Nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật nâng cao khả năng truyền tải của hệ thống tách lưới mua điện Trung Quốc qua hướng Lào Cai

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

HOÀNG THỊ HIỀN

NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT NÂNG CAO KHẢ
NĂNG TRUYỀN TẢI CỦA HỆ THỐNG TÁCH LƯỚI MUA ĐIỆN
TRUNG QUỐC QUA HƯỚNG LÀO CAI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
MẠNG VÀ HỆ THỐNG ĐIỆN

Hà Nội, 2006


Luận văn thạc sỹ

3

Mở đầu
1. Mục đích nghiên cứu và lý do chọn đề tài
Trong thời gian qua, cùng với sự phát triển kinh tế với tốc độ cao, nhu
cầu tiêu thụ điện của nước ta tăng trưởng không ngừng, đặc biệt trong quá
trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa ®Êt n­íc, tõng b­íc héi nhËp nỊn kinh tÕ
khu vùc và thế giới.
Với tốc độ tăng trưởng mạnh của các ngành sản xuất, dịch vụ, các khu
công nghiệp... nhu cầu tiêu thụ điện ngày càng lớn. Theo thống kê của Viện
năng lượng, trong giai đoạn 2006-2010, hệ thống điện Việt Nam sẽ bị thiếu
hụt một lượng điện năng rất lớn. Trong trường hợp tần suất thuỷ điện 75%,
lượng điện năng thiếu hụt sẽ từ 936 triệu kWh năm 2006 đối với phương án
phụ tải thấp tăng lên đến 10306 triệu kWh năm 2009 đối với phương án phụ

tải cao. Trong năm 2006, hệ thống điện sẽ thiếu hụt điện năng chủ yếu vào các
giờ cao điểm trong các tháng mùa khô khi mực nước hồ Hoà Bình xuống thấp.
Đến năm 2007 2009, tình hình thiếu hụt điện năng sẽ xảy ra vào tất cả các
tháng trong năm.
Trước tình hình trên, Tổng công ty điện lực Việt Nam đà đề ra nhiều
giải pháp để khắc phục tình trạng thiếu điện của hệ thống điện Việt Nam,
trong đó giải pháp nhập khẩu điện từ Trung Quốc mang lại hiệu quả khá cao
trong việc giảm thiếu hụt điện, nhất là trong trường hợp tiến độ các nguồn
điện không đúng như kế hoạch.
Giải pháp nhập khẩu điện từ Trung Quốc qua hướng từ trạm 220kV
XinQiao Lào Cai qua cấp điện áp 220kV đà được thoả thuận giữa Tổng
công ty điện lực Việt Nam và công ty Lưới điện miền Nam Trung Quốc. Phía
Trung Quốc đà cam kết đảm bảo cung cấp 250-300MW công suất với lượng
điện năng từ 1100GWh đến 1300GWh trong giai đoạn 2007-2010.

Hoàng Thị Hiền - Cao học HTĐ 2004-2006


Luận văn thạc sỹ

4

Luận văn với mục đích nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật nâng cao khả
năng tải của lưới điện như giải pháp bù dọc đường dây, bù ngang và bù bằng
SVC trên hệ thống tách lưới mua ®iƯn tõ Trung Qc theo h­íng tõ tr¹m
220kV XinQiao qua Lào Cai nhằm đảm bảo mua đủ lượng công suất dự kiến ,
đồng thời giữ được ổn định điện áp trong hệ thống tách lưới cũng như toàn bộ
hệ thống điện Việt Nam.

2. Nội dung luận văn

Với mục tiêu nêu trên, luận văn được trình bầy trong 3 chương:
* Chương I: Sự cần thiết mua điện từ Trung Quốc ở cấp điện áp 220kV Sơ đồ tách lưới mua điện từ Trung Quốc qua hướng Lào Cai
* Chương II: Các phương pháp tính chế độ xác lập của lưới điện và các
phương pháp nâng cao khả năng tải của lưới điện
* Chương III: Các giải pháp nâng cao khả năng tải của hệ thống tách
lưới mua điện từ Trung Quốc qua hướng Lào Cai

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Hệ thống tách lưới 220kV phía Bắc Việt Nam mua ®iƯn tõ Trung Qc
qua h­íng XinQiao – Lµo Cai trong giai đoạn 2007 2010.

4. ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn
Thông qua việc sử dụng chương trình PSS/E để tính toán chế độ xác lập
của hệ thống tách lưới mua điện từ Trung Quốc qua hướng Lào Cai, kết hợp
với các giải pháp bù đường dây: bù dọc, bù ngang, bù bằng SVC, luận văn đÃ
đưa ra các giải pháp thực tiễn nhằm nâng cao khả năng tải, đảm bảo mua đủ
lượng công suất dự kiến mà vẫn đảm bảo được ổn định cho hệ thống điện.

Hoàng Thị Hiền - Cao học HTĐ 2004-2006


Luận văn thạc sỹ

5

Tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Bộ môn Hệ thống
điện Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, các bạn bè đồng nghiệp đà giúp đỡ
và tạo điều kiện thuận lợi trong thời gian thực hiện luận văn. Đặc biệt tác giả
xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc với Thầy giáo PGS.TS. Trần Bách, người đÃ
quan tâm, tận tình hướng dẫn giúp tác giả xây dựng và hoàn thành luận văn

này.

Hoàng Thị Hiền - Cao học HTĐ 2004-2006


Luận văn thạc sỹ

6

Chương 1: Sự cần thiết mua điện Trung Quốc ở cấp
điện áp 220kV
Sơ đồ tách lưới mua điện Trung Quốc qua hướng
Lào cai

1.1. Hiện trạng hệ thống điện Việt Nam
1.1.1. Hiện trạng tiêu thụ điện và công suất cực đại
Trong những năm qua, sản lượng điện thương phẩm cung cấp cho các
ngành kinh tế và sinh hoạt của nhân dân không ngừng tăng. Tốc độ tăng
trưởng bình quân trong giai đoạn 2000 - 2004 là 15,3%, cao hơn so với
14,9%/năm giai đoạn 1996 - 2000. Điện thương phẩm tăng từ 22,4 tỷ kWh
năm 2000 lên tới 39,7 tỷ kWh năm 2004, đảm bảo cơ bản cung cấp đủ điện
cho nền kinh tế và đời sống nhân dân. ước tính 5 tháng đầu năm 2005, điện
thương phẩm đạt 17,29 tỷ kWh với tăng trưởng khoảng 12,84% so với cùng kỳ
năm ngoái.
Bảng 1.1.1. Cơ cấu tiêu thụ điện giai đoạn 2000-2004 và kế hoạch 2005
STT

Danh mục

2000

2001

2002

2003

2004

KH
2005

I

Điện tiêu thụ (GWh)

1

Nông nghiệp

428.3

465.2

505.6

561.8

550.6

640

2

Công nghiệp

9088.4

10503.2

12681.2

15290.2

17896.3

20355

3

T.Mại & K.sạn, Nh. Hàng

1083.7

1251.3

1373.1

1513.3

1777.7

1969

4

Quản lý & T.dùng dân cư

10985.6

12651.1

14333.2

15953.3

17654.6

19641

5

Các hoạt động khác

817.7

980.0

1341.7

1588.1

1817.4

1870

6

Tổng thương phẩm

22404

25851

30235

34907

39697

44475

7

Tỷ lệ điện TT & PP (%)

14.0

14.0

13.4

12.7

12.1

12

Hoàng Thị Hiền - Cao học HTĐ 2004-2006


Luận văn thạc sỹ

7

II

Cơ cấu tiêu thụ (%)

1

Nông nghiệp

1.9

1.8

1.7

1.6

1.4

1.4

2

Công nghiệp

40.6

40.6

41.9

43.8

45.1

45.8

3

T.Mại & K.sạn, Nh. Hàng

4.8

4.8

4.5

4.3

4.5

4.4

4

Quản lý & T. dùng dân cư

49.0

48.9

47.4

45.7

44.5

44.2

5

Các hoạt động khác

3.5

3.8

4.4

4.5

4.6

4.2

Công suất cực đại (Pmax) tăng gấp 3 lần, từ 2796MW năm 1995 lên tới
8283MW năm 2004, đạt tốc độ tăng trưởng bình quân là 13%. Đến tháng
7/2005, Pmax toàn HTĐ đặt 8825MW.
Theo thống kê của Trung tâm điều độ quốc gia, trong các năm 2001
2004, vào một số giờ cao điểm, hệ thống điện toàn quốc phải sa thải một
lượng phụ tải khá lớn do thiếu công suất đỉnh (khoảng từ 200MW đến
300MW).
Biểu đồ phụ tải điện toàn quốc có xu hướng ngày càng đầy lên trong
giai đoạn từ 1996 - 2004. Tỷ lệ giữa công suất thấp/cao điểm (Pmin/Pmax)
của hệ thống cũng tăng dần từ 0.511 năm 1996 lên 0.595 năm 2004 vào mùa
hè và tương ứng là 0.454 năm 1996 và 0.521 năm 2004 vào mùa đông.
1.1.2. Tình hình sản xuất điện
Đến cuối năm 2003, tổng công suất đặt các nhà máy điện (NMĐ) là
8981MW. Các nguồn vào thêm trong năm 2003 là: Tổ máy 2 Phả Lại
(300MW), đuôi hơi Phú Mỹ 1 (370MW), đuôi hơi Phú Mỹ 2.1 (143MW), và
tổ máy 1 TĐ Cần Đơn IPP (38MW). Tổng công suất tăng thêm năm 2003 là
852MW.
Sang 2004 và đầu 2005, ngoài Phú Mỹ 3 (720MW) và tổ máy 2 TĐ Cần
Đơn IPP (39MW) được đưa vào vận hành đầu năm, có thêm một số nguồn đưa
vào vận hành chạy thử trong thời gian quý 3 và 4 như:
-

Phú Mỹ 4 - 468MW

Hoàng Thị Hiền - Cao häc HT§ 2004-2006


Luận văn thạc sỹ

8

-

Na Dương (IPP) - 110MW

-

Formosa (IPP) - 150MW

-

Phú Mỹ 2.2 - 733MW (vào tháng 2/2005)

Đến tháng 6/2005 hệ thống điện có tổng công suất đặt nguồn điện là
11.286MW trong đó nguồn thuộc EVN là 8.847MW (chiếm 78,4%) và các
nguồn ngoài EVN là 2.439MW (21,6%).
Danh sách nguồn điện hiện có và dự kiến đến cuối năm 2004 phân theo
loại nhiên liệu được trình bày trong bảng 1.1.2.
Bảng 1.1.2. Danh sách các NMĐ tính đến cuối năm 2004
STT

Tên nhà máy điện

Công suất đặt (MW)

Công suất khả dụng
(MW)

I

Các nhà máy thuỷ điện

4198

4250

Hoà Bình

1920

1920

Thác Bà

108

120

Trị An

400

440

Đa Nhim

160

160

Thác Mơ

150

150

Hàm Thuận

300

300

ĐaMi

175

175

Vĩnh Sơn

66

66

Yaly

720

720

Sông Hinh

70

70

Cần Đơn

78

78

Các nhà máy thuỷ điện nhỏ

51

51

Các nhà máy nhiệt điện

2090

2021

Uông Bí (Than)

105

105

Ninh Bình (Than)

100

100

Phả Lại 1 (Than)

440

400

Phả Lại 2 (Than)

600

600

Na Dương (Than)

110

100

Formosa (Than)

160

155

Thủ Đức ( Dầu)

165

156

II

Hoàng Thị Hiền - Cao häc HT§ 2004-2006


Luận văn thạc sỹ

III

IV

V

9

Trà Nóc (Dầu)

35

33

Hiệp Phước (Dầu)

375

375

Tua bin khí (TBK)

4503

4240

Thủ Đức

112

89

Bà Rịa

389

322

Phú Mỹ 2.1 & 2.1 MR

804

730

Phú Mỹ 1

1114

1110

Phú Mỹ 2.2

733

715

Phú Mỹ 3

733

690

Phú Mỹ 4

468

448

Trà Nóc

150

136

Diesel

245

153

Miền Bắc

0

0

Miền Trung

176

91

Miền Nam

69

62

Nguồn ngoài khác

250

246

Tổng

11286

11060

Nguồn ngoài khác gồm: NMĐ Amata (13MWW); VeDan (12MW);
Bourbon (24MW); Nomura (56MW); BÃi Bằng (28MW); Đạm Hà Bắc
(36MW); TĐ Nà Lơi (9MW); TĐ Nậm Mu (12MW).
Ngoài ra phải kể thêm các cụm diesel khách hàng, tài sản của nhiều hộ
tiêu thụ công nghiệp và dịch vụ thương mại, các tổ máy diesel này chủ yếu
làm nhiệm vụ dự phòng với tổng công suất đặt khoảng 880MW (khả dụng
khoảng 690MW) trên cả 3 miền, trong đó miền Bắc 204MW, miền Trung
78,9MW và miền Nam 598MW.

Hoàng Thị Hiền - Cao học HT§ 2004-2006


Luận văn thạc sỹ

10

1.2. Sự cần thiết mua điện của Trung Quốc ở cấp điện áp 220kV
1.2.1. Cân bằng công suất điện năng cho hệ thống điện Việt Nam trong

giai đoạn 2006-2010
Để đánh giá tính hình phát triển điện năng cho hệ thống điện Việt Nam
trong giai đoạn 2006-2010, việc cân bằng công suất điện năng được thực hiện
trên cơ sở các số liệu sau:
-

Số liệu dự báo phụ tải trong Tổng Sơ Đồ V hiệu chỉnh và dự thảo
Tổng Sơ Đồ VI do Viện Năng Lượng.

-

Tiến độ nguồn theo tiến độ thực tế được tổng hợp trong Công văn
số 4172/CV-EVN-KH ngày 15/8/2005 của Tổng Công ty Điện
lực Việt nam trình Thủ tướng Chính phủ về việc cân đối cung cầu
điện 2006-2010.

Kết quả cân đối nhu cầu điện năng theo các kịch bản phụ tải và tần suất
của các nhà máy thuỷ điện (65-75%) được tổng hợp theo bảng 1.2.1:
Bảng 1.2.1. Cân đối điện năng năm 2006-2010 (chưa có giải pháp)

Đơn vị: triệu kWh
2006

2007

2008

2009

2010

Nhu cầu toàn quốc

62.408

72.392

83.976

97.412

112.998

Điện sản xuất toàn quốc

61.472

66.724

77.101

90.039

110.201

-936

-5668

-6875

-7373

-2797

Nhu cầu toàn quốc

62.946

73.647

86.166

100.815

117.954

Điện sản xuất toàn quốc

61.834

66.989

77.572

90.509

110.672

Thiếu hụt

-1112

-6658

-8594

-10306

-7282

I. Tần suất 75%
1. Phụ tải cơ sở

Thiếu hụt
2. Phụ tải cao

II. Tần suất 65%
1. Phụ tải cơ sở

Hoàng Thị Hiền - Cao häc HT§ 2004-2006


Luận văn thạc sỹ

11

Nhu cầu toàn quốc

62.408

72.392

83.976

97.412

112.998

Điện sản xuất toàn quốc

61.673

67.274

77.634

90.572

110.734

-735

-5118

-6342

-6840

-2264

Nhu cầu toàn quốc

62.946

73.647

86.166

100.815

117.954

Điện sản xuất toàn quốc

62.046

67.616

78.208

91.145

111.308

-900

-6031

-7958

-9670

-6646

Thiếu hụt
2. Phụ tải cao

Thiếu hụt

Có thể thấy trong giai đoạn 2006-2010 hệ thống sẽ thiếu hụt lượng điện
năng rất lớn. Trong trường hợp tần suất thuỷ điện 75%, lượng điện năng thiếu
hụt sẽ từ 936 triệu kWh năm 2006 đối với phương án phụ tải thấp tăng lên đến
10306 triệu kWh năm 2009 đối với phương án phụ tải cao. Trong năm 2006,
hệ thống điện sẽ thiếu hụt điện năng chủ yếu vào các giờ cao điểm trong các
tháng mùa khô (khi mực nước hồ Hoà Bình xuống thấp). Đến giai đoạn 20072009, tình hình thiếu hụt còn nghiêm trọng hơn khi xảy ra trong tất cả các
tháng của năm.
Với tần suất thuỷ điện 65%, lượng điện thiếu hụt giảm từ 200-600 triệu
kWh nhưng vẫn ở mức rất lớn, đặc biệt đối với phương án phụ tải cao, lượng
điện năng thiếu hụt năm 2009 lên đến 9600 triệu kWh.
1.2.2. Các giải pháp có thể thực hiện chống thiếu điện cho HTĐ Việt Nam
Trước mức độ thiếu hụt điện năng rất lớn trong các năm sắp tới, Tổng
Công ty Điện lực Việt nam đà đưa ra các giải pháp nhằm khắc phục tình trạng
thiếu điện như sau:
-

Tích nước các hồ thuỷ điện cuói năm lên mức nước dâng bình
thường, riêng hồ Hoà Bình tích lên cao trình 116m. Nâng dòng
định mức tụ bù dọc ĐZ 500kV Đà Nẵng - Pleiku mạch 2 đầu
năm 2006. Huy động các tổ máy Diesel có công suất 10MW/tổ

máy trong hệ thống với tổng công suất đặt 102MW và công suất

Hoàng Thị Hiền - Cao học HTĐ 2004-2006


Luận văn thạc sỹ

12

khả dụng 65MW. ứng dụng công nghệ mới cho phép nâng công
suất phát tăng thêm 100MW ở Phú Mỹ và 60MW ở Bà Rịa vào
tháng 1/2006 với tổng công suất tăng thêm khoảng 160MW với
sản lượng tăng thêm khoảng 460 triệu kWh.
-

Nhập khẩu của Trung Quốc tăng từ 770 triệu kWh năm 2006
bằng các đường dây 110kV, lên 1,6 tỷ kWh năm 2007 và 1,9 tỷ
kWh trong năm 2008 bằng các đường dây 110kV và 220kV với
sản lượng tăng thêm tương ứng trong các năm 2007 và 2008 là
750-1000 triệu kWh và 200-300MW.

-

Lắp đặt thêm 18 tổ máy tuabin khí công suất mỗi tổ 37MW,
trong đó 14 tổ vào vận hành tháng 3 năm 2006 và 4 tổ vào vận
hành năm 2007.

-

Lắp đặt thêm 8 tổ tuabin khí công suất mỗi tổ 110MW trong năm

2007 và năm 2008 lắp thêm 2 đuôi hơi công suất 2x220MW.

Trên cơ sở các giải pháp trên, kết quả tính toán cân đối nhu cầu điện
năng được tổng hợp theo phương án phụ tải cao, bình quân tăng 17%/nămvà
tần suất thuỷ điện 75% như bảng 1.2.2.
Bảng 1.2.2. Cân đối điện năng năm 2006-2010 (thực hiện các giải pháp)

Đơn vị: triệu kWh
2006

2007

2008

2009

2010

1. Nhu cầu toàn quốc

62.946

73.647

86.166

100.815

117.954

2. Điện sản xuất toàn quốc

61.834

66.989

77.572

90.509

110.672

Thiếu hụt

-1112

-6658

-8594

-10306

-7282

a. Diesel khách hàng

183

342

332

332

92

b. Mua điện Trung Quốc

771

1.607

1.924

1.924

1.924

c. Tuabin khí và NĐ dầu lắp thêm

913

5.241

7.082

8.612

6.962

1.867

7.191

9.338

10.862

8.978

3. Thực hiện các giải pháp

Điện năng bổ sung

Hoàng Thị Hiền - Cao học HTĐ 2004-2006


Luận văn thạc sỹ

13

Kết quả cân đối điện năng cho thấy tình hình thiếu hụt điện năng hệ
thống cơ bản được giải quyết với việc thực hiện các giải pháp chèng thiÕu
®iƯn.
ViƯc nhËp khÈu ®iƯn cđa Trung Qc trong giai đoạn tới sẽ mang hiệu
quả rất cao để giảm thiếu hụt 150-210 triệu kWh trong năm 2006, gần 1,6 tỷ
kWh trong năm 2007 và thậm chí có thể đặt 1,9 tỷ kWh trong năm 2008. Các
năm 2008-2010 vẫn thiếu điện nên việc mua điện Trung Quốc là hết sức cần
thiết, đặc biệt là trong trường tiến độ các nguồn điện không đúng như kế
hoạch.

1.2.2.2. Lựa chọn phương án đấu nối lưới điện Việt Nam - Trung Quốc
bằng cấp điện áp 220kV
Trên cơ sở Quy hoạch nguồn lưới điện khu vực Nam Trung Quốc và của
Việt Nam, trong giai đoạn 2006-2010 Việt Nam có khả năng đấu nối lưới điện
110kV và 220kV để mua điện Trung Quốc. Đặc biệt, khả năng trao đổi qua
hệ thống 220kV sẽ giúp Việt Nam khắc phục một phần nguy cơ thiếu điện
trong giai đoạn này. Các hướng liên kết đấu nối 220kV được đề xuất bao
gồm:
- Hướng Lào Cai - Hekou: Liên kết 110kV đà được thực hiện theo
hướng này. Liên kết 220kV dự kiến được thực hiện bằng 99km
đường dây 220kV (trên đất Việt Nam là 38km) đấu nối 2 trạm
220kV XinQiao - Lào Cai.
- Hướng Hà Giang - NMTĐ Malutang: Nhà máy TĐ Malutang với
tổng công suất 400MW cách cửa khẩu Thanh Thuỷ 10km, dự
kiến đưa vào vận hành năm 2005. Trên cơ sở tiến độ của nhà
máy, Việt Nam có thể liên kết theo hướng này bằng cấp điện áp
220kV.

Hoàng Thị Hiền - Cao häc HT§ 2004-2006


Luận văn thạc sỹ

14

Hiện nay, tiến độ của NMTĐ Malutang sÏ chËm h¬n so víi dù kiÕn.
ViƯc lùa chän h­íng ®Êu nèi vỊ NMT§ Malutang sÏ khiÕn hƯ thèng ViƯt Nam
bị động khi chưa xác định được tiến độ của NMTĐ Malutang. Hơn nữa, để có
thể tiếp nhận hết lượng công suất phía Trung Quốc, cần xây dựng 130km
đường dây 220kV mạch kép (so với 38km đường dây mạch kép nếu đấu theo

hướng Lào Cai - Hekou). Do vậy, hướng đấu nối Lào Cai - Hekou được lựa
chọn là hướng đấu nối 220kV khả thi.
Sau quá trình đàm phán làm việc với Công ty Lưới điện miền Nam
Trung Quốc (CSG), phía Trung Quốc đà cam kết đảm bảo cung cấp 250300MW công suất với lượng điện năng từ 1100GWh đến 1300GWh trong giai
đoạn 2007-2010 theo hướng từ trạm 220kV XinQiao - Lào Cai. Hướng đấu
nối 220kV Wenshan - Hà Giang sẽ được tiếp tục được xem xét đàm phán
trong giai đoạn tới.
1.2.2.3. Sự cần thiết phải tách lưới
Lưới điện Việt Nam hiện nay còn nhỏ so với lưới điện khu vực Nam
Trung Quốc, do vậy khi thực hiện hoà đồng bộ 2 HTĐ sẽ cần phải xem xét cụ
thể nhiều vấn đề kỹ thuật như: kiểm soát độ dao động điện áp và tần số nhằm
ổn định các HTĐ liên kết trong các trường hợp bình thường và sự cố, kiểm
soát trào lưu công suất từ hệ thống này sang hệ thống khác, tách kết nối để an
toàn mỗi HTĐ điện trong trường hợp cần thiết. Đây là những vấn đề rất phức
tạp đòi hỏi nhiều thời gian để phía Việt Nam và Trung Quốc tính toán và đàm
phán.
Trước tình hình cấp bách thiếu điện hiện nay, phương án tách một phần
lưới phía Bắc Việt Nam để mua điện phía Nam Trung Quốc là khả thi hơn cả.
Đây là phương án đảm bảo việc mua bán điện với phía Trung Quốc một cách
tối đa nhưng vẫn đảm bảo được sự đơn giản trong vận hành hệ thống, không
ảnh hưởng đến độ ổn định và tin cậy của HTĐ quốc gia.

Hoàng Thị Hiền - Cao học HTĐ 2004-2006


Luận văn thạc sỹ

15

1.2.2.4. Phương án tách lưới

Trong tháng 6/2005, Tổng Công ty Điện lực Việt Nam đà cử đoàn công
tác sang làm việc với Công ty Lưới điện miền Nam Trung Quốc (CSG). Cả hai
phía đà đi đến thống nhất về chương trình mua bán điện trên hệ thống 220kV
trong 10 năm tới. Theo đó, lượng công suất phía Trung Quốc cam kết bán cho
Việt Nam trong giai đoạn đầu tiên (2007-2010) là 250-300MW với giá trị điện
năng từ 1100GWh đến 1300GWh.
Để đảm bảo có thể mua được hết lượng công suất này, cần xem xét các
phương án tách lưới trên các tỉnh biên giới phía Bắc Việt Nam bao gồm Sơn
La, Lai Châu, Lào Cai, Hà Giang, Tuyên Quang, Yên Bái, Phú Thọ và Vĩnh
Phúc.
Theo số liệu do Viện Năng lượng cung cấp, dự báo phụ tải các tỉnh này
trong những năm sắp tới được thể hiện trong bảng 1.2.3:
Bảng 1.2.3. Dự báo nhu cầu công suất và điện năng các tỉnh biên giới Tây Bắc cho đến
năm 2010
TT

Tỉnh

1

2007

2008

2009

2010

GWh

MW

GWh

MW

GWh

MW

GWh

MW

Lai Châu

20,05

8

22,51

9,02

25,28

10,2

27,82

11,5

2

Lo Cai

350,53

63,5

393,65

71,6

442,07

80,7

483,93

88,3

3

Yên Bái

200,5

53,8

225,16

60,45

252,86

67,81

276,91

76,11

4

Phú Thọ

766

155,4

860,22

175,1

966,02

197,3

1057,08

222,4

5

nh Phúc

550,9

143,8

609,86

159,2

668,85

174,6

727,85

190

6

H Giang

75,96

22,9

85,3

25,8

95,8

29

106,23

32,2

7

Tuyên
Quang

196,29

50,8

220,43

57,3

247,55

64,5

270,84

70,6

I

7 tỉnh

2.160.23

498.2

2.417.13

558.5

2.698.42

624.1

2.950.65

691.1

II

3 tỉnh

1.517.40

353.0

1.695.24

394.7

1.887.73

439.7

2.061.83

488.5

Hoàng Thị HiỊn - Cao häc HT§ 2004-2006


Luận văn thạc sỹ

16

Khu vực phụ tải tỉnh Lai Châu và Lào Cai hiện đang được cấp điện từ
NMTĐ Thác Bà qua 2 đường dây 110kV và từ phía Trung Quốc qua hệ thống
110kV đến TBA 110kV Lào Cai. Dự kiến trong tương lai khi một loạt các
công trình thuỷ điện nhỏ được đưa vào vận hành, khu vực này sẽ thừa công
suất và cung cấp cho các khu vực khác. Do vậy, lượng công suất trao đổi với
phía Trung Quốc trên hệ thống 220kV nên đi qua TBA 220kV Lào Cai về
thẳng TBA 220kV Yên Bái. Lúc đó, TBA 220kV Lào Cai đóng vai trò như
một trạm cắt trên tuyến đường dây từ Xinqiao - Lào Cai - Yên Bái.
Với khả năng cung cấp công suất 250-300MW, giá trị điện năng từ
1100 GWh đến 1300 GWh, việc tách lưới sơ bộ được đề xuất trên 3 tỉnh Yên

Bái, Phú Thọ và Vĩnh Phúc. Dự báo phụ tải các trạm 110kV khu vực 3 tỉnh
này được trình bày trong Bảng 1.2.4.
Với lượng công suất tối đa là 300MW, phía Trung Quốc không thể cấp
điện cho toàn bộ 3 tỉnh Yên Bái, Phú Thọ, Vĩnh Phúc. Do đó, cần phải xem
xét tách bớt một phần phụ tải (khoảng trên 60MW) của hệ thống 3 tỉnh này.
Do NMTĐ Thác Bà nằm trong khu vực tách lưới nên việc đưa một tổ
máy (40MW) của nhà máy hoà vào hệ thống mua điện Trung Quốc sẽ mang
lại lợi ích rất cao trong việc điều tần, điều áp hệ thống mua bán điện. Do vậy,
kiến nghị tách 1 tổ máy TĐ Thác Bà đấu nối với hệ thống mua điện Trung
Quốc bằng 2 mạch 110kV Thác Bà - Yên Bái và Thác Bà - Đồng Xuân. Hai tổ
còn lại của nhà máy vẫn cung cấp cho lưới quốc gia qua đường 110kV Thác
Bà - Tuyên Quang và Thác Bà - TBA 110kV Yên Bái (TBA 110kV sẽ được
xem xét tách lưới sau khi cân bằng công suất).
Bảng 1.2.4. Dự báo phụ tải khu vực 3 tỉnh giai đoạn 2007-2010

Tỉnh

Phụ tải
TBA 110kV
Phù Yên(*)

2007

2008

2009

2010

Q

Q
Q
Q
P (MW) (MVAr) P (MW) (MVAr) P (MW) (MVAr) P (MW) (MVAr)
8.10

3.90

9.02

Hoàng Thị Hiền - Cao häc HT§ 2004-2006

4.51

10.16

5.08

11.45

5.73


Luận văn thạc sỹ

Yên Bái

17

61.91

16.18

69.46

18.08

77.97

20.23

87.56

22.64

Yên Bái

39.00

5.00

44.01

5.59

49.60

6.30

55.90

7.10

Nghĩ Lộ

12.00

6.00

13.97

6.76

15.75

7.62

17.75

8.59

Thác Bà

1.80

0.80

2.46

1.22

2.46

1.22

2.46

1.22

155.36

54.87

175.09

61.84

197.32

69.69

222.38

78.54

Bắc Việt Trì

49.28

16.49

55.54

18.59

62.59

20.95

70.54

23.61

BÃi Bằng

9.86

5.40

11.11

6.08

12.52

6.86

14.11

7.73

Lâm Thao

12.20

6.12

13.88

6.90

15.65

7.78

17.64

8.77

Đồng Xuân

19.00

4.80

23.15

5.98

26.09

6.74

29.40

7.60

Phú Thọ

7.80

3.78

8.79

4.25

9.90

4.80

11.16

5.40

Việt Trì

55.56

17.77

62.62

20.02

70.57

22.57

79.54

25.43

143.80

54.30

159.20

60.81

174.60

68.11

190.00

76.28

Lập Thạch

6.91

3.25

7.65

3.65

8.40

4.08

9.14

4.57

Vĩnh Tường

9.22

4.34

10.21

4.86

11.19

5.44

12.18

6.10

Vĩnh Yên

82.39

33.30

91.22

37.30

100.04

41.78

108.87

46.79

Phúc Yên

45.27

13.40

50.12

15.01

54.97

16.81

59.82

18.83

361.07

125.35

403.75

140.74

449.89

158.03

499.94

177.46

Phú
Thọ

Vĩnh
Phúc

Tổng cộng

* TBA 110kV Phù Yên thuộc địa phận tỉnh Lai Châu nhưng nhận điện
trực tiếp của TBA 220kV Vĩnh Yên nên được coi là phụ tải của tỉnh Yên Bái.
Kết quả dự báo phụ tải khu vực cho thấy ngay cả khi hệ thống mua điện
Trung Quốc được bổ sung 40MW của 1 tổ máy NMTĐ Thác Bà thì lượng
công suất cung cấp cũng không thể đáp ứng cho toàn bộ phụ tải 3 tỉnh Yên
Bái, Phú Thọ và Vĩnh Phúc.
Trên cơ sở đặc điểm kết lưới của hệ thống điện 110kV hiện có tại khu
vực 3 tỉnh trên, các phụ tải được xem xét cắt ra khỏi hệ thống mua điện Trung
Quốc là những TBA 110kV đang được cung cấp bằng cả 2 hệ thống lưới điện
quốc gia và hệ thống mua điện Trung Quốc:

Hoàng Thị Hiền - Cao học HT§ 2004-2006


Luận văn thạc sỹ

-

18

Phương án 1: Cắt bớt TBA 110kV Yên Bái với công suất dự kiến
39MW trong năm 2007 hiện đang được đấu nối về TBA 220kV
Yên Bái và NMTĐ Thác Bà.

-

Phương án 2: Ngoài TBA 110kV Yên Bái, cắt bớt 1 MBA
40MVA của TBA 110kV Phúc Yên với công suất dự kiến
22.6MW trong năm 2007. TBA 110kV Phúc Yên hiện đang được
đấu nối về TBA 220kV Vĩnh Yên và TBA 110kV Đông Anh.

Cân bằng công suất hệ thống mua điện Trung Quốc theo các phương án
tách lưới được thể hiện chi tiết trong bảng 1.2.5:
Bảng 1.2.5. Cân bằng công suất hệ thống mua điện Trung Quốc
2007

2008

2009

2010

Khả năng cấp từ TQ

300

300

300

300

TĐ Thác Bà (1 tổ)

40

40

40

40

Phương án cấp điện cho toàn bộ 3 tỉnh
Tổng nhu cầu hệ thống

361.1

403.8

449.9

499.9

Cân bằng thừa (+) thiếu (-)

-21.07

-63.75

-109.9

-159.9

Phương án 1: cắt bớt TBA 110kV Yên Bái
TBA 110kV Yên Bái

-39

-44

-49.6

-55.8

Tổng nhu cầu hệ thống

322.07

359.74

400.29

444.14

Cân bằng thừa (+) thiếu (-)

17.93

-19.74

-60.29

-104.1

Phương án 2: cắt bớt 1 MBA 40MVA của TBA 110kV Phúc Yên

MBA 40MVA trạm Phúc Yên

22.64

25.06

27.48

29.91

Tổng nhu cầu hệ thống

299.43

334.68

372.81

414.23

Cân bằng thừa (+) thiếu (-)

40.57

5.32

-32.81

-74.23

Bảng 1.2.6. Thông số các đường dây trong hệ thống theo phương án 2
STT

Điểm đầu

Điểm cuối

Chiều dài
km

Số
mạch

Dây dẫn

Ro

Xo

Bo

/km

/km

/km

1

XinQiao

Lào Cai220

88

2

AC300

0.078

0.42

2.74

2

Lào Cai220

Yên Bái220

133

2

AC400

0.078

0.42

2.74

Hoàng Thị Hiền - Cao häc HT§ 2004-2006


Luận văn thạc sỹ

19

3

Yên Bái220

Việt Trì220

79

2

AC500

0.061

0.413

2.74

4

Vĩnh Yên
220

Việt Trì220

42

1

AC500

0.061

0.413

2.74

5

Yên Bái
110

Rẽ Phù Yên

46

1

AC185

0.162

0.413

2.75

6

Phù Yên

Rẽ Phù Yên

15

1

AC185

0.162

0.413

2.75

7

Nghĩa Lộ

Rẽ Phù Yên

25

1

AC185

0.162

0.413

2.75

8

Yên Bái
110

Yên Bái

10

1

AC185

0.162

0.413

2.75

9

Yên Bái
110

Thác Bà

10

1

AC185

0.162

0.413

2.75

10

Thác Bà

Đồng Xuân

41.7

1

AC185

0.162

0.413

2.75

11

Rẽ Phú Thọ

Đồng Xuân

18

1

AC185

0.162

0.413

2.75

12

Rẽ Phú Thọ

Phú Thọ

7.5

1

AC185

0.162

0.413

2.75

13

Rẽ Phú Thọ

Đồng Xuân

16.5

1

AC185

0.162

0.413

2.75

14

Lâm Thao

BÃi Bằng

10

1

AC185

0.162

0.413

2.75

15

Việt Trì110

BÃi Bằng

7

1

AC185

0.162

0.413

2.75

16

Việt Trì110

Bắc Việt Trì

2.5

2

AC185

0.162

0.413

2.75

17

Việt Trì110

Lập Thạch

13.8

1

AC185

0.162

0.413

2.75

18

Việt Trì

Bắc Việt Trì

9

1

AC185

0.162

0.413

2.75

19

Việt Trì

Vĩnh Tường

15

1

AC185

0.162

0.413

2.75

20

Vĩnh Yên
110

Vĩnh Yên

12

1

AC185

0.162

0.413

2.75

21

Vĩnh Yên

Vĩnh Tường

15

1

AC185

0.162

0.413

2.75

Bảng 1.2.7. Thông số máy biến áp trong hệ thống theo phương án 2
STT

TBA

Tỉnh

Điện áp
kV

Số máy

Uk%

Công
suất
MVA

C-T

C-H

T-H

1

Yên Bái 220

Yên Bái

220/110/22

2

125

11.8

20

32

2

Việt Trì220

Phú Thọ

220/110/10

2

125

11.8

20

32

3

Vĩnh Yên

220

Vĩnh Phúc

220/110/10

1

125

11.8

20

32

4

Phù Yên

Sơn La

220/110/22

1

16

11.1

21.5

8.9

5

Nghĩa Lộ

Yên Bái

110/35/10

1

16

11.1

21.5

8.9

6

Yên Bái

Yên Bái

110/35/22

2

25

9.6

19.6

8.4

Hoàng Thị Hiền - Cao häc HT§ 2004-2006


Luận văn thạc sỹ

20

7

Bắc Việt Trì

Phú Thọ

110/35/22

1

40

10.1

8

BÃi Bằng

Phú Thọ

110/6

2

25

12

16.8

7.0

9

Lâm Thao

Phú Thọ

110/35/6

2

16

10.5

17.4

6.3

10

Đồng Xuân

Phú Thọ

110/35/22

1

25

9.6

19.6

8.4

11

Phú Thọ

Phú Thọ

110/35/22

1

25

9.6

19.6

8.4

12

Việt Trì

Phú Thọ

110/35/6

1

20

10.1

16.8

7.0

2

40

10.1

16.8

7.0

13

Lập Thạch

Vĩnh Phúc

110/35/22

1

16

11.1

21.5

8.9

14

Vĩnh Tường

Vĩnh Phúc

110/35/22

1

16

10.5

17.4

6.3

15

Vĩnh Yên

Vĩnh Phúc

110/35/10

2

63

10.5

17.0

3.0

16

Phúc Yên

Vĩnh Phúc

110/35/22

2

40

10.1

16.8

7.0

Kết quả cân bằng công suất cho thấy trong phương án 2, hệ thống mua
điện Trung Quốc được đảm bảo cấp điện với độ an toàn tin cậy cao. Trong
trường hợp phụ tải tăng cao sau các năm hoặc lượng công suất phía Trung
Quốc giảm (từ 300MW xuống 250MW), MBA 40MVA còn lại của TBA
110kV Phúc Yên sẽ được tách khỏi hệ thống mua điện với độ linh hoạt vận
hành cao.
Do vậy, kiến nghị phương án 2 là phương án lựa chọn để tách lưới mua

điện của Trung Quốc trên hệ thống 220kV.
Sơ đồ nối lưới của phương án: Xem hình vẽ 1.1.

Hoàng Thị Hiền - Cao häc HT§ 2004-2006


Luận văn thạc sỹ

21

Chương 2: Nghiên cứu các phương pháp tính
chế độ xác lập của lưới điện và các phương
pháp nâng cao khả năng tải của lưới điện
2.1. Các phương pháp tính chế độ xác lập của lưới điện
Hiện nay có rất nhiều các phương pháp được sử dụng để giải các
phương trình chế độ xác lập của hệ thống điện, nhưng trong thực tế, các
phương pháp lặp được sử dụng phổ biến nhất. Phương pháp lặp cho phép tìm
được lời giải của hệ phương trình với độ chính xác cho trước. Giải chính xác
trong trường hợp dùng các phương pháp lặp về lý thuyết chỉ có thể nhận được
khi quá trình tính lặp là vô cùng.
2.1.1. Phương pháp Gauss Seidel
Phương pháp lặp Gauss Seidel có tốc độ hội tụ khá nhanh, vì vậy
phương pháp này được áp dụng khá phổ biến. Nội dung chính của phương
pháp Gauss Seidel có thể mô tả như sau:
Xấp xỉ tính được của ẩn (i - 1) ở bước lặp thứ (k+1) là xi(k1+1) ®­ỵc sư
dơng ngay ®Ĩ tÝnh xÊp xØ cđa Èn i tiếp theo ở bước lặp thứ (k+1) là xi( k +1) . Nói
một cách khác, xấp xỉ nhận được của ẩn x1 ở bước lặp thứ (k+1) được dùng
ngay để tính các xấp xỉ ở bước lặp thứ (k+1) của các ẩn x2, x3 và v.v...
Như vậy, quá trình lặp Gauss Seidel được tiến hành theo các biểu thức
sau:

= C 21 x1( k +1) + C 23 x3( k ) + d 2 

= C31 x1( k +1) + C32 x2( k +1) + d 3 

x1( k +1) = C12 x2( k ) + C13 x3( k ) + d1
x2( k +1)
x3( k +1)

Hoàng Thị Hiền - Cao học HT§ 2004-2006

(2.1)


Luận văn thạc sỹ

22

Tổng quát, đối với hệ phương trình bËc n, xÊp xØ cđa Èn i ë b­íc lỈp thứ
(k+1) là xi( k +1) được tính theo biểu thức:
i −1

n

j =1

j =i +1

xi( k +1) = ∑ Cij x (jk +1) + ∑ Cij x (jk ) + d i

(2.2)

Quá trình lặp sẽ kết thúc nếu như sự khác nhau của tất cả các ẩn giữa
hai bước lặp liên tiếp nhỏ hơn một số đà cho:
xi( k +1) xi( k ) < ε

(2.3)

HiƯn nay, ta hay sư dơng phương pháp lặp Gauss Seidel để giải các
phương trình điện ¸p nót trong hƯ thèng ®iƯn. XÐt hƯ thèng ®iƯn có ba nút, nút
1 là nút cân bằng công suất trong hệ thống. Điện áp nút 1 đà biết môđun U1
và góc pha 1. Ngoài ra, cho biết công suất tác dụng và phản kháng chạy vào
.

.

nút 2 và 3 lµ S 2 = P2 + jQ2 vµ S 3 = P3 + jQ3 .
Các phương trình điện áp đối với các nút 2 và 3 được biểu diễn như sau:
.

U2 =


.
.
.
.
1  P2 − jQ2


−
(
Y
21 U 1 + Y 23 U 3 ) 
*
.

Y 22  U 2

(2.4)

T­¬ng tù có thể viết được phương trình điện áp đối với nót 3:
.

U3 =


.
.
.
.
1  P3 − jQ3

−
+
)
(
U
U
Y

Y
32
31
2 
1
*
.


Y 33  U 3

(2.5)

Giải theo thuật toán lặp Gauss Seidel dựa trên công suất tác dụng
.

.

và phản kháng đà cho ở các nút 2 và 3, điện áp nút cân bằng U 1 = U 1 1 , và
* (o)

* (o)

các xấp xỉ điện áp ban đầu U 2 và U 3 ở các nút khác.
. (1)

Giải phương trình (2.4) sẽ nhận được U 2 ở bước lặp thứ nhất:
. (1)

U2

.
.
. (o) 
.
1  P2 − jQ2
= .
− (Y 21 U 1 + Y 23 U 3 )
 * (o)

Y 22 U 2


Hoàng Thị Hiền - Cao học HTĐ 2004-2006

(2.6)


Luận văn thạc sỹ

23

. (1)

Thay U 2 vào phương trình (2.5), chúng ta sẽ tìm được giá trị điện áp ở
bước lặp thứ nhất đối với nút 3:
. (1)

U3

.
.
.
. (1) 
1  P3 − jQ3
= .
− (Y 31 U 1 + Y 32 U 2 )
 * (o)

Y 33  U 3


(2.7)

Đối với hệ thống điện có n nút (trừ nút cơ sở), phương trình tổng quát
để tính điện áp ở nút bất kỳ i khi đà biết công suất tại nút i là Pi và Qi có dạng
như sau:
. ( k +1)

Ui

=


n .
. (k ) 
1  Pi − jQi i −1 . . ( k +1)
−

−
Y
U
Y
U
ij
ij
j 
j
∑
∑
.

 * (k )
j =1
j =i +1
Y ii  U i


(2.8)

trong ®ã ký hiƯu (k+1) vµ (k) lµ sè thø tù b­íc lặp.
Phương trình (2.8) chỉ áp dụng cho các nút đà biết được công suất tác
dụng và phản kháng.
2.1.2. Phương pháp Newton Raphson
Phương pháp Newton Raphson được sử dụng rất phổ biến để giải các
phương trình dòng công suất của các hệ thống trong giai đoạn hiện nay. Khai
triển chuỗi Taylor ®èi víi hµm sè cã hai hay nhiỊu biÕn lµ cơ sở của phương
pháp Newton Raphson.
Để đơn giản, chúng ta nghiên cứu phương pháp giải bài toán chỉ có hai

phương trình và hai ẩn.
Xét hệ có hai phương trình và hai Èn sau:
f1 ( x1 , x2 ) = 0 

f 2 ( x1 , x2 ) = 0

(2.9)

Gi¶ thiÕt rằng, các xấp xỉ ban đầu của các ẩn x1, x2 được chọn là x1( o ) và
x2( o ) . Chóng ta ký hiƯu c¸c hiƯu chØnh ∆x ( o ) và x ( o ) là các giá trị sau khi cộng
1
2

Hoàng Thị Hiền - Cao học HTĐ 2004-2006


Luận văn thạc sỹ

24

với x1( o ) và x2( o ) tương ứng sẽ cho lời giải chính xác của bài toán. Do đó có thể
viết:
f1 ( x1( o ) + ∆x1( o ) , x2( o ) + ∆x2( o ) ) = 0

(2.10)

f 2 ( x1( o ) + ∆x1( o ) , x 2( o ) + x 2( o ) ) = 0

(2.11)

Khai triển các phương trình (2.10) và (2.11) xung quanh các xấp xỉ ban
đầu chóng ta cã:
f1 ( x1( o ) , x 2( o ) + ∆x1( o ) (

∂f1 ( o )
∂f
) + ∆x 2( o ) ( 1 ) ( o ) + ...) = 0
∂x1
∂x 2

f 2 ( x1( o ) , x 2( o ) + ∆x1( o ) (

trong ®ã ký hiƯu (

∂f 2 ( o )
∂f
) + ∆x 2( o ) ( 2 ) ( o ) + ...) = 0
∂x1
∂x 2

(2.12)
(2.13)

∂f1 ( o )
) chØ ra rằng, đạo hàm riêng cần phải tính đối với
x1

các xấp xØ cđa x1( o ) vµ x2( o ) . Các số hàng khác như thế được tính tương tự.
Nếu như bỏ qua các đạo hàm riêng bậc lớn hơn 1, chúng ta có thể viết
các phương trình (2.12) và (2.13) ở dạng vectơ:

f ( o ) + J ( o ) .∆x ( o ) = 0

(2.14)

B©y giê chóng ta đưa vào các ma trận và các vectơ, đồng thời viết các
kết quả cho trường hợp tổng quát như sau:

J (o)

 f1 ( x) ( o ) 
∂f1 ( o ) 
 ∂f1 ( o )
∆x1( o ) .
(
)
....(
)


 ∂x

∂xn


.

 1

.
o

(o)
(
)


 ; ∆x =
= ............................  ; f = .
.





.
f
f
∂
∂


o
o
(
)
(
)


n
n

( ) ....(
(o)
) 
∆x n 
 f ( x) ( o )
x1

xn
n


(2.15)

trong đó ma trận các đạo hàm riêng được gọi là ma trận Jacobian J và
trong trường hợp này J(o) chỉ ra rằng, các xấp xỉ ban đầu x1( o ) , x2( o ) ,..., xn(o ) được
dùng để tính các đạo hàm riêng.
Từ phương trình (2.14) nhận được:

Hoàng Thị Hiền - Cao học HTĐ 2004-2006


Luận văn thạc sỹ

25

[ ]

x ( o ) = J ( o )

1

. f (o)

(2.16)

Giải phương trình (2.16) sẽ tìm được các giá trị x1( o ) , x2( o ) ,..., xn(o ) . Các
giá trị x (o ) được cộng với các xấp xỉ ban đầu x (o) để nhận được các xấp xỉ
mới x (1):
x (1) = x ( o ) + ∆x ( o )

(2.17)

ë mỗi bước của quá trình lặp cần tiến hành giải hệ phương trình sau:

[ ]

x ( k ) = J ( k )

−1

. f (k )

(2.18)

C¸c xÊp xØ tiÕp theo của các ẩn có giá trị:
x ( k +1) = x ( k ) + ∆x ( k )

(2.19)

Qu¸ trình lặp sẽ kết thúc nếu như tất cả các hiệu chỉnh nhỏ hơn một giá

trị cho trước, nghĩa là:
xi(k ) <

(2.20)

Phương pháp Newton Raphson hội tụ nhanh hơn các phương pháp
Gauss và Gauss Seidel. Bây giờ chúng ta sử dụng phương pháp Newton
Raphson để giải các phương trình dòng công suất đối với hệ thống điện có n
nút (trừ nút cơ sở). Công suất tác dụng và phản kháng đà cho của mỗi một
trong (n-1) nút của hệ thống là Pi,d và Qi, d. Nút cân bằng thứ n có các giá trị
đà biết của điện áp là Un và n, và mỗi một trong các nút khác của hệ thống
có hai biến là Ui và i được sử dụng để tính dòng công suất.
.

Nếu như đường dây nối giữa nút i và nút j có tổng dẫn nèi tiÕp lµ Y ij :
.

.

.

Y ij = Y ij ∠θ ij = Y ij cosθ ij + j sin ij = Gij + jBij

(2.21)

Điện áp ở nút i được biểu diễn ở dạng sau:
.

.

U i = U i ∠δ i = U i (cos δ i + j sin i )

Hoàng Thị Hiền - Cao học HTĐ 2004-2006

(2.22)


Luận văn thạc sỹ

26

Chúng ta ký hiệu Pi và Qi là công suất tác dụng và phản kháng ở nút
thứ i của hệ thống, công suất phức liên hợp tại nút i được xác định như sau:
n

*

.

.

Pi jQi = U i ∑ Y ij U i

(2.23)

j =1

VËy ta sÏ cã:
n

Pi − jQi = ∑ YijU iU j ∠(θ ij + δ j − δ i )

(2.24)

j =1

Sau khi triÓn khai phương trình và cân bằng các phần thực và ¶o chóng
ta cã:
n

Pi = ∑ YijU iU j cos(θ ij + δ j − δ i )

(2.25)

j =1

n

Qi = −∑ YijU iU j sin (θ ij + δ j − i )

(2.26)

j =1

Cho i bằng j trong các phương trình (2.25) và (2.26), sẽ nhận được:
n

Pi = U i2 Gii + ∑ YijU iU j cos(θ ij + δ j − δ i )

(2.27)

j =1
j ≠i

n

Q i = −U i2 Bii − ∑ YijU iU j sin (θ ij + δ j − δ i )

(2.28)

j =1
j ≠i

Sù kh«ng cân bằng công suất hay là sự khác nhau giữa công suất tác
dụng và phản kháng đà cho và công suất tác dụng và phản kháng tính được ở
bước lặp bất kỳ được xác định theo công thức:
Pi = Pi ,d − Pi ,t

(2.29)

∆Qi = Qi ,d − Qi ,t

(2.30)

trong đó, Pi,d , Qi,d là công suất tác dụng và phản khách đà cho ở nút i,
Pi,t , Qi,t là công suất tác dụng và phản kháng tính được tại nút i theo các
công thức (2.27) và (2.28).

Hoàng Thị Hiền - Cao häc HT§ 2004-2006