(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu sa thải phụ tải trong hệ thống điện có xét đến đa mục tiêu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ PHẠM HỒNG HẬU NGHIÊN CỨU SA THẢI PHỤ TẢI TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN CÓ XÉT ĐẾN ĐA MỤC TIÊU NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – 8520201 SKC007264 Tp Hồ Chí Minh, tháng 04/2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ PHẠM HỒNG HẬU NGHIÊN CỨU SA THẢI PHỤ TẢI TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN CÓ XÉT ĐẾN ĐA MỤC TIÊU NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – 8520201 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ PHẠM HỒNG HẬU NGHIÊN CỨU SA THẢI PHỤ TẢI TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN CÓ XÉT ĐẾN ĐA MỤC TIÊU NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – 8520201 Hướng dẫn khoa học: PGS.TS QUYỀN HUY ÁNH LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS TS QUYỀN HUY ÁNH i LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS TS QUYỀN HUY ÁNH ii LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS TS QUYỀN HUY ÁNH iii LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS TS QUYỀN HUY ÁNH iv LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS TS QUYỀN HUY ÁNH v LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS TS QUYỀN HUY ÁNH vi LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS TS QUYỀN HUY ÁNH vii Phụ tải hệ thống điện thành phần tiêu thụ điện Trong đó, phụ tải cấu thành từ loại tải: Phụ tải loại 1, phụ tải loại phụ tải loại cơng suất tối đa cịn dư 15.09 MW Vậy lượng công suất điều khiển thứ cấp hệ thống P Thu cap =15.09 MW Bảng Phần trăm đặc tính phụ tải nút tải hệ thống Lượng công suất sa thải phụ tải có xét đến điều khiển sơ cấp điều khiển thứ cấp để phục hồi tần số giá trị cho tính tốn theo cơng thức đề xuất (3) P LS Vậy lượng công suất sa thải phụ tải có xét đến điều khiển sơ cấp điều khiển thứ cấp hệ thống điện xảy cố máy phát nút 53 (PEAR138) mức tải 95% 18.21 MW ❖ Xếp hạng tải ưu tiên theo độ liên tục cung 88 LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS TS QUYỀN HUY ÁNH Bảng Phương sai giá trị thuộc tính Nút 53 Nút 54 Nút 55 Nút 56 ➢ Trọng số lớp tiêu chí Dựa vào phần trăm đặc tính tải trình bày bảng 3, biểu thức biểu thức Thực tính tốn phương sai hiệp phương sai phần tử ma trận hiệp phương sai Thành lập ma trận hiệp phương sai sau: 0.0210 0.0102 0.0108 C = 0.0102 0.0246 0.0144 0.0108 0.0144 0.0252 Ma trận hiệp phương sai tương đối B tính toán cách thực lấy cột hiệp phương sai cij chia cho hiệp phương sai cii B = 0.4863 0.5137 Phần tử ma trận quan hệ ưu tiên mờ pij tính tốn dựa phương sai đối tượng bảng 5, xác định qua biểu thức (20) (21) Việc xây dựng ma trận quan hệ ưu tiên mờ theo phương pháp phần giải vấn đề tính chủ quan Dựa việc tính phương sai, ma trận quan hệ ưu tiên mờ xây dựng dể dàng kết đồng Áp dụng biểu thức (11), thành lập ma trận so sánh A A = 1.0825 1.0951 Sau có ma trận so sánh A áp dụng biểu thức (13), (14) (15) thực tính tốn trọng số lớp tiêu chí Trọng số lớp tiêu chí trình bày bảng Áp dụng phương trình (22), xây dựng P ma trận thống dựa ma trận quan hệ ưu tiên mờ P Các phần tử đường chéo có giá trị 0.5 Sau sử dụng ma trận thống Bảng Trọng số lớp tiêu chí ω(i) ➢ P để xác định trọng số lớp đề án Trọng số lớp đề án tính tốn dựa mức độ ưu nhược điểm đề án Để có vấn đề này, cần biết khái niệm mức độ ưu tiên lớp đề án Khái niệm định nghĩa biểu thức (23) Áp dụng biểu thức (24), tính tốn số ưu tiên lớp đề án Kết trình bày từ bảng đến bảng Trọng số lớp đề án Các giá trị định lượng giá trị thuộc tính theo tiêu chí tính phương sai tương ứng Vi tính toán áp dụng biểu thức (19) bảng Kết trình bày bảng 89 LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS TS QUYỀN HUY ÁNH Bảng Chỉ số ưu tiên đề án ma trận thống P Bảng Chỉ số ưu tiên đề án ma trận thống P3 Tổng Bảng Chỉ số ưu tiên đề án ma trận thống P2 Tổng Trọng số lớp đề án tính dựa số ưu tiên Ri, áp dụng biểu thức (24) tính tốn trọng số lớp đề án Kết trình bày bảng Bảng Trọng số lớp đề án 90 Nút tải số Nút Nút Nút 10 Nút 12 Nút 13 Nút 14 Nút 15 Nút 16 Nút 17 LUẬN VĂN THẠC SĨ Nút 18 Nút 19 Nút 20 Nút 21 Nút 24 Nút 27 Nút 30 Nút 33 Nút 34 Nút 37 Nút 44 Nút 48 Nút 50 Nút 53 Nút 54 Nút 55 Nút 56 ➢ Trọng số mức độ ưu tiên liên tục cấp điện phụ tải Dựa kết tính tốn trọng số lớp tiêu chí lớp đề án, xác định trọng số đối tượng tải mà đặt từ trước biểu thức (25) Trọng số mức độ ưu tiên liên tục cấp điện phụ tải hệ thống trình bày bảng 10 Bảng 10 Trọng số mức độ ưu tiên liên tục cấp điện phụ tải hệ thống GVHD: PGS TS QUYỀN HUY ÁNH 91 ❖ Mối quan hệ nút máy phát bị cố nút tải khoảng cách pha Mối quan hệ khoảng cách pha nút máy phát bị cố nút tải khảo sát, thực sơ đồ hệ thống điện 37 nút máy phát trình bày bảng 11 Quy trình tìm mối quan hệ thực theo trình tự bước trình bày mục 2.3 Bảng 11 Mối quan hệ khoảng cách pha nút máy phát bị cố PEAR138 nút tải hệ thống Bus Bus Bus 10 Bus 12 Bus 13 Bus 14 Bus 15 Bus 16 Bus 17 Bus 18 Bus 19 Bus 20 Bus 21 Bus 24 Bus 27 Bus 30 Bus 33 Bus 34 Bus 37 Bus 44 Bus 48 Bus 50 Bus 53 Bus 54 Bus 55 Bus 56 Tổng LUẬN VĂN THẠC SĨ Hình Biểu đồ khoảng cách pha máy phát bị cố PEAR138 với nút tải ❖ Mối quan hệ nút máy phát nút tải khoảng cách điện áp Mối quan hệ khoảng cách điện áp nút máy phát bị cố nút tải khảo sát, thực sơ đồ hệ thống điện 37 nút máy phát trình bày bảng 12 Quy trình tìm mối quan hệ thực theo trình tự bước trình bày mục 2.4 Bảng 12 Mối quan hệ khoảng cách điện áp nút máy phát bị cố PEAR138 nút tải hệ thống Hình Biểu đồ khoảng cách điện áp máy phát bị cố PEAR138 với nút tải ❖ Trọng số quan trọng tiêu chí đề xuất Để tính tốn trọng số cho mục tiêu cần xét đến, phải thành lập ma trận phán đoán so sánh mục tiêu ý kiến chuyên gia Ma trận phán đoán trình bày bảng 13 Bảng 13 Ma trận phán đoán trọng số tầm quan trọng tiêu chí Mức tiên cấp điện Khoảng cách pha Khoảng cách điện áp Áp dụng biểu thứ (26), (27), (29) (30) thu vetor riêng ma trận phán đoán W = W1 ,W2 ,W3 T Vậy trọng số tầm quan trọng tiêu chí: Mức độ ưu tiên liên tục cấp điện, khoảng = 0.615 , 0.268 , 0.117 T 92 LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS TS QUYỀN HUY ÁNH ❖ Phân bố lượng công suất sa thải cách pha khoảng cách điện áp 0.615, 0.268, 0.117 ❖ Trọng số phân hạng thứ tự ưu tiên sa thải phụ tải Sau tính tốn giá trị trọng số tiêu chí, thực tính tốn trọng số tổng hợp nút tải hệ thống từ phân hạng thứ tự ưu tiên sa thải Áp dụng công thức (31) thứ tự ưu tiên sa thải trình bày bảng 14 Bảng 14 Trọng số phụ tải có xét đến trọng số tiêu chí Nút tải số Nút Nút Nút 10 Nút 12 Nút 13 Nút 14 Nút 15 Nút 16 Nút 17 Nút 18 Nút 19 Nút 20 Nút 21 Nút 24 Nút 27 Nút 30 Nút 33 Nút 34 Nút 37 Nút 44 Nút 48 Nút 50 Nút 53 Nút 54 Nút 55 Nút 56 Tổng nút tải Lượng công suất sa thải nút tải phân bố dựa lượng công suất sa thải phụ tải tối thiểu trọng số tổng hợp nút tải Áp dụng công thức (32), lượng công suất sa thải nút tải trình bày bảng 15 Bảng 15 Lượng cơng suất sa thải nút tải Để thấy hiệu rõ rệt phương pháp đề xuất phương pháp sa thải phụ tải sử dụng rơ le sa thải phụ tải tần số FRCC sử dụng để so sánh Quá trình sa thải phụ tải sử dụng rơ le sa thải tần số thực tần số giảm xuống ngưỡng cài đặt tần số Việc cắt tải thường thực theo bước dựa bảng cắt phụ tải dự kiến xác định dựa quy tắc chung kinh nghiệm có Các bảng cho biết lượng công suất tải nên sa thải vào bước thời gian thực sa thải phụ tải phụ thuộc vào suy giảm tần số trình trình bày bảng 16 Kết so sánh phương pháp sa thải phụ tải đề xuất phương pháp sa thải phụ tải tần số thể qua hình 93 LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS TS QUYỀN HUY ÁNH tính kỹ thuật mà cịn đảm bảo tính kinh tế Giảm thiểu tối đa thiệt hại kinh Bảng 16 Các bước sa thải phụ tải dựa rơ-le sa thải phụ tải tần số FRCC [6] Các bước UFLS A B C D E F L Hình Tần số hệ thống theo phương pháp đề xuất phương pháp sa thải phụ tải tần số Theo phương pháp sa thải phụ tải tần số lượng cơng suất sa thải phụ tải 9% so với tổng lượng công suất phụ tải hệ thống Với mức tải 95% lượng cơng suất phụ tải hệ thống 1032.49 MW lượng cơng suất sa thải phụ tải phương pháp truyền thống 92.92 MW Dựa vào biểu đồ hình thấy hiệu phương pháp đưa tần số hệ thống phạm vị cho phép Tuy nhiên, mức độ gây thiệt hại kinh tế phương pháp đề xuất giảm thiểu tối đa ảnh hưởng Có thể thấy lượng cơng suất sa thải phụ tải phương pháp đề xuất 18.21 MW nhỏ khoảng lần so với lượng công suất sa thải phụ tải phương pháp truyền thống 92.92 MW Dựa vào kết so sánh phương pháp sa thải phụ tải đề xuất đảm bảo phương sai Tiêu chí xếp hạng ưu tiên kết hợp với phương pháp xác định lượng công suất sa thải phụ tải tối thiểu đảm bảo tính kinh tế thực sa thải tế cho xí nghiệp, hộ dân, cơng ty, … đảm bảo hiệu tính kỹ thuật Vì lý chứng minh hiệu phương pháp đề xuất Bài báo nghiên cứu đề xuất phương pháp xác định khoảng cách pha khoảng cách điện áp nút hệ thống Với tiêu chí hệ thống đảm bảo tính kỹ thuật sa thải KẾT LUẬN Bài báo đề xuất phương pháp sa thải phụ tải đảm bảo tiêu chí kỹ thuật lẫn tiêu chí kinh tế Cụ thể, phương pháp sa thải phụ tải đề xuất cho phép tối ưu hóa lượng cơng suất cần sa thải nút tải dựa đa mục tiêu: Khoảng cách pha, khoảng cách điện áp xếp hạng ưu tiên dựa mức độ liên tục cung cấp điện Hiệu phương pháp đề xuất chứng minh hệ thống điện IEEE 37 nút – máy phát mô phần mềm simulation PowerWorld GOS 19 Kết mô phương pháp đề xuất đưa tần số xảy cố máy phát nút tải 53 (PEAR136) 56.56 Hz sau thực sa thải theo phương pháp đề xuất tần số hệ thống khơi phục 59.71 Hz với lượng công suất sa thải 18.21 MW So sánh với phương pháp sa thải phụ tải tần số lượng cơng suất sa thải 92.92 MW nhiều khoảng gấp lần so với phương pháp sa tải phụ tải đề xuất Thành phần cấu thành lên phụ tải bao gồm: phụ tải loại 1, phụ tải loại phụ tải loại Vì lý mà tầm quan trọng phụ tải lại khác nhau, phụ tải chiếm số tải quan trọng nhiều trọng số tầm quan trọng chiếm nhiều Ở đây, báo nghiên cứu đề xuất phương pháp xác định trọng số tầm quan trọng phụ tải hiệp phương sai từ ma trận hiệp 94 LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS TS QUYỀN HUY ÁNH TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Zhan Deng, Jianyu Wang Multi-sensor Data Fusion Based on Improved Analytic Hierarchy Process, Vol 8, January 2020, pages 9875 – 9895 [2] Bo Feng, Mengyin Fu, Hongbin Ma, Yuanqing Xia, and Bo Wang Kalman Filter With Recursive Covariance Estimation—Sequentially Estimating Process Noise Covariance, Vol 61, No 11, November 2014, pages 6253 – 6263 [3] Graz Austria, Tenth power systems computation conference, Chapter The difference electrical distances, page 544-547 [4]Jizhong Zhu, Optimization of Power System Operation, page 280, second edition, 2015 [5] Huy Anh Quyen, Quang Anh Bui, Trong Nghia Le, Tan Thanh Tung Le Optimal Load Shedding Based on Frequency, VoltageSensitivities and AHP Algorithm, AETA 2013: Recent Advances in Electrical Engineering and Related Sciences, pages75 – 84, January 2014 [6] D U Hau Aik, General-Order System Frequency Response Model Incorporating Load Shedding Analytic Modeling and Applications, IEEE Trans on Power Systems, 21, pages 709-717, 2006 Tác giả chịu trách nhiệm viết: Họ tên: Phạm Hồng Hậu Đơn vị: Khoa Điện – Điện tử Điện thoại: 0979880202 Email: hauph.ute@gmail.com 95 ... thuật điện 1.7 Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu ổn định tần số hệ thống điện xuất cố nguồn; Nghiên cứu phương pháp sa thải phụ tải hệ thống điện; Nghiên cứu phương pháp sa thải phụ tài xét lúc tiêu. .. MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ PHẠM HỒNG HẬU NGHIÊN CỨU SA THẢI PHỤ TẢI TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN CÓ XÉT ĐẾN ĐA MỤC TIÊU NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – 8520201 Hướng dẫn khoa học: PGS.TS QUYỀN HUY ÁNH LUẬN VĂN THẠC SĨ... hạn chế sa thải phụ tải Luận văn nghiên cứu đề xuất mơ hình: ? ?Nghiên cứu sa thải phụ tải áp dụng mạng nơron thuật toán AHP” để sa thải phụ tải nhằm đảm bảo trì ổn định động hệ thống điện xuất