ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

TRẦN NGỌC ĐĂNG

TÍNH TOÁN, PHÂN TÍCH VÀ ĐỀ XUẤT
GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH CHO
LƯỚI ĐIỆN 110KV KHU VỰC THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG

Chuyên ngành : Kỹ thuật điện
Mã số

: 8520201

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. NGÔ VĂN DƯỠNG

Đà Nẵng - Năm 2019


LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng 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.

Tác giả luận văn

Trần Ngọc Đăng



shows many shortcomings: in the maximum operating mode, many nodes have low operating
voltage values, some The line carries heavy loads. When considering N-1 modes, the lines are
overloaded, the reliability is low, the power quality is not guaranteed. Before the above situation,
the thesis “CALCULATING, ANALYZING AND PROPOSING SOME SOLUTIONS TO
ENHANCE EFFECTS OF OPERATING 110KV ELECTRICITY NETWORK IN
DANANG CITY” has studied and proposed remedial solutions with adjusted contents. as
follows:
- Learn about the characteristics of the current 110kV power grid structure in Da Nang
city.
- Collect data and actual operating parameters of the 110kV grid in the city.
- Calculate the analysis of working modes to find the limitations.
- Proposing solutions to overcome: upgrading wires for overloaded lines and calculating
and proposing additional planning and development of 110kV power grids and 220 / 110kV
substations to ensure quality criteria Power and reliability are consistent with the load growth
rate up to 2025.
Key words – PSS/E; Improvement of transmission capacity of the 110kV line; Operation mode of
the electrical system


MỤC LỤC
TRANG BÌA
LỜI CAM ĐOAN
TRANG TÓM TẮT TIẾNG VIỆT VÀ TIẾNG ANH
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
1. Lý do chọn đề tài ................................................................................................ 1
2. Mục đích nghiên cứu .......................................................................................... 1

2.2.1. Giới thiệu phương pháp tính toán phân tích hệ thống điện ........................ 18
2.2.2. Phương pháp Gauss – Seidel ...................................................................... 19
2.2.3. Phương pháp Newton Raphson .................................................................. 24
2.3. Các phần mềm ứng dụng trong tính toán phân tích hệ thống điện ..................... 28
2.3.1. Phần mềm CONUS [9] ............................................................................... 28
2.3.2. Phần mềm POWER WORLD [10] ............................................................. 29
2.3.3. Phần mềm EURO STAG (STAbilité Genéralié) [11] ................................ 29
2.3.4. Phần mềm PSS/E (Power System Simulator for Engineering) [12]........... 30
2.3.5. Phần mềm PSS/ADEPT [13] ...................................................................... 31
2.3.6. Phân tích lựa chọn phần mềm ứng dụng..................................................... 31
2.4. Giới thiệu phần mềm PSS/E [12] ........................................................................... 32
2.4.1. Giới thiệu chung ......................................................................................... 32
2.4.2. Các chức năng chính của chương trình PSS/E ........................................... 32
2.4.3. Cập nhật dữ liệu vào phần mềm PSS/E ...................................................... 33
2.5. Nhận xét .................................................................................................................. 41
CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH CÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH CỦA LƯỚI
ĐIỆN 110kV KHU VỰC THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG ................................................... 42
3.1. Mở đầu .................................................................................................................... 42
3.2. Tính toán các chế độ vận hành hệ thống điện hiện tại ........................................... 43
3.2.1. Thông số vận hành ...................................................................................... 43
3.2.2. Tính toán phân tích chế độ làm việc ........................................................... 43
3.2.3. Tính toán phân tích chế độ làm việc cực tiểu ............................................. 46
3.2.4. Tính toán phân tích các chế độ sự cố .......................................................... 49
3.3. Nhận xét .................................................................................................................. 55
CHƯƠNG 4. TÍNH TOÁN, PHÂN TÍCH VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO
HIỆU QUẢ VẬN HÀNH CHO LƯỚI ĐIỆN 110KV KHU VỰC THÀNH PHỐ
ĐÀ NẴNG ..................................................................................................................... 57
4.1. Mở đầu .................................................................................................................... 57
4.2. Tính toán nâng cấp dây dẫn cho lưới 110kV.......................................................... 58
4.2.1. Tính tiết diện dây dẫn ................................................................................. 58

SAIFI:
SAIDI:
SSC:
EVN:
EVNCPC:
EVNNPT:
CGC:
PTC2:
DCL:

Power System Simulation/ Engineer Vision 33.
Change loand flow data.
(Thay đổi thông số tính toán trào lưu công suất).
Gauss Seidel solution.
(Lặp Gauss-Seidel)
Modified Guass Seidel Solution.
(Tính lặp Gauss-Seidel biến đổi).
Full newton-Raphson.
(Tính Newton-Raphson đầu đủ).
Load flow output.
(Xuất kết quả tính trào lưu công suất).
Power Flow Calculaton.
(Tính phân bổ công suất)
Momentary Average Interruption Frequecy Index
(Chỉ số lần mất điện thoáng qua trung bình)
System Average Interruption Frequecy Index
(Chỉ số lần mất điện trung bình)
System Average Interruption Duration Index
(Chỉ số về thời gian mất điện trung bình)
Suất sự cố.



DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Thống kê đường dây 110kV khu vực thành phố Đà Nẵng năm 2018 ............ 4
Bảng 1.2: Thống kê các trạm 110kV khu vực thành phố Đà Nẵng ................................ 5
Bảng 1.3: Thống kê đường dây 110kV đến năm 2025 .................................................. 11
Bảng 1.4. Thống kê các trạm biến áp 110kV đến năm 2025 ........................................ 12
Bảng 1.5: Thống kê các chỉ tiêu vận hành lưới 110kV thành phố Đà Nẵng năm 2017 14
Bảng 1.6: Thống kê các chỉ tiêu vận hành lưới 110kV thành phố Đà Nẵng năm 2018 15
Bảng 1.7: Thống kê các sự cố lưới 110kV thành phố Đà Nẵng ................................... 16
Bảng 2.1: Nhập mã nhận dạng và công suất cơ bản ...................................................... 33
Bảng 2.2: Nhập số liệu nút BUS ................................................................................... 33
Bảng 2.3: Nhập số liệu phụ tải ...................................................................................... 34
Bảng 2.4: Nhập dữ liệu đường dây................................................................................ 36
Bảng 2.5: Nhập dữ liệu Máy phát điện.......................................................................... 37
Bảng 3.1: Thông số công suất phụ tải tại các TBA 110kV ở các chế độ vận hành ...... 43
Bảng 3.2: Phụ tải tại các nút ở chế độ phụ tải cực đại................................................... 44
Bảng 3.3: Điện áp tại các nút ở chế độ phụ tải cực đại ................................................. 45
Bảng 3.4: Kết quả tính trào lưu công suất ở chế độ vận hành cực đại .......................... 45
Bảng 3.5: Phụ tải tại các nút ở chế độ phụ tải cực tiểu ................................................. 47
Bảng 3.6: Điện áp tại các nút ở chế độ phụ tải cực tiểu ................................................ 47
Bảng 3.7: Kết quả tính trào lưu công suất ở chế độ vận hành cực đại .......................... 48
Bảng 3.8: Điện áp tại một số nút của khu vực khi sự cố đường dây 110kV từ TBA
500kV Đà Nẵng về Liên Trì .................................................................... 49
Bảng 3.9: Kết quả tính trào lưu công suất ở chế độ ngắn mạch đường dây 110kV Đà
Nẵng 500 - Liên Trì ................................................................................. 50
Bảng 3.10: Thống kê quá tải cho đường dây ................................................................. 51
Bảng 3.11: Điện áp tại một số nút của khu vực khi sự cố ............................................. 51
Bảng 3.12: Kết quả tính trào lưu công suất ở chế độ Ngắn mạch trên đường dây 110kV
Hòa Khánh 220 về Hòa Khánh ................................................................ 52

Hình 1.3: Sơ đồ lưới điện 110kV khu vực TP Đà Nẵng năm 2025 .............................. 13
Hình 2.1: Thanh góp điển hình của một hệ thống điện ................................................. 20
Hình 2.2: Sơ đồ đường dây nối 2 nút i – j ..................................................................... 23
Hình 2.3: Thông số các Bus .......................................................................................... 34
Hình 2.4: Thông số các phụ tải ...................................................................................... 35
Hình 2.5: Thông số các đường dây truyền tải điện. ...................................................... 37
Hình 2.6: Thông số các máy phát. ................................................................................. 39
Hình 2.7: Hiển thị chạy mô phỏng lưới 110kV Đà Nẵng trên phần mềm PSS/E ......... 40
Hình 3.1: Sơ đồ vận hành ở chế độ phụ tải cực đại 2017 .............................................. 44
Hình 3.2: Sơ đồ vận hành ở chế độ phụ tải cực tiểu 2017............................................. 46
Hình 3.3: Sơ đồ vận hành khi sự cố đường dây từ 500kV Đà Nẵng về Liên Trì .......... 49
Hình 3.4: Sơ đồ vận hành khi sự cố đường dây 110kV từ TBA 220kV Hòa Khánh về
TBA 110kV Hòa Khánh 2. .......................................................................... 51
Hình 3.5: Sơ đồ vận hành khi sự cố đường dây 110kV từ TBA 220kV Hòa KhánhTBA 110kV Hòa Liên. ................................................................................. 53
Hình 4.1: Kết quả tính trào lưu công suất ở chế độ vận hành cực đại .......................... 59
Hình 4.2: Kết quả tính trào lưu công suất ở chế độ vận hành cực đại sau khi nâng cấp
dây dẫn ......................................................................................................... 60
Hình 4.3: Sơ đồ lưới điện sau khi cải tạo nâng cấp ....................................................... 77
Hình 4.4: Phân bố công suất sau khi cải tạo nâng cấp .................................................. 78


1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Cùng với sự phát triển của hệ thống điện Việt Nam, lưới điện 110kV khu
vực thành phố Đà Nẵng do Chi nhánh Điện cao thế Quảng Nam - Đà Nẵng
thuộc Công ty Lưới điện cao thế miền Trung quản lý ngày càng được mở rộng
và hiện đại hoá. Theo thống kê sản lượng điện năng hàng năm giao cho các
Công ty Điện lực thành viên trực thuộc Tổng công ty Điện lực miền Trung tăng


4. Phương pháp nghiên cứu
- Tìm hiểu về đặc điểm kết cấu lưới điện 110kV hiện trạng trên địa bàn
thành phố Đà Nẵng.
- Thu thập dữ liệu và các thông số vận hành thực tế của lưới điện 110kV
trên địa bàn thành phố.
- Tính toán phân tích các chế độ làm việc để tìm những điểm hạn chế.
- Đề xuất các giải pháp khắc phục.
- Tính toán đánh giá hiệu quả của giải pháp đề xuất.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Các phương pháp tính toán dựa trên các tài liệu khoa học đáng tin cậy.
- Kết quả đạt được của đề tài có thể áp dụng cho lưới điện thực tế.
6. Cấu trúc của luận văn
Ngoài phần Mở đầu và kết luận kiến nghị, luận văn gồm 4 chương:
Chương 1: Tổng quan hệ thống điện 110kV khu vực thành phố Đà Nẵng.
Chương 2: Nghiên cứu các phương pháp tính toán phân tích các chế độ
vận hành của hệ thống điện.
Chương 3: Tính toán phân tích các chế độ vận hành của hệ thống điện
110kV Đà Nẵng.
Chương 4: Nghiên cứu đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả vận hành
trên hệ thống điện 110kV Đà Nẵng.
Kết luận và kiến nghị.
Tài liệu tham khảo.
Phụ lục.


3

Chương 1
TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐIỆN 110KV THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG

TT
I
1

2

(Điểm đầu- Điểm cuối)
MẠCH ĐƠN
ĐZ 110kV Ngũ Hành Sơn 220-An Đồn
(từ VT 53 đến TBA An Đồn)
ĐZ 110kV cáp ngầm Đà Nẵng 500 đi
Liên Trì (từ cột H17 đến VT 01)

Dây dẫn

Năm vận
hành

4,583

ACSR 240/39

2000

5,549

ACSR 330/39

2017


1999

3

ĐZ 110kV Mạch kép NR Cầu Đỏ (từ cột
485 đến TBA Cầu Đỏ)

0,900

ACSR 185/29

1990

4

ĐZ 110kV Mạch kép NR Xuân Hà (từ
cột 444 đến TBA Xuân Hà)

4,403

ACSR 185/29

1995

5

ĐZ 110kV Mạch kép 174 & 175 Đà Nẵng
500 (từ TBA 500 Đà Nẵng đến VT 17)

3,639

5

Bảng 1.2. Thống kê các trạm 110kV khu vực thành phố Đà Nẵng
TT

1

2

3

4

5

6

Tên trạm
Liên Chiểu

Tên MBA/Dung lượng/Cấp điện áp

Năm vận hành

T1: 40- 110/22

2002

T2: 40- 110/38,5/22/15,75


T2: 40- 110/22

2014

T1: 25- 110/22/6

2012

T2: 63- 110/22

2016

Hòa Khánh 2

Liên Trì

Xuân Hà

Cầu Đỏ

An Đồn

7

Hòa Xuân

T1: 40- 110/22

2017



- Trạm biến áp 220kV Ngũ Hành Sơn với tổng công suất lắp máy 353MVA
(1x40MVA + 1x63MVA + 1x250MVA).
- Trạm biến áp 220kV Huế với tổng công suất lắp máy 375MVA
(1x125MVA + 1x250MVA).
Ngoài ra còn một số nguồn thuỷ điện vừa và nhỏ tại các tỉnh lân cận như
Thừa Thiên Huế, Quảng Nam với tổng công suất hiện nay khoảng 250MW [3].
1.1.4. Sơ đồ lưới điện 110kV khu vực thành phố Đà Nẵng hiện tại
Sơ đồ lưới điện 110kV khu vực Thành phố Đà Nẵng được định hướng đầu tư
phát triển theo quyết định số 428/QĐ-TTg ngày 18/3/2016 của Thủ tướng Chính
phủ về phê duyệt quy hoạch phát triển điện lực Quốc gia giai đoạn 2011-2020 có
xét đến năm 2030 (Quy hoạch điện VII), được thể hiện như trong hình 1.1 [3].


7

Hình 1.1: Sơ đồ lưới điện 110kV khu vực thành phố Đà Nẵng hiện tại.


8

1.1.5. Số liệu phụ tải hiện tại năm 2017 và dự báo cho năm 2025
Biểu đồ phát triển phụ tải các TBA 110kV năm 2017 và 2025
140

127

120

104

53

53

42

44

29
15

19
0

0

0

0

0

44

0

Năm 2017

Năm 2025


Trạm biến áp 110kV Hòa Khánh 2 có thể nhận điện từ trạm biến áp 220kV Huế.
- Khi sự cố mất điện tại trạm biến áp 220kV Ngũ Hành Sơn các phụ tải
trạm biến áp 110kV An Đồn, Ngũ Hành Sơn, Hòa Xuân, Liên Trì nhận điện từ
trạm biến áp 500kV Đà Nẵng thông qua thanh cái 110kV tại trạm.
Nhận xét: Trong hầu hết các trường hợp sự cố vẫn đảm bảo cung cấp điện, một
vài trường hợp phải sa thải bớt phụ tải và kết hợp huy động nguồn Diesel tại chỗ.
1.2. Các ưu nhược điểm và biện pháp khắc phục của hệ thống điện 110kV
khu vực thành phố Đà Nẵng hiện nay
1.2.1. Ưu điểm
+ Hệ thống điện 110kV thành phố Đà Nẵng có kết lưới linh hoạt. Do được
nhận điện từ nhiều nguồn khác nhau và hầu hết lưới điện 220kV, 500kV và còn
có một số nguồn thủy điện vừa và nhỏ tại các tỉnh lân cận như Quảng Nam,
Thừa Thiên Huế nên khi tiến hành sửa chữa hay có sự cố nguồn hoặc đường
dây, việc cung cấp điện vẫn được đảm bảo nhờ các mạch vòng liên kết.
+ Hầu hết các trạm biến áp 110kV đều tự động hóa không người trực kết
hợp với thiết bị đóng cắt toàn công nghệ cao và điều khiển từ xa nên việc vận
hành tối ưu tăng độ tin cậy vận hành trong hệ thống điện.
+ Thành phố Đà Nẵng với diện tích nhỏ nên lưới điện gọn vì vậy tổn thất
điện áp, tổn thất công suất, tổn thất điện năng nhỏ và hơn thế nữa Đà Nẵng có
nhiều trạm cung cấp điện nên khả năng hỗ trợ qua lại lẫn nhau làm giảm khả
năng mất điện.


10

1.2.2. Nhược điểm
+ Hệ thống điện 110kV Đà Nẵng không có nhà máy điện có công suất lớn
đấu nối vào cấp điện áp 110kV. Suất sự cố đường dây và trạm biến áp cao.
+ Một số trạm biến áp có công suất lắp đặt ban đầu nhỏ, sau thời gian vận
hành từ 01 đến 02 năm đã bị quá tải. Một số đường dây sử dụng dây dẫn có tiết

53 56
29

18

26

25

17

61 64
48 51 45 47
20

16

15

Liên Hòa Liên Trì Xuân Cầu Đỏ An Đồn Hòa Ngũ
Chiểu Khánh
Hà
Xuân Hành
Sơn
2
P [MW]

Q [Mvar]

58 61

Hình 1.2. Dự báo phụ tải (MVA) giai đoạn 2017 đến 2025 khu vực Đà Nẵng.
Hiện tại thành phố Đà Nẵng có 09 trạm biến áp 110kV với tổng phụ tải đạt
là 580,08 (MW).
Dự kiến tính đến năm 2019-2020 sẽ phát triển thêm 04 trạm biến áp 110kV
Chi Lăng, Thuận Phước, Cảng Tiên Sa, Nhà máy thép Đà Nẵng, trong năm
2021-2025 sẽ phát triển thêm 01 trạm biến áp 110kV Cảng Tiên Sa. Trong năm
2019 sẽ đưa vào vận hành TBA 110kV Hải Châu (63MVA) và nhánh rẽ dự kiến
đóng điện vào quý III năm 2019. Tổng công suất lắp máy được tăng lên 771
MVA. Biểu đồ dự kiến khả năng mang tải các trạm biến áp xét đến năm 2025
được nêu trong hình 1.2 [3].
1.3.2. Dự báo lưới điện khu vực Đà Nẵng có xét đến năm 2025
Bảng 1.3: Thống kê đường dây 110kV đến năm 2025 [5]
Tên đường dây
(Điểm đầu- Điểm cuối)
MẠCH ĐƠN

Chiều dài
(km)

Xuân Hà-Hải Châu

3,6

Hải Châu-Chi Lăng

0,5

Chi Lăng- Quận Ba

8,43

2018
2018
2020


12
Tên đường dây
(Điểm đầu- Điểm cuối)
Điện Ngọc

Chiều dài
(km)

Năm vận
hành

Dây dẫn

Quận Ba- An Đồn

5,0

Hải Châu- Cảng Tiên Sa
Cảng Tiên Sa- An Đồn

4,0
7,0

Đà Nẵng 500- Cầu Đỏ


ACKP-300/2,53km
ACKP-400/0,92km
ACKP-185 (ACSR400)/11,2km
ACKP-300/2,53km
ACKP-400/4km
ACKP-185 (ACSR400)/11,2km
AC300
AC185

6,4
3,0
1,0
1,5

AC300
ACSR-400
ACSR-400
ACSR-400

2020
2025
2020
2020
2020
2020
2020
2020
2020
2020
2024

03

Cảng Tiên Sa

T2: 115/22kV-40MVA

2019-2020

04

NM Thép Đà Nẵng

T2: 115/24kV-63MVA

2019-2020

05

Cảng Liên Chiểu

T2: 115/24kV-63MVA

2021

T1: 115/24kV-63MVA

2024

Tổng dung lượng lắp đặt


điện đưa vào vận hành các công trình nâng công suất các máy biến áp 220kV
từ 125MVA lên 250MVA tại các trạm biến áp 500kV Đà Nẵng, Hòa Khánh.
Các dự án này đã tăng cường công suất đặt cho thành phố Đà Nẵng và khu
vực phụ trợ thêm 250MVA. Năm 2018 nâng công suất trạm biến áp 110kV
Cầu Đỏ từ 25MVA lên thành 63MVA, Ngũ Hành Sơn từ 40MVA lên thành
(40+63)MVA [2].
Một số đánh giá về tình hình vận hành trong năm 2017 được thể hiện
trong bảng 1.5 [1]:
Bảng 1.5: Thống kê các chỉ tiêu vận hành lưới 110kV thành phố Đà Nẵng
năm 2017
TT

Chỉ tiêu

KH giao

Thực
hiện

So kế hoạch
2017

So năm
2016

1

Điện năng nhận (triệu kWh)

2.288,48