(Luận văn thạc sĩ) Tối ưu hóa vị trí của thiết bị TCSC để cực đại phúc lợi xã hội trong thị trường điện

(Luận văn thạc sĩ) Tối ưu hóa vị trí của thiết bị TCSC để cực đại phúc lợi xã hội trong thị trường điện(Luận văn thạc sĩ) Tối ưu hóa vị trí của thiết bị TCSC để cực đại phúc lợi xã hội trong thị trường điện(Luận văn thạc sĩ) Tối ưu hóa vị trí của thiết bị TCSC để cực đại phúc lợi xã hội trong thị trường điện(Luận văn thạc sĩ) Tối ưu hóa vị trí của thiết bị TCSC để cực đại phúc lợi xã hội trong thị trường điện(Luận văn thạc sĩ) Tối ưu hóa vị trí của thiết bị TCSC để cực đại phúc lợi xã hội trong thị trường điện(Luận văn thạc sĩ) Tối ưu hóa vị trí của thiết bị TCSC để cực đại phúc lợi xã hội trong thị trường điện(Luận văn thạc sĩ) Tối ưu hóa vị trí của thiết bị TCSC để cực đại phúc lợi xã hội trong thị trường điện(Luận văn thạc sĩ) Tối ưu hóa vị trí của thiết bị TCSC để cực đại phúc lợi xã hội trong thị trường điện(Luận văn thạc sĩ) Tối ưu hóa vị trí của thiết bị TCSC để cực đại phúc lợi xã hội trong thị trường điện(Luận văn thạc sĩ) Tối ưu hóa vị trí của thiết bị TCSC để cực đại phúc lợi xã hội trong thị trường điện(Luận văn thạc sĩ) Tối ưu hóa vị trí của thiết bị TCSC để cực đại phúc lợi xã hội trong thị trường điện(Luận văn thạc sĩ) Tối ưu hóa vị trí của thiết bị TCSC để cực đại phúc lợi xã hội trong thị trường điện(Luận văn thạc sĩ) Tối ưu hóa vị trí của thiết bị TCSC để cực đại phúc lợi xã hội trong thị trường điện(Luận văn thạc sĩ) Tối ưu hóa vị trí của thiết bị TCSC để cực đại phúc lợi xã hội trong thị trường điện(Luận văn thạc sĩ) Tối ưu hóa vị trí của thiết bị TCSC để cực đại phúc lợi xã hội trong thị trường điện(Luận văn thạc sĩ) Tối ưu hóa vị trí của thiết bị TCSC để cực đại phúc lợi xã hội trong thị trường điện(Luận văn thạc sĩ) Tối ưu hóa vị trí của thiết bị TCSC để cực đại phúc lợi xã hội trong thị trường điện(Luận văn thạc sĩ) Tối ưu hóa vị trí của thiết bị TCSC để cực đại phúc lợi xã hội trong thị trường điện(Luận văn thạc sĩ) Tối ưu hóa vị trí của thiết bị TCSC để cực đại phúc lợi xã hội trong thị trường điện(Luận văn thạc sĩ) Tối ưu hóa vị trí của thiết bị TCSC để cực đại phúc lợi xã hội trong thị trường điện(Luận văn thạc sĩ) Tối ưu hóa vị trí của thiết bị TCSC để cực đại phúc lợi xã hội trong thị trường điện

Luận văn Thạc sĩ GVHD: TS Duơng Thanh Long LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu Luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực Luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn Luận văn rõ nguồn gốc Học viên thực Luận văn (Ký ghi rõ họ tên) Võ Văn La HVTH: Võ Văn La, MSHV: 1680606 iii Luận văn Thạc sĩ GVHD: TS Duơng Thanh Long LỜI CẢM ƠN Qua thời gian học tập Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM, giúp đỡ hướng dẫn q thầy cơ, tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp Tôi chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Phòng quản lý khoa học – Đào tạo sau đại học Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM tạo điều kiện thuận lợi cho học tập, nghiên cứu thực tốt đề tài thời gian qua Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Dương Thanh Long, Thầy tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tơi suốt trình thực luận văn tốt nghiệp Chân thành cảm ơn quý thầy, cô tận tâm dẫn, truyền đạt kiến thức cho trình học trường Xin gửi lời cảm ơn đến thành viên Hội đồng phản biện góp ý để tơi hồn thiện luận văn Cảm ơn bạn học viên lớp cao học Kỹ thuật điện 2016B đoàn kết, giúp đỡ suốt thời gian học tập Trường Trân trọng TP Hồ Chí Minh, ngày 28 tháng 04 năm 2018 Học viên Võ Văn La HVTH: Võ Văn La, MSHV: 1680606 iv Luận văn Thạc sĩ GVHD: TS Duơng Thanh Long TÓM TẮT Trong thị trường điện cạnh tranh, nghẽn mạch nguyên nhân làm giảm phúc lợi xã hội Vì vậy, quản lý nghẽn mạch, cực đại phúc lợi xã hội thách thức kỹ thuật cho người vận hành hệ thống Nghẽn mạch loại bỏ cách nâng cao khả truyền tải lưới điện TCSC thiết bị hiệu việc điều khiển trực tiếp dòng cơng suất, giúp lưới điện hữu cải thiện đáng kể khả truyền tải Trong đó, vị trí hợp lý TCSC giữ vai trị định đến hiệu vận hành hệ thống Luận văn áp dụng giải thuật PSO để xác định vị trí hợp lý TCSC Kết mơ hệ thống IEEE 30 nút cho thấy, phương pháp đề nghị có khả tìm vị trí tốt TCSC để loại bỏ nghẽn mạch cực đại phúc lợi xã hội HVTH: Võ Văn La, MSHV: 1680606 v Luận văn Thạc sĩ GVHD: TS Duơng Thanh Long ABSTRACT In a competitive electricity marke, Congestion leads to decreasing Social Welfare Hence, Congestion management, Social Welfare Maximization is one of the technical challenges for Independent System Operator (ISO) The congestion can be eliminated /alleviated by improving transfer capability of the network Thyristor controlled series compensators (TCSC), with its ability to directly control the power flow can be very effective to improve the operation of transmission network In which, proper location of TCSC plays key role for enhancement of system performance This thesis is applied PSO algorithm to determine proper location of TCSC Result simulation on IEEE 30 - bus system show that the proposed method is capable of finding the best location for TCSC installation to eliminate congestion and maximum Social Welfare HVTH: Võ Văn La, MSHV: 1680606 vi Luận văn Thạc sĩ GVHD: TS Duơng Thanh Long MỤC LỤC LÝ LỊCH KHOA HỌC ii LỜI CAM ĐOAN iii LỜI CẢM ƠN iv TÓM TẮT v ABSTRACT vi MỤC LỤC vii DANH SÁCH CÁC BẢNG xii CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Tổng quan: 1.2 Mục tiêu nhiệm vụ 1.3 Phương pháp giải 1.4 Giới hạn luận văn 1.5 Điểm luận văn .4 1.6 Phạm vi ứng dụng 1.7 Bố cục luận văn CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ THỊ TRƯỜNG ĐIỆN, NGHẼN MẠCH TRUYỀN TẢI VÀ FACTS 2.1 Giới thiệu 2.2 Các mơ hình thị trường điện 2.2.1 Mơ hình thị trường điện giới .8 2.2.2 Mơ hình thị trường điện Việt Nam 10 2.3 Những vấn đề truyền tải điện thị trường điện 13 2.4 Nghẽn mạch truyền tải thị trường điện .17 2.4.1 Khái quát về ngheñ ma ̣ch 17 2.4.2 Xác định nghẽn mạch .17 2.4.3 Ảnh hưởng nghẽn mạch 18 2.4.4 Quản lý nghẽn mạch thị trường điện 18 2.5.Tổng quan thiết bị FACTS 21 2.5.1 Phân loại thiết bị FACTS 23 2.6 TCSC (Thyristor Controlled Series Capacitor) .26 2.6.1 Mơ hình Tĩnh TCSC .28 CHƯƠNG 3: TỐI ƯU HÓA LẮP ĐẶT TCSC ĐỂ CỰC ĐẠI PHÚC LỢI XÃ HỘI 30 HVTH: Võ Văn La, MSHV: 1680606 vii Luận văn Thạc sĩ GVHD: TS Duơng Thanh Long 3.1 Giới thiệu 30 3.2 Lợi nhuận xã hội 31 3.3 Giải vấn đề phân bố công suất tối ưu 37 3.3.1 Hàm mu ̣c tiêu 37 3.4 Phúc lợi xã hội thành viên tham gia thị trường 40 3.5.Thuật toán tối ưu hóa bầy đàn PSO 41 3.5.1 Giới thiệu thuật toán tối ưu hóa bầy đàn: 41 3.5.2 Lich ̣ sử phát triể n của giải thuâ ̣t tố i ưu hóa bầ y đàn 41 3.5.3 Khái quát hóa giải thuâ ̣t tố i ưu hóa bầ y đàn .42 3.5.4 Mô ̣t số khái niê ̣m giải thuâ ̣t tố i ưu hóa bầ y đàn 44 3.5.5 Các bước viê ̣c xây dựng giải thuật PSO 45 3.5.6 Lưu đồ giải thuật PSO .46 3.5.7 Đặc điểm ứng dụng giải thuật PSO .46 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 48 4.1 Ứng dụng giải thuật PSO để tối ưu hóa cực đại phúc lợi xã hội: 48 4.2 Mô hệ thống IEEE 30 nút: .48 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN .57 5.1 Những kết đạt .57 5.2 Hướng phát triển đề tài 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 PHỤ LỤC 60 HVTH: Võ Văn La, MSHV: 1680606 viii Luận văn Thạc sĩ GVHD: TS Duơng Thanh Long DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT - FACTS (Flexible AC Transmission System): Hệ thống truyền dẫn AC linh hoạt - TCSC (Thyristor Controlled Series Compensator): Thiết bị bù dòng thyristor - PSO (Particle Swarm Optimization): Tối ưu hóa bầy đàn - TCPST (Thyristor-Controlled Phase-Shifting Transformer): Biến áp biến đổi pha điều khiển thyristor - IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers): Viện kỹ nghệ điện – điện tử - OPF (optimal power flow): Phân bố tối ưu luồng công suất - TTC (Totol Transfer Capability): khả tải công suất - GA (Genetic Algorithm): Giải thuật di truyền - HS EA (Harmony search algorithm Evolutionary Algorithm): Giải thuật tiến hóa - IC (Investment Cost): Chi phí đầu tư - LP (Linear Programming): Bài tốn tuyến tính - NLIMP (Non-linear Integer Mixed Problem): Bài toán hỗn hợp số nguyên phi tuyến - NLP (Non-linear Programming): Bài toán phi tuyến - OC (Operation Cost): Chi phí vận hành - PL (Power Losses): Tổn thất công suất HVTH: Võ Văn La, MSHV: 1680606 ix Luận văn Thạc sĩ GVHD: TS Duơng Thanh Long DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 2.1 Mơ hình cơng ty điện lực độc quyền liên kết dọc truyền thống Hình 2.2 Mơ hình cấu trúc thị trường điện Hình 2.3 Các cấp độ phát triển thị trường điện Việt Nam 11 Hình 2.4 Các cấ p độ phát triể n thi ̣ trường điện Việt Nam điều chỉnh cập nhật .12 Hình 2.6 Mô hinh Thị trường phát điện cạnh tranh 13 Hình 2.6 Mơ hinh Thị trường buôn bán điện cạnh tranh 13 Hình 2.7 Mơ hình thị trường bán lẻ điện cạnh tranh 13 Hình 2.8 Mơ hình cấ u trúc thi ̣trường điện Việt nam 15 Hình 2.9 Mơ hình thị trường điện tập trung 16 Hình 2.10 Hệ thống nút không ràng buộc 20 Hình 2.11 Hệ thống nút bị ràng buộc .20 Hình 2.12 Ứng dụng FACTS -bù song song (sơ đồ mạch) 25 Hình 2.13: Sơ đồ cấu tạo TCSC 26 Hình 2.14: Mơ hình hóa đường dây truyền tải có TCSC 28 Hình 3.1 Thặng dư sản xuất 31 Hình 3.2 Thặng dư tiêu thụ 32 Hình 3.3 Phúc lợi xã hội 33 Hình 3.4 Thặng dư tiêu thụ khách hàng trường hợp khơng có ràng buộc .34 Hình 3.5 Thặng dư tiêu thụ khách hàng trường hợp có ràng buộc khơng có TCSC 35 Hình 3.6 Các Thặng dư trường hợp có ràng buộc có TCSC 36 Hình 3.7 Khái niệm thay đổi điểm tìm kiếm PSO 44 Hình 3.8 Lưu đồ chung cho giải thuật PSO 46 Hình 4.1 Lưu đồ chương trình 48 Hình 4.2 Sơ đồ hệ thống điện IEEE 30 nút .49 HVTH: Võ Văn La, MSHV: 1680606 x Luận văn Thạc sĩ GVHD: TS Duơng Thanh Long Hình 4.3 Kết tính tốn cực đại phúc lợi xã hội dựa PSO khơng TCSC 52 Hình 4.4 Biểu đồ điện áp nút .53 Hình 4.5 Biểu đồ công suất truyền đường dây 53 Hình 4.6 Hàm lợi ích xã hội đứt đường dây 6-8 có khơng có TCSC lưới qua vòng lặp 54 Hình 4.7 Điện áp nút Khi đứt dây có khơng có TCSC .54 Hình 4.8 Hàm lợi ích xã hội đứt đường dây 9-10 có khơng có TCSC lưới qua vòng lặp 55 Hình 4.9 Điện áp nút Khi đứt dây có khơng có TCSC 55 HVTH: Võ Văn La, MSHV: 1680606 xi Luận văn Thạc sĩ GVHD: TS Duơng Thanh Long DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 4.1 Thông số nút 49 Bảng 4.2 Thông số đường dây 50 Bảng4 Thông số máy phát 51 Bảng 4.4 Bảng thông số PSO 51 Bảng 4.5 Kết tối ưu phúc lợi xã hội có khơng có TCSC 51 Bảng 4.6 Kết tối ưu phúc lợi xã hội trường hợp đứt dây 56 HVTH: Võ Văn La, MSHV: 1680606 xii Luận văn Thạc sĩ GVHD: TS Duơng Thanh Long mpc=loadcase('case30_2'); %mpc.bus(:,[3 4])=mpc.bus(:,[3 4])*1.3; %mpc.bus(:,3)=mpc.bus(:,3)*1.3; model=mpc; model.branch(10,:)=[]; % xoa duong day 9-10 %ResultOriginal=runpf2(mpc); %CostFunction=@(xhat) fitness_01(xhat,model,ResultOriginal); CostFunction=@(xhat) fitness_02(xhat,model); a=model.bus(:,3)>0; b=sum(a); % b la so bus co gan phu tai % so element mot agent duoc sap theo thu tu % cac bus co gan phu tai % cac nhanh day de gan TCSC % cac active power va reactive power cua may phat %nVar=b+size(mpc.branch,1)+size(mpc.gen,1)-1; nVar=b+size(model.gen,1)-1; VarSize=[1 nVar]; % Decision Variables Matrix Size VarMin=0; % Lower Bound of Variables VarMax=1; % Upper Bound of Variables MaxIt=300; % Maximum Number of Iterations nPop=100; % Population Size (Swarm Size) w=0.2; % Inertia Weight wdamp=1; % Inertia Weight Damping Ratio c1=0.7; % Personal Learning Coefficient c2=1.0; % Global Learning Coefficient % Velocity Limits VelMax=(VarMax-VarMin); VelMin=-VelMax; mu = 0.2; % Mutation Rate empty_particle.Position=[]; empty_particle.Cost=[]; empty_particle.Sol=[]; empty_particle.Velocity=[]; empty_particle.Best.Position=[]; empty_particle.Best.Cost=[]; empty_particle.Best.Sol=[]; particle=repmat(empty_particle,nPop,1); BestSol.Cost=inf; i=1; for i=1:nPop % disp(['mo phong lan thu: ' num2str(i)]) % Initialize Position HVTH: Võ Văn La, MSHV: 1680606 67 Luận văn Thạc sĩ GVHD: TS Duơng Thanh Long particle(i).Position=unifrnd(VarMin,VarMax,VarSize); % Initialize Velocity particle(i).Velocity=zeros(VarSize); % Evaluation [particle(i).Cost, particle(i).Sol]=CostFunction(particle(i).Position); % Update Personal Best particle(i).Best.Position=particle(i).Position; particle(i).Best.Cost=particle(i).Cost; particle(i).Best.Sol=particle(i).Sol; % Update Global Best if particle(i).Best.Cost