Nghiên cứu sa thải phụ tải trong hệ thống điện dựa trên khoảng cách pha Nghiên cứu sa thải phụ tải trong hệ thống điện dựa trên khoảng cách pha Nghiên cứu sa thải phụ tải trong hệ thống điện dựa trên khoảng cách pha Nghiên cứu sa thải phụ tải trong hệ thống điện dựa trên khoảng cách pha
LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh MỤC LỤC Chương TỔNG QUAN 1.1 Khái quát ổn định hệ thống điện 1.2 Khái quát vận hành cố hệ thống điện tỉnh An Giang [1, 2] 1.3 Các nghiên cứu nước 1.3.1 Các nghiên cứu nước 1.3.2 Các nghiên cứu nước 1.4 Tính cấp thiết đề tài 1.5 Phạm vi nghiên cứu 1.6 Phương pháp nghiên cứu 1.7 Điểm đề tài 1.8 Giá trị thực tiễn đề tài 1.9 Nội dung đề tài Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Mạng Nơ-ron [4, 5] 2.1.1 Giới thiệu 2.1.2 Mạng nơ-ron lan truyền thẳng 10 2.1.3 Mạng nơ-ron thuật toán lan truyền ngược 13 2.1.4 Các thuật toán áp dụng cho mạng lan truyền ngược [6] 14 2.1.5 Mạng nơ-ron hồi quy (Generalized Regression Neural Network) [11] 17 2.2 Khoảng cách pha [7] 18 2.3 Khái niệm sa thải phụ tải 19 2.3.1 Phương pháp sa thải phụ tải truyền thống 19 2.3.2 Sa thải phụ tải thông minh (ILS) [12] 20 Chương PHƯƠNG PHÁP SA THẢI PHỤ TẢI ĐỀ XUẤT 23 3.1 Khái quát phương pháp sa thải phụ tải đề xuất 23 3.2 Xây dựng chiến lược sa thải đề xuất 26 3.3 Quá trình thu thập mẫu huấn luyện cho nơ-ron 27 Chương THỰC NGHIỆM PHƯƠNG PHÁP STPT ĐỀ XUẤT 31 TRÊN SƠ ĐỒ HỆ THỐNG ĐIỆN CHUẨN 31 4.1 Đề xuất chiến lược sa thải phụ tải 32 HVTH: Nguyễn Công Anh Vũ LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh 4.2 Thử nghiệm STPT theo phương pháp đề xuất cho sơ đồ 39-Bus New England 36 4.3 Xây dựng mạng nơ-ron [9, 10] 40 4.3.1 Xây dựng mạng nơ-ron hồi quy 40 4.3.2 Xây dựng mạng nơ-ron lan truyền ngược 43 4.4 So sánh phương pháp STPT đề xuất với phương pháp khác 47 4.4.1 Phương pháp AHP sa thải phụ tải [8] 47 4.4.2 Phương pháp sa thải phụ tải theo tần số thấp [8] 47 4.4.3 Mô so sánh phương pháp STPT khác 48 Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN 51 5.1 Kết luận 51 5.2 Hướng nghiên cứu phát triển 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO 52 PHỤ LỤC 54 HVTH: Nguyễn Công Anh Vũ LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT HTĐ: Hệ thống điện STPT: Sa thải phụ tải UBND: Uỷ ban nhân dân MC: Máy cắt ANN: Artificial neural networks ANNI: Artificial Neural Network Investing BPNN: Backpropagation Neural Network GRNN: Generalized Regression Neural Networks HVTH: Nguyễn Công Anh Vũ LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 1.1 Bảng đóng máy cắt tải cho phép nhận điện đến 30MW Bảng 1.2 Bảng đóng máy cắt tải cho phép nhận điện đến 60MW Bảng 1.3 Danh sách phát tuyến cài đặt relay R81 Bảng 2.1 Các thơng số mặc định thuật tốn huấn luyện Lenvenberg – Marquardt 15 Bảng 2.2 Các thông số mặc định thuật toán huấn luyện Bayesian 17 Bảng 2.3: Chương trình sa thải tải ERCOT 20 Bảng 4.1 Ma trận Jacobian J1 33 Bảng 4.2 Bảng ma trận jacobian sau nghịch đảo 33 Bảng 4.3 Bảng quan hệ bus hệ thống khoảng cách pha 34 Bảng 4.4 Bảng rút gọn quan hệ bus máy phát bus tải hệ thống khoảng cách pha 35 Bảng 4.5 Bảng chiến lược sa thải đề xuất 36 Bảng 4.6 Kết sai số tồn phương trung bình (MSE) 43 Bảng 4.7 Kết nhận dạng mạng nơ-ron hồi quy 47 Bảng 4.8 Thứ tự sa thải phụ tải ưu tiên theo thuật toán AHP 47 Bảng 4.9 Chương trình sa thải tải ERCOT 48 Bảng 4.10 Bảng nhận xét thông số phương pháp 49 HVTH: Nguyễn Công Anh Vũ LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 2.1.Cấu trúc tế bào nơ-ron nhân tạo Hình 2.2 Cấu trúc mạng nơ-ron truyền thẳng nhiều lớp 10 Hình 2.3 Cấu trúc mạng nơ-ron hồi quy 17 Hình 2.4 Phân loại phương pháp sa thải phụ tải 19 Hình 2.5 Sơ đồ khối sa thải phụ tải thông minh 22 Hình 3.1 Sơ đồ khối phương pháp sa thải phụ tải đề xuất 23 Hình 3.2 Lưu đồ lấy mẫu chạy offline 24 Hình 3.3 Cấu trúc mạng nơ-ron kép sa thải phụ tải 25 Hình 3.4 Lưu đồ làm việc online phương pháp sa thải phụ tải đề xuất 25 Hình 3.5 Quy trình xây dựng chiến lược sa thải dựa khoảng cách pha 26 Hình 3.6 Giai đoạn 1- Cài đặt thơng số 28 Hình 3.7 Giai đoạn 2- Truy cập liệu tải phân bố tối ưu công suất 29 Hình 3.8 Giai đoạn 3- Xây dựng tập mẫu huấn luyện 30 Hình 4.1 Lưu dồ q trình mơ lấy mẫu huấn luyện mạng nơ-ron 31 Hình 4.2 Sơ đồ hệ thống 39-Bus New England 32 Hình 4.3 Vị trí ma trận Jacobian J1 phần mềm Powerworld 32 Hình 4.4 Cơng cụ mơ q độ phần mềm PowerWorld 37 Hình 4.5 Cài đặt thông số độ 37 Hình 4.6 Cài đặt giả lập cố máy phát 30 38 Hình 4.7 Biểu đồ góc rotor máy phát tần số Bus cố máy phát 30 38 Hình 4.8 Mơ sa thải cố máy phát 30 với mức tải 100% 39 Hình 4.9 Biểu đồ góc rotor MF tần số f sau sa thải tải ứng với cố MF 30 39 Hình 4.10 Lưu đồ xây dựng mạng nơ-ron 40 Hình 4.11 Khái quát trình huấn luyện nơ-ron 41 Hình 4.12 Bảng liệu sau mơ 42 Hình 4.13 Kết phép thử hệ số Spread huấn luyện tập liệu 43 HVTH: Nguyễn Công Anh Vũ LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh Hình 4.14 Lưu đồ trình huấn luyện mạng nơ-ron lan truyền ngược 44 Hình 4.15 Hàm sigmoid 45 Hình 4.16 Đồ thị phần trăm độ xác nhận dạng số nơ-ron lớp ẩn 46 Hình 4.17 Huấn luyện mạng nơ-ron theo thuật tốn Lenvenberg-Marquardt 46 Hình 4.18 Biểu đồ góc rotor máy phát tần số bus theo t cố MF34 48 Hình 4.19 Biểu đồ góc rotor máy phát tần số bus sau STPT theo phương pháp đề xuất ứng với cố máy phát 34 48 Hình 4.20 Biểu đồ góc rotor máy phát tần số bus cố máy phát 34 theo phương pháp AHP 49 Hình 4.21 Biểu đồ góc rotor máy phát tần số bus ổn định cố máy phát 34 theo phương pháp tần số thấp 49 HVTH: Nguyễn Công Anh Vũ LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh Chương TỔNG QUAN 1.1 Khái quát ổn định hệ thống điện Nghiên cứu ổn định hệ thống điện đề tài lớn nghiên cứu hệ thống Đề tài nghiên cứu chủ yếu liên quan đến việc sản xuất điện, truyền tải điện từ nguồn phát đến nơi tiêu thụ theo yêu cầu hộ phụ tải Công suất tiêu thụ thường thay đổi thay đổi tải cố xảy đường dây truyền tải đường dây phân phối Vì lý này, giải pháp ổn định hệ thống điện đóng vai trị vơ quan trọng sử dụng để xác định khả hệ thống trở lại trạng thái ổn định thời gian tối thiểu sau trải qua thay đổi cố hệ thống điện Việc ổn định hệ thống điện mong muốn nhà điều độ khách hàng Quá trình xây dựng phát triển hệ thống thực kỹ lưỡng chặt chẽ với quy định rõ ràng theo quan chuyên ngành nhà nước quy định Tuy nhiên, yếu tố khách quan mà nhiễu loạn hệ thống không tránh đường dây, máy phát, tải tăng đột ngột Khi cần có biện pháp khẩn cấp nhằm đưa hệ thống trở trạng thái ổn định theo quy định giới hạn đề ra, mà số sa thải phụ tải coi biện pháp cuối có tác động mạnh nhanh nhằm phục hồi trạng thái ổn định hệ thống Các nhiễu loạn hệ thống điện, thường cố máy phát điện, đường dây truyền tải thay đổi tải đột ngột Tại thời điểm xảy nhiễu loạn gây ổn định hệ thống Điều dẫn đến cần thiết phải nghiên cứu theo dõi hệ thống điện để ngăn chặn hệ thống trở nên ổn định Cụ thể, tần số bị ảnh hưởng chênh lệch công suất phát nhu cầu phụ tải, làm giảm khả phát điện hệ thống Ví dụ, cố máy phát điện, khả phát điện giảm nhu cầu phụ tải không đổi gia tăng Nếu máy phát điện khác hệ thống cung cấp đủ cơng suất cần thiết, tần số hệ thống bắt đầu giảm HVTH: Nguyễn Công Anh Vũ LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh Để phục hồi lại tần số giới hạn định mức, chương trình sa thải tải cần phải áp dụng cho hệ thống 1.2 Khái quát vận hành cố hệ thống điện tỉnh An Giang [1, 2] Hệ thống điện (HTĐ) hệ thống vơ phức tạp, điểm kết nối liên kết với nhiều đường dây máy phát Việc đề phương án giải cố chuyên gia ngành đề xuất nhà nước định thực Mỗi địa phương dựa vào định, quy định đề phương án giải có cố Hiện nay, Điện lực An Giang hệ thống điện bị cố gây liên kết nhà máy điện, trạm điện dẫn đến điện phần hay toàn hệ thống điện miền (rã lưới), hệ thồng điện miền Nam có nhà máy điện (Trị An, Đa Nhim, Hàm Thuận, …) có khả khởi động đen khôi phục hệ thống điện miền Nam Kỹ sư điều hành A2 (KSĐH A2) huy điều hành khôi phục đường dây, trạm điện 220kV có trang bị hồ đồng bộ; có trạm 220 kV Châu Đốc Rạch Giá (cấp đện cho trạm 110kV khu vực tỉnh An Giang) Điều độ viên (ĐĐV) nhanh chóng hồi phục hệ thống điện phân phối theo mức phân bố công suất KSĐH A2 Việc khôi phục cấp điện theo danh sách thứ tự ưu tiên phát tuyến UBND tỉnh phê duyệt Cụ thể điện toàn HTĐ phân phối, sau cập nhật tình hình điện thơng báo tình hình cho cấp Thì điều hành viên trạm (ĐHV), trực ban vận hành (TBVH) thực tách lưới điện phân phối để sẵn sàng cấp điện cho phụ tải ưu tiên, trung tâm huyện/thị/thành sau: ĐHV trạm 110kV mở tất máy cắt phát tuyến 22kV, 35kV trạm 110kV; ĐHV trạm 35kV mở tất máy cắt phát tuyến 22kV trạm 35kV Tân Châu, An Phú, Tịnh Biên Trực Ban Vận Hành (TBVH) Điện lực thao tác cắt thiết bị phân đoạn sau: ✓ TBVH Chợ Mới: cắt MC trụ 6/92 tuyến 476CM (NC Thép) ✓ TBVH Châu Phú: cắt LBS trụ 7/150 tuyến 471CD (cấp 477CĐ) ✓ TBVH Thoại Sơn: cắt nhánh rẽ 1/165.1, 1/194.2, 1/352 tuyến 472LX HVTH: Nguyễn Công Anh Vũ LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh Sau đó, tiến hành khôi phục phụ tải nhận phân bổ A2: Trường hợp A2 cho phép nhận điện đến 30MW (⁓15% Ptải) Bảng 1.1 Bảng đóng máy cắt tải cho phép nhận điện đến 30MW STT Đóng máy cắt 476 Long Xuyên 482 Long Xuyên 477 Long Xuyên 471 Long Xuyên 473 Châu Đốc 372,373,374 CĐ 474 Tân Châu P (MW) 4.7 6.3 6.6 5.4 3.7 tải 2.8 P(MW) cộng dồn Ghi 4.7 11.0 17.6 23.0 26.7 26.7 Cấp trạm 35kV 29.5 Trường hợp A2 cho phép nhận điện đến 60MW (⁓30% Ptải): thực đóng MC Bảng 1.1 thực đóng MC theo Bảng 1.2: Bảng 1.2 Bảng đóng máy cắt tải cho phép nhận điện đến 60MW STT Đóng máy cắt 474 Tịnh Biên 477 An Châu 471 Cái Dầu 472 Long Xuyên 477 Phú Tân 481 Tri Tôn 476 Chợ Mới 475 Châu Đốc P (MW) 3.4 4.3 4.5 4.0 3.5 1.0 2.5 6.5 P(MW) cộng dồn 32.9 37.2 41.7 45.7 49.2 50.2 52.7 59.2 Ghi Thoại Sơn An Phú Lúc trung tâm huyện/thị/thành có điện; KSĐH A2 cho phép khai thác tải tiếp tục, ĐĐV huy thao tác đóng MC sau: ✓ 473, 475, 478, 480 Long Xuyên ✓ 471, 477 Châu Đốc ✓ 471, 472 Tân Châu ✓ 472, 474, 475, 476 Cái Dầu ✓ 473, 475, 479, 481 An Châu ✓ 471, 473, 475, 479, 481 Phú Tân ✓ 471, 473, 475, 477, 479 Tri Tôn ✓ 472, 474, 478, 480, 482 Chợ Mới ✓ 472, 473, 474 An Phú ✓ 473 Tịnh Biên (tuyến 471, 472TB nhận từ 473TT) ✓ Đóng phân đoạn nhánh rẽ cịn lại HVTH: Nguyễn Cơng Anh Vũ LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh Ngoài ra, để nâng cao độ tin cậy, Điện lực An Giang sử dụng relay sa thải phụ tải tần số thấp R81 Bảng 1.3 Danh sách phát tuyến cài đặt relay R81 Cắt tải theo mức tần số STT Trạm Cái Dầu Long Xuyên Châu Đốc Phú Tân Tri Tôn An Châu Chợ Mới An Phú HVTH: Nguyễn Công Anh Vũ Phát Tuyến Mức tần số (Hz) Thời gian trễ (s) 471 473 475 472 474 476 478 471 473 475 477 472 474 476 478 480 482 374 471 473 475 477 471 473 475 477 479 481 471 473 475 477 479 481 471 472 473 475 477 479 481 473 477 479 478 480 482 472 474 476 478 480 48.0 48.4 49.0 48.4 48.8 48.8 49.0 48.0 48.0 48.8 48.0 48.0 48.0 Không cài 48.6 48.4 47.8 47.8 48.4 47.8 47.8 49.0 49.0 48.8 48.4 48.2 48.8 48.4 48.4 48.4 48.6 49.0 48.8 48.6 48.8 48.2 48.4 48.8 48.4 48.6 49.0 48.8 48.6 48.4 48.6 49.0 48.2 48.2 48.4 49.0 48.6 49.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 Ghi LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh Hình 4.13 Kết phép thử hệ số Spread huấn luyện tập liệu Bước 4: Tạo mạng nơ-ron Matlab Bước 5: Đánh giá độ xác nhận dạng Độ xác xác định sai số tồn phương trung bình (MSE) từ lần chạy tìm Spread qua hệ số 0.01 phù hợp với việc huấn luyện Bảng 4.6 Kết sai số tồn phương trung bình (MSE) Hệ số Spread MSE huấn luyện MSE kiểm tra 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0.0341 0.0350 0.0359 0.0363 0.0365 0.0367 0.0367 0.0368 0.0368 0.0368 0.0013 0.0013 0.0013 0.0013 0.0013 0.0013 0.0013 0.0013 0.0013 0.0013 4.3.2 Xây dựng mạng nơ-ron lan truyền ngược Sơ đồ khối thuật toán lan truyền ngược q trình tính tốn minh họa Hình 4.14: HVTH: Nguyễn Cơng Anh Vũ 43 LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh Hình 4.14 Lưu đồ trình huấn luyện mạng nơ-ron lan truyền ngược Qui trình tạo mạng nơ-ron lan truyền ngược theo bước sau: Bước 1: Thu thập liệu thông qua mô phần mềm Powerworld để lấy số liệu ứng với mức tải Tổng hợp thành tập liệu đầu vào, sau chia 85% tập thành huấn luyện 15% thành tập kiểm tra Bước 2: Tiền xử lý liệu Bước 3: Tạo mạng, thực huấn luyện theo thuật toán lan truyền ngược nên cung cấp thông tin mẫu đầu vào mẫu đầu với thơng số cài đặt thích hợp cho mạng phép thử Bước 4: Tạo mạng nơ-ron Bước 5: Đánh giá độ xác sau huấn luyện Quá trình huấn luyện cụ thể sau: Bước 1: Cũng giống mạng nơ-ron hồi quy, bước thu thập liệu tạo bảng liệu Bước 2: Tiền xử lý liệu giá trị input đưa dạng Max-Min, đưa giá trị liệu đoạn [0.05,0.95] mạng nơ-ron lan truyền ngược hàm HVTH: Nguyễn Công Anh Vũ 44 LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh thuật tốn kích hoạt lớp ẩn dạng sigmoid Giá trị đầu hàm thường khoảng (0,1), hàm tiếp cận Hình 4.15 Hàm sigmoid Bước 3: Bước tìm kiếm thơng số cài đặt Trong thông số cài đặt ta quan tâm đến việc lựa chọn thuật toán huấn luyện, số lớp ẩn, số nơ-ron lớp ẩn việc lựa chọn cần chuyên gia kinh nghiệm từ việc thử nhiều lần với giá trị khác để tìm thơng số phù hợp Đầu tiên chọn thuật tốn huấn luyện, toán nhận dạng phân loại thuật tốn hay sử dụng là: Lenvenberg-Marquardt, Bayesian, Scaled Conjugate Gradient Resillient Backpropagation Trong đó, qua nhiều tham khảo Lenvenberg-Marquardt có độ hiệu cao Vì mạng có hai lớp ẩn thể hàm với dáng điệu bất kỳ, nên mặt lý thuyết khơng có lý cần sử dụng nhiều hai lớp ẩn Một số nghiên cứu phần lớn toán cụ thể, cần sử dụng lớp ẩn cho mạng đủ Việc sử dụng nhiều lớp ẩn khiến cho việc huấn luyện trở nên chậm chạp Trong phần lớn toán, khơng có cách để dễ dàng xác định tối ưu số nơ-ron lớp mà luyện mạng sử dụng số đơn vị lớp ẩn khác dự báo lỗi tổng quát hóa lựa chọn Từ đó, chọn số nơron phù hợp Sau mặc định chọn hai thông số tiến hành phép thử với số nơ-ron lớp ẩn từ đến 20 lần tăng lên nơ-ron để tìm giá trị tốt HVTH: Nguyễn Cơng Anh Vũ 45 LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh Hình 4.16 Đồ thị phần trăm độ xác nhận dạng số nơ-ron lớp ẩn Chọn số nơ-ron lớp ẩn phù hợp 12 Bước 4: Tạo mạng nơ-ron Sau chọn thông số cài đặt phù hợp tiến hành huấn luyện mạng Hình 4.17 Huấn luyện mạng nơ-ron theo thuật toán Lenvenberg-Marquardt Bước 5: Đánh giá độ xác nhận dạng sau huấn luyện Kiểm tra lại độ xác với liệu tập huấn luyện tập kiểm tra, kết trình bày Bảng 4.7 HVTH: Nguyễn Công Anh Vũ 46 LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh Bảng 4.7 Kết nhận dạng mạng nơ-ron hồi quy Tập Độ xác (%) Huấn luyện 99,75% Kiểm tra 96,59% 4.4 So sánh phương pháp STPT đề xuất với phương pháp khác Để thấy ưu điểm hạn chế phương pháp đề xuất, tiến hành so sánh độ xác nhận dạng, lượng sa thải phụ tải thời gian phục hồi tần số theo phương pháp đề xuất với phương pháp khác 4.4.1 Phương pháp AHP sa thải phụ tải [8] Chiến lược sa thải theo đề xuất thuật toán AHP cho hệ thống IEEE 39-Bus New England trình bày Bảng 4.8 (TLTK [8]) Bảng 4.8 Thứ tự sa thải phụ tải ưu tiên theo thuật toán AHP STT sa thải 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 Tải L39 L4 L8 L20 L7 L27 L29 L15 L16 L3 L24 L28 L21 L25 L23 L26 L18 L12 L31 Trung tâm tải LC1 LC1 LC1 LC2 LC1 LC3 LC3 LC2 LC2 LC4 LC2 LC3 LC2 LC4 LC2 LC3 LC4 LC1 LC1 Wdi 0.37 0.22 0.22 0.3 0.13 0.33 0.33 0.17 0.17 0.49 0.16 0.20 0.11 0.31 0.09 0.14 0.2 0.03 0.03 Wkj 0.467 0.467 0.467 0.278 0.467 0.16 0.16 0.278 0.278 0.10 0.278 0.16 0.278 0.10 0.278 0.16 0.10 0.467 0.467 Wij 0.172543 0.104727 0.104727 0.08208 0.061118 0.053155 0.053155 0.048329 0.048329 0.047017 0.043056 0.031606 0.030445 0.029619 0.025351 0.022349 0.018659 0.011867 0.011867 4.4.2 Phương pháp sa thải phụ tải theo tần số thấp [8] Có nhiều chủng loại rơle sa thải phụ tải tần số phát triển, kể đến loại có sử dụng thơng số biến thiên df/dt Ví dụ chương trình sa thải tải tần số theo đề xuất ERCOT [8], trình bày Bảng 4.8 HVTH: Nguyễn Công Anh Vũ 47 LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh Bảng 4.9 Chương trình sa thải tải ERCOT Tần số sa thải 59.3 Hz 58.9 Hz 58.5 Hz Tải sa thải 5% Tải hệ thống 15% Tải hệ thống 25% Tải hệ thống Từ Bảng 4.8, nhận thấy có cấp sa thải phụ tải ứng với mức tần số khác Nếu tần số giảm xuống 58.5Hz, có đến 25% phụ tải bị sa thải 4.4.3 Mô so sánh phương pháp STPT khác Giả sử trường hợp nghiên cứu cố máy phát G34 Biểu đồ góc rotor máy phát tần số hệ thống theo thời gian cố máy phát 34, mức tải 100% trình bày Hình 4.18 Hình 4.18 Biểu đồ góc rotor máy phát tần số bus theo t cố MF34 Hình 4.19 Biểu đồ góc rotor máy phát tần số bus sau STPT theo phương pháp đề xuất ứng với cố máy phát 34 HVTH: Nguyễn Công Anh Vũ 48 LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh Hình 4.20 Biểu đồ góc rotor máy phát tần số bus cố máy phát 34 theo phương pháp AHP Hình 4.21 Biểu đồ góc rotor máy phát tần số bus ổn định cố máy phát 34 theo phương pháp tần số thấp Bảng 4.10 Bảng nhận xét thông số phương pháp Phương pháp Khoảng cách pha AHP Tần số thấp HVTH: Nguyễn Công Anh Vũ Thời gian khôi phục tần số (s) 45 55 100 49 Mức tần số ổn định (Hz) 60,030 60,157 60,89 Dung lượng sa thải (MW) 628,000 738,852 1154,394 LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh Nhận xét: Khi cố máy phát 34 với mức tải 100%, phương pháp sa thải theo khoảng cách điện pha có nhiều ưu điểm so với hai phương pháp cịn lại, cụ thể: ✓ Cơng suất sa thải tải so với hai phương pháp lại; ✓ Thời gian phục hồi tần số sớm hơn, khoảng 20÷25s HVTH: Nguyễn Công Anh Vũ 50 LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN 5.1 Kết luận Luận văn nghiên cứu đề xuất phương pháp sa thải phụ tải sở xác định thứ tự ưu tiên sa thải khoảng cách pha máy phát bị cố góp tải, kết hợp với mạng nơ ron kép (nơ-ron hồi quy nơ-ron lan truyền ngược) nhằm trì ổn định hệ thống điện Hiệu phương pháp sa thải phụ tải đề xuất kiểm nghiệm thông qua mô hệ thống chuẩn IEEE 39 bus máy phát, tương ứng với trường hợp cố máy phát mức tải từ 60% đến 100% Trong q trình mơ offline này, 153 thông số đầu vào (PGi, PLi, Pij, VBi, fBi) thu thập cho việc huấn luyện mạng nơ-ron lan truyền ngược nhận dạng cố máy phát với thuật tốn Lenvenberg-Marquardt, độ xác huấn luyện 99,75%, độ xác kiểm tra 96,59% huấn luyện mạng nơ-ron hồi quy định lượng công suất cần sa thải phụ tải vị trí cần sa thải với độ xác huấn luyện gần 100%, độ xác kiểm tra 100% Kết mơ thử nghiệm mơ hình hệ thống điện chuẩn IEEE 39 bus 10 máy phát, cho thấy áp dụng phương pháp sa thải phụ tải đề xuất lượng công suất sa thải giảm 45.6%, thời gian phục hồi nhanh 55% so với phương pháp sa thải relay tần số truyền thống 5.2 Hướng nghiên cứu phát triển Luận văn nghiên cứu phát triển theo hướng sau: ✓ Nghiên cứu phương pháp sa thải phụ tải thông minh xuất cố đoạn lưới góp tải sở áp dụng giải thuật GEN, giải thuật bầy đàn, Logic mờ,… ✓ Xây dựng tập liệu học mở rộng cho đầy đủ mức tải, kết hợp tìm cách giảm tập mẫu huấn luyện, giảm biến nhằm giảm thời gian huấn luyện tiết kiệm nhớ điều kiện vận hành với thay đổi liên tục phụ tải hệ thống điện HVTH: Nguyễn Công Anh Vũ 51 LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phương án khôi phục hệ thống điện phân phối thuộc quyền điều khiển lưới điện khu vực an giang, 2530/pa-pcag [2] Danh sách phát tuyết cài đặt hệ thống bảo vệ tự động sa thải phụ tải theo tần số (r81), 2718/ pcag-đd [3] Power System Analysis and Design, J DUNCAN GLOVER, MULUKUTLA S SARMA and THOMAS J OVERBYE [4] Neural Networks and Learning Machines, 3rd Edition, Simon O Haykin, McMaster University, Ontario Canada [5] Hệ mờ mạng nơron ứng dụng, Bùi Công Cường, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật [6] Ths Nguyễn Thị Tuyết Nhung, Nghiên cứu phương pháp xác định cố tiềm ẩn máy biến áp phân phối, Luận văn thạc sĩ, ĐH Sư phạm kỹ thuật TPHCM [7] The different electrical distance,lagonotte patrick, 86022 poitier cedex france [8] Mai Ngọc Nhẫn, Nghiên cứu sa thải phụ tải áp dụng mạng nơ ron thuật toán ahp, luận văn thạc sĩ, tháng năm 2017 [9] Nghiên cứu ứng dụng mạng nơ ron thần kinh vào dự báo lũ sông Tỉnh Bình Định Và Quảng Trị, PGS TS Lê Văn Nghinh, ThS Hoàng Thanh Tùng, KS Nguyễn Ngọc Hải [10] Nghiên cứu ứng dụng mạng nơ-ron nhân tạo giải lớp toán dự đoán phân loại, LV ThS, Phạm Hữu Lê Quốc Phục, Đại Học Đà Nẵng [11] https://www.mathworks.com/help/nnet/ug/generalized-regression-neuralnetworks.html [12] The Different Electrical Distance, Lagonotte Patrick, 86022 Poitier Cedex France [13] Kazem Mehrabi, Saeed Afsharnia, “Toward a wide‐area load shedding scheme: Adaptive determination of frequency threshold and shed load values”, School of Electrical and Computer Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran HVTH: Nguyễn Công Anh Vũ 52 LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh [14] Muhammad Faizan Tahir, Hafiz Teheeb-UI-Hassan, Kashif Mehmood, Hafiz Ghulam Murtaza Qamar, Umair Rashid “Optimal Load Shedding Using an Ensemble of Artificial Neural Networks”, International Journal of Electrical and Computer Engineering Systems, Volume 7, Number 2, 2016 [15] R Hooshmand, M Moazzami “Optimal design of adaptive under frequency load shedding using artificial neural networks in isolated power system”, International Journal of Electrical Power & Energy Systems,Volume 42, Issue 1, November 2012, Pages 220-228 [16] A.P Ghaleh, M Sanaye-Pasand, A Saffarian.,“ Power system stability enhancement using a new combinational load-shedding algorithm”, Control and Intelligent Processing Center of Excellence, School of Electrical and Computer Engineering, College of Engineering, University of Tehran, Iran HVTH: Nguyễn Công Anh Vũ 53 LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh PHỤ LỤC Bảng PL 1: Thơng số mơ hình máy phát điện đồng GENPWTwoAxis Unit No H 𝐑𝐚 𝐱𝐝′ 𝐱𝐪′ 𝐱𝐝 𝐱𝐪 ′ 𝐓𝐝𝐨 ′ 𝐓𝐪𝐨 500.0 0.006 0.008 0.02 0.019 7.0 0.7 30.3 0.0697 0.170 0.0295 0.282 6.56 1.5 35.8 0.0531 0.0876 0.2495 0.237 5.7 1.5 28.6 0.0436 0.166 0.262 0.258 5.69 1.5 26.0 0.132 0.166 0.67 0.62 5.4 0.44 34.8 0.05 0.0814 0.254 0.241 7.3 0.4 26.4 0.049 0.186 0.295 0.292 5.66 1.5 24.3 0.057 0.0911 0.290 0.280 6.7 0.41 34.5 0.057 0.0587 0.2106 0.205 4.79 1.96 10 42.0 0.031 0.008 0.1 0.069 10.2 0.0 Bảng PL 2: Thơng số thiết bị điều khiển kích từ IEEE1 Bus 𝐓𝐫 𝐊𝐚 𝐓𝐚 𝐕𝐫𝐦𝐚𝐱 𝐕𝐫𝐦𝐢𝐧 𝐊𝐞 𝐓𝐞 𝐊𝐟 𝐓𝐟 𝐄𝟏 𝐒𝐄 (𝐄𝟏 ) 𝐄𝟐 𝐒𝐄 (𝐄𝟐 ) 39 0.06 -1 -0.0485 0.25 0.04 0.75 0.08 1.1 0.26 38 6.2 0.05 -1 -0.633 0.405 0.057 0.5 0.75 0.66 1.1 0.88 37 0.06 -1 -0.0198 0.5 0.08 0.75 0.13 1.1 0.34 36 0.06 -1 -0.525 0.5 0.08 0.75 0.08 1.1 0.314 35 40 0.02 10 -10 0.785 0.03 0.75 0.67 1.1 0.91 34 0.02 -1 -0.0419 0.471 0.0754 1.246 0.75 0.064 1.1 0.251 33 40 0.02 6.5 -6.5 0.73 0.03 0.75 0.53 1.1 0.74 32 0.02 -1 -0.047 0.528 0.0845 1.26 0.75 0.072 1.1 0.282 31 40 0.02 10.5 -10.5 1.4 0.03 0.75 0.62 1.1 0.85 30 40 0.02 10 -10 0.785 0.03 0.75 0.67 1.1 0.91 Bảng PL 3: Thông số thiết bị điều chỉnh tần số TGOV1 Bus 𝐑 𝐓𝟏 𝐕𝐦𝐚𝐱 𝐕𝐦𝐢𝐧 𝐓𝟐 𝐓𝟑 𝐃𝐭 30 0.05 0.4 1.5 31 0.05 0.4 -0.05 1.5 32 0.05 0.4 -0.05 1.5 33 0.05 0.4 -0.05 1.5 34 0.05 0.4 -0.05 1.5 35 0.05 0.4 -0.05 1.5 36 0.05 0.4 -0.05 1.5 37 0.05 0.4 -0.05 1.5 38 0.05 0.4 1.2 -0.05 1.5 39 0.1 0.8 1.5 -0.05 1.5 HVTH: Nguyễn Công Anh Vũ 54 LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh Bảng PL 4: Công suất định mức, công suất Pmax, Pmin máy phát, điện áp đầu cực máy phát, công suất định mức tải Bus Type Load Voltage [pu] MW Generator MVar MW MVar PQ - 0.00 0.00 0.00 0.00 PQ - 0.00 0.00 0.00 0.00 PQ - 322.00 2.40 0.00 0.00 PQ - 500.00 184.00 0.00 0.00 PQ - 0.00 0.00 0.00 0.00 PQ - 0.00 0.00 0.00 0.00 PQ - 233.80 84.00 0.00 0.00 PQ - 522.00 176.00 0.00 0.00 PQ - 0.00 0.00 0.00 0.00 10 PQ - 0.00 0.00 0.00 0.00 11 PQ - 0.00 0.00 0.00 0.00 12 PQ - 7.50 88.00 0.00 0.00 13 PQ - 0.00 0.00 0.00 0.00 14 PQ - 0.00 0.00 0.00 0.00 15 PQ - 320.00 153.00 0.00 0.00 16 PQ - 329.00 32.30 0.00 0.00 17 PQ - 0.00 0.00 0.00 0.00 18 PQ - 158.00 30.00 0.00 0.00 19 PQ - 0.00 0.00 0.00 0.00 20 PQ - 628.00 103.00 0.00 0.00 21 PQ - 274.00 115.00 0.00 0.00 22 PQ - 0.00 0.00 0.00 0.00 23 PQ - 247.50 84.60 0.00 0.00 24 PQ - 308.60 -92.00 0.00 0.00 25 PQ - 224.00 47.20 0.00 0.00 26 PQ - 139.00 17.00 0.00 0.00 27 PQ - 281.00 75.50 0.00 0.00 28 PQ - 206.00 27.60 0.00 0.00 29 PQ 283.50 26.90 0.00 0.00 30 PV 1.0475 0.00 0.00 250.00 31 PV 0.9820 9.20 4.60 32 PV 0.9831 0.00 0.00 33 PV 0.9972 0.00 34 PV 1.0123 35 PV 36 PV Min Max MW MW Unit No - 0.00 350.00 Gen10 - 0.00 1150.00 Gen2 650.00 - 0.00 750.00 Gen3 0.00 632.00 - 0.00 732.00 Gen4 0.00 0.00 508.00 - 0.00 608.00 Gen5 1.0493 0.00 0.00 650.00 - 0.00 750.00 Gen6 1.0635 0.00 0.00 560.00 - 0.00 660.00 Gen7 HVTH: Nguyễn Công Anh Vũ - 55 LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh 37 PV 1.0278 0.00 0.00 540.00 - 0.00 640.00 Gen8 38 PV 1.0265 0.00 0.00 830.00 - 0.00 930.00 Gen9 39 PV 1.0300 1104.0 250.0 1000.00 - 0.00 1100.00 Gen1 Bảng PL 5: Thông số điện trở RT, điện kháng XT thông số cài đặt đầu phân áp máy biến áp Line Data Transformer Tap From Bus To Bus 𝐑𝐓 𝐗𝐓 Magnitude Angle 12 11 0.0016 0.0435 1.0060 0.0000 12 13 0.0016 0.0435 1.0060 0.0000 31 0.0000 0.0250 1.0700 0.0000 10 32 0.0000 0.0200 1.0700 0.0000 19 33 0.0007 0.0142 1.0700 0.0000 20 34 0.0009 0.0180 1.0090 0.0000 22 35 0.0000 0.0143 1.0250 0.0000 23 36 0.0005 0.0272 1.0000 0.0000 25 37 0.0006 0.0232 1.0250 0.0000 30 0.0000 0.0181 1.0250 0.0000 29 38 0.0008 0.0156 1.0250 0.0000 19 20 0.0007 0.0138 1.0600 0.0000 Bảng PL 6: Thông số điện trở, điện kháng dung dẫn đường dây From To Branch Device Bus Bus Type R X B Line 0.0035 0.0411 0.6987 39 Line 0.0010 0.0250 0.7500 Line 0.0013 0.0151 0.2572 25 Line 0.0070 0.0086 0.1460 30 Transformer 0.0000 0.0181 0.0000 18 Line 0.0011 0.0133 0.2138 Line 0.0013 0.0213 0.2214 14 Line 0.0008 0.0129 0.1382 Line 0.0008 0.0128 0.1342 Line 0.0008 0.0112 0.1476 Line 0.0002 0.0026 0.0434 11 Line 0.0007 0.0082 0.1389 Line 0.0006 0.0092 0.1130 Line 0.0004 0.0046 0.0780 Line 0.0023 0.0363 0.3804 HVTH: Nguyễn Công Anh Vũ 56 LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS.TS.Quyền Huy Ánh 39 Line 0.0010 0.0250 1.2000 10 32 Transformer 0.0000 0.0200 0.0000 10 13 Line 0.0004 0.0043 0.0729 10 11 Line 0.0004 0.0043 0.0729 12 13 Transformer 0.0016 0.0435 0.0000 12 11 Transformer 0.0016 0.0435 0.0000 13 14 Line 0.0009 0.0101 0.1723 14 15 Line 0.0018 0.0217 0.3660 15 16 Line 0.0009 0.0094 0.1710 16 24 Line 0.0003 0.0059 0.0680 16 21 Line 0.0008 0.0135 0.2548 16 19 Line 0.0016 0.0195 0.3040 16 17 Line 0.0007 0.0089 0.1342 17 27 Line 0.0013 0.0173 0.3216 17 18 Line 0.0007 0.0082 0.1319 19 33 Transformer 0.0007 0.0142 0.0000 19 20 Transformer 0.0007 0.0138 0.0000 20 34 Transformer 0.0009 0.0180 0.0000 21 22 Line 0.0008 0.0140 0.2565 22 35 Transformer 0.0000 0.0143 0.0000 22 23 Line 0.0006 0.0096 0.1846 23 36 Transformer 0.0005 0.0272 0.0000 23 24 Line 0.0022 0.0350 0.3610 25 37 Transformer 0.0006 0.0232 0.0000 25 26 Line 0.0032 0.0323 0.5130 26 29 Line 0.0057 0.0625 1.0290 26 28 Line 0.0043 0.0474 0.7802 26 27 Line 0.0014 0.0147 0.2396 28 29 Line 0.0014 0.0151 0.2490 29 38 Transformer 0.0008 0.0156 0.0000 31 Transformer 0.0000 0.0250 0.0000 HVTH: Nguyễn Công Anh Vũ 57 ... 2.3: Chương trình sa thải tải ERCOT Tần số sa thải Tải sa thải 59.3 Hz 5% Tải hệ thống 58.9 Hz 15% Tải hệ thống 58.5 Hz 25% Tải hệ thống Từ Bảng 2.3 nhận thấy có cấp sa thải phụ tải ứng với mức... cần có nghiên cứu chun sâu để tìm giải pháp tối ưu mặt kỹ thuật lẫn kinh tế Luận văn ? ?Nghiên cứu sa thải phụ tải hệ thống điện dựa khoảng cách pha? ?? đề xuất phương pháp sa thải phụ tải sở phối hợp... thiết sa thải phụ tải mạng nơ-ron hồi quy nhằm đưa chiến lược điều khiển theo khoảng cách pha để trì hệ thống điện ổn định tần số xảy cố máy phát hệ thống điện Việc ưu tiên sa thải phụ tải nút