Báo cáo khoa học:
Bù công suất phản kháng nâng cao chất lượng điện
năng l-ới điện nông nghiệp
Tạp chí KHKT Nông nghiệp, Tập 1, số 2/2003142

bù công suất phản kháng nâng cao chất lợng điện
năng lới điện nông nghiệp
Reactive power compensation to raise electric quality in agricultural
distribution network
Nguyễn Thị Hiên
1

summary
Calculating and choosing the place and compensation capacity based on scientific
installation is a practical and imperative problem in distributing and conducting
electricity.
This paper presents a method to determine optimal compensation places and capacity
Hiên (2002) cho thấy: mỗi phơng pháp
đều có u, nhợc điểm nhất định và thích
hợp trong những điều kiện tính toán khác
nhau, các mô hình đợc xây dựng cha
mang ý nghĩa tổng quát, chỉ áp dụng với
mạng điện hình tia đơn giản, cha xét tới
sự phân bố ngẫu nhiên của phụ tải
Mô hình bù tối u cho phép xác định vị
trí và dung lợng đặt bù sao cho đạt đợc
hiệu quả kinh tế tối đa mà vẫn đảm bảo
các điều kiện kỹ thuật của mạng (điện áp,
dòng cho phép, )
2. xây dựng Mô hình toán học
2.1. Mô hình toán học
Bài toán bù tối u công suất phản
kháng là xác định công suất và vị trí đặt
các thiết bị bù nhằm mục tiêu đạt hiệu quả
kinh tế cực đại khi thoả mn tất cả các
điều kiện kỹ thuật trong chế độ làm việc
bình thờng của mạng điện. Chỉ tiêu hiệu
Bù công suất phản kháng nâng cao chất lợng điện năng 143quả kinh tế là các chi phí quy đổi, các yêu
cầu kỹ thuật, là các hạn chế về độ lệch

p - hệ số đợc xác định:
p = a
tc
+ k
vh
+ k
kh
(2.2)
Với: a
tc
=
n
T
1
- hệ số thu hồi vốn đầu t
tiêu chuẩn;
T
n
- thời gian thu hồi vốn đầu t tiêu
chuẩn, (năm);
k
vh
, k
kh
- hệ số vận hành và hệ số khấu
hao thiết bị, thờng lấy theo phần trăm
vốn đầu t (bao gồm cả xây lắp và thiết
bị). Với lới trung áp: K
vh
= 7%, k

- p.
)(
0


+
bjbj
Qkk
max (2.3)

b. Các điều kiện ràng buộc
+ Điều kiện cân bằng công suất phản
kháng nút:
Tổng công suất phản kháng tới một nút
bất kỳ trong mạng điện phải cân bằng với
tổng công suất phản kháng đi ra từ nút đó

Q
i
= Q
tj
- Q
bj
+
)(
k
k
k
QQ +


% V
j
% V
cpt
% (2.6)
hay U
min
U
j
U
max
(2.7)
U
max
, U
min
- Giới hạn cho phép trên và
dới của điện áp, (kV);
i
n
i
i
bibitti
R
U
QAQAQA

=

1

Năng lợng (2000) cho thấy phơng pháp
bù tối u với hàm mục tiêu (2.1) và các
ràng buộc (2.4) ữ (2.7) tỏ ra hợp lý hơn cả,
là sự kết hợp hài hoà, chặt chẽ giữa lợi ích
kinh tế với các chỉ tiêu kỹ thuật, đáp ứng
đợc thực tiễn của lới điện phân phối
hiện nay ở Việt Nam.
2. 2. Phơng pháp tính
Mô hình với hàm mục tiêu (2.3) và hệ
các ràng buộc (2.4 ữ 2.8) là mô hình quy
hoạch phi tuyến, đa biến với các biến gián
đoạn vì công suất của các thiết bị bù (bộ
tụ) thay đổi rời rạc nên việc lựa chọn một
phơng pháp giải phù hợp, có hiệu quả là
vấn đề quan trọng và có ý nghĩa.
Qua phân tích, đánh giá một số phơng
pháp tính (Viện năng lợng, 2000;
Nguyễn Thị Hiện, 2002), phơng pháp lặp
nhiều bớc tỏ ra là phơng pháp khá phù
hợp đối với bài toán tính toán dung lợng
tụ bù tối u, tuy mức độ hội tụ chậm hơn
so với các phơng pháp sử dụng đạo hàm
cấp hai (Lagrange, Gradient ) nhng u
điểm nổi bật của phơng pháp là không
đòi hỏi tính chính quy và liên tục của hàm
mục tiêu, thuật toán đơn giản, dễ áp dụng.
Tuy nhiên, khối lợng tính toán của
phơng pháp lớn, đòi hỏi phải đợc thực
hiện trên máy tính.
2.3. áp dụng

Phơng pháp đề xuất có thể áp dụng có
hiệu quả đối với các lới điện trung áp ở
khu vực nông nghiệp và cũng có thể mở
rộng phạm vi ứng dụng đối với các lới
điện phân phối khác. 145

Bù công suất phản kháng nâng cao chất lợng điện năng

AC-70

0,2 3
4 16 18

20


0,3AC-70

0,55AC
-
70

0,55

AC-70
0,4

AC-70
0,1

AC- 70
0,5

AC- 70
0,6

AC-70

0,8


AC
-
70

1,1
40
38

39
ACAC-50
0,12
21

19

0

1
34
28 32 AC-70
0,22

AC
-
70

0,35

AC-70
0,32

AC-70
0,2



0,3

AC
-
70

1,3

AC-70

0,8

33

37

36

35

23

29

25

26

30

nhằm giảm tổn thất điện năng trong lới
phân phối, Đề tài nghiên cứu khoa học.

Bảng 1
.

Kết quả tính toán bù tối u công suất phản kháng lới điện hình 1
Nút

Công suất P
max
(kW)
cos

U
trớc
(%) U
sau
(%)
Q
bù
(kVAr)
1
2
3
4
5
6
7
8

39
40
0
0
154
85
0
156
80
188
0
153
70
148
0
358
296
115
0
80
0
126
0
264
0
292
0
0
126
144

0
0,70
0
0,85
0
0,80
0
0
0,80
0,80
0
0,70
0,80
0,85
0,70
0,85
0,85
0,80
0,80
0,80
0,80
0,70
-2,44
-2,69
-2,73
-2,91
-3,75
-3,76
-4,22
-4,36

-1,41
-1,45
-1,88
-2,13
-2,17
-2,35
-3,19
-3,21
-3,66
-3,80
-3,93
-3,95
-3,99
-4,35
-4,83
-5,00
-4,99
-2,30
-2,37
-2,39
-2,63
-2,67
-2,92
-2,92
-3,29
-3,40
-3,40
-3,66
-3,68
-3,68

0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
260
260
120
80
0
0
130
130
0
0
0