạng trạm thủy điện nhỏ khác có công suất nhỏ từ một
vài chục kW đến vài chục MW. Đó là: thủy điện nhỏ kiểu kênh dẫn hở hay đường
ống dẫn kín, thủy điện đại dương, VV. Thủy điện nhỏ đóng vai trò nguồn phân tán,
được kết nối trong mạng điện phân phối.
1.1.1.3 Nguồn điện pin mặt trời:
Hình 1.9 giới thiệu một mô hình nhà máy phát điện pin mặt trời.

Hình 1.9. Mô hình nhà máy điện pin mặt trời
Đó là một dạng nguồn điện được phát triển mạnh trong thời gian gần đây, đầu
thế kỷ 21. Tại những nơi có tiềm năng bức xạ mặt trời cao, tổ hợp các tấm pin mặt
trời được thiết lập nhằm biến đổi quang năng của bức xạ mặt trời thành điện năng.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




Đặc điểm chính:
- Công suất của nguồn phát điện pin mặt trời rất đa dạng, từ nhỏ đến lớn, có thể
được phân loại như sau:
+ Công suất lớn, Pđm>100MW thuộc loại nguồn tập trung, kết nối với hệ thống
điện tại lưới siêu cao áp (Extra High Voltage & High Voltage)
+ Công suất vừa, 1 MW ≤ Pđm ≤ 100MW, kết nối với hệ thống điện tại lưới cao
áp (Low Voltage & Midle Voltage)
+ Công suất nhỏ và siêu nhỏ Pđm ≤ 1MW, kết nối với hệ thống điện tại lưới hạ
áp Uđm ≤ 0,4 kV (Low Voltage)
- Năng lượng sơ cấp đầu vào là ánh sáng mặt trời được biến đổi thành điện năng

một chiều bởi các dàn pin mặt trời, sau đó biến đổi thành điện xoay chiều thích hợp
nhờ các bộ Invertor (DC/AC).
- Đánh giá tác động môi trường: không gây ô nhiễm môi trường.
- Hoạt động phụ thuộc cường độ bức xạ mặt trời trong ngày, thời tiết, khí hậu.
- Hiệu suất năng lượng vào/ra thấp (≤20%).
1.1.1.4 Nguồn điện turbine gió:
Đây là một dạng nguồn phát điện được phát triển mạnh trong thời gian gần đây,
cuối thế kỷ 20. Tại những nơi có tiềm năng gió cao, những cánh đồng máy phát điện
turbine gió được thiết lập nhằm biến đổi năng lượng gió thành điện năng. Hình 1.7a,b
giới thiệu một máy phát điện turbine gió và một cánh đồng máy phát điện turbine gió.

Hình 1.10. Mô hình nguồn phát điện turbine gió
Đặc điểm chính:
- Công suất của một nguồn phát điện turbine gió rất đa dạng, từ nhỏ đến lớn, có
thể được phân loại như sau:
-

được phân loại như sau:
+ Công suất lớn, Pđm>100MW thuộc loại nguồn tập trung, kết nối với hệ thống

điện tại lưới siêu cao áp (Extra High Voltage & High Voltage)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




+ Công suất vừa, 1 MW ≤ Pđm ≤ 100MW, kết nối với hệ thống điện tại lưới cao
áp (Low Voltage & Midle Voltage).
+ Công suất nhỏ và siêu nhỏ Pđm ≤ 1MW, kết nối với hệ thống điện tại lưới hạ
áp Uđm ≤ 0,4 kV (Low Voltage).

- Năng lượng sơ cấp đầu vào là gió được biến đổi thành năng lượng cơ, Năng lượng
của gió làm cho 2 hoặc 3 cánh quạt quay quanh 1 rotor. Mà rotor được nối với trục chính
và trục chính sẽ truyền động làm quay trục quay máy phát để tạo ra điện.
- Đánh giá tác động môi trường: không gây ô nhiễm môi trường.
- Hoạt động phụ thuộc cường độ bức xạ mặt trời trong ngày, thời tiết, khí hậu.
- Hiệu suất năng lượng vào/ra thấp (≤20%).
1.1.2 Khối 2 - Hệ thống truyền tải
Hệ thống truyền tải (Transmission, Subtransmisstion), đó là hệ thống các trạm
biến áp và các đường dây tải điện có nhiệm vụ chính là truyền tải công suất giữa các
trạm biến áp, không trực tiếp kết nối với phụ tải tiêu thụ điện. Trong khối này lại được
chia thành hai khối con, đó là[4],[5]:
- Khối truyền tải siêu cao áp (EHV transmission): bao gồm hệ thống các trạm
biến áp và đường dây có điện áp xoay chiều định mức Uđm ≥ 220 kV. Một số nước
tân tiến có sử dụng đường dây truyền tải siêu cao áp một chiều HVDC.
- Khối truyền tải cao áp (HV transmission): bao gồm hệ thống các trạm biến áp
và đường dây có điện áp xoay chiều định mức 22 kV ≤ Uđm ≤ 110 kV.
1.1.3 Khối 3 - Hệ thống phân phối điện (Electric distribution system)
1.1.3.1 Cấu trúc hệ thống
Trước đây ở Việt Nam, phạm vi của hệ thống phân phối điện chỉ bao gồm các
trạm biến áp và đường dây được tính từ phía thứ cấp trạm biến áp 110 kV trở về đến
các phụ tải tiêu thụ điện. Ngày nay, kể từ 01/11/2018, EVN đã có quy định mới: hệ
thống phân phối điện được mở rộng thêm về phía cao áp đến thứ cấp của trạm biến
áp 220 kV. Đây là một hướng hội nhập quốc tế. Trên cơ sở mô hình tổng quát của hệ
thống điện quốc gia hình 1.1 và hình 1.2, cấu trúc một hệ thống phân phối điện có thể
được bóc tách dưới dạng sơ đồ một sợi như trên hình 1.11

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

Hình 1. 11. Sơ đồ nguyên lý một sợi hệ thống điện phân phối
Theo cấu trúc này, hệ thống phân phối điện lại có thể được phân chia thành các
hệ thống phân phối con dựa trên điện áp định mức làm căn cứ:
- Hệ thống phân phối điện cao thế 110 kV (High Voltage): bao gồm toàn bộ
đường dây và các trạm biến áp 110 kV đóng vai trò trung gian (Sup transmision line)
hay (Transmision line) để cung cấp điện cho các trạm biến áp khu vực (Zone
Suptation). Đối với các phụ tải lớn như các nhà máy lớn hay các khu công nghiệp có
sức tiêu thụ điện cao, có thể được kết nối trực tiếp với hệ thống truyền tải con 110
kV.
- Hệ thống phân phối điện trung thế (Middle Voltage): bao gồm hệ thống các
đường dây trung thế (22 kV, 35 kV) và các trạm biến áp phân phối hạ áp cung cấp
điện cho lưới phân phối hạ thế (Low voltage).
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




- Hệ thống phân phối điện hạ thế thế (Low Voltage): bao gồm hệ thống các trạm
biến áp phân phối và đường dây hạ thế (0,4 kV) cung cấp cho các phụ tải là điểm cuối
cùng của hệ thống điện.
1.2.3.2 Các dạng nguồn điện công suất nhỏ trong hệ thống phân phối điện
Hiện nay, trong lưới phân phối điện không chỉ có một loại nguồn cung cấp từ
phía lưới điện quốc gia mà còn có thêm các nguồn phân tán. Chính vì vậy cấu trúc
lưới được thay đổi căn bản, phân bố công suất không chỉ theo một hướng (one way)
như trước đây mà là nhiều hướng, thậm chí luôn thay đổi cả về độ lớn và hướng công
suất.
 Nguồn chính: nguồn chính cung cấp điện cho lưới cho lưới phân phối được
chỉ định từ lưới điện quốc gia được quy đổi về cấp điện áp trung thế cao nhất của lưới
phân phối. Trên sơ đồ nguyên lý một sợi (one line diagram) nguồn có thể được biểu

diễn bởi một thanh cái (Bus).
Các thông số cơ bản của nguồn bao gồm:
- Cấp điện áp định mức Uđm (kV): 110 kV, 35 kV, 22 kV
- Công suất ngắn mạch SNM (MVA): 400 MVA
- Tỷ số X/R
Một hệ thống điện phân phối có thể bao gồm một hoặc hai nguồn chính tùy theo
cấp độ tin cậy cần thiết. Trong thực tế đó là các trạm biến áp trung gian biến đổi từ
cấp điện áp 110 kV hoặc 220 kV xuống cấp điện áp phân phối.
 Nguồn phân tán (DG): trong lưới phân phối còn có các nguồn phân tán khác,
điển hình là:
1- Nguồn pin mặt trời: đó là các tổ hợp pin mặt trời kết hợp với biến tần DC/AC
và máy biến áp tạo ra một nguồn cung cấp điện kết nối với lưới phân phối.
2- Nguồn thủy điện nhỏ: đó là thủy điện nhỏ địa phương kết nối trực tiếp với
lưới điện phân phối.
3- Nguồn máy phát điện sức gió: đó là turbine gió công suất nhỏ, có thể là đơn
chiếc hay tổ hợp nhiều chiếc (Wind Farm) kết nối với lưới phân phối.
4- Nguồn máy phát diesel: loại nguồn này chủ yếu đóng vai trò dự phòng và
không thể thiếu được đối với các hộ dùng điện đòi hỏi cao về chất lượng điện năng
cung cấp như: những nhà máy hay phân xưởng sản xuất áp dụng công nghệ hiện đại,
khách sạn, bệnh viện , nhà cao tầng,VV.
5- Kho điện (battery) kết hợp với biến tần DC/AC/DC: Loại nguồn này cũng
đang được khuyến khích phát triển với vai trò nguồn dự phòng hoặc ứng dụng cho
các giải pháp điều phối năng lượng hữu ích.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




1.1.3.2 Phân loại thiết bị dùng điện trong hệ thống phân phối điện:
Điện năng là động lực chính của các hoạt động sản xuất và đời sống sinh hoạt

của con người nên các thiết bị dùng điện là rất đa dạng, phong phú, chúng có thể phân
loại theo nhiều cách như sau:
 Phân loại theo điện áp định mức của thiết bị:
- Các thiết bị hạ áp là các thiết bị điện có điện áp định mức Uđm< 1000V.
- Các thiết bị điện cao áp là các thiết bị điện có điện áp định mức Uđm> 1000V.
Các thiết bị có công suất lớn, Pđm> 100kW thường được chế tạo với cấp điện áp
cao Uđm> 1000V.
 Phân loại theo theo tần số:
- Thiết bị điện có tần số công nghiệp (50Hz).
- Thiết bị điện có tần số khác tần số công nghiệp.
Hiện nay ở ta các nguồn điện 3 pha đều sử dụng tần số công nghiệp 50Hz. Đối
với các thiết bị có tần số khác tần số công nghiệp thì phải có thiết bị biến đổi. Vì vậy,
đối với cung cấp điện thì ta coi bộ biến đổi như một thiết bị dùng điện xoay chiều tần
số công nghiệp bình thường và việc tính toán cung cấp điện cho thiết bị tần số khác
tần số công nghiệp được quy về việc tính toán cung cấp điện cho thiết bị biến đổi.
 Phân loại theo nguồn cung cấp:
- Thiết bị điện xoay chiều ba pha và một pha.
- Thiết bị điện một chiều.
 Phân loại theo chế độ làm việc:
- Thiết bị điện làm việc theo chế độ dài hạn.
- Thiết bị điện làm việc theo chế độ ngắn hạn.
- Thiết bị điện làm việc theo chế độ ngắn hạn lặp lại.
 Phân loại theo vị trí lắp đặt:
- Thiết bị điện lắp đặt cố định, di động.
- Thiết bị điện lắp đặt trong nhà, ngoài trời.
- Thiết bị điện lắp đặt ở những điều kiện đặc biệt như nóng, ẩm, bụi, có hơi và
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN