Trang i

LÝ LỊCH KHOA HỌC

I. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC
Họ và Tên: ĐinhCôngThành Giới tính: Nam
Ngày, tháng, năm sinh: 06/01/1979 Nơi sinh: NinhBình
Quê quán: Ninh Bình Dân tộc: Kinh
Địa chỉ liên lạc: 76/1ấpNhânhòa-Tâyhòa-TrảngBom-Đồngnai
Điện thoại cơ quan: Điện thoại: 0908569035
Email:
II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO
1. Trung cấp chuyên nghiệp:
Hệ đào tạo: Chínhqui Thời gian: 1998-2001
Nơi học: TrườngĐạihọcCôngnghiệpQuậnGòVấpTp.HCM
Ngành học: ĐiệnCôngNghiệp
2. Đại Học
Hệ đào tạo: Tạichức Thời gian: 2003-2007
Nơi học: TrườngCôngnhânCơđiệnĐồngnai
Ngành học: Điệnkhíhóa–Cungcấpđiện
III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT
NGHIỆP ĐẠI HỌC:
Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm
Từ 2007 đến
nay
Trung tâm Dịch vụ Hạ tầng Công
ích huyện Trảng Bom, tỉnh Đồng
Nai.
Quản lý và bảo dưỡng hệ
thống chiếu sáng công cộng.



Đầu tiên, tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến thầy TS. Lê Kỷ, người đã tận
tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn này.
Xin cảm ơn quý Thầy Cô trong khoa Điện – Điện Tử của Trường Đại Học Sư
Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM, những người thầy đầy nhiệt huyết, thiện cảm đã truyền
đạt những kiến thức chuyên môn, những kinh nghiệm quý báu giúp tôi tự tin từng
bước đi vào thực hiện nghiên cứu khoa học.
Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn cha mẹ và người thân đã luôn ở bên tôi,
động viên tôi rất nhiều để tôi hoàn thành khóa học này.

Tp.HồChíMinh,ngày20tháng03năm2015

Trang iv

TÓM TẮT

Lưới điện phân phối (LĐPP) liên tục phát triển theo không gian và thời gian,
ngoài việc đáp ứng đủ nhu cầu công suất tác dụng cho phụ tải, cần chú trọng đáp
ứng nhu cầu công suất phản kháng (CSPK). Việc bù CSPK sẽ cho phép nâng cao
chất lượng điện năng cũng như hiệu quả kinh tế của LĐPP.
Luận văn trình bày kết quả nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu và các chỉ số về
điều kiện khí hậu LĐPP cho chương trình PSS/ADEPT. Từ đó sử dụng chương
trình để tính toán, đánh giá hiệu quả các phương án bù tối ưu phía trung áp và phía
hạ áp, nhằm đề xuất phương án bù tối ưu cho LĐPP.
Trang vi

DANH SÁCH CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT

PSS/ADEPT Power System Simulator/Advanced Distribution
Engineering Productivity Tool.
GDP Tổng thu nhập quốc dân
Pmax Công suất tác dụng lớn nhất
Pmin Công suất tác dụng nhỏ nhất
Tmin Nhiệt độ nhỏ nhất
Tmax Nhiệt độ lớn nhất
STLF Short Term Load Forecasting
MLPNN Multi Layer Perceptron Neural Network
RNN Recurrent Neural Network
FLANN Functional Link Artificial Neural Network
MFLNN Multi Feedback Layer Neural Network

Hình 4.6: Hàm tuyến tính 64
Hình 4.7: Hàm tuyến tính bão hòa 65
Hình 4.8: Hàm Sigmoid đơn cực 65
Hình 4.9: Hàm Sogmoid lưỡng cực 66
Hình 4.10 Cấu trúc mạng neural 73
Hình 4.11a Kết quả dự báo kiểm tra so với kết quả thực tế 75
Hình 4.11b Sai số dự báo 75
Trang 3

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Tên bảng Trang
Bảng 3.1: Số liệu cơ bản các phát tuyến cung cấp điện TP Cà Mau 49
Bảng 3.2. Thông số phát tuyến 477AX 50
Bảng 3.3 Các chỉ số kinh tế cài đặt trong PSS/Adept 53
Bảng 3.4. Thời gian vận hành các chế độ cao điểm, thấp điểm và bình thường
55
Bảng 3.5. Bù trung áp tại nhiều vị trí cho cả 3 trường hợp cao điểm, thấp điểm
và bình thường 55
Bảng 3.6. Bù trung áp tại nhiều vị trí xét cho cả 3 trường hợp cao điểm, thấp
điểm và bình thường qua khảo sát vị trí bù thích hợp trong thực tế 57
Bảng 3.7. Bù trung áp tại nhiều vị trí có giới hạn thiết bị bù 58
Bảng 4.1: Dữ liệu điển hình của XT-477AX vào 01/01/2011 73
Bảng 4.2: Dữ liệu điển hình của XT-477AX vào 01/01/2012 74

1.3.Nhiệm vụ của luận văn 9
1.4.Phạm vi nghiên cứu của luận văn 9
1.5.Điểm mới của luận văn 9
1.6.Giá trị thực tiễn của luận văn. 10
1.7.Bố Cục Luận Văn 10
Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 11
2.1.Hệ thống điện. 11
2.2.Tổng quan về bù công suất phản kháng. 12
2.2.1.Khái niệm bù công suất phản kháng. 12
2.2.2.Lợi ích bù công suất phản kháng 13
Trang 5

2.3.Các thiết bị bù công suất: 14
2.3.1.Bù trên lưới điện áp: 14
2.3.2.Tụ bù nền 15
2.3.3.Bộ tụ bù điều khiển tự động (bù ứng động) 15
2.4. Vị trí lắp đặt tụ bù: 16
2.4.1.Bù tập trung: 16
2.4.2.Bù nhóm (từng phân đoạn) 17
2.4.3.Bù riêng: 18
2.5.Xác định dung lượng bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất
cosφ. 18
2.5.1.Phương pháp tính toán lựa chọn công suất và vị trí bù tối ưu. 19
2.5.2.Tính toán bù trên đường dây có phụ tải tập trung và phân bố đều 21
2.5.3.Xác định vị trí tụ bù tối ưu. 25
2.6.Giới thiệu về PSS/Adept 27
2.7.Phương pháp tính xác định vị trí bù tối ưu của phần mềm PSS/ADEPT. 28
2.7.1.Thiết lập các thông số lưới điện cho CAPO. 28
2.7.2.Cách PSS/ADEPT tính các vấn đề kinh tế trong CAPO. 29
2.7.3.Thiết lập các tùy chọn cho phép phân tích CAPO. 30

4.6.2.Dữ liệu đầu vào cho bài toán dự báo phụ tải. 72
4.6.3.Tổng kết quả dự báo trong các năm tới: 76
4.7.Tính dung lượng bù tối ưu cho phát tuyến khi có dự báo phụ tải điện. 77
Trang 7

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 80
5.1.Kết luận 80
5.2.Hướng phát triển của đề tài 81
TÀI LIỆU THAM KHẢO 82

CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU LUẬN VĂN
1.1 Đặt vấn đề
Phân phối điện là khâu cuối cùng của hệ thống điện đưa điện năng đến hộ tiêu
thụ. Trong quá trình sản xuất, truyền tải và phân phối điện, lượng tổn thất chiếm tỷ
lệ lớn nhất là lưới điện phân phối.
Với sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế và đời sống nhân dân được
nâng cao, do đó nguồn điện cũng phải đáp ứng được những đòi hỏi về công suất và
chất lượng được đảm bảo. Vấn đề công suất phát ra phải được truyền tải và tận
dụng một cách hiệu quả nhất, không để lãng phí quá nhiều ảnh hưởng đến kinh tế là
một bài toán được rất nhiều đề tài nghiên cứu. Tổn hao công suất là vấn đề ảnh
hưởng đến chất lượng điện năng, do đó cần phải có các biện pháp đưa ra để giảm
lượng tổn thất công suất trên lưới. Vì vậy, một trong những biện pháp khá hiệu quả
là tìm điểm bù công suất lưới điện phân phối.
Trong công tác qui hoạch và xây dựng chiến lược phát triển kinh tế xã hội nói
chung và qui hoạch phát triển hệ thống điện nói riêng, cần thiết phải tính toán xác
định được các chỉ số của nền kinh tế tại một thời điểm trong tương lai như: Tổng
thu nhập quốc dân (GDP), tổng dân số, tổng sản phẩm công nghiệp, tổng điện năng
tiêu thụ v.v Để tính toán được các chỉ số nêu trên phải sử dụng phương pháp dự
báo, mức độ chính xác của kết quả dự báo phụ thuộc rất nhiều vào việc lựa chọn mô

đến con người như sức khỏe và đời sống con người.

 Về mặt kinh tế điện
- Tạo ra một thị trường điện cạnh tranh lành mạnh.
- Thúc đẩy sự phát triển nền kinh tế.
Trang 9 1.2 Mục tiêu của luận văn
Mục tiêu của luận văn làm tìm ra điểm bù công suất tối ưu trên hệ thống lưới
điện phân phối hiện hữu và đưa ra những phương án bù cho lưới điện phân phối
trong tương lai khi có sự gia tăng phụ tải.
1.3 Nhiệm vụ của luận văn
- Tìm hiểu các bài toán về tìm điểm bù công suất phản kháng trên lưới điện
phân phối.
- Nghiên cứu sử dụng phần mềm PSS/Adept trong việc tìm điểm bù công suất
tối ưu cho lưới điện thành phố Cà Mau.
- Xây dựng bài toán dự báo phụ tải và đưa ra các phương án bù khi có sự phát
triển của phụ tải trong tương lai.

1.4 Phạm vi nghiên cứu của luận văn
Luận văn tập trung giải quyết bài toán tìm điểm bù công suất tối ưu trên lưới
điện và đưa ra các phương án bù cho lưới điện khi có sự phát triển của phụ tải trong
tương lai.
Với cơ sở lý thuyết là bài toán bù công suất phản kháng trên lưới điện phân
phối. Từ đó sẽ áp dụng vào giải quyết bài toán bù công suất phản kháng trên lưới
điện phân phối có sự phát triển của phụ tải.

1.5 Điểm mới của luận văn
- Tìm được điểm bù công suất phản pháng tối ưu trên lưới điện phân phối

Trang 11

CHƯƠNG 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. Hệ thống điện.
Hệ thống điện phân phối là hệ thống điện bao gồm lưới điện phân phối và
các nhà máy điện đấu nối vào lưới điện phân phối làm nhiệm vụ sản xuất, truyền tải
và phân bố điện năng.
Hệ thống điện không ngừng phát triển theo thời gian và không gian để đáp
ứng nhu cầu ngày càng gia tăng của phụ tải. Tùy theo lĩnh vực nghiên cứu mà Hệ
thống điện được chia hai hướng độc lập nhau:

a. Về mặt quản lý và vận hành, hệ thống điện được phân bố thành.
- Các nhà máy điện: gồm các nhà máy thủy điện, nhiệt điện than, nhiệt điện
dầu, tua bin khí, nhà máy điện nguyên tử,… Các nhà máy điện này do các nhà máy
điện vận hành và quản lý.
- Lưới điện truyền tải là phần lưới điện bao gồm các đường dây và trạm biến
áp có cấp điện áp từ 220kV trở lên, các đường dây và trạm biến áp có điện áp
110kV có chức năng truyền tải để tiếp nhận công suất từ các nhà máy điện vào hệ
thống điện quốc gia. Lưới điện truyền tải do các đơn vị truyền tải điện quản lý và
vận hành.
- Lưới điện phân phối là phần lưới điện bao gồm các đường dây và trạm biến
áp có cấp điện áp từ 35kV trở xuống, các đường dây và trạm biến áp có điện áp
110kV có chức năng phân phối điện. Lưới điện phân phối do các đơn vị phân phối
quản lý.

b. Về mặt nghiên cứu, tính toán thì hệ thống điện được phân thành.
- Lưới hệ thống (500kV)
- Lưới truyền tải (110, 220, 330 kV).

Hầu hết các thiết bị sử dụng điện đều tiêu thụ công suất tác dụng và công suất
phản kháng. Sự tiêu thụ công suất phản kháng này sẽ được truyền tải trên lưới điện
về phía nguồn cung cấp công suất phản kháng, sự truyền tải công suất này trên
đường dây sẽ làm tổn hao một lượng công suất và làm cho hao tổn điện áp tăng lên
đồng thời cũng làm cho lượng công suất biểu kiến tăng, dẫn đến chi phí để xây
dựng đường dây tăng lên. Vì vậy việc bù Công suất phản kháng cho lưới điện sẽ có
những tích cực như sau:

a. Giảm được tổn thất công suất trong mạng điện.
Ta có tổn thất công suất trên đường dây trước khi bù được xác định
∆=


+


đ

∙

(2.1)
Tổn thất công suất trên đường dây sau khi bù:
∆=


+(−

)



phát nóng, tức phụ thuộc vào dòng điện cho phép của chúng. Dòng điện chạy trên
dây dẫn và máy biến áp được tính như sau:
=


+

√
3

(2.5)
Từ công thức 2.5 cho thấy với cùng một tình trạng phát nóng nhất định của
đường dây và máy biến áp (tức I = const) chúng ta có thể tăng khả năng truyền tải
Công suất tác dụng bằng cách giảm Công suất phản kháng mà chúng phải tải đi. Vì
thế khi vẫn giữ nguyên đường dây và máy biến áp, nếu giảm lượng Q phải truyền
tải thì khả năng truyền tải của chúng sẽ được tăng lên, góp phần làm ổn định điện
áp, tăng khả năng phát điện của máy phát điện…
Việc bù Công suất phản kháng ngoài việc nâng cao hệ số công suất cosφ còn
đưa đến hiệu quả là giảm được chi phí kim loại màu tức giảm được tiết diện dây
dẫn…nên tiết kiệm được chi phí đầu tư xây dựng lưới điện. Giảm được chi phí điện
năng…

2.3. Các thiết bị bù công suất:
 Bù trên lưới điện áp:
Trong mạng lưới trung áp, bù công suất được thực hiện bằng :
- Tụ điện với lượng bù cố định (bù nền).
Trang 15

- Thiết bị điều chỉnh bù tự động hoặc một bộ tụ cho phép điều chỉnh liên tục
theo yêu cầu khi tải thay đổi.

đóng một contactor sẽ đóng một số tụ song song với các tụ vận hành. Vì vậy lượng
công suất bù có thể tăng hay giảm theo từng cấp bằng cách thực hiện đóng hoặc cắt
contactor điều khiển tụ. Một rơley điều khiển kiểm soát hệ số công suất của mạng
điện sẽ thực hiện đóng và mở các contactor tương ứng để hệ số công suất cả hệ
thống thay đổi (với sai số do điều chỉnh từng bậc). Để điều khiển rơle máy biến
dòng phải đặt lên một pha của dây cáp dẫn điện cung cấp đến mạch được điều
khiển. Khi thực hiện bù chính xác bằng các giá trị tải yêu cầu sẽ tránh được hiện
tượng quá điện áp khi tải giảm xuống thấp và do đó khử bỏ các điều kiện phát sinh
quá điện áp và tránh các thiệt hại xảy ra cho trang thiết bị.
- Quá điện áp xuất hiện do hiện tượng bù dư phụ thuộc một phần vào giá trị
tổng trở nguồn.
 Các qui tắc bù chung
- Nếu công suất bộ tụ (kVar) nhỏ hơn hoặc bằng 15% công suất định mức máy
biến áp cấp nguồn, nên sử dụng bù nền.
- Nếu ở trên mức 15%, nên sử dụng bù kiểu tự động.
- Vị trí lắp đặt tụ áp trong mạng điện có tính đến chế độ bù công suất; hoặc bù
tập trung, bù nhóm, bù cục bộ, hoặc bù kết hợp hai phương án sau cùng.
- Về nguyên tắc, bù lý tưởng có nghĩa là bù áp dụng cho từng thời điểm tiêu
thụ và với mức độ mà phụ tải yêu cầu cho mỗi thời điểm.
- Trong thực tiễn, việc chọn phương cách bù dựa vào các hệ số kinh tế và kỹ
thuật.
2.4. Vị trí lắp đặt tụ bù:
 Bù tập trung:
Áp dụng cho tải ổn định và liên tục.
Nguyên lý : bộ tụ đấu vào thanh góp hạ áp của tủ phân phối chính và được
đóng trong thời gian tải hoạt động.
Ưu điểm:
- Giảm tiền phạt do vấn đề tiêu thụ công suất phản kháng.
Trang 17


điện.
Nguyên lý: bộ tụ mắc trực tiếp vào đầu dây nối của thiết bị dùng điện có tính
cảm (chủ yếu là các động cơ).
Bộ tụ định mức (kVAr) đến khoảng 25% giá trị công suất động cơ. Bù bổ sung
tại đầu nguồn điện cũng có thể mang lại hiệu quả tốt.
Ưu điểm :
- Làm giảm tiền phạt do tiêu thụ công suất phản kháng (kVAr).
- Giảm công suất biểu kiến yêu cầu.
- Giảm kích thước và tổn hao dây dẫn đối với tất cả dây dẫn.

2.5. Xác định dung lượng bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công
suất cosφ.
Giả sử hộ tiêu thụ điện có hệ số công suất là cosφ
1
, muốn nâng hệ số công suất
này lên cosφ
2
(

>cosφ
1
), thì phải đặt dung lượng bù là bao nhiêu?
Với dạng bài toán này thì dung lượng bù được xác định theo công thức sau:
Q
bùΣ
=P(tgφ
1
-tgφ
2
)α(kVAr)

).x
I
1
Chậm sau
Dòng điện biến thiên
Vượt trước
X
1
I
2
Phụ tải
Tập trung
1,0 pu
L = 1,0 pu
I
1
I
2
d

Hình 2.2: Đường dây chính có phụ tải phân bố đều và tập trung

Khi có dòng điện cảm chạy trên đường dây có điện trở R, sẽ gây ra tổn thất
trên một pha bằng:
   
2 2
2
. cos . sin .
 
