MỞ ĐẦU 1. Giới Thiệu: Việt Nam ngày nay với gần hơn 90 triệu dân mức thu nhập bình quân đầu người (GDP) mức bình quân 7,5% mỗi năm và nhu cầu tăng trưởng phụ tải bình quân hàng năm 12,7% giai đoạn từ năm 2011 - 2020, và nhu cầu năng lượng điện đó cũng sẽ tiếp tục tang lên khi kinh tế Việt Nam hứa hẹn tiếp tục phát triển khi tham gia hàng loạt các hiệp định thương mại như TPP, FTA, AFTA. Trước sự phát triển không ngừng của hệ thống điện Việt Nam và theo đó là những van đề gặp phải trong việc dự đoán dé đưa ra thiết kế mở rộng hay vận hành tối ưu hệ thống điện rất cần thiết tránh xảy ra những sự cô mat căn bang năng lượng trên hệ thống, sự phân bố nguồn năng lượng trên hệ thống giúp có giải pháp vận hành tối ưu, hạn chế tốn thất năng lượng va năng cao chất lượng điện năng như tan số hay điện áp cho phép dao động rất nhỏ trong biên độ cho phép tới từng phụ tải. Trước những thách thức bùng nỗ nhu cau năng lượng và tất yếu theo đó là sự phát triển hệ thống điện Việt Nam theo như trong quy hoạch điện 7 (QHD 7) nhìn về phía tương lai cần thiết chúng ta phải xem xét đánh giá lại sự thiết kế lắp đặt và sự vận hành hiện tại của hệ thống truyền tải điện Việt Nam như có tối ưu, có đủ tin cậy và đảm bảo nguồn điện chất lượng cao cung cấp cho phụ tải chưa.
Chính điều đó trong dé tài này sẽ đi thực hiện mô phỏng giả lập trào lưu phân bố công suất trên hệ thống điện truyền tải điện 500/220 kV Việt Nam bằng phan mềm Etap 14.0 để dự báo giá độ tin cậy về vận hành 6n định, an toàn và chất lượng để đưa ra những kiến nghị những giải pháp phù hợp không chỉ cho hệ thống điện hiện mà cả trong tương lai. Việc tính toán một hệ thống điện lớn không thể thực hiện băng tay mà phải có sự trợ giúp của các phần mềm chuyên dụng. Với sự phát triển nhanh chóng của khoa học, kỹ thuật, ngày càng có nhiều phần mềm phục vụ cho tính toán hệ thong điện ra đời: Power World, PSS/E, ETAP. GVHD: Võ Ngọc Điều Trang 1-1 Luận Văn Thạc Sĩ HVTH: Ngô Phi Thụy Vũ Với những ưu điểm mạnh mẽ, không ngừng phát triển và cập nhật nhiều tính năng mới đáp ứng nhu cầu thực tế, ETAP là lựa chọn hàng đầu cho nhiều Công ty điện lực để hỗ trợ trong việc lên kế hoạch thiết kế hay vận hành hệ thống điện từ đơn giản đến phức tạp không chỉ Việt Nam mà cũng như trên toàn thế giới.
Mục Tiêu Đề Tài: Trên những yêu cau đó, mục tiêu dé ra của dé tài này là có thé xây dựng được mồ hình của hệ thong điện Việt nam một cách chính xác nhất. Sử dụng chương trình ETAP phiên bản 14.0 để tiễn hành khảo sát được trào lưu công suất trong HTD, khảo sát sự căn bằng giữa nguồn phát và sự tiêu thụ năng lượng trên HTD, sự thất thoát ton hao năng lượng trong quá trình truyền tải trước khi tới nơi tiêu thụ thông qua sự sụt giảm điện áp U trên đường dây truyén tai dẫn đến sự mat ôn định trong HTĐ hay sự sụt giảm tại phía cuối đường dây là phụ tải, đồng thời giảm đi hệ sô công suât coso dân đền giảm hiệu suat làm việc của tải tiêu thụ. Trên cơ sở khảo sát đó sẽ đưa ra được những giải pháp khắc phục sự mat căn băng thông qua điều độ, điều chỉnh giữa năng lượng nguồn phát và phụ tải tiêu thụ, giảm thiêu tốn thất năng lượng hay sụt áp trên đường dây trong quá trình truyền tải để HTĐ băng những biện pháp bù công suất phản kháng Q trên đường dây và hướng phát triển cho hệ thong điện Việt Nam dé đạt đến trạng thái ôn định hơn, bền vững hơn. Đối Tượng Nghiên Cứu: Sử dụng phan mềm ETAP 14.0 có bản quyên được tài trợ từ hãng sản xuất tài trợ cho sinh vên thực hành tại phòng thí nghiệm điện trường Đai Học Bách Khoa TPHCM.
Hệ thống điện phân tích là hệ thống điện truyền tải giới hạn từ nguồn phát điện qua Máy biến áp tăng áp 500 kV và 220 kV thông qua các trạm biến áp và truyền tải hệ thống điện quốc gia. Mô phỏng và phân tích trào lưu công suất tác dụng P, công suất phan kháng Q, dòng điện I, điện áp U, góc điện áp 5 cũng như tốn thất công suất, sụt giảm điện áp trong quá trình truyền tải và đáp ứng của hệ thống GVHD: Võ Ngọc Điều Trang 1-2 Luận Văn Thạc Sĩ HVTH: Ngô Phi Thụy Vũ điện 500/220 kV Nam Việt Nam, dé tài sẽ xây dựng mô hình sơ đồ hệ thống điện Việt nam tại thời điểm 2015 trên phạm vi lưới điên truyền tải 500 kV và 220 kV. Pham Vi Nghiên Cứu: Pham vi nghiên cứu chỉ dựa trên việc xây dựng mô hình dưới dạng sơ đồ đơn tuyến hệ thống truyén tải điện Việt Nam ở cấp điện áp 500 kV, 220 kV. Chương trình được dùng để mô phỏng là phần mém ETAP phiên bản 14,0 có bản quyên.
Toàn bộ thời gian xây dựng mô hình HTD đến khi chạy mô phân tích HTD được thực hiện tại phòng thực hành ETAP khoa Điện Điện Tử Trường Đại Học Bách Khoa TPHCM. Trên cơ sở mô phỏng dòng điện và trào lưu công suất trên HTĐ và điện áp tại các nút trên HTD: P, Q, U, I, 6. Nếu thời gian cho phép có thé từ mô hình đơn tuyến truyền tải HTD Việt Nam chạy mô phỏng phân tích ngăn mach giả định tại một nút trên đường dây truyền tải HTD để kiểm tra sự thay đối những thông số dòng điện I và sự sụt giảm điện áp U cũng như góc điện áp 8 dé khảo sát được sự 6n định trong HTD khi có sự cỗ ngắn mạch xảy ra trên đường dây truyền tải. Nội Dung Nghiên Cứu: - Xây dựng mô hình đơn tuyến sơ đồ kết dây hệ thống truyền tải điện Việt Nam năm 2015 theo quyết định số 1205/QD- EVN ngày 31 tháng 12 năm 2014 - Chạy mô phỏng dé khảo sát trào lưu công suất P, Q trên đường dây truyền tải - Mô phỏng giá trị dòng điện trên các phan tử của hệ thông và phan trăm mang tải.
- Giá trị điện áp U và góc 6 tại các nút trên HTD - Tồn thất công suất trên các phan tử của HTD. - Xu hướng thay đổi các thông số, chế độ hệ thông P, Q, U, I, ồ. khi có các tác động trên hệ thong như: sự cô tổ may, đường dây hoặc thao tác đóng ngắt đường dây, sự tăng giảm phụ tải hoặc thay đối nắc phân áp OLTC của MBA hay điều chỉnh điện áp đầu cực máy phát. GVHD: Võ Ngọc Điều Trang 1-3 Luận Văn Thạc Sĩ HVTH: Ngô Phi Thụy Vũ - Sau khi chạy mô phỏng trào lưu công suất ta có thé đánh giá trạng thái làm việc của các phan tu trong chế độ van hành bình thường và khi sự có dé xác định phương thức vận hành cho HTD.
- Qua phân tích chế độ xác lập để xác định phương thức điều chỉnh, điều khiến các phan tử trên HT nhăm nâng cao tính vận hành ồn định, tin cậy cho HTD. - Đánh giá chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của hệ thống qua đó có kế hoạch nâng cấp hây bồ sug lựa chọn thiết bị phù hợp để năng cao vận hành ôn định cho lưới điện truyên tải. GVHD: Võ Ngọc Điều Trang 1-4 Luận Văn Thạc Sĩ HVTH: Ngô Phi Thụy Vũ CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU CHUNG 2.1 Đặt Van Đề: Một trong những mối quan tâm hàng đầu của các quốc gia là vẫn đề an ninh trong cung cấp điện, an ninh năng lượng (ANNL) trong hệ thông điện. Ngày nay và trong một vài thập kỷ tới, ngoại trừ Nga, Mỹ, Châu Âu và một vài nước Trung Đông, nhiều nước đang và sẽ sớm đối mặt với thiếu hụt cung cấp năng lượng.
Việt Nam tuy mới là quốc gia có nền kinh tế đang phát triển và mới đạt được mức độ thu nhập trung bình, nhưng với sức rướn của một đất nước giàu truyền thông và con người thông minh cần cù, dự báo đất nước ta sẽ tiếp tục phát triển nhanh trong những thập ky tới. Cung cau năng lượng nói chung và cung cầu điện nói riêng ở nước ta đang có những vấn đề cấp thiết đặt ra. Xem xét nghiên cứu một cách nghiêm túc và sâu sắc về các giải pháp ANNL trong hệ thông điện (HTĐ) là vẫn đề không chỉ của Nhà nước, Chính phủ mà là trách nhiệm của mỗi người chúng ta. Đặc điểm địa hình đất nước ta dài và hẹp, tài nguyên phân bố không đồng đều với các mỏ than trữ lượng lớn hau hết tập trung ở vùng Quảng Ninh, trữ lượng khí đốt chủ yếu nam ở thêm lục địa Đông và Tây Nam bộ, trữ lượng thủy điện chủ yếu phân bố ở miền Bắc và miền Trung.
Trong khi nhu câu tiêu thụ điện lại tập trung khoảng 50% ở miền Nam, khoảng 40% ở miền Bắc và chỉ trên 10% ở miền Trung. Trong 20 năm qua các Quy hoạch điện Quốc gia (QHD) từ QHD 4 đến QHD 7 [6] do Viện Năng lượng nghiên cứu, việc quy hoạch phát triển các nhà máy điện cũng như lưới truyền tải điện đã luôn đề ra các giải pháp nhằm đảm bảo khai thác hợp lý các nguồn tài nguyên NL trên từng miền. Tiến độ xây dựng các nhà máy điện được dự kiến sao cho phù hợp với tăng trưởng nhu câu phụ tải từng khu vực, cau trúc nguồn điện luôn được dự kiến sao cho chỉ phí đầu tư và vận hành thấp nhất. Đường trục truyền tải 500kV được xây dựng nhằm tăng cường an ninh cung cấp điện, hỗ trợ nguồn điện giữa các miễn phù hop với yếu tố mùa của các nhà máy thủy điện (NMTD), phù hợp với đặc điểm phụ tải các miễn.
GVHD: Võ Ngọc Điều Trang 2-1 Luận Văn Thạc Sĩ HVTH: Ngô Phi Thụy Vũ 2.2 Lich Sử Hình Thành Va Phát Triển Hệ Thống Điện Tuyền Tai 500/220 kV Việt Nam: Trong lịch sử Việt Nam chiến tranh triển miên, kinh tế chậm phát triển trước những năm 1975.Sau khi giải phóng Việt Nam chủ động hội nhập sâu rông ra thế giới dé đón đầu những cơ hội dau tư sản xuất. Trước những thách thức đáp ứng nhu cầu an ninh nguồn năng lượng cung cấp can thiết dé song hành với sự phát triển nên kinh tê va đáp ứng nhu cau an sinh xã hội. Trước những thách thức đó chính phủ đã có những quốc sách phát triển nghành năng lượng bao gồm việc xây dựng nha máy điện như Hòa Bình, Tri An, Da Nhim.
