Môn học sáng tạo và đổi mới strategy and technology

2. NỘI DUNG CHÍNH
02. ĐẶC ĐIỂM TÍNH TOÁN TTCS VÀ
TTĐN TRONG QUY HOẠCH THIẾT KẾ VÀ
TRONG VẬN HÀNH LĐPP
01. ĐẶT VẤN ĐỀ
03. TÍNH TOÁN TTCS TRONG QUẢN LÝ
VẬN HÀNH LĐPP
04. TÍNH TOÁN TTĐN TRONG LĐPP
05. TÍNH TOÁN TTĐN THEO THƯƠNG PHẨM
06. TÍNH TOÁN TTĐN THEO CẤP ĐIỆN ÁP

3. Đặt vấn đề
- Tổn thất công suất (TTCS) và tổn thất điện năng (TTĐN) là chỉ tiêu
rất quan trọng, luôn phải được xét đến trong các bài toán thiết kế và
vận hành LĐPP.

4. Đặt vấn đề
- Bài toán TTCS và TTĐN có những yêu cầu và đặc điểm riêng phụ
thuộc mục đích và khả năng áp dụng của lĩnh vực nghiên cứu.
- Trong chương này đặt vấn đề lựa chọn và xây dựng phương pháp
thích hợp xác định TTCS và TTĐN để có thể áp dụng hiệu quả trong
bài toán quản lý vận hành các LĐPP.

5. Bài toán xác định TTCS và TTĐN
- Trị số TTCS tương ứng với một
phương thức vận hành, một chế độ
tải và nguồn xác định của HTĐ. TTCS
chủ yếu có ý nghĩa tính toán, mang
nhiều đặc trưng quy ước.
- Trong khi đó TTĐN gắn liền với toàn
bộ biểu đồ vận hành, với quá trình
hoạt động lâu dài của LĐPP. Trị số
TTĐN liên quan chặt chẽ với công tác
quản lý vận hành và đánh giá hiệu
quả kinh tế LĐPP.

6. Bài toán xác định TTCS và TTĐN
Việc xác định TTĐN có những nội dung phức tạp, bởi bài toán liên
quan với hoạt động của phụ tải. Các khó khăn chính là:
- Biểu đồ phụ tải luôn biến động và mang đặc trưng ngẫu nhiên.
- Sự phân bố tải theo các nút không giống nhau cả về trị số lẫn tính
chất.
- Khó xác định được chính xác các đặc trưng tải biến động theo
biểu đồ.
- Mỗi bài toán liên quan đến xác định TTĐN có một yêu cầu riêng.
Vì vậy cần lựa chọn phương pháp thích hợp tính toán TTĐN trong
mỗi trường hợp cụ thể.

7. Đặc điểm tính toán TTCS và TTĐN
Đặc điểm tính toán TTCS, TTĐN trong các bài toán thiết kế:
- Không đòi hỏi độ chính xác cao.
-Thiếu thông tin khi thực hiện tính toán (chưa có biểu đồ phụ tải,
không có phương thức vận hành cụ thể ...).
- Phương pháp tính cần được sử dụng một cách dễ dàng, nhanh
chóng.
-> Do đó có thể áp dụng các phương pháp đơn giản, độ chính
không cao.

8. Đặc điểm tính toán TTCS và TTĐN
Đặc điểm tính toán TTCS, TTĐN trong quản lý vận hành:
- Yêu cầu độ chính xác cao .
- Có đủ thông tin để tính toán như biểu đồ phụ tải, trạng thái các
trang thiết bị bù, đầu phân áp làm việc của các máy biến áp...
- Có thời gian nghiên cứu tính toán so sánh với các số liệu thống kê
đo lường.
-> Do đó cần áp dụng các phương pháp chính xác, xét được đầy đủ
các yếu tố.

9. Tính toán TTĐN trong các bài toán thiết kế
Điện năng là công suất tác dụng sản xuất hoặc truyền tải hoặc tiêu thụ
trong một khoảng thời gian. Trong tính toán thường lấy thời gian là 1 năm
(8760 h).
Nếu P biểu diễn bằng hàm P(t) thì lượng tổn thất điện năng A trong
khoảng thời gian T được xác định :

10. Tính toán TTĐN trong các bài toán thiết kế
T
t
0
P(kW)
P(t)
A
Minh họa A với P là hàm thời gian

11. Tính toán TTĐN trong các bài toán thiết kế
Trong thực tế rất ít khi có thể biểu diễn được P bằng một hàm thời gian,
chỉ có thể tính tổn thất điện năng bằng phương pháp gần đúng. Để tính
gần đúng A người ta dựa vào đại lượng : thời gian tổn thất công suất lớn
nhất  (h).
Với  là thời gian nếu hệ thống cung cấp điện chỉ truyền tải công suất lớn
nhất thì sẽ gây ra một lượng tổn thất điện năng đúng bằng lượng tổn thất
điện năng gây ra trong thực tế 1 năm.

12. Tính toán TTĐN trong các bài toán thiết kế
- Khi tính toán thiết kế, với yêu cầu độ chính xác không cao, có thể
áp dụng nhiều cách tính gần đúng ngay cả khi rất thiếu thông tin.
Trên cơ sở giả thiết đã xác định được TTCS ứng với chế độ phụ tải cực
đại Pmax TTĐN được tính theo công thức đơn giản sau:
A = Pmax . (2-1)
- Thường trong tính toán của chúng ta hiện nay giá trị của  được
xác định theo các biểu thức sau:
+ Công thức kinh điển:
 = ( 0,124 + Tmax . 10^(-4) ) 2 . 8760 (2-2)

13. Tính toán TTĐN trong các bài toán thiết kế
Để tính Pmax cần lưu ý là phụ tải tính toán chính là phụ tải cực
đại, tổn thất công suất tính theo phụ tải tính toán là tổn thất công
suất cực đại.
Với mục đích xác định tổn thất điện năng trên đường dây chỉ cần
thay thế bằng điện trở R.
Ví dụ với đường dây 1 phụ tải A-1.Tổn thất công suất tác dụng lớn
nhất trên đường dây A1:
Tổn thất điện năng trên đường dây A1:

14. Tính toán TTĐN trong các bài toán thiết kế
Đối với đường dây có n phụ tải: Tổn thất công suất tác dụng lớn
nhất trên đường dây A1. Với Tmax là Tmax trung bình của các phụ tải
Trong đó:
Si : phụ tải thứ i.
Tmaxi : Tmax của phụ tải thứ i.
n : số phụ tải trên đường dây
Khi đó : A = P. tb

15. Tính toán TTĐN trong quản lý vận hành các LĐPP
Trong các bài toán vận hành các yêu cầu sau đây thường được được đặt
ra cho bài toán xác định TTĐN:
- Trị số TTĐN phải phản ánh thực trạng đang có của LĐPP. Lưới có thể
mang các đặc trưng riêng không giống với các LĐPP khác.
- Xét đến các đặc trưng cụ thể của biểu đồ phụ tải các nút.
- Phản ảnh được các yếu tố tác động làm thay đổi trị số TTĐN, đặc biệt
là các yếu tố điều khiển vận hành (ví du: thay đổi đầu phân áp, đóng cắt
dung lượng bù, thay đổi số lượng các phần tử vận hành song song, thay
đổi phương thức vận hành kết lưới...).

16. Tính toán TTCS trong quản lý vận hành các LĐPP
- Thiết lập hệ phương trình CĐXL của LĐPP theo mô hình tổng quát với
khái niệm nhánh chuẩn và lưới chuẩn. Các chương trình tính chế độ lưới
cung cấp điện hiện nay đều dựa theo hệ phương trình thế nút. Ưu điểm
cơ bản là số phương trình ít, dễ thiết lập số liệu đầu vào. Có 2 dạng hệ
phương trình: cân bằng dòng nút và cân bằng công suất nút. Hệ phương
trình cân bằng công suất nút là hệ đủ xác định trạng thái làm việc của lưới,
được dùng trong tính toán chế độ, còn hệ phương trình cân bằng dòng
nút có ý nghĩa cơ sở (thiết lập trên cơ sở định luật Kirhof 1, 2).

17. Tính toán TTĐN trong LĐPP
Về lý thuyết TTĐN trên mỗi nhánh của mạng phân phối được xác định
theo công thức sau:
Trong đó It - dòng điện hiệu dụng chạy trong nhánh có điện trở R,
biến thiên theo thời gian tương ứng với sự thay đổi của biểu đồ phụ tải.
Tại mỗi thời điểm dòng It phụ thuộc các thông tin trạng thái các phần
tử hệ thống, vào chế độ phụ tải các nút xác định theo hệ phương trình
CĐXL. Vấn đề được quan tâm là xác định TTĐN tổng theo các thông tin
trạng thái thực hệ thống.
dt
t
I
R
A
t
.
)
(
3
0
2




18. Phương pháp tích phân đồ thị
Giả sử cho được qui luật biến thiên của dòng điện như hình 2-1 với
hệ tọa độ I -t.

19. Phương pháp tích phân đồ thị

20. Phương pháp dòng điện trung bình bình phương
Giả sử rằng dọc theo đường dây truyền tải dòng điện Itb không đổi ở
trong khoảng thời gian T, sẽ gây nên tổn thất đúng bằng trị số dòng điện
biến thiên trong khoảng thời gian đó ứng với đồ thị phụ tải nghĩa là:

21. Phương pháp dòng điện trung bình bình phương
Giả sử rằng dọc theo đường dây truyền tải dòng điện Itb không đổi ở
trong khoảng thời gian T, sẽ gây nên tổn thất đúng bằng trị số dòng điện
biến thiên trong khoảng thời gian đó ứng với đồ thị phụ tải nghĩa là:

22. Phương pháp dòng điện trung bình bình phương

23. Phương pháp thời gian tổn thất
Theo phương pháp này TTĐN được xác định theo biểu thức:
Để xác định TTĐN theo công thức (2-16) cần phải xác định , dựa
vào quan hệ giữa trị số TTĐN với Tmax và cos .

24. Phương pháp đường cong tổn thất
* Đặt vấn đề:
Để phân tích TTĐN trong điều kiện vận hành các phương pháp kinh
điển đã nêu tỏ ra không thích hợp. Nhược điểm chủ yếu của các
phương pháp này là:
- Sai số có thể lớn.
- Không phản ánh đặc điểm riêng của cấu trúc lưới cụ thể đang xét
(đặc điểm này làm mất ý nghĩa khi nghiên cứu phân tích tổn thất).
- Không phản ánh các yếu tố về phương thức vận hành (do đó không
cho phép tối ưu hóa chế độ vận hành theo chỉ tiêu giảm tổn thất)
- Chứa ít thông tin trong kết quả.

25. Đường cong tổn thất công suất trong LĐPP
Đường cong quan hệ:
P = f (P).
Trong đó:
- P : Tổng TTCS trong lưới .
- P : Tổng công suất thanh cái của mạng lưới cung cấp điện.
Đường cong có thể xây dựng bằng đo đạc hoặc tính toán trị số TTCS.
Tuy nhiên phép đo thực tế rất phức tạp, bởi đòi hỏi phải xác định đồng
thời trị số công suất của tất cả các nút phụ tải và nguồn cung cấp.

26. Đường cong tổn thất công suất trong LĐPP
Đường cong quan hệ:

27. Đường cong tổn thất công suất trong LĐPP

28. Phương pháp tính toán để xây dựng đường cong tổn thất
Hình 2 - 5: Sơ đồ
thuật toán tính toán
xây dựng đường
cong tổn thất

29. Ứng dụng của đường cong tổn thất
Đường cong tổn thất công suất xây dựng được cho các LĐPP sẽ là
một công cụ hết sức thuận lợi trong quản lý vận hành. Trước hết là xác
định TTĐN.
Đường cong tổn thất cũng có thể được giải tích hóa theo các biểu
thức tiệm cận. Khi đó có thể áp dụng thuận lợi hơn trong các tính toán
bằng chương trình. Sau khi thực hiện tính toán TTĐN theo phương
pháp tổn thất cũng có thể xác định được các đặc trưng tổng hợp về tổn
thất đối với LĐPP . Nói riêng, có thể xác định được các đặc trưng sau:

30. Ứng dụng của đường cong tổn thất

31. Tính toán tổn thất điện năng theo thương phẩm
Nguyên tắc chung
Lưới điện
Tổng điện năng Nhận Tổng điện năng Giao
ANhận  AGiao
A = Anhận -  AGiao

32. Tính toán tổn thất điện năng theo thương phẩm

33. Công tơ
Khách hàng 1
Công tơ tổng
TBA công cộng Công tơ
Khách hàng 2
Công tơ
Khách hàng n
Công tơ
Khách hàng i
G
N G
N
G
N
G
N G
N
G
N
G
N
G
N
G
N
Chiều giao trên công tơ
Chiều nhận trên công tơ
Công tơ
Khách hàng 3
SƠ ĐỒ LƯỚI HẠ ÁP TBA CÔNG CỘNG
Tính toán tổn thất điện năng theo thương phẩm
• Chỉ số của công tơ tổng tại trạm biến áp công cộng và các khách hàng
thuộc trạm đều được lấy trong cùng 1 ngày giờ nhất định trong tháng
(còn gọi là phiên ghi).

34. Tính toán tổn thất điện năng theo thương phẩm
Chỉ số công tơ
• Ghi nhận theo thời điểm hiện
hành.
• Bị ảnh hưởng đo xa: không có
chỉ số trong khoảng thời gian
offline; tần suất thu thập.
• Ứng dụng : tổn thất ngày.
Loadprofile (Biểu đồ phụ tải)
• Được ghi lại ở Thanh ghi
(registers).
• Tích phân 30 phút : 48 chu kỳ
• Có thể lưu 1 năm.
• Không bị ảnh hưởng đo xa :
offline vẫn có Loadprofile; không
phụ thuộc tần suất đo xa
• Ứng dụng : tổn thất ngày, giờ
Tất cả
chủng
loại
công
tơ
Công
tơ 3
pha
nhiều
giá
48 chu kỳ (record)

35. Tổn thất điện năng trên hệ thống điện Việt Nam
CTPĐ: Công ty phát điện.
TCTĐL: Tổng công ty Điện lực.
NPT: Tổng công ty Truyền tải điện

36. Tổn thất điện năng trên lưới điện phân phối Việt Nam

37. Tính toán tổn thất điện năng theo cấp điện áp

38. Tính toán tổn thất điện năng theo cấp điện áp
Chương trình tính tổn thất điện năng hằng ngày theo cấp điện áp đang áp dụng tại DNPC

39. Tính toán tổn thất điện năng theo cấp điện áp
• Chỉ số
• Mô hình giao
nhận lưới 110 kV
• Mô hình giao
nhận lưới trung
áp
• Loadprofile
• Chỉ số
• Cây tổn thất
• Hóa đơn khách
hàng
CMIS Đo xa IFC
Đo xa
Spider
Chương
trình hỗ trợ
Quản lý kỹ
thuật AMI

40. Mô hình tính toán tổn thất lưới phân phối 110kV
TT Điểm đo
Ngược chiều / cùng
chiều công tơ
Mã điểm đo
DSPM
1 431-Trạm 110kV Liên Trì E11 Cùng chiều CT0401431
2 432-Trạm 110kV Liên Trì E11 Cùng chiều CT0401432
3 171-Trạm 220kV Ngũ Hành Sơn Ngược chiều TN23S2261711
4 172-Trạm 220kV Ngũ Hành Sơn Ngược chiều TN23S2261721
5 174-Trạm 500kV Đà Nẵng Ngược chiều TN26S5001741
6 175-Trạm 500kV Đà Nẵng Ngược chiều TN26S5001751
7 431-Trạm 110kV Hòa Xuân Cùng chiều CT0413431
Begin
Tính toán tổn thất hàng giờ :
- Cả lưới
- Các nhánh
Lấy thông tin
danh mục điểm
đo giao nhận
Lấy Loadprofile
đo xa GPRS/3G
(IFC)
Tính toán tổn thất hàng ngày:
- Cả lưới
- Các nhánh
Lưu vào Database
End
Lặp
lại
mỗi
2
giờ
Tính toán sản lượng
giao/ nhận các điểm đo

41. Phân tích tổn thất lưới phân phối 110kV
Số liệu ngày Số liệu tháng CMIS
Mã đơn
vị
Xuất tuyến Từ ngày Đến ngày
Điện nhận
(kWh)
Điện giao
(kWh)
Tổn thất
(kWh)
Tỷ lệ (%)
Điện nhận
CMIS (kWh)
Điện giao
CMIS (kWh)
Tổn thất
(kWh)
Tỷ lệ CMIS
(%)
00 Cả lưới 110 kV 01/07/2023 31/07/2023 415,079,833 415,408,568 -328,735 -0.08 415,079,816 415,451,413 -371,597 -0.09

42. Mô hình tính toán tổn thất lưới phân phối 22kV
Lưới trung áp đơn
vị
TBA phụ tải
- TBA công cộng
- TBA chuyên dùng
Ranh giới
- RG giữa các đơn
vị
TBA 110 kV
431, 432, TD1,
TD2
Xuất tuyến
47X/48X
TBA phụ tải
- TBA công cộng
- TBA chuyên
dùng
Ranh giới
- RG giữa các
đơn vị
Xuất tuyến 22kV 47X/48X
Begin
Tính toán tổn thất hàng giờ
(mặc định 3 ngày gần nhất):
- Cả lưới
- Các xuất tuyến 22 kV
Lấy thông tin danh mục điểm đo
giao nhận và dữ liệu cây tổn
thất CMIS
Lấy Loadprofile đo xa
GPRS/3G (IFC)
Tính toán tổn thất hàng ngày (mặc
định 3 ngày gần nhất):
- Cả lưới
- Các xuất tuyến 22 kV
Lưu vào Database
End
Lặp
lại
mỗi
2
giờ
Tính toán sản lượng giao nhận đầu nguồn :
- Cả lưới
- Các xuất tuyến 22kV
Tính toán sản lượng các TBA công cộng, TBA
chuyên dùng :
- Cả lưới
- Các xuất tuyến 22kV

43. Phân tích tổn thất lưới phân phối 22kV
Số liệu ngày Số liệu tháng CMIS (*)
Mã đơn vị Điện nhận
(kWh)
Điện mặt trời
(kWh)
Thương phẩm
(kWh)
Tỷ lệ
(%)
Điện nhận
CMIS (kWh)
Thương phẩm
CMIS (kWh)
Tỷ lệ
CMIS
(%)
PP 340,842,486 6,869,389 341,821,490 1.69 391,246,636 341,130,765 1.05
PP0100 77,046,248 45,788 59,503,621 0.94 69,857,810 58,655,441 1.07
PP0300 91,242,132 3,071,542 83,439,798 1.07 84,294,080 83,126,263 0.62
PP0500 106,059,746 810,842 97,620,737 1.98 106,396,906 97,985,005 1.23
PP0700 52,641,621 2,291,117 40,701,455 1.74 55,138,080 40,605,759 1.44
PP0800 20,605,559 565,510 20,773,051 1.69 21,197,884 20,727,714 1.68
PP0900 54,977,693 84,551 39,697,367 1.37 54,361,876 40,030,583 0.71
Nguyên nhân lệch : Sai số 43x và 47x, CMIS nhập thủ công, công thức khác nhau
ở mẫu số (CMIS lấy sum 47x có cả Ranh giới)

44. Mô hình tính toán tổn thất lưới hạ áp
Begin
Lấy Chỉ số đo xa Spider/ đo xa
GPRS/3G (IFC) các khách hàng
thuộc TBACC
Lấy Loadprofile đo xa
GPRS/3G (IFC) công tơ
tổng các TBACC
B7-Tính toán tổn thất ngày :
- Từng TBA công cộng
- Toàn lưới hạ áp
Lưu vào Database
End
Lặp
lại
mỗi
2
giờ
B1-Tính sản lượng đầu nguồn :
- Điện nhận ngày
- Điện giao ngày
B2-Với mỗi khách hàng thuộc trạm có dữ liệu
Spider, chọn dữ liệu chỉ số ngày (d-1) tại
hh1:mm1 và chỉ số ngày (d) tại hh:mm sao cho |
(hh:mm ) - (hh1:mm1) | ≤ 1 giờ và hh ≤ 6
B3-Với mỗi khách hàng mẫu, tính toán :
- Thương phẩm ngày mẫu
- Điện mặt trời phát ngược ngày mẫu
B5-Tính toán các thông số thống kê tương quan
giữa thương phẩm ngày và thương phẩm tháng
CMIS của các khách hàng mẫu thuộc trạm
B6-Ước lượng thống kê thương phẩm ngày X
của trạm và cả lưới hạ áp, trên cơ sở thương
phẩm ngày mẫu và thương phẩm tháng CMIS Y
B4-Hiệu chỉnh thương phẩm ngày mẫu của tửng
khách hàng theo hệ số trượt Loadprofile công tơ
tổng : quy đổi từ thời điểm chỉ số tại <hh:mm> về
<00:00>
Công tơ
Khách hàng 1
Công tơ tổng
TBA công cộng
Công tơ
Khách hàng 2
Công tơ
Khách hàng n
Công tơ
Khách hàng i
G
N G
N
G
N
G
N G
N
G
N
G
N
G
N
G
N
Chiều giao trên công tơ
Chiều nhận trên công tơ
Công tơ
Khách hàng 3
SƠ ĐỒ LƯỚI HẠ ÁP TBA CÔNG CỘNG
Công tơ tổng
Đo xa GPRS/3G (IFC)
Công tơ khách hàng
RF Spider
Đo xa GPRS/3G (IFC)

45. Phân tích tổn thất lưới hạ áp
Số liệu ngày Số liệu tháng CMIS
Mã đơn vị Từ phiên ngày
Đến phiên
ngày
Điện nhận
(kWh)
Điện giao
(kWh)
Điện mặt
trời
(kWh)
Thương phẩm
(kWh)
Tổn thất
(kWh)
Tỷ lệ
(%)
Điện nhận
CMIS (kWh)
Điện
giao
CMIS
(kWh)
Điện mặt
trời
CMIS
(kWh)
Thương phẩm
CMIS (kWh)
Tỷ lệ CMIS
(%)
PP 03/06/2023 16/07/2023 190,109,539 48,134 1,962,278 186,707,860 5,315,822 2.80 187,456,022 0 1,894,839 184,853,471 2.38
PP0100 11/06/2023 16/07/2023 42,111,815 1,918 331,667 41,333,186 1,108,378 2.61 41,255,426 0 313,062 40,699,801 2.09
PP0300 05/06/2023 14/07/2023 29,473,533 19,640 302,246 28,977,779 778,359 2.62 28,926,427 0 289,273 28,470,837 2.55
PP0500 03/06/2023 14/07/2023 51,560,530 1,720 275,686 50,313,177 1,521,319 2.94 50,906,817 0 261,275 49,901,647 2.48
PP0700 08/06/2023 16/07/2023 27,341,287 18,065 642,629 27,184,896 780,955 2.79 27,139,333 0 618,628 27,010,468 2.69
PP0800 04/06/2023 16/07/2023 9,306,195 6,759 101,783 9,147,365 253,854 2.69 9,215,414 0 97,952 9,072,164 2.59
PP0900 03/06/2023 16/07/2023 30,316,179 32 308,683 29,767,684 857,146 2.80 30,012,605 0 314,649 29,698,554 2.07
Theo đơn vị

46. Bài tập
1. Đường dây 10kV cấp điện cho hai nhà máy với các thông số như trên hình. Tính tổng tổn
thất điện năng trên đường dây.
* AC-70 có r0 = 0,46 Ω/km.
* AC-50 có r0 = 0,65 Ω/km.