(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thuật toán giảm tổn thất công suất trên lưới phân phối(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thuật toán giảm tổn thất công suất trên lưới phân phối(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thuật toán giảm tổn thất công suất trên lưới phân phối(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thuật toán giảm tổn thất công suất trên lưới phân phối(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thuật toán giảm tổn thất công suất trên lưới phân phối(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thuật toán giảm tổn thất công suất trên lưới phân phối(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thuật toán giảm tổn thất công suất trên lưới phân phối(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thuật toán giảm tổn thất công suất trên lưới phân phối(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thuật toán giảm tổn thất công suất trên lưới phân phối(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thuật toán giảm tổn thất công suất trên lưới phân phối(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thuật toán giảm tổn thất công suất trên lưới phân phối(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thuật toán giảm tổn thất công suất trên lưới phân phối(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thuật toán giảm tổn thất công suất trên lưới phân phối
LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 09 năm 2013 (Ký tên ghi rõ họ tên) LỜI CẢM TẠ Điều trước tiên, tơi xin tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến Thầy PGS.TS Quyền Huy Ánh, người Thầy tận tình trực tiếp hướng dẫn, cung cấp tài liệu vơ q giá dìu dắt tơi thực hoàn thành luận văn tốt nghiệp Xin chân thành cám ơn đến tất Q Thầy, Cơ giảng dạy, trang bị cho kiến thức bổ ích q báu suốt q trình học tập nghiên cứu sau Xin cảm ơn Gia đình tạo điều kiện để tơi n tâm học tập tốt suốt thời gian vừa qua Xin cảm ơn tất bạn bè thân thuộc động viên, tạo điều kiện thuận lợi hỗ trợ cho tơi nhiều q trình học tập, cơng tác suốt thời gian thực luận văn Xin cảm ơn Anh Chị em học viên cao học khóa 2011A, người ln giành tình cảm sâu sắc nhất, bên cạnh, động viên, khuyến khích tơi vượt qua khó khăn suốt thực luận văn TP.Hồ Chí Minh, tháng 09 năm 2013 Người thực Hà Huy Chiến TÓM TẮT LUẬN VĂN Luận văn nghiên cứu trạng thái đóng cắt tối ưu khóa điện hệ thống phân phối Các mục tiêu điểm luận văn sau: Các mục tiêu luận văn: 1.1 Nghiên cứu phương pháp tối ưu trạng thái đóng cắt khóa điện hệ thống phân phối 1.2 Đưa phương pháp tìm kiếm trạng thái đóng cắt tối ưu khóa điện hệ thống phân phối, áp dụng để tính tốn vận hành hệ thống phân phối địa phương Điểm luận án: 2.1 Áp dụng thuật toán Heuristic với nguyên tắc tham lam chọn lọc xén vào toán tái cấu trúc lưới điện Với thuật tốn này, tìm kết cách nhanh chóng điều kiện ràng buộc thỏa mãn kết chấp nhận 2.2 Đưa thuật tốn Heuristic kết hợp chọn lọc cuc có lai ghép để khắc phục thiếu sót thuật tốn Heuristic tham lam Kết so sánh với kết hệ thống mẫu tạp chí IEEE ABSTRACT This thesis research on the optimum of the state of switches in distribution system The goals and new points of this thesis read as follows: The goals of thesis: 1.1 Generally researching on the methods of the optimum of state of switches in distribution system 1.2 Bringing out a method of finding an optimal state of switches, which can be applied to calculate and to operate the distribution system in local New points of thesis: 2.1 Applying Heuristic algorithm with Greedy principle and cutting selection to the problem reconfiguration radial network With this algorithm, we can find the results quickly while the bound conditions are satisfied and the results can be accepted 2.2 Giving a heuristic algorithm combined with selective partial hybrids to overcome the shortcomings of the greedy heuristic algorithm The results were compared with the results of the prototype system on the IEEE Journal MỤC LỤC Trang Đặt vấn đề CHƢƠNG : TỔNG QUAN 1.1 Sơ lược hệ thống điện 1.2 Vai trò lưới điện phân phối 1.3 Đặc điểm chung lưới điện phân phối 1.4 Giới thiệu toán 1.5 Phân loại phương pháp giải toán tái cấu trúc 1.6 Mục tiêu nhiệm vụ luận văn 10 1.6.1 Các mục tiêu 10 1.6.2 10 Các nhiệm vụ cụ thể 1.6.3 Phương pháp nghiên cứu 11 CHƢƠNG : CƠ SỞ LÝ THUYẾT 12 2.1 Mơ hình toán tái cấu trúc mạng điện 12 2.2 Thuật toán di truyền (GA) 2.2.1 Giới thiệu 14 14 2.2.2 Các phép toán thuật toán di truyền 14 2.2.3 Cấu trúc thuật toán di truyền tổng quát 19 2.2.4 Kết luận 20 2.3 Thuật giải Heuristic 22 2.3.1 Tổng quan 22 2.3.2 Nội dung thuật giải Heuristic 22 Các phương pháp tìm kiếm Heuristic 25 2.3.3.1 Cấu trúc chung tốn tìm kiếm 25 2.3.3 2.3.3.2 Tìm kiếm chiều sâu tìm kiếm chiều rộng 26 2.3.3.3 Tìm kiếm leo đồi 29 2.3.3 Các phương pháp tìm kiếm Heuristic 22 CHƢƠNG : ÁP DỤNG THUẬT TOÁN HEURISTIC VÀO BÀI TOÁN 31 3.1 Phát biểu thuật giải Heuristic 31 3.2 Lưu đồ mơ tả thuật tốn Heuristic tham lam 33 CHƢƠNG : ÁP DỤNG THUẬT TOÁN HEURISTIC CẢI TIẾN VÀO BÀI TOÁN 4.1 Giới thiệu phương pháp Heuristic kết hợp chọn lọc cục có lai ghép 38 4.2 Phép chọn lọc thuật toán Genetic 38 4.2.1 Quy tắc chọn lọc xén 39 4.2.2 Quy tắc chọn lọc theo bàn Roulete 39 4.2.3 Quy tắc chọn lọc theo kiểu rải 41 4.2.4 Quy tắc chọn lọc cục 42 4.2.5 Quy tắc chọn lọc nhiều lần 42 4.3 Thuật tốn Heuristic kết hợp chọn cục có lai ghép giải tốn giảm tổn thất cơng suất 43 4.4 Giới thiệu thuật toán Heuristic tham lam chọn lọc Xén CHƢƠNG : KẾT QUẢ CHƢƠNG TRÌNH 5.1 Mạng nguồn 5.2 Mạng 32 nút tải 5.3 Nhận xét CHƢƠNG : KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 Kết luận 6.2 Hướng phát triển Tài liệu tham khảo 47 49 52 59 61 61 62 CÁC TỪ VIẾT TẮT GA Genetic algorithms KCL Kirchhoff current law KVL Kirchhoff voltage law SCADA Supervisory Control and Data Acquisition DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH Hình 2.1 : Giải tốn ngun lý Greedy Hình 2.2 : Ví dụ mơ hình chung tốn tìm kiếm 26 TRANG 25 Hình 2.3 : Hình ảnh tìm kiếm chiều sâu 27 Hình 2.4 : Hình ảnh tìm kiếm chiều rộng Hình 2.5 : Chi phí ước lượng h’ = chi phí tối ưu thực Hình 3.1 : Cấu trúc mạng nguồn sau bước Hình 3.2 : Cấu trúc mạng nguồn sau bước Hình 3.3 : Cấu trúc mạng nguồn sau bước 12 Hình 4.1 : Bàn Roulete Hình 4.2 : Phân bố độ thích nghi cá thể Hình 4.3 : Chọn lọc ngẫu nhiên theo bàn Roulete Hình 4.4 : Chọn lọc theo kiểu rải 28 29 31 32 33 40 41 41 42 Hình 5.1 : Sơ đồ mạng nguồn ban đầu 49 Hình 5.2 : Cấu hình mạng ứng với thuật toán Heuristic chọn lọc xén 51 Hình 5.3 : Cấu trúc mạng 32 nút tải ban đầu 53 Hình 5.4 : Cấu hình mạng tối ưu với thuật tốn Heuristic chọn lọc Xén 56 Hình 5.5 : Cấu hình mạng tối ưu với giải thuật Heuristic kết hợp chọn lọc cục có lai ghép 58 Luận văn tốt nghiệp Cao học GVHD:PGS-TS Quyền Huy Ánh ĐẶT VẤN ĐỀ Xu kinh tế, trị xã hội thịnh hành giới cần phải làm cho việc phát điện, truyền tải điện phân phối điện ngày có hiệu suất cao Trong khứ, kỹ sƣ điện quan tâm nghiên cứu lĩnh vực phát điện truyền tải, hệ thống điện phân phối đƣợc quan tâm Chỉ gần kỹ sƣ đƣợc trang bị phƣơng tiện để đƣơng đầu với khối lƣợng tính tốn lớn hệ thống phân phối việc mơ mơ hình xác Vì xã hội ngày lệ thuộc vào độ tin cậy cung cấp điện năng, hệ thống điện phân phối trở nên quan trọng Các nghiên cứu gần tổn thất đƣờng dây phân phối chiếm 13% tổng cơng suất điện phát Do phƣơng cách làm giảm tổn thất, tăng độ tin cậy cung cấp điện hệ thống phân phối xứng đáng đƣợc nghiên cứu Hiện có nhiều giải pháp làm giảm tổn thất cấp phân phối: tái cấu trúc, lắp đặt tụ bù, cân tải, đƣa vào cấp điện áp cao thay đổi vật liệu dẫn điện Mặc dù có nhiều phƣơng pháp làm giảm tổn thất, nhiên khó đo lƣờng, so sánh phƣơng pháp mặt phí tổn tài chánh Trong trƣờng hợp định, lắp thiết bị để làm giảm tổn thất khơng hiệu mặt chi phí làm giảm độ tin cậy hệ thống Sự đời hệ thống giám sát điều khiển thu nhận liệu (SCADA) cho phép sử dụng để quan sát điều khiển từ xa thiết bị đóng cắt mạng điện phân phối Nhiều chƣơng trình máy tính đƣợc lập để tìm cấu trúc mạng điện với tổn thất nhỏ dựa ràng buộc cho trƣớc Cấu trúc đạt đƣợc cách thay đổi trạng thái đóng/mở thiết bị đóng, cắt đƣờng dây liên kết (là đƣờng dây có thiết bị đóng cắt hai đầu) Thủ tục đƣợc gọi tái cấu trúc mạng điện Những ngƣời tiên phong lĩnh vực A Merlin H Back, nghiên cứu đƣa vấn đề vào năm 1975 Tuy nhiên đến năm cuối thập kỷ 1980 suốt thập kỷ 1990, vấn đề đƣợc nhiều nhà khoa học nghiên cứu đƣa phƣơng pháp giải khác Vấn đề nghe đơn giản, nhƣng lại lôi nhiều nhà khoa học nghiên cứu nhƣ đến mang lại kết quả, ứng dụng thực tiễn hay chƣa Trong luận văn nghiên cứu vấn đề đƣa phƣơng pháp giải áp dụng để tính tốn, vận hành lƣới điện phân phối HVTH: Hà Huy Chiến Luận văn tốt nghiệp Cao học GVHD:PGS-TS Quyền Huy Ánh CHƢƠNG : TỔNG QUAN 1.1/ Sơ lược hệ thống điện: Hệ thống điện hệ thống bao gồm nhà máy điện, trạm biến áp, lƣới điện truyền tải phân phối đƣợc nối với thành hệ thống làm nhiệm vụ sản xuất, truyền tải phân phối điện Tùy theo mục đích nghiên cứu, hệ thống điện đƣợc phân chia thành phần hệ thống tƣơng đối độc lập nhau: - Về mặt quản lý, vận hành, hệ thống điện đƣợc phân thành: Các nhà máy điện nhà máy điện quản lý Lƣới điện siêu cao áp (>= 220KV) trạm khu vực công ty truyền tải điện quản lý Lƣới truyền tải 110KV phân phối công ty điện lực quản lý, dƣới điện lực - Về mặt quy hoạch, lƣới điện đƣợc phân thành hai cấp: Lƣới hệ thống bao gồm: Các nguồn điện lƣới hệ thống (500, 220, 110KV) Các trạm khu vực (500, 220, 110KV) đƣợc quy hoạch tổng sơ đồ Lƣới phân phối (U