Luận văn thạc sĩ: Đánh giá độ tin cậy cung cấp điện lưới phân phối tại công ty điện lực Thủ Thiêm

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật điện phân tích nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho lưới điện phân phối tại công ty điện lực Thủ Thiêm.

• Tác giả: Lâm Minh Khánh
• Người hướng dẫn: TS. Trần Hoàng Lĩnh
• Trường học: Đại học Quốc gia TP.HCM
• Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
• Đề tài: Tính Toán, Đánh Giá Nâng Cao Độ Tin Cậy Cung Cấp Điện Của Lưới Điện Phân Phối Trên Địa Bàn Công Ty Điện Lực Thủ Thiêm
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: TP.Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan về độ tin cậy cung cấp điện

Độ tin cậy cung cấp điện là yếu tố quan trọng trong việc đảm bảo an toàn và chất lượng điện năng cho người tiêu dùng. Trong bối cảnh phát triển kinh tế xã hội tại Thủ Thiêm, việc nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho lưới điện phân phối trở nên cấp thiết. Luận văn này tập trung vào việc tính toán và đánh giá các chỉ tiêu độ tin cậy của lưới điện, từ đó đưa ra các giải pháp cải thiện nhằm nâng cao độ tin cậy của hệ thống điện. Theo tiêu chuẩn IEEE 1366, các chỉ tiêu như SAIDI, SAIFI và MAIFI sẽ được phân tích để đánh giá hiệu quả của lưới điện phân phối. Việc áp dụng phần mềm PSS/ADEPT trong nghiên cứu giúp tối ưu hóa quá trình tính toán và phân tích độ tin cậy lưới điện, từ đó đưa ra những giải pháp thiết thực cho vấn đề này.

1.1. Tầm quan trọng của độ tin cậy trong lưới điện

Độ tin cậy của lưới điện không chỉ ảnh hưởng đến hoạt động của các doanh nghiệp mà còn tác động trực tiếp đến sinh hoạt hàng ngày của người dân. Một hệ thống điện có độ tin cậy cao sẽ đảm bảo cung cấp điện liên tục và ổn định, giảm thiểu sự cố và thời gian mất điện. Điều này đặc biệt quan trọng tại Thủ Thiêm, nơi có tốc độ phát triển nhanh chóng và nhu cầu điện năng ngày càng tăng. Do đó, việc nâng cao độ tin cậy cung cấp điện là một trong những nhiệm vụ hàng đầu của Công ty Điện lực Thủ Thiêm, nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về điện năng và đảm bảo sự phát triển bền vững của khu vực.

II. Giới thiệu về hệ thống điện phân phối tại Thủ Thiêm

Hệ thống điện phân phối tại Thủ Thiêm được quản lý bởi Công ty Điện lực Thủ Thiêm, với cơ cấu quản lý và vận hành hiện đại. Hệ thống này bao gồm các trạm biến áp, đường dây trung thế và hạ thế, cùng với các thiết bị điện cần thiết để đảm bảo cung cấp điện cho khu vực. Các thiết bị như máy biến áp, cầu chì, và máy cắt được sử dụng để kiểm soát và bảo vệ lưới điện. Để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện, công ty đã áp dụng nhiều giải pháp kỹ thuật, bao gồm việc bổ sung thiết bị phân đoạn và thay thế các thiết bị cũ bằng những thiết bị chất lượng cao hơn. Việc này không chỉ giúp cải thiện hiệu suất lưới điện mà còn giảm thiểu các sự cố xảy ra trong quá trình vận hành.

2.1. Cấu trúc lưới điện phân phối

Lưới điện phân phối tại Thủ Thiêm được xây dựng với cấu trúc hiện đại, bao gồm nhiều trạm biến áp và đường dây phân phối. Các trạm biến áp như Cát Lái, An Khánh, và Thảo Điền đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp điện cho khu vực. Việc quản lý và bảo trì hệ thống này được thực hiện thường xuyên để đảm bảo tính ổn định và an toàn điện. Đặc biệt, việc áp dụng công nghệ mới trong quản lý lưới điện giúp nâng cao khả năng phát hiện sự cố và khắc phục kịp thời, từ đó nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho người tiêu dùng.

III. Phân tích và đánh giá độ tin cậy cung cấp điện

Để đánh giá độ tin cậy cung cấp điện, luận văn sử dụng các chỉ số SAIDI, SAIFI, và MAIFI theo tiêu chuẩn IEEE 1366. Các chỉ số này cho phép phân tích mức độ thường xuyên và thời gian mất điện của lưới điện phân phối. Kết quả nghiên cứu cho thấy, năm 2018, chỉ số SAIDI và SAIFI của Công ty Điện lực Thủ Thiêm có sự cải thiện rõ rệt nhờ vào việc áp dụng các giải pháp kỹ thuật và công nghệ mới. Điều này chứng tỏ rằng việc đầu tư vào cải thiện lưới điện và nâng cao hiệu suất lưới điện là cần thiết để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về điện năng tại Thủ Thiêm.

3.1. Phân tích chỉ số độ tin cậy

Chỉ số SAIDI cho biết tổng thời gian mất điện trung bình của mỗi khách hàng trong một năm, trong khi SAIFI thể hiện số lần mất điện trung bình mỗi khách hàng trong năm. Phân tích cho thấy, nhờ vào việc cải thiện hệ thống và áp dụng các thiết bị hiện đại, chỉ số SAIDI đã giảm đáng kể, cho thấy sự gia tăng trong độ tin cậy cung cấp điện. Điều này không chỉ mang lại lợi ích cho người tiêu dùng mà còn góp phần nâng cao uy tín của Công ty Điện lực Thủ Thiêm trong việc cung cấp dịch vụ điện năng.

IV. Giải pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện

Để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện, luận văn đề xuất một số giải pháp như cải thiện quy trình bảo trì, đầu tư vào công nghệ tự động hóa, và tăng cường đào tạo nhân lực. Việc áp dụng công nghệ tự động hóa trong quản lý lưới điện sẽ giúp giảm thiểu thời gian khắc phục sự cố và nâng cao khả năng vận hành của hệ thống. Ngoài ra, việc thường xuyên đào tạo nhân viên sẽ giúp nâng cao trình độ chuyên môn, từ đó cải thiện hiệu quả công việc và đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành lưới điện. Các giải pháp này không chỉ giúp cải thiện độ tin cậy cung cấp điện mà còn góp phần vào sự phát triển bền vững của khu vực.

4.1. Đầu tư vào công nghệ mới

Đầu tư vào công nghệ mới là một trong những giải pháp quan trọng để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện. Các thiết bị hiện đại như máy biến áp tự động, hệ thống SCADA, và công nghệ cảm biến sẽ giúp giám sát tình trạng lưới điện một cách hiệu quả. Việc này không chỉ giúp phát hiện sớm các sự cố mà còn tối ưu hóa quá trình vận hành và bảo trì lưới điện. Nhờ đó, người tiêu dùng sẽ được đảm bảo cung cấp điện ổn định và liên tục, góp phần vào sự phát triển kinh tế - xã hội của Thủ Thiêm.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Điện năng có vai trò hết sức quan trọng trong công cuộc công nghiệp hóa và phát triển kinh tế xã hội của đất nước. Do đó ngành điện cần phải được phát triển mạnh để đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao về điện năng của đất nước. Việc giải quyết đúng đắn vấn đề kinh tế - kỹ thuật từ thiết kế cũng như vận hành nhà máy điện, hệ thống điện và lưới điện phải đặc biệt quan tâm một cách triệt để. Để đảm bảo có được các phương án dự phòng hợp lý và tối ưu trong chế độ làm việc bình thường cũng như xảy ra sự cố.

Lưới điện phân phối cung cấp cho các trạm phân phối trung áp, hạ áp và phụ tải trung áp. Các hộ phụ tải nhận điện trực tiếp thông qua các trạm biến áp phân phối, nên khi xảy ra bất kỳ sự cố nào trong lưới điện và trạm biến áp phân phối đều ảnh hưởng trực tiếp đến các hộ tiêu thụ. Để nâng cao độ tin cậy và tính liên tục cung cấp điện cũng như dự phòng hợp lý, luận văn tập trung chủ yếu vào nghiên cứu tính toán độ tin cậy của lưới điện phân phối, từ các kết quả tính toán được đưa ra các giải pháp cung cấp điện đối với phụ tải. Vì thế trong đề tài này tác giả sẽ trình bày phương pháp đánh giá độ tin cậy cung cấp điện và giải pháp cải thiện độ tin cậy của lưới điện khu vực Quận 2, TP.HCM dựa vào cơ sở lí thuyết tính toán độ tin cậy chất lượng năng và phần mềm PSS/ADEPT từ số liệu sự cố cụ thể của Công ty Điện lực Thủ Thiêm.

Phạm vi của đề tài: Tính toán, đánh giá nâng cao độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện phân phối trên địa bàn Công Ty Điện Lực Thủ Thiêm. Mục đích của đề tài: Nêu cơ sở lý thuyết về độ tin cậy, các phương pháp phân tích độ tin cậy về lưới phân phối, ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT để đánh giá độ tin cậy và giải pháp cải thiện độ tin cậy vào lưới điện khu vực Quận 2, TP. Phương pháp nghiên cứu: Nguyên cứu lý thuyết về tính toán độ tin cậy. Vận dụng kết quả nghiên cứu, ứng dụng phần mềm PSS/DEPT tính toán độ tin cậy của lưới phân phối và áp dụng tính toán độ tin cậy của lưới điện khu vực Quận 2, TP.2 Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài Đánh giá độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện khu vực Quận 2, TP.HCM với số liệu cụ thể.

Giải pháp cải thiện độ tin cậy cung cấp điện để nâng cao độ tin cậy lưới điện khu vực Quận 2, TP.3 Phạm vi nghiên cứu Căn cứ vào các sự cố hỏng hóc liên quan đến độ tin cậy của lưới điện khu vực Quận 2, TP.HCM như: Đường dây trên không, thiết bị đóng ngắt bằng tay, sự điều chỉnh điện áp, máy cắt phân phối, cầu chì, và máy biến áp. Căn cứ vào các thời gian đóng cắt phục hồi sửa chữa các phần tử của phát tuyến tia của mạng điện phân phối bao gồm các thành phần sau: thời gian đóng ngắt đường dây trên không, thời gian đóng ngắt thiết bị bằng tay, thời gian đóng ngắt khi có điều chỉnh điện áp, thời gian đóng ngắt, thời gian đóng ngắt cầu chì và thời gian đóng ngắt để đưa máy biến áp vào vận hành, thời gian sửa chữa đường dây trên không, thời gian sửa chữa đường dây đi ngầm và thời gian sửa chữa thiết bị đóng ngắt bằng tay của Công ty Điện lực Thủ Thiêm.4 Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu bài toán đánh giá độ tin cậy trong hệ thống điện; - Nghiên cứu và thu thập các số liệu sự cố của Công ty Điện lực Thủ Thiêm - Ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT vào việc đánh giá độ tin cậy cung cấp điện, đưa ra giải pháp và lộ trình thực hiện các giải pháp để nâng cao độ tin cậy. 3 CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TẠI ĐỊA BÀN CÔNG TY ĐIỆN LỰC THỦ THIÊM 2.1 Cơ cấu quản lý của Công ty Điện lực Thủ Thiêm Công ty Điện lực Thủ thiêm có trụ sở tại địa chỉ số 1000 Đồng Văn Cống, Phường Thạnh Mỹ Lợi, Quận 2, TP. Công ty có chức năng quản lý, vận hành và bảo dưỡng toàn bộ hệ thống điện phân phối tại Quận 2 và Quận 9.

Đây là khu vực có mật độ dân số đông và có tiềm năng phát triển lớn, Quận 2 với khu đô thị mới Thủ Thiêm, tương lai sẽ trở thành trung tâm hành chính, tài chính mới của TP. Bên cạnh đó, còn có Khu Công Nghiệp Cát Lái và Cảng Cát Lái. Tại Quận 9, Khu Công nghệ cao có nhiều công ty công nghệ trong và ngoài nước như Samsung, Intel, Jabil,. Vì vậy, đảm bảo tính ổn định, an toàn và chất lượng cho lưới điện phân phối là rất cần thiết.

Các phụ tải chính của khu vực này là các khu công công nghiệp, cảng biển, khu dân cư. Công ty có 369 nhân viên bao gồm Ban Giám đốc, cán bộ kỹ thuật và nhân viên văn phòng. Ban giám đốc bao gồm 1 Giám đốc, 3 Phó Giảm đốc. Công ty có 9 Phòng và 2 Đội để quản lý, vận hành và cung cấp điện liên tục.

Director: Người lãnh đạo Công ty, quản lý và điều hành Công ty về vấn đề sản xuất và kinh doanh. Phó Giảm đốc Kinh Doanh: Hỗ trợ Giám đốc trong việc quản lý khối Kinh Doanh. Phó Giảm đốc Kỹ Thuật: Hỗ trợ Giám đốc trong việc quản lý khối Kỹ Thuật. Phó Giám đốc Đầu tư Xây dựng: Hỗ trợ Giám đốc trong việc quản lý đầu tư xây dựng và phát triển lưới trên địa bàn.

Văn Phòng: - Hỗ trợ Giám đốc về vấn đề quản lý văn thư. - Gặp khách hàng, thu thập thông tin về khách hàng, giải đáp thắc mắc của khách hàng. 4 - Quản lý nhân sự. - Giải quyết các vấn đề chính sách, chính trị của Công ty.

Phòng Kế toán và Tài chính: Hỗ trợ Giám đốc trong việc quản lý mảng tài chính bao gồm thu, chi, quỹ cho các hoạt động của công ty. Báo cáo tài chính cho cấp trên mỗi tháng. Phòng Kinh doanh: Hỗ trợ Giám đốc trong vấn đề quản lý mua bán điện, giải quyết khiếu nại, thắc mắc của khách hàng. - Gắn mới điện kế.

- Kiểm tra giá điện: kiểm tra định kỳ, xác minh các trường hợp gian lận điện. - Kiểm tra hóa đơn: tiếp nhận và giải quyết các thắc mắc của khách hàng liên quan đến hóa đơn điện, sai giá hoặc sai chỉ số điện kế. - Thu thập chỉ số: lấy chỉ số tiêu thụ điện năng và phát hiện các trường hợp sử dụng điện bất hợp pháp. Phòng Thu Ngân: Thu tiền điện tại quầy, thu tiền qua điện thoại, thu tiền qua ngân hàng, thu phí gắn mới điện kế và phí phạt.

Nhắc nợ, ngưng cung cấp điện khi khách hàng không thanh toán tiền điện đúng hạn. Phòng Kỹ thuật: Báo cáo kỹ thuật cho Tổng Công ty Điện lực TP.HCM định kỳ hàng tháng. Giám sát dữ liệu các trạm điện qua hệ thống SCADA, dựa trên các thông tin thu thập được đưa ra các giải pháp khắc phục vấn đề. Đội Quản lý lưới điện: Quản lý lưới điện trên địa bàn, đảm bảo tính liên tục cung cấp điện cho khách hàng, sửa chữa và giải quyết sự cố, phối hợp với Phòng Kỹ thuật trong công tác sửa chữa , bảo trì, hoàn thiện lưới điện.

Thay thế các điện kế quá hạn. Bao gồm: Đội Quản lý lưới Điện, Đội Vận Hành Lưới Điện, Đội Quản lý Hệ Thống Đo Đếm.2 Hệ thống lưới điện tại địa bàn Công ty Điện lực Thủ Thiêm Trạm trung gian Cát Lái: 2x63 MVA – 220/22kV Cung cấp điện chủ yếu cho khu vực Quận 9 5 Phát tuyến trung thế 22kV: Ông Nhiêu, Tân Lập, Năm Lý, Mỹ Hòa, Nghiền Phú Hữu 1, Nghiền Phú Hữu 2, Bưng Ông Thoàn, Tân Cảng, Thạnh Mỹ Lợi, KDC Cát Lái, Bà Cua.1: Trạm Trung gian Cát Lái Trạm Trung gian An Khánh: 1x63 MVA, 1x40 MVA - 110/22kV. Cung cấp điện chủ yếu cho khu vực Quận 2. Phát tuyến trung thế 22kV: Thủ Thiêm, Bình Trưng, Rạch chiếc, Thảo Điền, Ông Tranh, An Lợi Đông.2: Trạm Trung gian An Khánh Trạm Trung gian Thảo Điền: 1x63MVA 110/22kV Phát tuyến trung thế 22kV: Tây Hòa, Đông Tây, Quốc Hương, Văn Minh, Minh Đăng 7 Hình 2.3: Trạm Trung Gian Thảo Điền Trạm Trung gian Thủ Đức: 2x63MVA - 110/22kV Phát tuyến trung thế 22kV: Caric, Phong Phú, Phước Bình.4: Trạm Trung gian Thủ Đức Trạm Trung gian Thủ Đức Đông: 2x63MVA - 110/22kV Phát tuyến trung thế 22kV: Long Bửu, Phước Lai, Cầu Xây, Hiệp Phú, Lâm Viên, Chợ Nhỏ, Khu Công Nghệ cao, Samsung 1,2,3.5: Trạm Trung gian Thủ Đức Đông Trạm Trung gian Thủ Đức Bắc: 2x63MVA - 110/22kV Phát tuyến trung thế 22kV: Long Bình 10 Hình 2.6: Trạm Trung gian Thủ Đức Bắc Trạm Trung gian Công Nghệ Cao: 3x40MVA – 220/22kV Phát tuyến trung thế 22kV: Vàm Xuồng, Hợp Tác, Xúc Tiến, Samsung 4,5,6.7: Trạm Trung gian Công Nghệ Cao 2.3 Khối lượng quản lý kỹ thuật Đường dây: Đơn vị Khối lượng quản lý TT Danh mục tính TSĐL TSKH TỔNG 1 Đường dây trung thế km 755,734 30,236 785,970 - Nổi km 292.050 303,342 - Ngầm km 463,442 19,186 482,628 2 Đường dây hạ thế km 1,142.334 - Ngầm km 534,855 40,565 575,420 Bảng 2.1: Thống kê chiều dài đường dây trung, hạ thế thuộc PC Thủ Thiêm 12 DUNG TRẠM TỔNG LƯỢN NGẮT/ SỐ CÔNG BÁN TÊN TUYẾN TẢI G TỤ STT TRẠM LƯỢNG SUẤT KÍNH DÂY/CÁP (A) BÙ TRUNG TRẠM TRẠM (Km) (KVAr GIAN (KVA) ) 1 AN LỢI ĐÔNG 5 4,440 20 3.075 0 3 BÌNH TRƯNG 1 111 84,850 200 5.500 2,400 4 BƯNG ÔNG THOÀN 86 47,759 320 4.500 0 KHU CÔNG NGHỆ 14 0 0 0 3.507 0 CAO 16 LÂM VIÊN 99 40,030 220 8.628 4,200 24 NGHIỀN PHÚ HỮU 1 5 15,045 170 2.542 0 25 NGHIỀN PHÚ HỮU 2 4 15,195 220 1.670 3,600 30 PHƯỚC BÌNH 60 29,822 260 4.511 4,200 31 PHƯỚC LAI 1 174 58,628 170 4.406 0 13 DUNG TRẠM TỔNG LƯỢN NGẮT/ SỐ CÔNG BÁN TÊN TUYẾN TẢI G TỤ STT TRẠM LƯỢNG SUẤT KÍNH DÂY/CÁP (A) BÙ TRUNG TRẠM TRẠM (Km) (KVAr GIAN (KVA) ) 39 SAMSUNG 6 1 0 300 2.855 600 43 THẠNH MỸ LỢI 1 57 43,083 160 7.634 4,800 46 THƯƠNG MẠI 15 33,100 250 2.2: Thuộc tính của các tuyến dây thuộc quản lý của PC Thủ Thiêm Trạm biến thế: Trạm biến áp phân phối Trạm biến áp phân phối 1 pha 3 pha Thông số Tổng 22kV 12,7kV <=400kVA >400kVA 1 máy 2 máy >=3 máy Trạm phân phối (công cộng) Máy 597 582 76 4 846 2.776 Trạm phân phối (chuyên dùng) Máy 76 44 4 75 199 Trạm 75 41 4 25 145 KVA 20.084 Trạm phân phối (khách hàng) Máy 357 555 16 123 1.