Tính toán và đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả vận hành lưới điện phân phối điện lực ba tơ tỉnh quảng ngãi

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

ĐỖ THANH HÙNG

TÍNH TOÁN VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO
HIỆU QUẢ VẬN HÀNH LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC
BA TƠ – TỈNH QUẢNG NGÃI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Đà Nẵng, Năm 2018


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

ĐỖ THANH HÙNG

TÍNH TOÁN VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO
HIỆU QUẢ VẬN HÀNH LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC
BA TƠ – TỈNH QUẢNG NGÃI

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Mã số:

60.52.02.02

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS Lê Đình Dƣơng

Đà Nẵng, Năm 2018


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được
ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác
Tác giả luận văn

Đỗ Thanh Hùng


TÍNH TOÁN VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ
VẬN HÀNH LƢỚI ĐIỆN ĐIỆN LỰC BA TƠ – TỈNH QUẢNG NGÃI
Học viên: Đỗ Thanh Hùng Chuyên ngành: Kỹ thuật điện.
Mã số: 60520202. Khóa: K34-QNg. Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN.
Tóm tắt – Lưới điện phân phối Điện lực Ba Tơ qua nhiều giai đoạn phát triển, đến nay
cũng chỉ mới cơ bản đáp ứng được nhu cầu sử dụng điện của nhân dân. Do khó khăn về
nguồn vốn nên trước đây lưới điện được đầu tư xây dựng một cách chắp vá, mang tính
đối phó và một phần được chính quyền địa phương đầu tư kinh phí xây dựng các công
trình điện phục vụ nhân dân ở vùng cao, các công trình này nhiều khi chưa đáp ứng các
tiêu chuẩn kỹ thuật theo quy định. Dó đó, hiện nay trên lưới điện còn tồn đọng nhiều hạn
chế cần phải giải quyết. Để khắc phục các mặt hạn chế này, ta ứng dụng phần mềm
PSS/Adept và số liệu thu thập thực tế tại lưới điện phân phối Điện lực Ba Tơ để tính toán
phân tích các chế độ vận hành của lưới điện. Qua đó tìm ra các điểm hạn chế của lưới
điện gây tổn thất điện năng, tổn thất điện áp. Từ đó đề xuất một số giải pháp để nâng cao
hiệu quả vận hành lưới điện phân phối Điện lực Ba Tơ, nhằm nâng cao chất lượng điện
năng; đảm bảo cung cấp điện an toàn, liên tục cho nhân dân, đáp ứng nhu cầu phát triển
kinh tế xã hội trên địa bàn huyện Ba Tơ, tỉnh Quảng Ngãi.

Từ khóa – lưới điện phân phối; phầm mềm PSS/Adept; bù tối ưu; trào lưu công suất; vận
hành tối ưu.
CALCULATING AND PROPOSING SOLUTIONS FOR ENHANCING
EFFICIENCY OF BA TO DISTRIBUTION GRID - QUANG NGAI PROVINCE
Abstract – Ba Tơ Power Branch’s electricity distribution grid has through many stages of
development, up till now, the demand of local people has been supplied partly. Due to the
limit of capital, the electricity distribution grid was built in a patchy way as well as
contingent way; the local goverment also used scanty budget for building this distribution
grid to supply electricity for upland people so that the these works often fail to meet
technical standard as prescribed. Therefore, the electricity distribution grid has many
limitations that need to be addressed. To overcome these limitations, we apply PSS/Adept
software and actual collected data of electricity distribution gird at Ba To Power Branch
to calculate the operation of grid. So the drawbacks of the gird that cause power loss,
voltage loss can be found. Based on the result, we have some solutions for these
limitations to improve the operation efficiency of electricity distribution gird of Ba To
Power Branch as well as to enhance the quanlity and quality of electricity that meet the
demand of socio-economic development in Ba To Town, Quang Ngai Province.
Key words - Distribution grid; PSS/Adept software; Capacitors Optimize; Loadflow;
operation optimization.


MỤC LỤC
Trang
Trang phụ bìa
Lời cam đoan
Mục lục
Danh mục các chữ viết tắt
Danh mục các bảng biểu
Danh mục các hình vẽ
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................

CHƢƠNG 1 MỞ ĐẦU ....................................................................................................
CHƢƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC BA TƠTỈNH QUẢNG NGÃI .................................................................................................... 4
1.1. Giới thiệu đặc điểm tự nhiên địa lý, kinh tế xã hội huyện Ba Tơ ............................ 4
1.1.1. Đặc điểm tự nhiên địa lý huyện Ba Tơ ..................................................................4
1.1.2. Đặc điểm kinh tế xã hội huyện Ba Tơ ...................................................................4
1.1.3. Dự báo phát triển kinh tế-xã hội huyện Ba Tơ đến năm 2020 và tầm nhìn đến
năm 2025 .........................................................................................................................4
1.2. Tổng quan về lưới điện phân phối huyện Ba Tơ ......................................................5
1.2.1. Khối lượng đường dây và trạm biến áp: ................................................................ 5
1.2.2 Sơ đồ kết dây hiện tại: ............................................................................................ 5
1.2.3. Các trạm biến áp 35kV: .......................................................................................10
1.2.4 Phụ tải điện: ..........................................................................................................11
1.3 Kết luận chương 1 ...................................................................................................12
CHƢƠNG 2 : NGHIÊN CỨU CÁC PHƢƠNG PHÁP TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH
CÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ CÁC PHẦN MỀM
TÍNH TOÁN ................................................................................................................ 14
2.1. Giới thiệu chung .....................................................................................................14
2.2. Các phương pháp tính phân bố công suất trong hệ thống điện .............................. 14
2.2.1. Tính toán phân bố công suất bằng phương pháp lặp Gauss – Seidel ........................ 14
2.2.2. Tính toán phân bố công suất bằng phường pháp lặp Newton-Raphson ..............16
2.3. Các phần mềm phân tích, tính toán trong hệ thống điện ........................................17
2.3.1. Phần mềm Power World ......................................................................................17


2.3.2. Phần mềm CONUS.............................................................................................. 17
2.3.3. Phần mềm PSS/ADEPT ......................................................................................17
2.3.4. Phân tích lựa chọn phần mềm tính toán .............................................................. 18
CHƢƠNG 3 : TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH CÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH LƢỚI
ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC BA TƠ ................................................................... 22
3.1. Lưới điện phân phối Điện lực Ba Tơ ......................................................................22

3.1.1. Phương thức vận hành lưới điện phân phối Điện lực Ba Tơ ............................... 22
3.1.2 Các chế độ vận hành của các xuất tuyến .............................................................. 22
3.2. Kết luận chương 3 ..................................................................................................37
CHƢƠNG 4 : TÍNH TOÁN ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ
VẬN HÀNH LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC BA TƠ ................................. 38
4.1. Mở đầu ....................................................................................................................38
4.2. Đề xuất hoàn thiện một số phương thức kết dây hiện tại: ......................................38
4.2.1 Các thiết bị dùng để thao tác đóng, cắt lưới điện: ................................................38
4.2.2. Giải pháp ngăn ngừa các dạng sự cố thường gặp: ...............................................39
4.2.3 Cải tạo hệ thống các trạm biến áp: .......................................................................39
4.3 Tối ưu việc lắp đặt tụ bù: ......................................................................................... 44
4.3.1 Tình hình bù hiện trạng: .......................................................................................44
4.3.2 Tính toán bằng modul CAPO: ..............................................................................44
4.3.3 Đề xuất phương án thực hiện: ..............................................................................45
4.3.4 Hiệu quả giảm tổn thất sau khi thực hiện giải pháp: ............................................45
4.4 Giải pháp giảm mất cân bằng pha: ..........................................................................46
4.5 Hiệu quả kinh tế khi thực hiện các giải pháp: ......................................................... 46
4.5.1 Hiệu quả kinh tế sau khi thực hiện giải pháp thay thế trạm biến áp quá tải: ...............47
4.5.2 Hiệu quả kinh tế sau khi thực hiện giải pháp tối ưu hóa vị trí lắp đặt tụ bù: .......47
4.6. Kết luận...................................................................................................................48
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................... 49
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 51


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 3.1 Các trạm biến áp quá tải thuộc xuất tuyến 471-T6 ở chế độ phụ tải cực đại .24
Bảng 3.2 Các trạm biến áp non tải thuộc xuất tuyến 471-T6 vận hành ở chế độ cực đại
.......................................................................................................................................25
Bảng 3.3 Các trạm biến áp non tải thuộc xuất tuyến 471-T6 vận hành ở chế độ trung
bình ................................................................................................................................ 27

Bảng 3.4 Các trạm biến áp non tải thuộc xuất tuyến 471-T6 vận hành ở chế độ cực tiểu
.......................................................................................................................................28
Bảng 3.5 Các trạm biến áp quá tải thuộc xuất tuyến 472-T6 vận hành ở chế độ cực đại
.......................................................................................................................................30
Bảng 3.6 Các trạm biến áp non tải thuộc xuất tuyến 472-T6 vận hành ở chế độ cực đại
.......................................................................................................................................31
Bảng 3.7 Các trạm biến áp non tải thuộc xuất tuyến 472-T6 vận hành ở chế độ trung
bình ................................................................................................................................ 34
Bảng 4.1 Dung lượng các trạm biến áp thuộc XT 471-T6 trước và sau khi cải tạo
chống quá tải ..................................................................................................................39
Bảng 4.2 Tổn thất công suất trước và sau khi cải tạo lưới điện thuộc XT 471-T6 .......40
Bảng 4.3 Dung lượng các trạm biến áp thuộc XT 472-T6 trước và sau khi cải tạo
chống quá tải ..................................................................................................................40
Bảng 4.4 Tổn thất công suất trước và sau khi cải tạo lưới điện thuộc XT 472-T6 .......41
Bảng 4.5 Hiệu quả giảm tổn thất công suất sau khi cải tạo thay máy biến áp ..............44
Bảng 4.6 Các vị trí tụ bù thay đổi ..................................................................................45
Bảng 4.7 Hiệu quả giảm tổn thất sau khi thực hiện giải pháp tối ưu vị trí lắp đặt tụ bù
.......................................................................................................................................46
Bảng 4.8 Số tiền tiết kiệm được trong 1 năm khi thực hiện điều chỉnh trạm quá tải ....47
Bảng 4.9 Số tiền tiết kiệm được trong 1 năm khi thực hiện điều chỉnh vị trí lắp đặt tụ
bù ...................................................................................................................................47


DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý lưới điện xuất tuyến 471-T6 ..................................................7
Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý lưới điện xuất tuyến 472-T6 ................................................8
Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý lưới điện xuất tuyến 472-T6 ..................................................9
Hình 1.4 Biểu đồ phụ tải đặc trưng của xuất tuyến XT 471-T6 ....................................10
Hình 1.5 Biểu đồ phụ tải đặc trưng của xuất tuyến XT 472-T6 ....................................11
Hình 2.1 Sơ đồ đa cổng của đường dây truyền tải ........................................................ 14

Hình 3.1 Biểu đồ dòng điện của của XT 471-T6 trong 01 ngày ...................................23
Hình 3.2 Biểu đồ dòng điện của Trạm biến áp Ba Vinh 2 thuộc XT 471-T6 trong 01
ngày (Đặc trưng cho phụ tải Sinh hoạt của xuất tuyến) ................................................23
Hình 3.3 Biểu đồ dòng điện của TBA Đại Nam thuộc XT 471-T6 trong 01 ngày (Đặc
trưng cho phụ tải Công nghiệp của xuất tuyến) ............................................................ 24
Hình 3.4 Vị trí các trạm biến áp thuộc XT 471-T6 bị quá tải .......................................25
Hình 3.5 Biểu đồ dòng điện của XT 472-T6 trong 1 ngày ............................................29
Hình 3.6 Biểu đồ dòng điện của Trạm biến áp Ba Ngạc 1 thuộc XT 472-T6 trong 01
ngày ............................................................................................................................... 29
Hình 3.7 Vị trí các trạm biến áp thuộc XT 472-T6 bị quá tải .......................................32
Hình 3.8 Vị trí các trạm biến áp thuộc XT 472-T6 bị quá tải .......................................33
Hình 4.1 Biểu đồ dòng điện trạm biến áp Hoàng Lâm Phú ..........................................41
Hình 4.2 Biểu đồ dòng điện trạm biến áp Ánh Thông 400kVA-22/0.4kV ...................42
Hình 4.3 Biểu đồ hệ số công suất Trạm biến áp Ánh Thông 400kVA-22/0,4kV .........43


1
CHƢƠNG 1 MỞ ĐẦU
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI:
Ba Tơ là một huyện miền núi của tỉnh Quảng Ngãi và ở vị trí phía Tây Nam của
các tỉnh Quảng Ngãi. Phía Bắc giáp các huyện Minh Long, Sơn Hà; phía Đông Bắc
giáp huyện Nghĩa Hành; phía Đông giáp huyện Đức Phổ; phía Nam và Đông Nam
giáp huyện An Lão của tỉnh Bình Định; phía Tây và Tây Nam giáp huyện Kon Plông
của tỉnh Kon Tum và huyện K’Bang của tỉnh Gia Lai. Ba Tơ có diện tích tự nhiên xấp
xỉ 1.132,54 km2. Điện lực Ba Tơ là đơn vị trực thuộc Công ty Điện lực Quảng Ngãi
được giao quản lý, vận hành, kinh doanh mua bán điện toàn bộ lưới điện trung, hạ áp
trên địa bàn huyện Ba Tơ.
Lưới điện Điện lực Ba Tơ là lưới điện phân phối hình tia, vận hành hở. Khối
lượng quản lý gồm: 15,469 km đường dây trung thế 35kV đoạn từ phân đoạn Ba Động
đến Ba Tơ (chiều dài đường dây 35kV đoạn từ trạm biến áp 110kV Mộ Đức đến trạm

biến áp trung gian là 29,01 km, toàn bộ tuyến sử dụng dây nhôm trần lõi thép AC
95/16 mm2); trạm biến áp trung gian 1x4000kVA - 35/22kV Ba Tơ (T6) và 02 xuất
tuyến 22kV; 152 km đường dây 22 kV; 125 km đường dây 0,4 kV; 124 TBA phân
phối; 02 cụm bù trung áp do ngành điện quản lý; 15 cụm bù hạ áp; 03 trạm cắt 22kV;
03 Dao cắt phụ tải và tổng số khách hàng sử dụng điện là 11.817 khách hàng
Phụ tải điện sử dụng chủ yếu là phụ tải sinh hoạt chiếm tỷ trọng 52,8%. Tiếp đó
là phụ tải công nghiệp, xây dựng với các cơ sở sản xuất lớn như Nhà máy dăm gỗ Lâm
Hoàng Phát, nhà máy chế biến dăm gỗ Trường Kỳ,..; Cấp điện phục vụ thi công xây
dựng Thủy điện Đakre, Thủy điện Sông Liên... chiếm tỷ trọng 47,2%. Tổng sản lượng
thương phẩm bán cho khách hàng của Điện lực Ba Tơ trong năm 2017 là 14,15
(Tr.kWh).
Với quy mô lưới điện như trên, địa hình đường dây đi qua tương đối phức tạp,
phụ tải phân bố không tập trung do điều kiện dân cư sinh sống rải rác, tập trung từng
cụm nhỏ, đường dây trung thế cấp điện phải đi qua vùng có địa hình chia cắt mạnh về
độ cao và nhiều cây cối thường xuyên ngã, đổ vào đường dây gây mất điện nên chỉ
tiêu về độ tin cậy thấp; tổn thất điện năng cũng ở mức cao so với chỉ tiêu do Công ty
Điện lực Quảng Ngãi giao, cụ thể: Lượng điện nhận là 15,7 Tr.kWh, điện thương
phẩm 14,15 Tr.kWh, tỷ lệ tổn thất 9,86%.
Với hiện trạng như đã nêu trên và yêu cầu ngày càng cao về chất lượng điện
cung cấp cho khách hàng; Việc nghiên cứu tính toán, phân tích và đề xuất các chế độ
vận hành hiệu quả lưới điện phân phối Điện lực Ba Tơ là rất cần thiết; Đảm bảo cung
cấp điện ổn định, an toàn và tiết kiệm nhằm nâng cao đời sống, ổn định kinh tế, chính
trị, xã hội của địa phương.


2
Xuất phát từ các vấn đề thực tế đó, tôi đã chọn đề tài: “Tính toán và đề xuất
các giải pháp nâng cấp hiệu quả vận hành lưới điện Điện Lực Ba Tơ – Tỉnh Quảng
Ngãi” để làm vấn đề nghiên cứu cho Luận văn Thạc sĩ chuyên ngành Kỹ Thuật Điện.
2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU:

- Tính toán phân tích các chế độ vận hành của lưới điện do Điện lực Ba Tơ –
Tỉnh Quảng Ngãi quản lý để xác định các hạn chế của lưới điện.
- Đề xuất giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả vận hành lưới điện phân phối Điện
lực Ba Tơ – Tỉnh Quảng Ngãi.
3. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU:
3.1. Đối tƣợng nghiên cứu:
- Các phương pháp tính toán phân tích các chế độ vận hành lưới điện.
- Phần mềm tính toán PSS/ADEPT.
- Tính toán phân tích lưới điện phân phối từ 22kV đến thanh cái 0,4kV tại các
TBA phụ tải do Điện lực Ba Tơ quản lý.
3.2. Phạm vi nghiên cứu:
- Các phương pháp tính toán phân tích các chế độ vận hành lưới điện có thể áp
dụng vào thực tế để nâng cao độ tin cậy lưới điện phân phối.
- Tính toán, phân tích đánh giá về tổn thất công suất, các vấn đề tồn tại trong
lưới điện hiện trạng và đề xuất giải pháp khắc phục tồn tại, tìm vị trí lắp đặt tụ bù tối
ưu.
4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:
- Thu thập các số liệu của hệ thống điện thực tế do Điện lực Ba Tơ quản lý.
- Nhập liệu số liệu khảo sát thực tế có được vào phần mềm PSS/Adept.
- Tính toán phân tích các chế độ làm việc để tìm ra những mặc hạn chế của
lưới điện.
- Đề xuất một số giải pháp khắc phục các mặc hạn chế của lưới điện phân phối
Điện lực Ba Tơ.
- Tính toán đánh giá hiệu quả của các giải pháp đề xuất.
- Từ các giải pháp đề xuất, chọn những giải pháp hiệu quả đảm bảo kinh tế, kỹ
thuật để áp dụng cho lưới điện phân phối Điện lực Ba Tơ, Tỉnh Quảng Ngãi
5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI:
- Các phương pháp tính toán dựa trên các tài liệu khoa học đáng tin cậy, các đề
tài đã được nghiệm thu thực tế.

3
- Đề tài mang ý nghĩa thực tiễn, ứng dụng các cơ sở khoa học, các phần mềm
tính toán, phân tích chuyên sâu đã được Ngành Điện lực Việt Nam và trên thế giới áp
dụng. Do vậy kết quả tính toán của để tài là đáng tin cậy.
- Kết quả đạt được của đề tài sau khi được phê duyệt, đảm bảo tính đúng đắn
trong tính toán; Phương pháp tính toán có thể được áp dụng cho các Điện lực các địa
phương khác trên địa bàn tỉnh có đặc điểm kỹ thuật lưới điện tương tự là các Điện lực:
Sơn Hà, Sơn Tây, Trà Bồng, Tây Trà, Minh Long. Nếu đề tài được nhân rộng cho các
Điện lực thuộc Công ty Điện lực Quảng Ngãi sẽ góp phần nâng cao chất lượng điện
năng, độ tin cậy cung cấp điện cho khách hàng, đáp ứng các chỉ tiêu sản xuất, kinh
doanh do ngành điện yêu cầu.
6. CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN:
Ngoài phần Mở đầu và Kết luận kiến nghị, luận văn gồm 4 chương:
Mở đầu
Chƣơng 1: Tổng quan lưới điện phân phối của Điện lực Ba Tơ – Tỉnh Quảng
Ngãi.
Chƣơng 2: Nghiên cứu các phương pháp tính toán phân tích các chế độ vận
hành của hệ thống điện và các phần mềm tính toán.
Chƣơng 3: Tính toán, phân tích các chế độ làm việc của lưới điện phân phối
Điện lực Ba Tơ- Tỉnh Quảng Ngãi.
Chƣơng 4: Tính toán, đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả vận hành lưới
phân phối Điện lực Ba Tơ – Tỉnh Quảng Ngãi.
Kết luận và kiến nghị


4

CHƢƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC BA
TƠ- TỈNH QUẢNG NGÃI

1.1. Giới thiệu đặc điểm tự nhiên địa lý, kinh tế xã hội huyện Ba Tơ
1.1.1. Đặc điểm tự nhiên địa lý huyện Ba Tơ
Ba Tơ là một huyện miền núi của tỉnh Quảng Ngãi và ở vị trí phía Tây Nam của
các tỉnh Quảng Ngãi. Phía Bắc giáp các huyện Minh Long, Sơn Hà; phía Đông Bắc
giáp huyện Nghĩa Hành; phía Đông giáp huyện Đức Phổ; phía Nam và Đông Nam
giáp huyện An Lão của tỉnh Bình Định; phía Tây và Tây Nam giáp huyện Kon Plông
của tỉnh Kon Tum và huyện K’Bang của tỉnh Gia Lai. Ba Tơ có diện tích tự nhiên xấp
xỉ 1.132,54 km2. Đơn vị hành chính trực thuộc gồm có 18 xã gồm: Ba Thành, Ba Liên,
Ba Cung, Ba Điền, Ba Vinh, Ba Chùa, Ba Dinh, Ba Tô, Ba Nam, Ba Bích, Ba Lế, Ba
Vì, Ba Trang, Ba Tiêu, Ba Ngạc, Ba Xa, Ba Khâm, Ba Động và Thị trấn Ba Tơ. Dân
số toàn tỉnh vào khoảng 55.662 người ( 31/12/2014). Huyện Ba Tơ là cửa ng quan
trọng của tỉnh Quảng Ngãi và giúp tỉnh thông thương, trao đổi, mua bán hàng hóa với
các tỉnh Tây Nguyên được dễ dàng và thuận lợi.
1.1.2. Đặc điểm kinh tế xã hội huyện Ba Tơ
Thực hiện kế hoạch phát triển kinh tế xã hội, trong bối cảnh kinh tế cả nước tiếp
tục trên đà hồi phục với mức tăng trưởng khá, cơ cấu kinh tế tiếp tục dịch chuyển theo
hướng tích cực, việc phát triển các ngành dịch vụ tiếp tục được chú trọng phát triển,
các chỉ số sản xuất công nghiệp (IIP) tăng 7,7%, tổng mức bán lẻ hàng hóa dịch vụ
tăng 20%, doanh thu du lịch tăng 5,9....Các lĩnh vực văn hóa, xã hội, môi trường được
quan tâm, an sinh xã hội, phúc lợi xã hội cơ bản được đảm bảo, quốc phòng an ninh
giữ vững…
Giai đoạn 2016-2020 GDP tăng bình quân 7,28%/năm trong đó dịch vụ chiếm
13,3%, công nghiệp xây dựng chiếm 60,4%, nông lâm thủy sản chiếm 26,3%.
1.1.3. Dự báo phát triển kinh tế-xã hội huyện Ba Tơ đến năm 2020 và tầm nhìn đến
năm 2025
a. Quan điểm phát triển.
Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế phù hợp với chiến lược phát triển kinh tếxã hội của cả nước.


5

Phát triển kinh tế gắn với thực hiện tiến bộ và công bằng xã hội, từng bước
nâng cao chất lượng cuộc sống của người dân, giảm dần chênh lệch mức sống giữa các
tầng lớp dân cư giữa các vùng trong tỉnh.
Phát triển kinh tế gắn với đảm bảo quốc phòng an ninh và giữ vững trật tự an
ninh xã hội, bảo vệ môi trường sinh thái và vệ sinh an toàn thực phẩm.
b. Các chỉ tiêu kinh tế giai đoạn 2016-2020.
Tốc độ tăng trưởng GDP: 7,5-8 %/năm, trong đó:
-

Công nghiệp, xây dựng: 6,97 %/năm.

-

Nông-Lâm-Thủy sản: 6,76 %/năm.

-

Dịch vụ: 5,8 %/năm.

Cơ cấu kinh tế.
-

Công nghiệp, xây dựng chiếm : 60,4 %.

-

Nông-Lâm-Thủy sản chiếm : 26,3 %.

-

Dịch vụ thương mại chiếm : 13,3%.

1.2. Tổng quan về lƣới điện phân phối huyện Ba Tơ
1.2.1. Khối lượng đường dây và trạm biến áp:
Lưới điện Điện lực Ba Tơ là lưới điện phân phối hình tia, vận hành hở. Khối
lượng quản lý gồm: 15,469 km đường dây trung thế 35kV đoạn từ phân đoạn Ba Động
đến Ba Tơ (chiều dài đường dây 35kV đoạn từ trạm biến áp 110kV Mộ Đức đến trạm
biến áp trung gian là 29,01 km, toàn bộ tuyến sử dụng dây nhôm trần lõi thép AC
95/16 mm2); trạm biến áp trung gian 1x4000kVA - 35/22kV Ba Tơ (T6) và 02 xuất
tuyến 22kV; 152 km đường dây 22 kV; 125 km đường dây 0,4 kV; 124 TBA phân
phối; 02 cụm bù trung áp do ngành điện quản lý; 15 cụm bù hạ áp; 03 trạm cắt 22kV;
03 Dao cắt phụ tải và tổng số khách hàng sử dụng điện là 11.817 khách hàng [1].
1.2.2 Sơ đồ kết dây hiện tại:
Lưới điện Điện lực Ba Tơ nhận điện từ điện lưới Quốc Gia qua 01 TBA 35kV
(T6). Trạm do Công ty Điện lực Quảng Ngãi quản lý, vận hành..
Chế độ vận hành bình thường của lưới phân phối là vận hành hở dạng hình tia
và dạng xương cá. Do đặc thù địa hình phức tạp, dân cư phân bố thưa thớt không tập
trung, để cấp điện cho một cụm dân cư khoản vài chục hộ dân nhưng phải đầu tư, quản


6
lý vận hành lưới điện trung áp khá lớn, có khi lên đến hàng chục km nên tổn thất trên
đường dây trung thế lớn. Việc cấp điện trên địa bàn có địa hình chia cắt mạnh (cấp địa
hình đường dây đi qua hầu hết là cấp III, IV hoặc V), cây cối thường xuyên ngã, đổ
vào đường dây; mật độ dông sét hàng năm cao nên dễ xảy ra mất điện; Thời gian tìm
ra điểm sự cố lớn, ảnh hưởng đến cấp điện, tổn thất điện năng lớn.
Sơ đồ nguyên lý lưới điện Điện lực Ba Tơ được trình bày ở Hình 1.1, Hình 1.2
và Hình 1.3:

RC

471-1 471

01

7a

3AC-70
0,043

3AC-70
0,66

09

P Ba Cung 1
(P Ba Cung)

TT Ba Tồ 2
(Ba Tồ 2)
320-22/0,4

3AC-70
0,10

TT Ba Tồ 5
50-22/0,4

3AC-70

0,92

3AC-70
0,45

04

03

17

05

22

NR TT Ba Tồ 5

Ba Cung 2
50-22/0,4

31

40 41 - 42

TBN 401 Ba Cung
3x100-22

3AC-70
1,23

Ba Cung 1
50-22/0,4

3AC-70
0,25

NR Ba Cung 3

3AC-70
0,61

NR Ba Cung 2

3AC-70
0,545

Ba Cung 3
50-22/0,4

3AC-50
0,10

3AC-70
0,18
CS 471-1

42

1000VA22/0,23

FCO-TD41
CS 471-2

471 P Ba Cung 2
RC

LTD 471-1

3AC-70
0,20

2AC-50
0,332

44

45 - 46

3AC-70
2,04

70

55

6

33

4

6

63

80

Ba Vinh 7
25-22/2x0,23

3AC-70
1,272

Ba Vinh 3
40-22/2x0,23

92 97 - 98
103 104

80

NR NM dm gọự
Hoaỡng Lỏm Phaùt

3AC-70
0,09

81

84

84

3AC-70
0,40

139

Ba Thaỡnh 3
50-22/0,4

27

19

05

3AC-50
0,057

NR Ba ióửn 4

3AC-50
0,648

20

140

94 - 95

149

103

3AC-50
1,40

P Ba ọỹng
(NR Ba Thaỡnh 4)
100 - 101

Ba ióửn 2
25-22/2x0,23

162

109 - 110
116

12

14

122

3AC-50
0,462

NR Traỷm trọỹn Bó tọng Ba Tồ

3AC-50
0,732

Traỷm trọỹn
Bó tọng Ba Tồ
320-22/0,4

Ba ióửn 3
20-22/2x0,23

Ba ọỹng 4
(Ba Thaỡnh 4)
37,5-22/0,23

1,253

2AC-50

Traỷm Cỏn Ba Tồ
50-22/0,4

0,190

154 01

NR Ba ióửn 3

2AC-50

Ba ióửn 1
50-22/0,4

3AC-50
0,60

Ba ọỹng 3
100-22/0,4

3AC-70
1,12

NR
Ba Thaỡnh 3

Ba ọỹng 5
50-22/0,4

NR Ba Thaỡnh 2

TT Ba Tồ 2
(Ba Tồ 2)
320-22/0,4

91

NR
Ba ọỹng 2

2AC-50

0,666

Ba ọỹng 2
160-22/0,4

NR Chồỹ lión xaợ
Ba ọỹng

3AC-70
0,20

NR NM dm gọự
Trổồỡng Kyỡ

3AC-70
0,27

Gũ ễn
25-22/2x0,23

Chồỹ lión xaợ
Ba ọỹng
30-22/0,4

Ba Thaỡnh 2
50-22/0,23

122

Ba Vinh 9

25-22/2x0,23

3AC-50
2,436

NR Ba ióửn

Ba Vinh 4
25-22/2x0,23

3AC-70
1,286

NM dm gọự
Cổớa haỡng XD NM dm gọự
Hoaỡng Lỏm Phaùt lỏm nghióỷp Ba Tồ Trổồỡng Kyỡ
1000-22/0,4
750-22/0,4
30-22/0,4

3AC-70
0,09

NR Ba ọỹng 1

Ba ọỹng 1
160-22/0,4

Ba Thaỡnh 1
75-22/0,4

NR Ba Vinh 5

3AC-70
1,41

72

NR Ba Vinh 7

Ba Vinh 11
25-22/2x0,23
Ba Vinh 1
50-22/0,4

3AC-70
0,137

NR Ba Vinh 6

NR Ba Vinh 18

2AC-50
0,454

Ba Vinh 8
31,5-22/2x0,23
Ba Vinh 5
40-22/2x0,23

Traỷm cừt 22kV P Ba Cung 2

Ba Vinh 10
25-22/2x0,23

04

NR Ba Vinh 8

2AC-50
0,10

2AC-70
1,654

Ba Vinh 6
25-22/2x0,23
3AC-70
1,646
3AC-70
1,562
3AC-70
0,458

2AC-50
1,332

3AC-70
0,316

3AC-50
0,30

Ba Vinh 2
50-22/0,4

3AC-50
0,105

400-22/0,4

3AC-50
0,50

3AC-70
0,317

nh Thụng

RC

3AC-50
1,10

3A/XLPE-70
0,377

2AC-50
0,431
3AC-50

1,159
3AC-50
0,70
3AC-50
0,05
3AC-50
1,45
3AC-50
0,334

2AC-50
0,780
3AEV-50
0,054

Ba ióửn 4
10-22/2x0,23

7

C41/T6

Hỡnh 1.1 S nguyờn lý li in xut tuyn 471-T6


RC

472-1 472

3AC-95

0,85

10

TT Ba Tå 4
(Ba Tå 4)
50-22(15)/0,4

TT Ba Tå 1
(Ba Tå 1)
400-22/0,4

119

113

NR Ba Lãú 4 114

2AC-50
0,219

3AC-50
0,01

38

66

45

37

25

15

2AC-50
0,25

Ba Bêch 1
40-22/2x0,23

Ba Bêch 2
50-22/0,4

Ba Bêch 3
25-22/2x0,23

2AC-50
1,274

Ba Lãú 1
50-22/0,4

NR Ba Lãú 2

3AC-95
0,865

NR thë tráún Ba Tå 4

3AC-95
0,445

76

NR Ba Lãú 77

Traûm càõt 22kV
20
NR Ba Bêch

3AC-70
0,169

2AC-50
3,096

2AC-50
1,807

3AC-50
0,238

3AC-50
5,519

3AC-50
1,00

3AC-50
2,050

3AC-50
0,971

3AC-50
0,649

RC

3AC-50
0,25

472 NR Ba Bêch

LTD 472-1

50VA- CS 472-2
22(15)/0,22

CS 472-1

FCO-TD42

3AC-50
1,89

79 01

24

TT Ba Tå 3
(Ba Tå 3)
160-22/0,4

25

08b

2AC-50
5,04

30

01

NR Ba Chuìa 1 02

3AC-95
0,691

2AC-70
0,738

Ba Chuìa 1
25-22/2x0,23

39

65

Ba Chuìa 2
5-22/0,23

70

86

3AC-95
0,334

Ba Dinh 4
25-22/2x0,23

3AC-95
0,955

NR Ba Dinh 4

Ba Nam
15-22/0,23

Ba Chuìa 4
50-22/0,4

3AC-95
1,621

2AC-50

4,717

Ba Chuìa 3
31,5-22/0,4

3AC-95
0,755

64

2AC-50
0,120

Laìng Thanh niãn
láûp nghiãûp Ba Tå
50-22(15)/2x0,23

25 - 26

PÂ TT Ba Tå
(NR Ba Chuìa)

Ba Bêch 4
10-22(15)/2x0,23

82

2AC-50
0,80

NR Ba Nam

Ba Lãú 4
15-22/0,23

2AC-50
0,131
3AC-70
0,135

Ba Lãú 2
20-22/2x0,23

2AC-50
0,215

92

2AC-50
0,021
2AC-50
0,879

80
CS 471-1

FCO 471-1

88

CS 471-2

150VA22(15)/0,22

FCO-TD41

RC

471 PÂ Ba Dinh

Traûm càõt 22kV PÂ Ba Dinh
89

3AC-95
1,226

Ba Dinh 1
40-22/2x0,23

3AC-95
0,10

Ba Giang 1
25-22/2x0,23

125

02

24

22

C42/T6

Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý lưới điện xuất tuyến 472-T6
Ba Giang 2
25-22/2x0,23

NR Ba Giang 2

88

PÂ Ba Tä 1
3AC-95
0,68

Ba Dinh 3
75-22/0,4

144

NR Ba Giang 1

3AC-95
1,391

NR Ba Dinh 5
3AC-95
0,875

Ba Dinh 2
75-22/0,4
Ba Dinh 5
40-22/2x0,23

111

2AC-50
0,992
2AC-70
1,897
2AC-70+2AV-70
1,985

159

3AC-95
0,888

TBN 401 Ba Tä
3x100-22

3AC-95
0,10

3AC-95
1,224

Ba Tä 1

50-22/0,4

175

Ba Tä 2
40-22/2x0,23

173 - 174 197 198 - 199

3AC-95
1,452

Ba Tä 3
50-22/0,4

213

3AC-95
0,046

Ba Lãú 3
25-22/2x0,23

3AC-95
1,383

XT 472/T6

8

XT 472/T6

3AC-95
0,10

Ba Tọ 4
30-22(15)/0,4

229

Ba Tọ 7
50-22/0,4

230

NR Ba Tọ 7

231 - 232

3AC-70
0,527

254

3AC-95
0,935

Ba Tọ 5
40-22/2x0,23

3AC-95
1,506

Ba Tọ 8
50-22/0,4

265

279

285

311

P Ba Tọ 2
(471 P Ba Vỗ)
3AC-95
0,80

Ba Tọ 6
50-22/2x0,23

3AC-95
0,987
315

Ba Vỗ 3
180-22/0,4

51

41
40

27

25

08

09

04

325

09

3AC-95
1,027
337

3AC-95
0,10

2AC-50
1,182

NR Ba Vỗ 6

Ba Vỗ 4
50-22(15)/2x0,23

2AC-50
0,583

NR Ba Vỗ 5

Nổồùc saỷch Ba Vỗ
10-22/2x0,23

NR Ba Xa

NR Ba Xa 3

NR Ba Vỗ 3

2AC-50
0,571

2AC-50
1,156
3AC-50
1,269
3AC-50
1,031
3AC-70
0,75
3AC-70

0,20
3AC-70
2,448
3AC-70
0,358

3AC-50
0,393

Ba Vỗ 1
50-22/0,4

3AC-95
0,272

Ba Vỗ 5
40-22/2x0,23

10

2AC-50
0,727

2AC-50
0,923

Ba Vỗ 6
15-22/0,23

338

3AC-70
0,18

Ba Vỗ 2
25-22/2x0,23

17

2AC-50
0,111

Ba Xa 4
40-22/2x0,23

339

340

P Ba Vỗ
(NR Ba Tióu)

348

3AC-70
0,397

NR Ba Tióu 3

3AC-70

0,994

Ba Tióu 3
25-22/2x0,23

2AC-50
0,719

Ba Xa 1
50-22/0,4

351

Ba Tióu 4
20-22/2x0,23

3AC-70
2,478

NR Ba Tióu 4
2AC-50
0,42

394

390 - 391

NR Ba Tióu 5

3AC-70

0,821

Ba Tióu 1
50-22/0,4

380

Ba Tióu 5
25-22/2x0,23

2AC-50
0,681

61

3AC-70
0,623

Ba Tióu 2
10-22(15)/2x0,23

436

Ba Ngaỷc 1
100-22/0,4

3AC-70
3,325

P Ba Tióu

(NR Ba Ngaỷc)
392 - 393 398 399

2AC-50
0,422

Ba Xa 3
100-22(15)/0,4

12

Ba Ngaỷc 4
20-22/2x0,23

15

2AC-50
1,797

Ba Ngaỷc 2
31,5-22/2x0,23

2AC-50
0,977

NR Ba Ngaỷc 4
2AC-70
0,586

2AC-50

0,967

Ba Xa 2
31,5-22/2x0,23

36

Ba Ngaỷc 3
40-22/2x0,23

9

Hỡnh 1.3 S nguyờn lý li in xut tuyn 472-T6


10
1.2.3. Các trạm biến áp 35kV:
Hiện tại Điện lực Ba Tơ quản lý vận hành hệ thống điện từ cấp điện áp 35 kV trở
xuống trên địa bàn huyện. Trên toàn địa bàn huyện chỉ có 01 trạm biến áp trung gian
35/22kV công suất 1x4000kVA. Trạm biến áp nhận điện từ trạm biến áp 110/35kV
Mộ Đức qua đượng dây 35kV Mộ Đức – Ba Tơ với tổng chiều dài tuyến là 29,01 km.
+ Xuất tuyến 471 –T6:
Cấp điện cho các xã Ba Cung, Ba Thành, Ba Điền, Ba Vinh, Ba Động và một phần
thị trấn Ba Tơ. Đường dây này băng qua khu vực đồi núi, nông thôn nên hay gặp vấn
đề về hành lang tuyến, mật độ giông sét cao. Sự cố trên xuất tuyến này chủ yếu do
hành lang tuyến, do động vật xâm nhập lưới điện và do giông sét.
Đặc thù của xuất tuyến này là phụ tải điện nông thôn nên công suất cao điểm vào
lúc trưa và chiều tối 18-19h. Tổn thất điện năng của xuất tuyến 471-T6 là 2,09 %.
Công suất lúc cao điểm: 2,341 MVA cosφ 0,94 Smin: 0,141 MVA cosφ 0,95
Biểu đồ phụ tải đặc trưng được trình bày ở Hình 1.4:

2500

2000

S (kVA)

1500

1000

500

0
1

2

3

4

5

6

7

8

9

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Thời gian

Hình 1.4 Biểu đồ phụ tải đặc trưng của xuất tuyến XT 471-T6


11
+ Xuất tuyến 472 –T6:
Cấp điện cho các xã Ba Dinh, Ba Chùa, Ba Tô, Ba Lế, Ba Nam, Ba Xa, Ba
Ngạc, Ba Tiêu, Ba Vì, Ba Giang và một phần thị trấn Ba Tơ. Đường dây cấp điện cho
những xã cách xa trung tâm huyện Ba Tơ nhất, băng qua khu vực đồi núi, nông thôn
nên hay gặp vấn đề về hành lang tuyến, mật độ giông sét cao. Sự cố trên xuất tuyến
này chủ yếu do hành lang tuyến, do động vật xâm nhập lưới điện và do giông sét.
Đặc thù của xuất tuyến này là phụ tải điện nông thôn nên công suất cao điểm
vào lúc trưa 7h và chiều tối 19h. Tổn thất điện năng của xuất tuyến 472-T6 là 4,2 %.
Công suất lúc cao điểm: 2.972 MVA cosφ 0,95 Smin: 0,572 MVA cosφ 0,951
Biểu đồ phụ tải đặc trưng được trình bày ở Hình 1.5:

3500
3000

S (kVA)

2500
2000
1500
1000
500

0
1

2

3

4

5

6

7

8

9

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Thời gian

Hình 1.5 Biểu đồ phụ tải đặc trưng của xuất tuyến XT 472-T6
1.2.4 Phụ tải điện:
1.2.4.1 Đặc điểm phụ tải:
a. Phụ tải điện sinh hoạt:
Cấp điện chủ yếu bằng xuất tuyến 471-T6 và 472-T6. Nhóm phụ tải này bao
gồm các cơ quan, trường học, các đơn vị hành chính sự nghiệp và dân cư.
Sản lượng điện sinh hoạt chiếm 52,2 % tổng sản lượng của Điện lực.

12
b. Phụ tải điện công nghiệp:
Cấp điện bằng các xuất tuyến 471-T6 và 472-T6 cấp điện cho các xưởng gia
công thuộc các Cụm công nghiệp Ba Động và Cụm công nghiệp thị trấn Ba Tơ. Các
Cụm công nghiệp này kinh doanh, sản xuất nhiều mặt hàng khác nhau như sản xuất đồ
thủ công mỹ nghệ, chế biến gỗ, sản xuất bê tông.... Nhóm sản xuất này chủ yếu cũng
chỉ sản xuất kinh doanh vào giờ bình thường và giờ cao điểm, giờ thấp điểm không tổ
chức sản xuất, kinh doanh nên tuy là phụ tải công nghiệp nhưng mang đặc điểm giống
như phụ tải sinh hoạt, do vậy biểu đồ phụ tải các xuất tuyến không san phẳng, giờ thấp
điểm sản lượng điện tiêu thụ khá thấp.
Sản lượng điện công nghiệp, nông lâm, thủy sản chiếm 47,2 % tổng sản lượng
của Điện lực
1.2.4.2 Yêu cầu phụ tải:
a) Chất lƣợng điện năng
Các phụ tải trong KCN hiện nay yêu cầu chất lượng điện năng ngày càng cao để
đáp ứng các dây chuyền công nghệ hiện đại và chất lượng sản phẩm làm ra. Việc sụt
áp và dao động điện áp, sóng hài sẽ gây ảnh hưởng đến các phụ tải.
b) Độ tin cậy
Hiện nay các phụ tải ngày càng yêu cầu cao về vấn đề độ tin cậy để ổn định sản
xuất, sắp xếp sinh hoạt… Việc gián đoạn cung cấp điện lâu hoặc mất điện bất ngờ do
sự cố sẽ gây thiệt hại lớn đến sản xuất kinh doanh của các doanh nghiệp và nhà máy.
Độ tin cậy cung cấp điện đang được đưa vào chỉ tiêu thi đua của các đơn vị. Vì vậy độ
tin cậy cung cấp điện là một vấn đề ngày càng được quan tâm từ phía các khách hàng
và ngành điện.
1.3 Kết luận chƣơng 1
Hiện nay phần lớn phụ tải công nghiệp của Điện lực Ba Tơ có phụ tải tập trung
chủ yếu khu vực thị trấn Ba Tơ, còn các xã khác thuộc địa phận huyện chủ yếu là phụ
tải sinh hoạt. Chiều dài đường dây lớn, tổn thất điện áp trung thế còn cao vì vậy cần có

giải pháp để giảm tổn thất cho lưới điện Ba Tơ.


13
Hiện tại lưới điện Ba Tơ có sự chênh lệch lớn giữa phụ tải cực đại và cực tiểu.
Vì vậy việc tính toán tách bộ tụ bù ở chế độ cực tiểu là cần thiết và vị trí lắp đặt bộ tụ
bù cũng cần xét đến.
Các chương tiếp theo sẽ tiến hành khảo sát, tính toán và đưa ra giải pháp để vận
hành tối ưu lưới điện Điện lực Ba Tơ.


14

CHƢƠNG 2 : NGHIÊN CỨU CÁC PHƢƠNG PHÁP TÍNH TOÁN PHÂN
TÍCH CÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ CÁC
PHẦN MỀM TÍNH TOÁN
2.1. Giới thiệu chung
Tính toán phân bố công suất trong hệ thống điện là tính toán các thông số vận
hành của hệ thống như: Điện áp tại các nút, dòng điện chạy trong nhánh, tổn thất công
suất, tổn thất điện áp của hệ thống điện. Các phương pháp tính phân bố công suất
thường được sử dụng là: phương pháp Newton-Raphson và phương pháp GaussSeidel. Mỗi phương pháp có những đặc tính hội tụ khác nhau, thường thì ta chọn
phương pháp có khả năng thực hiện tốt nhất. Việc lựa chọn phương pháp tính nào còn
tuỳ thuộc vào cấu hình hệ thống, máy phát, đặc tính tải và mức điện áp tại ban đầu tại
các nút.
Trong phạm vi đề tài, việc tính toán phân bổ công suất nhằm mục đích xác định
Tính toán và phân tích để lựa chọn phương thức vận hành cơ bản tối ưu nhằm
đảm bảo tổn thất công suất ∆P trong mạng là bé nhất đồng thời đảm bảo điện áp tại
các nút nằm trong giới hạn cho phép.
Phân bố công suất, dòng điện trên các xuất tuyến trước và sau khi bù công suất
phản kháng.

2.2. Các phƣơng pháp tính phân bố công suất trong hệ thống điện
2.2.1. Tính toán phân bố công suất bằng phương pháp lặp Gauss – Seidel
a. Thiết lập công thức giải tích
Giả sử mạng truyền tải là mạng 3 pha đối xứng và được biểu diễn bằng mạng
nối tiếp dương như hình 2.1a. Các phần tử của mạng liên kết với nhau tạo nên ma trận
tổng dẫn nút Ynút có thể xác định từ sơ đồ.

Hình 2.1 Sơ đồ đa cổng của đường dây truyền tải
Theo sơ đồ hình 2.1a, ta có: Inút = Ynút . Vnút

(2.1)


15
Ynút là một ma trận thưa và đối xứng, tại các cổng của mạng có các nguồn công
suất hay điện áp làm cho áp và dòng điện liên hệ với nhau theo phương trình (2.1). Từ
đó có thể xác định được công suất tác dụng và công suất phản kháng bơm vào mạng
(quy ước chiều dương khi bơm vào mạng) dưới dạng hàm phi tuyến Vp và Ip. Có thể
thấy nguồn công suất bơm vào mạng được biểu diễn như hình 2.1b
Phân loại các nút:
- Nút P-Q: công suất tác dụng và phản kháng là cố định, như nút P ở hình 2.1
chẳng hạn.
SP
SP
SP
SP
Vp I p  S pSP  jQ pSP  ( PGP
 PLP
)  J (QGP
 QLP

)

(2.2)

Với Vp = ep + jfp
Chỉ số GP và LP tương ứng với công suất nguồn phát và tiêu thụ ở nút P, S
tương ứng với công suất cố định.
Nút P-V tương ứng là nút có công suất tác dụng P cố định và độ lớn điện áp
không đổi bằng cách phát công suất phản kháng. Với nút này ta có:
SP
Re[Vp I *p  PpSP  PGP
 PLPSP

(2.3)

| V p | (e 2  f 2 ) | V p |SP

(2.4)

Nút V- là nút hệ thống, tương ứng với điện áp và góc pha không đổi .
b. Độ lệch và tiêu chuẩn hội tụ
Phép giải trào lưu công suất được coi là chính xác khi thỏa mãn các phương
trình (2.2) đến (2.4), mà chủ yếu là (2.4). Hai tiêu chuẩn hội tụ là :
- Độ lệch điện áp nút giữa 2 vòng lặp kế tiếp nhau
Gọi số bước lặp là k, độ lệch điện áp giữa 2 vòng lặp k và k+1 là :
| Vp || V k 1  V k | cho tất cả các nút P-Q

Tiêu chuẩn hội tụ là: Vp  Cv cho tất cả các nút P-Q, thường Cv = 0,01 -0,0001
- Độ lệch công suất nút
Pp  C p và Qp  Cq ;

Cp và Cq thường từ 0.01 – 10 MVA, MVAr tùy trường hợp


16
2.2.2. Tính toán phân bố công suất bằng phường pháp lặp Newton-Raphson
Giả thiết tất cả các nút là nút P-Q, trừ nút nút hệ thống V-. Gọi Vq (q # s) là áp
của nút q so với nút s (s là nút hệ thống). Ta có dạng tổng quát của phép lặp:
n
 p 1
 Sp  1
V pk 1     Y pqVqk 1   Y pqVqk   k * .
q p
 q 1
 V p  Y pq

(2.5)

Kiểm tra độ hội tụ của phương pháp:
Max | Vp

k 1

 Vp | Cv
k

(2.6)

Bước đầu tiên ta lấy điện áp ban đầu Vp(0) bằng điện áp định mức hệ thống và
chỉ gồm phần thực. Thuật toán lặp được mô tả gồm các bước như sau:

(1) - Xác định Ypq, Yqp với p = 1, 2, 3, …, n; q = 1, 2, 3, …, n
(2) - Chọn giá trị ban đầu tại các nút, Vp(0) = Uđm; p = 1, 2, 3, …, n
(3) - Tính Vp(k+1) theo (2.5). Quá trình tính toán theo vòng tròn, ngĩa là giá trị
điện áp tại nút p ở bước (k+1) được tính qua giá trị điện áp tại bước (k+1) của
tất cả các nút còn lại p-1, p-2, …, 1 và điện áp tại bước k của các nút p+1, p+2,
…, n.
(4) - Tính lặp với k tăng dần.
k 1
(5) - Kiểm tra điều kiện dừng Max | Vp | Cv .Nếu sai thì về bước (3). Nếu

đúng thì tiếp tục tính toán các đại lượng khác như công suất, dòng điện, … và
dừng.
a. Tăng tốc độ hội tụ.
Phương pháp Gauss – Seidel sử dụng ma trận tổng dẫn nút Ynút có ưu điểm đơn
giản, dễ tính toán, lập trình nhưng tốc độ hội tụ chậm. Do đó cần phải tăng tốc độ hội
tụ, bằng cách cứ sau mỗi vòng lặp sẽ điều chỉnh điện áp nút P-Q như sau:
Vp

Và:

Vp

k 1

k 1

1
k
  (Vpk(tính
)  Vp )

 Vpk  Vpk 1

Hệ số  là hệ số tăng tốc, được xác định theo kinh nghiệm, thông thường 1 <<
2, giá trị thực khoảng 1,4 -1,6 [6].


17
2.3. Các phần mềm phân tích, tính toán trong hệ thống điện
2.3.1. Phần mềm Power World
Power World là phần mềm thuộc tập đoàn Power World (Mỹ), được thiết kế để
tính toán trong mô phỏng hệ thống điện. Phần mềm có kết quả tính toán chính xác, thể
hiện bằng hình ảnh trực quan nên dễ sử dụng, có thể mô phỏng các phần tử trong mạng
điện, tính phân bố công suất, phân tính hệ thống điện và tổn thất trong hệ thống…
Hệ thống điện được tính toán mô phỏng từ các máy phát thông qua các máy biến
áp, đường dây đến các phụ tải điện và sự kết nối các nhà máy với nhau thông qua các
đường dây hệ thống, ta cũng có thể tính toán trào lưu công suất, tổn thất công suất,
điện năng truyền tải trên các đường dây trong các chế độ vận hành khác nhau.
Các chức năng của phần mềm:
- Mô phỏng các phần tử trong hệ thống.
- Tính toán mô phỏng tổng quan hệ thống điện.
- Tính toán thông số của mạng điện.
- Tính toán mô phỏng phân bố công suất và tổn thất công suất trong mạng điện.
- Mô phỏng các trạng thái làm việc của hệ thống điện.
2.3.2. Phần mềm CONUS
CONUS là chương trình tính toán chế độ xác lập của Đại học Leningrad được
cán bộ của bộ môn Hệ thống điện thuộc viện Điện trường Đại học Bách khoa Hà Nội
hiệu chỉnh và nâng cấp sử dụng từ năm 1985. Vào những năm 1991-1992, chương
trình đã phục vụ kịp thời cho việc tính toán thiết kế đường dây siêu cao áp 500 kV
Bắc-Trung Nam. Các chức năng mô phỏng, tính giới hạn truyền tải công suất diều kiện

ổn định tĩnh là thế mạnh của chương trình.
Chương trình được lập trình bằng ngôn ngữ Fortran, dùng phương pháp lặp để
tính toán. Chương trình có thể thực hiện các nhiệm vụ: tính tổn thất công suất, dòng
điện trên các nhánh, điện áp và góc pha tại các nút…ở chế độ xác lập đối với hệ thống
đơn giản cũng như phức tạp. Hiện nay phần mềm đang được sử dụng rộng rãi tại các
trường đại học [4].
2.3.3. Phần mềm PSS/ADEPT
2.3.3.1. Giới thiệu chung về PSS/ADEPT 5.0
PSS/ADEPT (Power System Simulator/Advanced Distribution Engineering
Productivity Tool) là phần mềm tính toán và phân tích lưới điện phân phối được xây
dựng và phát triển bởi nhóm phần mềm A Shaw Group Company, Power Technologies