Download miễn phí Luận văn Tốt nghiệp nghiên cứu cấu trúc tối ưu của mạng điện
Mục lục iii
Danh mục bảng biểu vi
Danh mục hình vẽ vii
1. MỞ ĐẦU 1
1.1. Tính cấp thiết của đề tài 1
1.2. Mục đích và kết quả của đề tài 2
2. TỔNG QUAN 3
2.1. Đặt vấn đề 3
2.2. Đánh giá một số phương pháp xác định các tham số của mạng điện 5
2.2.1 Xác định bán kính phục vụ của trạm biến áp 5
2.2.2. Xây dựng biểu đồ khoảng kinh tế của dây dẫn 7
2.2.3. Bài toán lựa chọn công suất máy biến áp dựa vào giản đồ khoảng
kinh tế của cấu trúc trạm biến áp phân phối 9
2.2.4. Các phương pháp lựa chọn cấp điện áp trung gian hợp lý trong
hệ thống cung cấp điện 11
2.3. Đánh giá một số phương pháp xác định cấu trúc tối ưu của lưới điện 14
2.3.1. Đặt vấn đề 14
2.3.2. Vị trí của trạm biến áp 15
2.3.3. Sơ đồ nối điện tối ưu 18
2.3.4. Lựa chọn dung lượng tối ưu của máy biến áp phân phối 20
2.4. Nhận xét về những phương pháp tính các tham số và xác định
cấu trúc tối ưu của mạng điện 26
3. XÂY DỰNG MÔ HÌNH TOÁN HỌC VÀ XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP TÍNH 29
3.1. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 29
3.2. xây dựng mô hình toán học 30
3.2.1. Một số giả thiết khi tính toán tối ưu trong hệ thống điện 31
3.2.2. Hàm mục tiêu 32
3.2.3. Mô hình toán học của một số phần tử cơ bản 35
3.3. Các phương pháp tính toán 37
3.3.1. Phương pháp so sánh các phương án theo chỉ tiêu thời gian
thu hồi vốn đầu tư 37
3.3.2. Phương pháp kinh điển 38
3.3.3. Phương pháp Lagrange 38
3.3.4. Phương pháp đơn hình 39
3.3.5. Phương pháp cận và nhánh 40
3.3.6. Phương pháp Gradient 41
3.4. Xác định một số tham số tối ưu của mạng điện 42
3.4.1. Mật độ dòng điện kinh tế 42
3.4.2. Khoảng kinh tế của đường dây cao áp 43
3.4.3. Khoảng kinh tế của trạm biến áp 47
3.4.4. Bán kính kinh tế của lưới điện phân phối 48
3.4.5. Chọn cấp điện áp tối ưu 49
3.4.6. Xác định cấu trúc tối ưu của mạng điện 54
3.4.7. Lựa chọn tối ưu công suất và số lượng máy biến áp
trong mạng điện địa phương 60
4. ÁP DỤNG TRÊN LƯỚI ĐIỆN TỈNH THỪA THIÊN HUẾ 63
4.1. Đặc điểm chung và phương hướng phát triển kinh tế xã hội 63
4.1.1. Đặc điểm tự nhiên và vị trí địa lý tỉnh Thừa Thiên Huế 63
4.1.2. Thực trạng kinh tế xã hội 64
4.1.3. Phương hướng phát triển kinh tế xã hội giai đoạn 2001 - 2010 65
4.2. Hiện trạng lưới điện tỉnh Thừa Thiên Huế 65
4.2.1. Lưới điện chuyên tải 65
4.2.2. Lưới điện 66
4.3. Xác định các tham số tối ưu của lưới điện 69
4.3.1. Xây dựng biểu đồ chọn dây dẫn tối ưu cho đường dây trung,
hạ áp và xây dựng biểu đồ jkt = f(Tmax) 69
4.3.2. Xây dựng biểu đồ chọn trạm biến áp tối ưu 80
4.3.3. Bán kính kinh tế của lưới điện phân phối 84
4.3.4. Chọn cấp điện áp tối ưu 88
4.4. Xác định cấu trúc tối ưu của mạng điện 93
4.4.1. Xác định vị trí trạm biến áp Nhật Lệ và Cơ khí Thống Nhất 93
4.4.2. Sơ đồ nối tối ưu xuất tuyến 473 Tả Ngạn 2 E7 và mạng điện hạ áp
của Công ty Cơ khí ôtô Thống Nhất 95
4.4.3. Lựa chọn số lượng và công suất máy biến áp của trạm biến áp
22/0,4 kV của Công ty Cơ khí ôtô Thống Nhất, Huế 102
5. PHÂN TÍCH KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 107
6. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 119
6.1. Kết luận 119
6.2. đề nghị 121
TÀI LIỆU THAM KHẢO 122
PHỤ LỤC 124
1. MỞ ĐẦU
1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Trong những năm gần đây, đất nước ta đang đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế, khoa học và công nghệ là nhu cầu sử dụng điện tăng cao. Nhu cầu này không những phát triển mạnh ở các trung tâm phụ tải lớn như: các đô thị, khu công nghiệp, trung tâm dịch vụ du lịch - nghỉ mát mà còn lan rộng tới nông thôn, vùng sâu, vùng xa của đất nước. Theo thống kê năm 2002 và dự báo trong những năm tới, tốc độ tăng nhu cầu điện nông nghiệp trung bình tăng 3,2% năm; Công nghiệp tăng 9,2% năm và đối với lĩnh vực sinh hoạt dịch vụ nhu cầu điện đạt khoảng 7,2% năm [3,2], [6]. Nhịp độ tăng trưởng tiêu thụ điện năng cả giai đoạn 2001 - 2010 khoảng 12 14% năm [3, 2]. Để đáp ứng nhu cầu điện ngày càng tăng cao, ngành điện đã đầu tư, nâng cấp từ việc xây dựng mới đến qui hoạch, cải tạo lại lưới điện ở các cấp điện khác nhau, điều đó thể hiện sự quan tâm đúng mức của Đảng và Nhà nước đối với công cuộc điện khí hóa Đất nước,"Ngành điện phải đi trước một bước trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước", "Điện tạo đà cho phát triển kinh tế, văn hóa, xã hội, nâng cao đời sống vật chất và tinh thần của người dân, góp phần giữ gìn an ninh chính trị, bảo vệ tổ quốc ..."
Trong những năm qua, bên cạnh việc xây dựng nhiều nhà máy điện, đường dây tải điện, trạm biến áp nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của các trung tâm phụ tải và đã giành nhiều công sức vào việc lập tổng sơ đồ phát triển hệ thống điện. Tuy nhiên, ở chừng mực nào đó, việc đi sâu nghiên cứu chế độ làm việc, đặc điểm phụ tải, xu thế phát triển, xác định cấu trúc hợp lý... của phụ tải - khâu cuối cùng quan trọng nhất trong hệ thống điện, còn chưa được quan tâm đúng mực. Dẫn đến sự phát triển ồ ạt của các cấp lưới và nguồn điện. Có thể nhận thấy hệ thống điện còn có nhiều bất cập như: các tuyến đường dây không đảm bảo tiêu chuẩn kỹ thuật, quá cũ nát, thiết bị lạc hậu, thiếu tính đồng bộ; việc quy hoạch không dựa trên một quy hoạch tổng thể mà mang tính tự phát, tùy tiện...Hậu quả để lại hàng loạt vấn đề cần khắc phục rất cấp bách như: sự mất cân đối giữa nguồn và lưới, giữa cung và cầu, độ tin cậy cung cấp điện, chất lượng điện năng không cao, tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong hệ thống quá lớn [11]....Điều này gây thiệt hại nghiêm trọng đến nền kinh tế quốc dân. Ở đây một phần nguyên nhân do hạn chế về vốn đầu tư, nhưng nguyên nhân quan trọng và chủ yếu vẫn là chúng ta chưa đánh giá đúng mức, chưa đầu tư thích đáng cho công tác nghiên cứu cấu trúc mạng điện cho các vùng phụ tải.Vì vậy, việc đi sâu nghiên cứu cấu trúc của mạng điện là một nội dung mang ý nghĩa kinh tế - kỹ thuật quan trọng. Nó cũng là một đòi hỏi cấp bách của sự nghiệp điện khí hóa đất nước hiện nay.
Từ yêu cầu thực tế trên, chúng tui chọn đề tài "Nghiên cứu cấu trúc tối ưu của mạng điện, ( áp dụng cho khu vực Thừa Thiên Huế) " với mong muốn đưa ra những ý kiến, kết luận hữu ích cho quá trình phát triển hệ thống điện của nước nhà.
1.2. MỤC ĐÍCH VÀ KẾT QUẢ CỦA ĐỀ TÀI
* Mục đích của đề tài
Tìm ra các tham số tối ưu của mạng điện ứng với các điều kiện cụ thể.
* Kết quả sẽ đạt được
- Xây dựng được biểu đồ chọn dây dẫn tối ưu
- Xây dựng được biểu đồ chọn máy biến áp tối ưu
- Xây dựng được biểu đồ chọn cấp điện áp tối ưu.
2. TỔNG QUAN
2.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Tính đến năm 1999 lưới phân phối cấp điện áp 6 - 35 kV thuộc sự quản lý của Tổng Công ty Điện lực Việt nam có chiều dài 5050 km, tỷ lệ giữa lưới phân phối và truyền tải khoảng 4 lần [3,1- 4]. Do tính lịch sử lưới phân phối Việt Nam tồn tại nhiều cấp điện áp khác nhau 6 kV, 10 kV, 15 kV, 22 kV, 35 kV, việc phân phối điện được thực hiện theo cách cấp điện hỗn hợp cả hai mô hình một và hai cấp điện áp. Đã gây nhiều khó khăn trong công tác quy hoạch, thiết kế, quản lý vận hành lưới điện.
Chế độ vận hành bình thường của lưới phân phối là vận hành hở, hình tia hay dạng xương cá. Để tăng cường cung cấp điện có thể sử dụng cấu trúc mạch vòng kín nhưng vận hành hở. Phụ tải của lưới phân phối đa dạng và phức tạp, nhất là ở Việt Nam các phụ tải sinh hoạt, dịch vụ, tiểu thủ công nghiệp cùng trong 1 hộ tiêu thụ. Điều đó dẫn đến khó khăn cho việc tính toán và xây dựng các đồ thị phụ tải đặc trưng.
Ngoài ra, việc phát triển lưới điện có tính chất chắp và do hạn chế về tiền vốn, phụ tải phát triển nhanh và chưa có qui hoạch tổng thể một cách hoàn chỉnh. Các đường dây quá dài, mang tải lớn vượt khả năng của cấp điện áp sử dụng. Thêm vào đó, việc quản lý lưới điện chưa có tiêu chuẩn thiết bị, chế độ làm việc, chương trình quản lý phụ tải, dẫn đến việc chất lượng cung cấp điện kém, hiệu quả kinh tế thấp [23, 5-8].
Lưới điện hạ áp hiện nay phần lớn còn chưa đáp ứng được các yêu cầu về kinh tế - kỹ thuật. Chẳng hạn như bán kính lưới quá dài (ở một số khu vực nông thôn bán kính > 1 km); vị trí đặt trạm biến áp và sơ đồ nối dây chưa phù hợp và chưa tối ưu, và các trạm biến áp làm việc quá non tải hay quá đầy tải. Những yếu tố trên đã ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng điện năng, hao tổn điện năng trên đường dây và gây thiệt hại lớn về kinh tế cho ngành điện.
m585R6X1MfIIC1J
