Nghiên cứu ảnh hưởng khi đấu nối các nguồn năng lượng mới vào lưới điện 110kv khu vực tỉnh quảng trị

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
----------------------

PHAN NGỌC QUANG

C
C

NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG KHI ĐẤU NỐI

R
L
T.

CÁC NGUỒN NĂNG LƢỢNG MỚI VÀO LƢỚI ĐIỆN 110KV
KHU VỰC TỈNH QUẢNG TRỊ

DU

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN

Đà Nẵng – Năm 2021


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
----------------------

PHAN NGỌC QUANG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG KHI ĐẤU NỐI
CÁC NGUỒN NĂNG LƢỢNG MỚI VÀO LƢỚI ĐIỆN 110KV
KHU VỰC TỈNH QUẢNG TRỊ

C
C

R
L
T.

DU

Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN
Mã số:
8520201

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS NGÔ VĂN DƢỠNG

Đà Nẵng – Năm 2021


i

LỜI CAM ĐOAN

Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi.

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

PHAN NGỌC QUANG

C
C

DU

R
L
T.


ii

NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG KHI ĐẤU NỐI
CÁC NGUỒN NĂNG LƢỢNG MỚI VÀO LƢỚI ĐIỆN 110KV
KHU VỰC TỈNH QUẢNG TRỊ
Học viên: Phan Ngọc Quang
Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Mã số: 8520201 Khóa: K36.KTĐ Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN
Tóm tắt: Hiện nay trên địa bàn tỉnh Quảng Trị chỉ có 1 trạm nguồn 220kV Đông Hà cấp điện cho
lưới điện 110kV. Theo Quy hoạch và định hướng phát triển các nguồn điện từ năng lượng tái tạo (thủy
điện, điện gió, điện mặt trời, điện sinh khối…), đặc biệt khu vực huyện Hướng Hóa và huyện Đăk
Rơng tỉnh Quảng Trị đầu tư phát triển nhanh nhiều nguồn điện, công suất đặt các nguồn thủy điện,
phong điện lớn hơn nhiều so với phụ tải, lưới điện truyền tải chưa đáp ứng kip.
Luận văn tập trung xây dựng mơ hình hệ thống điện 110kV tỉnh Quảng Trị bằng phần mềm

PSS/E, tiến hành phân tích đánh giá mức độ vận hành của lưới điện trên cơ sở sơ đồ lưới điện khu vực
tỉnh Quảng Trị và nhu cầu phụ tải giai đoạn 2020-2021 có xét đến năm 2025. Tính tốn chế độ vận
hành bình thường, chế độ vận hành sự cố để từ đó xác định các trường hợp có thể gây quá tải, hư
hỏng, nguy hiểm ảnh hưởng đến an toàn vận hành hệ thống.
Đề xuất các giải pháp thực hiện cải tạo nâng cấp lưới điện phù hợp với hiện trạng cũng như quy
hoạch để nâng cao khả năng an toàn vận hành lưới điện, đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế xã hội, an
ninh quốc phịng khu vực.
Từ khóa: hệ thống điện 110kV, vận hành, nguồn điện, năng lượng, an toàn, giải pháp

C
C

R
L
T.

DU

RESEARCHING ON THE EFFECTS WHILE CONNECTING THE RENEWABLE
ENERGIES TO THE 110KV POWER GRID IN QUANG TRI PROVINCE
Currently there is only one 220kV Dong Ha power station supplying electricity to the 110kV
power grid in Quang Tri province. According to the planning and development orientation of
renewable energy sources (hydroelectricity, wind power, solar power, biomass power ...), especially in
Huong Hoa district and Dak Rong district, Quang Tri province has invested to develop many sources
of electricity, the installed capacity of hydroelectric and wind power sources is much larger than the
load, transmission grid has not yet met.
The thesis focuses on building 110kV power system model in Quang Tri province by using PSS /
E software, analyzing and evaluating the operation level of the power grid on the basis of the regional
grid diagram of Quang Tri province and demand of 2020-2021 period with consideration to 2025.
Calculating based on normal and issue operation mode to identify cases that may cause overload,

damage or danger to safe operating system.
Proposing solutions to renovate and upgrade the power grid in accordance with the current
situation as well as planning to improve the safety of power grid operation, meeting the socioeconomic development requirement, security and national defense.
Key words: 110KV electrical system, operation, power grid, energy, safe, solution


iii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ...........................................................................................................i
TÓM TẮT .................................................................................................................... ii
MỤC LỤC .................................................................................................................... iii
DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ......................................................v
DANH MỤC CÁC BẢNG............................................................................................vi
DANH MỤC CÁC HÌNH ............................................................................................ix
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
1. ĐẶT VẤN ĐỀ ......................................................................................................1
2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU .................................................................................1
3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU......................................................2
4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ TÍNH THỰC TIỄN ................................................2
5. ĐẶT TÊN ĐỀ TÀI................................................................................................2

C
C

6. BỐ CỤC CỦA LUẬN VĂN.................................................................................2
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ LƢỚI ĐIỆN KHU VỰC TỈNH QUẢNG TRỊ .....3
1.1. Hiện trạng nguồn và lưới điện ..................................................................................3
1.1.1. Hiện trạng nguồn điện .....................................................................................3
1.1.2. Hiện trạng lưới điện ........................................................................................4

1.2. Kế hoạch phát triển lưới điện khu vực phía Tây tỉnh Quảng Trị .............................7

R
L
T.

DU

1.2.1. Nguồn điện ......................................................................................................7
1.2.2. Lưới điện .........................................................................................................8
1.3. Kết luận...................................................................................................................10
CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC
CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ LỰA CHỌN PHẦN MỀM ỨNG DỤNG TÍNH
TỐN ............................................................................................................................11
2.1. Mở đầu ....................................................................................................................11
2.2. Các phương pháp tính tốn chế độ xác lập hệ thống điện [4], [5] .........................11
2.2.1. Giải tích mạng điện bằng phương pháp lặp Gauss - Seidel ..........................11
2.2.2. Giải tích mạng điện bằng phương pháp lặp Newton-Raphson .....................14
2.3. Lựa chọn phần mềm ứng dụng tính tốn chế độ xác lập hệ thống điện .................19
2.3.1. Đặt vấn đề .....................................................................................................19
2.3.2. Phân tích và lựa chọn phần mềm tính tốn ...................................................20
2.4. Kết luận...................................................................................................................22


iv

CHƢƠNG 3. TÍNH TỐN PHÂN TÍCH CÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH LƢỚI
ĐIỆN KHU VỰC QUẢNG TRỊ XÉT ĐẾN SỰ THAM GIA CỦA CÁC
NGUỒN NĂNG LƢỢNG MỚI ..................................................................................23
3.1. Các chế độ vận hành lưới điện khu vực .................................................................23

3.2. Tính tốn, phân tích các chế độ vận hành lưới điện 110kV khu vực Quảng Trị
với sự tham gia của cụm nhà máy điện gió Hướng Linh 1&2 ......................................23
3.3. Tính tốn, phân tích các chế độ vận hành lưới điện 110kV khu vực Quảng Trị
giai đoạn có thêm các NMĐG (Hướng Linh 3, Hướng Phùng 1&2, Hướng Phùng 3,
Hướng Tân, Tân Linh, Liên Lập) ..................................................................................29
3.4. Kết luận...................................................................................................................33
CHƢƠNG 4. TÍNH TỐN ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC CÁC ẢNH
HƢỞNG CỦA NGUỒN NĂNG LƢỢNG MỚI ĐẾN CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH
LƢỚI ĐIỆN 110KV QUẢNG TRỊ.............................................................................34
4.1. Đánh giá lưới điện đề xuất giải pháp thực hiện ......................................................34
4.2. Đặc điểm các đường dây cần cải tạo trên lưới điện 110kV khu vực tỉnh Quảng
Trị .................................................................................................................................34
4.3. Các phương án cải tạo đường dây 110kV khu vực tỉnh Quảng Trị .......................35
4.4. Đánh giá phân tích các phương án cải tạo giai đoạn năm 2021 .............................36
4.4.1. Chế độ vận hành bình thường .......................................................................36
4.4.2. Chế độ vận hành khi gặp sự cố .....................................................................40

C
C

R
L
T.

DU

4.5. Đánh giá phân tích các phương án cải tạo giai đoạn sau năm 2025 .......................60
4.5.1. Chế độ vận hành bình thường .......................................................................61
4.5.2. Chế độ vận hành sự cố ..................................................................................65
4.6. Tính tốn sơ bộ chi phí đầu tư xây dựng (ĐTXD) của từng phương án cải tạo

lưới điện 110kV khu vực tỉnh Quảng Trị ......................................................................68
4.7. Lựa chọn phương án ............................................................................................... 69
4.8. Kết luận...................................................................................................................70
KẾT LUẬN ..................................................................................................................72
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................73
PHỤ LỤC HÌNH ẢNH
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (Bản sao)


v

DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
KÝ HIỆU:
Sđm

-

Công suất biểu kiến định mức

Uđm

-

Điện áp định mức

Usc

-

Điện áp khi sự cố

Iđm

-

Dịng điện làm việc định mức

P

-

Cơng suất tác dụng

Q

-

Cơng suất phản kháng

ΔP

-

Tổn thất công suất tác dụng

ΔQ

-

Tổn thất công suất phản kháng

PBCS

-

Phân bố công suất

TSVH

-

Thông số vận hành

N-1

-

Sự cố đơn lẻ 1 phần tử

ACCC

-

AC Contingency Solution

DCCC

-

DC Checking Calculation

DFAX

-

Distribution Factor Data File

SOLV

-

Phương pháp Gauss – Seidel

MSLV

-

Phương pháp Modifed Gauss – Seidel

FNSL

-

Phương pháp Full Newton – Raphson

NSOL

-

Phương pháp Decoupled Newton – Raphson

FDNS

-

Phương pháp Fixed slope decoupled Newton – Raphson

C
C

R
L
T.

DU

CHỮ VIẾT TẮT:
ĐD
- Đường dây
HTĐ
- Hệ thống điện
MBA

-

Máy biến áp

NĐ

-

Nhiệt điện

NMTĐ

-

Nhà máy thủy điện

NMĐG

-

Nhà máy điện gió

PSS/E

-

Power System Simulator for Engineering

PTI

-

Power Technologies International

TĐ

-

Thuỷ điện


vi

DANH MỤC CÁC BẢNG
Số hiệu
Tên bảng
bảng
1.1.
Danh mục các nhà máy thủy điện trên địa bàn tỉnh Quảng Trị
Danh mục các nhà máy điện điện gió trên địa bàn tỉnh Quảng
1.2.
Trị
1.3.
Thơng số và tình hình mang tải các trạm biến áp 220kV
1.4.
Hiện trạng trạm biến áp 110kV
1.5.
Hiện trạng các tuyến đường dây 110kV
1.6.
Các nguồn điện bổ sung giai đoạn 2019-2021
3.1.
Chế độ vận hành bình thường năm 2021
3.2.
Chế độ vận hành sự cố năm 2021
3.3.
Tổng hợp kết quả phân tích giai đoạn 2021
3.4.

Chế độ vận hành bình thường giai đoạn 2025
3.5.
Chế độ vận hành sự cố giai đoạn 2025
3.6.
Tổng hợp kết quả phân tích giai đoạn 2025
Cơng suất truyền tải trong chế độ vận hành bình thường của các
4.1.
đường dây phương án 1
Cơng suất truyền tải trong chế độ vận hành bình thường của các
4.2.
đường dây phương án 2
Công suất truyền tải của các đường dây khi sự cố đường dây
4.3.
110kV Cam Lộ - NMTĐ Quảng Trị phương án 1
Công suất truyền tải của các đường dây khi sự cố đường dây
110kV Cam Lộ - NMTĐ Quảng Trị (NMĐG Hướng Linh 1&2
4.4.
phát định mức, giảm phát NMTĐ Đăk Rông 4, NMTĐ Quảng
Trị)
Công suất truyền tải của các đường dây khi sự cố đường dây
4.5.
110kV Cam Lộ - NMTĐ Quảng Trị (NMĐG Hướng Linh 1
giảm phát 10MW và Hướng Linh 2 giảm phát 10MW)
Công suất truyền tải của các đường dây khi sự cố đường dây
4.6.
110kV Cam Lộ - NMTĐ Quảng Trị (NMĐG Hướng Linh 1
giảm phát 20MW và Hướng Linh 2 giảm phát 20MW)
Công suất truyền tải của các đường dây khi sự cố đường dây
110kV Cam Lộ - NMTĐ Quảng Trị (NMĐG Hướng Linh 1
4.7.

giảm phát 10MW và Hướng Linh 2 giảm phát 20MW)

C
C

R
L
T.

DU

4.8.

Công suất truyền tải của các đường dây khi sự cố đường dây

Trang
3
4
4
5
5
8
24
26
28
29
31
32
36
38

40

42

43

43

44

44


vii

Số hiệu
bảng

4.9.

4.10.

4.11.

4.12.

4.13.

4.14.

4.15.
4.16.
4.17.
4.18.
4.19.

4.20.

4.21.

Tên bảng

Trang

110kV Cam Lộ - NMTĐ Quảng Trị (NMĐG Hướng Linh 1
giảm phát 15MW và Hướng Linh 2 phát định mức)
Công suất truyền tải của các đường dây khi sự cố đường dây
110kV Đăk Rông 2 – Đông Hà phương án 1
Công suất truyền tải của các đường dây khi sự cố đường dây
110kV Đăk Rông 2 – Đông Hà (NMĐG Hướng Linh 1&2 phát
định mức) – PA1
Công suất truyền tải của các đường dây khi sự cố đường dây
110kV Đăk Rông 2 – Đông Hà (NMĐG Hướng Linh 1&2 giảm
phát 10MW) – PA1
Công suất truyền tải của các đường dây khi sự cố đường dây
110kV Đăk Rông 2 – Đông Hà (NMĐG Hướng Linh 1&2 giảm
phát 20MW) – PA1
Công suất truyền tải của các đường dây khi sự cố đường dây
110kV Đăk Rông 2 – Đông Hà (NMĐG Hướng Linh 1 giảm
phát 20MW, Hướng Linh 2 giảm phát 10MW) – PA1

Công suất truyền tải của các đường dây khi sự cố đường dây
110kV Đăk Rông 2 – Đông Hà (NMĐG Hướng Linh 1 giảm
phát 20MW, Hướng Linh 2 phát định mức) – PA1
Công suất truyền tải của các đường dây khi sự cố đường dây
110kV Đông Hà - Cam Lộ - PA2
Công suất truyền tải của các đường dây khi sự cố đường dây
110kV Cam Lộ - NMTĐ Quảng Trị - PA2
Công suất truyền tải của các đường dây khi sự cố đường dây
110kV NMTĐ Quảng Trị - Khe Sanh - PA2
Công suất truyền tải của các đường dây khi sự cố đường dây
110kV Khe Sanh - Lao Bảo - PA2
Công suất truyền tải của các đường dây khi sự cố đường dây
110kV 110kV Lao Bảo - NMĐG Hướng Linh 2 - PA2
Công suất truyền tải của các đường dây khi sự cố đường dây
110kV 110kV NMĐG Hướng Linh 2 - NMTĐ Đăk Rông 2 PA2
Công suất truyền tải của các đường dây khi sự cố đường dây
110kV 110kV Đăk Rông 2 - Đông Hà - PA2

C
C

DU

R
L
T.

45

47

48

48

49

49

50
52
52
53
53

54

54


viii

Số hiệu
bảng
4.22.
4.23.

4.24.

4.25.

4.26.

4.27.

4.28.

4.29.
4.30.
4.31.
4.32.
4.33.
4.34.
4.35.
4.36.

Tên bảng

Trang

Tổng hợp kết quả các chế độ vận hành bình thường và sự cố
phương án 2
Cơng suất truyền tải trong chế độ vận hành bình thường của các
đường dây phương án 1 (trường hợp có TBA 220kV Lao Bảo)
Công suất truyền tải trong chế độ sự cố ĐD 110kV TBA 220kV
Lao Bảo – Khe Sanh phương án 1 (trường hợp có TBA 220kV
Lao Bảo)
Cơng suất truyền tải trong chế độ sự cố ĐD 110kV Đăk Rông 2
- Đông Hà phương án 1 (trường hợp có TBA 220kV Lao Bảo)
Công suất truyền tải trong chế độ sự cố ĐD 110kV Đăk Rông 2

- Đông Hà phương án 1 (trường hợp có TBA 220kV Lao BảoNMĐG Hướng Linh 1&2 phát định mức) có thực hiện giảm
phát
Cơng suất truyền tải trong chế độ sự cố ĐD 110kV Đăk Rông 2
- Đông Hà phương án 1 (trường hợp có TBA 220kV Lao BảoNMĐG Hướng Linh 1&2 giảm phát 10MW) có thực hiện giảm
phát
Công suất truyền tải trong chế độ sự cố ĐD 110kV Đăk Rông 2
- Đông Hà phương án 1 (trường hợp có TBA 220kV Lao BảoNMĐG Hướng Linh 1&2 giảm phát 20MW) có thực hiện giảm
phát
Cơng suất truyền tải trong chế độ vận hành bình thường của các
đường dây phương án 1 – giai đoạn năm 2025
Công suất truyền tải trong chế độ vận hành bình thường của các
đường dây phương án 2 – giai đoạn năm 2025
Công suất truyền tải trong chế độ vận hành sự cố của các đường
dây đến năm 2025 (phương án 1)
Công suất truyền tải trong chế độ vận hành sự cố của các đường
dây đến năm 2025 (phương án 2)
Chi phí đầu tư trên 1km đường dây
Tổng chiều dài đường dây cần cải tạo theo phương án 1
Tổng chiều dài đường dây cần cải tạo theo phương án 2
Chi phí đầu tư theo từng phương án

C
C

DU

R
L
T.

55
56

58

58

59

59

60

61
63
65
66
68
68
68
69


ix

DANH MỤC CÁC HÌNH
Số hiệu
hình

Tên hình

Trang

1.1.

Bản đồ lưới điện hiện trạng tỉnh Quảng Trị

7

1.2.

Sơ đồ lưới điện tỉnh Quảng Trị năm 2021

9

1.3.

Sơ đồ lưới điện tỉnh Quảng Trị đến năm 2025

10

2.1.

Nút i của một hệ thống điện

12

3.1.

Chế độ làm việc bình thường lưới điện giai đoạn năm 20202021

25

3.2.

Chế độ làm việc bình thường lưới điện giai đoạn năm 2025

30

4.1.

Chế độ vận hành bình thường của các đường dây phương án 1
năm 2021

37

4.2.

C
C

Chế độ vận hành bình thường của các đường dây phương án 2
năm 2021

R
L
T.

39

4.3.

Chế độ vận hành các đường dây khi sự cố đường dây 110kV
Cam Lộ - NMTĐ Quảng Trị phương án 1 năm 2021

41

4.4.

Chế độ vận hành các đường dây khi sự cố đường dây 110kV
Đăk Rông 2 – Đông Hà phương án 1

46

4.5.

DU

Chế độ vận hành các đường dây khi sự cố đường dây 110kV
Đông Hà - Cam Lộ - PA2

51

4.6.

Chế độ vận hành bình thường của các đường dây phương án 1
(trường hợp có TBA 220kV Lao Bảo)

57

4.7.

Sơ đồ lưới điện khu vực đến năm 2025

61

4.8.

Chế độ vận hành bình thường của các đường dây phương án 1 –
giai đoạn 2025

62

4.9.

Chế độ vận hành bình thường của các đường dây phương án 2 –
giai đoạn 2025

64


1

MỞ ĐẦU
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Trên địa bàn tỉnh Quảng Trị hiện chỉ có 1 trạm nguồn 220kV Đơng Hà cấp điện
cho lưới 110kV. Trạm 220kV Đơng Hà đóng điện vào tháng 10/2012, được xây dựng
tại huyện Triệu Phong, tỉnh Quảng Trị. Hiện nay, một phần phụ tải điện tỉnh Quảng
Trị được cấp điện từ nguồn thủy điện vừa và nhỏ trên địa bàn. Trong đó, thủy điện
Quảng Trị và Đa Krông 2 đấu nối lưới điện 110kV, các thủy điện còn lại đấu nối lưới

điện trung áp 35, 22kV.
Theo Quyết định 428/QĐ-TTg ngày 18 tháng 3 năm 2016 phê duyệt điều chỉnh
Quy hoạch phát triển Điện lực Quốc gia giai đoạn 2011- 2020 có xét đến năm 2030
(Quy hoạch VII điều chỉnh) [1] đã định hướng đầy đủ giữa các nguồn năng lượng cung
cấp điện. Theo đó, đẩy nhanh phát triển nguồn điện từ năng lượng tái tạo (thủy điện,
điện gió, điện mặt trời, điện sinh khối, v.v…), từng bước gia tăng tỷ trọng của điện

C
C

năng sản xuất từ nguồn năng lượng tái tạo trong cơ cấu nguồn điện. Việc đầu tư phát
triển quá nhanh nguồn điện tập trung trong khi lưới điện truyền tải chưa đáp ứng kịp,
mà cụ thể là khu vực huyện Hướng Hóa và huyện Đăk Rơng tỉnh Quảng Trị có nhiều
nguồn điện, cơng suất đặt các nguồn thủy điện, phong điện lớn hơn nhiều so với phụ
tải của vùng khu vực.
Do đó cần thiết phải có đánh giá ảnh hưởng khi đấu nối các nguồn năng lượng

R
L
T.

DU

mới này vào lưới điện về các mặt: trào lưu cơng suất, thơng số vận hành (điện áp, dịng
điện…) tải các điểm nút cũng như khả năng mang tải của lưới điện ở các chế độ vận
hành khác nhau (max, min, điển hình) ở các giai đoạn trước và sau khi đấu nối các
nguồn năng lượng mới. Đề xuất các giải pháp như nâng tiết diện dây dẫn (thay dây
mới hoặc cải tạo kẹp thêm dây…), điều chỉnh công suất phát của các nguồn phát và
điều phối tải hợp lý. Đó là lý do học viên đề xuất đề tài luận văn: “Nghiên cứu ảnh
hưởng khi đấu nối các nguồn năng lượng mới vào lưới điện 110kV khu vực tỉnh

Quảng Trị”.
2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
- Phân tích tính tốn trào lưu cơng suất và phân tích các chế độ vận hành lưới
điện khu vực tỉnh Quảng Trị khi đấu nối các nguồn năng lượng mới.
- Đề xuất giải pháp thực hiện để đảm bảo thông số các chế độ vận hành, khả
năng truyền tải công suất, phù hợp với tình hình lưới điện hiện trạng cũng như quy
hoạch.
- Đánh giá hiệu quả kinh tế các giải pháp.


2

3. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Đặc điểm địa hình, phân vùng kinh tế hiện tại và dự kiến phát triển trong tương
lai, các trung tâm phụ tải trên địa bàn tỉnh và lưới điện hiện trạng, các nguồn trạm 220110kV, hướng phát triển nguồn lưới trong Quy hoạch điện VII và Quy hoạch điện VII
hiệu chỉnh, quy hoạch phát triển phụ tải theo không gian khu vực tỉnh Quảng Trị.
Trào lưu công suất trên lưới điện truyền tải khu vực tỉnh Quảng Trị và vùng phụ
cận.
Đánh giá ảnh hưởng khi đấu nối các nguồn năng lượng mới vào lưới điện
110kV tỉnh Quảng Trị: thông số vận hành, khả năng mang tải của lưới điện…
Đánh giá phân tích kinh tế tài chính các giải pháp.
4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ TÍNH THỰC TIỄN
Đề tài phân tích đánh giá giải pháp kỹ thuật, phân tích kinh tế tài chính để cải
tạo lưới điện 110kV phù hợp với thực tế vận hành và định hướng quy hoạch phát triển
nguồn điện, lưới điện trong tương lai ở khu vực tỉnh Quảng Trị.

C
C

5. ĐẶT TÊN ĐỀ TÀI

Căn cứ vào mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu, đề tài được đặt tên “Nghiên cứu

R
L
T.

ảnh hưởng khi đấu nối các nguồn năng lượng mới vào lưới điện 110kV khu vực
tỉnh Quảng Trị”.

DU

6. BỐ CỤC CỦA LUẬN VĂN
Ngoài phần mở đầu, phần kết luận và các phụ lục, nội dung luận văn được biên
chế thành 4 chương
Chương 1: Tổng quan về lưới điện khu vực tỉnh Quảng Trị.
Chương 2: Cơ sở lý thuyết về tính tốn chế độ làm việc hệ thống điện và lựa
chọn phần mềm ứng dụng tính tốn.
Chương 3: Tính tốn phân tích các chế độ vận hành lưới điện khu vực Quảng
Trị xét đến sự tham gia của các nguồn năng lượng mới.
Chương 4: Tính tốn đề xuất giải pháp khắc phục các ảnh hưởng của nguồn
năng lượng mới đến chế độ vận hành lưới điện 110kV Quảng Trị.


3

CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ LƢỚI ĐIỆN KHU VỰC TỈNH QUẢNG TRỊ
1.1. Hiện trạng nguồn và lƣới điện
1.1.1. Hiện trạng nguồn điện
Hiện nay, một phần phụ tải tỉnh Quảng Trị [2] được cấp điện từ nguồn thủy

điện vừa và nhỏ trên địa bàn. Trong đó, thủy điện Quảng Trị và Đăk Rơng 2 đấu nối
lưới điện 110kV, các thủy điện cịn lại đấu nối lưới điện trung áp 35, 22kV.
Bảng 1.1. Danh mục các nhà máy thủy điện trên địa bàn tỉnh Quảng Trị
Công
Stt

Tên NMTĐ

1

Hạ Rào Quán

2

La La

3

Đak Rông 3

4

Khe Nghi

5

Đak rông 1

6

suất

Năm

Điện áp

lắp

vận

máy
(MW)

hành

6,4

2011

TC 35kV TBA 110kV Khe Sanh

35

3

2012

TC 22kV TBA 110kV Khe Sanh

22

Điểm đấu nối

C
C

R
L
T.

đấu nối
(kV)

8

2012

ĐD 35 kV Khe Sanh - La Lây

35

8

2018

Cột 203 XT 373/Khe Sanh-Cam
Lộ

35

12

2016

TC 35kV TBA 110kV Tà Rụt

35

Đak Rông 2

18

2013

ĐD 110kV Đông Hà - Lao Bảo

110

7

Khe Giông

4,5

2017

TC 22kV trạm 110kV Khe Sanh

22

8

Quảng Trị

64

2009

Đấu nối ĐD 110kV Đông Hà Lao Bảo

110

9

Đăk Rông 4

24

2020

Đấu nối ĐD 110kV Khe SanhTà Rụt

110

10

La Tó

12

2020

TC 35kV TBA 110kV Tà Rụt

35

DU


4

Bảng 1.2. Danh mục các nhà máy điện điện gió trên địa bàn tỉnh Quảng Trị
Công
suất
đặt

Tên NMĐ

Stt

(MW)

Điệp áp
đấu nối

Năm
vận

Điểm đấu nối

(kV)

hành
Chuyển tiếp trên ĐD

1 NMĐG Hướng Linh 2

30

110

Năm
2017

110kV NMTĐ Quảng
Trị - Đông Hà

2 NMĐG Hướng Linh 1

30

110

TC 110kV NMĐG

Năm

Hướng Linh 2

2019

1.1.2. Hiện trạng lưới điện [2]
1.1.2.1. Trạm biến áp 220KV
Trên địa bàn tỉnh Quảng Trị hiện có 1 trạm nguồn 220kV Đông Hà cấp điện cho
lưới 110kV. Trạm 220kV Đông Hà đóng điện vào tháng 10/2012, được xây dựng tại
thơn Hà Xá, xã Triệu Ái, huyện Triệu Phong, tỉnh Quảng Trị có diện tích rộng trên

C
C

32.000 m².

R
L
T.

DU

Bảng 1.3. Thơng số và tình hình mang tải các trạm biến áp 220kV
STT

Tên trạm biến áp

MBA

Công
suất

Pmax

Cos 

(MVA)
1

220kV Đông Hà

Mang tải
(%)

AT1

125

86,00

0,83

68,80

AT2

125

86,00

0,83

68,80

1.1.2.2. Đường dây 220KV
Trên địa bàn tỉnh Quảng Trị hiện có 78 km đường dây 220kV (dây dẫn ACSR400) thuộc ĐD 220kV mạch đơn Đồng Hới - Đông Hà - TĐ A Lưới trong đó 45 km
thuộc đường dây Đồng Hới - Đơng Hà (dài 107 km) và 33 km thuộc đường dây Đông
Hà - TĐ A Lưới (dài 88 km). Đường dây này trải dài từ xã Vĩnh Chấp, huyện Vĩnh
Linh đến xã Hải Chánh, huyện Hải Lăng.
1.1.2.3. Lưới điện 110KV:
Tổng hợp thông số, tình hình mang tải hiện hữu của trạm biếp áp và đường dây
110kV tỉnh Quảng Trị được thể hiện tại Bảng 1-4 và Bảng 1-5.


5

Bảng 1.4. Hiện trạng trạm biến áp 110kV
TT

Tên TBA

Điện áp
(kV)

MBA
110kV

Sđm
(MVA)

PC Quảng Trị

Pmin
năm

Pmax
năm
(MW)

Mang
tải
(%)

295
T1

110/35/22

40

18,3

32

79,2

T2

110/35/22

40

19,2

26,3

65,1

Lao Bảo

T1

110/22

25

5

11,5

45,5

3

Vĩnh Linh

T2

110/35/22

40

19,8

27,3

67,6

4

Diên Sanh

T1

110/35/22

25

16,4

21,9

86,7

T2

110/22

25

0

17,6

69,7

5

Khe Sanh

T1

110/35/22

25

5,4

11,4

45,1

6

Tà Rụt

T2

110/35

25

8,4

20,8

82,4

7

Quán Ngang

T2

110/22

25

11,1

19,5

77,2

T1

110/22

0

16,1

63,8

1

Đông Hà

2

R
L
T.

C
C

25

Bảng 1.5. Hiện trạng các tuyến đường dây 110kV

Tên các ĐD 110kV

TT

Số mạch

DU

Chiều
Tiết diện

dài

Icp

Imax

Mức
độ
mang

năm

tải
theo
Icp

(km)

(A)

(A)

(%)

1.

176/Đông Hà - 171/Lệ Thủy

1

ACSR 185

43,5

510

291

57%

2.

172/Áng Sơn - 172/Vĩnh Linh

1

ACSR 185

11,38

510

307

60%

3.

172/Đông Hà 220 - 172/TĐ
Đăkrông 2

1

ACSR 185

43,23

510

390

76%

1

ACSR 185

6,05

510

266

52%

4.

174/TĐ Quảng Trị - 171/Khe
Sanh

5.

171/Lao Bảo - 172/Khe Sanh

1

ACSR 185

14,98

510

242

47%

6.

172/Quán Ngang - 171/Vĩnh
Linh

1

ACSR 185

21,75

510

245

48%

7.

171/TĐ Đăkrông 2 172/Hướng Linh 2

1

ACSR 185
ACSR 300

9,11

510

384

75%


6

Tên các ĐD 110kV

Số mạch

Mức

TT

Tiết diện

Chiều
dài

Icp

Imax
năm

độ
mang
tải
theo
Icp

8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.

171/Hướng Linh 2 - 173/Lao
Bảo
178/Đông Hà 220 178/Phong Điền 220
172/Diên Sanh - 177/Đông Hà
220
172/Đông Hà - 174/Đông Hà
220

Điền 220

DU

171/Đông Hà - 173/Đông Hà
220
171/Đông Hà 220 - 172/TĐ
Quảng Trị

15. 174/Khe Sanh - 171/Tà Rụt
16.

177/Đông Hà - 171/Quán
Ngang

(A)

(A)

(%)

1

ACSR 185
ACSR 300

31,01

510

231

45%

1

ACSR 185

30,6

510

391

77%

1

ACSR 185

18,21

510

396

78%

1

ACSR 185

1

C
C
3,1

510

458

90%

AC 185

15,04

510

390

76%

1

ACSR 185

3,1

510

450

88%

1

ACSR 185

53,14

510

412

81%

1

ACSR 185

31,15

510

96

19%

1

ACSR 185

10,68

510

305

60%

R
L
T.

171/Diên Sanh - 177/Phong

(km)


7

C
C

R
L
T.

DU

Hình 1.1. Bản đồ lưới điện hiện trạng tỉnh Quảng Trị [2]
1.2. Kế hoạch phát triển lƣới điện khu vực phía Tây tỉnh Quảng Trị
Khu vực phía Tây tỉnh Quảng Trị hiện đang được đầu tư phát triển quá nhanh
nguồn năng lượng tái tạo tập trung trong khi lưới điện truyền tải chưa đáp ứng kịp, mà
cụ thể là khu vực huyện Hướng Hóa và huyện Đăk Rơng tỉnh Quảng Trị có nhiều
nguồn điện, cơng suất đặt các nguồn thủy điện, phong điện lớn hơn nhiều so với phụ
tải của vùng khu vực. Do vậy trong phạm vi đề tài quan tâm phân tích lưới điện khu
vực phía Tây tỉnh Quảng Trị.
1.2.1. Nguồn điện
Trong giai đoạn 2019-2021, tại khu vực phía Tây tỉnh Quảng Trị dự kiến bổ
sung một số dự án nguồn điện sau:


8

Bảng 1.6. Các nguồn điện bổ sung giai đoạn 2019-2021
S
TT

Công
suất lắp
máy

Tên NMTĐ

(MW)

Năm

vận
hành

I

Nhà máy thủy điện

18

1

TĐ Hướng Phùng

18

II

Nhà máy điện gió

138

1

NMĐG Hướng Hiệp
1

30,0

2021

30,0

2021

48,0

2021

2
3
4

NMĐG Hướng Linh
3
NMĐG Hướng Tân
NMĐG Tân Lập 1

30,0

Điểm đấu nối

(kV)

2021

110
TC 110kV NMĐG
Hướng Linh 2
TC 110kV TBA 220kV
Lao Bảo

TC 110kV TBA 220kV
Lao Bảo

C
C

R
L
.

2021

T
U

Điện
áp đấu
nối

TC 110kV TBA 110kV
Khe Sanh

110
110
110
110

1.2.2. Lưới điện
Theo Quyết định số 4965/QĐ-BCT về việc phê duyệt “Quy hoạch phát triển
Điện lực tỉnh Quảng Trị giai đoạn 2016-2025 có xét đến năm 2035 – Hợp phần I: Quy

D

hoạch phát triển hệ thống điện 110kV” ngày 27 tháng 12 năm 2018 của Bộ trưởng Bộ
Công Thương [3], đến năm 2035 trên địa bàn khu vực dự án dự kiến đầu tư xây dựng
lưới điện như sau:
a) Giai đoạn 2019-2021:
Xây dựng mới TBA 22/110kV Hướng Linh (1x40MVA).
Năm 2021 để đáp ứng yêu cầu phụ tải, xây dựng mới TBA 110kV Cam Lộ công
suất 1x40MVA theo kế hoạch của Tổng Công ty Điện lực miền Trung để đảm bảo cấp
điện, nâng cao độ tin cậy và chất lựơng điện năng cho phụ tải huyện Cam Lộ và lân
cận. TBA 110kV Cam Lộ sẽ được đấu nối chuyển tiếp giữa khoảng cột 71-72 đường
dây 110kV Đông Hà – Nhà máy thủy điện Quảng Trị hiện có.


9

C
C

R
L
T.

DU

Hình 1.2. Sơ đồ lưới điện tỉnh Quảng Trị năm 2021
b) Giai đoạn 2021-2025
Trong giai đoạn này tại khu vực có thêm sự xuất hiện trạm TBA 220kV Lao Bảo
(2x250MVA), TBA 110kV Hướng Phùng (1x25MVA) và nhiều nguồn năng lượng

mới như NMĐG Hướng Linh 3 (30MW), NMTĐ Hướng Hiệp 1 (30MW), NMĐG
Hướng Phùng 1&2 (50MW), NMĐG Hướng Phùng 3 (30MW), NMĐG Hướng Tân
(48MW), NMĐG Tân Linh (48MW), NMĐG Liên Lập (48MW), NMTĐ Hướng
Phùng (18MW)…


10

C
C

R
L
T.

DU

Hình 1.3. Sơ đồ lưới điện tỉnh Quảng Trị đến năm 2025
1.3. Kết luận
Trong Chương 1 giới thiệu tổng quan về lưới điện 110kV khu vực tỉnh Quảng
Trị. Trên cơ sở nguồn điện và lưới điện hiện trạng, đặc biệt khu vực có đặc điểm riêng
với nhiều nguồn thủy điện, phong điện lớn hơn nhiều so với phụ tải, kế hoạch phát
triển đầu tư xây dựng các nguồn năng lượng mới tại khu vực để thực hiện phân tích, đề
xuất các giải pháp đầu tư nâng cấp cải tạo lưới điện 110kV hiện trạng đảm bảo truyền
tải, cung cấp điện an toàn, liên tục, tin cậy đáp ứng nhu cầu vận hành của lưới điện khu
vực tỉnh Quảng Trị.


11

CHƢƠNG 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ TÍNH TỐN CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC
CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ LỰA CHỌN PHẦN MỀM
ỨNG DỤNG TÍNH TỐN
2.1. Mở đầu
Hệ phương trình cân bằng hệ thống có thể được thiết lập bằng nhiều phương
pháp mà phổ biến nhất là phương pháp điện áp nút và phương pháp dòng điện vòng.
Tuy nhiên phương pháp điện áp nút là thuận tiện hơn cho việc tính tốn phân tích hệ
thống điện vì nó đơn giản trong thuật tốn và lập trình trên máy tính. Hơn nữa số
phương trình điện áp nút cũng ít hơn số phương trình dịng điện vịng.
Thiết lập phương trình cân bằng hệ thống dưới dạng tổng dẫn nút sẽ cho kết quả
là một hệ phương trình đại số tuyến tính phức chứa biến là các dòng nút. Khi các dòng
điện nút được xác định, từ phương trình trên có thể tìm được điện áp nút.
Chế độ xác lập của hệ thống điện trong trạng thái làm việc bình thường. Hệ
thống được giả định vận hành đối xứng và được biểu diễn bằng sơ đồ 1 pha. Hệ thống
bao gồm nhiều nút và nhánh, các tổng trở được tính theo đơn vị tương đối.
Trong tính tốn phân tích hệ thống điện, số liệu ban đầu tại nút thường cho là
công suất chứ không phải là dịng điện. Vì vậy hệ phuơng trình cân bằng trong hệ
thống điện thường được thiết lập theo biến công suất, được gọi là hệ phương trình cân

C
C

R
L
T.

DU

bằng cơng suất, trở thành hệ phương trình phi tuyến và có thể được giải dựa trên sự kết

hợp giữa việc sử dụng đại số ma trận và giải tích mạng điện bằng các thuật tốn lặp
với sự trợ giúp của máy tính.
2.2. Các phƣơng pháp tính tốn chế độ xác lập hệ thống điện [4], [5]
2.2.1. Giải tích mạng điện bằng phương pháp lặp Gauss - Seidel
Để thành lập các phương trình trào lưu công suất, ta xem xét một hệ thống
điện thông thường được biểu diễn bằng sơ đồ thay thế hình Π như hình 2.1.


12
Ui

yi1

Ii

U1

yi2

U2

yin

Un

yi0

Hình 2.1. Nút i của một hệ thống điện

C

C

Áp dụng định luật Kirchoff cho nút này ta có:

R
L
T.

I i  yioU i  yi1 (U i  U 1 )  yi 2 (U i  U 2 )  ..........yin (U i  U n )

 ( y io  y i1  y i 2  ..........y in )U i  y i1U 1  y i 2U 2  .....  y inU n

DU

n

n

Hay I i  U i  yij U i  yijU j
j 0

j≠i

(2.1)
(2.2)

j 1

Lúc này công suất tác dụng và phản kháng tại nút i là:
Pi  jQi  U i I i

Hay I i 

(2.3)

Pi  jQi
U i

(2.4)

Thế Ii vào biểu thức (2-2) tai có:
n
n
Pi  jQi

U
y

U
yijU j


i
ij
i
U i
j 0
j 1

j≠i

(2.5)

Từ biểu thức này, sử dụng kỹ thuật lặp để giải quyết bài tốn giải tích
mạng điện với hệ phương trình đại số phi tuyến.
Trong biểu thức trên, có 2 biến chưa biết tại mỗi nút. Trong phương pháp lặp
Gauss - seidel sẽ giải tìm nghiệm Ui và thứ tự lặp trở thành:
U i( k 1) 

Pi cho  jQicho n
  yijU (j k )
k
Ui
j 1
n

y
j 1

ij

j≠i

(2.6)


13

Trong đó:
yij: điện dẫn thực tế trong hệ đơn vị tương đối.

Picho và Qicho: công suất tác dụng và phản kháng được cho tại nút i của mạng
trong đơn vị tương đối.
Dịng điện bơm vào nút i giả thiết có giá trị dương. Vì vậy đối với các thanh
góp có công suất tác dụng và phản kháng bơm vào thanh góp, chẳng hạn thanh góp
máy phát Picho và Qicho có giá trị dương. Đối với các nút tải dịng cơng suất chạy ra
khỏi thanh góp, vì vậy Picho và Qicho có giá trị âm.
Trường hợp cần tìm Pi, Qi chưa được cho tại một số nút (ví dụ nút cân bằng hay
nút P-V) ta sử dụng công thức:
n
n


 
Pi ( k 1)  U i( k 1) U i( k )  yij  yijU (j k )   j≠i

j 0
j 1

 

n
n


 
Qi( k 1)   ImU i( k 1) U i( k )  yij  yijU (j k )   j≠i

j 0
j 1


 

(2.7)

C
C

(2.8)

R
L
T.

Phương trình cân bằng cơng suất nút thường được biểu diễn thông qua các phần
tử của ma trận tổng dẫn. Trong ma trận tổng dẫn nút Ybus:

DU

- Các phần tử ngoài đường chéo chính: Yii = -yij
Các phần tử trong đường chéo chính: Yii = yij
Khi đó ta có:

U i( k 1)

Pi cho  jQicho n
  YijU (j k )
U i( k )
j 1

Yii

j≠i

(2.9)

Và Pi ( k 1)  U i( k 1) U i( k )Yii   YijU (j k )  

j≠i

(2.10)

n


 
Qi( k 1)   ImU i( k 1) U i( k )Yii   YijU (j k )  

j 1

 

j≠i

(2.11)






n

 



j 1

 

Yii bao gồm cả tổng dẫn đối với đất của nhánh có nguồn dịng và nhánh bất kỳ
nối đất trực tiếp.
Vì cả hai thành phần của điện áp đã được xác định đối với nút cân bằng, có 2(n1) phương trình cần giải quyết bởi phương pháp lặp.
Trong điều kiện vận hành bình thường, độ lớn điện áp tại các nút gần với giá
trị 1.0pu hoặc lân cận giá trị điện áp tại nút cân bằng. Độ lớn điện áp tại nút tải hơi
thấp hơn tại nút cân bằng do yêu cầu tiêu thụ Q, ngược lại điện áp tại nút phát thì cao


14

hơn. Cũng vậy, góc pha tại nút tải thấp hơn nút chọn làm mốc do nhu cầu tiêu thụ P,
ngược lại góc pha tại nút phát thì cao hơn do P chạy vào nút. Vì vậy phương pháp
Gauss - Seidel chọn giá trị đầu của điện áp 1.0 + j.0 cho các nút là thõa mãn, và kết
quả nghiệm hội tụ sẽ phù hợp với thực tế.
Đối với nút P-Q, công suất Picho và Qicho đã biết trước, tương ứng với giá trị đầu,
(2-9) được giải đối với các thành phần thực và ảo của điện áp.
Đối với nút điều khiển điện áp P-V, Picho và

Ui

đã biết, đầu tiên dùng (2.11) tìm

nghiệm Qi(k+1) sau đó dùng (2-9) tìm Ui(k+1). Tuy nhiên, vì U i đã biết, chỉ phần ảo của
Ui(k+1) được giữ lại và phần thực của nó được chọn thoả mãn:

e



( k 1) 2
i



 fi ( k 1)



2

 Ui

2

Hay ei( k 1)  U i  ( f i ( k 1) ) 2
2

C
C

Trong đó ei(k+1) và fi(k+1) là các thành phần thực và ảo của điện áp Ui(k+1) trong
bước lăp.
Quá trình thay thế phần ảo được thực hiện liên tục cho đến khi thoả mãn điều
kiện:
ei( k 1)  eik  
fi

( k 1)

 fi   
k

R
L
T.

DU

là độ chính xác cho phép, đối với điện áp: = (0.00001 - 0.00005); đối với
cơng suất: = 0.001pu.
Khi bài tốn hội tụ, công suất tác dụng và phản kháng tại nút cân bằng được
xác định theo công thức (2.10) và (2.11).
2.2.2. Giải tích mạng điện bằng phương pháp lặp Newton-Raphson
Phương pháp lặp Newton – Raphson là một phương pháp được sử dụng rộng rãi
nhất trong việc giải các phương trình đại số phi tuyến. Phương pháp này là một quá
trình lặp gần đúng liên tục dựa trên một giá trị tiên đoán của các biến chưa xác định và
việc sử dụng khai triển chuỗi Taylor.
Cho hệ phương trình gồm n phương trình và n ẩn số
f1 (x1, x2, x3...xn) = C1
f2 (x1, x2, x3...xn) = C2

..................................
fn (x1, x2, x3...xn) = Cn

(2.12)