Xét đến đặc trưng ổn định điện áp trong lựa chọn cấu trúc lưới điện trung áp

Bài báo trình bày phương pháp lựa chọn cấu trúc LĐTA dựa trên việc nghiên cứu các chỉ tiêu ổn định, xác định những nút phụ tải, nhánh đường dây có vai trò quan trọng trong HTCCĐ để cải thiện các thông số. Kết quả nghiên cứu cho thấy việc lựa chọn cấu trúc LĐTA có xét đến đặc trưng ổn định điện áp thì khả năng tải của lưới và độ dự trữ ổn định các nút đều được cải thiện.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Xét đến đặc trưng ổn định điện áp trong lựa chọn cấu trúc lưới điện trung áp XÉT ĐẾN ĐẶC TRƯNG ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP TRONG LỰA CHỌN CẤU TRÚC LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP Consideration of voltage stability characteristics in the selection of medium voltage grid structure GS.TS. Lã Văn Út TS. Nguyễn Đức Hạnh Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Viện Năng lượng, Bộ Công Thương TÓM TẮT Cùng với sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế quốc dân và nhu cầu sử dụng điện năng, yêu cầu về chất lượng cung cấp điện (CCĐ) ngày một tăng cao. Việc lựa chọn các thông số lưới điện nhằm nâng cao chất lượng CCĐ có vai trò quan trọng trong các bài toán quy hoạch, thiết kế, vận hành hệ thống cung cấp điện (HTCCĐ). Tuy nhiên, sự phát triển quá nhanh lưới điện phân phối theo nhu cầu tăng trưởng phụ tải có thể dẫn đến những thay đổi bất hợp lý ở sơ đồ lưới điện trung áp (LĐTA), trong đó có nguy cơ mất ổn định điện áp. Bài báo trình bày phương pháp lựa chọn cấu trúc LĐTA dựa trên việc nghiên cứu các chỉ tiêu ổn định, xác định những nút phụ tải, nhánh đường dây có vai trò quan trọng trong HTCCĐ để cải thiện các thông số. Kết quả nghiên cứu cho thấy việc lựa chọn cấu trúc LĐTA có xét đến đặc trưng ổn định điện áp thì khả năng tải của lưới và độ dự trữ ổn định các nút đều được cải thiện. Abstract: With the rapid development of the national economy and demand for electricity, the requirement for the quality of electricity supply is on a high. The selection of grid parameters to improve the quality of electricity supply has an important role in planning, designing and operating the electric power providing system (EPPS). However, the development of power distribution networks happens too quickly as load demand growth could lead to unreasonable changes in medium voltage grid (MVG), including the risk of voltage instability. This article introduces the method of selecting the MVG structure based on the researches on the stability criterias, therefore, it identifies the centers of loads and focuses on the branch lines that have important role in the whole EPPS and then it gives the variants to improve the parameters. Research results show that not only the network capability but also stability reserves of nodes are improved when considering the stability characteristics in the selection of medium voltage grid structure. I. ĐẶT VẤN ĐỀ Dây dẫn cần được lựa chọn sao cho dòng Việc thiết kế LĐTA với yêu cầu hợp lý điện làm việc cưỡng bức (lớn nhất, kéo dài) về cấu trúc, tối ưu về kinh tế, thỏa mãn các nhỏ hơn dòng điện cho phép: điều kiện giới hạn là bài toán rất phức tạp, I ≤ I'cp=k1*k2...kn*Icp. đặc biệt khi xét đến giới hạn ổn định điện áp. Xét giới hạn theo công suất ta có: Các tính toán đơn giản dễ dẫn đến một cấu trúc lưới có vốn đầu tư cao, trong khi vẫn S ≤ 3 U*Icp* k1*k2...kn = Sgh (1) kém an toàn, chất lượng điện năng thấp. Trong đó: Icp dòng điện làm việc lâu dài Vấn đề được đặt ra liên quan đến quy mô chạy trong dây dẫn, đảm bảo nhiệt độ phát ngày càng rộng khắp của LĐTA, trong điều nóng ở giới hạn cho phép, trong điều kiện kiện phát triển phức tạp của HTĐ Việt Nam. tiêu chuẩn; k1,k2...kn là các hệ số hiệu chỉnh Nhiều nút tải xa nguồn, công suất tới gần giới theo các điều kiện khác với tiêu chuẩn; S là hạn ổn định, điện áp có thể dao động rất công suất truyền tải; U là điện áp làm việc, có mạnh, trước nguy cơ điện áp sụp đổ [1.]. thể tính gần đúng theo trị số định mức. II. KHẢO SÁT GIỚI HẠN CCĐ LĐTA Biểu diễn trên mặt phẳng công suất (P,Q) ta TRÊN MẶT PHẲNG CÔNG SUẤT có giới hạn CCĐ theo điều kiện phát nóng là hình tròn tâm (0,0) bán kính bằng Sgh. 2.1. Các biểu thức tính giới hạn CCĐ đối với lưới điện đơn giản, một phụ tải 2. Theo ĐK tổn thất điện áp 1. Theo điều kiện (ĐK) dòng phát nóng Tổn thất điện áp tính đến cuối đường dây 1 có thể tính gần đúng theo thành phần cùng Chỉ số L có giá trị từ 0 tới 1. Giá trị L = 1 pha với điện áp nút: tương ứng với trạng thái giới hạn ổn định ∆U ≈ (PR + QX ) / U . điện áp. Chỉ số L càng nhỏ thì mức độ ổn định điện áp càng cao. Trong đó: Z = R + X - là tổng trở 2 2 Cũng trong [2.] đã chứng minh quan hệ đường dây; Điện áp U có thể lấy gần đúng giữa trị số S1 với giá trị chỉ số L như sau: theo trị số định mức. U 22Y11 Gọi ∆Ucp là trị số tổn thất điện áp cho phép, S1 = (6) S là công suất truyền tải, có góc công suất φ, L + 1 / L − 2Cos (Φ S 1 + ΦY 11 ) ta có: Trong đó: Φ s1 là góc công suất phụ tải, S(R cos ϕ + X sin ϕ) ΦY 11 là góc tổng dẫn riêng của nút 1. ∆U = ≤ ∆U cp ; U Biểu thức (6) thực chất là quan hệ giữa S1 U với Φ s1 trong hệ tọa độ cực của mặt phẳng hay S (ϕ ) ≤ ∆U cp ; (2) R cos ϕ + X sin ϕ công suất khi giữ chỉ số L không đổi. Trên Biểu diễn trên mặt phẳng (P,Q) ta có giới hình 2 cho thấy với chỉ số L khác nhau đường hạn CCĐ theo ĐK tổn thất điện áp (đường cong có dạng các elip khác nhau. ellip). Khi chỉ số L=1 thì đường cong chính là ...