Tạp chí khoa học và công nghệ: Tính toán lựa chọn phương án kết lưới hiệu quả lưới điện cáp ngầm 22KV khu vực du lịch bãi dài Cam Ranh

Bài báo trình bày một phương pháp tiếp cận để giải quyết bài toán tìm cấu trúc tối ưu của lưới điện phân phối cáp ngầm bằng phương pháp kết hợp giữa phân tích với kinh nghiệm thực tế của các chuyên gia về quy hoạch lưới điện trên thế giới.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tạp chí khoa học và công nghệ: Tính toán lựa chọn phương án kết lưới hiệu quả lưới điện cáp ngầm 22KV khu vực du lịch bãi dài Cam Ranh TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(39).2010 TÍNH TOÁN LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN KẾT LƯỚI HIỆU QUẢ LƯỚI ĐIỆN CÁP NGẦM 22KV KHU DU LỊCH BÃI DÀI-CAM RANH CALCULATION AND CHOICE OF AN EFFECTIVE GRID CONNECTION PLAN FOR THE 22KV UNDERGROUND CABLE GRID IN BAIDAI-CAMRANH RESORT Đinh Thành Việt Nguyễn HồngTrường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng Công ty TNHH Tư vấn Điện ETNT TÓM TẮT Vấn đề tối ưu trong hệ thống điện nói chung và cấu trúc tối ưu của lưới điện nói riêng làmột bài toán khó do tính phức tạp của hệ thống. Đặc biệt bài toán tối ưu hóa cấu trúc lưới điệnphân phối cáp ngầm thường rất phức tạp do số lượng phương án kết lưới có thể có của lướiđiện là rất lớn và vấn đề đi dây ngầm trong lòng đất. Bài báo trình bày một phương pháp tiếpcận để giải quyết bài toán tìm cấu trúc tối ưu của lưới điện phân phối cáp ngầm bằng phươngpháp kết hợp giữa phân tích với kinh nghiệm thực tế của các chuyên gia về quy hoạch lướiđiện trên thế giới đồng thời xây dựng chương trình tính toán tìm cấu trúc tối ưu trên máy tính vàứng dụng để tính chọn phương án kết lưới hiệu quả cho lưới điện 22kV cáp ngầm ở khu du lịchBãi Dài, huyện Cam Ranh, tỉnh Khánh Hòa. ABSTRACT Optimization in the power system in general and optimal configuration of power networkin particular is a hard problem due to system complications. Especially, the optimal configurationof the underground power distribution network is complicated due to great number of possiblecases and underground installation. This paper presents an approach to the study on an optimalconfiguration of power distribution network by the combination of an analysis method andpractical experiences from experts on the power system planning. A relevant computer programhas been implemented in order to find the effective configuration for the 22kV undergroundpower distribution network in the Resort of Baidai in Camranh District, Khanhhoa Province.1. Đặt vấn đề Sau khi xác định được điện áp vận hành của hệ thống điện cho một khu vực, tacần phải giải quyết bài toán tìm cấu trúc tối ưu của lưới điện. Cấu trúc lưới điện liênquan trực tiếp đến vấn đề vận hành và khả năng phát triển của lưới. Khi thay đổi cấutrúc của lưới dẫn đến thay đổi về chức năng và do đó sẽ tạo ra ảnh hưởng tốt hoặc xấuđối với các mục tiêu đã đề ra. Tối ưu hóa cấu trúc lưới điện là bài toán phức tạp do bị ràng buộc nhiều yếu tố,phải có đầy đủ dữ liệu đầu vào và có giải thuật phù hợp để tính toán vì khối lượng tínhtoán rất lớn. Riêng với bài toán tối ưu hóa cấu trúc lưới điện phân phối thì còn phải chịunhiều ràng buộc như lịch sử, địa hình, quy mô lưới điện, chi phí đầu tư, số lượngphương án tính toán lớn, khó chương trình hóa từ các giải thuật thông thường… Bằng cách tiếp cận theo phương pháp lôgic: kết hợp phân tích bản đồ phân bố 301 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(39).2010phụ tải thực tế với việc xây dựng giải thuật để tính toán, bài toán cấu trúc tối ưu lướiđiện có thể được giải quyết với một số mục tiêu đề ra. Sử dụng phương pháp này chophép giảm đáng kể khối lượng tính toán mà vẫn cho kết quả phù hợp với thực tế.2. Giải quyết vấn đề2.1. Chia cụm phụ tải theo nguyên tắc đường đi ngắn nhất Nguyên tắc đường đi ngắn nhất: Từ nguồn sẽ nối đến phụ tải gần nó nhất. Từ các yêu cầu ban đầu về cấp điện, yêu cầu khả năng kết nối lưới điện với cáckhu vực lân cận, cân nhắc kỹ điều kiện đặc thù thực tế của địa hình phân bố phụ tải,phân chia phụ tải thành các cụm phụ tải theo nguyên tắc đường đi ngắn nhất như hình 1.Từ đó xác định các cụm phụ tải cần cấp điện, xác định sơ bộ các xuất tuyến cấp điệncho các cụm phụ tải. Kết quả là đã xác định được cấu trúc lưới điện cơ bản giữa nguồnđiện và các cụm phụ tải cần cấp điện. Các yêu cầu về cấp điện, kết nối với khu vựcxung quanh đã thỏa mãn, đáp ứng tiêu chí đường đi ngắn nhất. Hình 1. Xác định tuyến cấp điện cho các cụm trạm biến áp phụ tải2.2. Xây dựng hàm mục tiêu của lưới điện Biểu thức hàm chi phí tính toán hàng năm Z của phương án nối dây của lướiđiện n nút phụ tải phụ thuộc vào các giá trị dòng điện Iij theo công thức sau [4]: ⎧⎪0 khi I ij = 0 ⎫⎪ Z ( I ij ) = ⎨ ⎬ (1) ⎩⎪ ∑ A.Lij + ∑ β .Lij .I ij khi I ij 〉 0 ⎭⎪ a.B với A = a. A và β = + 3.ρ .τ .c.J ...