BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

LÊ THÀNH NAM

PHÂN TÍCH AN TOÀN VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN
TẢI CÁC TỈNH MIỀN TÂY NAM BỘ
Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Mã số: 60 52 02 02
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Người hướng dẫn khoa học: GS.TS LÊ KIM HÙNG

Đà Nẵng - Năm 2015



MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1
1. Lý do chọn đề tài ........................................................................................ 1
2. Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................... 2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu............................................................... 2
4. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................ 3
5. Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài ............................................. 3
6. Cấu trúc luận văn ....................................................................................... 3
CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI CÁC TỈNH
MIỀN TÂY NAM BỘ ................................................................................... 5
1.1 GIỚI THIỆU CHUNG ............................................................................. 5
1.2 CẤU TRÚC LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI CÁC TỈNH TÂY NAM BỘ .... 5
1.2.1

Bản đồ ranh giới quản lý vận hành các Công ty Truyền tải điện ..... 7

1.2.2

Sơ đồ hiện hữu lưới điện truyền tải các tỉnh miền Tây Nam Bộ ...... 8

1.2.3

Khối lượng đường dây và TBA các tỉnh miền Tây Nam Bộ ........... 9

1.3 QUI MÔ PHÁT TRIỂN LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI CÁC TỈNH MIỀN
TÂY NAM BỘ ....................................................................................... 9
1.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG .......................................................................... 10
CHƯƠNG 2.QUY TRÌNH PHÂN TÍCH AN TOÀN VẬN HÀNH HỆ
THỐNG ĐIỆN DỰA TRÊN PHẦN MỀM POWER WORLD ................. 12
2.1.GIỚI THIỆU CÁC QUY TRÌNH PHÂN TÍCH AN TOÀN VẬN HÀNH
HỆ THỐNG ĐIỆN ............................................................................... 12


2.1.1. Ở chế độ vận hành bình thường:..................................................... 12
2.1.2

Khi cắt phần tử đang vận hành trên một mạng điện:...................... 13

2.2.SỬ DỤNG PHẦN MỀM POWER WORLD SIMULATOR TRONG
PHÂN TÍCH AN TOÀN HỆ THỐNG ĐIỆN ....................................... 13
2.2.1. Giới thiệu về phần mềm Power World Simulator: ......................... 13
2.2.2. Sử dụng phần mềm Power World Simulator để phân tích an toàn
vận hành lưới điện truyền tải:............................................................................... 14
2.3.KẾT LUẬN CHƯƠNG .......................................................................... 23

CHƯƠNG 3.PHÂN TÍCH AN TOÀN VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN
TẢI CÁC TỈNH MIỀN TÂY NAM BỘ ..................................................... 25
3.1.CƠ SỞ TÍNH TOÁN.............................................................................. 25
3.2.ĐẶC ĐIỂM CỦA LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI CÁC TỈNH MIỀN TÂY
NAM BỘ.............................................................................................. 26
3.2.1. Đường dây: ..................................................................................... 26
3.2.2. Trạm biến áp ................................................................................... 26
3.2.3. Nhà máy nhiệt điện (NMNĐ) nối vào lưới điện truyền tải các tỉnh
miền Tây Nam Bộ: ............................................................................................... 26
3.3.TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH CÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN
TRUYỀN TẢI CÁC TỈNH MIỀN TÂY NAM BỘ .............................. 28
3.3.1. Xét trong trường hợp tải MIN: ....................................................... 28
3.3.2. Xét trong trường hợp tải trung bình:............................................... 32
3.3.3. Xét trong trường hợp tải MAX: ...................................................... 38
3.4.KẾT LUẬN CHƯƠNG .......................................................................... 43


CHƯƠNG 4.CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO AN TOÀN VẬN HÀNH
LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI CÁC TỈNH MIỀN TÂY NAM BỘ ............... 45
4.1.GIẢI PHÁP CẢI TẠO NÂNG CẤP LƯỚI ĐIỆN .................................. 45
4.1.1. Xét trường hợp cắt 1 phần tử ra khỏi lưới điện vận hành (N-1)
trong chế độ vận hành tải MIN: ........................................................................... 45
4.1.2. Xét trường hợp cắt 2 phần tử ra khỏi lưới điện vận hành (N-2)
trong chế độ vận hành tải MIN: ........................................................................... 48
4.1.3. Xét trường hợp cắt 1 phần tử ra khỏi lưới điện vận hành (N-1)
trong chế độ vận hành tải MAX-Nhà máy điện phát MAX: ............................... 51
4.1.4. Xét trường hợp cắt 2 phần tử ra khỏi lưới điện vận hành (N-2)
trong chế độ vận hành tải MAX-Nhà máy điện phát MAX: ............................... 53
4.1.5. Xét trường hợp cắt 1 phần tử ra khỏi lưới điện vận hành (N-1)
trong chế độ vận hành tải trung bình.................................................................... 57

4.1.6. Xét trường hợp cắt 2 phần tử ra khỏi lưới điện vận hành (N-2)
trong chế độ vận hành tải trung bình.................................................................... 59
4.2.GIẢI PHÁP BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG .................................... 62
4.3.GIẢI PHÁP CẢI TẠO LƯỚI ĐIỆN KẾT HỢP VỚI BÙ CÔNG SUẤT
PHẢN KHÁNG ................................................................................... 65
4.4.KẾT LUẬN CHƯƠNG .......................................................................... 66
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................... 68
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................... 71
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO)
PHỤ LỤC.


DANH MỤC
A. DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
PTC4

Công ty Truyền tải Điện 4

HTĐ

Hệ thống điện

TBA

Trạm biến áp

MBA

Máy biến áp


ĐZ

Đường dây

TC

Thanh Cái

NMĐ

Nhà máy điện

NMNĐ

Nhà máy nhiệt điện

PW

Porwer World


B. DANH MỤC BẢNG
SỐ HIỆU

TÊN BẢNG

BẢNG

TRANG


Bảng 1.1

Số liệu các đường dây 110, 220 và 500 kV

Phụ lục

Bảng 1.2

Số liệu các TBA 110, 220, 500 kV

Phụ lục

Bảng 1.3

Số liệu các nhà máy nhiệt điện

Phụ lục

Bảng 1.4

Các hạng mục TBA đưa vào vận hành giai đoạn
2015-2020

Phụ lục


C. DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
SỐ HIỆU

TÊN HÌNH VẼ


HÌNH VẼ
Hình 1.1

Sơ đồ địa bàn quản lý lưới điện của các Công ty Truyền
tải điện

TRANG

7

Hình 1.2

Lưới điện truyền tải hiện hữu khu vực miền Tây Nam bộ

8

Hình 2.1

Thiết lập sơ đồ lưới điện và chạy chương trình

14

Hình 2.2

Thay đổi giá trị công suất tải

15

Hình 2.3


Thay đổi giá trị bước công suất tải

16

Hình 2.4

Thay đổi giá trị công suất máy phát

17

Hình 2.5

Thay đổi điện áp đầu cực máy phát

17

Hình 2.6

Cắt một phần tử ra khỏi hệ thống

18

Hình 2.7

Lựa chọn loại ngắn mạch trong hệ thống điện

19

Hình 2.8


Phân tích các tình huống trong sơ đồ lưới điện

19

Hình 2.9

Hộp thoại giao diện trong phân tích các tình huống

20

Hình 2.10

Chọn phần tử đường dây trong sơ đồ lưới điện

20

Hình 2.10a Chọn phần tử đường dây trong sơ đồ lưới điện

21

Hình 2.11

Xác nhận phần tử lựa chọn trong sơ đồ lưới điện

21

Hình 2.12

Xác nhận phần tử lựa chọn MBA


22

Hình 2.13

Tổng hợp các kết quả phân tích tình huống

23

Hình 3.1

Sơ đồ kết nối hiện hữu lưới điện truyền tải miền Tây
Nam Bộ

27

Hình 3.2

Vận hành hệ thống khi cắt ĐZ NMĐ Cà Mau-Rạch giá

phụ lục

Hình 3.3

Vận hành hệ thống khi cắt NMĐ Cà Mau

phụ lục

Hình 3.4


Vận hành hệ thống khi cắt 1 MBA tại TC Bình Chánh

phụ lục

Hình 3.5

Vận hành HTĐ khi cắt 2 ĐZ NMĐ Ô Môn-NMĐCà Mau

phụ lục

Hình 3.6

Vận hành hệ thống khi cắt 2 ĐZ Thốt Nốt-Châu Đốc

phụ lục


Hình 3.7

Hình 3.8

Vận hành hệ thống khi cắt NMĐ Cà Mau và
NMĐ Duyên Hải
Vận hành hệ thống khi cắt NMĐ Cà Mau và
ĐZ Ô Môn-Sóc Trăng

phụ lục

phụ lục


Hình 3.9

Sơ đồ hiện hữu lưới điện khi phụ tải trung bình

Hình 3.10

Vận hành hệ thống khi cắt ĐZ NMĐ Cà Mau-Rạch Giá

phụ lục

Hình 3.11

Vận hành hệ thống khi cắt NMĐ Duyên Hải

phụ lục

Hình 3.12

Hình 3.13

Hình 3.14

Hình 3.15

Hình 3.16

Hình 3.17
Hình 3.18
Hình 3.19


Hình 3.20

Hình 3.21

Hình 3.22

Vận hành hệ thống khi cắt 2 ĐZ NMĐ Cà Mau-Cà Mau
và ĐZ NMĐ Cà Mau-Rạch Giá
Vận hành hệ thống khi cắt 2 phần tử NMĐ Cà Mau và
đường dây NMĐ Cà Mau-NMĐ Ô Môn
Vận hành hệ thống khi cắt 2 phần tử
NMĐ Cà Mau và NMĐ Duyên Hải
Sơ đồ lưới điện truyền tải các tỉnh miền Tây Nam Bộ khi
phụ tải MAX
Vận hành hệ thống khi cắt 1 phần tử đường dây
Ô Môn-Thốt Nốt
Vận hành hệ thống khi cắt 1 phần tử đường dây
Cà Mau-Rạch Giá
Vận hành hệ thống khi cắt 1 phần tử NMĐ Duyên Hải
Vận hành hệ thống khi cắt phần tử đường dây
NMĐ Cà Mau - Cà Mau và NMĐ Cà Mau-Rạch Giá
Vận hành hệ thống khi cắt phần tử NMĐ Cà Mau và
đường dây NMĐ Cà Mau-NMĐ Ô Môn
Vận hành hệ thống khi cắt 2 phần tử
NMĐ Duyên Hải và ĐZ Cây Lậy-Vĩnh Long
Vận hành hệ thống khi cắt 2 phần tử
NMĐ Duyên Hải và NMĐ Cà Mau

33


phụ lục

phụ lục

phụ lục

38

phụ lục

phụ lục
phụ lục
phụ lục

phụ lục

phụ lục
phụ lục


Hình 4.1

Hình 4.2

Hình 4.3

Hình 4.4

Hình 4.5


Hình 4.6

Hình 4.7

Hình 4.8

Hình 4.9

Hình 4.10

Hình 4.11

Hình 4.12

Hình 4.13

Hình 4.14

Hệ thống vận hành sau khi khắc phục sự cố
ĐZ NMĐ Cà Mau-Rạch Giá
Hệ thống vận hành sau khi khắc phục sự cố cắt
NMĐ Cà Mau ra khỏi vận hành
Hệ thống vận hành sau khi khắc phục sự cố cắt
2 đường dây NMĐ Cà Mau-NMĐ Ô Môn
Hệ thống vận hành sau khi khắc phục sự cố cắt
NMĐ Cà Mau và ĐZ Ô Môn-Sóc Trăng
Hệ thống vận hành sau khi khắc phục sự cố cắt
NMĐ Cà Mau và NMĐ Duyên Hải
Hệ thống vận hành sau khi khắc phục sự cố cắt đường
dây NMĐ Cà Mau-Rạch Giá

HTĐ vận hành sau khi khắc phục sự cố cắt
NMĐ Duyên Hải
Hệ thống vận hành sau khi khắc phục sự cố cắt 2 ĐZ
NMĐ Cà Mau-Cà Mau và NMĐ Cà Mau-Rạch Giá
Hệ thống vận hành sau khi khắc phục sự cố cắt
NMĐ Duyên Hải và ĐZ Cây Lậy-Vĩnh Long
Hệ thống vận hành sau khi khắc phục sự cố cắt
NMĐ Duyên Hải và NMĐ Cà Mau
Hệ thống vận hành Sau khi khắc phục sự cố cắt
đường dây NMĐ Cà Mau-Rạch Giá
Hệ thống vận hành sau khi khắc phục sự cố cắt
NMĐ Duyên Hải
Hệ thống vận hành sau khi khắc phục sự cố cắt 2 ĐZ
NMĐ Cà Mau-Rạch Giá và ĐZ NMĐ Cà Mau-Cà Mau
Hệ thống vận hành sau khi khắc phục sự cố cắt
NMĐ Cà Mau và ĐZ NMĐ Cà Mau-NMĐ Ô Môn

46

47

48

49

50

52

53


54

55

56

57

59

60

61


Hình 4.15

Hệ thống vận hành sau khi khắc phục sự cố cắt
NMĐ Cà Mau và NMĐ Duyên Hải

62

Hình 4.16

Hệ thống vận hành trước khi bù công suất phản kháng

63

Hình 4.17


Hệ thống vận hành sau khi nâng bù công suất phản kháng

64

Hình 4.18

Sơ đồ lưới điện sau khi cải tạo đường dây và kết hợp với
bù công suất phản kháng

66


1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Hệ thống truyền tải cao áp 220 kV và 110 kV miền Tây Nam Bộ chịu sự
quản lý vận hành của Công ty Truyền tải 4, lấy điện từ hệ thống lưới điện
truyền tải Miền Nam Trạm Phú Lâm về đến 12 tỉnh thành và một thành phố
trực thuộc Trung ương. Tính tới thời điểm hiện tại quản lý 148 km đường dây
500 kV và 2181,45 km đường dây 220 kV, 1779 km đường dây 110 kV, 18
trạm biến áp 220 kV, 93 trạm biến áp 110 kV, 06 nhà máy nhiệt điện, đảm
bảo cung cấp điện an toàn tin cậy cho phụ tải lưới điện khu vực, trung chuyển
một lượng lớn công suất giữa các quận huyện và cung cấp phần lớn phụ tải
cho khu vực các tỉnh thành miền Tây Nam Bộ và cung cấp điện sang
Campuchia. Thời gian tới cùng với dự án nhà máy nhiệt điện Duyên Hải, còn
có nhiệm vụ giải tỏa một lượng lớn công suất từ nhà máy lên lưới truyền tải
điện Quốc gia. Vì vậy, lưới điện càng ngày càng phức tạp và lưới vận hành có
nguy cơ gần ngưỡng mất an toàn.

Đối với các Công ty Truyền tải, các thông tin vận hành, trào lưu công
suất, khả năng tải trên các đường dây mang tính chất kết lưới hệ thống thường
không nắm bắt kịp thời do đến thời điểm hiện tại chưa xây dựng hoàn thiện
mô hình phân tích cũng như khó khăn trong việc cập nhật thường xuyên các
thông số vận hành đường dây, trạm biến áp, các nhà máy, trào lưu công suất...
trên mô hình phân tích.
Thực tế vận hành cho thấy, những lúc thay đổi phương thức để sửa chữa
hay trong trường hợp sự cố, thì xảy ra mất ổn định ở một số nút tải quan trọng
(đặc biệt điện áp dao động lớn, vượt ra ngoài phạm vi cho phép), thậm chí có
một số đường dây bị quá tải ở nơi này nhưng lại non tải ở nơi khác, làm cho


2

hệ thống vận hành không đảm bảo an toàn, gây tan rã cục bộ hoặc diện rộng
hệ thống, làm gián đoạn việc cung cấp điện.
Vì những lí do trên, cần phải nghiên cứu, xem xét vấn đề an toàn vận
hành cho hệ thống điện, cụ thể cho các tỉnh miền Tây Nam Bộ, và đó cũng
chính là mục tiêu để chọn đề tài.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Phân tích an toàn hệ thống điện là một trong những vấn đề quan trọng
trong vận hành cung cấp điện. Để đảm bảo hệ thống điện vận hành an toàn,
việc phân tích các trường hợp sự cố có thể gây mất an toàn, để có biện pháp
phòng tránh là cần thiết. Mục tiêu của đề tài là đi sâu vào nghiên cứu cụ thể
cho lưới điện truyền tải các tỉnh miền Tây Nam Bộ. Từ đó đề xuất các giải
pháp khắc phục nhằm nâng cao độ an toàn trong vận hành của hệ thống thuộc
phạm vi nghiên cứu.Với ý tưởng phân tích an toàn các tình huống có thể xảy
ra khi vận hành một hệ thống điện, tên đề tài được chọn sẽ là: “Phân tích an
toàn vận hành lưới điện truyền tải các tỉnh miền Tây Nam Bộ”.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu:

Là lưới điện truyền tải các tỉnh miền Tây Nam Bộ. Trên cơ sở sử dụng
phần mềm POWER WORLD SIMULATOR cộng với các thông số lưới, tải
của Trung tâm Điều độ hệ thống điện Miền Nam, Trung tâm vận hành lưới
điện của Công ty Điện lực ở các tỉnh thành miền Tây Nam Bộ sẽ thực hiện
việc phân tích an toàn cho hệ thống này.
- Phạm vi nghiên cứu:

+ Đề tài sẽ nghiên cứu vấn đề điện áp, dòng, phân bố công suất, tổn
thất công suất trên lưới điện truyền tải trong tất cả các tình huống vận hành,
tập trung phân tích các trường hợp xấu nhất, dùng công cụ mô phỏng sơ đồ
lưới điện tính toán bằng phần mềm POWER WORLD cộng với các thông số


3

lưới, tải của Trung tâm Điều độ hệ thống điện Quốc gia, Trung tâm Điều độ
hệ thống điện Miền Nam và Công ty Truyền tải điện 4-PTC4.
+ Nghiên cứu đề xuất các giải pháp nâng cao vận hành an toàn, tối ưu về
mặt kinh tế kỹ thuật cho hệ thống lưới điện truyền tải thuộc phạm vi của Công
ty Truyền tải điện 4.
4. Phương pháp nghiên cứu
-

Thu thập thông tin về lưới điện truyền tải miền Tây Nam Bộ.

-

Dùng phần mềm Power World Simulator để mô phỏng và phân tích


các tình huống vận hành trong một sơ đồ lưới điện.
-

Lựa chọn tất cả các tình huống N-1 và N-2 trong sơ đồ lưới điện để

phân tích.
-

Đánh giá kết quả phân tích của tất cả các tình huống, dựa trên cơ sở

giá trị các thông số U, P, Q tại các máy phát, tại nút trong hệ thống và công
suất truyền tải trên đường dây.
5. Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài
Tính toán và phân tích các chế độ vận hành của lưới điện, từ đó đưa ra
các giải pháp phù hợp nhằm nâng cao vận hành an toàn, ổn định và tin cậy,
đảm bảo khả năng cung cấp điện liên tục, đáp ứng nhu cầu sử dụng điện ngày
càng cao của phụ tải hiện tại và trong tương lai.
6. Cấu trúc luận văn
Với mục tiêu đề tài như trên, luận văn này được viết gồm có 4 chương
ngoài phần mở đầu và kết luận, kiến nghị cụ thể như sau:
Mở đầu
Chương 1: Tổng quan về lưới điện truyền tải miền Tây Nam Bộ.
Trình bày tổng quan và kế hoạch phát triển lưới điện của hệ thống lưới
điện truyền tải các tỉnh miền Tây Nam Bộ đồng thời xem xét khả năng kết nối
hệ thống lưới điện truyền tải của các tỉnh miền Tây Nam Bộ.


4


Chương 2: Quy trình phân tích an toàn vận hành hệ thống điện dựa
trên phần mềm Power World Simulator.
Trên cơ sở kết nối của lưới điện truyền tải các tỉnh miền Tây Nam Bộ sử
dụng phần mềm Power World Simulator để phân tích.
Chương 3: Phân tích an toàn vận hành lưới điện truyền tải các tỉnh
miền Tây Nam Bộ.
Sử dụng phần mềm Power World Simulator để phân tích các tình huống
vận hành của hệ thống lưới điện truyền tải các tỉnh miền Tây Nam Bộ. Phân
tích mọi trường hợp xảy ra sự cố (N-1) và (N-2) khi lưới điện đang vận hành.
Chương 4: Các giải pháp nâng cao an toàn vận hành lưới điện
truyền tải các tỉnh miền Tây Nam Bộ.
Khắc phục các sự cố vận hành của hệ thống lưới điện truyền tải các tỉnh
miền Tây Nam Bộ, đồng thời đưa ra những giải pháp nhằm để nâng cao độ tin
cậy trong vận hành của hệ thống điện khi xảy ra sự cố.
Kết luận và kiến nghị.
Tài liệu tham khảo.
Phụ lục.


5

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI CÁC TỈNH
MIỀN TÂY NAM BỘ

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG
Công ty Truyền tải điện 4 được giao quản lý vận hành lưới điện truyền
tải trên các tỉnh miền Tây Nam Bộ: Long An, Tiền Giang, Bến Tre, Trà Vinh,
Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cần Thơ, Hậu Giang, Đồng Tháp, Kiên Giang, Cà Mau,

Rạch Giá, Vĩnh Long. Cung cấp điện cho các phụ tải thông qua lưới điện
phân phối 110 kV của Tổng Công ty Điện lực Miền Nam. Luân chuyển công
suất từ các nhà máy nhiệt điện Ô Môn, Cà Mau 1, Cà Mau 2, Cần Thơ, Duyên
Hải 1, Bình Thủy, Nhơn Trạch với công suất khoảng 2965 MW.
Hiện nay, việc cải tạo nâng cấp, xây dựng mới nhiều tuyến đường dây,
nhà máy nhiệt điện đang được tiến hành gấp rút nhằm đáp ứng nhu cầu phụ
tải đang tăng nhanh với yêu cầu chất lượng điện năng ngày càng cao. Ngoài
việc cung cấp điện cho phụ tải trong khu vực, luân chuyển công suất của các
nhà máy nhiệt điện, Công ty Truyền tải điện 4 còn làm nhiệm vụ trung chuyển
một lượng lớn công suất 220 kV qua tuyến đường dây từ nhà máy nhiệt điện
Duyên Hải.
1.2 CẤU TRÚC LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI CÁC TỈNH TÂY NAM BỘ
Các tỉnh miền Tây Nam Bộ đang vận hành các ĐZ & TBA như sau:
Tổng chiều dài đường dây 500 kV: 148 km.
Tổng chiều dài đường dây 220 kV mạch đơn: 465,369 km.
Tổng chiều dài đường dây 220 kV mạch kép: 797,420 km
Tổng số TBA 500/220 kV: 04 trạm; TBA 220 kV: 18 trạm; TBA 110
kV: 93 trạm.
Tổng dung lượng MBA 500 kV: 2x900 MVA.


6

Tổng dung lượng MBA 220 kV: 6600 MVA.
Tổng dung lượng MBA 110 kV: 3873 MVA.
Tổng dung lượng tụ bù dọc tại TBA 500 kV Phú Lâm: 2x50 MVAr
Tổng dung lượng tụ bù ngang tại TBA 110 kV: Cây Lậy 50 MVAr, Thốt
Nốt 50 MVAr, Phú Quốc 42MVAr, Kiên Lương 12 MVAr, Cà Mau
15MVAr, Rạch Giá 2x50 MVAr, Sóc Trăng 30 MVAr, Trà Vinh 10 MVAr.
Trong đó

Phần Trạm:
-

Trạm biến áp 500 kV: Phú Lâm

-

Trạm biến áp 500 kV: Ô Môn

-

Trạm biến áp 220 kV: Phú Lâm, Long An, Bình Chánh, Cây Lậy, Mỹ

Tho, Bến Tre, Vĩnh Long 2, Trà Vinh, Trà Nóc, Ô Môn, Thốt Nốt, Cao Lãnh,
Châu Đốc, Kiên Bình, Cà Mau 2, Bạc Liêu 2, Sóc Trăng, Rạch Giá.
-

Trạm biến áp 110 kV: 93 Trạm.

Phần Đường dây:
-

Các ĐZ 500 kV: Phú Lâm-Ô Môn, Mỹ Tho-Bến Tre ( dự kiến)

-

Các đường dây 220 kV mạch đơn: ĐZ 220kV Cây Lậy-Cao Lãnh;

NMĐ Ô Môn-Rạch Giá; Thốt Nốt-Cao Lãnh, Châu Đốc-Kiên Bình, Kiên
Bình-Rạch Giá, NMĐ Cà Mau-Sóc Trăng, NMĐ Ô môn-Sóc Trăng, NMĐ Cà

Mau-Cà mau, Rạch Giá-NMĐ Cà Mau.
-

Các đường dây 220 kV mạch kép: ĐZ 220kV Phú Lâm-Long An 2,

Phú Lâm-Bình Chánh, Long An-Cây Lậy, Cây Lậy-Vĩnh Long 2, Vĩnh Long
2-Trà Vinh, NMĐ Duyên Hải 1-Trà Vinh, NMĐ Ô Môn-Trà Nóc, NMĐ Ô
Môn-Thốt Nốt, Thốt Nốt-Châu Đốc, NMĐ Ô Môn-NMĐ Cà Mau, Châu Đốc
-Tà Kheo (Campuchia), Mỹ Tho-Bến Tre, NMĐ Duyên Hải-Mỏ Cày (dự
kiến), NMĐ Cà Mau-Bạc Liêu.


7
-

Các nhà máy nhiệt điện nối vào lưới điện truyền tải 220 kV: Nhà máy

nhiệt điện Ô Môn (2x330)MW, nhà máy nhiệt điện Cà Mau 1(3x250) MW
Cà Mau 2 (3x250)MW, nhà máy nhiệt điện Duyên Hải 1(622.5MW732MVA), nhà máy nhiệt điện Cần Thơ (4x37,5 MW-4x50MVA), nhà máy
nhiệt điện Bình Thủy (33 MW).
Hệ thống điện (HTĐ) Việt Nam nói chung và lưới điện thuộc Công ty
Truyền tải điện 4 đang đứng trước những thách thức lớn về yêu cầu đảm bảo
độ tin cậy việc cung cấp điện.
1.2.1 Bản đồ ranh giới quản lý vận hành các Công ty Truyền tải điện
Xem bản đồ ở (Hình 1.1).
Area division of PovverTransmission Companies (PTC)

Hình 1.1-Sơ đồ địa bàn quản lý lưới điện của các Công ty Truyền tải điện



8

1.2.2 Sơ đồ hiện hữu lưới điện truyền tải các tỉnh miền Tây Nam Bộ
Xem sơ đồ ở (Hình 1.2).

Hình 1.2-Lưới điện truyền tải hiện hữu khu vực các tỉnh miền Tây Nam Bộ
Trên lưới điện truyền tải toàn khu vực miền Tây Nam Bộ năm 2015, do
lưới điện chưa đảm bảo dự phòng nên vẫn xảy ra tình trạng quá tải đường dây
và TBA. Theo thống kê thì phải có một số đường dây và TBA hiện đang vận
hành trong điều kiện quá tải ở một số khu vực. Chất lượng điện áp ở một số
điểm nằm ngoài giới hạn cho phép ảnh hưởng đến chất lượng điện năng cũng
như vận hành hệ thống. Năm 2015 trên lưới điện PTC4 cũng đã xảy ra nhiều
sự cố gây gián đoạn cung cấp điện nhất là trong mùa mưa bão. Bên cạnh đó
sự phân bố tải ở các tỉnh thành trong khu vực miền Tây Nam Bộ cũng không
đồng đều, có nơi phụ tải rất cao và có nơi phụ tải rất thấp.


9

1.2.3 Khối lượng đường dây và TBA các tỉnh miền Tây Nam Bộ
+ Đường dây:
Lưới điện truyền tải khu vực các tỉnh miền Tây Nam Bộ được trãi
dài từ bờ nam Sông Tiền đến mũi Cà Mau qua 10 tỉnh thành thuộc đồng bằng
sông Cửu Long: Cần Thơ, Hậu Giang, Kiên Giang, An Giang, Vĩnh Long,
Đồng Tháp, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau và Trà Vinh. Toàn khu vực lưới
điện truyền tải miền Tây Nam Bộ có 02 trạm biến áp 500 kV với tổng công
suất là 1.050 MVA và 18 trạm biến áp 220 kV; 93 trạm biến áp 110 kV và
465,369 km Đường dây mạch đơn 220 kV và 797,420 km đường dây mạch
kép 220 kV;1779 km đường dây 110 kV cụ thể như sau (xem số liệu bảng1.1)
+ Trạm biến áp:

Hiện nay, lưới điện truyền tải các tỉnh Miền Tây Nam Bộ đang vận
hành 02 TBA 500 kV, 18 TBA 220 kV và 93 TBA 110 kV, cụ thể như sau
(xem số liệu bảng 1.2 ).
+ Các nhà máy nhiệt điện nối vào lưới điện truyền tải các tỉnh miền
Tây Nam Bộ:
Hiện các nhà máy điện cung cấp nguồn chủ yếu cho lưới điện khu vực
miền Tây Nam Bộ là nhà máy Nhiệt điện Cà Mau, nhà máy Nhiệt điện Ô
Môn, Nhiệt điện Cần Thơ và Nhiệt điện Duyên Hải cụ thể như sau (Xem số
liệu bảng 1.3 ).
1.3 QUI MÔ PHÁT TRIỂN LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI CÁC TỈNH
MIỀN TÂY NAM BỘ
Với định hướng quy hoạch, phát triển lưới điện truyền tải và phân phối
đảm bảo nhu cầu phát triển kinh tế-xã hội của khu vực, cung cấp điện đảm
bảo chất lượng và độ tin cậy ngày càng được nâng cao. Phát triển lưới điện
truyền tải đồng bộ với các trung tâm nguồn điện trong khu vực, đảm bảo
truyền tải an toàn, nâng cao độ tin cậy và hiệu quả vận hành của hệ thống


10

điện, phù hợp với chiến lược phát triển của ngành điện, quy hoạch phát triển
của vùng và các địa phương trong vùng.
Quy hoạch cũng tính đến vùng miền Tây Nam Bộ (Đồng Bằng Sông
Cửu Long) có tiềm năng tốt để xây dựng trung tâm nguồn điện. Về phát triển
lưới điện truyền tải 500-220 kV toàn khu vực miền Tây Nam Bộ đến năm
2020 như sau:(Bảng 1.4 ).
+ Lưới điện 500 kV: xây dựng mới và cải tạo nâng công suất dung lượng
trạm biến áp đạt 5.550 MVA và 851 km đường dây 500 kV.
+ Lưới điện 220 kV: khối lượng lưới điện xây mới và cải tạo đến năm 2020
tăng thêm 7.500 MVA công suất trạm biến áp là 1.366 km đường dây 220 kV.

+ Lưới điện 110 kV: khối lượng lưới điện xây mới và cải tạo sẽ tăng
thêm đến năm 2020 là 8.361 MVA công suất trạm biến áp và 2.874 km đường
dây 110 kV. Vào lúc 17h00 ngày 24/05/2015 Tổng Công ty Truyền tải điện
Quốc gia (EVNNPT) đã phối hợp với các tổ chức đơn vị liên quan đóng điện
đưa vào vận hành MBA AT2 500kV-900MVA , tại trạm biến áp 500 kV Ô
Môn thay thế MBA-AT2 hiện hữu 500kV-450MVA bằng máy biến áp
500kV-900MVA (Nâng công suất TBA 500 kV Ô Môn từ 1.050 MVA lên
1.500MVA) để đảm bảo cung cấp điện an toàn, liên tục nhu cầu phụ tải cho
khu vực tây Sông Hậu cũng như tăng hiệu quả vận hành của hệ thống điện.
1.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG
Trong chương 1 giới thiệu tổng quan về qui mô quản lý vận hành lưới
điện truyền tải các tỉnh miền Tây Nam Bộ, ranh giới địa bàn quản lý vận hành
lưới điện, mặt bằng lưới điện quản lý. Qui mô quản lý về đường dây và TBA
hiện tại và kế hoạch phát triển lưới điện trong tương lai đến năm 2020. Hệ
thống lưới điện Việt Nam nói chung và lưới điện truyền tải điện 4 nói riêng
đang phát triển nhanh chóng và đang đứng trước khó khăn, thách thức rất lớn
trong việc đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện. Đối với lưới điện của PTC4


11

quản lý vận hành cũng thường xuyên xảy ra sự cố do thiên tai, thiết bị vận
hành lâu năm chất lượng suy giảm...gây gián đoạn cung cấp điện cũng như
ảnh hưởng tính ổn định của toàn hệ thống. Nhìn chung hiện tại kết cấu của
lưới điện truyền tải miền Tây Nam Bộ cũng chưa đáp ứng được tiêu chí sự cố
N-1, nếu một số đường dây trọng yếu mang tải lớn chắc chắn phải áp dụng
biện pháp sa thải phụ tải hay cải thiện lại hệ thống đường dây mới có thể giữ
ổn định hệ thống và tránh nguy cơ rã lưới. Từ đó, ta nhận thấy lưới điện
truyền tải miền Tây Nam Bộ cần được xem xét và phân tích.
Trong sơ đồ lưới điện truyền tải mà tác giả sẽ phân tích an toàn trong

chương 3 sẽ tập trung vào sơ đồ lưới điện mô phỏng gồm các đoạn đường dây
220 kV; các trạm biến áp 220 kV; và các nhà máy nhiệt điện nối vào lưới điện
do Công ty Truyền tải điện 4-PTC4 quản lý vận hành.
Với qui mô phát triển lưới điện ngày càng lớn, lưới điện Công ty Truyền
tải điện 4 quản lý vận hành đóng một vai trò rất quan trọng trong sự nghiệp
công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, thúc đẩy phát triển kinh tế, xã hội, an
ninh quốc phòng của khu vực miền Tây Nam Bộ nói riêng và cả nước nói
chung trong tình hình kinh tế hiện nay.


12

CHƯƠNG 2

QUY TRÌNH PHÂN TÍCH AN TOÀN VẬN HÀNH HỆ THỐNG
ĐIỆN DỰA TRÊN PHẦN MỀM POWER WORLD

2.1. GIỚI THIỆU CÁC QUY TRÌNH PHÂN TÍCH AN TOÀN VẬN
HÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN
Để phân tích an toàn vận hành của hệ thống điện (contingency
analysis) ta nghiên cứu phân tích, so sánh các giá trị về điện áp, dòng, phân
bố công suất trên lưới điện truyền tải trong các chế độ vận hành khác nhau.
Quá trình khảo sát, phân tích này sẽ được mô phỏng và tính toán sử dụng
phần mềm Power World.
2.1.1. Ở chế độ vận hành bình thường:
Khi hệ thống vận hành ở chế độ bình thường, ta tiến hành khảo sát
các giá trị điện áp tại các nút ở các nhà máy điện và ở các trạm biến áp. Khảo
sát dòng công suất cấp từ các nhà máy điện đến các phụ tải, các giá trị dòng
điện trên máy phát tại các nhà máy.
- Khi thay đổi công suất tải:


Khi hệ thống vận hành, ta tiến hành thay đổi các giá trị P, Q lần
lượt tại các phụ tải. Sau đó, ta tiến hành khảo sát và phân tích các giá trị điện
áp thay đổi tại các nút, các giá trị dòng điện thay đổi trên các máy phát tại các
nhà máy luồng công suất truyền tải và tỷ lệ phần trăm mang tải trên các
đường dây.
- Khi thay đổi công suất của máy phát:

Tương tự như khi thay đổi công suất tải, ta tiến hành thay đổi công
suất P, Q của các máy phát tại các nhà máy điện. Khảo sát các giá trị điện áp,
công suất truyền tải trên đường dây, sự thay đổi công suất giữa các nhà máy...


13

-

Khi thay đổi điện áp đầu cực máy phát:
Ta tiến hành thay đổi điện áp đầu cực tại các máy phát thành giá trị

mong muốn, khảo sát sự thay đổi các giá trị điện áp tại các nút.
2.1.2 Khi cắt phần tử đang vận hành trên một mạng điện:
Hệ thống đang vận hành bình thường, khi mô phỏng ta tiến hành cắt
một (trường hợp N-1), hai phần tử (trường hợp N-2) đang vận hành ra khỏi hệ
thống. Các phần tử cắt ra sẽ là máy phát, đường dây, phụ tải...Khi cắt các
phần tử ra, ta tiến hành khảo sát sự thay đổi điện áp, dòng điện, phân bố công
suất trên đường dây cũng như khả năng tải của đường dây...để đánh giá khả
năng an toàn vận hành của hệ thống.
2.2. SỬ DỤNG PHẦN MỀM POWER WORLD SIMULATOR TRONG
PHÂN TÍCH AN TOÀN HỆ THỐNG ĐIỆN

2.2.1. Giới thiệu về phần mềm Power World Simulator:
Power World Simulator (PW) là một phần mềm chuyên nghiệp của Hoa
Kỳ dùng để mô phỏng phân tích hệ thống điện, rất thân thiện và có tính tương
tác cao. PW rất mạnh trong các phân tích kỹ thuật, đồng thời được thể hiện
qua môi trường đồ họa dễ dàng cho việc giải thích các chế độ vận hành của hệ
thống điện.
Power World bao gồm một số sản phẩm tích hợp. Lõi của nó là chương
trình giải tích chế độ xác lập (Power Flow Solution engine), có khả năng xử lý
hiệu quả một hệ thống lên tới 100.000 nút. Điều này làm cho PW thực sự rất
dễ dùng như một gói phần mềm tính toán chế độ độc lập.
Các mô hình hệ thống hoặc được thay đổi trên bảng thông số hoặc được
thay đổi từ các biểu tượng đồ họa. Đường dây truyền tải có thể được ngắt ra
khỏi hệ thống, hoặc thêm vào các đường dây hoặc máy phát mới, một cách
đơn giản. Việc sử dụng đồ họa của PW đã khiến cho việc hiểu các đặc tính,
các sự cố và thử nghiệm hệ thống trở nên đơn giản hơn rất nhiều.


14

2.2.2. Sử dụng phần mềm Power World Simulator để phân tích an
toàn vận hành lưới điện truyền tải:
Giả sử ta có một lưới truyền tải gồm có 7 nút và 9 đường dây.
Sau khi đã thiết lập hết phần tử cùng các thông số lưới điện ta bấm “Run
Mode’’ trên thanh Toolbar, chọn Tools, sau đó bấm nút “Play’’, nút màu
xanh. Ví dụ như ta đã thiết lập được một phương thức vận hành (case) như
(Hình 2.1).

Hình 2.1-Thiết lập sơ đồ lưới điện và chạy chương trình
a. Thay đổi công suất tải:
Muốn thay đổi công suất tải (ví dụ như ở nút “BUS 4’’) ta làm như sau: