Bù công suất phản kháng nâng cao chất lượng điện năng lưới điện nông nghiệp

Nghiên cứu, đề xuất phương pháp tính toán bù tối ưu công suất phản kháng phù hợp với lưới điện phân phối sao cho vừa đảm bảo chất lượng điện áp, vừa có tính kinh tế đang là một vấn đề cần được quan tâm bởi vì trong thực tế, việc lắp đặt các thiết bị bù chưa mang lại hiệu quả kinh tế; dung lượng và vị trí đặt thiết bị bù được chọn chưa hợp lý nên không những không cải thiện được chất lượng điện mà còn có thể làm tăng tổn hao, gây thiệt hại kinh tế. Việc tính toán, lựa chọn vị trí và dung lượng bù trên cơ sở khoa học là một bàI toán có ý nghĩa thực tiễn và cấp thiết đối với ngành điện nói riêng và nền kinh tế nói chung.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bù công suất phản kháng nâng cao chất lượng điện năng lưới điện nông nghiệp T¹p chÝ KHKT N«ng nghiÖp, TËp 1, sè 2/2003 bï c«ng suÊt ph¶n kh¸ng n©ng cao chÊt l−îng ®iÖn n¨ng l−íi ®iÖn n«ng nghiÖp Reactive power compensation to raise electric quality in agricultural distribution network NguyÔn ThÞ Hiªn1 summary Calculating and choosing the place and compensation capacity based on scientific installation is a practical and imperative problem in distributing and conducting electricity. This paper presents a method to determine optimal compensation places and capacity of reactive power in distribution network. Nonlinear programming model was applied (optimum the benefits every year), and the optimal solution was received by the iterative procedure. The problem was programmed by Matlab algrothim. Keywords: Compensation, reactive, optimum. 1. §Æt vÊn ®Ò Nghiªn cøu, ®Ò xuÊt ph−¬ng ph¸p tÝnh Hiªn (2002) cho thÊy: mçi ph−¬ng ph¸p to¸n bï tèi −u c«ng suÊt ph¶n kh¸ng phï ®Òu cã −u, nh−îc ®iÓm nhÊt ®Þnh vµ thÝch hîp víi l−íi ®iÖn ph©n phèi sao cho võa hîp trong nh÷ng ®iÒu kiÖn tÝnh to¸n kh¸c ®¶m b¶o chÊt l−îng ®iÖn ¸p, võa cã tÝnh nhau, c¸c m« h×nh ®−îc x©y dùng ch−a kinh tÕ ®ang lµ mét vÊn ®Ò cÇn ®−îc quan mang ý nghÜa tæng qu¸t, chØ ¸p dông víi t©m bëi v× trong thùc tÕ, viÖc l¾p ®Æt c¸c m¹ng ®iÖn h×nh tia ®¬n gi¶n, ch−a xÐt tíi thiÕt bÞ bï ch−a mang l¹i hiÖu qu¶ kinh tÕ; sù ph©n bè ngÉu nhiªn cña phô t¶i ... dung l−îng vµ vÞ trÝ ®Æt thiÕt bÞ bï ®−îc M« h×nh bï tèi −u cho phÐp x¸c ®Þnh vÞ chän ch−a hîp lý nªn kh«ng nh÷ng kh«ng trÝ vµ dung l−îng ®Æt bï sao cho ®¹t ®−îc c¶i thiÖn ®−îc chÊt l−îng ®iÖn mµ cßn cã hiÖu qu¶ kinh tÕ tèi ®a mµ vÉn ®¶m b¶o thÓ lµm t¨ng tæn hao, g©y thiÖt h¹i kinh tÕ. c¸c ®iÒu kiÖn kü thuËt cña m¹ng (®iÖn ¸p, ViÖc tÝnh to¸n, lùa chän vÞ trÝ vµ dung dßng cho phÐp, ...) l−îng bï trªn c¬ së khoa häc lµ mét bµi to¸n cã ý nghÜa thùc tiÔn vµ cÊp thiÕt ®èi 2. x©y dùng M« h×nh to¸n häc víi ngµnh ®iÖn nãi riªng vµ nÒn kinh tÕ nãi 2.1. M« h×nh to¸n häc chung. Bµi to¸n bï tèi −u c«ng suÊt ph¶n Qua nghiªn cøu, ph©n tÝch c¸c ph−¬ng kh¸ng lµ x¸c ®Þnh c«ng suÊt vµ vÞ trÝ ®Æt ph¸p tÝnh bï c«ng suÊt ph¶n kh¸ng c¸c thiÕt bÞ bï nh»m môc tiªu ®¹t hiÖu qu¶ (ph−¬ng ph¸p bï theo ®iÖn ¸p, cùc tiÓu kinh tÕ cùc ®¹i khi tho¶ m^n tÊt c¶ c¸c hµm chi phÝ tÝnh to¸n, cùc tiÓu tæn thÊt ®iÒu kiÖn kü thuËt trong chÕ ®é lµm viÖc c«ng suÊt t¸c dông, ... ) cña NguyÔn ThÞ b×nh th−êng cña m¹ng ®iÖn. ChØ tiªu hiÖu I Bé m«n §iÖn N«ng nghiÖp, Khoa C¬ ®iÖn 142  Bï c«ng suÊt ph¶n kh¸ng n©ng cao chÊt l−îng ®iÖn n¨ng qu¶ kinh tÕ lµ c¸c chi phÝ quy ®æi, c¸c yªu Theo L^ V¨n ót & cs (1999) cã thÓ cÇu kü thuËt, lµ c¸c h¹n chÕ vÒ ®é lÖch biÓu diÔn hµm môc tiªu b»ng ma trËn cÊu ®iÖn ¸p, kh¶ n¨ng mang t¶i cña c¸c phÇn tróc [A] : tö trong m¹ng ®iÖn vµ c«ng suÊt cña c¸c thiÕt bÞ bï. n 2([Ai ][Qtt ]).([Ai ][Qb ] − ([Ai ][Qb ])2 a. Hµm môc tiªu F = C∆τ- ∑ Ri i =1 Ui2 - p. (∑ k0 j + kb ∑ Qbj ) → max (2.3) F = C∆.DA - p. (∑ k0 j + kb ∑ Qbj ) → max (2.1) b. C¸c ®iÒu kiÖn rµng buéc + §iÒu kiÖn c©n b»ng c«ng suÊt ph¶n Trong ®ã: kh¸ng nót: C∆ - gi¸ 1 kWh tæn thÊt ®iÖn n¨ng, lÊy Tæng c«ng suÊt ph¶n kh¸ng tíi mét nót b»ng gi¸ b¸n ®iÖn trung b×nh, (®/ kWh); bÊt kú trong m¹ng ®iÖn ph¶i c©n b»ng víi DA - ®é gi¶m tæn thÊt ®iÖn n¨ng so víi tæng c«ng suÊt ph¶n kh¸ng ®i ra tõ nót ®ã tr−íc khi ®Æt bï, (kWh); DA phô thuéc vµo cÊu tróc l−íi, ®å thÞ Qi = Qtj - Qbj + ∑ (Q k k + ∆Qk ) (2.4) phô t¶i c«ng suÊt ph¶n kh¸ng, cÊu tróc tr¹m bï: sè l−îng, vÞ trÝ, chÕ ®é vËn hµnh Trong ®ã: tô bï. Qi - c«ng suÊt ph¶n kh¸ng ®i tíi nót j, p - hÖ sè ®−îc x¸c ®Þnh: víi m¹ng ®iÖn hë i = j; p = atc + kvh + kkh (2.2) Qtj - phô t¶i ph¶n kh¸ng t¹i nót j, (kVAr); 1 Tæng k lÊy øng víi c¸c nh¸nh nèi víi Víi: atc = - hÖ sè thu håi vèn ®Çu t− Tn nót j cã h−íng c«ng suÊt ®i ra khái nót. tiªu chuÈn; + §iÒu kiÖn vÒ c«ng suÊt ph¸t cña tô: Tn - thêi gian thu håi vèn ®Çu t− tiªu chuÈn, (n¨m); 0 ≤ Qbj ≤ Qbjmax (2.5) kvh, kkh - hÖ sè vËn hµnh vµ hÖ sè khÊu Qbjmax - c«ng suÊt bï tèi ®a t¹i nót hao thiÕt bÞ, th−êng lÊy theo phÇn tr¨m j, x¸c ®Þnh theo c«ng suÊt phô t¶i. vèn ®Çu t− (bao gåm c¶ x©y l¾p vµ thiÕt + §iÒu kiÖn vÒ chÊt l−îng ®iÖn ¸p bÞ). Víi l−íi trung ¸p: Kvh = 7%, kkh = 3% §iÖn ¸p t¹i c¸c nót trong m¹ng ®iÖn ë ÷ 5% (TrÇn Quang Kh¸nh, 2000) bÊt kú chÕ ®é lµm viÖc ...