Tài liệu Nghiên cứu đánh giá thực trạng và đề xuất các giải pháp giảm tổn thất điện năng cho lưới điện huyện lệ thủy

MỤC LỤC TRANG BÌA LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC TRANG TÓM TẮT TIẾNG ANH DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1 1. Lý do chọn đề tài ............................................................................................1 2. Mục đích nghiên cứu ......................................................................................2 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ..................................................................2 4. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................2 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn củađề tài .........................................................3 6. Cấu trúc củaluận văn ......................................................................................3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC LỆ THỦY - TỈNH QUẢNG BÌNH. ............................................. 4 1.1. Tổng quan về tình hình SXKD Điện lực Lệ Thủy. ..............................................4 1.2. Thực trạng tổn thất điện năng của lưới điện phân phối Điện lực Lệ Thủy. .........6 1.2.1. Tổn thất điện năng hiện trạng ...................................................................6 1.2.2. Công tác quản lý kỹ thuật và quản lý vận hành để giảm TTĐN ..............8 1.2.3. Công tác quản lý kinh doanh, kiểm tra sử dụng điện để giảm TTĐN .....9 1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến tổn thất điện năng của lưới điện phân phối Điện lực Lệ Thủy. ....................................................................................................................10 1.3.1. Tổn thất công suất trên lưới điện phân phối. ..........................................10 1.3.2. Tổn thất điện năng trên lưới điện phân phối ..........................................11 1.4. Kết luận ..............................................................................................................12 CHƯƠNG 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI. .............................................................................. 14 2.1. Các phương pháp tính toán tổn thất công suất và tổn thất điện năng. ...............14 2.1.1. Vai trò, ý nghĩa của bài toán xác định TTCS, TTĐN. ...........................14 2.1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến trị số TTCS và TTĐN trong hệ thống cung cấp điện .............................................................................................................15 2.1.3. Tính toán tổn thất công suất trong quản lý vận hành .............................20 2.1.4. Tính toán tổn thất điện năng trong hệ thống điện ..................................21 2.2. Phần mềm PSS/ADEPT và các bài toán tính toán .............................................29 2.2.1. Giới thiệu chương trình PSS/ADEPT ....................................................29 2.2.2. Mô phỏng lưới điện trên chương trình PSS/ADEPT .............................35 2.2.3. Các bước thực hiện khi ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT ...................35 2.3. Kết luận ..............................................................................................................36 CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN, ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRÊN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI CỦA ĐIỆN LỰC LỆ THỦY. ............................ 37 3.1. Hiện trạng cấp điện khu vực huyện Lệ Thủy .....................................................37 3.1.1. Nguồn và lưới điện: ................................................................................37 3.1.2. Khối lượng quản lý kỹ thuật vận hành: ..................................................37 3.1.3. Đặc điểm kết lưới của lưới điện phân phối Lệ Thủy..............................38 3.2. Tính toán TTĐN của lưới điện phân phối hiện trạng điện lực Lệ Thủy ............38 3.2.1. Số liệu đầu vào tính toán TTĐN ............................................................39 3.2.2. Tính toán TTĐN lưới điện phân phối huyện Lệ Thủy ...........................44 3.3. Kết luận ..............................................................................................................47 CHƯƠNG 4. TÍNH TOÁN, ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CHO LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC LỆ THỦY - TỈNH QUẢNG BÌNH. ........................................................................................................ 49 4.1. Đề xuất các giải pháp giảm TTĐN lưới điện Lệ Thủy ......................................49 4.1.1. Giảm tổn thất điện năng đối với tổn thất điện năng kỹ thuật .................49 4.1.2. Giảm tổn thất điện năng đối với tổn thất điện năng phi kỹ thuật ...........49 4.1.3. Phân tích các giải pháp giảm TTĐN lưới điện Lệ Thủy ........................50 4.1.4. Lựa chọn giải pháp để thực hiện nội dung đề tài ...................................54 4.2. Tính toán đánh giá hiệu quả của các giải pháp đề xuất......................................55 4.2.1. Đồ thị phụ tải và hệ số đồ thị phụ tải Kđt của 02 xuất tuyến .................55 4.2.2. Cải tạo, nâng tiết diện dây dẫn ...............................................................57 4.2.3. Chọn kết lưới vận hành hợp lý ...............................................................59 4.2.4. Tính toán bù tối ưu công suất phản kháng .............................................62 4.2.5. Kiểm tra lại điểm mở tối ưu ...................................................................64 4.3. Tính toán hiệu quả kinh tế ..................................................................................65 4.3.1. Tính lượng tổn thất điện năng giảm hàng năm ......................................65 4.3.2. Giá trị làm lợi hàng năm .........................................................................65 4.3.3. Chi phí cải tạo đường dây và chi phí bổ sung tụ bù: ..............................66 4.4. Kết luận ..............................................................................................................66 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................... 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 69 PHỤ LỤC QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO) BẢN SAO KẾT LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC PHẢN BIỆN. TRANG TÓM TẮT TIẾNG ANH NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤTCÁC GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤTĐIỆN NĂNG CHOLƯỚI ĐIỆN HUYỆN LỆ THỦY Học viên: Phạm Anh Văn Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 8520201 Trường Đại học Bách Khoa - ĐHĐN Khoá: 34 Tóm tắt - Giảm tổn thất điện năng là một mục tiêu quan trọng hàng đầu trong sản xuất kinh doanh của ngành Điện. Hệ thống lưới điện huyện Lệ Thủy đã vận hành lâu năm với việc xây dựng không đồng nhất trong khi nhu cầu về điện ngày càng tăng cao dẫn đến tổn thất điện năng đáng kể ở nhiều khu vực. Do vậy, cần thiết phải tính toán đưa ra các giải pháp giảm tổn thất điện năng để nâng cao hiệu quả vận hành lưới điện. Ngoài các giải pháp về mặt tổ chức, quản lý thì các giải pháp kỹ thuật để giảm tổn thất điện năng như: đề xuất đầu tư, sửa chữa nâng cấp lưới điện trung thế, tìm điểm mở tối ưu cho lưới điện trung thế, tính toán tìm vị trí đặt tụ bù tối ưu... Từ đó, tính toán lại tính hiệu quả của các giải pháp được đề xuất, sau đó áp dụng triển khai trên lưới điện phân phối huyện Lệ Thủy. Từ khóa - Tổn thất điện năng; lưới điện phân phối; tối ưu, Điện lực Lệ Thủy. RESEARCH ON PATTERNS AND PROPOSED SOLUTIONS TO REDUCE ELECTRICITY LOSSES LE THUY DISTRICT POWER SUPPLY Abstract - Reducing power loss is an important target in the business of electricity. The grid system in Le Thuy district has been operating for a long time with heterogeneous construction while the demand for electricity has increased, which results in significant power loss in many areas. Therefore, it is necessary to calculate and give a number of solutions which help to reduce power loss and improve the effect of grid operation. In addition to the organizational and management solutions, there are a number of technical solutions to reduce power loss such as investment proposals, repairing and upgrading medium voltage grid, finding the optimal point for medium voltage grid, determining the position to put capacitors optimally... From that point, the effect of solutions proposed is recalculated. After that the solutions will be applied to the grid in Le Thuy district. Key words - Power loss; distribution grid; Optimal, Le Thuy Electric. DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT TTCS Tổn thất công suất TTĐN Tổn thất điện năng EVN EVNCPC SXKD Viet nam Electricity, Tập đoàn Điện lực Việt Nam Tổng Công ty Điện lực Miền Trung Sản xuất kinh doanh TBA Trạm biến áp Pmin Công suất nhỏ nhất Pmax Công suất lớn nhất TU Biến áp đo lường TI Biến dòng đo lường XT Xuất tuyến MC Máy cắt DCL Dao cách ly KD Kinh doanh DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Kết quả SXKD 10 tháng đầu năm 2018 .....................................................5 Bảng 1.2. TTĐN toàn Điện lực Lệ Thủy 10 tháng đầu năm 2018 (phiên KD) ..........6 Bảng 1.3. Số liệu TTĐN các cấp điện áp năm 2017 và 10 tháng đầu năm 2018 .......7 Bảng 1.4. Số liệu tổn thất cấp điện áp 22kV năm 2017 và 10 tháng đầu năm 2018 ..7 Bảng 1.5. Số liệu mang tải các XT trung thế 10 tháng đầu năm 2018 .......................8 Bảng 1.6. Điện áp tại các TBA 110kV và ranh giới ...................................................8 Bảng 1.7. Số liệu về thực hiện độ tin cậy 10 tháng đầu năm 2018 .............................9 Bảng 1.8. Tỷ trọng thương phẩm 10 tháng đầu năm 2018 theo thành phần phụ tải .10 Bảng 2.1. Diễn giải các chỉ số kinh tế trong PSS/ADEPT khi chạy CAPO .............33 Bảng 3.1. Khối lượng quản lý vận hành hệ thống điện của Điện lực Lệ Thủy ........37 Bảng 3.2. Đặc điểm các xuất tuyến đường dây 22 kV của Điện lực Lệ Thủy..........38 Bảng 3.3. TTCS và TTĐN trên các xuất tuyến vào mùa nắng .................................46 Bảng 3.4. TTCS và TTĐN trên các xuất tuyến vào mùa mưa ..................................46 Bảng 3.5. Bảng tổng hợp TTĐN Điện lựcLệ Thủy trong cả năm ............................47 Bảng 4.1. Khối lượng thực hiện cải tạo dây dẫn .......................................................57 Bảng 4.2. TTCS và TTĐN trên các xuất tuyến vào mùa nắng sau cải tạo ...............58 Bảng 4.3. TTCS và TTĐN trên các xuất tuyến vào mùa mưa sau cải tạo ................58 Bảng 4.4. TTĐN toàn bộ lưới điện sau cải tạo .........................................................59 Bảng 4.5. So sánh TTĐN trước và sau khi cải tạo. ...................................................59 Bảng 4.6. Kết quả vị trí bù và dung lượng bù của các xuất tuyến mùa khô .............63 Bảng 4.7. Tổn thất công suất giảm được trên 02XTsau khi bù vào mùa khô ...........63 Bảng 4.8. Kết quả vị trí bù và dung lượng bù của các xuất tuyến mùa mưa ............63 Bảng 4.9. Tổn thất công suất giảm được trên 02 XT sau khi bù vào mùa mưa ........64 Bảng 4.10. Tổn thất điện năng giảm được sau khi bù...............................................64 Bảng 4.11. Chi phí tái cấu trúc lưới điện ..................................................................66 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1. Sơ đồ thuật toán của phương pháp Newton. .............................................20 Hình 2.2. Đồ thị phụ tải chữ nhật hóa. ......................................................................22 Hình 2.3. Đồ thị phụ tải hình thang hóa. ...................................................................22 Hình 2.4. Biểu đồ TTCS và xác định TTĐN sử dụng đường cong tổn thất. ............26 Hình 2.5. Đường cong tổn thất ..................................................................................27 Hình 2.6. Dòng công suất thể hiện trên sơ đồ từ PSS/ADEPT .................................31 Hình 2.7. Thuật toán xác định điểm mở tối ưu (TOPO) ...........................................32 Hình 2.8. Hộp thoại cài đặt các chỉ số kinh tế khi chạy CAPO của PSS/ADEPT ...33 Hình 3.1. Chương trình DSPM (MDMS) để lấy số liệu ...........................................40 Hình 3.2. Đồ thị phụ tải xuất tuyến 471Lệ Thủy ......................................................40 Hình 3.3. Đồ thị phụ tải xuất tuyến 472 Lệ Thủy .....................................................41 Hình 3.4. Đồ thị phụ tải xuất tuyến 474 Lệ Thủy .....................................................41 Hình 3.5. Đồ thị phụ tải xuất tuyến 476 Lệ Thủy .....................................................42 Hình 3.6. Đồ thị phụ tải xuất tuyến 476 Sen Nam ....................................................42 Hình 3.7. Đồ thị phụ tải xuất tuyến 478 Lệ Thủy .....................................................43 Hình 3.8. Đồ thị phụ tải xuất tuyến 476 Áng Sơn.....................................................43 Hình 3.9. Đồ thị phụ tải xuất tuyến 478 Áng Sơn.....................................................44 Hình 4.1. Đồ thị phụ tải hai mùa xuất tuyến 474 Lệ Thủy .......................................55 Hình 4.2. Hệ số đồ thị phụ tải hai mùa xuất tuyến 474 Lệ Thủy ..............................56 Hình 4.3. Đồ thị phụ tải hai mùa xuất tuyến 476 Áng Sơn .......................................56 Hình 4.4. Hệ số đồ thị phụ tải hai mùa xuất tuyến 476 Áng Sơn .............................57 Hình 4.5. Các thông số về kinh tế khi chạy CAPO ...................................................62 Hình 4.6. Sơ đồ kết lưới sau cải tạo ..........................................................................65 1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Năng lượng, đặc biệt là điện năng đóng vai trò quan trọng trong quá trình phát triển kinh tế xã hội. Quá trình truyền tải và phân phối điện năng đến hộ sử dụng làm phát sinh tổn thất điện năng khá lớn, đây là một bộ phận cấu thành chi phí quan trọng của giá điện. Như vậy, giải pháp giảm tổn thất điện năng là một trong những mục tiêu hàng đầu của ngành điện Việt Nam nhằm giảm giá thành điện năng. Giảm tổn thất điện năng còn là một biện pháp quan trọng mang lại hiệu quả kinh tế cao không chỉ đối với ngành điện mà còn đối với toàn xã hội. Tỷ lệ tổn thất điện năng phụ thuộc vào đặc tính của lưới điện, phụ tải, khả năng cung cấp của hệ thống và công tác quản lý vận hành, kinh doanh điện năng trên hệ thống điện. Trong những năm gần đây nhu cầu về điện tăng cao, trong khi đó hệ thống lưới điện đã vận hành lâu năm, xây dựng chắp vá chưa theo kịp quy hoạch bởi nhiều lý do khác nhau nên chưa đáp ứng được yêu cầu về chất lượng cung cấp điện dẫn đến tổn thất điện năng cao. Do vậy, cần thiết phải tính toán đưa ra các giải pháp giảm tổn thất tối ưu nhằm đáp ứng yêu cầu cung cấp điện an toàn, ổn định, liên tục và chất lượng tốt để phục vụ chính trị, an ninh quốc phòng, phát triển kinh tế xã hội và nhu cầu sinh hoạt của nhân dân cả tỉnh nói chung và trên địa bàn huyện Lệ Thủy nói riêng. * Tính cấp thiết của đề tài: Việc phân tích đánh giá tình hình tổn thất và các giải pháp khắc phục đã và đang là vấn đề cấp bách và lâu dài đối với hệ thống điện nước ta, nhất là khi vấn đề kinh doanh điện năng đang đứng trước ngưỡng cửa của thị trường điện cạnh tranh. Để hoàn thành mục tiêu giảm tổn thất điện năng xuống còn 4,3% vào năm 2020 mà EVNCPC đã đề ra trong chương trình giảm tổn thất điện năng giai đoạn 20162020, thì vấn đề giảm tổn thất điện năng đã trở thành mục tiêu quan trọng hàng đầu của trong các năm tiếp theo của EVNCPC [13]. Tại Công ty Điện lực Quảng Bình, tổn thất điện năng trong năm 2017 là 6,28%, giảm sâu so với những năm trước đây, nhưng vẫn còn có nhiều vấn đề cần giải quyết để giảm tổn thất điện năng. Theo lộ trình, chỉ tiêu tổn thất mà EVNCPC đã giao cho Công ty Điện lực Quảng Bình năm 2018 là 5,75% và đến năm 2020 xuống 5,0% [14]. Đối với Điện lực Lệ Thủy thì Công ty Điện lực Quảng Bình giao năm 2018 là 4,78% và đến 2020 là 4,5% [15]. Trước các yêu cầu thực tiễn nêu trên, vấn đề giảm tỷ lệ tổn thất điện năng nhằm góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất kinh doanh đối với Công ty Điện lực Quảng Bình và Điện lực Lệ Thủy nói riêng là một trong những vấn đề trọng tâm trong giai đoạn trước mắt và lâu dài. 2 Trên đây là lý do học viên chọn đề tài “Nghiên cứu đánh giá thực trạng và đề xuất các giải pháp giảm tổn thất điện năng cho lưới điện huyện Lệ Thủy” cho luận văn tốt nghiệp của mình. 2. Mục đích nghiên cứu Mục đích của luận văn là nghiên cứu cơ sở lý thuyết, sử dụng một số phần mềm ứng dụng (CMIS3, MDMS, PSS/ADEPT) để phân tích tổn thất hiện tại trên LĐPP của huyện Lệ Thủy. Đề xuất một số giải pháp giảm tổn thất điện năng một cách hữu hiệu nhằm giúp Điện lực Lệ Thủy triển khai thực hiện hiệu quả hơn trong công tác giảm tổn thất điện năng trong những năm tiếp theo Đề tài sẽ sử dụng phần mềm tính toán lưới điện PSS/ADEPT và tính toán tổn thất lưới điện trung áp chia ra mùa mưa và mùa khô để kiểm tra tính chính xác và áp dụng vào thực tế. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu a. Đối tượng nghiên cứu: - Đối tượng nghiên cứu của đề tài là các phương pháp tính toán tổn thất công suất, tổn thất điện năng trên lưới phân phối và các giải pháp giảm tổn thất điện năng trong công tác quản lý vận hành lưới điện phân phối. - Phần mềm PSS/ADEPT và mô hình tính toán tổn thất lưới điện hạ thế chia ra mùa mưa và mùa khô. b. Phạm vi nghiên cứu: - Phạm vi nghiên cứu của đề tài: lưới điện trung áp khu vực huyện Lệ Thủy. 4. Phương pháp nghiên cứu Kết hợp lý thuyết với thực nghiệm * Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: - Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về tính toán tổn thất công suất và điện năng trên lưới phân phối - Nghiên cứu các giải pháp giảm tổn thất điện năng trên lưới phân phối. * Điều tra, thu thập dữ liệu: - Tìm hiểu về đặc điểm kinh tế xã hội và kết cấu lưới điện hiện trạng trên địa bàn khu vực Lệ Thủy. - Thu thập dữ liệu và các thông số vận hành thực tế của lưới điện phân phối do Điện lực Lệ Thủy quản lý qua chương trình DSPM, SPIDER, CMIS3.0... 3 * Xử lý số liệu: - Phân tích dữ liệu phụ tải để xây dựng các dạng đồ thị phụ tải điển hình phục vụ bài toán tính tổn thất công suất bằng phần mềm PSS/ADEPT. * Tính toán mô phỏng: - Phân tích các chỉ số TTĐN của thực tế đang vận hành so với tổn thất tính toán. - Tính toán các pháp nhằm giảm TTĐN lưới điện phân phối Điện lực Lệ Thủy tỉnh Quảng Bình bằng các modul LOAD FLOW, CAPO, TOPO của phần mềm PSS/ADEPT. 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn củađề tài Giảm TTĐN là nhiệm vụ trọng tâm của ngành Điện, được tập trung chỉ đạo thực hiện, với các chỉ tiêu, nhiệm vụ cụ thể cho từng Đơn vị thành viên. Mục tiêu này nằm trong nỗ lực chung của ngành Điện cũng như các đơn vị thành viên nhằm nâng cao hiệu quả hoạt động SXKD của doanh nghiệp, đáp ứng các yêu cầu cấp bách mà Tập đoàn Điện lực Việt Nam yêu cầu với Tổng Công ty Điện lực Miền Trung. Với việc nghiên cứu của đề tài đặt trọng tâm vào việc phân tích, tính toán, đánh giá và đưa ra các giải pháp giảm TTĐN. Đề tài sẽ góp phần quan trọng trong công tác giảm TTĐN của Điện lực Lệ Thủy - Công ty Điện lực Quảng Bình, góp phần nâng cao chất lượng điện năng, đóng góp chung vào sự phát triển kinh tế - xã hội của đất nước. 6. Cấu trúc của luận văn Đề tài được phân thành 4 chương với các nội dung như sau: Chương 1: Tổng quan về tổn thất điện năng lưới điện phân phối Điện lực Lệ Thủy - Tỉnh Quảng Bình. Chương 2: Các phương pháp tính toán tổn thất điện năng của lưới điện phân phối. Chương 3: Tính toán tổn thất điện năng lưới điện phân phối hiện trạng của Điện lực Lệ Thủy. Chương 4: Các giải pháp nhằm giảm tổn thất điện năng lưới điện phân phối Điện lựcLệ Thủy - Tỉnh Quảng Bình. Kết luận và kiến nghị 4 CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC LỆ THỦY- TỈNH QUẢNG BÌNH. 1.1. TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH SXKD ĐIỆN LỰC LỆ THỦY Huyện Lệ Thủy có 28 đơn vị hành chính, địa bàn quản lý của Điện lực Lệ Thủybao gồm 27 xã, trong đó 25 xã và 02 thị trấn. Do kết cấu lưới điện và phân vùng quản lý phù hợp với thực tế địa lý nên xã Hồng Thủy ở trên địa bàn huyện Lệ Thủy nhưng Điện lực Quảng Ninh quản lý cấp điện. Hình 1.1 Bản đồ vị trí địa lý huyện Lệ Thủy Điện lực Lệ Thủy là một trong 7 điện lực thuộc Công ty Điện lực Quảng Bình, trực thuộc Tổng Công ty Điện lực Miền Trung (EVNCPC), thực hiện nhiệm vụ sản xuất kinh doanh điện năng trên địa bàn huyện Lệ Thủy - tỉnh Quảng Bình, với mục tiêu đảm bảo cung cấp điện chất lượng, ổn định cho các hoạt động kinh tế - xã hội, an ninh - quốc phòng trên địa bàn của huyện. Tổng quan lưới điện Lệ Thủy, bao gồm 8 xuất tuyến trung thế 22 kV và 405 TBA phụ tải (trong đó 254 TBA công cộng), 423km ĐZ trung thế. Phụ tải của Điện lực Lệ Thủy gồm nhiều thành phần từ sinh hoạt, công nghiệp xây dựng, thương nghiệp, khách sạn, nhà hàng, nông nghiệp… với tổng số 42.580 khách hàng. 5 Hình 1.2 Bản đồ các xã thuộc huyện Lệ Thủy Kết quả thực hiện công tác SXKD 10 tháng đầu năm 2018 như sau: Bảng 1.1 Kết quả SXKD 10 tháng đầu năm 2018 TT Các chỉ tiêu Đơn vị tính Thực hiện 2018 Lũy kế 10 tháng Cùng kỳ 2017 1 Điện thanh cái kWh 133.639.315 113.107.257 2 Điện thương phẩm kWh 125.462.621 106.873.894 3 TTĐN chung % 6,11 5,51 4 TTĐN lưới 22kV % 2,44 2,56 5 TTĐN lưới 0,4kV % 2,36 4,59 6 Doanh thu tiền điện Đồng 204.419.535.724 166.649.548.194 7 Doanh thu tiền CSPK Đồng 528.370.876 255.728.778 8 Giá bán bình quân đ/kWh 1.629,33 1.559,31 9 Số thu tiền CSPK Đồng 524.210.972 242.000.887 10 Số HĐMBĐ Hợp đồng 42.608 41.811 11 Số công tơ Cái 42.580 41.719 Ghi chú 6 1.2. THỰC TRẠNG TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC LỆ THỦY 1.2.1. Tổn thất điện năng hiện trạng * Tổn thất chung: Hiện nay, trong công tác quản lý kinh doanh điện năng tại các Điện lực, việc tính toán tổn thất kinh doanh hàng tháng đang thực hiện theo nguyên tắc: - Điện giao, nhận: Sản lượng điện năng giao, nhận giữa Điện lực với Công ty được chốt vào 0h00 ngày 01 hàng tháng thông qua hệ thống đo xa. - Thương phẩm của các khách hàng trong 1 tháng được ghi theo lịch chốt chỉ số công tơ do Tổng Công ty Điện lực miền Trung phê duyệt từ cuối năm kế hoạch trước. Sản lượng tiêu thụ được ghi từ một ngày nhất định của tháng trước đến cùng ngày của tháng sau. - TTĐN được tính: ATT = AN - AG - ATP trong đó: + ATT là Điện năng tổn thất + AN là tổng điện năng nhận + AG là tổng điện năng giao + ATP là tổng sản lượng thương phẩm. Ưu điểm của cách tính này là đơn giản trong quá trình thực hiện, không tốn thêm nhân lực để chốt chỉ số thương phẩm vào cùng thời điểm giao nhận, thời gian lũy kế càng dài thì sai số càng nhỏ. Nhược điểm của cách tính này là: việc ghi sản lượng điện giao, nhận và thương phẩm không cùng thời điểm nên kết quả tính toán không chính xác, có sai số lớn (thậm chí có tháng tổn thất âm) vì bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như: thời tiết những ngày cuối tháng thay đổi, phụ tải biến động, số ngày điện giao, nhận và thương phẩm không bằng nhau (có khi ngày giao, nhận là 30 ngày nhưng thương phẩm là 31 ngày hoặc ngược lại),… Bảng 1.2 TTĐN toàn Điện lực Lệ Thủy 10 tháng đầu năm 2018 (phiên KD) Tháng 1 2 3 4 5 6 Tỷ lệ TTĐN (%) 17,49 -4,36 10,22 4,09 12,14 -3,67 7 8 9 10 3,85 7,21 2,41 6,25 - Tổn thất điện năng chung lũy kế 10 tháng 2017 là 6,11%. - Tổn thất điện năng chung lũy kế 10 tháng 2018 là 5,75%, giảm so với cùng kỳ 0,36%. 7 * Tổn thất theo các cấp điện áp: Bảng 1.3 Số liệu TTĐN các cấp điện áp năm 2017 và 10 tháng đầu năm 2018 TT Điện lực Lệ Thủy Lũy kế 10T/2018 Cùng kỳ 10T/2017 Tăng giảm so với 2017 1 Lưới điện hạ thế 0,4kV 4,38 4,6 -0,22 2 Lưới điện trung thế 22kV 2,44 2,56 -0,12 Toàn đơn vị 5,75 6,11 -0,36 * Tổn thất cấp điện áp 22kV: Bảng 1.4 Số liệu tổn thất cấp điện áp 22kV năm 2017 và 10 tháng đầu năm 2018 TT Điện lực Lệ Thủy Lũy kế 10T/2018 Cùng kỳ 10T/2017 Tăng giảm so với 2017 1 XT 476 Sen Nam 2,26 2,33 -0,07 2 Xuất tuyến 471LT 3,14 2,90 0,24 3 Xuất tuyến 472LT 1,40 1,69 -0,29 4 Xuất tuyến 474LT 1,83 2,38 -0,55 5 Xuất tuyến 476AS 2,64 2,61 0,03 6 Xuất tuyến 476LT 2,71 2,97 -0,26 7 Xuất tuyến 478AS 4,35 4,39 -0,04 8 Xuất tuyến 478LT 2,99 2,76 0,23 Toàn bộ 2,44 2,56 -0,12 * Phân tích: - Đối với lưới điện 22 kV: trong năm 2017, lưới điện trung thế do Điện lực Lệ Thủy quản lý không có cải tạo, nâng cấp về tiết diện, phương thức vận hành, chỉ một số đường dây được đưa vào SCL thay thế dây trần bằng dây bọc nên tỷ lệ tổn thất giảm không đáng kể. Ngoài ra, do 110 TBA được lắp DSPM nên chuyển giờ chốt phiên 1 hàng tháng từ 9h về 0h hàng ngày. Điều này làm hụt 101.876 kWh, tương đương 0,15%. - Đối với lưới điện 0,4 kV: nhờ các công trình XDCB, cải tạo lưới điện trong năm 2017; thay thế 7.858 công tơ điện tử các loại; công tác kiểm tra lưới điện, cân pha, san tải… được thực hiện thường xuyên nên tỷ lệ TTĐN giảm khá sâu. 8 1.2.2. Công tác quản lý kỹ thuật và quản lý vận hành để giảm TTĐN * Tiến độ lắp tụ bù năm 2018: Năm 2018, Điện lực chỉ có kế hoạch bù hạ thế, không có bù trung thế. Tiến độ sẽ lắp lên lưới trong tháng 12/2018. Tổng dung lượng bù hạ thế năm 2018: 33 cụm với tổng dung lượng 970 kVAr. * Tình hình vận hành lưới điện năm 2017 và 10 tháng đầu năm 2018: Công suất tải: Pmax, Pmin; số lượng các đường dây, trạm biến áp mang tải cao, thấp. Toàn Điện lực có 08 xuất tuyến trung thế chính: Bảng 1.5 Số liệu mang tải các XT trung thế 10 tháng đầu năm 2018 TT Điện lực Lệ Thủy Pmax (MW) Pmin (MW) 1 XT 476 Sen Nam 12,2 3,8 2 Xuất tuyến 471LT 2,3 1,3 3 Xuất tuyến 472LT 1,3 0,4 4 Xuất tuyến 474LT 5,9 3,8 5 Xuất tuyến 476AS 1,7 0,7 6 Xuất tuyến 476LT 2,9 1,2 7 Xuất tuyến 478AS 2,1 0,5 8 Xuất tuyến 478LT 1,9 0,4 Toàn bộ 30,3 12,1 Ghi chú * Điện áp: Công tác đảm bảo điện áp nút tại thanh cái trung áp tại các TBA 110 kV luôn được đảm bảo, cụ thể: Bảng 1.6 Điện áp tại các TBA 110kV và ranh giới TT TBA 110kV 22kV 1 Lệ Thủy 23,0÷23,8 2 Áng Sơn 23,5÷23,9 3 Ranh giới Sen Nam 22,5÷23,8 9 * Độ tin cậy cung cấp điện: Bảng 1.7 Số liệu về thực hiện độ tin cậy 10 tháng đầu năm 2018 SỰ CỐ Số liệu MAIFI SAIDI BẢO TRÌ BẢO DƯỠNG SAIFI MAIFI SAIDI SAIFI Thực hiện 9,840 150,814 3,263 - 434,691 4,237 Kế hoạch 2018 2,991 109,940 2,645 0,034 519,114 4,006 328,948 137,179 123,362 - 83,737 105,773 Cùng kỳ 2017 3,341 55,306 0,895 - 458,842 2,846 Tăng/giảm 6,499 95,508 2,368 - (24,151) 1,391 194,528 172,691 264,572 - (5,263) 48,885 % thực hiện % tăng, giảm Qua số liệu thống kê ở bảng trên cho thấy: các chỉ số về độ tin cậy tăng cao so với năm trước, tuy nhiên bản chất do năm nay hệ thống SCADA đi vào hoạt động nên 100% số sự cố được ghi nhận đầy đủ về trung tâm điều khiển so với trước đây các sự cố máy cắt tự đóng lại nên số liệu lịch sử trước khi có trung tâm điều khiển thường không truy xuất đầy đủ. Thực tế, theo ghi nhận của Điện lực Lệ Thủy thì sự cố năm 2018 đã giảm nhiều so với trước. 1.2.3. Công tác quản lý kinh doanh, kiểm tra sử dụng điện để giảm TTĐN - Khối lượng công tơ mua bán điện tới thời điểm 31/10/2018: Tổng số công tơ 42.848 cái. Công tơ 1 pha 40.619 cái, công tơ 3 pha 1.961cái, trong đó: + Công tơ điện tử 1 pha 24.454 cái. + Công tơ điện tử 3 pha 1 biểu giá 1101 cái. + Công tơ điện tử 3 pha nhiều biểu giá 252 cái. - Kết quả thay thế định kỳ TBĐĐ: thực hiện tốt theo luật đo lường, không để thiết bị đo đếm bán điện hết hạn kiểm định vận hành trên lưới. Kết quả thay thế thiết bị đo đếm đến hạn kiểm định cụ thể: + Năm 2017: 7869 công tơ 1 pha, 1101 công tơ 3 pha (91 công tơ nhiều biểu giá), 48 cái TI, 3 TU. + Năm 2018: 9029 công tơ 1 pha, 689 công tơ 3 pha (51 công tơ nhiều biểu giá), 63 cái TI. - Tình hình sử dụng công tơ 3 giá: Đến thời điểm hiện tại, Điện lực Lệ Thủy có 252 công tơ điện tử nhiều biểu giá bán điện cho hầu hết các khách hàng trạm chuyên dùng và một số khách hàng lớn sau trạm công cộng. - Từ cuối năm 2017 đến đầu năm 2018, Điện lực đã thay thế công tơ tổng trạm công cộng, chuyên dùng bằng công tơ điện tử và lắp đo thiết bị đọc dữ liệu từ xa cho 10 hầu hết các trạm. Đến nay điện lực theo dõi, khai thác qua phần mềm 253 điểm đo TBA Công cộng; 1 điểm đo Khách hàng sau TBA công cộng; 141 điểm đo Khách hàng trạm chuyên dùng. Các khách hàng trạm chuyên dùng được theo dõi biểu đồ phụ tải và thông số vận hành thường xuyên trên phần mềm đo xa. - Công tác xử lý sai sót, công tơ kẹt, cháy, truy thu điện năng: qua kiểm tra, các trường hợp công tơ hỏng hóc, cháy đều được tính toán truy thu sản lượng không qua đo đếm theo quy định. Trong 10 tháng đầu năm 2018, thực hiện truy thu 273 trường hợp công tơ cháy hỏng với tổng số 163.504 kWh và 353.761.697 đồng. - Kết quả kiểm tra sử xử lý vi phạm sử dụng điện và truy thu điện năng: + Trong năm 2017: Thực hiện 9.942 lượt kiểm tra sử dụng điện, phát hiện 394 vụ vi phạm sử dụng điện, trong đó có 4 vụ trộm cắp điện, truy thu 4.997 kWh và 46.451.775 đồng. Tổng số tiền phạt vi phạm hành chính 29.000.000đ. Số còn lại là 82 vụ vi phạm giá và 308 vụ vi phạm khác. + Tính đến ngày 31/10/2018, đã thực hiện 10.317 lượt kiểm tra, phát hiện và xử lý 484 vụ vi phạm sử dụng điện, trong đó 7 vụ trộm cắp điện (thực hiện truy thu 11.496 kWh), 70 vụ vi phạm giá điện và 394 vụ vi phạm khác. Tổng số tiền thu được là 98.129396 đồng. Bảng 1.8 Tỷ trọng thương phẩm 10 tháng đầu năm 2018 theo thành phần phụ tải Thành phần phụ tải TT 1 Nông, lâm nghiệp, thuỷ sản 2 Công nghiệp, Xây dựng 3 Thương nghiệp, khách sạn, nhà hàng 4 Quản lý, tiêu dùng 5 Hoạt động khác Cộng Sản lượng (kWh) Tỷ trọng (%) 7.751.553 6,18 72.206.527 57,55 1.437.946 1,15 40.937.200 32,63 3.129.425 2,49 125.462.651 100 1.3. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC LỆ THỦY 1.3.1. Tổn thất công suất trên lưới điện phân phối. Tổn thất công suất bao gồm tổn thất công suất tác dụng và tổn thất công suất phản kháng. Tổn thất công suất phản kháng do từ thông rò và gông từ trong các máy biến áp và cảm kháng trên đường dây. Tổn thất công suất phản kháng chỉ làm lệch góc và ít ảnh hưởng đến tổn thất điện năng. Tổn thất công suất tác dụng có ảnh hưởng đáng kể đến tổn thất điện năng. Mỗi phần tử của lưới điện có đặc điểm riêng, do đó tổn thất 11 trong chúng là không như nhau, chúng ta chỉ xét các quá trình xảy ra với lưới phân phối có cấp điện áp 22kV trở xuống. 1.3.2. Tổn thất điện năng trên lưới điện phân phối Tổn thất điện năng trên lưới điện là lượng điện năng tiêu hao cho quá trình truyền tải và phân phối điện khi tải điện từ ranh giới giao nhận đến các hộ tiêu thụ điện. Tổn thất điện năng còn được gọi là điện năng dùng để truyền tải và phân phối điện. Trong hệ thống điện, tổn thất điện năng phụ thuộc vào đặc tính của mạch điện, lượng điện truyền tải, khả năng của hệ thống và vai trò của công tác quản lý. Tổn thất điện năng trên lưới điện phân phối bao gồm tổn thất điện năng phi kỹ thuật (tổn thất thương mại) và tổn thất điện năng kỹ thuật: 1.3.2.1. Tổn thất điện năng phi kỹ thuật (tổn thất thương mại) Tổn thất điện năng phi kỹ thuật phụ thuộc vào công tác quản lý, quy trình quản lý hành chính, hệ thống công tơ đo đếm và ý thức của người sử dụng, tổn thất điện năng phi kỹ thuật cũng một phần chịu ảnh hưởng của năng lực và công cụ quản lý của bản thân Điện lực, trong đó có phương tiện máy móc, máy tính, phần mềm quản lý. Tổn thất điện năng phi kỹ thuật bao gồm các dạng tổn thất như sau: - Các thiết bị đo đếm như công tơ, TU, TI không phù hợp với tải hoặc không đạt cấp chính xác yêu cầu, hệ số nhân của hệ thống đo không đúng, các tác động làm sai lệch mạch đo đếm điện năng, gây hỏng hóc công tơ, các mạch thiết bị đo lường… - Sai sót khâu quản lý: TU mất pha, TI, công tơ hỏng chưa kịp xử lý, thay thể kịp thời, không thực hiện đúng chu kỳ kiểm định và thay thế công tơ định kỳ theo quy định của pháp lệnh đo lường, đấu nhầm, đấu sai sơ đồ đấu dây… là các nguyên nhân dẫn đến đo đếm không chính xác gây tổn thất điện năng. - Sai sót trong nghiêp vụ kinh doanh: đọc sai chỉ số công tơ, thống kê tổng hợp không chính xác, bỏ sót khách hàng… - Sai sót thống kê phân loại và tính hóa đơn khách hàng. - Sai sót trong khâu tính toán xác định tổn thất kỹ thuật. 1.3.2.2. Tổn thất điện năng kỹ thuật Tổn thất điện năng kỹ thuật trên lưới điện phân phối chủ yếu trên dây dẫn và các máy biến áp phân phối. Tổn thất kỹ thuật có các nguyên nhân chủ yếu như sau: - Đường dây quá dài, bán kính cấp điện lớn, tiết diện dây dẫn quá nhỏ, đường dây bị xuống cấp, không được cải tạo nâng cấp, trong quá trình vận hành làm tăng nhiệt độ dây dẫn, điện áp giảm dưới mức cho phép và tăng tổn thất điện năng trong dây dẫn. 12 - Máy biến áp vận hành non tải hoặc không tải lớn hơn so với điện năng sử dụng. Máy biến áp vận hành quá tải do dòng điện tăng cao làm phát nóng cuộn dây và dầu cách điện của máy dẫn đến tăng tổn thất điện năng trong máy biến áp đồng thời gây sụt áp và làm tăng tổn thất điện năng trên lưới điện phía hạ áp. - Tổn thất do thiết bị cũ, lạc hậu: Các thiết bị cũ thường có hiệu suất thấp, máy biến áp loại có tỷ lệ tổn thất cao hoặc vật liệu lõi từ không tốt dẫn đến sau một thời gian vận hành tổn thất có xu hướng tăng lên. Nhiều thành phần sóng hài của các phụ tải công nghiệp tác động vào các cuộn dây máy biến áp làm tăng tổn thất. - Tổn thất dòng rò: Sứ cách điện, chống sét van và các thiết bị không được kiểm tra, bảo dưỡng hợp lý dẫn đến dòng rò, phóng điện. - Đối với hệ thống nối đất trực tiếp, nối đất lặp lại không tốt dẫn đến tổn thất điện năng sẽ cao. Các điểm tiếp xúc, các mối nối tiếp xúc kém nên làm tăng nhiệt độ, tăng tổn thất điện năng. - Hành lang tuyến không đảm bảo: Không thực hiện tốt việc phát quang, cây mọc vươn cao chạm vào đường dây gây dòng rò hoặc sự cố. - Hiện tượng quá bù, thiếu bù hoặc vị trí và dung lượng bù không hợp lý. Vận hành với hệ số cosφ thấp do phụ tải có hệ số cosφ thấp, thực hiện lắp đặt và vận hành tụ bù không phù hợp, cosφ thấp dẫn đến tăng dòng điện truyền tải hệ thống và tăng tổn thất điện năng. - Tính toán phương thức vận hành không hợp lý, để xảy ra sự cố để dẫn đến phải sử dụng phương thức vận hành bất lợi dẫn đến tổn thất điện năng cao. Vận hành không đối xứng liên tục dẫn đến tăng tổn thất trên dây trung tính, dây pha và cả trong máy biến áp, đồng thời cũng gây quá tải ở pha có dòng điện lớn. - Chế độ sử dụng điện không hợp lý: Công suất sử dụng của nhiều phụ tải có sự chênh lệch quá lớn giữa giờ cao điểm và thấp điểm gây khó khăn cho công tác vận hành. 1.4. KẾT LUẬN Giảm TTĐN bao gồm các biện pháp giảm tổn thất kỹ thuật và giảm tổn thất phi kỹ thuật. Việc đầu tư phát triển mới nguồn điện, lưới điện, cải tạo nâng cấp lưới điện, đổi mới phương thức quản lý sản xuất kinh doanh, ... nhằm thực hiện tốt công tác giảm TTĐN trên toàn hệ thống, đảm bảo hàng năm đều giảm tỷ lệ tổn thất xuống thấp hơn kế hoạch, đảm bảo chất lượng điện năng cung cấp, tất cả đều nhằm mục tiêu nâng cao hiệu quả kinh tế hệ thống. Mức độ TTĐN kỹ thuật lớn hay nhỏ tuỳ thuộc vào cấu trúc lưới điện, chất lượng thiết bị và phương thức vận hành hệ thống điện. Tổn thất thương mại phụ thuộc vào cơ chế, năng lực quản lý hành chính, hệ thống đo đếm và ý thức của người sử dụng.Qua 13 phân tích có thể thấy thực hiện tốt công tác giảm TTĐN sẽ mang lại giá trị làm lợi to lớn, ảnh hưởng đáng kể về mặt kinh tế và góp phần giảm áp lực cung cấp điện trong điều kiện hiện nay. Từ các thông số và số liệu thực hiện giảm TTĐN trên lưới điện phân phối khu vực Lệ Thủy cho thấy tổn thất vẫn đang ở mức khá cao. Vì vậy cần nghiên cứu các giải pháp cụ thể để áp dụng nhằm giảm TTĐN cho khu vực này. 14 CHƯƠNG 2 : CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI. 2.1. CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN TỔN THẤT CÔNG SUẤT VÀ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG 2.1.1. Vai trò, ý nghĩa của bài toán xác định TTCS, TTĐN. 2.1.1.1. Tính toán, phân tích TTCS và TTĐN trong quản lý vận hành hệ thống cung cấp điện Lưới điện được xây dựng trên cơ sở bài toán quy hoạch thiết kế, các phần tử của lưới được lựa chọn đồng thời trong cơ sở đảm bảo của yêu cầu kinh tế - kỹ thuật. Tuy nhiên trong quá trình vận hành, do sự biến động của phụ tải theo thời gian làm cho các thông số lưới thiết kế không còn phụ hợp, dẫn đến các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của lưới có thể không đạt được mong muốn. Sự khác biệt của bài toán vận hành so với bài toán thiết kế là trên cơ sở cấu trúc lưới điện có sẵn, biết được các thông số vận hành, tiến hành tính toán kiểm tra lại các thông số chế độ của lưới đề xác định xem lưới đó có đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật và vận hành kinh tế nữa hay không. Trên cơ sở tính toán cho phép phân tích tình trạng kỹ thuật của lưới điện, đề xuất các giải pháp kỹ thuật đề nâng cao hiệu quả kinh tế. 2.1.1.2. Những tồn tại trong các phương pháp tính toán TTCS và TTĐN a. Đặc điểm tính toán TTCS và TTĐN trong các bài toán quy hoạch thiết kế và các bài toán quản lý vận hành - Đặc điểm tính toán TTCS, TTĐN trong thiết kế: + Không đòi hỏi độ chính xác cao. + Thiếu thông tin khi thực hiện tính toán (chưa có biểu đồ phụ tải, không có phương thức vận hành cụ thể…) + Phương pháp tính cần được sử dụng một cách dễ dàng, nhanh chóng. Do đó có thể áp dụng các phương pháp đơn giản, độ chính không cao. - Đặc điểm tính toán TTCS, TTĐN trong quản lý vận hành: + Yêu cầu độ chính xác cao. + Có đủ thông tin đề tính toán như biểu đồ phụ tải, trạng thái các trang thiết bị bù, đầu phân áp làm việc của các máy biến áp. + Có thời gian nghiên cưú tính toán so sánh với các số liệu thống kê đo lường. - Do đó cần áp dụng các phương pháp chính xác, xét được đầy đủ các yếu tố. b. Lựa chọn và xây dựng phương pháp tính toán TTCS và TTĐN