Luận văn Xác định vị trí và dung lượng hợp lý của TCSC để chống nghẽn mạch trên đường dây truyền tải

Luận văn Xác định vị trí và dung lượng hợp lý của TCSC để chống nghẽn mạch trên đường dây truyền tải Đề tài tập trung vào việc đánh giá và phân tích các phương pháp xác định giá truyền tải điện và...

HUTECH i B GIÁO DC VÀ ÀO TO TRNG I HC K THUT CÔNG NGH TP.HCM TÔ VN TRC XÁC NH V TRÍ VÀ DUNG LNG HP LÝ CA TCSC  CHNG NGHN MCH TRÊN NG DÂY TRUYN TI LUN VN THC S CHUYÊN NGÀNH: THIT B, MNG VÀ NHÀ MÁY IN MÃ S : 60 52 50 TP. H Chí Minh, tháng 06 nm 2012 HUTECH i B GIÁO DC VÀ ÀO TO TRNG I HC K THUT CÔNG NGH TP.HCM TÔ VN TRC XÁC NH V TRÍ VÀ DUNG LNG HP LÝ CA TCSC  CHNG NGHN MCH TRÊN NG DÂY TRUYN TI LUN VN THC S CHUYÊN NGÀNH: THIT B, MNG VÀ NHÀ MÁY IN MÃ S : 60 52 50 HNG DN KHOA HC: TS. TRNG VIT ANH TP. H Chí Minh, tháng 06 nm 2012 HUTECH ii CÔNG TRÌNH C HOÀN THÀNH TI TRNG I HC K THUT CÔNG NGH TP. HCM Cán b hng dn khoa hc : TS. Trng Vit Anh Cán b phn bin 1: TS. Võ Vit Cng Cán b phn bin 2: TS. Nguyn Vin Quc Lun vn thc s đc bo v ti Trng i hc K thut Công ngh TP. HCM ngày 14 tháng 07 nm 2012. Thành phn Hi đng đánh giá lun vn thc s gm: 1. TS. Nguyn Thanh Phng Ch tch Hi đng 2. TS. Võ Vit Cng Phn bin 1 3. TS. Nguyn Vin Quc Phn bin 2 4. PGS. TS. Trn Thu Hà U Viên 5. TS. Võ Hoàng Duy Th ký Xác nhn ca Ch tch Hi đng đánh giá lun vn và Khoa qun lý chuyên ngành sau khi lun vn đã đc sa cha. Ch tch Hi đng đánh giá Lun vn Khoa qun lý chuyên ngành HUTECH iii TRNG H K THUT CÔNG NGH TP. HCM PHÒNG QLKH – TSH CNG HÒA XÃ HI CH NGHA VIT NAM c lp - T do - Hnh phúc Tp. H Chí Minh, ngày … tháng… nm 2012 NHIM V LUN VN THC S H tên hc viên: Tô Vn Trc Gii tính: Nam. Ngày, tháng, nm sinh: 10/11/1974 Ni sinh: Bình nh Chuyên ngành: Thit b, mng và nhà máy đin MSHV:1081031054 I. TÊN  TÀI: Xác đnh v trí và dung lng hp lý ca TCSC đ chng nghn mch trên đng dây truyn ti. II. NHIM V VÀ NI DUNG: - Xác đnh v trí và dung lng hp lý ca TCSC đ chng nghn mch trên đng dây truyn ti. - Xây dng gii thut xác đnh mt ct ti thiu trên graph ca h thng đin. - Xây dng gii thut xác đnh v trí và dung lng TCSC trên li đin. - ng dng thc t và so sánh vi mt s công trình nghiên cu v OPF. III. NGÀY GIAO NHIM V: ngày 15 tháng 09 nm 2011. IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIM V: ngày 15 tháng 06 nm 2012. V. CÁN B HNG DN: TS. Trng Vit Anh Cán b hng dn Khoa qun lý chuyên ngành TS. Trng Vit Anh HUTECH iv LI CAM OAN Tôi xin cam đoan rng lun vn vi ni dung “Xác đnh v trí và dung lng hp lý ca TCSC đ chng nghn mch trên đng dây truyn ti” là công trình nghiên cu ca riêng tôi, di s hng dn ca TS. Trng Vit Anh. Các s liu, kt qu mô phng nêu trong lun vn là trung thc, có ngun trích dn và cha đc công b trong các công trình nghiên cu khác. Tp. H Chí Minh, ngày 15 tháng 06 nm 2012 Ngi thc hin lun vn Tô Vn Trc HUTECH v LI CM N  hoàn thành đ tài lun vn thc s đúng thi hn, bên cnh s c gng ca bn thân còn có s hng dn nhit tình ca quý thy cô, cng nh s đng viên ng h ca gia đình và bn bè trong sut quá trình hc tp nghiên cu và thc hin lun vn. Xin chân thành bày t lòng bit n sâu sc đn thy TS. Trng Vit Anh và gia đình đã ht lòng giúp đ và to điu kin tt nht cho tôi hoàn thành lun vn này. Xin chân thành bày t lòng bit n đn toàn th quý thy cô Trng i hc K Thut Công Ngh thành ph H Chí Minh đã tn tình truyn đt nhng kin thc quý báu cng nh to mi điu kin thun li cho tôi trong sut thi gian hc tp nghiên cu ti trng. Xin chân thành bày t lòng bit n đn gia đình, nhng ngi đã không ngng đng viên, h tr và to mi điu kin tt nht cho tôi trong sut thi gian hc tp và thc hin lun vn. Cui cùng, tôi xin chân thành cm n đn các anh ch và các bn đng nghip đã h tr cho tôi trong sut quá trình hc tp nghiên cu và thc hin lun vn mt cách hoàn chnh. Tp. H Chí Minh, ngày 15 tháng 06 nm 2012 Ngi thc hin lun vn Tô Vn Trc HUTECH vi TÓM TT Nhng h thng đin hin hu luôn tn ti các nhánh xung yu nht có kh nng dn đn quá ti thng xuyên. Khi mng li truyn ti đin b nghn mch đó là mt trong nhng nguyên nhân đy giá thành sn xut và bán đin tng cao. Bng nhiu gii pháp, các nhà cung cp đin luôn tìm cách gim chi phí sn xut đin nng khi b s c quá ti v gn vi chi phí lúc bình thng. Mt trong nhng gii pháp đc đ cp trong ni dung nghiên cu “ Xác đnh v trí và dung lng hp lý ca TCSC đ chng nghn mch trên đng dây truyn ti ” là ng dng tính hiu qu ca TCSC trong điu khin dòng công sut trên li đ chng quá ti.  gii quyt bài toán đt ra, ni dung nghiên cu đc trình bày trong sáu chng. Nghiên cu lý thuyt mt ct ti thiu, ng dng gii thut max-flow và Powerworld đ xác đnh tp hp nhng nhánh yu nht ca h thng đin m ra nhiu hng nghiên cu mi cho bài toán chng quá ti. Ni dung nghiên cu cng ch ra rng: vn đ trng tâm ca bài toán chng quá ti là làm sao xác đnh đc đim thng xuyên b quá ti và xác đnh v trí, dung lng hp lý đt TCSC đ chng nghn mch hiu qu trên h thng đin. Tính hiu qu và kh nng ng dng ca gii pháp đã đ xut đc kim chng trên các h thng đin ba nút, by nút, mi bn nút ca IEEE và li đin đng bng Sông Cu Long 9 nút. Nhng kt qu rút ra t các li đin trên cho thy kh nng khoanh vùng, tìm kim tp hp nhánh xung yu nht, xác đnh v trí và dung lng ca TCSC trong h thng đin nhanh chóng, chính xác, hiu qu đem li li ích kinh t cao trong truyn ti h thng đin. HUTECH vii ABSTRACT The existing electrical systems always existing the weakest branches can lead to overload regularly. When the power transmission network will be congestion, that is the reason of price of electricity production and of selling electricity to rise. In many solutions, the power suppliers always look for ways to reduce production costs at power problems same to at normal. One of the solutions mentioned in the contents of this research is an effective application of TCSC (Thyristor Controlled Seriers Capacitor) to control of power flow on the grid to against overload. To solve this problem, content of the research is presented in six chapters. Research of minimun cut-set theory, Powerworld and max-flow algorithms application to determine the set of the electrical system's weakest branches opens many new ways of research against overload. The content of the research also indicates that: the key matter of the effectively anti-overload problem is how to discover the frequently overload points and to specify the suitable location and capacity to put TCSC. The effectiveness and applibility of the solutions proposed were verified on the power system with three buses, seven ones and fourteen ones of IEEE and the electricity network with nine ones of Mekong River Delta. The results drawn from the above networks are that the ability to localize, to search the set of the weakest branches of power system, and to specify the suitable location and capacity of TCSC in the power system quickly, exactly and effectively brings high economic profic in the transmission of the electricity system. HUTECH viii MC LC Li cam đoan iv Li cm n v Tóm tt vi Abstract vii Chng 1: Gii thiu 1 1.1 t vn đ 1 1.2 Mc tiêu và nhim v ca lun vn 2 1.3 Phm vi nghiên cu 3 1.4 Các bc tin hành 3 1.5 im mi ca lun vn 3 1.6 Giá tr thc tin ca lun vn 3 1.7 Ni dung ca lun vn 3 1.8 Tài liu tham kho 4 Chng 2: Tng quan 5 2.1 Nâng cao kh nng truyn ti ca h thng đin 5 2.2 Các công trình nghiên cu trc đây 7 2.2.1 iu đ k hoch ngun phát đin 7 2.2.2 iu đ ti 8 2.2.3 M rng đng dây truyn ti 9 2.3 Các loi thit b Facts 11 2.3.1 SVC (Static Var Compensator) 11 2.3.2 STATCOM (Static Synchronous Compensator) 13 2.3.3 UPFC (Unified Power Flow Controlled) 15 2.3.4 TCSC (Thyristor Controlled Series Capacitor) 15 2.4  xut phng án s dng TCSC 18 HUTECH ix 2.4.1 Gii quyt đ ht quá ti khi tng ti 18 2.4.2 Nhn xét 21 2.5 Nhn xét và đ xut s dng mt ct ti thiu 22 2.5.1 Nhn xét 22 2.5.2  xut s dng mt ct ti thiu 24 2.5.2.1 Gii thiu 24 2.5.2.2 Lý thuyt v mt ct ti thiu dòng công sut cc đi 26 2.6 ng dng trong h thng đin 27 2.7 Nhn xét chung 32 Chng 3: C s lý thuyt 33 3.1 Bài toán nâng cao kh nng ti dùng TCSC 33 3.2 Phân b công sut ti u gia các nhà máy đin 34 3.3 S dng thut toán Min-cut đ xác đnh nhng nhánh ng viên đt TCSC 37 3.4 Xác đnh nhánh đt TCSC đ gim giá thành TCSC 41 3.5 Phát biu lut đt TCSC 42 3.6 Lu đ xác đnh v trí và dung lng TCSC 43 Chng 4: Mô phng ng dng 44 4.1 S đ li đin 3 thanh cái 44 4.2 S đ li đin 7 thanh cái 55 4.3 Kho sát li đin 14 thanh cái 71 Chng 5: Kho sát trên h thng đin Vit Nam 72 Chng 6: Kt lun và hng phát trin đ tài 105 6.1 Kt lun 105 6.2 Hng phát trin đ tài 106 Tài liu tham kho 108 Ph lc 110 [...]... không có SVC và có SVC 5 Hình 2.4: C FC ình c 6 Hình 2.5: C ình nâng cao c + FC 7 Hình 2.6: S STATCOM 8 Hình 2.7: Nguyên t c ng h 12 à TCR + 13 à TCR + TSC 13 14 g su 14 xiii 9 Hình 2.8: S 10 Hình 2.9: S 16 11 Hình 2.10: Mô hình TCSC 19 Hình 2.11: 15 ình TCSC trên nhánh i- 19 j 13 Hình 2.12: C 14 Hình 2.13: M 15 Hình 2.14: S và hai nút trung gian 16 Hình 2.15: Mô hình hoá m bi H U TE 12 ên lý 17 Hình... i và Vj j ên nhánh i- bij sin ij ij bij cos (2.13) ij ij (2.14) 19 và Qij l ij ij= bij và gij, b ij à công su à dung d -j rij 2 (2.15) 2 xij rij xij rij2 (2.16) 2 xij ij, xij -j gij/2 H U TE jbij/2 C H g ij i- j à công su gij/2 Hình 2.10: Mô hình gij/2 jbij/2 Hình 2.11: jbij/2 C gij/2 jbij/2 ình TCSC trên nhánh i-j Mô hình 2.10 ình ì TCSC – ... vC 2 t ; t VCF và Im: TCSC VCF Im XC 2 XC (XC 2 2 4X C k tan cos 2 2 ( X C X L ) (k 1) sin 2 C H X TCSC ( ) XL) bi X net V 2.4 net = (2.11) XTCSC / XC là: H U TE C tan 1 (X C 4XC cos 2 ( / 2) k tan(k / 2) tan( / 2) ( X C X L ) ( k 2 1) (2.12) sin XC XL) = 2( - ) là góc d 2.4.1 Gi t Xét mô hình ình v à j Giá tr i th à công su Pij Qij Vi 2 gij VV j g ij cos i Vi 2bij VV j g ij sin i i và Vj j ên nhánh... c 1.2 M êu và nhi M êu - Nhi - Xây d - gi Xây d - 1.3 Ph - Nghiên c ên graph c à so sánh v ên c à lu ài ên H U TE TCSC b gi C H nhi ình nghiên c 3 - S òng công su - Nghiên c ùt truy - ài toán c 1.4 ành - Thu th ài li ên quan t b báo và internet à mô ph ùng ph 1.5 - Xây d ìm lu - Xây d 1.6 H U TE cao kh C H - Gi Giá tr - ình hay l ài báo và m nam Vi - S àm tài li - S àm tài li 1.7 N N 6 - lý thuy 4:... Phân b l TCSC trên nhánh 1-5 (t su 85 56 Hình 4.32: Phân b l su 86 57 Hình 4.33: 58 Hình 5.1: S 59 Hình 5.2: Mô hình hoá l 60 Hình 5.3a: Danh sách lát c max-flow ên 92 61 Hình 5.3b: Danh sách lát c max-flow ên 93 ên nhánh 1-5 ( t àn v 87 90 C H ên max-flow 92 Hình 5.4 Phân b 100% công su 96 63 Hình 5.5 Phân b 105% công su 97 64 Hình 5.6: Ph 65 Hình 5.7: Phân b l su 66 Hình 5.8: Phân b TCSC trên nhánh... 2.3.3 UPFC (Unified Power Flow Controlled): ên lý H U TE Hình 2.8: UPFC (Unified Power Flow Controlled): là b su nh à góc pha Vi i - - Gi - Gi - Nâng cao và - òng công su Trong lu ày tác gi à tác d à thi ngh 2.3.4 TCSC (Thyristor Controlled Series Capacitor) Các b b ùn àm n xoay chi 16 t khi ày m t ùd liên t à nhanh chóng Nh à: - Gi - Gi - òng công su TCSC bao g ù C, cu ào m à SCR2 (hình 2.9) H U TE... ph ên m ên h t m à khi PL thì theo bi H U TE s C H Khi có s à Pgi p này theo bi ' Ci ( Pgi ) C1 Khi chi phí s C2 tiêu th ì giá bán ày gây b doanh s à à cung c àng trên th gn Bài toán phân b s 1) dây t Tuy nhiên bài toán này g ìg ên ph dây không còn quá t 2) 2 làm cho C1 < C2 C1 có th th ành m quá t hoàn toàn b công su Ngành công ngh FACTS có th ên, vi òng) b 7 h ì ph S ên b à công su nhu òi h ài toán... Lát c Danh m STT 1 Tên b B FACTS Trang 22 2 B 29 3 B 30 4 B 58 5 B c 59 xi 6 B -2 và nhánh 1-3 B 7 8 c ày làm vi 63 B B 10 65 B 11 12 à th B 14 15 16 hoàn v àt t B B H U TE 13 66 C H 9 c B nhánh 1-2 và nhánh 1-5 B êu th B 19 20 21 22 75 76 80 82 à th B 71 81 B 18 70 80 B 17 62 àn v à t 87 88 quá t B 94 B 95 c B ánh 2-8 và nhánh 8-6 97 xii B làm vi 23 24 ày 98 B 100 25 B 100 26 B 101 27 B à th B àt t... 3.3: T Hình 3.4: L c Hình 3 và công su 26 êu 27 28 ên m ìm ình max-flow 23 30 t 38 40 46 xiv 25 26 Hình 4.1: S 47 Hình 4.2: D ình tính maxình hoá 27 Hình 4.3: Danh sách các ch ình 28 Hình 4.4: Danh sách các ch ình 29 Hình 4.5 Mô ph Powerworld 30 Hình 4.6: Mô ph b 49 C H Hình 4.7 Thông s 49 50 H U TE 31 hi 48 51 ào khi t 52 32 Hình 4.8 Danh sách lát c 33 Hình 4.9: Thông s và 3 lên 50% 34 Hình 4.10: Danh... òng công su TCSC bao g ù C, cu ào m à SCR2 (hình 2.9) H U TE C H thyr ù n Hình 2.9: S Các góc m h ù d g toán h dv dt (2.5) diL dt (2.6) iC C v L iS iC (2.7) iL iL và iC: là giá tr iS: là dòng òng th à cu 17 T 1 Z td j (2.8) 1 L C àm vi C1/ k 1 1 LC r v k r , 1 L 1 C : (2.9) XC XL XC ành bình th vC1 T Im . NHIM V VÀ NI DUNG: - Xác đnh v trí và dung lng hp lý ca TCSC đ chng nghn mch trên đng dây truyn ti. - Xây dng gii thut xác đnh. ni dung nghiên cu “ Xác đnh v trí và dung lng hp lý ca TCSC đ chng nghn mch trên đng dây truyn ti ” là ng dng tính hiu qu ca TCSC