b) Các công thức sử dụng cho việc phân bổ tổn thất điện năng giữa các vùng: Trong phần a) chúng ta đã nói đến việc xác định tổn thất điện năng nói chung và các công thức đó đều có thể dùng để xác định tổn thất điện năng cho cả các phân vùng quản lý riêng rẽ. Xong trong các phân vùng riêng rẽ ngoài những đoạn mạch riêng rẽ (đoạn mạch chỉ chứa các phụ tải riêng của phân vùng mà nó quản lý), nó thường còn chứa thêm các đoạn mạch chung (các đoạn mạch mà có các thành phần phụ tải của nhiều phân vùng tham gia. ở Ví Dụ 1 nó chính là các đoạn từ nút 1- 3 và đoạn từ nút 3 - 5).  Tại các đoạn mạch chung việc xác định tổn thất điện năng vẫn được tính như các đoạn mạch khác sử dụng biểu thức (1.10). Tuy nhiên phần tổn thất điện năng này không hoàn toàn thuộc phân vùng chứa nó. Lượng tổn thất điện năng này cần phải được phân bổ tường minh cho tất cả các phân vùng có phụ tải tham gia vào. Trong Ví dụ 1. Tổn thất điện năng trên đoạn từ nút 1 đến nút 3 đều có sự tham của cả 3 phân vùng và vì vậy lượng tổn thất này sẽ được phân bổ cho các vùng như sau: Gọi DA1-3 – là lượng tổn thất điện năng tính được trên đoạn chung từ nút 1đến nút 3, thì lượng tổn thất này được phân bổ về các phân vùng theo biểu thức sau: Phân vùng I: DAvungI = DA1-3 .(PvùngI/PvungI + PvùngII + PvùngIII) (1.17) Trong đó: PvungI – Tổng phụ tải của vùng I. PvungII – Tổng phụ tải vùng II. PvungIII – Tổng phụ tải vùng III. Tương tự ta có công thức tính cho các phân vùng khác Phân vùng II: DAvungII = DA1-3 .(PvùngII/PvungI + PvùngII + PvùngIII) (1.17) Phân vùng III: DAvungIII = DA1-3 .(PvùngIII/PvungI + PvùngII + PvùngIII) (1.18) Công thức tổng quát cho việc phân bổ tổn thất điện năng cho các vùng có phụ tải tham gia như sau: Phân vùng a: DAvung-a = DA .(Pvùng-a/PSvung-thamgia ) (1.19) Trong đó: DA - Lượng tổn thất điện năng cần phân cho các vùng (lượng tổn thất tại vùng chung). Pvung-a – Tổng công suất của phụ tải trong vùng a. PSvung-thamgia – Tổng công suất của phụ tải của các vùng có tham gia. Việc phân bổ tổn thất điện năng cho các phân vùng theo phụ tải của các phân vùng chưa hoàn toàn chính xác, vì tổn thất điện năng là tham số không chỉ phụ thuộc vào sự tham gia của các phụ tải mà nó còn phụ thuộc thời gian tồn tại của phụ tải. Tức phụ thuộc vào t của từng phụ tải chính vì vậy, khi có số liệu về điện năng sử dụng tại các hộ phụ tải. Thì việc phân bổ phần tổn thất điện năng trên nên được tiến hành theo tỷ lệ điện năng sử dụng của các hộ phụ tải và lúc đó công thức (1.17) sẽ có dạng sau: Phân vùng a: DAvung-a = DA .(Avùng-a/ASvung-thamgia ) (1.20) Trong đó: DA - Lượng tổn thất điện năng cần phân cho các vùng. Avung-a – Tổng điện năng sử dụng của phụ tải trong vùng a. ASvung-thamgia – Tổng điện năng sử dụng của tất cả các phụ tải trong tất cả các vùng có tham gia. 1.4 Những vấn đề cần phải giải quyết. Trong các phần trên đã nêu lên các công thức tính toán cùng một số cách thức để tiến hành tính toán. Qua đấy chúng ta thấy rằng việc tính toán tổn thất điện năng cho các lưới có nhiều phân vùng quản lý là hoàn toàn có thể xác định được. Tuy nhiên việc tính toán cụ thể cho các lưới thực tế có thể còn phức tạp hơn nhiều do cấu trúc của lưới rất đa dạng, biểu hiện ở chỗ tổng số lượng các nhánh và các nút là khá lớn, dẫn tới số lượng các đoạn mạch có các phụ tải của các phân vùng cùng tham gia vào là rất lớn, làm cho khối lượng tính toán rất nhiều, khó có thể thực hiện được một cách dễ dàng. Ngoài ra việc tính toán chính xác tổn thất điện năng cho từng phân vùng chỉ còn phụ thuộc vào cách phân bổ phần tổn thất điện năng trên các đoạn mạch chung. Việc phân bổ phần tổn thất trong các phân đoạn chung cho các phân vùng khác nhau càng dành mạch bao nhiêu, thì cách tính lại càng phức tạp bấy nhiêu. Trong vi dụ xét ở phần trên chẳng hạn, ngay trong đoạn 1-3 nằm trong phân vùng 1, xong cũng không phải tất cả các phụ tải của phân vùng 1 đều tham gia vào phân đoạn đó (trừ đoạn từ 1-2). Và điều đó cũng xẩy ra tương tự đối với phân đoạn (3-5)…Chính vì lý do đó nên chăng việc phân bổ tổn thất trên các phân đoạn chung nên được nhìn nhận dưới quan điểm khác, thống nhất hơn, công bằng hơn với góc độ tổng quan. Để có một được một sự nhìn nhận thống nhất hơn về vấn đề này chung ta sẽ xem xét vấn đề chia xẻ tổn thất trong lưới điện lớn hơn, lưới điện khu vực hay lưới truyền tải chẳng hạn. Trong lưới này có rất nhiều thành phần tham gia vào việc mua và bán điện năng. Việc xác định tổn thất điện năng khó có thể phân định rõ dàng cho từng hộ mua hoặc bán điện năng. Tuy nhiên tổng tổn thất của lưới này của lưới này lại có thể xác định được một cách khá chính xác thông qua các thiết bị đo đếm. Sự khác biệt cơ bản của lưới này so với lưới phân phối là ở chỗ, tất cả các hộ mua bán điện đều phải đặt các thiết bị đo đếm, do đó việc xác định phần tổn thất chung trên lưới này là khá dẽ dàng. Còn việc phân bổ phần tổn thất này lại được tiến hành trên quan điển thống nhất, người ta coi lưới truyền tải là lưới dùng chung và vì vậy phần tổn thất sẽ được chia đều cho tất cả các hộ mua, bán điện theo tỷ lệ công suất góp chung, không phân biệt vị trí của nó ở đâu trên sơ đồ lưới điện. Trên cơ sở đó người ta đã hình thành được giá mua và bán điện năng một cách thống nhất. Vì vậy nếu chúng ta cũng nhìn nhận tương tự như ở lưới truyền tải thì phần tổn thất điện năng trên các phân đoạn chung được coi như ở phần lưới truyền tải (đoạn lưới sử dụng chung). Lúc đó phần tổn thất trong tất cả các phân “đoạn chung”* không phân biệt nó nằm trên phân vùng quản lý nào sẽ được phân bổ đều cho tất cả các phân vùng theo tỷ lệ tham gia của phụ tải của mỗi vùng, kể cả các phân vùng không có phần phân đoạn chung. Cách nhìn nhận này tỏ ra rõ dàng hơn, công bằng hơn. Vì nếu phân bổ chính xác sẽ dẫn tới các phân vùng mà vị trí nằm ở xa nguồn sẽ phải chịu tỷ lệ tổn thất lớn hơn, còn các phân vùng ở đầu nguồn sẽ lợi hơn vì tỷ lệ tổn thất bé hơn. Hơn nữa việc phân chia các phân vùng là xuất phát từ các yếu tố khách quan. Ngoài ra hầu như tất cả các lưới trung áp có nhiều phân vùng quản lý cũng vẫn nằm chung trong một Điện Lực và vì vậy khi áp dụng cách tính toán này sẽ tỏ ra công bằng hơn cho từng phân vùng. Đặc biệt là khối lượng tính toán sẽ giảm đi đáng kể, đồng thời tính khả thi của giải pháp càng cao. Chương II. CÁC GIẢI PHÁP TÍNH TOÁN THỰC TẾ 2.1 Một số phương pháp tính toán hiện dùng và các ưu nhược điểm. a) Phương pháp sử dụng thiết bị đo đếm: Trong phương pháp này thường người ta sử dụng thiết bị đo đếm điện năng tại đâu nguồn của các phân vùng HV-2.1 Trên HV-2.1 các trị số đo đếm được bởi các công tơ kWh1; kWh2; kWh3 chỉ phản ánh lượng điện năng tiêu thụ của đoạn lưới kể từ điểm đó đến cuối đường dây. Tât nhiên sử dụng các trị số đo đếm đó người ta cũng có thể bóc tách được lượng điện năng tiêu thụ của từng phân vùng, sau đó phối hợp với trị số đo đếm được ở từng hộ phụ tải người ta cũng xác định được lượng điện năng tổn thất ở mỗi phân vùng. Cụ thể như sau: Gọi: AI; AII; AIII - là lượng điện năng tiêu thụ của các vùng I; II; III. kWh1; kWh2; kWh3 - là lượng điện năng đo đếm được tại các công tơ đặt tại các phân vùng như hình vẽ HV-2.1. SAvungI; SAvungII; SAvungIII - là tổng điện năng tiêu thụ của các hộ phụ tải tại các phân vùng I; II; III. Ta có AI = kWh1 – (kWh2+kWh3) (2.1) AII = kWh2 – kWh3 (2.2) AIII = kWh3 (2.3) Tổn thất điện năng cho các phân vùng sẽ được tính như sau: DAvungI = AI - SAvungI (2.4) DAvungII = AII - SAvungII (2.5) DAvungIII = AIII - SAvungIII (2.6) Ưu điểm: phương pháp này có ưu điểm lớn là xác định nhanh chóng, khối lượng tính toán không đáng kể. Nhược điểm: bản thân các biểu thức (2.1); (2.2) & (2.3) không phản ánh được việc phân bổ lượng tổn thất một cách công bằng giữa các phân vùng. Vì ở đây nó không phân tách được lượng tổn thất trên các phân đoạn chung cho các vùng. Dẫn tới nếu giả thiết phần phụ tải của mọi phân vùng như nhau, cùng có phần kết cấu như nhau. Thì phân bố tổn thất giữa các vùng sẽ như hình vẽ sau: Để có thể phân tách được lượng tổn thất trên các đoạn mạch chung cần phải đặt thên khá nhiều thiết bị đo đếm như hình vẽ sau: Trên hình HV-2.3 cho thấy số lượng thiết bị đo phải đặt thêm là rất lớn. Đặc biệt là với lưới điện phân phối thực tế, thì số mạch nhánh nối vào đường trục còn lớn hơn rất nhiều và vì vậy, giải pháp này hầu như không thể thực hiện được. Ngoài ra các kết quả tổn thất tính được từ thiết bị đo đếm không phản ánh lượng tổn thất kỹ thuật vì trong các đại lượng đo đếm được nó đã bao hàm tất cả các lượng tổn thất khác. Và vì vậy kết quả tính toán này không được lấy làm các chỉ tiêu để phấn đấu: b) Phương pháp tính toán dựa trên lượng tổn thất công suất thực phân bố trên từng phân vùng: Trong phương pháp này người ta dựa trên sự phân bố công suất thực trên tất cả các phân đoạn thuộc vùng quản lý của mình rồi nhân với hệ số ttbluoi. Gọi: SDPmaxij-vungI - là tổng tổn thất công suất tác dụng cực đại của các đoạn lưới trong phân vùng I. SDPmaxij-vungII - là tổng tổn thất công suất tác dụng cực đại của các đoạn lưới trong phân vùng II. SDPmaxij-vungIII - là tổng tổn thất công suất tác dụng cực đại của các đoạn lưới trong phân vùng III. ttbluoi - là thời gian chịu tổn thất công suất cực đại trung bình của toàn lưới xác định theo biểu thức (1.11) Ta có: DAvungI = ttbluoi . SDPmaxij-vungI (2.7) DAvungII = ttbluoi . SDPmaxij-vungII (2.8) DAvungIII = ttbluoi . SDPmaxij-vungIII (2.9) Ưu điểm: phương pháp này có thể xác định được lượng tổn thất điện năng kỹ thuật tại các phân vùng riêng rẽ, vì các đại lượng DPmaxij của từng phân đoạn chỉ được tính với các phần tử chính của sơ đồ. Việc tính toán sẽ rất nhanh chónh nếu ta sử dụng các CT. tính phân bố công suất để tìm đuợc các lượng DPmaxij . Nhược điểm: Tuy có thuận lợi là tính toán nhanh, xong bản thân các đại lượng DPmaxij trên một số phân đoạn chung của lưới thuộc phân vùng của mình quản lý lại không phải là lượng tổn thất của riêng mình. Có nghĩa là phương pháp này cũng vẫn không phân tách được tỷ lệ tổn thất trên các phân đoạn chung của lưới. Cho nên kết quả tính toán tổn thất cho các vùng với giả thiết các phân vùng có phụ tải như nhau và có kết cấu lưới giống nhau. Thì kết quả phân bố tổn thất giữa các vùng vẫn có dáng điệu gần giống như HV-2.2 , mặc dù đây là kết quả tổn thất kỹ thuật. Chính vì vậy phương pháp này không đảm bảo được tính phân bổ công bằng giữa các phân vùng. c)Phương pháp tinh toán dựa trên sự phân tách chính xác các đoạn sử dụng chung: Thực chất phương pháp này đã được thể hiện ở chương I trong tiết 1.2 mục b). Tuy nhiên để có sự phân bổ chính xác tổn thất trên các phân đoạn chung đoạn 1-3 và đoạn 3-5, chúng ta có thể sử dụng các công thức (1.16); (1.17); (1.18); (1.19); (1.20). Xong cần nhớ rằng ngay trong đoạn 1-3 không phải tất cả các phụ tải của vùng I cùng tham dự, trừ đoạn 1-2. Điều đó cũng tương tự xẩy ra trong đoạn 3-5. Có nghĩa là để có sự phân bổ tổn thất một cách chính xác trong các phân đoạn chung. Chúng ta cần phải tiến hành phân bổ lượng tổn thất của từng đoạn nhỏ theo sự tham gia của các phụ tải (tức cho các đoạn 1-2; 2-3; 3-4; 4-5). Chính điều đó đã làm cho khối lượng tính toán tăng lên rất nhiều. Đặc biệt đối với lưới phân phối thực tế có số lượng phân đoạn chung là rất lớn; làm cho tính khả dụng của phương pháp lại kém đi. Tuy nhiên việc tính toán theo phương pháp này sẽ bảm bảo được tính công bằng trên quan điển tổn thất năng lượng. Theo phương pháp này nếu giả thiết rằng các phân vùng cùng có phụ tải như nhau, và có kết câu lưới riêng giống nhau. Lúc đó phân bố tổn thất theo phân vùng lại có dạng như hình vẽ HV – 2.4: Sự phân bố tổn thất theo phân vùng như HV-2.3 là hoàn toàn hiển nhiên trên quan điêm năng lượng (các phụ tải như nhau thì phụ tải nào ở càng xa nguồn, thì càng gây nhiều tổn thất trên lưới). d) Phương pháp tinh toán dựa trên quan điểm tổn thất trên phân đoạn chung được phân đều cho các phân vùng: Phương pháp này dựa trên quan điểm cho rằng các phân đoạn chung của lưới phải đóng vai trò như một lưới truyền tải và vì vậy việc chia xẻ tổn thất phải được tiến hành đồng đều cho mọi phân vùng, không phân biệt vị trí của phân vùng (gần hoặc xa nguồn). Điều đó cũng có nghĩa là nếu các phân vùng đều có phụ tải và kết cấu lưới như nhau thì phân bố tổn thất giữa các vùng sẽ như hình vẽ HV-2.5. Để tính toán tổn thất điện năng theo phương pháp này chung ta cần phải xác định được các phân đoạn chung. Các phân đoạn chung cũng cần phải được xác định theo quan điểm riêng của phương pháp. Bởi lẽ thông thường chúng ta hiểu rằng các phân đoạn chung là các phân đoạn mà trên nó cùng một lúc có nhiều phụ tải của các phân vùng khác nhau tham gia (đoạn 1-2; 2-3; 3-4; 4-5 theo HV- 2.4). Tuy vậy cách hiểu như vậy cũng có thể dẫn tới sự thiếu công bằng, làm cho tổn thất của phân vùng III bị lớn hơn một chút vì không được tận dụng phần lưới chung, trong khi đó các phụ tải của phân vùng I và II lại có cơ hội tận dụng sự truyên tải của phần lưới chung. Cho nên để đảm bảo sự công bằng theo quan điểm của phương pháp này phần lưới chung phải được coi là phần đường trục chính chạy từ nguồn đến tận phụ tải cuối cùng. Cho nên phần đoạn chung trong Vi dụ 1 phải được kéo đến tận nút 7 của lưới như hình vẽ HV-2.6.
Sau khi đã phân định được các phân đoạn chung của lươi thì toàn bộ phần tổn thất này sẽ được phân “đều” cho tất cả các phân vùng của lưới. Gọi là phân đều không có nghĩa là phân bằng nhau cho các phân vùng mà nó sẽ đuợc phân theo tỷ lệ điện năng sử dụng của các vùng. Nếu gọi tổng điện năng tiêu thụ tại các phân vùng là: SAvungI – tổng điện năng tiêu thụ của các phụ tải trong phân vùng I. SAvungII – tổng điện năng tiêu thụ của các phụ tải trong phân vùng II. SAvungIII – tổng điện năng tiêu thụ của các phụ tải trong phân vùng III. Và các lượng tổn thất trong các phân nhánh riêng của từng phân vùng như sau: SDAvungI – tổng tổn thất điện năng tại các phân nhánh riêng của phân vùng I. SDAvungII – tổng tổn thất điện năng tại các phân nhánh riêng của phân vùng II. SDAvungIII – tổng tổn thất điện năng tại các phân nhánh riêng của phân vùng III. SDAvungchung – tổng tổn thất điện năng tại các phân nhánh riêng của phân vùng chung. Lúc đó tổng tổn thất điện năng của từng vùng được xác định theo biểu thức sau: DAvungI = SDAvungchung . (SAvungI /(SAvungI +SAvungII +SAvungIII)) (2.10) DAvungII = SDAvungchung . (SAvungII /(SAvungI +SAvungII +SAvungIII)) (2.11) DAvungIII = SDAvungchung . (SAvungIII /(SAvungI +SAvungII +SAvungIII)) (2.12) Nhược điểm: Phương pháp này chưa phản ánh thực phần tổn thất cho từng phân vùng theo quan điểm năng lượng. Ưu điểm: Tuy có nhược điểm như đã nêu trên, nhưng về cơ bản phương pháp này có khá nhiều ưu điểm.
2.2 Khả năng ứng dụng thực tế của các phương pháp. a) Các yêu cầu chính của thực tê: Để đưa các phương pháp tính toán vào áp dụng trong thực tế, điều đòi hỏi đầu tiên phải là tính khả thi của phương pháp. Còn tính khả thi của phương pháp phụ thuộc rất nhiều vào các yêu cầu cụ thể về số liệu, về đầu tư cơ sở vật chất, về trình độ quản lý và vận hành… Tóm lại các phương pháp tính toán cần phải đơn giản. Khối lượng số liệu phải sử lý ít và các số liệu yêu cầu phải có thực (phải dùng được từ các số liệu truyền thống hiện có). Ngoài ra phương pháp còn phải đảm bảo tính chính xác cao, tính công bằng trên quan điểm chung nhất. b) Phân tích tính khả thi của các phương án:
Ưu điểm chính của phương pháp này là bóc tách được chính xác phần tổn thất do các phân vùng riêng gây ra trong lưới theo quan điểm năng lượng. Tuy nhiên khối lượng tính toán là rất nhiều, đặc biệt là đối với lưới thực tế có số lượng phân nhánh chung là rất nhiều. Hơn thế nữa trên quan điểm kinh doanh thì nó lại tỏ ra không công bằng (thể hiện ở HV-2.3 về phân bố tổn thất). Ngoài ra khó có khẳ năng tính toán bằng các phần mềm.
Phương pháp này tỏ ra có ưu điểm vượt trội so với hai phương pháp vừa trình bầy ở chỗ: nó vừa đơn giản trong tính toán, lại vừa thể hiện được tính công bằng trên quan điểm kinh doanh. Ngoài ra nó còn cho phép tính toán với lưới điện phức tạp (lưới vòng hay lưới được cung cấp từ nhiều nguồn). Hơn thế nữa nó còn cho phép tính toán băng phần mềm để giảm khối lượng, thời gian và tiền bạc. Tác giả: Trần Tấn Lợi Sử dụng Loadflow vào việc tính tổn thất cho lưới điện có truyền tải hộ |
