Tính toán và đề xuất giải pháp nâng cao độ tin cậy lưới điện phân phối điện lực phú vang thuộc công ty điện lực thừa thiên huế

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

DỖN HỮU HIẾU

C
C

TÍNH TOÁN VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP
NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI
ĐIỆN LỰC PHÚ VANG THUỘC CÔNG TY ĐIỆN
LỰC THỪA THIÊN HUẾ

R
L
T.

DU

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Đà Nẵng - Năm 2019


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

DỖN HỮU HIẾU

TÍNH TOÁN VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP
NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI

ĐIỆN LỰC PHÚ VANG THUỘC CÔNG TY ĐIỆN
LỰC THỪA THIÊN HUẾ

C
C

R
L
T.

DU
Chuyên ngành:
Mã số:

KỸ THUẬT ĐIỆN
85.20.201

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Người hướng dẫn khoa học: TS. TRẦN TẤN VINH

Đà Nẵng - Năm 2019


LỜI CAM ĐOAN
Tơi cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi, có trích dẫn một
số tài liệu chuyên ngành điện và một số tài liệu do các nhà xuất bản ban hành.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được
ai cơng bố trong bất kỳ cơng trình nào khác.
TÁC GIẢ LUẬN VĂN

C
C

DOÃN HỮU HIẾU

DU

R
L
T.


LỜI CẢM ƠN
Tơi xin bảy tỏ lịng kính trọng và lời cảm ơn sâu sắc đến TS Trần Tấn
Vinh người hướng dẫn khoa học đã thường xuyên hướng dẫn, tận tình giúp đỡ
tơi trong suốt q trình thực hiện luận văn.
Xin trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu, các Thầy, Cô giáo Trường Đại học
Bách khoa Đà Nẵng đã giảng dạy, giúp đỡ tơi trong q trình học tập và nghiên
cứu.
Tôi xin trân trọng cảm ơn tất cả.

C
C

R
L
T.

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

DU

DOÃN HỮU HIẾU


TÓM TẮT LUẬN VĂN
Mục tiêu về độ tin cậy cung cấp điện lưới điện phân phối đến năm 2020
của Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế nói chung và Điện lực Phú Vang nói
riêng ngày càng cao nhằm cung cấp điện đảm bảo chất lượng, liên tục. Thực tế
vận hành cho thấy các chỉ tiêu độ tin cậy của lưới điện Điện lực Phú Vang cịn
thấp. Vì vậy, mục tiêu của luận văn là tập trung nghiên cứu giải pháp tính tốn
các chỉ tiêu độ tin cậy của lưới điện phân phối hiện trạng Điện lực Phú Vang
quản lý và đề xuất các giải pháp cụ thể để nâng cao độ tin cậy lưới điện phân
phối Điện lực Phú Vang.
Để thực hiện mục tiêu này, tác giả đã thu thập số liệu sự cố và bảo trì bảo

C
C

dưỡng từ năm 2015-2018 trên lưới điện thuộc Điện lực Phú Vang cũng như của

R
L
T.

các lưới điện có điều kiện tương đồng thuộc Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế
quản lý; phân loại theo từng phần tử; ngun nhân… từ đó tính tốn được cường

DU

độ hỏng hóc; thời gian sửa chữa do sự cố của các phần tử trên lưới điện.
Từ kết quả thống kê trên, tác giả sẽ tính tốn được chỉ tiêu độ tin cậy cung
cấp điện hiện trạng của từng xuất tuyến bằng chương trình PSS/ADEPT. Kết
quả tính tốn là cơ sở để tác giả chọn lựa các xuất tuyến để cải tạo nhằm nâng
cao độ tin cậy gồm các xuất tuyến 472, 474, 476, 478, 480 Huế 3 và xuất tuyến
472, 474 Phú Bài.
Luận văn đã đề xuất các giải pháp bổ sung và thay thế các thiết bị
đóng/cắt, phân đoạn... Bằng chương trình PSS/ADEPT, tác giả sẽ tính toán được
độ tin cậy cung cấp điện sau khi thực hiện các giải pháp nhằm đem lại hiệu quả
cao trong việc nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho khách hàng.


DISSERTATION SUMMARY
The target of reliability of electricity distribution grid to 2020 of Thua
Thien Hue electricity Company in general as well as Phu Vang Station in
particular is increasingly higher and higher in order to provide quality and
continuous electricity. Actual operation shows that the reliability indicators of
the electricity grid of Phu Vang station are still low. Therefore, the objective of
the thesis is to focus on studying the solution of calculating the reliability
indicators of the current distribution grid of Phu Vang Electricity Management
and proposing specific solutions to improve the reliability. Electricity
distribution network at Phu Vang district.

C
C

To accomplish this target, the author collected incident and maintenance

R

L
T.

data from 2015-2018 on the electricity grid of Phu Vang Electricity Company as
well as of the similar conditional power grids of Power Company. Thua Thien

DU

Hue management; classified by each element; causes ... from which the failure
intensity can be calculated; Repair time due to breakdown of elements on the
grid.

From the above statistical results, the author will calculate the current
power supply reliability index of each outgoing route by PSS / ADEPT program.
The calculation result is the basis for the author to choose the outgoing routes
for improvement to improve the reliability including the outgoing 472, 474, 476,
478, 480 Hue 3 and the exported 472, 474 at Phu Bai district.
The thesis proposes additional solutions and replaces switchgear,
segments ... By the PSS/ ADEPT program, the author will calculate the
reliability of power supply after implementing the solutions. solutions to bring
about high efficiency in improving the reliability of electricity supply to
customers.


MỤC LỤC
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1

1.

Lý do chọn đề tài .................................................................................................... 2

2.

Mục đích nghiên cứu .............................................................................................. 5

3.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .......................................................................... 5

4.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu ........................................................................... 5

5.

Phương pháp nghiên cứu ........................................................................................ 5

6.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ................................................................ 6

C
C

R
L
T.

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỘ TIN CẬY VÀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI

DU

ĐIỆN LỰC PHÚ VANG ............................................................................................... 7
1.1. TỔNG QUAN VỀ ĐỘ TIN CẬY .......................................................................... 7
1.1.1.Định nghĩa .............................................................................................................. 7
1.1.2. Các khái niệm chung trong tính tốn độ tin cậy .................................................... 8
1.2. CÁC CHỈ TIÊU ĐỘ TIN CẬY LƯỚI PHÂN PHỐI THEO TIÊU CHUẨN IEEE
1366 16
1.2.1. Các định nghĩa ..................................................................................................... 16
1.2.2. Các chỉ tiêu ngừng cấp điện duy trì ..................................................................... 17
1.3. THỰC TRẠNG ĐTC LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC PHÚ VANG ..... 21
1.3.1. Tổng quan lưới điện phân phối Điện lực Phú Vang ............................................ 21
1.3.2. Thực trạng tình hình thực hiện các chỉ tiêu độ tin cậy của Điện lực Phú Vang .. 28
1.3.3. Đánh giá thực trạng so với yêu cầu ..................................................................... 30
1.3.4. Phân tích nguyên nhân và giải pháp khắc phục ................................................... 31
1.4. KẾT LUẬN.......................................................................................................... 31
CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN ĐỘ TIN CẬY TRONG LƯỚI
ĐIỆN PHÂN PHỐI ...................................................................................................... 33
2.1.

CẤU TRÚC LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ............................................................33


2.1.1. Lưới phân phối không phân đoạn .......................................................................33
2.1.2. Lưới phân phối phân đoạn ..................................................................................33
2.1.3. Lưới phân phối kín vận hành hở .........................................................................33
2.2.

PHƯƠNG PHÁP TÍNH ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ..................34

2.2.1. Phương pháp cấu trúc nối tiếp - song song ........................................................34
2.2.2. Phương pháp lát cắt tối thiểu ..............................................................................36
2.2.3. Phương pháp cây hỏng hóc.................................................................................36
2.2.4. Phương pháp trạng thái .......................................................................................37
2.3.

TÍNH TỐN ĐỘ TIN CẬY BẰNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT ......................45

2.3.1. Giới thiệu phần mềm PSS/ADEPT .......................................................................... 45
2.3.2. Module (DRA) độ tin cậy trong chương trình PSS/ADEPT: ............................... 47

C
C

2.3.3. Tính tốn các chỉ tiêu độ tin cậy lưới phân phối bằng PSS/ADEPT ................... 52
CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN CÁC CHỈ TIÊU ĐỘ TIN CẬY CHO LƯỚI ĐIỆN

R
L
T.

PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC PHÚ VANG BẰNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT ........... 56
3.1. DỮ LIỆU TÍNH TỐN ........................................................................................ 56

DU

3.1.1 Sơ đồ lưới điện ..................................................................................................... 56

3.1.2 Thông số độ tin cậy của các phần tử do sự cố ..................................................... 57
3.1.3 Thông số độ tin cậy của các phần tử bảo trì bảo dưỡng ...................................... 57
3.2. TÍNH TỐN ĐỘ TIN CẬY XUẤT TUYẾN 472 HUẾ 3 .................................. 58
3.2.1 Dữ liệu đầu vào .................................................................................................... 58
3.2.2 Kết quả tính tốn .................................................................................................. 59
3.3. TÍNH TOÁN ĐỘ TIN CẬY XUẤT TUYẾN 474 HUẾ 3 ................................... 60
3.3.1 Dữ liệu đầu vào .................................................................................................... 60
3.3.2 Kết quả tính tốn .................................................................................................. 60
3.4 TÍNH TỐN ĐỘ TIN CẬY XUẤT TUYẾN 476 HUẾ 3 ................................... 62
3.4.1 Dữ liệu đầu vào .................................................................................................... 62
3.4.2 Kết quả tính tốn .................................................................................................. 62
3.5

TÍNH TỐN ĐỘ TIN CẬY XUẤT TUYẾN 478 HUẾ 3 .................................. 63

3.5.1 Dữ liệu đầu vào .................................................................................................... 63
3.5.2 Kết quả tính tốn .................................................................................................. 63
3.6 TÍNH TỐN ĐỘ TIN CẬY XUẤT TUYẾN 480 HUẾ 3 ................................... 65


3.6.1 Dữ liệu đầu vào .................................................................................................... 65
3.6.2 Kết quả tính tốn .................................................................................................. 65
3.7 TÍNH TỐN ĐỘ TIN CẬY XUẤT TUYẾN 472 PHÚ BÀI .............................. 66
3.7.1 Dữ liệu đầu vào .................................................................................................... 66
3.7.2 Kết quả tính tốn .................................................................................................. 66
3.8 TÍNH TỐN ĐỘ TIN CẬY XUẤT TUYẾN 474 PHÚ BÀI .............................. 68
3.8.1 Dữ liệu đầu vào .................................................................................................... 68
3.9 ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC PHÚ VANG .................. 69
3.10 NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ ..................................................................................... 70

CHƯƠNG 4: CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY TRONG LƯỚI

C
C

ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC PHÚ VANG........................................................... 71

R
L
T.

4.1. PHÂN TÍCH CÁC NGUYÊN NHÂN ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐỘ TIN CẬY CỦA
LƯỚI ĐIỆN: .................................................................................................................. 71

DU

4.1.1 Yếu tố ảnh hưởng đến độ tin cậy của lưới điện: .................................................. 71
4.1.2 Nguyên nhân sự cố ảnh hưởng đến độ tin cậy của lưới điện phân phối Điện lực
Phú Vang: ...................................................................................................................... 71
4.2. ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CHO LƯỚI ĐIỆN
PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC PHÚ VANG: ....................................................................... 72
4.2.1 Giải pháp lập kế hoạch bảo dưỡng thiết bị. ......................................................... 72
4.2.2 Giải pháp lựa chọn phương thức kết lưới cơ bản ................................................ 74
4.2.3 Giải pháp đồng bộ hóa trên thiết bị: .................................................................... 75
4.2.4 Giải pháp phân đoạn đường dây: ......................................................................... 76
4.2.5 Giải pháp tự động hóa lưới điện phân phối ......................................................... 77
4.2.6 Giải pháp quản lý vận hành ................................................................................. 81
4.3. ÁP DỤNG CHO LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC PHÚ VANG ................ 83
4.3.1 Lắp đặt bổ sung các dao cách ly, LBS phân đoạn và FCO đầu nhánh rẽ............ 84
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................... 101

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................... 103


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BTBD

: Bảo trì bảo dưỡng.

CAIDI

: Chỉ số thời gian mất điện trung bình của khách hàng.

CAIFI

: Chỉ số tần suất mất điện trung bình của khách hàng.

DCL

: Dao cách ly.

ĐTC

: Độ tin cậy.

ĐZ

: Đường dây.

EVN

: Tập đồn Điện lực Việt Nam.

EVNCPC: Tổng Cơng ty Điện lực miền Trung.
FCO

: Cầu chì tự rơi.

HTĐ

: Hệ thống điện.

IEEE

: Institute of Electrical and Electronics Engineers (Viện kỹ thuật

C
C

R
L
T.

điện - điện tử).

DU

LĐPP

: Lưới điện phân phối.

MBA

: Máy biến áp.

MC

: Máy cắt.

PT

: Phần tử.

SAIFI

: Chỉ số tần suất mất điện trung bình của hệ thống.

SAIDI

: Chỉ số thời gian mất điện trung bình của hệ thống.

SC

: Sự cố.

TBA

: Trạm biến áp

TBPĐ

: Thiết bị phân đoạn.

TR

: Thời gian trung bình sự cố.

TS

: Thời gian trung bình sửa chữa.

XT

: Xuất tuyến.


DANH MỤC CÁC BẢNG
Số hiệu

Tên bảng

Trang

1.1

Khối lượng Điện lực Phú Vang quản lý

22

1.2

Khối lượng các xuất tuyến 22kV Điện lực Phú Vang quản lý

28

1.3

Kế hoạch EVN CPC giao cho Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế đến
nắm 2020

29

1.4

Thực hiện độ tin cậy của Điện lực Phú Vang năm 2016 -–2019

30

2.1

Thanh ghi dữ liệu độ tin cậy

53

3.1

Thống kê số lượng thiết bị trên lưới điện Điện lực Phú Vang

56

3.2

Thông số độ tin cậy của các phần tử trên LĐPP do sự cố

58

3.3

Thông số độ tin cậy của các phần tử trên LĐPP do BTBD

58

3.4

Kết quả tính tốn độ tin cậy Xuất tuyến 472 Huế 3

59

3.5

Kết quả tính tốn độ tin cậy Xuất tuyến 474 Huế 3

60

3.6

Kết quả tính tốn độ tin cậy Xuất tuyến 476 Huế 3

62

3.7

Kết quả tính tốn độ tin cậy Xuất tuyến 478 Huế 3

63

3.8

Kết quả tính tốn độ tin cậy Xuất tuyến 480 Huế 3

65

3.9

Kết quả tính toán độ tin cậy Xuất tuyến 472 Phú Bài

66

3.10

Kết quả tính tốn độ tin cậy Xuất tuyến 474 Phú Bài

68

3.11

Kết quả tính tốn độ tin cậy cho các xuất tuyến

69

3.12

Kết quả tính tốn độ tin cậy hiện trạng cho tồn bộ lưới phân phối

70

3.13

C
C

R
L
T.

DU

Chỉ tiêu độ tin cậy Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế giao cho Điện
lực Phú Vang năm 2018

70

4.1

Kết quả tính tốn độ tin cậy xuất tuyến 472 Huế 3

84

4.2

Kết quả tính tốn độ tin cậy xuất tuyến 474 Huế 3

85

4.3

Kết quả tính tốn độ tin cậy xuất tuyến 476 Huế 3

87

4.4

Kết quả tính tốn độ tin cậy xuất tuyến 478 Huế 3

89

4.5

Kết quả tính tốn độ tin cậy xuất tuyến 480 Huế 3

91

4.6

Kết quả tính tốn độ tin cậy xuất tuyến 472 Phú Bài

93

4.7

Kết quả tính toán độ tin cậy xuất tuyến 474 Phú Bài

94


4.8
4.9
4.10

Các chỉ tiêu về độ tin cậy của các xuất tuyến sau khi áp dụng giải pháp
Bảng tổng hợp các chỉ tiêu về độ tin cậy của Điện lực Phú Vang hiện
trạng và sau khi thực hiện giải pháp
Bảng so sánh các chỉ tiêu về độ tin cậy của Điện lực Phú Vang

C
C

DU

R
L
T.

96
97
98


DANH MỤC CÁC HÌNH
Số hiệu

Tên hình

Trang

1.1

Đồ thị xác suất

9

1.2

Đường cong cường độ sự cố

12

1.3

Trục thời gian thơng số dịng sự cố

14

1.4

Cầu chì tự rơi

24

1.5

Dao cách ly

25

1.6

Dao cắt phụ tải 3 pha LBS kiểu kín

26

1.7

Recloser của Schneider và tủ điều khiển Nulec U27

27

2.1

Lưới phân phối không phân đoạn

33

2.2

Lưới phân phối phân đoạn

2.3

Lưới phân phối kín vận hành hở

2.4

Sơ đồ tin cậy các phần tử nối tiếp

34

2.5

Sơ đồ tin cậy các phần tử song song

35

2.6

Sơ đồ trạng thái 1

39

2.7

Sơ đồ trạng thái 2

41

2.8

Giao diện phần mềm PSS/ADEPT

46

2.9

Sơ đồ áp dụng triển khai PSS/ADEPT

47

2.10

Thẻ DRA

48

2.11

Vẽ sơ đồ lưới điện đơn giản

48

2.12

Thẻ Switch Properties thiết bị

49

2.13

Nhập số liệu đầu vào DRA Switch

49

2.14

Thẻ line Properties

50

2.15

Nhập số liệu đầu vào DRA Line

51

2.16

Thẻ Static Load Properties

51

2.17

Nhập số liệu đầu vào DRA Load

52

2.18
3.1

C
C

R
L
T.

DU

Sơ đồ khối tính tốn các chỉ tiêu độ tin cậy bằng phần mềm
PSS/ADEPT
Kết quả tính toán độ tin cậy Xuất tuyến 472 Huế 3 sự cố

33
34

55
59


1
Số hiệu

Tên hình

Trang

3.2

Kết quả tính tốn độ tin cậy Xuất tuyến 472 Huế 3 BTBD

60

3.3

Kết quả tính tốn độ tin cậy Xuất tuyến 474 Huế 3 sự cố

61

3.4

Kết quả tính toán độ tin cậy Xuất tuyến 474 Huế 3 BTBD

61

3.5

Kết quả tính tốn độ tin cậy Xuất tuyến 476 Huế 3 sự cố

62

3.6

Kết quả tính tốn độ tin cậy Xuất tuyến 476 Huế 3 BTBD

63

3.7

Kết quả tính tốn độ tin cậy Xuất tuyến 478 Huế 3 sự cố

64

3.8

Kết quả tính toán độ tin cậy Xuất tuyến 478 Huế 3 BTBD

64

3.9

Kết quả tính tốn độ tin cậy Xuất tuyến 480 Huế 3 sự cố

65

3.10

Kết quả tính tốn độ tin cậy Xuất tuyến 480 Huế 3 BTBD

66

3.11

Kết quả tính tốn độ tin cậy Xuất tuyến 472 Phú Bài sự cố

67

3.12

Kết quả tính toán độ tin cậy Xuất tuyến 472 Phú Bài BTBD

67

3.13

Kết quả tính tốn độ tin cậy Xuất tuyến 474 Phú Bài sự cố

68

3.14

Kết quả tính tốn độ tin cậy Xuất tuyến 474 Phú Bài BTBD

69

4.1

Các thiết bị của hệ thống DAS giai đoạn 1

78

4.2

Kết quả tính tốn độ tin cậy Xuất tuyến 472 Huế 3 sự cố

84

4.3

Kết quả tính tốn độ tin cậy Xuất tuyến 472 Huế 3 BTBD

85

4.4

Kết quả tính tốn độ tin cậy Xuất tuyến 474 Huế 3 sự cố

86

4.5

Kết quả tính tốn độ tin cậy Xuất tuyến 474 Huế 3 BTBD

86

4.6

Kết quả tính tốn độ tin cậy Xuất tuyến 476 Huế 3 sự cố

87

4.7

Kết quả tính tốn độ tin cậy Xuất tuyến 476 Huế 3 BTBD

88

4.8

Kết quả tính tốn độ tin cậy Xuất tuyến 478 Huế 3 sự cố

89

4.9

Kết quả tính tốn độ tin cậy Xuất tuyến 478 Huế 3 BTBD

90

4.10

Kết quả tính tốn độ tin cậy Xuất tuyến 480 Huế 3 sự cố

91

4.11

Kết quả tính tốn độ tin cậy Xuất tuyến 480 Huế 3 BTBD

92

4.12

Kết quả tính tốn độ tin cậy Xuất tuyến 472 Phú Bài sự cố

93

4.13

Kết quả tính tốn độ tin cậy Xuất tuyến 472 Phú Bài BTBD

94

4.14

Kết quả tính tốn độ tin cậy Xuất tuyến 474 Phú Bài sự cố

95

4.15

Kết quả tính tốn độ tin cậy Xuất tuyến 474 Phú Bài BTBD

95

R
L
.

T
U

D

C
C


2

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài

Do đặc điểm địa lý cũng như sự phân bố dân cư của tỉnh Thừa Thiên Huế nói
chung, Điện lực Phú Vang nói riêng trải dài dọc theo bờ biển nên đặc điểm của lưới
điện phân phối 22kV được phân bố trên diện rộng, bán kính cấp điện lớn, phụ tải
khơng tập trung, lưới điên đi qua nhiều vùng địa hình có nhiều cây cối, mật độ sét
đánh hằng năm lớn và một số xuất tuyến trung áp chưa có kết nối mạch vịng, kết cấu
lưới điện chưa phù hợp vì vậy số lần mất điện nhiều, thời gian mất điện lớn, thời gian
xử lý sự cố kéo dài.
Theo xu thế hội nhập, yêu cầu đảm bảo chất lượng cung cấp điện đối với các
Cơng ty Điện lực ngày càng cao, ngồi các u cầu về điện áp, tần số còn yêu cầu về

C
C

cấp điện an toàn và liên tục, nhất là các khách hàng đầu tư nước ngoài.

R
L
T.

Nhằm đảm bảo yêu cầu cung cấp điện an toàn và liên tục cho các nhu cầu về
điện, Bộ Công Thương đã ban hành Thông tư số 39/2015/TT-BCT ngày 18/11/2015 về

DU

Quy định Hệ thống điện phân phối trong đó có quy định về độ tin cậy của lưới điện
phân phối bao gồm:

- Chỉ số về thời gian mất điện trung bình của lưới điện phân phối SAIDI;
- Chỉ số về số lần mất điện trung bình của lưới điện phân phối SAIFI;
- Chỉ số về số lần mất điện thống qua trung bình của lưới điện phân phối MAIFI.

Kế hoạch giao các chỉ tiêu độ tin cậy cung cấp điện đến năm 2020 cho Công ty
Điện lực Thừa Thiên Huế:
Sự cố

Kế
hoạch MAIFI

Bảo trì bảo dưỡng

Sự cố + bảo trì bảo dưỡng

SAIDI

SAIFI

MAIFI

SAIDI

SAIFI

MAIFI

SAIDI

SAIFI

năm

(lần)

(phút)

(lần)

(lần)

(phút)

(lần)

(lần)

(phút)

(lần)

2015

2,08

175

4,4

0,1

1600

6,5

2,18

1775

10,9

2016

1,55

115

3,3

0,04

1170

5,4

1,59

1285

8,7

So với
KH

74,52% 65,71% 75,00%

40,00%

73,13% 83,08% 72,94% 72,39% 79,82%


3
năm
2015
%
2017

1,5

89

3,14

0,04

807

4,86

1,54

896

8

So với
KH
năm

96,77% 77,39% 95,15%

100,00% 68,97% 90,00% 96,86% 69,73% 91,95%

2016
%
2018

1,46

71

2,88

0,03

541

4,57

1,49

612

7,45

So với

C
C

KH
năm

97,33% 79,78% 91,72%

75,00%

R
L
T.

2017
%
2019

1,39

48

So với

DU
2,68

67,04% 94,03% 96,75% 68,30% 93,13%

0,03

346

4,07

1,42

394

6,75

KH
năm

95,21% 67,61% 93,06%

100,00% 63,96% 89,06% 95,30% 64,38% 90,60%

2018
%
2020

1,18

39

2,49

0,03

242

3,66

1,21

281

6,15

So với
KH
năm

84,89% 81,25% 92,91%

100,00% 69,94% 89,93% 85,21% 71,32% 91,11%

2019
%

Cùng với tiến trình ngành Điện chuyển dần sang hoạt động theo cơ chế thị
trường, khách hàng thuộc Điện lực Phú Vang quản lý ngày càng quan tâm và đòi hỏi
cao hơn về chất lượng điện năng và độ tin cậy cung cấp điện.


4

Hiện nay các chỉ tiêu độ tin cậy trên lưới điện thuộc Điện lực Phú Vang còn khá
thấp:
a) Bảng tổng hợp thực hiện chỉ tiêu độ tin cậy Điện lực Phú Vang - Năm 2015
Sự cố 0,4-35kV

Sự cố + CTBTBD

CTBTBD 0,4-35kV

MAIFI

SAIDI

SAIFI

MAIFI

SAIDI

SAIFI

MAIFI

1,462

140,404

3,490

0,0

1.799,54

8,552

1,462

SAIDI

SAIFI

1.939,94 12,042

b) Bảng tổng hợp thực hiện chỉ tiêu độ tin cậy Điện lực Phú Vang - Năm 2016
Sự cố 0,4-35kV

Sự cố + CTBTBD

CTBTBD 0,4-35kV

MAIFI

SAIDI

SAIFI

MAIFI

SAIDI

SAIFI

MAIFI

SAIDI

SAIFI

1,89

85,607

4,185

0,062

1500,19

7

2,007

1645,12

11,13

C
C

R

L
T.

c) Bảng tổng hợp thực hiện chỉ tiêu độ tin cậy Điện lực Phú Vang - Năm 2017
Sự cố 0,4-35Kv

Sự cố + CTBTBD

CTBTBD 0,4-35kV

DU

MAIFI

SAIDI

SAIFI

MAIFI

SAIDI

SAIFI

MAIFI

SAIDI

SAIFI

1,676

67,307

1,153

0,000

564,43

2,831

1,676

631,73

3,98

Chỉ tiêu thực hiện chỉ tiêu độ tin cậy Điện lực Phú Vang - Năm 2018
Sự cố
TT Đơn vị

MAIFI

SAIDI

Tổng

BTBD
SAIFI MAIFI

SAIDI

SAIFI MAIFI

SAIDI

SAIFI

1

TTHPC

2,795

50,6

1,06

0

232,81

1,167

2,795

283,41

2,227

2

ĐLPV

8,984

23,199

0,42

0

322,27

1,89

8,984

345,476

2,319

Để đáp ứng nhu cầu sử dụng điện chất lượng, tin cậy ngày càng cao của khách
hàng cũng như theo định hướng của Tổng Công ty Điện lực miền Trung mục tiêu đến
năm 2020 độ tin cậy trên lưới điện thuộc Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế nói chung,
lưới điện thuộc Điện lực Phú Vang nói riêng phải đạt được kế hoạch giao các chỉ tiêu
độ tin cậy cung cấp điện đến năm 2020 cho Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế nêu
trên.

5
Vì vậy việc tính tốn và đề xuất giải pháp nâng cao độ tin cậy lưới điện phân
phối Điện lực Phú Vang thuộc Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế là vơ cùng cấp
thiết.
2. Mục đích nghiên cứu
- Đề tài tập trung nghiên cứu giải pháp tính tốn các chỉ tiêu độ tin cậy của lưới
điện phân phối hiện trạng Điện lực Phú Vang quản lý.
- Đề xuất các giải pháp cụ thể để nâng cao độ tin cậy lưới điện phân phối Điện
lực Phú Vang.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là các phương pháp tính tốn độ tin cậy của lưới
điện phân phối và các giải pháp nâng cao ĐTC lưới điện phân phối Điện lực Phú

C
C

Vang.

R
L
T.

Phạm vi nghiên cứu của đề tài là đánh giá độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện
phân phối Điện lực Phú Vang.

DU

4. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu

Đề tài đặt ra các mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu chính như sau:
- Nghiên cứu các chỉ tiêu độ tin cậy lưới điện phân phối theo tiêu chuẩn IEEE
1366.
- Nghiên cứu các phương pháp tính tốn độ tin cậy của lưới điện phân phối.
- Nghiên cứu tính tốn các chỉ tiêu độ tin cậy lưới điện phân phối theo tiêu chuẩn
IEEE 1366 bằng phần mềm PSS/ADEPT ứng dụng cho lưới điện phân phối Điện lực
Phú Vang.
- Từ kết quả phân tích, đề xuất các giải pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện
cho hệ thống điện phân phối Điện lực Phú Vang.
5. Phương pháp nghiên cứu
- Kết hợp nghiên cứu lý thuyết với thực nghiệm.
- Phương pháp lý thuyết: Nghiên cứu các tài liệu liên quan đến các phương pháp
tính tốn và các giải pháp nâng cao độ tin cậy cho hệ thống điện phân phối.
- Phương pháp thực nghiệm: Trên cơ sở lý thuyết tính tốn độ tin cậy lưới điện
phân phối và các chỉ tiêu độ tin cậy lưới điện phân phối theo tiêu chuẩn IEEE 1366, sử


6
dụng phần mềm PSS/ADEPT để tính tốn độ tin cây lưới điện phân phối Điện lực Phú
Vang.
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Trước những yêu cầu ngày càng cao về cung cấp điện đảm bảo chất lượng, an
tồn và liên tục, việc tính tốn và đề xuất các giải pháp nâng cao độ tin cậy của lưới
điện phân phối thuộc Điện lực Phú Vang QLVH là yêu cầu rất cần thiết đối với thực tế
hiện nay.
- Thực trạng, hiện nay việc giao chỉ tiêu độ tin cậy cung cấp điện cho các đơn vị
trực thuộc Cơng ty Điện lực Thừa Thiên Huế mang tính kinh nghiệm, định tính, chủ
quan, chưa được tính tốn một cách khoa học.
- Từ kết quả tính tốn của đề tài, qua đó đánh giá được độ tin cậy cung cấp điện

C
C

của lưới điện thuộc Điện lực Phú Vang nhằm định lượng được tính liên tục cung cấp

R
L
T.

điện, từ đó đề xuất những giải pháp hợp lý nhất về mặt kinh tế, kỹ thuật, cũng như
quản lý vận hành; để đảm bảo độ tin cậy lưới điện ngày càng được nâng cao, đáp ứng

DU

nhu cầu phát triển chung của xã hội.
7. Cấu trúc của luận văn

Căn cứ và mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu, đề tài được đặt tên như sau:
“TÍNH TỐN VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY LƯỚI
ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC PHÚ VANG THUỘC CÔNG TY ĐIỆN LỰC
THỪA THIÊN HUẾ”
Bố cục đề tài dự kiến chia làm 4 chương như sau:
Chương 1: Tổng quan về độ tin cậy và lưới điện phân phối Điện lực Phú Vang
Chương 2: Các phương pháp tính tốn độ tin cậy trong lưới điện phân phối
Chương 3: Tính tốn các chỉ tiêu độ tin cậy cho lưới điện phân phối Điện lực Phú
Vang bằng phần mềm PSS/ADEPT.
Chương 4. Các giải pháp nâng cao độ tin cậy cho lưới điện phân phối Điện lực
Phú Vang.

7

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ ĐỘ TIN CẬY VÀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN
LỰC PHÚ VANG
1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỘ TIN CẬY
1.1.1 Định nghĩa
Độ tin cậy là chỉ tiêu then chốt trong sự phát triển kỹ thuật, đặc biệt là khi xuất
hiện những hệ thống phức tạp nhằm hoàn thành những chức năng quan trọng trong các
lĩnh vực công nghiệp khác nhau.
Độ tin cậy của phần tử hoặc cả hệ thống được đánh giá một cách định lượng dựa
trên hai yếu tố cơ bản: tính làm việc an tồn và tính sửa chữa được.

C
C

Độ tin cậy của hệ thống điện được hiểu là khả năng của hệ thống đảm bảo việc

R
L
T.

cung cấp đầy đủ và liên tục điện năng cho các hộ tiêu thụ với chất lượng hợp chuẩn.
Độ tin cậy của các phần tử là yếu tố quyết định độ tin cậy của hệ thống. Có hai

DU

loại phần tử: phần tử không phục hồi và phần tử phục hồi. Trong hệ thống điện thì các
phần tử được xem là các phần tử phục hồi. Với hệ thống nói chung và hệ thống điện
nói riêng độ tin cậy được định nghĩa chung có tính chất kinh điển như sau:

Độ tin cậy là xác suất làm việc tốt của một thiết bị trong một chu kỳ dưới các
điều kiện vận hành đã được thử nghiệm.
Đối với hệ thống điện, độ tin cậy được đánh giá thông qua khả năng cung cấp
điện liên tục và đảm bảo chất lượng điện năng.
Như vậy độ tin cậy ln gắn với việc hồn thành một nhiệm vụ cụ thể trong
khoảng thời gian nhất định và trong một hoàn cảnh cụ thể nhất định.
Hệ thống điện là hệ thống phục hồi, nên khái niệm về khoảng thời gian xác định
khơng cịn mang ý nghĩa bắt buộc vì hệ thống làm việc liên tục. Do vậy độ tin cậy
được đo bởi một đại lượng thích hợp hơn đó là độ sẵn sàng.
Độ sẵn sàng là xác suất để hệ thống hay phần tử hoàn thành hoặc sẵn sàng hoàn
thành nhiệm vụ trong thời điểm bất kỳ.
Độ sẵn sàng cũng là xác suất để hệ thống ở trạng thái tốt trong thời điểm bất kỳ
và được tính bằng tỉ số giữa thời gian hệ thống ở trạng thái tốt và tổng thời gian hoạt


8
động. Ngược lại với độ sẵn sàng là độ không sẵn sàng, đó là xác suất để hệ thống hay
phần tử ở trạng thái hỏng.
Đối với hệ thống điện, độ sẵn sàng (hay độ tin cậy) hoặc độ không sẵn sàng chưa
đủ để đánh giá độ tin cậy trong các bài tốn cụ thể, do đó phải sử dụng thêm nhiều chỉ
tiêu khác cũng có tính xác suất để đánh giá.
1.1.2 Các khái niệm chung trong tính tốn độ tin cậy
1.1.2.1 Các chỉ tiêu độ tin cậy các phần tử
Các chỉ tiêu độ tin cậy lưới phân phối được đánh giá khi dùng 3 khái niệm cơ
bản, đó là cường độ mất điện trung bình λ (do sự cố hoặc theo kế hoạch), thời gian
mất điện (sửa chữa) trung bình t, thời gian mất điện hằng năm trung bình T của phụ
tải.

C
C

1.1.2.2 Đối với phần tử không phục hồi

R
L
T.

Phần tử không phục hồi chỉ làm việc cho đến lần hỏng đầu tiên. Thời gian làm
việc của phần tử từ lúc bắt đầu hoạt động cho đến khi hỏng hay còn gọi là thời gian

DU

phục vụ (là đại lượng ngẫu nhiên), vì thời điểm hỏng của phần tử là ngẫu nhiên khơng
biết trước.

a . Thời gian vận hành an tồn .

Giả sử ở thời điểm t = 0 phần tử bắt đầu làm việc và đến thời điểm t =  phần tử bị
sự cố, khoảng thời gian t =  được gọi là thời gian làm việc an toàn của phần tử.  là
một đại lượng ngẫu nhiên có thể nhận mọi giá trị trong khoảng 0    .
Giả thiết trong khoảng thời gian khảo sát t, phần tử xảy ra sự cố với xác suất Q(t).
Khi đó ta có hàm phân bố:
Q(t) = P { < t}

(1.1)

Nghĩa là phần tử bị sự cố trong khoảng thời gian t vì P{ < t} là xác suất phần tử
làm việc an toàn trong khoảng thời gian  nhỏ hơn khoảng thời gian khảo sát t. Giả
thiết Q(t) liên tục và tồn tại một hàm mật độ xác suất q(t) được xác định theo biểu thức
sau:

q(t) 

dQ(t)
dt

(1.2)


9

1
P(t  τ  t  Δt)
Δt
Δt  0

q(t) = lim

(1.3)

t
Q(t)   q(t) dt
0

(1.4)

Từ đó ta có:
Q(0) = 0 ; Q(  ) =1
b. Độ tin cậy của phần tử
Bên cạnh hàm phân phối Q(t) mô tả xác suất sự cố của phần tử, thường sử dụng

C
C

hàm P(t) để mô tả độ tin cậy của phần tử theo định nghĩa:
P(t) = 1-Q(t) = P( > t)

R
L
T.

(1.5)

Như vậy P(t) là xác suất để phần tử vận hành an toàn trong khoảng thời gian t, vì

DU

thời gian làm việc an tồn của phần tử  > t
Từ (1-5) và (1-6) ta có:


P(t)   q(t)dt
t
'
P (t)  q(t)

(1.6)

Từ đó ta có : Q(  ) =1 ; P(  ) = 0.
Đồ thị xác suất P(t) và Q(t) được vẽ trên hình (1.1)

P(t),Q(t)

1
Q(t)
P(t)
t

Hình 1.1: Đồ thị xác suất


10
c. Cường độ sự cố (t)
(t) là một trong những khái niệm cơ bản quan trọng khi nghiên cứu độ tin cậy.
Với t đủ nhỏ thì (t).(t) chính là xác suất để phần tử đã phục vụ đến thời điểm t sẽ
bị sự cố trong khoảng thời gian t tiếp theo. Hay nói cách khác đó là số lần sự cố trong
một đơn vị thời gian trong khoảng thời gian t.

1
P(t  τ  t  Δt)/τ  t)
Δt
Δt  0

λ(t) = lim

(1.7)

P(t <   t+t /  > t ): Là xác suất để phần tử bị sự cố trong khoảng thời
gian từ t đến (t+ t) với điều kiện phần tử đó đã làm việc tốt đến thời điểm t.
Gọi A là sự kiện phần tử bị sự cố trong khoảng thời gian từ t đến t.

C
C

B là sự kiện phần tử đã làm việc tốt đến thời điểm t.

R
L
T.

Theo lý thuyết xác suất, xác suất giao giữa 2 sự kiện A và B là: P(AB) =
P(A).P(B/A) = P(B).P(A/B)
Hay là :

DU

P(A/B) =

P(A  B)
P(B)

Vì B A nên AB = A
 P(A/B) =

P(A)
P(B)

Như vậy ta có:
P(t <  t+t/ > t ) =

P(t  τ  t  Δt)

P(τ  t)

1 P(t  τ  t  Δt)
.
Δt
P(τ  t)
Δt  0

 λ(t)  lim

λ(t)  lim

1
1
.P(t  τ  t  Δt).
Δt
P(τ  t)

Δt  0

(t) =

q(t)
q(t)

P(t) 1  Q(t)

(1.8)

11
Công thức (1.9) cho ta quan hệ giữa 4 đại lượng: Cường độ sự cố (t), hàm mật độ
q(t), hàm phân bố Q(t), và độ tin cậy P(t).
Theo (1.7) ta đã có :

dP(t)
 λ(t).P(t)
dt

P’(t) = - q(t) = -  (t).P(t) =>

dP(t)
 λ(t).dt
P(t)
t dP(t)
t
   λ(t).dt  lnP(t)  lnP(0)  lnP(t).

0 P(t)
0
Vì lnP(0) = 0 (do P(0) = 1)

t
  λ(t)dt
P(t)  e 0



C
C

(1.9)

R
L
T.

Đây là công thức cơ bản cho phép tính được độ tin cậy của phần tử không phục hồi

DU

khi đã biết cường độ sự cố, còn cường độ sự cố này được xác định nhờ phương pháp
thống kê quá trình sự cố của phần tử trong quá khứ.
Đối với HTĐ thường sử dụng điều kiện:
(t) =  = hằng số (thực tế nhờ BQĐK)
Do đó: P(t) = e-t
Q(t) = 1-e-t
q(t) =  .e-t
Một trong những lĩnh vực cần quan tâm khi nghiên cứu độ tin cậy của phần tử
(hoặc của hệ) là xác định quan hệ của cường độ sự cố  theo thời gian.
Theo nhiều số liệu thống kê thấy rằng quan hệ của cường độ sự cố với thời gian
thường có dạng như hình vẽ sau:


12

Thời điểm bảo dưỡng

λ(t)

λ(t)

(2)

tb

(1)
II

I

III

t

t

Hình 1.1a

Hình 1.1b

C
C

Hình 1.2: Đường cong cường độ sự cố

Đường cong cường độ sự cố được chia làm 3 giai đoạn (hình 1.2a).

R
L

T.

- Miền I: Mơ tả giai đoạn chạy thử của phần tử. Những sự cố ở giai đoạn này
thường do chế tạo, vận chuyển. Tuy giá trị (t) ở giai đoạn này cao nhưng thời gian

DU

kéo dài nhỏ. Nhờ chế tạo và nghiệm thu có chất lượng, giá trị cường độ sự cố trong
giai đoạn này có thể giảm nhiều.

- Miền II: Mơ tả giai đoạn sử dụng bình thường của phần tử. Đây cũng là giai đoạn
chủ yếu của tuổi thọ phần tử. Ở giai đoạn này, các sự cố thường xảy ra ngẫu nhiên, đột
ngột do nhiều nguyên nhân khác nhau, vì vậy thường giả thiết cường độ sự cố bằng
hằng số.
- Miền III: Mô tả giai đoạn làm việc của phần tử khi đã già cỗi. Khi này những sự
cố thường xảy ra ngẫu nhiên cịn do tính tất yếu của hiện tượng thoái hoá, già cỗi. Giá
trị cường độ sự cố trong giai đoạn này là hàm tăng theo thời gian (xảy ra sự cố khi t
tiến đến vô cùng).
Đối với các phần tử phục hồi như ở hệ thống điện, các phần tử này có các bộ phận
ln bị già hóa nên (t) ln là hàm tăng nên phải áp dụng các biện pháp bảo dưỡng
định kỳ (BDĐK) để phục hồi độ tin cậy của phần tử. Sau khi bảo dưỡng định kỳ, phần
tử lại có độ tin cậy như ban đầu. Bảo dưỡng định kỳ làm cho cường độ sự cố có giá trị
quanh một giá trị trung bình tb (h 1.2b).
Khi xét khoảng thời gian dài ta có thể xem: