Luận văn Đánh giá độ dự trữ vận hành hệ thống điện (Phần 1)

Nội dung text: Luận văn Đánh giá độ dự trữ vận hành hệ thống điện (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRỊNH KIM TIẾN ĐÁNH GIÁ ĐỘ DỰ TRỮ VẬN HÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 605250 S K C0 0 3 5 9 2 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2012
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRỊNH KIM TIẾN ĐÁNH GIÁ ĐỘ DỰ TRỮ VẬN HÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 605250 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2012
3. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRỊNH KIM TIẾN ĐÁNH GIÁ ĐỘ DỰ TRỮ VẬN HÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 605250 Hướng dẫn khoa học: PGS.TS. NGUYỄN HOÀNG VIỆT Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2012
4. LÝ LỊCH KHOA HỌC I. LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: Trịnh Kim Tiến Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 03/03/1986 Nơi sinh: Phú Yên Quê quán: Phú Yên Dân tộc: Kinh Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: 04, Đường 17, P. Linh Trung, Q. Thủ Đức, Tp.HCM Điện thoại cơ quan: Điện thoại nhà riêng: 0972328931 Fax: E-mail: trinhktien@yahoo.com II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: 1. Trung học chuyên nghiệp: 2. Cao đẳng: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ: 09/2004 đến 07/2007 Nơi học (trường, thành phố): Trường Cao Đẳng Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Ngành học: Điện – Điện tử 3. Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 12/2007 đến 08/2009 Nơi học (trường, thành phố): Trường Đại Học Công Nghệ Sài Gòn, TP.HCM Ngành học: Điện – Điện tử Tên đồ án, luận án hoặc môn thi tốt nghiệp: Thiết kế hệ thống ATS 4 nguồn lưới Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án hoặc thi tốt nghiệp: 16/08/2009, Trường Đại Học Công Nghệ Sài Gòn. Người hướng dẫn: TS. Trần Hoàng Lĩnh. III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: i
5. Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm 2009 - 2011 Cty Kỹ Thuật Mới T.T NV Kỹ thuật 2012 - nay Cty TNHH Vân Anh NV Kinh doanh ii
6. LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 09 năm 2012 (Ký tên và ghi rõ họ tên) Trịnh Kim Tiến iii
7. LỜI CẢM ƠN Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến giảng viên hướng dẫn, thầy PGS. TS Nguyễn Hoàng Việt, giảng viên trường Đại Học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh, người đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn thầy PGS. TS Quyền Huy Ánh, Trưởng Khoa Điện – Điện Tử, Chủ nhiệm ngành Điện – Điện Tử Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM; Thầy TS. Trƣơng Việt Anh, Phó Trưởng Khoa Điện – Điện Tử, Cố vấn Cao học - Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM đã giúp đỡ, động viên tinh thần cho tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô trong Khoa Điện – Điện Tử, Phòng Đào tạo Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn Công ty Lưới điện cao thế Miền Nam đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành luận văn này. Cuối cùng, tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè và đồng nghiệp những người đã giúp đỡ, động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành khoá học này. TP. Hồ Chí Minh, tháng 09 năm 2012 Tác giả luận văn Trịnh Kim Tiến iv
8. Luận văn Thạc sĩ CBHD: PGS.TS Nguyễn Hoàng Việt TÓM TẮT LUẬN VĂN Luận văn này trình bày một phương pháp đánh giá độ dự trữ vận hành hệ thống điện dựa trên tính toán xác suất. Trên cơ sở lý thuyết được trình bày, ứng dụng để xác định độ dự trữ vận hành hệ thống điện tỉnh Bình Dương. Sau đó, sử dụng kết quả đã tính toán được, xây dựng chương trình hỗ trợ vận hành chạy trên phần mềm Matlab. Căn cứ vào đồ thị phụ tải thực tế và hệ thống nguồn cấp để đánh giá độ dự trữ vận hành hệ thống điện tỉnh Bình Dương. Thực hiện tính toán ở ba thời điểm mà phụ tải có giá trị khác nhau tương ứng với các điểm: đỉnh phụ tải, lưng phụ tải và đáy phụ tải. Dựa trên các số liệu của hệ thống nguồn cấp và phụ tải được dự báo, sử dụng phương pháp tính toán xác suất, đưa ra các phương án vận hành khác nhau. Sau đó, tổng hợp, so sánh các phương án để chọn ra phương án tối ưu nhất. Có hai trường hợp được đưa ra: Trường hợp 1: Xây dựng kế hoạch vận hành cho mùa mưa, khi nguồn cấp chạy đủ công suất thiết kế (công suất khả dụng = 100% công suất lắp đặt). Trường hợp 2: Xây dựng kế hoạch vận hành cho mùa khô, khi nguồn cấp chạy không đủ công suất thiết kế (công suất khả dụng = 75% công suất lắp đặt). Từ kết quả tính toán dự trữ vận hành, dựa trên cơ sở các phương án vận hành được lựa chọn, xây dựng chương trình hỗ trợ vận hành trên phần mềm Matlab. Nội dung luận văn bao gồm các chương sau: Chương 1: Tổng quan Chương 2: Cơ sở lý thuyết Chương 3: Dự trữ vận hành Chương 4: Xây dựng kế hoạch dự trữ vận hành cho hệ thống điện tỉnh Bình Dương Chương 5: Kết luận và hướng phát triển đề tài. HVTH: Trịnh Kim Tiến v
9. Luận văn Thạc sĩ CBHD: PGS.TS Nguyễn Hoàng Việt ABSTRACT This thesis presents a method for determination operating reserves power system based on the calculated probability. On the basis of the theory is presented and application for the determination operating reserves power system in Binh Duong Province. Then use the results to calculate, develop program support operations on Matlab software. Based on the graph actual load and the power supply system to determine the operation reserve power system in Binh Duong Province. Perform calculations in three times that load different values corresponding to the point: peak load, back load and base load. Based on the data from the system power supply and load forecasting, using the method calculates the probability, given the different operating plans. Then synthesize, compare the plans to select the optimal plan. There are two cases is given: • Case 1: Develop operational plan for the rainy season, power supply running at full design capacity (available capacity = 100% of installed capacity). • Case 2: Develop operational plan for the dry season, power supply running inadequate design capacity (available capacity = 75% of installed capacity). From operating reserve calculation results, based on the selected operational plans, program development support operating on Matlab software. Content thesis includes the following chapters: Chapter 1: Overview Chapter 2: Theoretical basis Chapter 3: Operating reserve Chapter 4: Building plan operation reserve for power system in Binh Duong province Chapter 5: Conclusions and development topics. HVTH: Trịnh Kim Tiến vi
10. Luận văn Thạc sĩ CBHD: PGS.TS Nguyễn Hoàng Việt MỤC LỤC Trang tựa TRANG Quyết định giao đề tài Lý lịch cá nhân .i Lời cam đoan iii Cảm tạ .iv Tóm tắt .v Mục lục vii Danh sách các hình x Danh sách các bảng .xi Chƣơng 1 TỔNG QUAN 1 1.1 Tổng quan về hướng nghiên cứu 1 1.2 Tính cấp thiết của đề tài 3 1.3 Mục đích nghiên cứu, khách thể và đối tượng nghiên cứu 3 1.4 Nhiệm vụ nghiên cứu và giới hạn của đề tài 4 1.4.1 Nhiệm vụ nghiên cứu 4 1.4.2 Giới hạn của đề tài 4 1.5 Phương pháp nghiên cứu 4 Chƣơng 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 5 2.1 Định nghĩa hệ thống điện 5 2.2 Độ tin cậy cung cấp điện 6 2.2.1 Định nghĩa độ tin cậy 6 2.2.2 Độ tin cậy hệ thống điện 6 2.2.3 Đánh giá độ tin cậy hệ thống điện 7 2.3 Dự trữ công suất trong hệ thống điện 8 HVTH: Trịnh Kim Tiến vii
11. Luận văn Thạc sĩ CBHD: PGS.TS Nguyễn Hoàng Việt 2.3.1 Các loại dự trữ công suất trong hệ thống điện 8 2.3.2 Dự trữ nóng công suất 11 Chƣơng 3 DỰ TRỮ VẬN HÀNH 13 3.1 Khái quát phương pháp dự trữ vận hành 13 3.2 Mô hình nguồn phát 14 3.2.1 Các thông số tin cậy của tổ máy phát điện 14 3.2.2 Mô hình tổ phát điện độc lập 14 3.2.3 Mô hình độ tin cậy hai tổ máy phát 17 3.2.4 Thuật toán tính nhanh khi các tổ máy có độ tin cậy giống nhau 19 3.2.5 Tính không sẵn sàng của tổ máy phát điện 19 3.3 Khả năng đáp ứng của nguồn dự trữ 20 3.3.1 Khái quát 20 3.3.2 Phương pháp đánh giá 21 3.3.3 Phân phối công suất dự trữ quay 23 3.3.4 Ảnh hưởng của việc sử dụng tổ máy thủy điện 24 Chƣơng 4 XÂY DỰNG KẾ HOẠCH DỰ TRỮ VẬN HÀNH CHO HỆ THỐNG ĐIỆN TỈNH BÌNH DƢƠNG 26 4.1 Sơ lượt về tỉnh Bình Dương và định hướng phát triển kinh tế - xã hội 26 4.1.1 Sơ lượt về tỉnh Bình Dương 26 4.1.2 Định hướng phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh Bình Dương 27 4.2 Hệ thống điện tỉnh Bình Dương và nhu cầu điện năng 30 4.2.1 Nhu cầu điện năng và nhiệm vụ của ngành điện tỉnh Bình Dương hiện nay . 30 4.2.2 Hệ thống điện tỉnh Bình Dương 31 4.2.2.1 Nguồn cấp 31 4.2.2.2 Sơ đồ hệ thống cung cấp điện tỉnh Bình Dương 31 HVTH: Trịnh Kim Tiến viii
12. Luận văn Thạc sĩ CBHD: PGS.TS Nguyễn Hoàng Việt 4.3 Đánh giá độ dự trữ vận hành hệ thống điện tỉnh Bình Dương và đề xuất phương án vận hành 32 4.3.1 Đặt vấn đề và hướng giải quyết 32 4.3.1.1 Đặt vấn đề 32 4.3.1.2 Hướng giải quyết vấn đề 33 4.3.2 Xây dựng kế hoạch vận hành cho mùa mưa 34 4.3.2.1 Xét thời gian từ 1 giờ - 2 giờ 35 4.3.2.2 Xét thời gian từ 12 giờ - 13 giờ 40 4.3.2.3 Xét thời gian từ 22 giờ - 23 giờ 44 4.3.3 Xây dựng kế hoạch vận hành cho mùa khô 50 4.3.3.1 Xét thời gian từ 1 giờ - 2 giờ 50 4.3.3.2 Xét thời gian từ 12 giờ - 13 giờ 55 4.3.3.3 Xét thời gian từ 22 giờ - 23 giờ 59 4.4 Ứng dụng xây dựng chương trình hỗ trợ vận hành hệ thống điện tỉnh Bình Dương trên phần mềm Matlab 65 4.4.1 Xây dựng giải thuật chương trình 65 4.4.2 Chương trình vận hành cho mùa mưa 67 4.4.2.1 Chương trình Matlab soạn thảo trong Editor 67 4.4.2.2 Kết quả chạy chương trình Matlab 69 4.4.3 Chương trình vận hành cho mùa khô 73 4.4.3.1 Chương trình Matlab soạn thảo trong Editor 73 4.4.3.2 Kết quả chạy chương trình Matlab 75 Chƣơng 5 KẾT LUẬN 79 5.1 Các kết quả đã đạt được của luận văn 79 5.2 Các vấn đề còn tồn tại 80 5.3 Hướng phát triển đề tài 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 HVTH: Trịnh Kim Tiến ix
13. Luận văn Thạc sĩ CBHD: PGS.TS Nguyễn Hoàng Việt DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 2.1: Sơ đồ cấu trúc của hệ thống điện 6 Hình 2.2: Các loại dự trữ công suất trong hệ thống điện 10 Hình 3.1: Giản đồ chuyển trạng thái .15 Hình 3.2: Biểu đồ chuyển tần số 15 Hình 3.3: Biểu đồ chuyển tần số đa trạng thái .16 Hình 3.4: Giản đồ trạng thái tổ máy phát 20 Hình 4.1: Sơ đồ hệ thống cung cấp điện tỉnh Bình Dương 31 Hình 4.2: Đồ thị phụ tải ngày tỉnh Bình Dương 33 Hình 4.3: Lưu đồ giải thuật tính toán vận hành máy phát 66 HVTH: Trịnh Kim Tiến x
14. Luận văn Thạc sĩ CBHD: PGS.TS Nguyễn Hoàng Việt DANH SÁCH CÁC BẢNG BẢNG TRANG Bảng 3.1: Mô hình xác suất và tần suất của một tổ máy phát điện độc lập 17 Bảng 3.2: Bảng xác suất và tần suất của mô hình hai tổ máy phát 19 Bảng 3.3: Bảng đặc tính hệ thống A 21 Bảng 3.4: Xác suất từ chối và tốc độ mang tải của các tổ máy hệ thống A .22 Bảng 3.5: Bảng phân phối công suất dự trữ phương án A 22 Bảng 3.6: Chuẩn đáp ứng hệ thống khi t = 5 phút phương án A 22 Bảng 3.7: Bảng phân phối công suất dự trữ phương án B 23 Bảng 3.8: Bảng phân phối công suất dự trữ phương án C .23 Bảng 3.9: Chuẩn đáp ứng hệ thống khi t = 5 phút phương án A và B 23 Bảng 3.10: Bảng phân phối công suất dự trữ phương án D 24 Bảng 3.11: Bảng phân phối công suất dự trữ phương án E 24 Bảng 3.12: Chuẩn đáp ứng hệ thống khi t = 5 phút phương án D và E 25 Bảng 4.1: Mô hình nguồn phát 32 Bảng 4.2: Tốc độ mang tải của các tổ máy 32 Bảng 4.3: Công suất khả dụng và tốc độ mang tải của các tổ máy phát trong mùa mưa Bảng 4.4: Bảng phân bổ công suất cho các tổ máy của phương án 1 35 Bảng 4.5: Bảng xác suất công suất mang tải khi t = 5 phút của phương án 1 35 Bảng 4.6: Bảng phân bổ công suất cho các tổ máy của phương án 2 36 Bảng 4.7: Bảng xác suất công suất mang tải khi t = 5 phút của phương án 2 36 Bảng 4.8: Bảng phân bổ công suất cho các tổ máy của phương án 3 36 Bảng 4.9: Bảng xác suất công suất mang tải khi t = 5 phút của phương án 3 .37 Bảng 4.10: Bảng phân bổ công suất cho các tổ máy của phương án 4 37 Bảng 4.11: Bảng xác suất công suất mang tải khi t = 5 phút của phương án 4 37 HVTH: Trịnh Kim Tiến xi
15. Luận văn Thạc sĩ CBHD: PGS.TS Nguyễn Hoàng Việt Bảng 4.12: Bảng phân bổ công suất cho các tổ máy của phương án 5 . 37 Bảng 4.13: Bảng xác suất công suất mang tải khi t = 5 phút của phương án 5 38 Bảng 4.14: Bảng phân bổ công suất cho các tổ máy của phương án 6 38 Bảng 4.15: Bảng xác suất công suất mang tải khi t = 5 phút của phương án 6 38 Bảng 4.16: Bảng phân bổ công suất cho các tổ máy của phương án 7 39 Bảng 4.17: Bảng xác suất công suất mang tải khi t = 5 phút của phương án 7 39 Bảng 4.18: Bảng so sánh giữa bảy phương án .40 Bảng 4.19: Bảng phân bổ công suất cho các tổ máy của phương án 1 40 Bảng 4.20: Bảng xác suất công suất mang tải khi t = 5 phút của phương án 1 41 Bảng 4.21: Bảng phân bổ công suất cho các tổ máy của phương án 2 41 Bảng 4.22: Bảng xác suất công suất mang tải khi t = 5 phút của phương án 2 41 Bảng 4.23: Bảng phân bổ công suất cho các tổ máy của phương án 3 42 Bảng 4.24: Bảng xác suất công suất mang tải khi t = 5 phút của phương án 3 42 Bảng 4.25: Bảng phân bổ công suất cho các tổ máy của phương án 4 42 Bảng 4.26: Bảng xác suất công suất mang tải khi t = 5 phút của phương án 4 43 Bảng 4.27: Bảng phân bổ công suất cho các tổ máy của phương án 5 43 Bảng 4.28: Bảng xác suất công suất mang tải khi t = 5 phút của phương án 5 43 Bảng 4.29: Bảng so sánh giữa năm phương án 44 Bảng 4.30: Bảng phân bổ công suất cho các tổ máy của phương án 1 44 Bảng 4.31: Bảng xác suất công suất mang tải khi t = 5 phút của phương án 1 45 Bảng 4.32: Bảng phân bổ công suất cho các tổ máy của phương án 2 45 Bảng 4.33: Bảng xác suất công suất mang tải khi t = 5 phút của phương án 2 45 Bảng 4.34: Bảng phân bổ công suất cho các tổ máy của phương án 3 45 Bảng 4.35: Bảng xác suất công suất mang tải khi t = 5 phút của phương án 3 46 Bảng 4.36: Bảng phân bổ công suất cho các tổ máy của phương án 4 46 Bảng 4.37: Bảng xác suất công suất mang tải khi t = 5 phút của phương án 4 46 Bảng 4.38: Bảng phân bổ công suất cho các tổ máy của phương án 5 46 HVTH: Trịnh Kim Tiến xii
16. Luận văn Thạc sĩ CBHD: PGS.TS Nguyễn Hoàng Việt Bảng 4.39: Bảng xác suất công suất mang tải khi t = 5 phút của phương án 5 .47 Bảng 4.40: Bảng phân bổ công suất cho các tổ máy của phương án 6 47 Bảng 4.41: Bảng xác suất công suất mang tải khi t = 5 phút của phương án 6 47 Bảng 4.42: Bảng phân bổ công suất cho các tổ máy của phương án 7 48 Bảng 4.43: Bảng xác suất công suất mang tải khi t = 5 phút của phương án 7 48 Bảng 4.44: Bảng so sánh giữa bảy phương án .49 Bảng 4.45: Công suất khả dụng và tốc độ mang tải của các tổ máy phát trong mùa khô Bảng 4.46: Bảng phân bổ công suất cho các tổ máy của phương án 1 50 Bảng 4.47: Bảng xác suất công suất mang tải khi t = 5 phút của phương án 1 50 Bảng 4.48: Bảng phân bổ công suất cho các tổ máy của phương án 2 .51 Bảng 4.49: Bảng xác suất công suất mang tải khi t = 5 phút của phương án 2 51 Bảng 4.50: Bảng phân bổ công suất cho các tổ máy của phương án 3 51 Bảng 4.51: Bảng xác suất công suất mang tải khi t = 5 phút của phương án 3 51 Bảng 4.52: Bảng phân bổ công suất cho các tổ máy của phương án 4 52 Bảng 4.53: Bảng xác suất công suất mang tải khi t = 5 phút của phương án 4 52 Bảng 4.54: Bảng phân bổ công suất cho các tổ máy của phương án 5 52 Bảng 4.55: Bảng xác suất công suất mang tải khi t = 5 phút của phương án 5 53 Bảng 4.56: Bảng phân bổ công suất cho các tổ máy của phương án 6 53 Bảng 4.57: Bảng xác suất công suất mang tải khi t = 5 phút của phương án 6 53 Bảng 4.58: Bảng phân bổ công suất cho các tổ máy của phương án 7 54 Bảng 4.59: Bảng xác suất công suất mang tải khi t = 5 phút của phương án 7 54 Bảng 4.60: Bảng so sánh giữa bảy phương án .55 Bảng 4.61: Bảng phân bổ công suất cho các tổ máy của phương án 1 55 Bảng 4.62: Bảng xác suất công suất mang tải khi t = 5 phút của phương án 1 56 Bảng 4.63: Bảng phân bổ công suất cho các tổ máy của phương án 2 56 Bảng 4.64: Bảng xác suất công suất mang tải khi t = 5 phút của phương án 2 .56 Bảng 4.65: Bảng phân bổ công suất cho các tổ máy của phương án 3 .57 HVTH: Trịnh Kim Tiến xiii
17. Luận văn Thạc sĩ CBHD: PGS.TS Nguyễn Hoàng Việt Bảng 4.66: Bảng xác suất công suất mang tải khi t = 5 phút của phương án 3 57 Bảng 4.67: Bảng phân bổ công suất cho các tổ máy của phương án 4 57 Bảng 4.68: Bảng xác suất công suất mang tải khi t = 5 phút của phương án 4 .58 Bảng 4.69: Bảng phân bổ công suất cho các tổ máy của phương án 5 58 Bảng 4.70: Bảng xác suất công suất mang tải khi t = 5 phút của phương án 5 58 Bảng 4.71: Bảng so sánh giữa năm phương án 59 Bảng 4.72: Bảng phân bổ công suất cho các tổ máy của phương án 1 59 Bảng 4.73: Bảng xác suất công suất mang tải khi t = 5 phút của phương án 1 60 Bảng 4.74: Bảng phân bổ công suất cho các tổ máy của phương án 2 60 Bảng 4.75: Bảng xác suất công suất mang tải khi t = 5 phút của phương án 2 60 Bảng 4.76: Bảng phân bổ công suất cho các tổ máy của phương án 3 61 Bảng 4.77: Bảng xác suất công suất mang tải khi t = 5 phút của phương án 3 61 Bảng 4.78: Bảng phân bổ công suất cho các tổ máy của phương án 4 61 Bảng 4.79: Bảng xác suất công suất mang tải khi t = 5 phút của phương án 4 61 Bảng 4.80: Bảng phân bổ công suất cho các tổ máy của phương án 5 62 Bảng 4.81: Bảng xác suất công suất mang tải khi t = 5 phút của phương án 5 62 Bảng 4.82: Bảng phân bổ công suất cho các tổ máy của phương án 6 .62 Bảng 4.83: Bảng xác suất công suất mang tải khi t = 5 phút của phương án 6 63 Bảng 4.84: Bảng phân bổ công suất cho các tổ máy của phương án 7 63 Bảng 4.85: Bảng xác suất công suất mang tải khi t = 5 phút của phương án 7 63 Bảng 4.86: Bảng so sánh giữa bảy phương án .64 HVTH: Trịnh Kim Tiến xiv
18. Luận văn Thạc sĩ CBHD: PGS.TS Nguyễn Hoàng Việt Chƣơng 1 TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về hƣớng nghiên cứu Với xu thế công nghiệp hóa hiện đại hóa, trong những năm qua, đã đưa nền kinh tế nước ta ngày càng phát triển, đời sống của nhân dân ngày càng được nâng cao. Do đó, nhu cầu khách hàng sử dụng điện ngày càng tăng, các khu công nghiệp, nhà máy sản xuất, chế biến ngày càng nhiều. Trong xu thế thị trường điện cạnh tranh như hiện nay, bên bán điện cần phải có chiến lược cải tiến độ tin cậy cung cấp điện, nâng cấp hệ thống điện theo hướng hiện đại hơn, bền vững hơn. Song song với việc đầu tư nâng cấp hệ thống cần chú ý đến công tác tập huấn nghiệp vụ phát hiện và phục hồi sự cố, nâng cao chất lượng vận hành, bảo dưỡng nhằm nâng cao khả năng phục vụ, ngày càng đáp ứng với sự mong đợi của khách hàng trên một thị trường điện có tính cạnh tranh. Chức năng cơ bản của hệ thống điện là cung cấp đầy đủ nhu cầu năng lượng cho khách hàng với độ tin cậy phù hợp với từng loại phụ tải. Với sự gia tăng về nhu cầu, khách hàng đòi hỏi được sử dụng một hệ thống cung cấp điện có độ tin cậy cao về chất lượng nhưng giá cả phải chăng. Vì thế, ngành điện cần phải cải tiến hệ thống liên tục đáp để ứng nhu cầu của khách hàng. Độ tin cậy của một hệ thống điện được đánh giá dựa trên sự đánh giá độ tin cậy của tất cả các thành phần trong hệ thống từ: khâu sản xuất điện, khâu truyền tải, hệ thống phân phối, chất lượng bảo dưỡng, công tác vận hành Công tác vận hành nói chung và dự trữ vận hành nói riêng có vai trò quan trọng trong việc nâng cao độ tin cậy cung cấp điện. Trong hoàn cảnh mà nguồn cung cấp còn thiếu thốn như ở Việt Nam hiện nay, tình trạng cắt điện diễn ra thường xuyên (nhất là HVTH: Trịnh Kim Tiến 1
19. Luận văn Thạc sĩ CBHD: PGS.TS Nguyễn Hoàng Việt vào mùa khô), công tác dự trữ vận hành cần được chú trọng để hạn chế tối đa việc cắt điện do các lỗi liên quan đến vận hành. Hiện nay, nhiều nước vẫn thực hiện dự trữ công suất theo phương pháp truyền thống là dự trữ bằng công suất của tổ máy lớn nhất hay dự trữ theo phần trăm của phụ tải. Tuy nhiên, phương pháp này đã bọc lộ một số nhược điểm. Vì vậy, một số nước phát triển đã áp dụng phương pháp mới có nhiều ưu điểm hơn. Đó là phương pháp tính toán xác suất để xác định công suất dự trữ. Trên Thế Giới, đã có một số nghiên cứu ứng dụng phương pháp xác suất để xác định công suất dự trữ. Tại Việt Nam, các nghiên cứu mới chỉ dừng lại ở mức độ nghiên cứu cơ bản. Các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước đã công bố. - Các kết quả nghiên cứu trong nước: PGS.TS Nguyễn Hoàng Việt, Đánh giá độ tin cậy trong hệ thống điện PGS.TS Phan Văn Khôi, Cơ sở đánh giá độ tin cậy PGS.TS Trần Bách, Lưới điện và hệ thống điện TS. Trần Quang Khánh, Vận hành hệ thống điện - Các kết quả nghiên cứu ngoài nước: Roy Billinton, Ronald N. Allan, Reliability Evaluation of Power System, Second Edition Jose F. Prada, The Value of Reliability in Power Systems - Pricing Operating Reserves - Mohammad T. Ameli, Saeid Moslehpour, Mahdavikhah Golnazsadat, Determining the Spinning Reserve In Power Systems By Corrected Recursive PJM Method Guido BASSOTTI, Fernando OLSINA, Francisco GARCES, VaR-based operating reserve assessment in composite power systems J. Zhong, Operating Reserve Value at Risk HVTH: Trịnh Kim Tiến 2
20. Luận văn Thạc sĩ CBHD: PGS.TS Nguyễn Hoàng Việt 1.2 Tính cấp thiết của đề tài Mạng lưới điện luôn là một phần quan trọng trong cấu trúc hệ thống năng lượng. Chúng ta có trách nhiệm quản lý, cải tiến và phát triển chúng để đáp ứng nhu cầu khách hàng. Quá trình phát triển mạng lưới phải hướng đến tầm nhìn dài hạn phù hợp với sự mong đợi của khách hàng ở hiện tại và tương lai. Vấn đề chính mà ngành điện nước ta, trong đó có tỉnh Bình Dương đang phải đối mặt hiện nay là nhu cầu sử dụng điện tăng nhanh. Trong khi đó, nguồn cung bị hạn chế bởi nguồn tài nguyên khan hiếm, vấn đề môi trường và các vấn đề liên quan khác. Vì thế, hầu hết các sự cố mất điện ở nước ta chủ yếu là do thiếu nguồn cung và do sửa chữa. Tỉnh Bình Dương phát triển kinh tế chủ yếu dựa vào ngành công nghiệp và dịch vụ là chính. Tỉnh có rất nhiều khu công nghiệp và cụm công nghiệp, đặc biệt có các khu công nghiệp lớn như: KCN Việt Nam – Singapo, KCN Mỹ Phước, KCN Sóng Thần. Do đó, nhu cầu điện năng của Tỉnh là rất lớn cũng như chất lượng điện năng phải cao. Nhưng thực tế là tỷ lệ mất điện ở Bình Dương trong những năm qua vẫn còn cao cả về thời gian và số lần. Điều này cho thấy độ tin cậy còn thấp, dẫn đến chi phí mất điện cao, nếu không sớm khắc phục sẽ làm hạn chế sự phát triển của Tỉnh. Chính vì thế, đề tài đánh giá độ dự trữ vận hành hệ thống điện là rất cần thiết. Từ kết quả nghiên cứu, giúp ta tìm ra phương án vận hành tốt hơn thông qua việc đưa ra các quyết định huy động tổ máy vào làm việc và dự trữ. Qua đó, nâng cao độ tin cậy cho hệ thống điện, góp phần mang lại các lợi ích kinh tế xã hội. 1.3 Mục đích nghiên cứu, khách thể và đối tƣợng nghiên cứu Mục đích nghiên cứu là áp dụng phương pháp tính toán xác suất để phân tích, đánh giá độ dự trữ vận hành hệ thống điện tỉnh Bình Dương. Từ đó, tìm ra phương án vận hành thích hợp. Khách thể nghiên cứu là hệ thống điện tỉnh Bình Dương. Đối tượng nghiên cứu là độ dự trữ vận hành và độ tin cậy hệ thống điện. HVTH: Trịnh Kim Tiến 3
21. Luận văn Thạc sĩ CBHD: PGS.TS Nguyễn Hoàng Việt 1.4 Nhiệm vụ nghiên cứu và giới hạn của đề tài 1.4.1 Nhiệm vụ nghiên cứu Nghiên cứu các cơ sở lý thuyết về đánh giá độ tin cậy hệ thống điện. Nghiên cứu các lý thuyết xác suất dùng để đánh giá độ dự trữ vận hành, độ tin cậy hệ thống điện. Thu thập số liệu về hệ thống điện tỉnh Bình Dương và số liệu phụ tải cần thiết cho việc nghiên cứu. Vận dụng lý thuyết xác suất, tính toán độ dự trữ vận hành hệ thống điện. Thực hiện phân tích, so sánh và lựa chọn phương án vận hành thích hợp để áp dụng cho hệ thống điện tỉnh Bình Dương. Xây dựng chương trình hỗ trợ vận hành chạy trên phần mềm Matlab. 1.4.2 Giới hạn của đề tài Do giới hạn về thời gian và điều kiện nghiên cứu nên đề tài này chỉ dừng lại ở mức nghiên cứu lý thuyết: tính toán các phương án vận hành khác nhau và phân tích, so sánh các phương án để tìm ra phương án tối ưu nhất. Qua đó, đề xuất phương án vận hành thích hợp cho hệ thống điện tỉnh Bình Dương và xây dựng chương trình vận hành trên phần mềm Matlab để hỗ trợ cho công tác vận hành. 1.5 Phƣơng pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu lý thuyết được sử dụng trong nghiên cứu này. - Thu thập các tài liệu, số liệu và sơ đồ có liên quan để phục vụ cho nghiên cứu. - Dựa vào các cơ sở lý thuyết đã có, bám sát mục tiêu, nhiệm vụ của đề tài để tiến hành nghiên cứu. - Tách riêng hệ thống điện tỉnh Bình Dương ra khỏi hệ thống điện Miền Nam để nghiên cứu độ dự trữ vận hành. - Đặt ra các giả thuyết, điều kiện ràng buộc để giới hạn phạm vi nghiên cứu. HVTH: Trịnh Kim Tiến 4