Giải pháp nâng cao hiệu quả vận hành lưới điện phân phối của thị xã dĩ an bình dương​

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM

---------------

HỌ VÀ TÊN HỌC VIÊN: PHẠM TIẾN THẮNG

GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH
LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI CỦA THỊ XÃ DĨ AN –
BÌNH DƢƠNG
LUẬN VĂN THẠC SĨ
Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Mã ngành: 60520202

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 08/2017


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM

---------------

HỌ VÀ TÊN HỌC VIÊN: PHẠM TIẾN THẮNG

GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH
LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI CỦA THỊ XÃ DĨ AN –
BÌNH DƢƠNG
LUẬN VĂN THẠC SĨ
Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Mã ngành: 60520202
Cán bộ hƣớng dẫn khoa học: TS.NGUYỄN HÙNG

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 08/2017


CÔNG TRÌNH ĐƢỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM
Cán bộ hƣớng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Hùng

Luận văn Thạc sĩ đƣợc bảo vệ tại trƣờng Đại học Công nghệ thành phố Hồ Chí
Minh, ngày 19 tháng 11 năm 2017
Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm:
Họ và tên

Tt

Chức danh Hội đồng

1

TS. Nguyễn Xuân Hoàng Việt

Chủ tịch

2

PGS. TS. Trƣơng Việt Anh

Phản biện 1

3

PGS. TS. Huỳnh Châu Duy

Phản biện 2

4

TS. Phạm Đình Anh Khôi

Ủy viên

5

TS. Đoàn Thị Bằng

Ủy viên, Thƣ ký

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau khi Luận văn đã đƣợc sửa chữa
(nếu có):

…………………………………………………………………………...

…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn


TRƢỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP. HCM

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

PHÒNG QLKH – ĐTSĐH

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 01 năm 2017

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: Phạm Tiến Thắng Giới tính: Nam
Ngày, tháng, năm sinh: 29/8/1983 Nơi sinh: TP.Hồ Chí Minh
Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số học viên: 1541830029
I.

Tên đề tài:
Giải pháp nâng cao hiệu quả vận hành lƣới điện phân phối của thị xã Dĩ An –

Bình Dƣơng.
II.

Nhiệm vụ và nội dung:
 Nghiên cứu cơ sở lý thuyết vận hành lƣới phân phối.
 Tính toán bù tối ƣu để nâng cao hệ số công suất, giảm tổn thất điện năng và

ổn định điện áp lƣới phân phối.
 Tính toán và giải pháp nâng cao các chỉ số độ tin cậy cung cấp điện lƣới điện
phân phối.
III.

Ngày giao nhiệm vụ: tháng 01 năm 2017

IV.

Ngày hoàn thành nhiệm vụ: tháng 8 năm 2017

V.

Cán bộ hƣớng dẫn: TS. NGUYỄN HÙNG

CÁN BỘ HƢỚNG DẪN

KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH

(Họ tên và chữ ký)

(Họ tên và chữ ký)

TS. Nguyễn Hùng


i

LỜI CAM ĐOAN
Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tác giả và Luận
văn đƣợc tác giả bắt đầu thực hiện kể từ khi chính thức đƣợc nhận đề tài. Ngoài ra,
trƣớc khi đăng ký và trong quá trình thực hiện đề tài, tác giả đã thu thập tài liệu từ
nhiều nguồn khác nhau: Sách, Internet, thƣ viện các trƣờng, cơ quan.....
Tôi xin cam đoan với những kết quả đạt đƣợc của luận văn là sản phẩm do
chính tác giả nghiên cứu, thực hiện và hoàn thành.

TP.Hồ Chí Minh, ngày tháng

năm 2017

Học viên thực hiện luận văn
(ký ghi rõ họ và tên)

Phạm Tiến Thắng


ii

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên tôi xin chân thành cảm ơn tất cả các cán bộ, giảng viên trong
Viện Đào tạo sau Đại học trƣờng Đại học Công nghệ thành phố Hồ Chí Minh. Các
thầy cô đã tận tình hƣớng dẫn, giảng dạy tôi trong suốt 02 năm học vừa qua. Những
kiến thức thầy cô đã truyền đạt, những bài học mà tôi đã trãi nghiệm ở nhà trƣờng
sẽ là hành trang quí báu để tôi tiến bƣớc trên con đƣờng sự nghiệp của mình.
Kế đến tôi xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến TS.Nguyễn Hùng, ngƣời đã
tận tình hƣớng dẫn tôi trong suốt thời gian thực hiện luận văn này. Những lời văn,
câu chữ đƣợc thầy chỉnh sửa rất kỹ, bên cạnh đó những góp ý rất quý báu của thầy
đã giúp tôi hoàn thành luận văn tốt nhất có thể.
Tôi cũng xin cám ơn tất cả các đồng nghiệp và các bạn học viên đã hỗ trợ tôi
rất nhiều trong quá trình học tập và làm luận văn.
Cuối cùng, tôi xin cảm ơn đến gia đình. Mọi ngƣời đã ủng hộ và tạo điều
kiện để cho tôi có thể vƣợt qua những khó khăn trong suốt khoá học này.

Học viên thực hiện luận văn
(ký ghi rõ họ và tên)

Phạm Tiến Thắng

iii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................... ii
MỤC LỤC ........................................................................................................................ iii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .................................................................................. v
DANH MỤC CÁC BẢNG............................................................................................. viii
DANH MỤC CÁC HÌNH ................................................................................................ ix
CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI ....................................................................... 1
1.1. Đặt vấn đề ................................................................................................................. 1
1.2. Tính cấp thiết của đề tài ........................................................................................... 1
1.3. Mục tiêu của đề tài ................................................................................................... 3
1.4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ............................................................................ 3
1.5. Phƣơng pháp luận và phƣơng pháp nghiên cứu ....................................................... 4
1.6. Các công trình nghiên cứu trƣớc đây ....................................................................... 4
CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VẬN HÀNH LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ......... 6
2.1. Khái niệm về chất lƣợng điện năng .......................................................................... 6
2.2. Các tiêu chuẩn về chất lƣợng điện năng ................................................................... 8
2.3. Sóng hài trên lƣới phân phối .................................................................................. 16
2.4. Sự tiêu thụ công suất phản kháng ........................................................................... 19
2.5. Ảnh hƣởng của sóng hài đến tụ điện ...................................................................... 22
2.6. Một số phƣơng pháp tính toán bù trên lƣới phân phối ........................................... 24
2.7. Các giải pháp khắc phục để nâng cao chất lƣợng điện năng .................................. 40
CHƢƠNG 3: CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH LƢỚI
PHÂN PHỐI THỊ XÃ DĨ AN-BÌNH DƢƠNG ................................... 68
3.1. Các giải pháp quản lý vận hành lƣới phân phối thị xã Dĩ An-Bình Dƣơng ........... 68
3.2. Giải pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện ......................................................... 70

iv

3.3. Tính toán lắp đặt tụ bù nâng cao hệ số công suất, giảm tổn thất điện năng và
ổn định điện áp ..................................................................................................... 71
CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................... 90
4.1. Kết luận .................................................................................................................. 90
4.2. Hạn chế của đề tài................................................................................................... 90
4.3. Hƣớng phát triển của đề tài .................................................................................... 91
TÀI LIỆU KHAM KHẢO ............................................................................................ 92
PHỤ LỤC ....................................................................................................................... 93


v

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

ASAI

: Average Service Avaibility Index

ASIDI

: Average System Interruption Duration Index

ASIFI

: Average System Interruption Frequency Index

ASUI

: Average Service Unavaibility Index

ASSH

: Ánh sáng sinh hoạt

BTĐA

: Biến thiên điện áp

CAIDI

: Customer Average Interruption Duration Index

CAIFI

: Customer Average Interruption Frequency Index

CTAIDI

: Customer Total Average Interruption Duration Index

CEMIn

: Customer Experiencing Multiple Interruption

CESMIn

: Customer Experiencing Multiple Sustained Interruption and

Momentary Interruption

CMIS

: Customer Managment Information System;

CNPM

: Công nghệ phần mềm

CNTT

: Công nghệ thông tin

CLĐN

: Chất lƣợng điện năng

CSDL

: Cơ sở dữ liệu

CSPK

: Công suất phản kháng

CSTD

: Công suất tác dụng

CSV

: Chống sét van

ĐCĐB

: Động cơ đồng bộ

DĐĐA

: Dao động điện áp

ĐDHA

: Đƣờng dây hạ áp

ĐDTA

: Đƣờng dây trung áp

ĐTXD

: Đầu tƣ xây dựng

EMC

: Electromagnetic Compatibility


vi

EVN

: Tập đoàn Ngành điện Việt Nam

FACTS

: Flexible Alternating Current Transmission Systems

HTĐ

: Hệ thống điện

HTĐĐ

: Hệ thống đo đếm

IEC

: International Electrotechnical Commission

IEEE

: Institute of Electrical and Electronic Engineers

KCN

: Khu công nghiệp

KH

: Khách hàng

KHCN

: Khoa học công nghệ

LBS

: Load break switch-Dao cách ly đóng cắt có tải

LĐHANT

: Lƣới điện hạ áp nông thôn

LĐPP

: Lƣới điện phân phối

LTD

: Line Tenson Disconect - Dao cách ly chịu sức căng

MAIFI

: Momentary Average Interruption Frequency Index

MBA

: Máy biến áp

MDAS

: Metering Data Analysis System

PFC

: Power Factor Correction

PSS/ADEPT

: Power System Simulator Advance Distribution Engineering
Productivity Tools

QĐA

: Quá điện áp

QLKT

: Quản lý kỹ thuật

QL-TDDC

: Quản lý - Tiêu dùng dân cƣ

QLVH

: Quản lý vận hành

REC

: Máy cắt tự động đóng lại-Recloser

SAIDI

: System Average Interruption Duration Index

SAIFI

: System Average Interruption Frequency Index

SCADA

: Hệ thống điều khiển và giám sát thu thập dữ liệu

SLĐBQ

: Sản lƣợng điện bình quân

SLĐTP

: Sản lƣợng điện thƣơng phẩm


vii

STATCOM

: Static Synchronous Compensator

SVC

: Static Var Compensator

TBA

: Trạm biến áp

TBĐĐ

: Thiết bị đo đếm

TDD

: Độ méo dạng sóng dòng điện

THD

: Total Harmonics Distortion

TSC

: Thyristor-switched capacitor

TSĐL

: Tài sản điện lực

TSKH

: Tài sản khách hàng

TTĐN

: Tổn thất điện năng


viii

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1 Giá trị của hệ số kq phụ thuộc vào hệ số cos1 hiện tại và hệ số cos2
mong muốn

28

Bảng 2.2 Giá trị hệ số cos

32

Bảng 2.3 Mức cách điện tiêu chuẩn cho dải U245kV

53

Bảng 2.4 Mức cách điện tiêu chuẩn cho dải U>245kV

54

Bảng 2.5 Các tham số của CSV ZnO

57

Bảng 3.1 Số liệu đƣờng dây, trạm biến áp và tụ bù lắp đặt trên địa bàn Điện lực Dĩ
An

58

Bảng 3.2 Công suất phản kháng tƣơng ứng với công suất MBA

65

Bảng 3.3 Hệ số cos của một số phụ tải thông dụng ................................................ 66


ix

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1 Dải điện áp vận hành cho phép theo tiêu chuẩn ANSI C84.1

10

Hình 2.2 Nguyên tắc phát sinh méo điện áp và song hài xuất phát từ tải phi tuyến 17
Hình 2.3 Biểu đồ phụ thuộc giữa tổn thất điện năng với hệ số cos và TM

25

Hình 2.4 Biểu đồ phụ thuộc giữa chi phí quy dẫn với hệ số cos và TM

26

Hình 2.5 Véctơ công suất trƣớc và sau khi bù cos

29

Hình 2.6 Véc tơ dòng điện khi bù cos

30

Hình 2.7 Sơ đồ mắc tụ bù tĩnh

33

Hình 2.8 Quá trình quá độ khi đóng tụ bù

39

Hình 2.9 Sự khuyếch đại điện áp khi đóng cắt tụ bù

39

Hình 2.10 Sơ đồ hệ thống điều khiển kích từ máy phát điện

41

Hình 2.11 Máy biến áp điều chỉnh điện áp

42

Hình 2.12 Máy biến áp điều chỉnh điện áp dƣới tải.

42

Hình 2.13 Thiết bị điều chỉnh điện áp đƣờng dây

43

Hình 2.14 Tụ bù ngang giảm độ lệch điện áp

44

Hình 2.15 Cấu trúc điển hình và đặc tính V-I của SVC.

45

Hình 2.16 Cấu trúc và đặc tính điều khiển của thiết bị STATCOM

46

Hình 2.17 Điều chỉnh điện áp dùng tụ bù dọc.

47

Hình 2.18 Phối hợp thời gian của bảo vệ quá dòng trong lƣới phân phối hình tia 49
Hình 2.19 Tác động của kháng điện đến biên độ SAG do ngắn mạch

49

Hình 2.20 Khắc phục SAG dùng MBA cộng hƣởng sắt từ.

50

Hình 2.21 Sơ đồ sử dụng nguồn dự phòng UPC

50

Hình 2.22 Ổn định điện áp cho phụ tải nhậy cảm dùng DVR và STATCOM

51

Hình 2.23 Lựa chọn phối hợp cách điện, mức bảo vệ và mức chịu điện áp chọn theo
khả năng quá điện áp

55

Hình 2.24 Thiết bị phóng điện

56


x

Hình 2.25 Đặc tính bảo vệ của khe phóng điện

57

Hình 2.26 Chống sét van ZnO

58

Hình 2.27 So sánh đặc tính V-I của các CSV có và không khe hở

58

Hình 2.28 Hộp thoại thiết đặt thông số kinh tế trong CAPO

60

Hình 2.29 Hộp thoại thiết đặt thông số trong CAPO

62

Hình 2.30 Kết quả tính toán CAPO

67

Hình 3.1 các thông số ghi nhận đƣợc từ thiết bị đo chất lƣợng điện năng PW3198 70
Hình 3.2 Tái cơ cấu lƣới hạ áp

75

Hình 3.3 Lƣới hạ áp trạm biến áp

77

Hình 3.4 Số liệu tính toán tụ bù (CAPO) từ chƣơng trình PSS/ADEPT

77

Hình 3.5 Vị trí lắp đặt tụ bù tối ƣu

78

Hình 3.6 Biểu đồ công suất tiêu thụ (P) tuyến 473 Mỹ An

80

Hình 3.7 Biểu đồ công suất phảng kháng (Q) tuyến 473 Mỹ An

81

Hình 3.8 Biểu đồ công suất tiêu thụ (P) tuyến 475 Hoa Sen

82

Hình 3.9 Biểu đồ công suất phảng kháng (Q) tuyến 475 Hoa Sen

82

Hình 3.10 Biểu đồ công suất tiêu thụ (P) tuyến 479 Tứ Hải

84

Hình 3.11 Biểu đồ công suất phảng kháng (Q) tuyến 479 Tứ Hải

84

Hình 3.12 Biểu đồ công suất tiêu thụ (P) tuyến 473 Bình Thung

85

Hình 3.13 Biểu đồ công suất phảng kháng (Q) tuyến 473 Bình Thung

86

Hình 3.14 Biểu đồ công suất tiêu thụ (P) tuyến 478 Thành Đô

87

Hình 3.15 Biểu đồ công suất phảng kháng (Q) tuyến 478 Thành Đô

87


1

CHƢƠNG 1:
GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI
1.1. Đặt vấn đề
 Nhu cầu năng lƣợng, đặc biệt là điện năng hiện tại đang tăng rất nhanh, với
sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, việc đƣa vào ứng dụng các thiết bị điện – điện tử
có hiệu quả cao, các thiết bị vi điều khiển, thiết bị điện tử công suất... ngày càng
nhiều. Bên cạnh đó, nhiều ngành công nghệ cao đang đƣợc đầu tƣ phát triển tại Việt
Nam đang phải đối mặt ngày càng nhiều hơn với các vấn đề chất lƣợng điện. Sự cố
chất lƣợng điện ở đầu vào có thể gây ra những thiệt hại mang tính dây chuyền, thậm
chí có thể dẫn tới sự ngƣng trệ của cả dây chuyền công nghệ, gây thiệt hại lớn cho
doanh nghiệp.
 Bộ Công Thƣơng đã ban hành thông tƣ số 39/2015/TT-BCT liên quan đến
lƣới phân phối. Trong thông tƣ này, các quy định liên quan đến chất lƣợng điện
năng đƣợc ban hành nhằm từng bƣớc nâng cao hiệu quả của việc tiêu thụ năng
lƣợng điện.

 Trên thực tế, cho đến nay chƣa có một công bố chính thức mang tính điển
hình nào về các vấn đề về chất lƣợng điện năng. Mặc dù vậy, các thiệt hại kinh tế
do chất lƣợng điện năng chƣa cao thì hoàn toàn có thể quan sát đƣợc, thậm chí đo
lƣờng đƣợc. Đã có một số các điều tra ở quy mô nhỏ đã đƣợc thực hiện. Tuy nhiên,
yếu tố kinh tế hoặc thƣơng mại chƣa đƣợc thể hiện rõ sự liên quan tới các vấn đề
chất lƣợng điện. Đề tài này nhằm mục tiêu xây dựng cơ sở lý thuyết, áp dụng một
số phƣơng pháp nhằm giải quyết các vấn đề trong lĩnh vực quản lý vận hành lƣới
điện phân phối khu vực thị xã Dĩ An- Bình Dƣơng.
1.2. Tính cấp thiết của đề tài
 Thực tế cho thấy rằng có những tồn tại nhất định trong việc tiến hành khảo
sát các vấn đề chất lƣợng điện. Ở một số trạm nguồn cũ (của cả ngành điện và
khách hàng sử dụng điện) chƣa đƣợc trang bị hệ thống tự động hóa, việc thu thập


2

các thông tin liên quan đến chất lƣợng điện sẽ gặp nhiều khó khăn. Trong những
trƣờng hợp đó, phƣơng pháp tiếp cận trực tiếp tại hiện trƣờng sẽ là giải pháp thích
hợp nhất.
 Bên cạnh đó, các nguồn nhân lực để đánh giá chất lƣợng điện còn thiếu và
yếu, cộng thêm với việc đánh giá chất lƣợng điện sẽ chỉ có thể thực hiện đƣợc một
khi Điện đƣợc sử dụng, cái nhìn về chất lƣợng điện từ phía ngành điện và khách
hàng sử dụng điện sẽ khác nhau rất nhiều.
 Đối với khách hàng sử dụng điện, điều này phụ thuộc rất nhiều vào năng lực
của khách hàng (kỹ thuật viên nhà máy) trong việc hiểu biết dây chuyền sản xuất và
khả năng đánh giá những hiện tƣợng suy giảm chất lƣợng điện. Dữ liệu chất lƣợng
điện phải đƣợc thu thập thƣờng xuyên nhằm đánh giá sát thực nhất những chi phí
dài hạn. Tuy nhiên, điều này chỉ có thể thực hiện đƣợc nếu khách hàng đƣợc trang
bị những thiết bị chuyên dụng cho vấn đề chất lƣợng điện. Cách tính toán chi phí
theo đầu sự cố sẽ đƣợc sử dụng để đánh giá các thiệt hại kinh tế gây ra bởi những sự

cố chất lƣợng điện cụ thể, ngắn hạn.
 Mặt khác, bản thân khách hàng sử dụng điện cũng góp phần nào đó làm ảnh
hƣởng tới chất lƣợng điện năng. Với thực trạng nền sản xuất của khách hàng sử
dụng điện hiện nay, còn tồn tại nhiều công nghệ sản xuất lạc hậu gây ra hai vấn đề
lớn: Một là tiêu thụ năng lƣợng lớn; Hai là gây sụt giảm chất lƣợng điện năng cục
bộ quanh vùng lân cận của khách hàng đó....
 Về phía ngành điện thì trong các trƣờng hợp thông thƣờng, ngành điện không
chịu những tổn thất kinh tế trực tiếp do chất lƣợng điện năng thấp gây ra. Tuy
nhiên, ngành điện sẽ phải chịu thiệt hại kinh tế gây ra do việc giảm sút doanh thu vì
mất điện gây ra bởi các vấn đề chất lƣợng điện. Bên cạnh đó, ngành điện cũng sẽ
chịu thiệt hại kinh tế do vấn đề chất lƣợng điện gây ra việc đo lƣờng sai (sóng hài là
nguyên nhân chủ yếu của hiện tƣợng này); chi phí đầu tƣ phải bỏ ra nhằm khắc
phục các vấn đề chất lƣợng điện năng sẽ đƣợc coi nhƣ chi phí vận hành do nhà cung
cấp chịu.... Đối với ngành điện các chỉ tiêu chất lƣợng đối với việc cung cấp điện


3

đến khách hàng về nguyên tắc sẽ đƣợc định nghĩa trong các hợp đồng mua-bán
điện. Mặc dù vậy, với giá điện thấp nhƣ tình hình hiện nay thì điện năng chỉ có thể
đƣợc cung cấp với một chất lƣợng tƣơng ứng với giá. Bên cạnh đó, chỉ có yếu tố
cung cấp điện là chỉ tiêu đƣợc ƣu tiên hàng đầu, chỉ tiêu về điện áp chỉ đƣợc xem
xét khi có khiếu nại hoặc kiến nghị của khách hàng. Còn các chỉ tiêu khác thì hầu
nhƣ không đƣợc có. Nguyên nhân của hiện trạng trên là do thiếu điện và lƣới điện
còn yếu nên ngành điện chỉ ƣu tiên giải quyết sự cố nhanh để phục hồi cung cấp
điện. Các yếu tố khác ảnh hƣởng đến kinh tế vận hành thì chƣa thực sự đƣợc quan
tâm.
 Qua các phân tích ở trên đây, có thể thấy vấn đề cần phải đƣợc quan tâm hơn
nửa là phải tìm ra các giải pháp, phƣơng thức vận hành hợp lý nhằm đạt đƣợc hiệu
quả cao trong các điều kiện thực tế hoặc bằng những nguồn đầu tƣ nhỏ nhƣng vẫn

đạt đƣợc chất lƣợng điện năng tăng cao. Đó cũng chính là lý do chủ yếu để chọn đề
tài Giải pháp nâng cao hiệu quả vận hành lƣới phân phối.
1.3. Mục tiêu của đề tài
 Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về chất lƣợng điện năng, tổn thất điện năng và
hiệu quả của lắp đặt tụ bù.
 Áp dụng một số giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả quản lý vận hành trong
điều kiện lƣới điện phân phối khu vực thị xã Dĩ An-Bình Dƣơng trong giai đoạn
công nghiệp hóa phát triển tăng cao.
 Đề tài nghiên cứu xuất phát từ nhu cầu thực tế của lƣới điện phân phối khu
vực thị xã Dĩ An-Bình Dƣơng, do đó các kết quả mang tính thực tiễn, có thể nhân
rộng và áp dụng rộng rãi cho các khu vực khác.
1.4. Đối tƣ ng và phạm vi nghiên cứu
 Đối tƣ ng nghiên cứu: Đối tƣợng nghiên cứu mà đề tài đặt ra là lƣới điện
phân phối khu vực thị xã Dĩ An-Bình Dƣơng.


4

 Phạm vi nghiên cứu: Đề tài đi sâu vào việc bù nâng cao hệ số công suất,
giảm tổn thất điện năng, ổn định điện áp, cải thiện chỉ số độ tin cậy cung cấp điện
lƣới điện phân phối.
1.5. Phƣơng pháp luận và phƣơng pháp nghiên cứu
1.5.1. Phƣơng pháp luận:
 Luận văn sử dụng các phƣơng pháp các nghiên cứu lý thuyết và thực tiễn của
lƣới điện phân phối khu vực thị xã Dĩ An-Bình Dƣơng.
1.5.2. Phƣơng pháp nghiên cứu:
 Phƣơng pháp phân tích tài liệu: thu thập tài liệu từ nhiều nguồn khác nhau,
các đề tài nghiên cứu của các nhà khoa học giáo dục trong và ngoài nƣớc, cùng các
tài liệu khác có liên quan đến đề tài nghiên cứu, từ đó xây dựng mô hình lý thuyết
và công cụ đo lƣờng sử dụng cho bƣớc nghiên cứu thực tiễn.

 Phƣơng pháp điều tra, khảo sát thực tế:
 Dự báo phụ tải trên cơ sở xu hƣớng và qui hoạch phát triển điện của địa
phƣơng.
 Sử dụng phần mềm PSS/Adept để chạy thử bài toán bù tối ƣu giảm tổn thất
trên các lƣới điện điển hình, phân bổ công suất.
 Dữ liệu thu thập từ Chƣơng trình Quản lý lƣới điện, Chƣơng trình vận hành
lƣới điện trên máy tính để tính toán chỉ số độ tin cậy cung cấp điện.
1.6. Các Công trình nghiên cứu trƣớc đây
 Nguyễn Lê Hoàng, Luận văn thạc sĩ ngành điện, chuyên ngành hệ thống
điện, Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội (2003): Nghiên cứu bài toán chế độ xác
lập và bù công suất phản kháng trên lƣới phân phối;
 Nguyễn Thanh Hà, Luận văn Thạc sĩ ngành điện, chuyên ngành Mạng và Hệ
thống điện, Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội (2008): Các giải pháp nâng cao chất
lƣợng và giảm tổn thất điện năng trên lƣới điện phân phối Quận Long Biên – Hà
Nội.


5

 Hoàng Sơn, Luận văn thạc sĩ ngành điện, chuyên ngành hệ thống điện,
Trƣờng Đại học Công nghệ TP.HCM (2016): Xác định vị trí và dung lƣợng máy
phát phân tán để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện lƣới điện phân.
Đề tài này vận dụng các nghiên cứu trƣớc đây và tình hình vận hành lƣới
điện thực tế để đƣa ra các giải pháp nâng cao hiệu quả vận hành lƣới điện phân
phối.


6

CHƢƠNG 2:

CƠ SỞ LÝ THUYẾT VẬN HÀNH LƢỚI PHÂN PHỐI

2.1. Khái niệm về chất lƣ ng điện năng
Thuật ngữ chất lƣợng điện năng đƣợc sử dụng khá phổ biến trong ngành
công nghiệp điện kể từ năm 1980. Chất lƣợng điện năng là tập hợp các tiêu chuẩn
của điện năng và độ tin cậy cung cấp điện trong hệ thống. Cả ngành điện và khách
hàng sử dụng điện đang ngày càng quan tâm đến chất lƣợng điện năng. Có bốn lý
do chính cho sự quan tâm này:
 Ngày nay các thiết bị nhạy cảm hơn với sự thay đổi của chất lƣợng điện
năng so với các thiết bị trƣớc đây, nhiều thiết bị đƣợc cấu tạo từ các bộ vi xử lý
hoặc các thiết bị điện tử công suất, đây là các thiết bị nhạy cảm với các nhiễu loạn
trong hệ thống.
 Sự quan tâm ngày càng lớn vào hiệu suất làm việc trong toàn bộ hệ thống
điện ngày càng ứng dụng nhiều các thiết bị điện nhƣ động cơ điều chỉnh tốc độ hiệu
suất cao, thiết bị điện tử công suất, lò hồ quang.....Điều này dẫn đến mức độ sóng
hài ngày càng tăng trong hệ thống điện.
 Nhận thức về các vấn đề liên quan đến chất lƣợng điện năng ngày càng tăng
của khách hàng sử dụng điện. Họ ngày càng nhận đƣợc nhiều thông tin hơn về các
vấn đề nhƣ ngắt điện, quá độ do đóng cắt điện, sụt áp ngắn mạch, sóng hài.... Và
đây là một thách thức lớn đối với ngành điện để cải thiện chất lƣợng điện năng phân
phối tới khách hàng.


7

 Hệ thống điện ngày càng phát triển rộng lớn, số lƣợng thiết bị kết nối trong
hệ thống ngày càng nhiều. Vì vậy, bất kỳ bộ phận nào bị sự cố cũng gây nên những
hậu quả nghiêm trọng.
Trên đây là bốn lý do chính, bên cạnh đó nguyên nhân sâu xa đằng sau các
nguyên nhân này là: Các nhà sản xuất thì mong muốn hiệu suất làm việc tăng lên,

máy móc vận hành tối ƣu. Nhìn chung ngành điện đều khuyến khích cho nổ lực
này, vì điều đó giúp khách hàng tăng lợi nhuận cũng nhƣ giúp cho ngành điện giảm
chi phí đầu tƣ vào các trạm biến áp và máy phát bằng cách sử dụng hiệu quả các
thiết bị điện. Nhƣng đôi khi các thiết bị này lại là nguyên nhân gây ra các vấn đề
ảnh hƣởng đến chất lƣợng điện năng.
Định nghĩa về chất lƣ ng điện năng:
Có nhiều định nghĩa khác nhau về chất lƣợng điện năng dựa trên quan điểm
của những bên liên quan, ví dụ:
 Đối với khách hàng sử dụng điện, điều này phụ thuộc rất nhiều vào năng
lực của khách hàng (kỹ thuật viên nhà máy) trong việc hiểu biết dây chuyền sản
xuất và khả năng đánh giá những hiện tƣợng suy giảm chất lƣợng điện. Dữ liệu chất
lƣợng điện phải đƣợc thu thập thƣờng xuyên nhằm đánh giá sát thực nhất những chi
phí dài hạn. Tuy nhiên, điều này chỉ có thể thực hiện đƣợc nếu khách hàng đƣợc
trang bị những thiết bị chuyên dụng cho vấn đề chất lƣợng điện. Cách tính toán chi
phí theo đầu sự cố sẽ đƣợc sử dụng để đánh giá các thiệt hại kinh tế gây ra bởi
những sự cố chất lƣợng điện cụ thể, ngắn hạn. Mặt khác, bản thân khách hàng sử
dụng điện cũng góp phần nào đó làm ảnh hƣởng tới chất lƣợng điện năng. Với thực
trạng nền sản xuất của Việt Nam hiện nay, việc còn tồn tại nhiều công nghệ sản
xuất lạc hậu gây ra hai vấn đề lớn: Một là tiêu thụ năng lƣợng lớn; Hai là gây sụt
giảm chất lƣợng điện năng cục bộ quanh vùng lân cận của khách hàng đó.
 Về phía các nhà cung cấp điện năng thì trong các trƣờng hợp thông thƣờng,
ngành điện không chịu những tổn thất kinh tế trực tiếp do chất lƣợng điện năng thấp
gây ra. Tuy nhiên, ngành điện sẽ phải chịu thiệt hại kinh tế gây ra do việc giảm sút
doanh thu vì mất điện gây ra bởi các vấn đề chất lƣợng điện. Bên cạnh đó, ngành


8

điện cũng sẽ chịu thiệt hại kinh tế do vấn đề chất lƣợng điện gây ra việc đo lƣờng
sai (sóng hài là nguyên nhân chủ yếu của hiện tƣợng này). Bên cạnh đó, chi phí đầu

tƣ phải bỏ ra nhằm khắc phục các vấn đề chất lƣợng điện năng sẽ đƣợc coi nhƣ chi
phí vận hành do ngành điện chịu. Đối với ngành điện, các chỉ tiêu chất lƣợng đối
với việc cung cấp điện đến khách hàng về nguyên tắc sẽ đƣợc định nghĩa trong các
hợp đồng mua-bán điện. Mặc dù vậy, với giá điện thấp nhƣ tình hình hiện nay thì
điện năng chỉ có thể đƣợc cung cấp với một chất lƣợng tƣơng ứng với giá. Bên cạnh
đó, chỉ có yếu tố cung cấp điện là chỉ tiêu đƣợc ƣu tiên hàng đầu, chỉ tiêu về điện áp
chỉ đƣợc xem xét khi có khiếu nại hoặc kiến nghị của khách hàng. Còn các chỉ tiêu
khác thì hầu nhƣ không có. Nguyên nhân của hiện trạng trên là do thiếu điện và lƣới
điện còn yếu nên ngành điện chỉ ƣu tiên giải quyết sự cố nhanh để phục hồi cung
cấp điện. Các yếu tố khác ảnh hƣởng đến kinh tế vận hành thì chƣa thực sự đƣợc
quan tâm.
 Dựa vào khái niệm này Cục Đo lƣờng chất lƣợng Nhà nƣớc Việt Nam đã
đƣa ra khái niệm: “Chất lƣợng sản phẩm của một sản phẩm là một tập hợp các đặc
tính của một thực thể tạo cho thực thể đó khả năng thoả mãn những nhu cầu đã nêu
ra và những nhu cầu tiềm ẩn”.
Qua các phân tích ở trên đây, có thể thấy rằng cả khách hàng sử dụng điện
cũng nhƣ nhà cung cấp đều có lợi ích và nghĩa vụ trong việc duy trì điện năng chất
lƣợng cao. Tuy nhiên suy cho cùng thì quan điểm về chất lƣợng điện năng phải
đƣợc xem xét trên quan điểm của ngƣời sử dụng. Chính vì vậy trong phạm vi của
luận văn này sẽ sử dụng định nghĩa về chất lƣợng điện năng trên quan điểm sau
đây: “ Bất kỳ vấn đề điện năng liên quan đến sai lệch về dòng điện, điện áp, tần số
mà những sai lệch này dẫn đến sự cố hoặc vận hành sai cho thiết bị của khách hàng
sử dụng điện ”.
2.2. Các tiêu chuẩn về chất lƣ ng điện năng:
2.2.1. Lịch sử phát triển các tiêu chuẩn:
Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, trong hệ thống điện ngày càng
xuất hiện nhiều các thiết bị điện nhạy cảm với nhiễu loạn xảy ra trong hệ thống. Để


9

phù hợp với tình hình thực tế, khái niệm về chất lƣợng điện năng củng phải có sự
thay đổi và ngày càng đƣợc mở rộng. Dƣới đây ta cùng nhìn lại lịch sử của quá trình
đƣa ra những tiêu chuẩn liên quan đến chất lƣợng điện năng đã đƣợc IEEE giới
thiệu:
 IEEE STD-519-1992: Các quy phạm và yêu cầu về việc kiểm soát sóng hài
trong hệ thống điện.
 IEEE-C62.48-1995: Hƣớng dẫn của IEEE về tác động qua lại giữa các
nhiễu loạn trong hệ thống điện và thiết bị bảo vệ xung kích.
 IEEE-1159-1995: Tiêu chuẩn của IEEE về vấn đề giám sát chất lƣợng điện
năng.
 IEEE-1250-1995: Hƣớng dẫn của IEEE về vấn đề giám sát và bảo trì với
các thiết bị nhạy cảm với những nhiễu loạn điện áp thoáng qua.
 IEEE-493-1997: Tiêu chuẩn của IEEE về các quy phạm thiết kế hệ thống
điện trong lĩnh vực thƣơng mại và công nghiệp để đảm bảo độ tin cậy.
 IEEE-1159.3-2003: Các quy phạm về vấn đề chuyển giao dữ liệu chất
lƣợng điện năng.
 IEEE-1531-2003: Hƣớng dẫn của IEEE về việc ứng dụng và các thông số
kỹ thuật của các bộ lọc sóng hài.
 IEEE STD-519-2014: Hƣớng dẫn của IEEE về kiểm soát sóng hài và bù
công suất phản kháng của thiết bị chỉnh lƣu.
 IEEE-1564-2014: Các quy phạm cho việc thiết lập các chỉ số về sụt áp ngắn
hạn.
2.2.2. Tiêu chuẩn điện áp:
2.2.2.1. Một số tiêu chuẩn trên thế giới về độ lệch điện áp.


Ở Nga, đối với tải chiếu sáng U = -2,5% đến +5%, phụ tải động cơ

U = -5% đến +10%, các phụ tải khác U = ±5%. Tất cả các trƣờng hợp này đều

yêu cầu với xác suất 95%.


Tiêu chuẩn châu Âu: EN 50160 quy định U = ±10% với xác suất 95%.


10



Tiêu chuẩn Úc: AS60038 quy định với Udđ = 240V, U = -2% đến +10%

với xác suất 95% và U = -6% đến +10% với xác suất 99%.


Tiêu chuẩn Mỹ gần đây nhất về dải điện áp vận hành cho phép: ANSI

C84.1- 2006.

Hình 2.1: Dải điện áp vận hành cho phép theo tiêu chuẩn ANSI C84.1
 Dải A: Dải giới hạn điện áp làm việc bình thƣờng.
 Dải B: Dải giới hạn điện áp làm việc có can thiệp của thiết bị điều chỉnh
điện áp.
 Điện áp sử dụng: Điện áp tại đầu cực thiết bị dùng điện (phụ tải).
 Điện áp lƣới: Điện áp vận hành của HTĐ.
2.2.2.2. Tiêu chuẩn về độ lệch điện áp ở Việt Nam.


Theo Nghị định số 105/2005/NĐ-CP trong điều kiện bình thƣờng cuả

HTĐ, độ lệch điện áp cho phép trong khoảng ±5% so với điện áp danh định của
lƣới điện và đƣợc xác định tại vị trí đặt thiết bị đo đếm điện hoặc tại vị trí khác do
hai bên thoả thuận. Đối với lƣới điện chƣa ổn định sau sự cố, độ lệch điện áp cho
phép từ +5% đến -10%. Theo Thông tƣ 39/2015/TT-BCT, đối với lƣới phân phối,
trong chế độ vận hành bình thƣờng điện áp vận hành cho phép tại điểm đấu nối
đƣợc phép dao động so với điện áp danh định (độ lệch điện áp cho phép) nhƣ sau:


11

 Tại điểm đấu nối với khách hàng sử dụng điện là ±5%.
 Tại điểm đấu nối với nhà máy điện là +10% và -5%.


Trong chế độ sự cố đơn lẻ hoặc trong quá trình khôi phục vận hành ổn

định sau sự cố, cho phép mức dao động điện áp tại điểm đấu nối với khách hàng sử
dụng điện bị ảnh hƣởng trực tiếp bởi sự cố trong khoảng +5% và -10% của điện áp
danh định.


Trong chế độ sự cố nghiêm trọng hệ thống điện truyền tải hoặc khôi phục

sự cố, cho phép mức dao động điện áp trong khoảng ±10% so với điện áp danh
định.
2.2.3. Độ tin cậy của hệ thống điện:
2.2.3.1. Độ tin cậy của hệ thống điện:
 Độ tin cậy cung cấp điện là khả năng của đối tƣợng thực hiện đầy đủ chức
năng của mình, đảm bảo các chỉ tiêu vận hành trong giới hạn cho trƣớc tƣơng ứng
với điều kiện và chế độ sử dụng, chế độ bảo hành kỹ thuật, sửa chữa, tàng trữ và

chuyên chở đã đƣợc quy định.
 Để đánh giá độ tin cậy cung cấp điện, Tập đoàn Ngành điện Việt Nam
(EVN) đã có các quy định về chỉ tiêu suất sự cố (đƣờng dây và trạm biến áp) trong
quản lý, vận hành hệ thống điện, làm cơ sở cho việc đánh giá chất lƣợng quản lý
vận hành nguồn lƣới đáp ứng yêu cầu cung ứng điện liên tục cho khách hàng.
 Để nhằm nâng cao chất lƣợng phục vụ cho các hộ tiêu thụ thì tổ chức IEEE
của Mỹ đã xây dựng một số chỉ số để đánh giá độ tin cậy cung cấp điện, cụ thể nhƣ
sau:
 Các chỉ số đánh giá về mặt mất điện kéo dài:
 SAIDI là chỉ số về thời gian mất điện trung bình của lƣới điện phân
phối.
 SAIFI là chỉ số về số lần mất điện trung bình của lƣới điện phân phối.
 CAIDI là chỉ số về thời gian mất điện trung bình của hộ tiêu thụ điện.
 CAIFI là chỉ số về số lần mất điện trung bình của hộ tiêu thụ điện.