Luận văn thạc sĩ nghiên cứu giải pháp giảm tổn thất điện năng trên lưới điện phân phối huyện phù mỹ tỉnh bình định

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật phân tích nghiên cứu giải pháp giảm tổn thất điện năng trên lưới điện phân phối huyện phù mỹ tỉnh bình định, đánh giá thực trạng, chỉ ra hạn chế, đề xuất

• Tác giả: Nguyễn Đức Huy
• Người hướng dẫn: TS. Lê Tuấn Hộ
• Trường học: Đại học Quy Nhơn
• Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
• Đề tài: Nghiên cứu giải pháp giảm tổn thất điện năng trên lưới điện phân phối huyện Phù Mỹ, tỉnh Bình Định
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Bình Định

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. MỞ ĐẦU
• 1.1. Lý do chọn đề tài
• 1.2. Tổng quan tài liệu và tình hình nghiên cứu đề tài
• 1.3. Mục đích nghiên cứu
• 1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.5. Phương pháp nghiên cứu
• 1.6. Cấu trúc của luận văn
• 2. TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI VÀ VẤN ĐỀ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG
• 2.1. Vai trò của lưới điện phân phối trong hệ thống điện
• 2.2. Đặc điểm chung của lưới điện phân phối
• 2.3. Một số vấn đề tổn thất điện năng trong lưới điện phân phối
• 2.3.1. Tổn thất phi kỹ thuật
• 2.3.2. Tổn thất kỹ thuật
• 3. TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI HUYỆN PHÙ MỸ, TỈNH BÌNH ĐỊNH
• 3.1. Tổng quan về lưới điện phân phối tỉnh Bình Định
• 3.2. Về nguồn điện
• 3.3. Về lưới điện
• 3.4. Đặc điểm của lưới điện phân phối huyện Phù Mỹ
• 3.5. Khối lượng đường dây và trạm biến áp
• 3.6. Sơ đồ kết dây hiện tại
• 3.7. Phụ tải điện
• 3.7.1. Đặc điểm của phụ tải
• 3.7.2. Yêu cầu của phụ tải
• 3.8. Phân tích phương thức vận hành hiện tại của lưới điện phân phối huyện Phù Mỹ
• 3.8.1. Phương thức vận hành cơ bản hiện tại
• 3.8.2. Phương thức vận hành dự phòng hiện tại
• 3.9. Kết luận chương 2
• 4. CÁC GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRÊN LƯỚI PHÂN PHỐI
• 4.1. Các giải pháp giảm tổn thất điện năng
• 4.1.1. Biện pháp quản lý kinh doanh
• 4.1.2. Biện pháp kỹ thuật
• 4.2. Tái cấu trúc lưới điện phân phối
• 4.2.1. Các bài toán tái cấu trúc lưới điện phân phối
• 4.2.2. Bài toán bù công suất phản kháng
• 4.2.2.1. Sự cần thiết của bù công suất phản kháng
• 4.2.2.2. Hàm mục tiêu tổng quát của bài toán bù kinh tế
• 4.2.2.3. Bài toán bù kinh tế theo phương pháp dòng tiền tệ
• 4.3. Kết luận chương 3
• 5. ỨNG DỤNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT TRONG GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRÊN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI HUYỆN PHÙ MỸ
• 5.1. Giới thiệu phần mềm PSS/ADEPT
• 5.1.1. Khái quát chung
• 5.1.2. Tính toán về phân bố công suất
• 5.1.3. Tính toán điểm mở tối ưu (TOPO)
• 5.1.4. Tối ưu hóa việc lắp đặt tụ bù (CAPO)
• 5.1.5. Các bước thực hiện khi ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT
• 5.1.6. Các số liệu đầu vào phục vụ cho việc tính toán lưới điện
• 5.2. Tính toán, lựa chọn phương thức vận hành tối ưu cho lưới điện phân phối huyện Phù Mỹ
• 5.2.1. Tính toán cho phương thức vận hành cơ bản hiện tại
• 5.2.2. Tính toán, lựa chọn phương thức vận hành cơ bản tối ưu
• 5.2.3. Tính toán, lựa chọn phương thức vận hành dự phòng
• 5.3. Tính toán bù công suất phản kháng trên lưới điện phân phối huyện Phù Mỹ
• 5.3.1. Khảo sát tình hình bù hiện tại
• 5.3.2. Các yêu cầu tính toán
• 5.3.3. Tính toán bù bằng phần mềm PSS/ADEPT
• 5.3.4. Đề xuất phương án thực hiện
• 5.4. Hiệu quả giảm tổn thất điện năng sau khi thực hiện các giải pháp
• 5.4.1. Các số liệu tính toán tổn thất điện năng
• 5.4.2. Hiệu quả sau thực hiện các giải pháp
• 5.5. Kết luận chương 4
• 6. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về lưới điện phân phối và vấn đề tổn thất điện năng

Lưới điện phân phối (LĐPP) đóng vai trò quan trọng trong hệ thống điện (HTĐ), ảnh hưởng trực tiếp đến các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật. LĐPP chiếm tỷ trọng lớn trong vốn đầu tư xây dựng lưới điện, với tỷ lệ từ 1,5 đến 2,5 lần so với lưới truyền tải. Chất lượng cung cấp điện của LĐPP ảnh hưởng trực tiếp đến phụ tải, và tổn thất điện năng (TTĐN) trên LĐPP thường lớn gấp 3-4 lần so với lưới truyền tải. LĐPP thường được kết dây hình tia hoặc liên kết mạch vòng, nhưng hầu hết được vận hành hở để giảm chi phí đầu tư và đơn giản hóa quy trình vận hành. Tuy nhiên, vận hành hở dẫn đến tổn thất công suất và chất lượng điện áp kém hơn so với vận hành kín.

1.1 Vai trò của lưới điện phân phối trong hệ thống điện

LĐPP có tầm ảnh hưởng lớn đến việc thực hiện các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của HTĐ. Giá thành đầu tư xây dựng LĐPP chiếm tỷ trọng lớn, với tỷ lệ từ 1,5 đến 2,5 lần so với lưới truyền tải. Chất lượng cung cấp điện của LĐPP ảnh hưởng trực tiếp đến các phụ tải, và TTĐN trên LĐPP thường lớn gấp 3-4 lần so với lưới truyền tải. Xác suất ngừng cung cấp điện do sự cố hoặc bảo dưỡng trên LĐPP cũng cao hơn so với lưới truyền tải.

1.2 Đặc điểm chung của lưới điện phân phối

LĐPP làm nhiệm vụ cung ứng điện cho các phụ tải, đảm bảo chất lượng điện năng, độ tin cậy và TTĐN là nhỏ nhất. LĐPP thường được kết dây hình tia hoặc liên kết mạch vòng, nhưng hầu hết được vận hành hở để giảm chi phí đầu tư và đơn giản hóa quy trình vận hành. Tuy nhiên, vận hành hở dẫn đến tổn thất công suất và chất lượng điện áp kém hơn so với vận hành kín. Cấu trúc LĐPP phức tạp, liên tục phát triển theo thời gian và không gian, với nhiều trục chính và nhánh rẽ cấp điện cho các trạm biến áp (TBA) phân phối.

II. Tổng quan về lưới điện phân phối huyện Phù Mỹ tỉnh Bình Định

Lưới điện phân phối (LĐPP) huyện Phù Mỹ, tỉnh Bình Định, có tốc độ phát triển mạnh trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển kinh tế và xã hội trên địa bàn. Tuy nhiên, LĐPP vẫn chưa đáp ứng đủ nhu cầu phụ tải, dẫn đến tổn thất điện năng (TTĐN) cao. Đặc điểm của LĐPP huyện Phù Mỹ bao gồm khối lượng đường dây và trạm biến áp (TBA) lớn, sơ đồ kết dây hiện tại phức tạp, và phụ tải điện biến thiên mạnh theo thời gian và thời tiết. Phương thức vận hành hiện tại của LĐPP huyện Phù Mỹ cần được phân tích và tối ưu hóa để giảm TTĐN.

2.1 Tổng quan về lưới điện phân phối tỉnh Bình Định

Lưới điện phân phối (LĐPP) tỉnh Bình Định bao gồm nhiều nguồn cấp điện và đường dây trung áp, với tổng số lượng xuất tuyến trung áp từ các trạm biến áp (TBA) 110 kV và 220 kV. Tình trạng vận hành đường dây trung áp cung cấp điện cho khu vực huyện Phù Mỹ được tổng hợp, cho thấy sự phức tạp và đa dạng của LĐPP trên địa bàn.

2.2 Đặc điểm của lưới điện phân phối huyện Phù Mỹ

LĐPP huyện Phù Mỹ có khối lượng đường dây và trạm biến áp (TBA) lớn, với sơ đồ kết dây hiện tại phức tạp. Phụ tải điện trên địa bàn huyện biến thiên mạnh theo thời gian và thời tiết, gây khó khăn cho việc quản lý và vận hành LĐPP. Phương thức vận hành hiện tại của LĐPP huyện Phù Mỹ cần được phân tích và tối ưu hóa để giảm tổn thất điện năng (TTĐN).

III. Các giải pháp giảm tổn thất điện năng trên lưới điện phân phối

Các giải pháp giảm tổn thất điện năng (TTĐN) trên lưới điện phân phối (LĐPP) bao gồm cả biện pháp quản lý kinh doanh và kỹ thuật. Biện pháp quản lý kinh doanh tập trung vào việc giảm tổn thất thương mại, trong khi biện pháp kỹ thuật bao gồm tái cấu trúc lưới điện và bù công suất phản kháng (CSPK). Tái cấu trúc lưới điện giúp tối ưu hóa phân bố công suất và giảm TTĐN, trong khi bù CSPK giúp cải thiện hệ số công suất và giảm tổn thất trên đường dây.

3.1 Biện pháp quản lý kinh doanh

Biện pháp quản lý kinh doanh tập trung vào việc giảm tổn thất thương mại, bao gồm các hoạt động như kiểm tra và thay thế định kỳ các thiết bị đo đếm điện năng, ngăn chặn tình trạng lấy cắp điện, và cải thiện hệ thống quản lý dữ liệu điện năng. Các biện pháp này giúp giảm tổn thất điện năng (TTĐN) do các nguyên nhân phi kỹ thuật.

3.2 Biện pháp kỹ thuật

Biện pháp kỹ thuật bao gồm tái cấu trúc lưới điện và bù công suất phản kháng (CSPK). Tái cấu trúc lưới điện giúp tối ưu hóa phân bố công suất và giảm tổn thất điện năng (TTĐN), trong khi bù CSPK giúp cải thiện hệ số công suất và giảm tổn thất trên đường dây. Các bài toán tái cấu trúc lưới điện và bù CSPK được nghiên cứu và áp dụng để giảm TTĐN trên LĐPP.

IV. Ứng dụng phần mềm PSS ADEPT trong giảm tổn thất điện năng trên lưới điện phân phối huyện Phù Mỹ

Phần mềm PSS/ADEPT được sử dụng để tính toán và tối ưu hóa lưới điện phân phối (LĐPP) huyện Phù Mỹ, nhằm giảm tổn thất điện năng (TTĐN). Phần mềm này cho phép tính toán phân bố công suất, xác định điểm mở tối ưu (TOPO), và tối ưu hóa việc lắp đặt tụ bù (CAPO). Các bước thực hiện bao gồm thu thập số liệu đầu vào, tính toán phương thức vận hành tối ưu, và đề xuất phương án bù CSPK. Kết quả tính toán cho thấy hiệu quả giảm TTĐN sau khi áp dụng các giải pháp.

4.1 Giới thiệu phần mềm PSS ADEPT

Phần mềm PSS/ADEPT là công cụ hỗ trợ tính toán và tối ưu hóa lưới điện phân phối (LĐPP), giúp giảm tổn thất điện năng (TTĐN). Phần mềm này cho phép tính toán phân bố công suất, xác định điểm mở tối ưu (TOPO), và tối ưu hóa việc lắp đặt tụ bù (CAPO). PSS/ADEPT được sử dụng rộng rãi trong việc quản lý và vận hành LĐPP.

4.2 Các bước thực hiện khi ứng dụng phần mềm PSS ADEPT

Các bước thực hiện khi ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT bao gồm thu thập số liệu đầu vào, tính toán phương thức vận hành tối ưu, và đề xuất phương án bù công suất phản kháng (CSPK). Kết quả tính toán cho thấy hiệu quả giảm tổn thất điện năng (TTĐN) sau khi áp dụng các giải pháp. Phần mềm PSS/ADEPT giúp tối ưu hóa LĐPP và giảm TTĐN trên địa bàn huyện Phù Mỹ.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Tổn thất điện năng (TTĐN) trên lưới điện phân phối là một trong những chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến chi phí sản xuất kinh doanh của ngành điện. Theo báo cáo của ngành, tỷ lệ TTĐN toàn quốc năm 2019 đạt khoảng 6,5%, thấp hơn nhiều so với các quốc gia phát triển và trong khu vực ASEAN. Tuy nhiên, tại huyện Phù Mỹ, tỉnh Bình Định, TTĐN vẫn còn ở mức 5,13% năm 2019, cao hơn kế hoạch đề ra (4,56%) và chưa tối ưu so với tiềm năng giảm tổn thất. Lưới điện phân phối huyện Phù Mỹ có đặc điểm vận hành hở, cấu trúc hình tia với nhiều liên kết mạch vòng nhưng chưa được vận hành tối ưu, dẫn đến tổn thất công suất và điện áp không đồng đều, ảnh hưởng đến chất lượng điện năng và hiệu quả kinh tế.

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là phân tích đặc điểm lưới điện và phụ tải tại huyện Phù Mỹ, đánh giá phương thức vận hành hiện tại, từ đó đề xuất và tính toán các giải pháp kỹ thuật nhằm giảm tổn thất điện năng trên lưới điện phân phối. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào lưới điện trung áp 22kV của huyện Phù Mỹ trong giai đoạn năm 2018-2019, sử dụng phần mềm chuyên dụng PSS/ADEPT để mô phỏng và tối ưu hóa vận hành. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả sử dụng điện, giảm chi phí đầu tư nguồn điện, đồng thời góp phần cải thiện chất lượng cung cấp điện cho địa phương.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu về lưới điện phân phối và tổn thất điện năng, bao gồm:

• Lý thuyết tổn thất điện năng kỹ thuật và phi kỹ thuật: Phân biệt tổn thất kỹ thuật (do điện trở dây dẫn, máy biến áp, thiết bị điện) và tổn thất phi kỹ thuật (do vi phạm sử dụng điện, sai số đo đếm). Tổn thất kỹ thuật được tính toán dựa trên công thức tổn thất công suất và điện năng, trong đó thời gian vận hành cực đại được xác định theo công thức thực nghiệm Kezevit.

• Mô hình vận hành lưới điện phân phối: Lưới điện vận hành hở với cấu trúc hình tia và liên kết mạch vòng, trong đó điểm mở lưới được điều chỉnh để cân bằng tải và giảm tổn thất. Các bài toán tái cấu trúc lưới điện nhằm tối ưu hóa tổn thất, cân bằng tải và khôi phục lưới sau sự cố.

• Bài toán bù công suất phản kháng (CSPK): CSPK không sinh công nhưng cần thiết cho quá trình vận hành thiết bị điện. Việc bù CSPK giúp giảm tổn thất công suất, tổn thất điện áp và tăng khả năng truyền tải của lưới. Hàm mục tiêu bù kinh tế được xây dựng để tối ưu lợi ích kinh tế từ việc bù CSPK, bao gồm lợi ích giảm tổn thất và chi phí đầu tư, vận hành thiết bị bù.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Thu thập số liệu thực tế về lưới điện phân phối huyện Phù Mỹ năm 2018-2019, bao gồm thông tin về trạm biến áp, đường dây trung áp, phụ tải điện theo thành phần kinh tế, tổn thất điện năng thực tế, phương thức vận hành hiện tại và dự phòng.

• Phương pháp phân tích: Sử dụng phần mềm PSS/ADEPT để mô phỏng lưới điện, tính toán phân bố công suất, xác định điểm mở tối ưu (TOPO), tối ưu hóa vị trí và dung lượng tụ bù (CAPO). Phân tích so sánh tổn thất công suất và điện áp trước và sau khi áp dụng các giải pháp vận hành tối ưu và bù CSPK.

• Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện trong năm 2020, tập trung vào phân tích dữ liệu năm 2018-2019, mô phỏng và tính toán trên phần mềm, đề xuất giải pháp và đánh giá hiệu quả trong cùng năm.

• Cỡ mẫu và chọn mẫu: Toàn bộ lưới điện trung áp 22kV huyện Phù Mỹ với 11 xuất tuyến trung áp, 349 trạm biến áp phân phối và tổng chiều dài đường dây 393,13 km được khảo sát và mô phỏng. Phương pháp chọn mẫu toàn bộ nhằm đảm bảo tính đại diện và chính xác trong phân tích.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Tổn thất điện năng thực tế và vận hành hiện tại: Tỷ lệ TTĐN năm 2019 của lưới điện huyện Phù Mỹ là 5,13%, giảm 0,61% so với năm 2018 nhưng vẫn cao hơn 0,57% so với kế hoạch đề ra. Phương thức vận hành hiện tại là vận hành hở với cấu trúc hình tia, chưa tối ưu hóa điểm mở lưới, dẫn đến tổn thất công suất trên các xuất tuyến trung áp dao động từ 23,36% đến 63,26% tải trục chính.

2. Phân bố phụ tải và đặc điểm lưới điện: Phụ tải điện thương phẩm năm 2019 đạt 174 triệu kWh, trong đó công nghiệp – xây dựng chiếm 36,54%, sinh hoạt – tiêu dùng chiếm 44,07%, nông nghiệp chiếm 15,65%. Tốc độ tăng trưởng phụ tải bình quân khoảng 9,37%/năm, với sự phát triển không đồng đều giữa các thành phần kinh tế.

3. Tính toán phương thức vận hành tối ưu: Sử dụng phần mềm PSS/ADEPT để xác định điểm mở tối ưu và phương thức vận hành cơ bản tối ưu, kết quả cho thấy tổn thất công suất giảm đáng kể, ví dụ tổn thất trên một số xuất tuyến giảm từ 49,75% xuống còn khoảng 35%, điện áp tại các nút được duy trì trong giới hạn cho phép, nâng cao chất lượng điện năng.

4. Hiệu quả bù công suất phản kháng: Sau khi áp dụng bù CSPK trung áp và hạ áp theo phương án tối ưu, tổn thất công suất trên các xuất tuyến giảm thêm khoảng 10-15%, điện áp thấp nhất trên các tuyến được cải thiện rõ rệt, góp phần nâng cao khả năng truyền tải và giảm tổn thất điện năng toàn lưới.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy việc vận hành lưới điện phân phối theo phương thức tối ưu với điểm mở lưới hợp lý và bù CSPK hiệu quả có thể giảm tổn thất công suất và điện năng đáng kể. Nguyên nhân chính của tổn thất cao hiện nay là do vận hành hở chưa tối ưu, cấu trúc lưới điện chắp vá với nhiều loại dây dẫn và thiết bị khác nhau, cùng với phụ tải tăng nhanh và không đồng đều. So sánh với các nghiên cứu trong nước và quốc tế, việc sử dụng phần mềm mô phỏng chuyên dụng như PSS/ADEPT giúp xác định chính xác các điểm mở tối ưu và vị trí bù CSPK, từ đó nâng cao hiệu quả vận hành lưới điện phân phối.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ so sánh tỷ lệ tổn thất công suất trên các xuất tuyến trước và sau khi áp dụng giải pháp, bảng tổng hợp điện áp thấp nhất tại các nút lưới, cũng như biểu đồ cơ cấu tiêu thụ điện năng theo thành phần kinh tế qua các năm. Những kết quả này minh chứng cho hiệu quả kinh tế và kỹ thuật của các giải pháp đề xuất, đồng thời làm cơ sở cho việc nhân rộng áp dụng tại các khu vực lưới điện phân phối khác.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tối ưu hóa phương thức vận hành lưới điện: Thực hiện tính toán và điều chỉnh điểm mở lưới điện phân phối theo phương thức vận hành tối ưu nhằm giảm tổn thất công suất và duy trì điện áp trong giới hạn cho phép. Thời gian thực hiện trong vòng 6-12 tháng, do phòng Điều độ phối hợp với Điện lực Phù Mỹ triển khai.

2. Triển khai bù công suất phản kháng hợp lý: Lắp đặt và vận hành các tụ bù trung áp và hạ áp tại các vị trí tối ưu đã được xác định bằng phần mềm PSS/ADEPT để giảm tổn thất điện năng và cải thiện chất lượng điện áp. Thời gian thực hiện 12-18 tháng, do Ban kỹ thuật và quản lý vận hành phối hợp thực hiện.

3. Nâng cao công tác quản lý kỹ thuật và kinh doanh: Tăng cường kiểm định, thay thế định kỳ công tơ, TU, TI; áp dụng công nghệ đo đếm hiện đại, giám sát từ xa để giảm tổn thất phi kỹ thuật. Thực hiện liên tục hàng năm, do Điện lực Phù Mỹ và Công ty Điện lực Bình Định chịu trách nhiệm.

4. Cải tạo và tái cấu trúc lưới điện phân phối: Đầu tư đồng bộ nâng cấp đường dây, thiết bị đóng cắt, cân bằng pha và loại bỏ các thiết bị kém hiệu suất nhằm giảm tổn thất kỹ thuật. Lập kế hoạch dài hạn 3-5 năm, phối hợp giữa các đơn vị quản lý lưới điện và các nhà đầu tư.

5. Đào tạo và nâng cao năng lực nhân sự: Tổ chức các khóa đào tạo về vận hành lưới điện phân phối, sử dụng phần mềm mô phỏng và quản lý kỹ thuật hiện đại nhằm nâng cao hiệu quả công tác vận hành và giảm tổn thất. Thực hiện định kỳ hàng năm, do Ban đào tạo và phát triển nguồn nhân lực chủ trì.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các kỹ sư và chuyên viên vận hành lưới điện phân phối: Nghiên cứu giúp hiểu rõ đặc điểm vận hành, tổn thất điện năng và các giải pháp kỹ thuật tối ưu, từ đó áp dụng hiệu quả trong quản lý vận hành thực tế.

2. Các nhà quản lý và hoạch định chính sách ngành điện: Cung cấp cơ sở dữ liệu và phân tích chi tiết để xây dựng các chính sách giảm tổn thất điện năng, nâng cao hiệu quả đầu tư và vận hành lưới điện phân phối.

3. Các nhà nghiên cứu và sinh viên chuyên ngành kỹ thuật điện: Là tài liệu tham khảo khoa học về mô hình hóa, phân tích và tối ưu hóa lưới điện phân phối, đồng thời cập nhật các công nghệ và phần mềm hiện đại trong lĩnh vực.

4. Các đơn vị cung cấp thiết bị và giải pháp công nghệ điện: Hiểu rõ nhu cầu và đặc điểm lưới điện phân phối tại địa phương để phát triển và cung cấp các sản phẩm, dịch vụ phù hợp, góp phần giảm tổn thất và nâng cao chất lượng điện năng.

Câu hỏi thường gặp

1. Tổn thất điện năng trên lưới điện phân phối là gì?
   Tổn thất điện năng bao gồm tổn thất kỹ thuật do điện trở dây dẫn, máy biến áp và thiết bị điện, cùng tổn thất phi kỹ thuật do vi phạm sử dụng điện và sai số đo đếm. Ví dụ, tại huyện Phù Mỹ, tổn thất kỹ thuật chiếm phần lớn trong tổng tổn thất 5,13% năm 2019.

2. Tại sao vận hành lưới điện phân phối theo phương thức hở lại phổ biến?
   Vận hành hở giúp giảm chi phí đầu tư thiết bị bảo vệ, dễ dàng cô lập sự cố và phục hồi lưới nhanh chóng. Tuy nhiên, nhược điểm là tổn thất công suất và chất lượng điện áp kém hơn so với vận hành kín.

3. Phần mềm PSS/ADEPT có vai trò gì trong nghiên cứu này?
   PSS/ADEPT được sử dụng để mô phỏng lưới điện, tính toán phân bố công suất, xác định điểm mở tối ưu và tối ưu hóa vị trí tụ bù, giúp giảm tổn thất điện năng và cải thiện chất lượng điện áp một cách chính xác và hiệu quả.

4. Giải pháp bù công suất phản kháng có lợi ích gì?
   Bù CSPK giúp giảm dòng điện phản kháng truyền tải trên đường dây và máy biến áp, từ đó giảm tổn thất công suất, tổn thất điện áp và tăng khả năng truyền tải của lưới điện, góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế.

5. Làm thế nào để giảm tổn thất phi kỹ thuật trên lưới điện?
   Cần tăng cường kiểm định, thay thế công tơ định kỳ, áp dụng công nghệ đo đếm hiện đại, giám sát từ xa và kiểm tra chống lấy cắp điện thường xuyên. Ví dụ, áp dụng hệ thống SCADA và OMS giúp phát hiện và xử lý kịp thời các sai sót đo đếm.

Kết luận

• Tổn thất điện năng trên lưới điện phân phối huyện Phù Mỹ năm 2019 là 5,13%, cao hơn kế hoạch và chưa tối ưu.
• Phương thức vận hành hiện tại chưa tối ưu, vận hành hở với cấu trúc hình tia dẫn đến tổn thất công suất lớn và điện áp không đồng đều.
• Sử dụng phần mềm PSS/ADEPT để tính toán điểm mở tối ưu và bù công suất phản kháng giúp giảm tổn thất công suất từ 10-15% và cải thiện chất lượng điện áp.
• Các giải pháp đồng bộ về kỹ thuật, quản lý và kinh doanh được đề xuất nhằm giảm tổn thất điện năng hiệu quả trong ngắn và dài hạn.
• Nghiên cứu tạo tiền đề cho việc áp dụng các công nghệ và phương pháp quản lý hiện đại, nâng cao hiệu quả vận hành lưới điện phân phối tại huyện Phù Mỹ và các khu vực tương tự.

Next steps: Triển khai thử nghiệm các giải pháp tối ưu vận hành và bù CSPK trong thực tế, đánh giá hiệu quả và mở rộng áp dụng. Call to action: Các đơn vị quản lý lưới điện cần phối hợp chặt chẽ để thực hiện các đề xuất nhằm giảm tổn thất điện năng, nâng cao chất lượng cung cấp điện và hiệu quả kinh tế.

Trích đoạn nội dung tài liệu

chương 1 Tổn thất kỹ thuật chỉ có thể giảm đến ngưỡng nhất định. Vì vậy, cần tập trung nghiên cứu các giải pháp giảm tổn thất kỹ thuật xuống mức hợp lý là mục tiêu của ngành điện các nước trên thế giới, nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất - kinh doanh, giảm áp lực đầu tư nguồn điện, là cơ sở tính đúng, tính đủ giá thành sản xuất điện. TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI HUYỆN PHÙ MỸ, TỈNH BÌNH ĐỊNH 2. Tổng quan về lưới điện phân phối tỉnh Bình Định 2.

Về nguồn điện Toàn tỉnh Bình Định có 13 TBA 110 kV với tổng dung lượng 708 MVA và 01 TBA 220kV với dung lượng 80 MVA, vận hành ổn định, phương thức kết lưới linh hoạt nên đảm bảo cung cấp điện an toàn, liên tục cho phụ tải, đặc biệt các phụ tải quan trọng trên địa bàn Tỉnh, cũng như các sự kiện chính trị, xã hội và các yêu cầu khác của địa phương, gồm các trạm nguồn sau: - Trạm nguồn 110kV Quy Nhơn 2 (QNH2) (MBA T1/40MVA và T2/40MVA-110/22kV vận hành độc lập): Cấp điện cho phụ tải khu vực Trung tâm Thành phố Quy Nhơn, khu vực phường Nhơn Bình, Nhơn Phú - TP. Quy Nhơn - Trạm nguồn 110kV Nhơn Hội (NHO) (MBA T1/63MVA-110/22kV): Cấp điện cho phụ tải KKT Nhơn Hội, xã Nhơn Lý, Nhơn Hội, Nhơn Hải, khu vực Hải Minh của phường Hải Cảng và một phần khu vực phường Đống Đa. - Trạm nguồn 220kV Quy Nhơn 1 (QNH) (MBA T3/40MVA- 110/22kV và T4/40MVA-110/35/22kV, vận hành song song): + MBA T4/QNH: Phía 35kV cấp điện cho một số phụ tải 35kV khu vực huyện Tuy Phước, Phú Tài, dự phòng cấp cho một số phụ tải 35kV khu vực Nhơn Hòa - Thị xã An Nhơn. + MBA T3, T4/QNH: Phía 22kV cấp điện cho khu công nghiệp Phú Tài, một phần phụ tải khu vực huyện Tuy Phước, Huyện Vân Canh, phường Trần Quang Diệu và một số khu vực thuộc phường Nhơn Bình, Nhơn Phú - TP.Quy Nhơn, dự phòng cấp điện cho khu công nghiệp Long Mỹ.

e 13 - Trạm nguồn 110kV Long Mỹ (LMY) (MBA T1/25MVA-110/22kV (đang dự phòng) và MBA T2/40MVA-110/22kV): Cấp điện cho phụ tải KCN Phú Tài (22kV), khu công nghiệp Long Mỹ, phường Bùi Thị Xuân, xã Phước Mỹ - Thành phố Quy Nhơn. - Trạm nguồn 110kV Phước Sơn (PSO) (MBA T1/25MVA-110/22kV): Cấp điện cho phụ tải khu vực TT Tuy Phước, huyện Tuy Phước và một phần phía Đông huyện Phù Cát. - Trạm nguồn 110kV An Nhơn (ANH) (MBA T1/25MVA- 110/35/22kV và T2/25MVA -110/22kV vận hành song song): Phía 22kV cấp điện cho phụ tải khu vực thị xã An Nhơn và một phần huyện Tuy Phước. Phía 35kV cấp điện cho một số phụ tải 35kV khu vực Nhơn Hòa - TX.

An Nhơn, dự phòng cấp cho một số phụ tải 35kV Huyện Tuy Phước. - Trạm nguồn 110kV Phù Cát (PCA) (MBA T1/25MVA – 110/22kV và MBA T2/25MVA-110/35/22kVA vận hành độc lập): cấp điện cho phụ tải khu vực huyện Phù Cát và phụ tải 35kV nhà máy xỉ Titan Cát Nhơn. - Trạm nguồn 110kV Phù Mỹ (PMY) (MBA T1/25MVA-110/35/22kV và T2/40MVA -110/22kV vận hành song song): Cấp điện cho phụ tải khu vực huyện Phù Mỹ. - Trạm nguồn 110kV Mỹ Thành (MTH): MBA T1/40MVA-110/22kV cấp điện riêng cho phụ tải sản xuất titan Mỹ Thành và MBA T2/40MVA- 110/22kV cấp điện cho phụ tải 22kV khu vực phía Đông huyện Phù Mỹ và phía Đông huyện Phù Cát.

- Trạm nguồn 110kV Hoài Nhơn (HNH) (MBA T1/25MVA- 110/35/22kV và MBA T2/25MVA-110/22kV vận hành song song): Cấp điện cho phụ tải khu vực phía Nam huyện Hoài Nhơn, huyện Hoài Ân, huyện An Lão. e 14 - Trạm nguồn 110kV Tam Quan (TQU) (MBA T1/25MVA-110/22kV và T2/40MVA-110/22kV vận hành song song): Cấp điện cho phụ tải khu vực phía Bắc huyện Hoài Nhơn. - Trạm nguồn 110kV Nhơn Tân (NTA) (MBA T1/25MVA-110/22kV và T2/25MVA-110/22kV vận hành độc lập): Cấp điện cho phụ tải khu vực các xã Nhơn Tân, Nhơn Hòa, phụ tải 22kV KCN Nhơn Hoà thuộc thị xã An Nhơn và khu vực các xã Bình Nghi, Tây An, Tây Vinh thuộc huyện Tây Sơn. - Trạm nguồn 110kV Đồn Phó (ĐOPH) (MBA T1/25MVA- 110/35/22kV): Cấp điện cho khu vực huyện Tây Sơn, huyện Vĩnh Thạnh.

- Trạm nguồn 110kV Tây Sơn (TSO) (MBA T1/40MVA-110/22kV): Cấp điện cho khu vực huyện Tây Sơn. - Nhà máy thủy điện Định Bình, Tiên Thuận, Văn Phong, Nước Xáng: Phát điện theo quyền điều khiển của B37.1: Tổng hợp nguồn cấp điện tỉnh Bình Định năm 2019 Tên trạm điện, Sđm Pmax Mang TT MBA Điện áp (kV) nhà máy điện (MVA) (MW) tải (%) I Nguồn Quốc gia 748 TBA 110kV Quy T1 40 110/22 37,28 95,10 1 Nhơn 2 (E20) T2 40 110/22 35,29 90,03 TBA 110kV 2 Nhơn Hội (E T1 63 110/22 35,01 56,71 Nhơn Hội) TBA 220kV Quy T3 40 110/22 32,6 83,16 3 Nhơn (E21) T4 40 110/35/22 18,8 47,96 25 (Dự TBA 110kV Long T1 110/22 22,2 90,61 4 phòng) Mỹ (E Long Mỹ) T2 40 110/22 34,8 88,78 TBA 110kV 5 Phước Sơn (E T1 25 110/22 21,38 87,27 Phước Sơn) TBA 110kV An T1 25 110/35/22 23,26 94,94 6 Nhơn (E An T2 25 110/22 21,02 85,80 Nhơn) 7 TBA 110kV Phù T1 25 110/22 16,58 67,67 e 15 Cát (E Phù Cát) T2 25 110/35/22 16,67 68,04 TBA 110kV Phù T1 25 110/35/22 14,06 57,39 8 Mỹ (E Phù Mỹ) T2 40 110/22 17,9 45,66 TBA 110kV Mỹ 9 Thành (E Mỹ T2 40 110/22 18,14 46,28 Thành) TBA 110kV Hoài T1 25 110/35/22 22,22 90,69 10 Nhơn (E18) T2 25 110/22 21,05 85,92 TBA 110kV Tam T1 25 110/22 22,17 90,49 11 Quan (E Tam T2 40 110/22 21,04 53,67 Quan) TBA 110kV T1 25 110/22 21,08 86,04 12 Nhơn Tân (E T2 25 110/22 14,46 59,02 Nhơn Tân) TBA 110kV Đồn 13 T1 25 110/35/22 19,13 78,08 Phó (E19) TBA 110kV Tây 14 T1 40 110/22 32,36 82,55 Sơn (E Tây Sơn) II Nguồn độc lập Nhà máy thủy 1 9,9 điện Định Bình Nhà máy thủy 2 9,5 điện Tiên Thuận Nhà máy thủy 3 6 điện Văn Phong Nhà máy thủy 4 12,5 điện Nước Xáng Công suất phụ tải cực đại năm 2019 của toàn HTĐ Bình Định là Pmax = 368,18 MW (tháng 8/2019) so với tổng dung lượng các trạm nguồn Quốc gia 748MVA thì nguồn điện đủ cung cấp cho phụ tải toàn tỉnh. Kết hợp với nguồn của các nhà máy thủy điện độc lập đấu nối vào lưới điện trung áp, các nhà máy này chủ yếu làm nhiệm vụ điều tiết thuỷ nông phục vụ nông nghiệp hoặc vận hành theo B37 khi thiếu công suất nguồn: - Nhà máy thủy điện Định Bình nằm trên địa bàn huyện Vĩnh Thạnh, công suất (3x3,3MW) phát lên lưới 35kV và 22kV sau trạm 110kV Đồn Phó (E19) e 16 - Nhà máy thủy điện Tiên Thuận nằm trên địa bàn huyện Tây Sơn, công suất (2x4,75MW) được đấu nối vào lưới 22kV, xuất tuyến 483 và 485 sau trạm 110kV Đồn Phó. - Nhà máy thủy điện Văn Phong nằm trên địa bàn huyện Tây Sơn, công suất (3x2MW) được đấu nối vào lưới 22kV, xuất tuyến 487 – sau trạm 110kV Đồn Phó.

- Nhà máy thủy điện Nước Xáng nằm trên địa bàn huyện An Lão, công suất (2x6,25MW) được đấu nối vào lưới 35kV sau trạm 110kV Hoài Nhơn. Về lưới điện Lưới phân phối trung áp có 2 cấp điện áp 22kV và 35kV. Các xuất tuyến của lưới điện trung áp sau các TBA 110kV, 220kV như bảng 2.2: Tổng hợp số lượng các xuất tuyến trung áp từ các TBA 110 kV, 220kV của tỉnh Bình Định năm 2019 Số lượng xuất TT Tên TBA nguồn tuyến 22kV 35kV 1 TBA 110kV Quy Nhơn 2 (E20) 10 - 2 TBA 110kV Nhơn Hội (E Nhơn Hội) 3 - 3 TBA 220kV Quy Nhơn (E21) 5 3 4 TBA 110kV Long Mỹ (E Long Mỹ) 4 - 5 TBA 110kV Phước Sơn (E Phước Sơn) 6 - 6 TBA 110kV An Nhơn (E An Nhơn) 10 1 7 TBA 110kV Phù Cát (E Phù Cát) 8 1 8 TBA 110kV Phù Mỹ (E Phù Mỹ) 8 - 9 TBA 110kV Mỹ Thành (E Mỹ Thành) 3 - 10 TBA 110kV Hoài Nhơn (E18) 8 1 11 TBA 110kV Tam Quan (E Tam Quan) 7 - 12 TBA 110kV Nhơn Tân (E Nhơn Tân) 9 - 13 TBA 110kV Đồn Phó (E19) 5 2 14 TBA 110kV Tây Sơn (E Tây Sơn) 3 - Các xuất tuyến trung áp 22kV, 35kV vận hành hở nhưng liên kết vòng với nhau sau các trạm nguồn để dự phòng cấp điện qua lại khi sự cố hoặc khi cắt điện để công tác. Đặc điểm của lưới điện phân phối huyện Phù Mỹ 2.

Khối lượng đường dây và trạm biến áp Về trạm nguồn: được cấp điện từ hệ thống lưới điện quốc gia 110kV gồm 2 trạm: - Trạm nguồn 110kV Phù Mỹ: vận hành năm 2002, gồm MBA T1/25MVA-110/35/22kV hiện tại công suất tải lớn nhất là 14,1MW và MBA T2/40MVA -110/22kV hiện tại công suất tải lớn nhất là 17,9MW, hai MBA này vận hành song song, cấp điện cho phụ tải khu vực huyện Phù Mỹ. - Trạm nguồn 110kV Mỹ Thành: vận hành năm 2009, gồm MBA T1/40MVA-110/22kV cấp điện riêng cho phụ tải sản xuất titan khu vực Mỹ Thành và MBA T2/40MVA-110/22kV hiện tại công suất tải lớn nhất là 18,1MW cấp điện cho phụ tải khu vực phía Đông huyện Phù Mỹ và phía Đông huyện Phù Cát. Công suất cực đại khu vực huyện Phù Mỹ là 32MW và khu vực phía Đông huyện Phù Mỹ, phía Đông huyện Phù Cát là 14MW. Như vậy, nguồn điện đáp ứng được nhu cầu phụ tải của toàn huyện.

Lưới điện trung áp: có một cấp điện áp 22kV với tổng chiều dài 393,13 km. Trong đó, tài sản ngành điện đầu tư là 364,66 km và tài sản do khách hàng đầu tư là 28,47 km. Được cấp điện bởi 11 xuất tuyến 22kV sau trạm nguồn E Phù Mỹ và E Mỹ Thành, chi tiết chiều dài, chủng loại dây dẫn, tình trạng vận hành các xuất tuyến trung áp sau các trạm nguồn như bảng sau: Bảng 2.3: Tổng hợp tình trạng vận hành đường dây trung áp cung cấp điện khu vực huyện Phù Mỹ Tiết diện dây Mang Chiều Pmax TT Tên xuất tuyến trung áp dẫn trục tải dài (km) (MW) chính (mm2) (%) I Trạm nguồn E Phù Mỹ 1 Xuất tuyến 471 E Phù Mỹ 14,5 XLPE150 4,31 30,25 2 Xuất tuyến 473 E Phù Mỹ 8,1 AC150 4,94 28,44 e 18 3 Xuất tuyến 475 E Phù Mỹ 15,1 AC150 6,52 37,53 4 Xuất tuyến 477 E Phù Mỹ 17,9 AC150 5,57 32,06 XLPE240; 5 Xuất tuyến 472 E Phù Mỹ 22,7 AC150 9,67 49,75 XLPE240; 6 Xuất tuyến 474 E Phù Mỹ 19,5 AC150 4,54 23,36 XLPE240; 7 Xuất tuyến 476 E Phù Mỹ 14,3 AC120 9,39 63,26 XLPE240; 8 Xuất tuyến 478 E Phù Mỹ 17,5 AC150 7,53 43,33 II Trạm nguồn E Mỹ Thành 1 Xuất tuyến 472 E Mỹ Thành 9,3 ACKII150 7,08 40,75 2 Xuất tuyến 474 E Mỹ Thành 8,8 ACKII150 14,27 82,15 3 Xuất tuyến 476 E Mỹ Thành 23,6 ACKII150 8,67 49,9 TBA phân phối: với tổng số lượng là 349 trạm, tổng dung lượng 96.