Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Trong hệ thống điện lực, việc quy hoạch và thiết kế lưới điện khu vực đóng vai trò then chốt nhằm đáp ứng nhu cầu gia tăng phụ tải trong tương lai, đảm bảo truyền tải điện năng an toàn, liên tục và tối ưu hóa về mặt kinh tế. Đồ án môn học "Thiết kế lưới điện khu vực" (Đề tài số 01) được thực hiện bởi sinh viên Nguyễn Thế Anh dưới sự hướng dẫn của TS. Lê Thị Minh Châu tại Bộ môn Hệ thống điện, Viện Điện, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội (thời gian thực hiện từ tháng 07/2021 đến tháng 08/2021).
Mục tiêu tổng quát của đồ án là xây dựng phương án cấp điện toàn diện từ một nguồn điện tập trung về 6 trung tâm phụ tải khu vực, thỏa mãn các tiêu chuẩn kỹ thuật về độ tin cậy cung cấp điện loại I, giới hạn dao động điện áp và giảm thiểu chi phí đầu tư - vận hành. Cụ thể, tác giả giải quyết 5 nhiệm vụ nghiên cứu và thiết kế:
- Phân tích đặc tính nguồn và phụ tải; thực hiện cân bằng công suất tác dụng và công suất phản kháng trong hệ thống điện.
- Vạch các phương án đi dây khả thi và lựa chọn phương án tối ưu về mặt kinh tế - kỹ thuật.
- Chọn số lượng, chủng loại và công suất định mức của máy biến áp cho các trạm giảm áp; thiết kế sơ đồ nối điện chính chi tiết cho toàn mạng.
- Tính toán phân tích các chế độ vận hành xác lập của mạng điện (chế độ phụ tải cực đại, cực tiểu và sau sự cố); xác định phương thức điều chỉnh điện áp phù hợp thông qua việc chọn nấc phân áp máy biến áp.
- Tổng hợp và đánh giá các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của mạng điện thiết kế.
Đối tượng nghiên cứu là mạng điện khu vực cấp điện áp 110 kV gồm 01 nguồn điện vô công suất lớn và 06 nút phụ tải loại I phân bố trên mặt bằng địa lý với tọa độ xác định (tỉ lệ $1\text{ ô} = 10\text{ km}$). Phạm vi khảo sát bao gồm các chế độ vận hành điển hình với thời gian sử dụng công suất cực đại $T_{max} = 5500\text{ h}$, hệ số đồng thời $m = 1$, phụ tải cực tiểu $P_{min} = 0{,}6 P_{max}$, và điện áp thanh góp hạ áp yêu cầu ở mức 22 kV.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khung lý thuyết và mô hình tính toán
Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và tiêu chuẩn thiết kế lưới điện truyền tải:
- Cân bằng công suất: Tính toán công suất phát yêu cầu của nguồn dựa trên tổng công suất phụ tải và tổn thất ước tính trên đường dây ($\Delta P_{md} \approx 5% \sum P_{pt}$, $\Delta Q_{MBA} \approx 15% \sum Q_{pt}$).
- Công thức kinh nghiệm Still: Xác định cấp điện áp định mức kinh tế cho từng đường dây theo công thức $U = 4{,}34 \sqrt{L + 16P}$ ($L$ tính bằng km, $P$ tính bằng MW).
- Mật độ dòng điện kinh tế ($J_{kt}$): Lựa chọn tiết diện dây dẫn theo công thức $F_{kt} = \frac{I_{max}}{J_{kt}}$, kết hợp điều kiện kiểm tra phát nóng sau sự cố ($I_{sc} \le I_{cp}$) và điều kiện hạn chế tổn thất vầng quang điện / độ bền cơ học ($F \ge 70\text{ mm}^2$ đối với cấp điện áp 110 kV).
- Hàm chi phí quy đổi hàng năm ($Z$): Đánh giá kinh tế tổng hợp thông qua hàm $Z = (a_{tc} + a_{vh})K + c_A \cdot \Delta A$, trong đó $a_{tc} = 0{,}125$ là hệ số thu hồi vốn tiêu chuẩn, $a_{vh} = 0{,}07$ là hệ số vận hành đối với cột thép, $K$ là tổng vốn đầu tư xây dựng, $\Delta A$ là tổn thất điện năng hàng năm và $c_A = 1000\text{ đ/kWh}$ là giá thành tổn thất điện năng.
- Mô hình lưới điện và phương pháp trào lưu công suất: Áp dụng mô hình tập trung hình $\Pi$ cho đường dây và mô hình tổng trở - tổng dẫn cho máy biến áp hai cuộn dây có điều áp dưới tải; tính toán trào lưu công suất bằng phương pháp cộng công suất lặp giải tích từ phụ tải về nguồn.
- Quy luật vận hành kinh tế máy biến áp: Xác định công suất giới hạn chuyển đổi số lượng máy biến áp vận hành tại trạm: $S_{gh} = S_{dm} \sqrt{\frac{m(m-1)\Delta P_0}{\Delta P_N}}$.
Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp phân tích - so sánh kinh tế kỹ thuật: Xây dựng 5 cấu hình mạng điện khác nhau, tính toán thông số kỹ thuật (dòng điện, tổn thất điện áp $\Delta U%$) và chi phí kinh tế ($Z$) để sàng lọc và chọn phương án tối ưu.
- Phương pháp tính toán giải tích hệ thống điện: Giải bài toán phân bố công suất, xác định sụt áp tại các nút trong các trạng thái làm việc bình thường và sự cố đơn lẻ ($N-1$).
Nguồn dữ liệu
Số liệu phụ tải cho trước bao gồm công suất, hệ số công suất, cấp điện áp và yêu cầu điều chỉnh điện áp tại 6 nút phụ tải. Suất đầu tư đường dây và thông số kỹ thuật của dây dẫn (AC-70, AC-95, AC-120, AC-150), máy biến áp 110/22 kV (dòng TDH) được trích xuất từ Giáo trình Lưới điện (PGS. TS. Trần Bách) và sổ tay thiết kế đồ án hệ thống điện.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Cân bằng công suất trong hệ thống điện
Tác giả phân tích các thông số phụ tải ban đầu và quy đổi về công suất toàn phần $S_{max}$, $S_{min}$ tại hệ số công suất $\cos\varphi = 0{,}9$ ($\tan\varphi = 0{,}4843$).
| Phụ tải |
$P_{max}$ (MW) |
$Q_{max}$ (MVAr) |
$S_{max}$ (MVA) |
$P_{min}$ (MW) |
$Q_{min}$ (MVAr) |
$S_{min}$ (MVA) |
| 1 |
20 |
9,686 |
22,222 |
12,0 |
5,812 |
13,333 |
| 2 |
20 |
9,686 |
22,222 |
12,0 |
5,812 |
13,333 |
| 3 |
18 |
8,718 |
20,000 |
10,8 |
5,231 |
12,000 |
| 4 |
28 |
13,561 |
31,111 |
16,8 |
8,137 |
18,667 |
| 5 |
20 |
9,686 |
22,222 |
12,0 |
5,812 |
13,333 |
| 6 |
32 |
15,498 |
35,555 |
19,2 |
9,299 |
21,333 |
| Tổng |
138 |
66,835 |
153,332 |
82,8 |
40,103 |
91,999 |
- Cân bằng công suất tác dụng: Tổng công suất phụ tải cực đại là $138\text{ MW}$. Tính thêm $5%$ tổn thất công suất trong mạng, công suất tác dụng yêu cầu phát từ nguồn là:
$$\sum P_F = 1{,}05 \times 138 = 144{,}9\text{ MW}$$
- Cân bằng công suất phản kháng: Nguồn có hệ số công suất thanh góp $\cos\varphi = 0{,}85$, công suất phản kháng phát ra là $\sum Q_F = 144{,}9 \times \tan(\arccos 0{,}85) = 89{,}801\text{ MVAr}$. Tổng công suất phản kháng yêu cầu phía phụ tải (tính cả $15%$ tổn thất máy biến áp) là $\sum Q_{yc} = 1{,}15 \times 66{,}835 = 76{,}86\text{ MVAr}$. Do $\sum Q_F > \sum Q_{yc}$, hệ thống tự cân bằng và không cần trang bị thiết bị bù công suất phản kháng.
Chương 2: Chọn phương án hợp lý về kinh tế - kỹ thuật
Tác giả đề xuất 5 cấu hình mạng điện:
- Phương án 1: Đường dây lộ kép hình tia từ nguồn $N$ đến từng phụ tải (N-1, N-2, N-3, N-4, N-5, N-6).
- Phương án 2: Đường dây liên thông 6-2 (lộ kép) và các phụ tải còn lại đi hình tia lộ kép.
- Phương án 3: Đường dây liên thông 6-2 và 1-4 (lộ kép); các phụ tải còn lại đi hình tia lộ kép.
- Phương án 4: Đường dây liên thông 3-5 và 1-2 (lộ kép); các phụ tải còn lại đi hình tia lộ kép.
- Phương án 5: Mạch vòng kín N-3-5, liên thông 1-2 (lộ kép) và các phụ tải còn lại đi hình tia.
Tính toán điện áp kinh tế cho thấy cấp điện áp định mức 110 kV là phù hợp cho tất cả các đường dây. Tiết diện dây dẫn nhôm lõi thép (AC) được chọn dựa trên $J_{kt} = 1{,}1\text{ A/mm}^2$ và nâng lên tối thiểu AC-70 nhằm chống vầng quang. Mọi phương án đều vượt qua các bước kiểm tra phát nóng sau sự cố ($I_{sc} \le I_{cp}$) và kiểm tra tổn thất điện áp ($\Delta U_{bt}% \le 10%$, $\Delta U_{sc}% \le 20%$).
| Chỉ tiêu so sánh |
Phương án 1 |
Phương án 2 |
Phương án 3 |
Phương án 4 |
Phương án 5 |
| $\Delta U_{max_bt}$ (%) |
4,147 |
4,313 |
6,034 |
5,628 |
5,349 |
| $\Delta U_{max_sc}$ (%) |
8,294 |
8,294 |
9,136 |
8,681 |
14,261 |
| Vốn đầu tư $K$ ($10^6$ đ) |
842.949,878 |
820.364,256 |
794.223,456 |
888.368,016 |
879.340,990 |
| Tổn thất điện năng $\Delta A$ (MWh) |
11.540,428 |
12.354,965 |
13.438,103 |
15.223,905 |
14.257,339 |
| Chi phí hàng năm $Z$ ($10^6$ đ) |
175.916,868 |
172.325,995 |
168.311,677 |
188.455,668 |
185.728,832 |
Phương án 3 có chi phí $Z$ thấp nhất, nhưng độ chênh lệch kinh tế so với Phương án 1 chỉ là $4{,}519%$ ($< 5%$, nằm trong giới hạn tương đương kinh tế). Xét về mặt kỹ thuật, Phương án 1 có tổn thất điện áp chế độ bình thường ($\Delta U_{bt}% = 4{,}147%$) và chế độ sự cố ($\Delta U_{sc}% = 8{,}294%$) thấp hơn Phương án 3. Do đó, Phương án 1 được lựa chọn để thiết kế chi tiết.
Chương 3: Chọn thiết bị trong trạm biến áp và sơ đồ nối điện
Do toàn bộ phụ tải thuộc hộ loại I đòi hỏi cấp điện liên tục, mỗi trạm giảm áp được trang bị 02 máy biến áp 110/22 kV vận hành song song. Công suất định mức mỗi máy được tính theo điều kiện quá tải sự cố $40%$ ($k_{qt} = 1{,}4$): $S_{dmBA} \ge \frac{S_{max}}{1{,}4}$.
| Phụ tải |
$S_{max}$ (MVA) |
$S_{dmBA}$ tính toán (MVA) |
Loại máy biến áp chọn |
Số lượng |
$R_B$ ($\Omega$) |
$X_B$ ($\Omega$) |
$\Delta P_0$ (kW) |
$\Delta P_N$ (kW) |
| 1 |
22,222 |
15,87 |
TDH-16000/110 |
2 |
4,38 |
86,7 |
21 |
85 |
| 2 |
22,222 |
15,87 |
TDH-16000/110 |
2 |
4,38 |
86,7 |
21 |
85 |
| 3 |
20,000 |
14,29 |
TDH-16000/110 |
2 |
4,38 |
86,7 |
21 |
85 |
| 4 |
31,111 |
22,22 |
TDH-25000/110 |
2 |
2,54 |
55,9 |
29 |
120 |
| 5 |
22,222 |
15,87 |
TDH-16000/110 |
2 |
4,38 |
86,7 |
21 |
85 |
| 6 |
35,555 |
25,40 |
TDH-32000/110 |
2 |
1,87 |
43,5 |
35 |
145 |
Về sơ đồ nối điện chính:
- Phía 22 kV: Áp dụng sơ đồ hai hệ thống thanh góp có máy cắt liên lạc, phân chia 2 máy biến áp và các xuất tuyến sang hai phân đoạn thanh góp để vận hành linh hoạt và cách ly sự cố dễ dàng.
- Phía 110 kV: Sử dụng sơ đồ cầu ngoài (hoặc cầu đủ) có máy cắt ở các đầu vào máy biến áp, phù hợp với đặc thù vận hành cần thao tác đóng cắt máy biến áp thường xuyên hơn đường dây.
Chương 4: Tính toán các chế độ vận hành lưới điện
Tác giả lập mô hình thay thế đường dây và trạm biến áp, thực hiện tính toán trào lưu công suất và sụt áp cho từng nhánh:
- Chế độ phụ tải cực đại ($U_N = 121\text{ kV}$): Tổng công suất yêu cầu toàn mạng $\sum \dot{S}_{yc} = 141{,}847 + j69{,}175\text{ MVA}$. Điện áp trên thanh góp hạ áp 22 kV tại các trạm đạt giá trị từ $23{,}021\text{ kV}$ (Trạm 4) đến $23{,}58\text{ kV}$ (Trạm 3).
- Chế độ phụ tải cực tiểu ($U_N = 115{,}5\text{ kV}$): Xét bài toán vận hành kinh tế máy biến áp. So sánh $S_{min}$ với công suất giới hạn $S_{gh}$:
- Trạm 1, 2, 3, 5: $S_{min} = 13{,}333\text{ MVA} > S_{gh} = 11{,}247\text{ MVA} \rightarrow$ Vận hành cả 2 MBA.
- Trạm 4: $S_{min} = 18{,}667\text{ MVA} > S_{gh} = 17{,}381\text{ MVA} \rightarrow$ Vận hành cả 2 MBA.
- Trạm 6: $S_{min} = 21{,}333\text{ MVA} < S_{gh} = 22{,}234\text{ MVA} \rightarrow$ Cắt bớt 1 MBA, chỉ vận hành 1 MBA để giảm tổn hao không tải.
- Điện áp nút hạ áp dao động trong khoảng $22{,}45\text{ kV}$ (Trạm 6) đến $22{,}913\text{ kV}$ (Trạm 3).
- Chế độ sau sự cố: Xét sự cố đứt một mạch trên đường dây lộ kép ở chế độ phụ tải cực đại. Tổng trở đường dây tăng gấp đôi, dung dẫn giảm một nửa; kết quả tính toán xác nhận các thông số vận hành vẫn duy trì trong ngưỡng cho phép.
Chương 5 & Chương 6: Lựa chọn nấc phân áp và Tổng hợp chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật
- Điều chỉnh điện áp: Máy biến áp 110/22 kV được trang bị bộ điều áp dưới tải (OLTC) với các nấc điều chỉnh phía cao áp, giúp điện áp đầu cực hạ áp luôn bám sát dải cho phép ($\delta U_{max} = 5%$, $\delta U_{min} = 0%$, $\delta U_{sc} = 5%$).
- Tổng hợp kinh tế: Tổng vốn đầu tư đường dây $K_1 = 842.949{,}878 \times 10^6\text{ đ}$, tổn thất điện năng hàng năm $\Delta A_1 = 11.540{,}428\text{ MWh}$, chi phí tính toán hàng năm $Z_1 = 175.916{,}868 \times 10^6\text{ đ}$.
Kết quả và đóng góp
Kết quả định lượng chính
- Xác định cấu hình lưới điện 110 kV gồm 6 lộ kép hình tia với tổng chiều dài đường dây $262{,}821\text{ km}$ ($L_{N1}=40\text{ km}$, $L_{N2}=44{,}721\text{ km}$, $L_{N3}=36{,}056\text{ km}$, $L_{N4}=56{,}569\text{ km}$, $L_{N5}=53{,}852\text{ km}$, $L_{N6}=31{,}623\text{ km}$).
- Chủng loại dây dẫn được chuẩn hóa: Dây AC-70 cho các tuyến N-1, N-2, N-3, N-4, N-5 và dây AC-95 cho tuyến N-6.
- Tổng dung lượng máy biến áp lắp đặt tại 6 trạm hạ áp đạt $242\text{ MVA}$ (gồm 8 máy $16\text{ MVA}$, 2 máy $25\text{ MVA}$ và 2 máy $32\text{ MVA}$).
- Chứng minh tính tự cân bằng công suất phản kháng của mạng điện mà không cần lắp đặt tụ bù ($\sum Q_F = 89{,}801\text{ MVAr} > \sum Q_{yc} = 76{,}86\text{ MVAr}$).
Giải pháp kỹ thuật đề xuất
- Ứng dụng phương thức vận hành kinh tế máy biến áp tại Trạm 6 trong chế độ tải cực tiểu bằng cách cắt 1 MBA, giúp giảm tổn thất công suất tác dụng không tải ($\Delta P_0$).
- Thiết lập sơ đồ hai hệ thống thanh góp kết hợp máy biến áp điều áp dưới tải, đảm bảo duy trì chất lượng điện áp và cung cấp điện liên tục khi có sự cố đơn phần tử ($N-1$).
Đóng góp chuyên môn
Đồ án đã chuẩn hóa một quy trình thiết kế kỹ thuật hoàn chỉnh cho lưới điện khu vực, từ phân tích quy hoạch sơ bộ, cân bằng công suất, sàng lọc phương án theo tiêu chí kỹ thuật - kinh tế đa chiều, cho đến tính toán trào lưu công suất và lựa chọn nấc phân áp theo quy phạm ngành điện.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế:
- Mô hình tính toán chế độ sự cố mới dừng lại ở việc khảo sát sự cố đơn lẻ ($N-1$), chưa xét đến các kịch bản sự cố đa điểm hoặc sự cố xếp chồng.
- Bài toán kinh tế sử dụng phương pháp hàm chi phí quy đổi với suất đầu tư cố định, chưa xét đến biến động giá vật tư, chiết khấu dòng tiền theo thời gian hoặc chi phí bảo dưỡng chi tiết theo chu kỳ đời dự án.
- Lưới điện giả định nguồn điện tập trung duy nhất, chưa tích hợp các nguồn phát phân tán (năng lượng tái tạo) trên địa bàn khu vực.
- Hướng phát triển:
- Mở rộng bài toán thiết kế lưới điện có xét đến tích hợp nguồn năng lượng tái tạo (điện mặt trời, điện gió) và các thiết bị lưu trữ năng lượng (BESS).
- Nghiên cứu ứng dụng các thuật toán tối ưu hóa thông minh trong bài toán điều độ công suất và tự động hóa trạm biến áp theo mô hình lưới điện thông minh (Smart Grid).
Giá trị tham khảo
Tài liệu là nguồn tham khảo chuyên môn phù hợp cho sinh viên, học viên ngành Kỹ thuật điện, Hệ thống điện, Kỹ thuật năng lượng khi thực hiện đồ án môn học Thiết kế Lưới điện, đồ án Hệ thống điện hoặc Khóa luận tốt nghiệp kỹ sư. Các nội dung có giá trị tham khảo nổi bật bao gồm:
- Bảng tính toán mẫu chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng điện kinh tế kết hợp kiểm tra vầng quang và phát nóng sự cố.
- Quy trình so sánh kinh tế - kỹ thuật giữa các phương án mạng điện khi chi phí quy đổi chênh lệch dưới $5%$.
- Phương pháp luận và công thức kiểm tra điểm chuyển đổi vận hành kinh tế máy biến áp theo công suất giới hạn $S_{gh}$.
Câu hỏi thường gặp
1. Vì sao toàn bộ 6 phụ tải trong đồ án đều được cấp điện bằng đường dây lộ kép và trạm 2 máy biến áp?
Do đề bài quy định mức độ đảm bảo cung cấp điện của tất cả 6 phụ tải đều là loại I (hộ tiêu thụ đặc biệt quan trọng, yêu cầu cấp điện liên tục). Việc sử dụng đường dây mạch kép và trạm 2 máy biến áp vận hành song song đảm bảo khi xảy ra sự cố trên một mạch đường dây hoặc một máy biến áp, phần tử còn lại (với khả năng quá tải cho phép $40%$) vẫn duy trì cấp điện an toàn cho toàn bộ phụ tải của trạm.
2. Dựa trên căn cứ nào tác giả kết luận hệ thống không cần đặt thiết bị bù công suất phản kháng?
Tại chế độ phụ tải cực đại, công suất phản kháng do nguồn phát ra ở hệ số công suất $\cos\varphi = 0{,}85$ đạt $\sum Q_F = 89{,}801\text{ MVAr}$. Trong khi đó, tổng công suất phản kháng yêu cầu của 6 phụ tải cộng thêm tổn thất trong trạm biến áp ($15%$) là $\sum Q_{yc} = 76{,}86\text{ MVAr}$. Vì $\sum Q_F > \sum Q_{yc}$, lượng công suất phản kháng từ nguồn đủ để đáp ứng nhu cầu hệ thống nên không cần lắp thêm tụ bù.
3. Tại sao Phương án 1 được chọn dù Phương án 3 có chi phí hàng năm $Z$ thấp nhất?
Chi phí tính toán hàng năm của Phương án 3 ($Z_3 = 168.311{,}677 \times 10^6\text{ đ}$) thấp hơn Phương án 1 ($Z_1 = 175.916{,}868 \times 10^6\text{ đ}$) nhưng mức chênh lệch chỉ là $4{,}519%$ ($< 5%$). Theo quy phạm thiết kế hệ thống điện, khi hai phương án chênh lệch kinh tế dưới $5%$ thì chúng được xem là tương đương về mặt kinh tế và cần so sánh về chỉ tiêu kỹ thuật. Phương án 1 có tổn thất điện áp chế độ bình thường ($\Delta U_{max_bt}% = 4{,}147%$) và sự cố ($\Delta U_{max_sc}% = 8{,}294%$) thấp hơn rõ rệt so với Phương án 3 ($\Delta U_{max_bt}% = 6{,}034%$, $\Delta U_{max_sc}% = 9{,}136%$), do đó Phương án 1 được chọn.
4. Phương thức vận hành kinh tế máy biến áp được thực hiện như thế nào ở chế độ phụ tải cực tiểu?
Ở chế độ phụ tải cực tiểu, công suất của các trạm giảm còn $60%$. Bằng cách so sánh công suất cực tiểu $S_{min}$ với công suất giới hạn kinh tế $S_{gh} = S_{dm} \sqrt{\frac{2 \Delta P_0}{\Delta P_N}}$, tác giả xác định được tại Trạm 6 có $S_{6_min} = 21{,}333\text{ MVA} < S_{gh} = 22{,}234\text{ MVA}$. Do đó, việc cắt bớt 1 máy biến áp tại Trạm 6 sẽ giảm thiểu tổn thất không tải và mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn so với việc duy trì chạy song song cả 2 máy. Các trạm còn lại có $S_{min} > S_{gh}$ nên tiếp tục duy trì vận hành cả 2 máy.
5. Vì sao các tuyến đường dây N-1, N-3, N-5 có tiết diện tính toán nhỏ nhưng vẫn chọn dây AC-70?
Khi tính toán theo mật độ dòng kinh tế $J_{kt}$, tiết diện dây dẫn yêu cầu cho các đoạn này nằm ở khoảng $52 - 58\text{ mm}^2$ (tương ứng dây AC-50). Tuy nhiên, đối với lưới điện truyền tải cấp điện áp 110 kV, tiêu chuẩn kỹ thuật quy định tiết diện dây nhôm lõi thép tối thiểu không được nhỏ hơn $70\text{ mm}^2$ nhằm ngăn ngừa hiện tượng phóng điện vầng quang và đảm bảo độ bền cơ học trước các tác động ngoại cảnh.
Kết luận
Đồ án "Thiết kế lưới điện khu vực" của sinh viên Nguyễn Thế Anh đã giải quyết hoàn chỉnh bài toán thiết kế mạng điện 110 kV cấp điện cho 6 trung tâm phụ tải loại I theo đúng quy trình và tiêu chuẩn ngành Hệ thống điện. Kết quả nghiên cứu đưa ra cấu hình mạng hình tia lộ kép tối ưu, lựa chọn chính xác chủng loại dây dẫn AC và máy biến áp điều áp dưới tải TDH, đảm bảo cân bằng công suất và duy trì chất lượng điện áp trong mọi chế độ vận hành. Công trình là tài liệu mẫu mực, có giá trị tham khảo cao về phương pháp luận và kỹ thuật tính toán thiết kế lưới điện truyền tải khu vực.
