ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

HÀ SƠN HẠ LONG

TÍNH TOÁN BÙ TỐI ƢU CÔNG SUẤT
PHẢN KHÁNG CHO LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI
CÔNG TY ĐIỆN LỰC QUẢNG BÌNH

Chuyên ngành:Kỹ thuật điện
Mã số: 8520201

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN THỊ ÁI NHI

Đà Nẵng - Năm 2018


LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Trong luận văn có sử
dụng một số bản vẽ của các đồng nghiệp; trích dẫn một số bài viết, tài liệu chuyên
ngành liên quan đến lưới điện phân phối của Việt Nam.
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.
Tác giả luận văn

HÀ SƠN HẠ LONG



2.2.3. Nâng cao hệ số công suất tự nhiên .............................................................11
2.3. Bù kinh tế lƣới điện phân phối ...........................................................................11
2.3.1. Khái niệm dòng tiền tệ ................................................................................12
2.3.2. Công thức tính giá trị tƣơng đƣơng cho các dòng tiền tệ đơn và phân
bố đều ....................................................................................................................12
2.3.3. Phƣơng pháp giá trị hiện tại ........................................................................13
2.3.4. Bù tối ƣu theo phƣơng pháp phân tích động theo dòng tiền tệ ...................13
2.4. Kết luận chƣơng 2 ..............................................................................................17


CHƢƠNG 3. GIỚI THIỆU PHẦN MỀM PSS/ADEPT VÀ CÁC ỨNG DỤNG
TRONG LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ..............................................................................18
3.1. Giới thiệu phần mềm PSS/ADEPT ....................................................................18
3.1.1. Khái quát chung ..........................................................................................18
3.1.2. Tính toán phân bố công suất .......................................................................19
3.1.3. Tối ƣu hóa việc lắp đặt tụ bù ......................................................................19
3.1.4. Thuận lợi và khó khăn khi sử dụng phần mềm PSS/ADEPT. ....................22
3.2. Các bƣớc thực hiện khi ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT ...............................22
3.2.1. Thu thập, xử lý và nhập số liệu lƣới điện cần tính toán trên PSS/ADEPT .23
3.2.2. Thể hiện lƣới điện trên giao diện đồ hoạ của PSS/ADEPT ........................31
3.3. Kết luận chƣơng 3 ..............................................................................................32
CHƢƠNG 4. ỨNG DỤNG PSS/ADEPT TÍNH TOÁN BÙ TỐI ƢU CHO LƢỚI
ĐIỆN PHÂN PHỐI CÔNG TY ĐIỆN LỰC QUẢNG BÌNH.......................................33
4.1. Tổng quan ...........................................................................................................33
4.2. Đánh giá tình hình tổn thất điện năng lƣới điện Quảng Bình: ...........................33
4.2.1. Tình hình tổn thất điện năng: ......................................................................33
4.2.2. Nhận xét: .....................................................................................................33
4.3. Cấu trúc của hệ thống lƣới điện tỉnh Quảng Bình: ............................................34
4.3.1. Đặc điểm lƣới phân phối tỉnh Quảng Bình: ................................................34
4.3.2. Hiện trạng nguồn và lƣới điện: ...................................................................34

phản kháng (CSPK). Mặt khác, nhiều nhà máy phát điện ngoài ngành điện vì lợi ích
cục bộ nên chủ yếu phát công suất tác dụng lên lƣới, gây thiếu hụt CSPK rất lớn
cho hệ thống. Bên cạnh đó, lƣới điện phân phối (LĐPP) liên tục thay đổi và phát
triển, 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 lƣợng điện năng cũng nhƣ hiệu quả kinh tế của LĐPP. Luận văn trình bày
kết quả nghiên cứu từ cơ sở dữ liệu hiện có của lƣới điện Công ty Điện lực Quảng
Bình (QBPC), các thông số lƣới điện từ phần mềm MDMS và phần mềm
PSS/ADEPT đang áp dụng cho lƣới điện thuộc Tổng Công ty Điện lực Miền Trung.
Từ đó, đánh giá hiệu quả các phƣơng án bù tối ƣu cho lƣới điện trung áp, hạ áp
nhằm đề xuất phƣơng án bù tối ƣu cho LĐPP.
Từ khóa – Lƣới điện phân phối; Công suất tác dụng; Công suất phản kháng; Phần
mềm MDMS...

CALCULATION FOR OPTIMAL REACTIVE POWER
COMPENSATION IN ELECTRICITY DISTRIBUTION GRIDS OF
QUANG BINH POWER COMPANY
Abstract – According to the Revised Power Master Plan VII which is about
approving the scheme for revisions to the National power development plan from
2011 to 2020 which visions extended to 2030, there has been a shortage of not only
active power but also reactive power in the electricity industry. On the other hand,
many power plants mainly discharge active power to distribution grids due to their
own benefits, thus creating a huge shortage of reactive power for the electrical
system. In addition, distribution grids continuosly change and develop, which
requires electricity companies to supply enough not only active power but also
reactive power demanded by the load. Reactive power compensation will improve
power quality and economic efficiency. This essay demonstrates results of research
on existing database of the Quang Binh Power company’s electricity distribution
grid, the grid parameters extracted from the MMDS software and PSS/ADEPT
software applied for distribution grids of Central Power Corporation Vietnam; hence


Công suất phản kháng

TTG

:

Trạm trung gian

MBA

:

Máy biến áp

TBA

:

Trạm biến áp

DCL

:

Dao cách ly

XT

:


Tổn thất điện năng


DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 4.1: Tình hình tổn thất điện năng từ năm 2014 - 2017 ........................................33
Bảng 4.2: Tổn thất sau bù tự nhiên ................................................................................41
Bảng 4.3: Hệ số bù k .....................................................................................................44
Bảng 4.4: Tổn thất sau bù trung áp................................................................................46
Bảng 4.5: Tổn thất công suất sau bù hạ áp ....................................................................49
Bảng 4.6: Tổn thất sau bù trung áp kết hợp với hạ áp ...................................................51
Bảng 4.7: Tính toán kinh tế ở phƣơng án bù trung áp ...................................................54
Bảng 4.8: Tính toán kinh tế ở phƣơng án bù hạ áp .......................................................57
Bảng 4.9: Tính toán kinh tế ở phƣơng án bù trung áp kết hợp hạ áp ............................60
Bảng 4.10: So sánh giá trị lợi nhuận ròng NPV giữa các phƣơng án ...........................63


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1: Giản đồ vectơ dòng điện và công suất ............................................................8
Hình 2.2: Giản đồ vectơ điều chỉnh hệ số công suất .......................................................9
Hình 2.3: Biểu đồ dòng tiền tệ giả định.........................................................................12
Hình 3.1: Lƣu đồ thuật toán tối ƣu hóa vị trí lắp đặt tụ bù ............................................20
Hình 3.2: Biểu đồ phụ tải sản xuất ................................................................................28
Hình 3.3: Biểu đồ phụ tải dịch vụ..................................................................................28
Hình 3.4: Biểu đồ phụ tải ánh sáng sinh hoạt ................................................................29
Hình 3.5: Biểu đồ phụ tải khách sạn..............................................................................29
Hình 3.6: Biểu đồ phụ tải trạm bơm ..............................................................................30
Hình 3.7: Biểu đồ phụ tải chiếu sáng công cộng ...........................................................30
Hình 3.8: Biểu đồ phụ tải cơ quan .................................................................................31

điểm thì công suất phản kháng lại phát ngƣợc về nguồn. Thêm vào đó, khả năng phát
công suất phản kháng của các nhà máy điện rất hạn chế cos = 0,8 - 0,85. Vì lý do
kinh tế, ngƣời ta không làm các máy phát có khả năng phát nhiều công suất phản
kháng đủ cho chế độ phụ tải (trong trƣờng hợp max), mà nó chỉ gánh chức năng điều
chỉnh công suất phản kháng trong hệ thống điện làm cho nó đáp ứng đƣợc nhanh
chóng yêu cầu luôn thay đổi của phụ tải. Phần còn lại trông vào các nguồn công suất
phản kháng đặt thêm tức là nguồn công suất bù [1].
Xuất phát từ các lý do trên, hiện nay EVN đang giao chƣơng trình tính toán bù
cho các Công ty Điện lực [4] yêu cầu bù tại các thanh cái trạm biến áp 110 KV và
trung áp ở các tỉnh thành trong đó có tỉnh Quảng Bình. Ngoài ra do sự phát triển thay
đổi lƣới điện chƣa đồng bộ cộng với việc các phụ tải liên tục thay đổi trong những


2
năm qua dẫn đến vị trí lắp đặt tụ bù không còn hợp lý nữa nên việc nghiên cứu tính
toán bù tối ƣu lƣới điện phân phối cho Công ty Điện lực Quảng Bình và các tỉnh thành
khác là vấn đề cấp thiết và quan trọng.
2. Mục đích nghiên cứu
- Phân tích các chế độ làm việc hiện hành của lƣới phân phối Công ty Điện lực
Quảng Bình (QBPC).
- Tìm hiểu các chế độ bù công suất phản kháng hiện tại trên lƣới phân phối của
Công ty Điện lực Quảng Bình.
- Ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT để tính toán lựa chọn dung lƣợng bù và vị
trí bù hợp lý nhằm giảm tổn thất cho lƣới điện để tăng hiệu quả kinh tế cho lƣới phân
phối 22KV tỉnh Quảng Bình.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tƣợng nghiên cứu:
Nghiên cứu về mặt lý thuyết và thực tiễn các vấn đề liên quan đến bù tối ƣu
công suất phản kháng cho lƣới điện phân phối tỉnh Quảng Bình, tính toán bù bằng
phần mềm PSS/ADEPT.

dựng các nhà máy có công suất lớn. Vì lý do kinh tế và môi trƣờng, các nhà máy điện
đƣợc xây dựng ở những nơi gần nguồn nhiên liệu. Trong khi đó các trung tâm phụ tải
lại ở xa, do vậy phải dùng lƣới điện truyền tải để chuyển tải điện năng đến các phụ tải.
Điện năng đƣợc cung vấp cho phụ tải thông qua lƣới điện phân phối (LĐPP). LĐPP
trung áp có các cấp điện áp 6, 10, 15, 22, 35KV; phân phối điện cho các trạm biến áp
phân phối trung-hạ áp, lƣới hạ áp cấp điện trực tiếp cho các phụ tải hạ áp. LĐPP có
nhiệm vụ chính trong việc đảm bảo chất lƣợng phục vụ phụ tải, vì vậy việc nghiên cứu
thiết kế, vận hành hệ thống LĐPP là hết sức quan trọng. Khi thiết kế xây dựng LĐPP
phải đảm bảo các chỉ tiêu:
- An toàn cho lƣới điện và cho con ngƣời.
- Chi phí xây dựng lƣới điện là kinh tế nhất.
- Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện nhất, bằng các biện pháp nhƣ có thể có
nhiều nguồn cung cấp, có đƣờng dây dự phòng, có nguồn thay thế, cấu trúc mạng kín
vận hành hở…
- Vận hành dễ dàng, linh hoạt và phù hợp với việc phát triển lƣới điện trong
tƣơng lai.
- Đảm bảo chất lƣợng điện năng cao nhất về ổn định tần số và ổn định điện áp.
- Đảm bảo chi phí vận hành, bảo dƣỡng là nhỏ nhất.
LĐPP có thể thiết kế, vận hành trên không hoặc ngầm dƣới đất. LĐPP ngầm
thƣờng xây dựng ở khu vực thành phố có mật độ phụ tải cao để đảm bảo mỹ quan, an
toàn cung cấp điện.
1.2. Các biện pháp nâng cao hiệu quả kinh tế vận hành LĐPP
LĐPP có ảnh hƣởng lớn đến các chỉ tiêu kinh tế-kỹ thuật của hệ thống điện, cụ
thể là:
- Chất lƣợng cung cấp điện ảnh hƣởng trực tiếp đến các hộ tiêu thụ.
- Tổn thất điện năng thƣờng gấp 3 – 4 lần so với lƣới điện truyền tải.


4
- Giá đầu tƣ xây dựng chiếm tỷ trọng lớn: nếu chia theo tỷ lệ vốn đầu tƣ mạng

CSPK Ksd = Qtb/Qmax và thời gian sử dụng CSPK Tqmax.
- Bài toán so sánh các phƣơng án bù tối ƣu trong cùng một xuất tuyến sẽ đƣợc
thực hiện cùng một chế độ phụ tải.
- Coi Qb không phụ thuộc điện áp và lợi ích do bù không đổi trong suốt thời
gian vận hành.


5
- Giả thiết suất đầu tƣ tụ bù có quan hệ tuyến tính với công suất cụm tụ. Bài
toán bù CSPK trong LĐPP giải quyết đƣợc nhiều vấn đề cơ bản trong công tác tối ƣu
hoá hệ thống cung cấp điện, trong đó tính tổng quát của bài toán đƣợc xét trên nhiều
phƣơng diện khác nhau. Luận văn sẽ nghiên cứu giải quyết bài toán đặt thiết bị bù để
nâng cao hiệu quả kinh tế trong lƣới điện.
1.3. Công suất phản kháng
1.3.1. Khái niệm công suất phản kháng
Một mạch điện có tải là điện trở R và điện kháng X đƣợc cung cấp bởi điện áp:
u = Um sint nhƣ hình vẽ 1-1:

Z

X


R

Hình 1-1: Tam giác tổng trở
Dòng điện i lệch pha với u một góc : i = Imsin(t - )
Hay i = Im (sint cos- sincost) = i1 + i2
i1 = Im cossint và i2 = -Im sincost = Im sinsin(t+/2)
Nhƣ vậy dòng điện i là tổng của hai thành phần:

- Động cơ không đồng bộ tiêu thụ khoảng 60 đến 65%
- Máy biến áp tiêu thụ khoảng 22 đến 25 %
- Đƣờng dây tải điện và các phụ tải khác tiêu thụ khoảng 10%.
a) Động cơ không đồng bộ là thiết bị tiêu thụ CSPK chính trong lƣới điện.
CSPK tiêu thụ trong động cơ không đồng bộ gồm có 2 thành phần:
- Một phần nhỏ CSPK đƣợc sử dụng để sinh ra từ trƣờng tản trong mạch điện
sơ cấp và thứ cấp, đƣợc tính theo công thức sau:
Q

P 
1
I 
 tgđm 
. O 
Pđm .đm 
cosđm I đm 

(1-1)

Trong đó:
+ P là công suất tải thực tế của động cơ.
+ Pđm, cosđm, Iđm lần lƣợt là công suất định mức, hệ số công suất định mức,
dòng điện định mức của động cơ.
+ đm là hiệu suất của động cơ theo định mức.
+ Io là dòng điện không tải.
- Phần lớn công suất còn lại dùng để sinh ra từ trƣờng khe hở không khí, đƣợc
tính theo công thức:
Q

Pđm


u N % S đm
100

(1-4)

Trong đó:
+ là hệ số mang tải của máy biến áp.
+ uN% là điện áp ngắn mạch phần trăm.
c) Đèn huỳnh quang: các đèn huỳnh quang vận hành có một chấn lƣu để hạn
chế dòng điện. Tuỳ theo điện cảm của chấn lƣu, hệ số công suất nằm trong khoảng
0,8- 0,9. Tuy CSPK tiêu thụ trong đèn nhỏ, nhƣng số lƣợng đèn sử dụng nhiều, nên
tổng CSPK tiêu thụ khá lớn. Ngày nay các đèn huỳnh quang hiện đại có bộ khởi động
điện tử, hệ số công suất gần bằng 1, tuy nhiên các bộ khởi động điện tử này sinh ra các
sóng hài.
1.3.3. Các nguồn phát CSPK
Một trong những nguồn phát CSPK là các đƣờng dây, nhất là các đƣờng dây
siêu cao áp. Tuy nhiên, trong khuôn khổ luận văn chỉ xét trong phạm vi LĐPP, do vậy
chỉ lƣu ý đƣờng dây 35kV dài và cáp ngầm. Nguồn phát CSPK của các nhà máy điện
rất hạn chế do cosφđm = (0,8 – 0,85) [1]. Vì lý do kinh tế ngƣời ta không chế tạo các
máy phát có khả năng phát nhiều CSPK cho phụ tải. Các máy phát chỉ đảm đƣơng một
phần nhu cầu CSPK của phụ tải, phần còn lại do các thiết bị bù đảm trách. Vì vậy cần
thiết phải nghiên cứu bù CSPK.
1.4. Kết luận chƣơng 1
LĐPP cung cấp điện năng trực tiếp cho phụ tải nên yêu cầu chất lƣợng điện
năng cao nhất. Mặt khác LĐPP có nhiều ảnh hƣởng đến các chỉ tiêu kinh tế-kỹ thuật
của hệ thống điện, nên việc nghiên cứu thiết kế, vận hành tối ƣu LĐPP sẽ đem lại lợi
ích rất lớn. Có nhiều biện pháp nâng cao hiệu quả kinh tế vận hành LĐPP, trong đó
biện pháp bù CSPK là một trong những biện pháp hữu hiệu.
Ngoài yêu cầu công suất tác dụng, phụ tải còn yêu cầu công suất phản kháng,

U


P
Q
S

IX

IX

a)

I

b)

Hình 2.1: Giản đồ vectơ dòng điện và công suất
Công suất biểu kiến S = U . I * = U.(IR - jIX ) = P - jQ. Vậy công suất biểu
kiến có thành phần thực P và thành phần phản kháng Q. Quan hệ S, P, Q thể hiện trên
Hình 2.1 b).
Xét tỷ lệ

P
 cos  . Hệ số cosφ gọi là hệ số công suất. Vậy hệ số công suất là
S

hệ số biểu thị sự chuyển đổi công suất biểu kiến sang các dạng năng lƣợng hữu ích
khác.



P

Hình 2.2: Giản đồ vectơ điều chỉnh hệ số công suất
2.1.3. Mục tiêu và lợi ích bù công suất phản kháng
Các lợi ích có thể đạt đƣợc do việc bù CSPK là [1], [2]:
- Giảm công suất phát tại các nhà máy.
- Giảm công suất truyền tải.
- Giảm dung lƣợng các trạm biến áp.
- Giảm đƣợc công suất tác dụng yêu cầu ở chế độ cực đại của hệ thống điện (do
giảm ∆P), vì vậy giảm đƣợc dự trữ công suất tác dụng (hoặc tăng độ tin cậy) của hệ
thống điện.
- Cải thiện hệ số công suất.
- Giảm tổn thất điện năng (tổn thất đồng).
- Giảm độ sụt áp và cải thiện việc điều chỉnh điện áp.
- Giảm công suất trên các xuất tuyến và các phần tử liên quan.
- Trì hoãn hoặc giảm bớt chi phí mở rộng nâng cấp lƣới điện.
- Tăng doanh thu do việc cải thiện điện áp.


10
2.2. Bù tự nhiên lƣới điện phân phối
Cấu trúc LĐPP và phƣơng thức vận hành hệ thống không hợp lý, phụ tải các
pha bất đối xứng sẽ làm tăng tổn thất và tiêu thụ CSPK lớn hơn thực tế. Chính vì vậy
cần phải nghiên cứu bù tự nhiên trƣớc khi thực hiện bù nhân tạo để khắc phục các
thiếu sót trong quản lý, vận hành, phân phối, tiêu thụ điện… nhằm hạn chế tiêu thụ
CSPK quá mức, biện pháp này không đòi hỏi vốn đầu tƣ mà phụ thuộc tính toán và
quản lý vận hành LĐPP. Tuỳ theo tình hình cụ thể mà lựa chọn và phối hợp các biện
pháp sau đây:
2.2.1. Điều chỉnh điện áp

CSPK của máy biến áp hợp lý hơn, bởi vì thành phần CSPK tiêu thụ để tản từ trong
máy biến áp phụ thuộc vào tải.
2.2.3. Nâng cao hệ số công suất tự nhiên
Hệ số công suất tự nhiên là hệ số công suất trung bình tính cho cả năm khi
không có thiết bị bù. Hệ số công suất tự nhiên đƣợc dùng làm căn cứ để tính toán nâng
cao hệ số công suất và bù CSPK.
- Thay đổi và cải tiến quy trình công nghệ để thiết bị điện làm việc ở chế độ
hợp lý nhất. Sử dụng các thiết bị có hiệu suất cao.
- Sử dụng động cơ đồng bộ trong những trƣờng hợp có thể: đối với những thiết
bị có công suất lớn, không yêu cầu điều chỉnh tốc độ nhƣ máy bơm, quạt gió, máy nén
khí … thì nên dùng động cơ đồng bộ, vì động cơ này có nhiều ƣu điểm so với động cơ
không đồng bộ nhƣ: hệ số công suất cao, khi cần có thể làm việc ở chế độ quá kích từ
để trở thành máy bù CSPK cho lƣới. Mômen quay tỷ lệ bậc nhất với điện áp, nên ít
phụ thuộc vào dao động của điện áp. Khi tần số nguồn không thay đổi, tốc độ quay của
động cơ phụ thuộc vào phụ tải, do vậy năng suất làm việc của máy cao. Tuy nhiên
động cơ này có nhƣợc điểm là cấu tạo phức tạp, giá thành cao.
- Giảm điện áp của những động cơ làm việc non tải: bằng cách đổi dây quấn
stato từ sang Y; thay đổi cách phân nhóm của dây quấn stato; thay đổi đầu phân áp
để hạ thấp điện áp của mạng điện phân xƣởng. CSPK tiêu thụ của động cơ tỷ lệ với
bình phƣơng điện áp U, do vậy nếu giảm U thì Q giảm đi rõ rệt, hệ số công suất đƣợc
nâng lên.
- Hạn chế động cơ làm việc non tải hay không tải: các máy công cụ trong quá
trình gia công chuyển từ động tác này sang động tác khác thì thƣờng chạy không tải,
làm cho hệ số công suất rất thấp. Vì vậy cần phải hạn chế bằng cách hƣớng dẫn, huấn
luyện công nhân có các thao tác hợp lý. Đặt bộ hạn chế chạy không tải trong sơ đồ
khống chế động cơ.
- Nâng cao chất lƣợng sửa chữa động cơ để đảm bảo động cơ sau khi sửa chữa
vẫn duy trì tính năng nhƣ trƣớc: tổn thất trong động cơ không tăng lên, hệ số công suất
không giảm… Sau khi thực hiện bù tự nhiên cho phụ tải, thông thƣờng hệ số công suất
vẫn còn thấp, nên cần phải xem xét đầu tƣ bù nhân tạo.

0

r% , i%

1

2

3

…

N-1

N

Hình 2.3: Biểu đồ dòng tiền tệ giả định
Trong đó:
- N là số thời đoạn trong kỳ phân tích
- r% là chiết khấu tính toán (thƣờng chọn bằng bình quân gia quyền lãi suất các
nguồn vay)
- i% là chỉ số lạm phát
- P là tổng số tiền ở mốc thời gian quy ƣớc nào đó đƣợc gọi là hiện tại.
- F là tổng số tiền ở mốc thời gian quy ƣớc nào đó đƣợc gọi là tƣơng lai.
- A là một chuỗi các giá trị tiền tệ có giá trị bằng nhau đặt ở cuối các thời đoạn.
Giả sử gửi tiết kiệm ngân hàng P đồng, mỗi thời đoạn có lãi suất là r% và lạm
phát i% thì:
Cuối một thời đoạn ta có đƣợc:

P.

1 r 
+ P. 

 + P. 
 +…+ P. 
1 i
 1 i 
 1 i 
 1 i 
2

F= P.

3

1 r 
F = P.  

n 1  1  i 
N

N 1

1 r 

 1 i 

+ P. 

N

N

n

Thành phần này là một đại lƣợng thời gian tƣơng đƣơng quy đổi về thời gian hiện tại,
gọi là Ne =

1 r 

 . Vậy có thể dùng đại lƣợng Ne để quy đổi một giá trị tƣơng lai F

n 1  1  i 
N

n

về một giá trị hiện tại P.
Trong ngành điện các đại lƣợng tổn thất công suất, tổn thất điện năng… tiết kiệm
đƣợc, và quá trình bảo trì vật tƣ diễn ra trong thời gian dài. Vì vậy có thể sử dụng Ne
để quy các lợi ích và chi phí đó về hiện tại.
2.3.4. Bù tối ưu theo phương pháp phân tích động theo dòng tiền tệ
Để xác định dung lƣợng bù tối ƣu, cần phải xây dựng hàm mục tiêu, đó là hàm
lợi ích thu đƣợc khi đặt bù, bao gồm các lợi ích thu đƣợc trừ đi các chi phí do đặt bù.


14
Hàm này phải đạt giá trị cực đại và có 6 thành phần [1, tập 1, tr. 300]:
Z = Z1 + Z 2 + Z 3 + Z 4 + Z 5 + Z 6

(2.3)


truocbu -  P

truocbu -  Q

saubu

saubu

Q 2  Q Q b 

=

2

2.Q.Qb  Qb2
.R
.R =
U2

U2

=

Q 2  Q Q b 

2

.X =


(2.8)

iD

Q =

iD

i
2
i

i

i
2
i

i

bj

bj

Với Q i , U i là phụ tải phản kháng cực đại và điện áp cuối nhánh i [kVAr], [kV].
R i , X i là điện trở và điện kháng của nhánh i [  ]
D là đƣờng đi của dòng điện đi từ nguồn đến nút j




nút j so với trƣớc khi bù (  P tính theo Z1).
cp là chi phí đầu tƣ cho 1 kW công suất nguồn điện [đ/kW]
ktd là hệ số tham gia vào đỉnh.
Thành phần Z3 là lợi ích thu đƣợc ở trạm khu vực hay tram trung gian do giải
phóng đƣợc công suất máy biến áp.
Z3 = S .csNe

(2.11)

Trong đó: S là độ giảm công suất biểu kiến của trạm trong năm do đặt dung
lƣợng bù Q bj tại nút j so với trƣớc khi bù [kVA/năm]
S =

P 2  Q 2  P  Q  Qbj 

2

cs là chi phí đầu tƣ cho 1kVA công suất trạm[đ/kVA]
Ngoài ra đối với đƣờng dây cũng có lợi ích từ việc trì hoãn đầu từ nâng cấp tiết
diện.
Thành phần Z4 là lợi ích của hệ thống điện do việc đặt bù tính từ thanh cái cao áp
của trạm khu vực trở lên do đặt dung lƣợng bù Qbj tại nút j
Z4 = Cq . Q bj .N e

(2.12)

Trong đó C q là lợi ích năm do đặt bù [đ/kVAr.năm]
Thành phần Z5 là chi phí lắp đặt và vận hành thiết bị bù tại nút j:
Z 5 = (q0  Ne .Cbt ).Qbj


.(2.Qi .Qbj  Qbj2 )  cQ. 2i .(2.Qi .Qbj  Qbj2 ) - (1  0,03.Ne ).q0 .Qbj 2
i D U i
i D U i


= T.N e . cP.


Pb .T .g p .Ne .Qbj .



Ri
Xi

T
.
N
.
g
.

g
.
e  p 
q 
=-
2
2
iD U i

Q bj =


RQ
X .Q 
2.T .N e . cP. i 2 i cQ. i 2 i   (1  0,03N e ).q 0  T .Pb .cP.N e
 i D U i

i D U i

R
X 
2.T .N e . cP. i2 cQ. 2i 
 i D U i
i D U i 

(2.17)

Xét trong khoảng thời gian tính toán N năm, với hệ số chiết khấu r% và lạm
phát i%, mà Z pp = Z 1 - Z 5 - Z 6 >0 tức là NPV >0 thì phƣơng án khả thi về mặt tài chính,
nghĩa là có thể đầu tƣ lắp đặt tụ bù tại nút j. Vậy điều kiện lắp đặt tụ bù tại nút j là
Z pp >0 

Q bj

-

Giả thiết đồ thị phụ tải của trạm phân phối nhƣ nhau và giống nhƣ đồ thị
phụ tải đo đƣợc ở đầu trục chính. Đồ thị phụ tải phản kháng có thể đƣợc đặc
trƣng bởi CSPK QTB hay hệ số sử dụng CSPK Ksd = QTB/Qmax và thời gian
sử dụng Tqmax.

-

Công suất tụ là biến rời rạc. Giá tiền đơn vị tụ bù có quan hệ không tuyến

-

tính với công suất tụ bù.
Bài toán tìm luật điều chỉnh tụ bù đƣợc giải riêng độc lập với bài toán tìm
công suất bù max.

2.4. Kết luận chƣơng 2
- Trong luận văn này, phƣơng pháp bù đƣợc chọn dựa trên cơ cở phân tích động
theo dòng tiền tệ.
- Mục tiêu của việc bù CSPK để giảm tổn thất công suất dẫn đến giảm tổn thất
điện năng. Do đó nâng cao hiệu quả kinh tế.
- Chấp nhận một số giản ƣớc khi tính toán bù kinh tế cho lƣới điện phân phối :
- Bài toán giải riêng cho từng trục chính.
- Giả thiết đồ thị phụ tải của trạm phân phối nhƣ nhau và giống nhƣ đồ thị phụ
tải đo đƣợc ở đầu trục chính.
- Công suất tụ là biến rời rạc. Giá tiền đơn vị tụ bù có quan hệ không tuyến tính
với công suất tụ bù.
- Bài toán tìm luật điều chỉnh tụ bù đƣợc giải riêng độc lập với bài toán tìm
công suất bù max.