(Luận văn thạc sĩ) Xác định vị trí đặt TCSC trong hệ thống điện truyền tải nhằm giảm hiện tượng nghẽn mạch và có xét đến ổn định tĩnh

(Luận văn thạc sĩ) Xác định vị trí đặt TCSC trong hệ thống điện truyền tải nhằm giảm hiện tượng nghẽn mạch và có xét đến ổn định tĩnh(Luận văn thạc sĩ) Xác định vị trí đặt TCSC trong hệ thống điện truyền tải nhằm giảm hiện tượng nghẽn mạch và có xét đến ổn định tĩnh(Luận văn thạc sĩ) Xác định vị trí đặt TCSC trong hệ thống điện truyền tải nhằm giảm hiện tượng nghẽn mạch và có xét đến ổn định tĩnh(Luận văn thạc sĩ) Xác định vị trí đặt TCSC trong hệ thống điện truyền tải nhằm giảm hiện tượng nghẽn mạch và có xét đến ổn định tĩnh(Luận văn thạc sĩ) Xác định vị trí đặt TCSC trong hệ thống điện truyền tải nhằm giảm hiện tượng nghẽn mạch và có xét đến ổn định tĩnh(Luận văn thạc sĩ) Xác định vị trí đặt TCSC trong hệ thống điện truyền tải nhằm giảm hiện tượng nghẽn mạch và có xét đến ổn định tĩnh(Luận văn thạc sĩ) Xác định vị trí đặt TCSC trong hệ thống điện truyền tải nhằm giảm hiện tượng nghẽn mạch và có xét đến ổn định tĩnh(Luận văn thạc sĩ) Xác định vị trí đặt TCSC trong hệ thống điện truyền tải nhằm giảm hiện tượng nghẽn mạch và có xét đến ổn định tĩnh(Luận văn thạc sĩ) Xác định vị trí đặt TCSC trong hệ thống điện truyền tải nhằm giảm hiện tượng nghẽn mạch và có xét đến ổn định tĩnh(Luận văn thạc sĩ) Xác định vị trí đặt TCSC trong hệ thống điện truyền tải nhằm giảm hiện tượng nghẽn mạch và có xét đến ổn định tĩnh(Luận văn thạc sĩ) Xác định vị trí đặt TCSC trong hệ thống điện truyền tải nhằm giảm hiện tượng nghẽn mạch và có xét đến ổn định tĩnh

LUẬN VĂN THẠC SĨ LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Các số liệu kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố công trình nghiên cứu khác TP Hồ Chí Minh, tháng 04 năm 2013 (ký ghi rõ họ tên) Lƣu Nguyễn An Bình LƯU NGUYỄN AN BÌNH Trang ii LUẬN VĂN THẠC SĨ NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN Thành phố Hồ Chí Minh, ngày … Tháng … năm 2013 LƯU NGUYỄN AN BÌNH Trang iii LUẬN VĂN THẠC SĨ MỤC LỤC TỰA TRANG Tóm tắt lý lịch trích ngang i Lời cam đoan ii Nhận xét giáo viên hƣớng dẫn iii Mục lục iv Danh mục bảng biểu vi Danh mục hình ảnh vii CHƢƠNG GIỚI THIỆU LUẬN VĂN 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu nhiệm vụ 1.3 Phƣơng pháp giải 1.4 Giới hạn đề tài 1.5 Điểm luận văn 1.6 Phạm vi ứng dụng 1.7 Bố cục luận văn CHƢƠNG TỔNG QUAN 2.1 Nâng cao khả truyền tải hệ thống điện 2.2 Các cơng trình nghiên cứu trƣớc 2.2.1 Điều độ kế hoạch nguồn phát điện 2.2.2 Điều độ tải 2.2.3 Mở rộng đƣờng dây truyền tải 2.3 Các loại thiết bị Facts 10 2.3.1 SVC 10 2.3.2 STATCOM 12 2.3.3 UPFC 14 2.3.4 TCSC 14 2.4 Đề xuất phƣơng án sử dụng TCSC 16 2.4.1 Giải để hết tải tăng tải 16 LƯU NGUYỄN AN BÌNH Trang iv LUẬN VĂN THẠC SĨ 2.4.2 Nhận xét 18 2.5 Nhận xét đề xuất sử dụng mặt cắt tối thiểu 19 2.5.1 Nhận xét 19 2.5.2 Đề xuất sử dụng mặt cắt tối thiểu 21 2.6 Ứng dụng hệ thống điện 23 2.7 Nhận xét chung 27 CHƢƠNG PHƢƠNG PHÁP TIẾP CẬN 28 3.1 Bài toán nâng cao khả tải dùng TCSC 28 3.2 Sử dụng thuật toán Min-cut để xác định nhánh ứng viên đặt TCSC 29 3.3 Xác định nhánh đặt TCSC 30 3.4 Xác định dung lƣợng TCSC 32 3.5 Phát biểu luật đặt TCSC 33 3.6 Lƣu đồ xác định vị trí dung lƣợng TCSC 33 CHƢƠNG KHẢO SÁT VÍ DỤ MẪU 36 4.1 Sơ đồ lƣới điện 36 4.2 Sơ đồ lƣới điện 44 CHƢƠNG KHẢO SÁT TRÊN HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM 57 CHƢƠNG KẾT LUẬN 76 6.1 Kết luận 76 6.2 Hƣớng phát triển đề tài 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 78 LƯU NGUYỄN AN BÌNH Trang v LUẬN VĂN THẠC SĨ DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Chi phí đầu tƣ 1KVAr thiết bị FACTS 19 Bảng 2.2 Vị trí thơng lƣợng lát cắt 25 Bảng 2.3 Các trƣờng hợp xảy vị trí lát cắt 26 Bảng 4.1 Hoạt động phụ tải nút 47 Bảng 4.2 Hoạt động phụ tải cho ngày làm việc đƣợc tính theo thời gian ngày đêm (24 giờ) 50 Bảng 4.3 Chi phí máy phát điện bỏ qua điều kiện ràng buộc tải nhánh 51 Bảng 4.4 Chi phí phát điện có xét đến điều kiện ràng buộc tải nhánh 51 Bảng 4.5 Kết chi phí thời gian hoàn vốn 55 Bảng 4.6 Giá trị XTCSC tỷ lệ giảm công suất tải lƣới điện nút 56 Bảng 5.1 Thông số máy phát 58 Bảng 5.2 Thông số nhánh 59 Bảng 5.3 Thông số nút 60 Bảng 5.4 Hoạt động phụ tải nút 60 Bảng 5.5 Hoạt động phụ tải cho ngày làm việc đƣợc tính theo thời gian ngày đêm (24 giờ) 64 Bảng 5.6 Chi phí phát điện bỏ qua điều kiện ràng buộc tải nhánh 66 Bảng 5.7 Chi phí phát điện có xét đến điều kiện ràng buộc tải nhánh 66 Bảng 5.8 Thời gian hoàn vốn 70 Bảng 5.9 Giá trị XTCSC tỷ lệ giảm công suất tải lƣới điện 500KV Việt Nam 71 LƯU NGUYỄN AN BÌNH Trang vi LUẬN VĂN THẠC SĨ DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1a Ví dụ nút bị nghẽn mạch Hình 2.1b Ví dụ nút sau đƣợc loại bỏ nghẽn mạch Hình 2.2 Nguyên tắc điều khiển SVC ổn định hệ thống điện 11 Hình 2.3 Dao động cơng suất trƣờng hợp khơng có SVC có SVC 11 Hình 2.4 Cấu hình SVC 12 Hình 2.5 Cấu hình nâng cao SVC TCR + TSC + FC 12 Hình 2.6 Sơ đồ mạch điều khiển sử dụng STATCOM 13 Hình 2.7 Nguyên tắc điều khiển trào lƣu công suất STATCOM 13 Hình 2.8 Sơ đồ nguyên lý điều khiển UPFC 14 Hình 2.9 Sơ đồ cấu tạo TCSC 15 Hình 2.10 Mơ hình đƣờng dây truyền tải có lắp đặt TCSC 17 Hình 2.11 Đơn giản hố mơ hình TCSC nhánh i-j 17 Hình 2.12 Chi phí đầu tƣ vận hành theo công suất bù 20 Hình 2.13 Mối quan hệ nguồn tải 21 Hình 2.14 Sơ đồ mạng với nguồn phát (s), tải thu (t) hai nút trung gian 22 Hình 2.15 Mơ hình hố mạng với số lát cắt tiêu biểu 23 Hình 2.16 Mơ hình hệ thống điện đơn giản 24 Hình 2.17 Mơ hình hố sơ đồ mạng điện truyền tải nút 24 Hình 2.18 Vị trí thơng lƣợng lát cắt sơ đồ mơ hình hóa 25 Hình 2.19 Vị trí lát cắt cực tiểu mạng mơ hình hố 26 Hình 3.1 Mơ hình truyền tải điện hai nhánh song song 28 Hình 3.2.Tập hợp nhánh xung yếu theo chƣơng trình max-flow 30 Hình 3.3 Mơ hình lƣới nút 32 Hình 3.4 Lƣu đồ xác định vị trí, dung lƣợng TCSC 35 Hình 4.1 Sơ đồ lƣới điện 36 Hình 4.2 Mơ hình mơ lƣới điện nút chƣơng trình max-flow 37 Hình 4.3 Danh sách đƣờng cắt sau chạy chƣơng trình tính max-flow 37 Hình 4.4 Mô phân bố công suất Powerworld lƣới điện nút 38 Hình 4.5 Thơng số đầu vào tăng tải lên 20% 39 LƯU NGUYỄN AN BÌNH Trang vii LUẬN VĂN THẠC SĨ Hình 4.6 Danh sách lát cắt tăng tải lên 20% 39 Hình 4.7 Phân bố công suất Powerworld tăng tải lên 20% 40 Hình 4.8 Thơng số đầu vào tải tăng 20% 40 Hình 4.9 Danh sách lát cắt tăng tải lên 20% 41 Hình 4.10 Phân bố cơng suất Powerworld tăng tải lên 20% 41 Hình 4.11 Thơng số nhập vào tăng tải lên 20% lên 20% 42 Hình 4.12 Danh sách lát cắt tăng tải lên 20% 42 Hình 4.13 Phân bố cơng suất tăng tải 2, lên 20% 43 Hình 4.14 Phân bố cơng suất Powerworld có lắp đặt TCSC 44 Hình 4.15 Sơ đồ lƣới điện nút 45 Hình 4.16 Mơ hình hố lƣới điện nút max-flow 46 Hình 4.17 Danh sách lát cắt lƣới điện nút max-flow 46 Hình 4.18 Phân bố công suất Powerworld (tải 60% công suất) 47 Hình 4.19 Phân bố cơng suất Powerworld (tải 100% cơng suất) 48 Hình 4.20 Phân bố công suất Powerworld (tải 120% công suất ) 49 Hình 4.21 Phụ tải ngày làm việc 50 Hình 4.22 Điều độ tối ƣu cơng suất máy phát có xét đến điều kiện ràng buộc tải nhánh phụ tải đạt 100% công suất 52 Hình 4.23 Điều độ tối ƣu cơng suất máy phát có xét đến điều kiện ràng buộc tải nhánh phụ tải đạt 120% công suất 52 Hình 4.24 Phân bố cơng suất Powerworld lắp TCSC nhánh 1-3 (tải 100% công suất) 53 Hình 4.25 Phân bố cơng suất Powerworld lắp TCSC nhánh 1-3 ( tải 120% công suất) 54 Hình 4.26 Điểm hồn vốn lắp TCSC 55 Hình 5.1 Sơ đồ lƣới điện 500KV Việt Nam 57 Hình 5.2 Phân bố cơng suất Powerworld (tải 60% cơng suất) 62 Hình 5.3 Phân bố công suất Powerworld (tải 100% công suất ) 63 Hình 5.4 Phân bố cơng suất Powerworld (tải 105% công suất ) 64 Hình 5.5 Phụ tải ngày làm việc 65 LƯU NGUYỄN AN BÌNH Trang viii LUẬN VĂN THẠC SĨ Hình 5.6 Điều độ chi phí tối ƣu cơng suất máy phát chống tải phụ tải đạt 100% công suất 67 Hình 5.7 Điều độ chi phí tối ƣu cơng suất máy phát chống q tải phụ tải đạt 105% công suất 67 Hình 5.8 Phân bố cơng suất Powerworld lắp TCSC nhánh SƠN LANHO QUAN ( tải 100% công suất) 68 Hình 5.9 Phân bố cơng suất Powerworld lắp TCSC nhánh SƠN LANHO QUAN (tải 105% công suất) 69 Hình 5.10 Điểm hồn vốn lắp TCSC 70 Hình 5.11 Đồ thị biểu diễn tốc độ quay roto máy phát trƣớc lắp TCSC 72 Hình 5.12 Đồ thị biểu diễn tốc độ quay roto máy phát lắp TCSC vào nhánh SƠN LA-NHO QUAN 72 Hình 5.13 Đồ thị biểu diễn tốc độ quay máy phát lắp TCSC vào nhánh PITOONG-QUÃNG NINH 73 Hình 5.14 Đồ thị biểu diễn tốc độ quay máy phát chƣa lắp TCSC 74 Hình 5.15 Đồ thị biểu diễn tốc độ quay máy phát lắp TCSC vào nhánh SƠN LANHO QUAN 74 Hình 5.16 Đồ thị biểu diễn tốc độ quay máy phát lắp TCSC vào nhánh PITOONG-QUÃNG NINH 75 LƯU NGUYỄN AN BÌNH Trang ix LUẬN VĂN THẠC SĨ CHƢƠNG GIỚI THIỆU LUẬN VĂN 1.1 Đặt vấn đề: Điện đóng vai trị quan trọng sản xuất sản phẩm hàng hóa cải thiện đời sống ngƣời Chính vậy, nhà nƣớc ln quan tâm tới phát triển ngành điện, tạo điều kiện cho ngành điện trở thành ngành công nghiệp mũi nhọn phục vụ nghiệp Cơng nghiệp hóa – Hiện đại hóa đất nƣớc Xu hƣớng chuyển dịch từ hệ thống điện độc quyền cấu theo chiều dọc sang thị trƣờng điện cạnh tranh diễn mạnh mẽ nhiều nƣớc giới Thị trƣờng điện với chế mở đem lại hiệu nƣớc cho thấy ƣu điểm vƣợt trội hẳn hệ thống điện độc quyền cấu theo chiều dọc truyền thống Hệ thống điện không ngừng phát triển số lƣợng, chất lƣợng độ tin cậy Khi chuyển sang thị trƣờng điện vấn đề tải đƣờng dây thƣờng xuyên, có ảnh hƣởng đến ổn định độ tin cậy hệ thống Điều khiển tải đƣờng dây chức quan trọng ISO (International Organization for Standardization ) trình đảm bảo hệ thống truyền tải không bị vi phạm giới hạn vận hành Bất kể nào, ràng buộc vật lý ràng buộc vận hành lƣới truyền tải bị vi phạm hệ thống đƣợc coi trạng thái tải Các giới hạn vấn đề tải đƣờng dây giới hạn nhiệt, mức cảnh báo máy biến áp, giới hạn điện áp nút, ổn định độ (ổn định động ổn định tĩnh) Các giới hạn ràng buộc lƣợng công suất mà truyền tải hai vị trí thơng qua lƣới truyền tải Công suất truyền tải không đƣợc phép tăng lên đến mức mà có xảy cố làm tan rã lƣới điện khơng ổn định điện áp Có nhiều cơng trình nghiên cứu vận hành tối ƣu hệ thống điện Một tốn đặt phân bố luồng cơng suất tối ƣu đƣợc biết đến nhƣ phƣơng pháp điều khiển dịng cơng suất lƣới điện truyền tải nhằm: Hạn chế tải đƣờng dây thời điểm nhƣ mở rộng phụ tải tƣơng lai Đây nguyên nhân gây nên giá sản xuất điện tăng cao Có nhiều phƣơng pháp để LƯU NGUYỄN AN BÌNH Trang LUẬN VĂN THẠC SĨ giải toán tải nhƣ: Điều chỉnh công suất phát nhà máy, xây dựng đƣờng dây song song sử dụng thiết bị bù công suất phản kháng chỗ… Hiện Các thiết bị FACTS (Flexible Alternating Current Transmission System) đƣợc sử dụng để điều khiển điện áp truyền tải, phân bố công suất, giảm tổn thất phản kháng, làm giảm dao động công suất hệ thống cho mức truyền tải công suất cao, đặc biệt tăng khả truyền tải cơng suất Vì vậy, lắp đặt điều khiển FACTS nhằm điều khiển tốt hệ thống điện cần phải đƣợc xem xét, việc lắp đặt thích hợp thiết bị FACTS trở thành quan trọng Nếu lắp đặt khơng thích hợp điều khiển FACTS làm giảm đặc tính tối ƣu thu đƣợc làm tính hữu ích Từ khó khăn quản lý, vận hành hệ thống điện tính FACTS việc sử dụng thiết bị FACTS đƣờng dây truyền tải cần thiết, việc xác định vị trí tối ƣu để đấu nối thiết bị FACTS nhằm đảm bão khả nhận công suất, khả phát công suất khả truyền tải công suất đƣờng dây lớn đóng vai trị quan trọng hệ thống điện Ngoài việc sử dụng thiết bị Facts điều khiển dịng cơng suất đƣờng dây đƣợc biết đến nhƣ biện pháp chống nghẽn mạch, giảm rủi ro điện, tăng độ tin cậy cung cấp điện cho khách hàng, đảm bảo lợi ích kinh tế, đồng thời tránh đƣợc tình trạng đầu tăng giá điện có cố nghẽn mạch Một số cơng trình nghiên cứu cho thấy rằng, việc sử dụng thiết bị Facts để điều khiển dịng cơng suất hạn chế đƣợc q tải đƣờng dây từ làm giảm chi phí sản xuất điện năng, tăng giá trị phúc lợi xã hội Trên sở kết cơng trình nghiên cứu trƣớc đạt đƣợc, đề tài đề xuất tên “Xác định vị trí tối ưu TCSC hệ thống điện có xét đến ổn định tĩnh” nhằm xây dựng giải thuật tìm kiếm vị trí tối ƣu thiết bị TCSC (Thyristor Controller Series Capacitor) với mục đích xây dựng giải thuật xác định vị trí tối ƣu TCSC phƣơng pháp mặt cắt tối thiểu để nâng cao khả truyền tải từ giảm đƣợc chi phí sản xuất điện hạn chế nhƣợc điểm cơng trình nghiên cứu trƣớc LƯU NGUYỄN AN BÌNH Trang LUẬN VĂN THẠC SĨ Hình 5.6 Điều độ chi phí tối ƣu công suất máy phát chống tải phụ tải đạt 100% cơng suất Hình 5.7 Điều độ chi phí tối ƣu công suất máy phát chống tải phụ tải đạt 105% cơng suất LƯU NGUYỄN AN BÌNH Trang 67 LUẬN VĂN THẠC SĨ * VỊ trí giá trị đặt TCSC: Trƣờng hợp 2: Tải hoạt động 100% cơng suất Vị trí TCSC đƣợc đặt nhánh SƠN LA-NHO QUAN với giá trị cài đặt đƣợc tính theo cơng thức 3.8 Chƣơng nhƣ sau :  I  Z Loop   300  0.00631  j 0.05492 ZTCSC  X TCSC    SL  NQ      (0.0012  j 0.0105)() 300  1271   I SL  NQ  I SL  NQ  Trong đó: ∆I = 300A Zloop = X SL  NQ  X HB  NQ  X HB  PIT  X SL  PIT = 0.00631+j0.05492() I SL  NQ = 1271A Khi cài đặt giá trị bù XTCSC = − 0.0105 đƣa đƣờng dây truyền tải nhánh HỒ BÌNH-NHO QUAN trở hoạt động với 99% cơng suất Kết đƣợc mô phần mềm Powerworld nhƣ hình 5.8 Hình 5.8 Phân bố cơng suất Powerworld lắp TCSC nhánh SƠN LA-NHO QUAN ( tải 100% cơng suất) LƯU NGUYỄN AN BÌNH Trang 68 LUẬN VĂN THẠC SĨ Trƣờng hợp 3: tải hoạt động 105% cơng suất VỊ trí TCSC đƣợc đặt nhánh SƠN LA-NHO QUAN với giá trị cài đặt đƣợc tính theo cơng thức 3.8 Chƣơng nhƣ sau : Trong đó: ∆I = 300A I SL  NQ = 1315A Z Loop  Z SL  NQ  Z NQ  HB  Z HB  PIT  Z PIT  SL  0.0063  j 0.05492 () Khi cài đặt giá trị bù XTCSC = − 0,011 đƣa đƣờng dây truyền tải nhánh HỒ BÌNH-NHO QUAN trở hoạt động với 99% công suất Kết đƣợc mơ phần mềm Powerworld nhƣ hình 5.9 Hình 5.9 Phân bố cơng suất Powerworld lắp TCSC nhánh SƠN LA-NHO QUAN (tải 105% công suất) LƯU NGUYỄN AN BÌNH Trang 69 LUẬN VĂN THẠC SĨ * Tính thời gian thu hồi vốn lắp TCSC: Chạy phân bố công suất phần mềm powerworld tải hoạt động 105% công suất lúc lắp đặt TCSC nhánh SƠN LA-NHO QUAN với dung lƣợng lớn để chống tải, dòng điện qua nhánh SƠN LA-NHO QUAN trƣờng hợp I SL  NQ  1615 A Dung lƣợng TCSC điều chỉnh để bù tải hoạt động 100% 106% cơng suất khoảng −0,0105≤XTCSC≤−0,011 Chi phí mua TCSC: QTCSC  3I SL XTCSC   1516  0.011  75,842.45(KVAR) Theo bảng 2.1 chƣơng ta có: CTCSC  QTCSC  M TCSC  5,308 ,971 ($) CHI PHÍ Chi phí phát điện tối ƣu có Chi phí phát điện tối ƣu bỏ xét đến điều kiện ràng buộc qua điều kiện ràng buộc quá tải nhánh ($/ngày) tải nhánh ($/ngày) 1,127,440 1,097,783 Tổng Tích lũy/ngày 29,657$ Mua TCSC (CTCSC) 5,308,971 $ Điểm hoàn Vốn (H) 179 ngày Bảng 5.8 Thời gian hoàn vốn Điểm hoàn vốn (H) đƣợc xác định theo đồ thị dƣới : Tiền ($) (2) (1) CTCSC = 5,308,971 H = 179 Ngày Hình 5.10 Điểm hồn vốn lắp TCSC Trong : (1) đường chi phí mua TCSC (2) đường lợi nhuận tích lũy Nhận xét : Với giá trị cài đặt thiết bị bù TCSC nhánh SƠN LA-NHO QUAN từ 0,0105  XTCSC  -0,011, hầu hết tải hệ thống đƣợc TCSC điều khiển giải trừ LƯU NGUYỄN AN BÌNH Trang 70 LUẬN VĂN THẠC SĨ cách hiệu khả truyền tải HTĐ đƣợc tăng lên từ 100% đến 106% công suất Khi vận hành hệ thống có lắp đặt TCSC lâu (n ngày) lợi nhuận cao, trƣớc điểm H thời gian tích lũy để hồn vốn, sau điểm H thời gian lợi nhuận thu đƣợc Trong trƣờng hợp sử dụng TCSC thời gian dài 179 ngày lợi nhuận thu đƣợc cao Vị trí dung lƣợng tối ƣu TCSC cho lƣới điện lƣới điện 500KV nhánh SƠN LA-NHO QUAN với giá trị cài đặt nhƣ bảng 5.6 Công suất Giá trị bù XTCSC TH PΣD PSL PHB PPIT PQN PPLEI PPM PDACK POM nhánh SL-NQ () qua nhánh HỒ BÌNH – NHO QUAN Trƣớc Sau bù bù (%) (%) 11515 3.090 3.120 880 1.350 3.520 −0,0105 103 100 12083 3.520 3.120 1.226 1.350 3.520 −0,011 106 99 Bảng 5.9 Giá trị XTCSC tỷ lệ giảm công suất tải lƣới điện 500KV Việt Nam Khảo sát tính ổn định tĩnh hệ thống trƣớc sau đặt TCSC: Để khảo sát vị trí đặt TCSC vào nhánh cho cải thiện đƣợc độ ổn định tĩnh lƣới điện tốt điều quan trọng Phƣơng pháp sử dụng luận văn xác định vị trí nhánh tập nhánh mà mặt cắt tối thiểu qua thoả mãn điều kiện Pij  Pij  ViV j X ij công suất ổn định tĩnh đƣờng dây ij Trong đó: Nhƣ trình bày trên, mặt cắt tối thiểu qua nhánh là: SƠN LA-NHO QUAN, PITOONG-QUÃNG NINH VÀ PITOONG-HỒ BÌNH Xét trƣờng hợp q tải 100%: Ta có: PSL  NQ  PSL  PIT  VSL  VNQ X SL  NQ VQN  VPIT X QN  PIT  500  482  8,732MW 0.0276  500  500  15,509MW 0.01612 LƯU NGUYỄN AN BÌNH (1) (2) Trang 71 LUẬN VĂN THẠC SĨ PHB  PIT  VHB  VPIT 500  500   11,236 MW X HB  PIT 0.02225 Nhƣ nhánh có Pij (3) nhánh SƠN LA-NHO QUAN vị trí đặt TCSC nhánh SƠN LA-NHO QUAN với dung lƣợng X TCSC = 0.0105 Kết khảo sát độ ổn định tĩnh đƣợc hiển thị nhƣ hình 5.11 đến 5.13 Hình 5.11 Đồ thị biểu diễn tốc độ quay roto máy phát trƣớc lắp TCSC Hình 5.12 Đồ thị biểu diễn tốc độ quay roto máy phát lắp TCSC vào nhánh SƠN LA-NHO QUAN LƯU NGUYỄN AN BÌNH Trang 72 LUẬN VĂN THẠC SĨ Hình 5.13 Đồ thị biểu diễn tốc độ quay máy phát lắp TCSC vào nhánh PITOONG-QUÃNG NINH Xét trƣờng hợp 105% tải: PSL  NQ  VSL  VNQ PSL  PIT  PHB  PIT  X SL  NQ VQN  VPIT X QN  PIT  500  480  8,696MW 0.0276  (4) 500  500  15,509MW 0.01612 (5) VHB  VPIT 500  500   11,236 MW X HB  PIT 0.02225 Trƣờng hợp 105% tải kết nhánh có (6) Pij nhánh SƠN LA-NHO QUAN vị trí lắp TCSC nhánh SƠN LA-NHO QUAN với dung lƣợng X TCSC = 0.011 Kết khảo sát ổn định tĩnh trƣờng hợp thể nhƣ hình 5.14 đến 5.16 LƯU NGUYỄN AN BÌNH Trang 73 LUẬN VĂN THẠC SĨ Hình 5.14 Đồ thị biểu diễn tốc độ quay máy phát chƣa lắp TCSC Hình 5.15 Đồ thị biểu diễn tốc độ quay máy phát lắp TCSC vào nhánh SƠN LA-NHO QUAN LƯU NGUYỄN AN BÌNH Trang 74 LUẬN VĂN THẠC SĨ Hình 5.16 Đồ thị biểu diễn tốc độ quay máy phát lắp TCSC vào nhánh PITOONG-QUÃNG NINH Từ kết vị trí đặt nhánh SƠN LA-NHO QUAN cho kết tốt tính kinh tế (thoả mãn hàm chi phí), cải thiện nghẽn mạch hệ thống ổn định hệ thống LƯU NGUYỄN AN BÌNH Trang 75 LUẬN VĂN THẠC SĨ CHƢƠNG KẾT LUẬN 6.1 Kết luận Luận văn đƣa phƣơng pháp xác định vị trí hợp lý TCSC để chống nghẽn mạch phƣơng pháp mặt cắt tối thiểu Ford – Fulkerson để tìm tập hợp nhánh có khả xuất cố tải hệ thống điện, mục đích việc giảm khơng gian tìm kiếm liệu ban đầu, giúp trình tìm kiếm xử lý nhanh để nâng cao khả truyền tải nhƣ tính ổn định tĩnh hệ thống từ giảm đƣợc chi phí sản xuất điện Đồng thời xác định đƣợc dung lƣợng TCSC biểu thức toán học  Những kết đạt đƣợc luận văn: - Xây dựng đƣợc hàm mục tiêu hàm lợi nhuận từ hàm mục tiêu đến giải toán chống tải vận hành hệ thống điện - Sử dụng phần mềm Powerworld giải thuật Max Flow - cut để chạy chƣơng trình mơ phân bố cơng suất xác định vị trí lắp đặt TCSC chống tải lƣới điện - Xây dựng cách xác định dung lƣợng TCSC biểu thức tốn học - Tính tốn đƣợc dung lƣợng TCSC cần bù cho nhánh cứu nhánh tải - Mô hệ thống lƣới điện mẫu nút, nút lƣới điện 500Kv Việt Nam đƣợc kết hợp với chƣơng trình phần mềm uy tín lĩnh vực mô hệ thống điện - Giải thuật sử dụng có tính khoa học ứng dụng cao nghiên cứu vận hành hệ thống điện - Ngoài nội dung luận văn đề cập làm bật vai trò thiết bị FACTS đặc biệt TCSC việc điều khiển hệ thống ổ định hệ thống điện thị trƣờng điện cạnh tranh - Khảo sát xác định vị trí TCSC lƣới điện với điều kiện gia tăng phụ tải tƣơng lai - Nội dung nghiên cứu vị trí xung yếu HTĐ, nơi đặt TCSC gia tăng khả truyền tải chống tải đƣờng dây để giảm LƯU NGUYỄN AN BÌNH Trang 76 LUẬN VĂN THẠC SĨ chi phí sản xuất điện HTĐ, điều đồng nghĩa với việc giảm giá bán điện thị trƣờng - Trong luận văn tính đƣợc chi phí mua TCSC thời gian tích lũy để hồn vốn thu đƣợc lợi nhuận cao từ đƣa kết quả, nhận xét vị trí lắp đặt TCSC lƣới điện truyền tải đảm bảo tính kinh tế nhƣ kỹ thuật 6.2 Hƣớng phát triển đề tài: - Mặc dù có nhiều cố gắng với giúp đỡ quý thầy cô bạn bè, nhƣng điều kiện thời gian nghiên cứu không cho phép nên nội dung đề tài nghiên cứu chƣa khảo sát đƣợc lƣới điện có nhiều nút - Tiếp tục nghiên cứu Max - Flow Min – Cut để ứng dụng điều khiển tối ƣu hệ thống điện - Mở rộng phạm vi nghiên cứu ứng dụng hai chƣơng Max-Flow Powerword để tính toán thiết bị bù nhiều nhánh lúc, phát triển diện rộng lƣới điện để tìm kiếm giải pháp mở rộng phụ tải điện cho lƣới điện truyền tải hữu - Xác định vị trí TCSC lƣới điện nhằm cải thiện ổn định động cho hệ thống điện - Những hạn chế hƣớng phát triển đề tài LƯU NGUYỄN AN BÌNH Trang 77 LUẬN VĂN THẠC SĨ TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Hoàng Sơn, “Xác Định Vị Trí Của UPFC Trên Lƣới Điện Truyền Tải”, luận văn thạc sĩ-Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Tp.Hồ Chí Minh, 2008 [2] Lê Hữu Hùng, Công ty Truyền tải Điện – EVN, Đinh Thành Việt, Trƣờng Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng, “Nghiên cứu ảnh hƣởng tụ bù dọc 500KV đến ổn định điện áp hệ thống điện Việt Nam giải pháp ứng dụng TCSC để nâng cao hiệu vận hành” [3] Sidhartha Panda and Narayana Prasad Padhy, “Matlab/simulink Based Model of Single-Machine Infinite-Bus With TCSC for Stability Studies and Tuning Employing GA”, International Journal of Computer Science And Engineering 1;1 © www.waset.org winter 2007 [4] K Vijayakumar and R.P Kumudinidevi, “A Hybird Genetic Algorithm for Optimal Power Flow Incorporating FACTS Devices”, Asian Juournal of Scientific Research (4): 403-411, 2008 ISSN 1992-1454 © 2008 Asian Network for Scientific Information [5] Sidhartha Panda, R.N.Patel, N.P.Padhy, “Power System Stability Improvement by TCSC Controller Employing a Multi-Objective Genetic Algorithm Approach”, International Journal of Intelligent Systems and Technologies 1;4 © www.waset.org fall 2006 [6] Ashok Kumar Mehta, Dipak Ray, Bhattacharya, “Application of Reliability Analysis on Expansion of Transmission System”, International Journal of Recent Trends in Engineering, vol 1, no 2, may 2009 [7] H Shayeghi, M Mahdavi, H Haddadian, “DCGA Based-Transmission Network Expansion Planning Considering Network Adequacy”, International Journal of Information Technology 4;4 © www.waset.org fall 2008 [8] L.R.Ford and D.R.Fulkerson, “Maximal Flows Through a Network”, Can.J.Math.8, 399-404, 1956 [9] A Arunya Revathi, N.S Marimuthu, P.S Kannan and V Suresh Kumar “Optimal Active Power Flow with Facts Devices Using Efficient Genetic Algorithm” Department of EEE, A.C College of Engineering and Technology, Karaikudi-04, India LƯU NGUYỄN AN BÌNH Trang 78 LUẬN VĂN THẠC SĨ (N.T) Department of EEE, Govemment College of Engineering, Tirunelveli, India (N.T) Department of EEE, Thiagaraja College of Engineering, Madurai-15, India (N.T); International Journal of Electrical and Power Engineering (1): 55-63, 2008 [10] S Sutha, and N Kamaraj “Optimal Location of Multi Type Facts Devices for Multiple Contingencies Using Particle Swarm Optimization”; International Journal of Electrical Systems Science and Engineering 1;1 © www.waset.org winter 2008 [11] Sidhartha Panda, N.P.Padhy, R.N.Patel, “Genetically Optimized TCSC Controller for Transient Stability Imporvement”, International Journal of Computer, Information, and Systerms Science, and Engineering 1;1 © www.waset.org winter 2007 [12] Mechthild Stoer and Frank Wagner, A Simple Min-Cut Algerithm, Journal of The ACM, vol.44, No 4, pp.585-591 July 1997 [13] Seyed Abbas Taher, Hadi Bsharat, “Transmission Congestion Management by Determining Optimal Location of FACTS Devices in Deregulated Power Systems”; Department of Electrical Engineering, University of Kashan, Kashan, Iran; American Journal of Applied Sciences (3): 242-247,2008 [14] Hadi Saadat, “Power System Analysis”, mcGRAW-hill International Editions 1999 [15] Garng Huang and Tong Zhu, “TCSC as a Transient Voltage Stabilizing Controller”, Department of Electrical Engineering Texas A&M University College Station, TX 77840, USA, 2001 [16] R Benabid Nuclear Center Research of Birine B.P 180, 17200, Djelfa Algeria and M Boudour, Deparment of Electrical Engineering University of Sciences & Technology Houari Boumediene El Alia , BP.32, Bab Ezzouar, 16111, Algiers, “Optimal Location and Size of SVC and TCSC for Multi-Objective Static Voltage Stability Enhancement” [17] M.A Khaburi, M.R Haghifam A Probabilistic Modeling Based Approach for Total Transfer Capability Enhancement Using FACTS Devices Electrical Power and Energy Systems xxx (2009) xxx–xxx LƯU NGUYỄN AN BÌNH Trang 79 LUẬN VĂN THẠC SĨ [18] Alberto D Del Rosso, Member, IEEE, Claudio a Canizares, Senior Member, IEEE and Victor M.Dona, “A Study of TCSC Contrller Design for Power System Stanility Improvement” [19] Dr Nadarajah Mithulananthan, MR Arthit Sode-yome and Mr Naresh Acharya School of Enviroment, “Application of FACTS Controllers in thailAnd Power Systems”, Resources and Development Asia Institute of Technology Pathumthani, Thailand, january 2005 [20] N-G-Hingorani, L.Gyugyi "Understanding FACTS: Concepts and Technology of Flexible AC Transmission systems”, IEEE Press, 2000 LƯU NGUYỄN AN BÌNH Trang 80 ... Chỉ xét đến ổn định tĩnh, không xét đến ổn định động hệ thống điện 1.5 Điểm luận văn - Xây dựng thuật tốn xác định vị trí dung lƣợng TCSC nâng cao khả tải hệ thống điện - Xét toán ổn định tĩnh. .. thiểu có khả đƣợc vị trí cổ chai hệ thống vận chuyển Trong hệ thống điện hữu vừa thiết kế ln tồn tập hợp nhánh xung yếu có khả dẫn đến tải hệ thống điện có tăng tải tập phụ tải Tập hợp nhánh có. .. hoạch xác định đƣợc hệ thống điện tải vị trí truyền tải từ nguồn phát đến nơi tiêu thụ Đây thông tin quan trọng việc truyền tải để đƣa định tiếp tục vận hành hay quy hoạch lại hệ thống điện Nguồn