Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật điện: Nghiên cứu và ứng dụng giải thuật tối ưu trọng trường GSA để tái cấu trúc lưới điện Tp.HCM có xét đến độ tin cậy cung cấp điệnLuận văn Thạc sĩ Kỹ thuật điện: Nghiên cứu và ứng dụng giải thuật tối ưu trọng trường GSA để tái cấu trúc lưới điện Tp.HCM có xét đến độ tin cậy cung cấp điệnLuận văn Thạc sĩ Kỹ thuật điện: Nghiên cứu và ứng dụng giải thuật tối ưu trọng trường GSA để tái cấu trúc lưới điện Tp.HCM có xét đến độ tin cậy cung cấp điệnLuận văn Thạc sĩ Kỹ thuật điện: Nghiên cứu và ứng dụng giải thuật tối ưu trọng trường GSA để tái cấu trúc lưới điện Tp.HCM có xét đến độ tin cậy cung cấp điệnLuận văn Thạc sĩ Kỹ thuật điện: Nghiên cứu và ứng dụng giải thuật tối ưu trọng trường GSA để tái cấu trúc lưới điện Tp.HCM có xét đến độ tin cậy cung cấp điệnLuận văn Thạc sĩ Kỹ thuật điện: Nghiên cứu và ứng dụng giải thuật tối ưu trọng trường GSA để tái cấu trúc lưới điện Tp.HCM có xét đến độ tin cậy cung cấp điệnLuận văn Thạc sĩ Kỹ thuật điện: Nghiên cứu và ứng dụng giải thuật tối ưu trọng trường GSA để tái cấu trúc lưới điện Tp.HCM có xét đến độ tin cậy cung cấp điệnLuận văn Thạc sĩ Kỹ thuật điện: Nghiên cứu và ứng dụng giải thuật tối ưu trọng trường GSA để tái cấu trúc lưới điện Tp.HCM có xét đến độ tin cậy cung cấp điệnLuận văn Thạc sĩ Kỹ thuật điện: Nghiên cứu và ứng dụng giải thuật tối ưu trọng trường GSA để tái cấu trúc lưới điện Tp.HCM có xét đến độ tin cậy cung cấp điệnLuận văn Thạc sĩ Kỹ thuật điện: Nghiên cứu và ứng dụng giải thuật tối ưu trọng trường GSA để tái cấu trúc lưới điện Tp.HCM có xét đến độ tin cậy cung cấp điệnLuận văn Thạc sĩ Kỹ thuật điện: Nghiên cứu và ứng dụng giải thuật tối ưu trọng trường GSA để tái cấu trúc lưới điện Tp.HCM có xét đến độ tin cậy cung cấp điệnLuận văn Thạc sĩ Kỹ thuật điện: Nghiên cứu và ứng dụng giải thuật tối ưu trọng trường GSA để tái cấu trúc lưới điện Tp.HCM có xét đến độ tin cậy cung cấp điệnLuận văn Thạc sĩ Kỹ thuật điện: Nghiên cứu và ứng dụng giải thuật tối ưu trọng trường GSA để tái cấu trúc lưới điện Tp.HCM có xét đến độ tin cậy cung cấp điệnLuận văn Thạc sĩ Kỹ thuật điện: Nghiên cứu và ứng dụng giải thuật tối ưu trọng trường GSA để tái cấu trúc lưới điện Tp.HCM có xét đến độ tin cậy cung cấp điệnLuận văn Thạc sĩ Kỹ thuật điện: Nghiên cứu và ứng dụng giải thuật tối ưu trọng trường GSA để tái cấu trúc lưới điện Tp.HCM có xét đến độ tin cậy cung cấp điệnLuận văn Thạc sĩ Kỹ thuật điện: Nghiên cứu và ứng dụng giải thuật tối ưu trọng trường GSA để tái cấu trúc lưới điện Tp.HCM có xét đến độ tin cậy cung cấp điệnLuận văn Thạc sĩ Kỹ thuật điện: Nghiên cứu và ứng dụng giải thuật tối ưu trọng trường GSA để tái cấu trúc lưới điện Tp.HCM có xét đến độ tin cậy cung cấp điện
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM - LÊ DUY PHÚC NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG GIẢI THUẬT TỐI ƯU TRỌNG TRƯỜNG GSA ĐỂ TÁI CẤU TRÚC LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TP.HCM CÓ XÉT ĐẾN ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành : Kỹ thuật điện Mã số ngành: 60520202 TP HCM, tháng 01 năm 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM - LÊ DUY PHÚC NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG GIẢI THUẬT TỐI ƯU TRỌNG TRƯỜNG GSA ĐỂ TÁI CẤU TRÚC LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TP.HCM CÓ XÉT ĐẾN ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành : Kỹ thuật điện Mã số ngành: 60520202 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS Trương Việt Anh TP HCM, tháng 01 năm 2016 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM Cán hướng dẫn khoa học : PGS TS Trương Việt Anh (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn Thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Công nghệ TP HCM ngày 12 tháng năm 2016 Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn Thạc sĩ) TT Họ tên Chức danh Hội đồng TS Nguyễn Xuân Hoàng Việt Chủ tịch TS Võ Viết Cường Phản biện PGS.TS Võ Ngọc Điều Phản biện PGS.TS Phan Thị Thanh Bình TS Huỳnh Quang Minh Ủy viên Ủy viên, Thư ký Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau Luận văn sửa chữa (nếu có) Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV TS Nguyễn Xuân Hoàng Việt TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHỆ TP HCM CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM PHÒNG QLKH – ĐTSĐH Độc lập – Tự – Hạnh phúc TP HCM, ngày 20 tháng năm 2016 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Lê Duy Phúc Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 16/12/1991 Nơi sinh: TP HCM Chuyên ngành: Kỹ thuật điện MSHV: 1441830019 I- Tên đề tài: Nghiên cứu ứng dụng giải thuật tối ưu trọng trường GSA để tái cấu trúc lưới điện Tp.HCM có xét đến độ tin cậy cung cấp điện II- Nhiệm vụ nội dung: - Tìm hiểu tốn tái cấu trúc lưới phân phối giải thuật áp dụng - Nghiên cứu độ tin cậy cung cấp điện, phương pháp đánh giá yếu tố ảnh hưởng đến độ tin cậy cung cấp điện lưới điện phân phối - Xây dựng hàm mục tiêu áp dụng giải thuật Gravitational Search Algorithm – GSA để tìm cấu trúc tối ưu cho hệ thống lưới điện phân phối nhằm giảm chi phí vận hành chi phí ngừng cung cấp điện cho hệ thống - Kiểm chứng số lưới điện mẫu nhằm đánh giá tính đắn ý tưởng đề xuất đồng thời so sánh với kết thực tế vận hành lưới điện thực tế III- Ngày giao nhiệm vụ: 20/08/2015 IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 15/01/2016 V- Cán hướng dẫn: PGS TS Trương Việt Anh CÁN BỘ HƯỚNG DẪN PGS TS Trương Việt Anh KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH PGS TS Nguyễn Thanh Phương i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu Luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tơi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực Luận văn cảm ơn thông tin trích dẫn Luận văn rõ nguồn gốc Học viên thực Luận văn Lê Duy Phúc ii LỜI CÁM ƠN Đầu tiên, xin chân thành gửi lời cảm ơn đến thầy PGS TS Trương Việt Anh, người tận tình hướng dẫn giúp đỡ tơi suốt q trình thực luận văn Xin cảm ơn quý Thầy Cô khoa Điện – Điện Tử Trường Đại Học Công Nghệ TP.HCM, người thầy đầy nhiệt huyết, thiện cảm truyền đạt kiến thức chuyên môn, học kinh nghiệm quý báu giúp tự tin bước vào thực đề tài luận văn Cuối xin chân thành cảm ơn cha mẹ người thân bên tôi, động viên tơi nhiều để tơi hồn thành khóa học Tp Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 01 năm 2016 Tác giả Luận văn Lê Duy Phúc iii TÓM TẮT Luận văn trình bày lý thuyết cách thức áp dụng giải thuật tối ưu trọng trường GSA để giải toán tái cấu trúc lưới điện phân phối nhằm giảm thiểu chi phí vận hành chi phí đền bù cho khách hàng ngừng cung cấp điện, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho lưới điện Tp HCM Nội dung luận văn xây dựng mơ hình hóa để tìm cấu trúc có chi phí vận hành chi phí đền bù ngừng cung cấp điện bé Từ áp dụng vào lưới điện thực tế dựa số liệu đầu vào kết việc áp dụng giải thuật cho thấy sau tái cấu trúc lưới chi phí vận hành chi phí ngừng cung cấp điện nhỏ đảm bảo cung cấp điện cho khách hàng Điều cho thấy tính đắn, hiệu từ việc xác định mục tiêu giải thuật đề iv ABSTRACT Nowadays, electricity is indispensable for living, commercial, production The development of electricity has experienced through many stages A lot of scientists and experts are trying their best to find the best solution to operate electrical network effectively Many algorithms, solutions had shown their property and effectiveness on reducing the outage time, loss power,… This thesis introduced about the theory and the application of Gravitational Search Algorithm (GSA) on solving problems of distribution network The result of this thesis will show a new configuration of distribution network that can help to minimize the cost of operational and the cost of damage caused by outages The major content of this thesis is building the model to find the find the best reconfiguration structure of HCMC distribution network that minimizes the cost of operation and the compensation for the customers caused by outages Then applying the algorithm and the model for solving problems on HCMC area based on the input parameter After that, the results will show the reliability construction that can be operated to minimize the loss power and guarantee the electrical supply to the customers This shows the effectiveness and rightness of the proposed objectives and algorithm v MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Tóm tắt iii Abstract iv Mục lục v Danh sách chữ viết tắt .viii Danh sách bảng x Danh sách hình xi Chương GIỚI THIỆU LUẬN VĂN 1.1 Đặt vấn đề 1.1.1 Đối với công ty Điện lực 1.1.2 Đối với khách hàng sử dụng điện 1.1.3 Về mặt kinh tế ngành điện 1.2 Mục tiêu nhiệm vụ luận văn 1.3 Phạm vi nghiên cứu luận văn 1.4 Hướng giải vấn đề 1.5 Giá trị thực tiễn luận văn 1.6 Bố cục luận văn Chương TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TPHCM 2.1 Hệ thống điện 2.2 Đặc điểm lưới điện phân phối TPHCM 33 2.3 Những lý phải vận hành hình tia lưới điện phân phối 35 2.4 Các toán tái cấu trúc lưới điện phân phối nhìn khía cạnh vận hành 36 2.5 Các nghiên cứu khoa học toán tối ưu cấu trúc lưới điện phân phối 37 2.5.1 Giới thiệu 37 2.5.2 Giải thuật Merlin Back – kỹ thuật vịng kín 40 2.5.3 Giải thuật Civanlar cộng - kỹ thuật đổi nhánh 41 2.5.4 Thuật toán di truyền – Genetic Algorithm (GA) 43 2.5.5 Giải thuật đàn kiến – Ant colony search (ACS) 46 2.5.6 Mạng thần kinh nhân tạo – Aritificial Neutral Network (ANN) 48 vi 2.5.7 Thuật toán bầy đàn – Practicle Swarm Optimization (PSO) 48 2.5.8 Thuật toán tìm kiếm Tabu – Tabu Search (TS) 49 2.5.9 Thuật tốn mơ luyện kim – Simulated Annealing (SA) 51 2.6 Đánh giá độ tin cậy cung cấp điện lưới điện phân phối 52 2.6.1 Các nghiên cứu khoa học 54 2.6.1.1 Phương pháp cố - Graph Tree 54 2.6.1.2 Mơ hình hóa dựa tỷ lệ cố thời gian sửa chữa 57 2.6.1.3 Mơ hình hóa cải tiến Karin Alvehag Lennart Soder 58 2.6.2 Các tiêu tính tốn độ tin cậy lưới điện phân phối 60 Chương THUẬT TOÁN ĐỀ NGHỊ VÀ KIỂM TRA THỰC TẾ TRÊN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THUỘC PHẠM VI QUẢN LÝ CỦA ĐIỆN LỰC THỦ THIÊM 63 3.1 Đặt vấn đề 63 3.2 Xây dựng hàm mục tiêu 64 3.2.1 Bài tốn tái cấu trúc lưới cực tiểu chi phí vận hành 64 3.2.2 Bài toán tái cấu trúc lưới điện giảm chi phí ngừng cung cấp điện 66 3.2.2.1 Xét lưới điện đơn giản có nguồn 66 3.2.2.2 Xét mạng điện kín vận hành hở 67 3.2.2.3 Tính tốn chi phí ngừng cung cấp điện 68 3.2.3 Hàm mục tiêu tốn cực tiểu chi phí vận hành chi phí ngừng cung cấp điện 65 3.2.3.1 Xây dựng thuật tốn tính chi phí vận hành ngày 69 3.2.3.2 Xây dựng thuật tốn tính cực tiểu chi phí ngừng cung cấp điện 70 3.3 Giải thuật tối ưu trọng trường – Gravitational Search Algorithm (GSA) 72 3.3.1 Khái niệm thuật toán trọng trường GSA 72 3.3.2 Lưu đồ thuật toán GSA 75 3.4 Tái cấu trúc lưới điện phân phối cực tiểu chi phí vận hành chi phí ngừng điện sử dụng thuật toán GSA 82 3.5 Ví dụ kiểm tra giải thuật 84 3.5.1 Mạng điện nguồn 33 nút 85 3.5.2 Kiểm tra thực tế lưới điện phân phối Điện lực Thủ Thiêm 94 Chương KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 105 99 Hình 3.19: Mơ hình hóa lưới điện tuyến Phước Lai Ông Nhiêu thuộc Điện lực Thủ Thiêm quản lý Bảng 3.3: Thông số lưới điện tuyến Phước Lai Ông Nhiêu Điểm đầu Điểm cuối Loại dây R(Ω/km) X (Ω/km) l (km) DS CN Ông Nhiêu 2M240 0.044 0.038 0.5 DS CN Ông Nhiêu ACV240 0.146 0.308 2.11 ACV240 0.146 0.308 1.51 ACV240 0.146 0.308 0.05 ACV240 0.146 0.308 2.25 ACV240 0.146 0.308 2.39 ACV240 0.146 0.308 2.39 ACV240 0.146 0.308 0.53 ACV240 0.146 0.308 1.58 100 10 2M240 0.044 0.038 0.14 Nước ta nằm khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa nên mang đặc trưng khí hậu nhiệt đới gió mùa: - Lượng xạ dồi dào, trung bình khoảng 140 Kcal/cm2/năm - Số nắng trung bình/tháng 160-270 - Nhiệt độ khơng khí trung bình 27oC - Nhiệt độ cao tuyệt đối 40oC, nhiệt độ thấp tuyệt đối 13,8oC - Tháng có nhiệt độ trung bình cao tháng (28,8oC), tháng có nhiệt độ trung bình thấp khoảng tháng 12 tháng (25,7oC) Hàng năm có tới 330 ngày có nhiệt độ trung bình 25-28oC - Ðiều kiện nhiệt độ ánh sáng thuận lợi cho phát triển chủng loại trồng vật nuôi đạt suất sinh học cao; đồng thời đẩy nhanh trình phân hủy chất hữu chứa chất thải, góp phần làm giảm nhiễm mơi trường thị - Lượng mưa cao, bình quân/năm 1.949 mm - Năm cao 2.718 mm (1908) năm nhỏ 1.392 mm (1958) Số ngày mưa trung bình/năm 159 ngày - Khoảng 90% lượng mưa hàng năm tập trung vào tháng mùa mưa từ tháng đến tháng 11; hai tháng thường có lượng mưa cao Các tháng 1,2,3 mưa ít, lượng mưa khơng đáng kể Trên phạm vi không gian thành phố, lượng mưa phân bố khơng đều, có khuynh hướng tăng dần theo trục Tây Nam - Ðông Bắc Ðại phận quận nội thành huyện phía Bắc thường có lượng mưa cao quận huyện phía Nam Tây Nam - Ðộ ẩm tương đối khơng khí bình qn/năm 79,5%; bình quân mùa mưa 80% trị số cao tuyệt đối tới 100%; bình qn mùa khơ 74,5% mức thấp tuyệt đối xuống tới 20% - Về gió, Thành phố Hồ Chí Minh chịu ảnh hưởng hai hướng gió chủ yếu gió mùa Tây - Tây Nam Bắc - Ðơng Bắc Gió Tây -Tây Nam từ Ấn Ðộ 101 Dương thổi vào mùa mưa, khoảng từ tháng đến tháng 10, tốc độ trung bình 3,6m/s gió thổi mạnh vào tháng 8, tốc độ trung bình 4,5 m/s Gió Bắc- Ðông Bắc từ biển Đông thổi vào mùa khô, khoảng từ tháng 11 đến tháng 2, tốc độ trung bình 2,4 m/s Ngồi có gió tín phong, hướng Nam - Ðông Nam, khoảng từ tháng đến tháng tốc độ trung bình 3,7 m/s Về TPHCM thuộc vùng khơng có gió bão Với đặc điểm nên lưới điện TPHCM nói chung lưới điện Thủ Thiêm nói riêng có cường độ cố nhánh tuyến dây khác theo mùa năm, đồ thị phụ tải khác theo mùa a Thời gian điện đồ thị phụ tải mùa khô Vào mùa khơ lưới điện vận hành bình thường chịu ảnh hưởng khí hậu nên cường độ cố tuyên dây λsc = 0.1 (lần/mùa) Nhưng theo yêu cầu Tổng Công ty Điện lực TPHCM thời gian điện cho phép tối đa 02 tương đương với thời gian sửa chữa cho phép 02 giờ/lần, nên thời gian ngừng điện hệ thống lúc 0,2 giờ/mùa thể bảng 3.4 hệ số phụ tải nút phụ tải ngày điển hình mùa khơ thể hình 3.20 Bảng 3.4: Thời gian ngừng cung cấp điện tuyến dây vào mùa khô Nút 10 0,2 0 0 0 0 0,2 0,2 0 0 0 0,2 0 0 0 0 0 0 0,2 0 0 0 0,2 0,2 0,2 0,2 0 0 0 0,2 0 0 0 0 0,2 0 0 0 0 0,2 0 0,2 102 0 0 0 0,2 0,2 10 0 0 0 0 0,2 Biểu đồ hệ số phụ tải tuyến Phước Lai Ông Nhiêu 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 10 15 20 25 Hình 3.20: Đồ thị hệ số phụ tải 02 tuyến Phước Lai Ông Nhiêu theo 08 khu vực phụ tải mùa khô b Thời gian điện đồ thị phụ tải mùa mưa Vào mùa mưa cường độ cố tăng lên tuyến dây nhiều nguyên nhân khác nhau, nguyên nhân khách quan đường dây qua nhiều vùng có mật độ giơng sét cao gây áp khí nhảy MC đầu nguồn Recloser nằm trước điểm cố Ngoài cịn có ngun nhân chủ quan hành lang tuyến, hành lang tuyến phát quang nhiên tự nhiên nằm hành lang keo tràm, bạch đàn gây ảnh hưởng khó khăn cho cơng tác chặt tỉa cành, khơng chặt gốc nên qua thời gian đâm chồi lại khơng kiểm sốt kịp thời Do ta có cường độ cố khác đồ thị phụ tải khác nhiều so với lưới điện vào mùa khô, thể bảng 3.5 hình 3.21 Bảng 3.5: Cường độ cố tuyến dây vào mùa mưa Nút đầu Nút cuối Cường độ cố λsc Thời gian (giờ/lần) sữa chữa 103 0.1 2 0.3 0.1 0.5 0.3 0.2 0.7 0.2 10 0.1 Biểu đồ hệ số phụ tải tuyến Phước Lai Ông Nhiêu 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 10 15 20 25 Hình 3.21: Đồ thị hệ số phụ tải 02 tuyến Phước Lai Ông Nhiêu theo 08 khu vực phụ tải tr ng mùa mưa c Phương án vận hành theo mùa Đối với mùa nắng, lưới điện vận hành tuyến Ông Nhiêu Phước Lai có cường độ cố xảy tuyến dây λsc = 0.2 (lần/mùa) với thời gian sửa chữa (tsc = giờ), mức độ quan trọng phụ tải Bên cạnh đó, ta đặt giả thiết chi phí vận hành phát sinh tổn thất C0 chi phí đền bù cố buộc phải ngừng cung cấp điện đến khách hàng C1 2.200 VNĐ 104 Sau thực thi giải thuật cho vị trí khóa điện tuyến Ông Nhiêu Phước Lai ta thu cấu hình tương ứng tổng chi phí vận hành đền bù thể theo bảng sau: Bảng 3.6: Bảng so sánh chi phí vận hành sau thực tái cấu trúc lưới điện cho vị trí khóa mở mùa nắng (C0 = C1 = 2.200 VNĐ) Vị trí khóa mở Chí phí vận hành chi phí đền bù ngừng cung cấp điện LBS Phước Lai Ông Nhiêu 396.340.000 VNĐ DS CN Ông Nhiêu 573.980.000 VNĐ Recloser Ông Nhiêu 475.310.000 VNĐ Recloser Phước Lai 1.109.600.000 VNĐ DS CN Phước Lai 1.301.000.000 VNĐ Để tạo thêm sở nhằm đưa định vận hành lưới điện Ông Nhiêu - Phước Lai vận hành với cấu trúc ta giả thiết chi phí vận hành phát sinh tổn thất C0 chi phí đền bù cố buộc phải ngừng cung cấp điện đến khách hàng C1 khác nhau, giá đền bù lúc gấp lần giá điện Ta thực giải thuật kết thu thể bảng sau: Bảng 3.7: Bảng so sánh chi phí vận hành sau thực tái cấu trúc lưới điện cho vị trí khóa mở mùa nắng (C0 = 2.200 VNĐ, C1 = 6.600 VNĐ) Vị trí khóa mở Chí phí vận hành chi phí đền bù ngừng cung cấp điện LBS Phước Lai Ông Nhiêu 539.250.000 VNĐ DS CN Ông Nhiêu 749.140.000 VNĐ Recloser Ông Nhiêu 631.020.000 VNĐ Recloser Phước Lai 1.308.900.000 VNĐ DS CN Phước Lai 1.518.300.000 VNĐ 105 Đối với mùa mưa, lưới điện vận hành tuyến Ông Nhiêu Phước Lai có cường độ cố xảy tuyến dây khác thể bảng 3.5 với thời gian sửa chữa (tsc = giờ), mức độ quan trọng phụ tải Bên cạnh đó, ta tiếp tục sử dụng giả thiết chi phí vận hành phát sinh tổn thất C0 chi phí đền bù cố buộc phải ngừng cung cấp điện đến khách hàng C1 2.200 VNĐ Kết chi phí thu sau thực tái cấu hình lưới sau: Bảng 3.8: Bảng so sánh chi phí vận hành sau thực tái cấu trúc lưới điện cho vị trí khóa mở mùa mưa (C0 = C1 = 2.200 VNĐ) Vị trí khóa mở Chí phí vận hành chi phí đền bù ngừng cung cấp điện LBS Phước Lai Ông Nhiêu 522.890.000 VNĐ DS CN Ông Nhiêu 745.010.000 VNĐ Recloser Ông Nhiêu 621.050.000 VNĐ Recloser Phước Lai 1.276.800.000 VNĐ DS CN Phước Lai 1.491.600.000 VNĐ Do cường độ cố vào mùa mưa thường nhiều mùa nắng phí đền bù việc ngừng cung cấp điện đến khách hàng chắn lớn nhiều để đảm bảo lưới điện vận hành trạng thái tốt mùa này, ta cần đánh giá thêm nhiều cấu trúc lưới mà cấu trúc chi phí đền bù tính tốn bé Giả thiết đặt lúc chi phí đền bù 6.600 VNĐ, chi phí đền bù tăng cao đòi hỏi đường dây phải vận hành trạng thái ổn định để tránh ảnh hưởng đến doanh thu điện lực quyền lợi người sử dụng điện Do ta thực tính tốn sử dụng giải thuật GSA để tìm cấu trúc lưới phù hợp để vận hành điều kiện cường độ cố nhiều Bảng 3.9: Bảng so sánh chi phí vận hành sau thực tái cấu trúc lưới điện cho vị trí khóa mở mùa nắng (C0 = 2.200 VNĐ, C1 = 6.600 VNĐ) 106 Vị trí khóa mở Chí phí vận hành chi phí đền bù ngừng cung cấp điện LBS Phước Lai Ông Nhiêu 918.920.000 VNĐ DS CN Ông Nhiêu 1.262.000.000 VNĐ Recloser Ông Nhiêu 1.068.200.000 VNĐ Recloser Phước Lai 1.810.600.000 VNĐ DS CN Phước Lai 2.090.200.000 VNĐ 107 Chương KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 4.1 Kết luận Xuất phát từ đặc điểm lưới điện phân phối thường có dạng mạch vịng vận hành hình tia nhằm đảm bảo tiêu kỹ thuật tiêu kinh tế Đồng thời đảm bảo cung cấp điện cho nhiều loại phụ tải, thay đổi liên tục đồ thị phụ tải, nhu cầu phát triển mở rộng lưới điện Luận văn tiếp cận toán tái cấu trúc lưới điện phân phối với mục tiêu giảm chi phí vận hành chi phí ngừng cung cấp điện Giải pháp tái cấu trúc lưới điện phân phối để giảm chi phí vận hành chi phí ngừng cung cấp điện giải thuật toán tối ưu trọng trường Gravitational Search Algorithm – GSA Phương pháp đề xuất giảm chi phí vận hành chi phí ngừng cung cấp điện cung cấp điện việc thay đổi khóa điện mở hệ thống điện Mạng điện nguồn 33 nút cặp tuyến dây Ông Nhiêu - Phước Lai thu thập liệu từ việc khảo sát thực tế địa bàn Điện lực Thủ Thiêm mùa nắng mưa sử dụng để thực tính tốn chi phí vận hành chi phí đền bù cố buộc phải ngừng cung cấp điện khoảng thời gian xảy cố Kết mô thể bảng 3.6, 3.7, 3.8, 3.9 cho kết luận vị trí LBS Nối tuyến Ơng Nhiêu – Phước Lai mở thỏa mãn hàm mục tiêu 3.30 xây dựng chương Từ ta khẳng định cặp tuyến dây Ông Nhiêu Phước Lai vận hành cấu trúc tối ưu cho tốn chi phí vận hành đền bù Qua việc tính tốn mơ ta nhận thấy việc ảnh hưởng đến chi phí vận hành đền bù nhiều chủ yếu xuất phát từ cố, điều thể rõ nét giá đền bù cho khách hàng cao gấp lần giá bán điện Tuy nhiên giai đoạn nay, chế đền bù chưa quan tâm trọng (tức C1 = 108 VNĐ), điều ảnh hưởng đến chất lượng cung cấp điện ảnh hưởng đến hoạt động sản xuất kinh doanh khách hàng Do chưa có chế hướng dẫn việc triển khai mức giá đền bù phù hợp cho khách hàng nên Điện lực nên áp dụng phương pháp khác nhằm nâng cao độ tin cậy cung cấp điện, giảm suất cố thời gian sửa chữa, số đề xuất sau: - Nâng cao chất lượng thiết bị vận hành: Sử dụng thiết bị có chất lượng vận hành tốt (lưu ý: thiết bị cũ, vận hành lâu ngày hay thiết bị có chất lượng thấp gây suất hư hỏng cao) có tính tự động hóa cao Lên kế hoạch bước thay thiết bị có suất hư hỏng cao thiết bị có suất hư hỏng thấp - Thực nâng cấp điện áp vận hành từ 15kV lên 22kV để giảm dòng ngắn mạch đường dây giảm suất đầu tư cho thiết bị đóng cắt có khả chịu dịng ngắn mạch lớn - Thay máy biến dạng mono thành máy biến pha - Phân tích phụ tải tuyến dây để thực phân chia lại tải cho phù hợp, tránh trường hợp bị cân pha nhiều - Trong thiết kế, mua sắm, lắp đặt cần sử dụng vật tư, thiết bị áp dụng giải pháp phù hợp với điều kiện vận hành lưới điện nhằm giảm bớt cố có tác nhân từ bên - Sử dụng thiết bị phù hợp với mơi trường vận hành… Trong giai đoạn chuyển mùa định hướng phát tuyến qua khu công nghiệp có bụi bẫn nhiều nên phải lau chùi trụ sứ, xây dựng hành lang bảo vệ phát tuyến - Lắp đặt chống sét đường dây, mỏ phóng cho đường dây qua vùng có mật độ sét lớn, suất cố sét cao - Tăng cường công tác kiểm tra, bảo dưỡng đường dây, thiết bị vận hành lưới để ngăn ngừa cố chủ quan 109 - Trang bị đầy đủ phương tiện phục vụ cho công tác quản lý vận hành, bảo dưỡng xe thang, thiết bị kiểm tra phát nóng … - Từng bước nâng cao chất lượng sửa chữa lưới điện hình thức thi công hotline (sửa chữa lưới điện vận hành) - Giảm đến mức tối thiểu khu vực điện cách tăng số lượng lắp đặt thiết bị phân đoạn Từ phân tích lại tốn cực tiểu chi phí vận hành đền bù để đạt cấu trúc lưới tối ưu - Xây dựng hệ thống DAS (Distribution Automation System) để cô lập cố tái lập nguồn nhanh cho khu vực điện - Xác định nhanh điểm cố thiết bị chuyên dùng để dò điểm cố thiết bị thị cố (Fault indicator) - Trang bị thiết bị chuyên dùng để xử lý cố - Tăng cường công tác bồi dưỡng, huấn luyện nhân viên vận hành trình độ kỹ xử lý cố 4.2 Những hạn chế đề xuất phát triển đề tài 4.2.1 Những hạn chế Mặc dù cố gắng, thời gian kiến thức hạn hẹp dẫn đến đề tài có hạn chế sau: - Chưa viết chương trình tính tốn giải thuật vào lưới điện phân phối thực tế có nhiều nút tải, nhiều nguồn cung cấp cấu trúc phức tạp - Cường độ hỏng hóc phần tử lưới điện giả thuyết không thay đổi theo thời gian - Chưa xét đến thời gian chuyển tải phụ tải từ nguồn cung cấp đến nguồn cung cấp khác - Lưới điện hệ thống giả thuyết tất nhánh điện có đặt thiết bị bảo vệ phân đoạn, điều làm tăng chi phí đầu tư ban đầu - Không xét đến yếu tố tác động môi trường vào lưới điện 110 4.2.2 Đề xuất hướng phát triển đề tài Từ hạn chế đề tải, sau xin đề xuất hướng phát triển thêm đề tài - Xem xét giải tốn có tác động môi trường đến độ tin cậy cung cấp điện cho lưới điện phân phối độ tin cậy cung cấp điện phần tử hệ thống - Giảm thiết bị bảo vệ lưới điện đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện chi phí ngừng cung cấp điện bé cho hệ thống - Sử dụng giải thuật khác để rút ngắn thời gian khơng gian tìm kiếm - Gắn thêm nguồn phát phân tán vào lưới điện để giảm chi phí vận hành chi phí ngừng cung cấp điện 111 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Sách “Truyền tải Phân phối Hệ Thống Điện” tác giả Hồ Văn Hiến, Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh [2] Sách “Đánh giá độ tin cậy hệ thống điện” tác giả PGS.TS Nguyễn Hoàng Việt, Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh [3] Sách “Các giải thuật tái cấu hình lưới điện phân phối” xuất năm 2014 tác giả TS Trương Việt Anh, Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh [4] Trương Quang Đăng Khoa, Phan Thị Thanh Bình, Nguyễn Minh Hiếu “Tái cấu trúc lưới phân phối pha để giảm tổn thất điện giải thuật meta – heuristic” Tạp chí phát triển KH&CN, Tập 10, số 02 – 2007 Tiếng Anh [5] Merlin A and Back H , "Search for a Minimal-Loss Operating Spaning Tree Configuration in Urban Power Distribution Systems", Proc Of 5th Power System Comp Con., Cambridge, U.K., Sept 1-5, 1975 [6] Shirmohammadi, D and H W Hong, “Reconfiguration of Electric Distribution for Resistive Line Loss Reduction”, IEEE Transactions on Power Delivery, 4-2, April 1989 pp 1492-1498 [7] Civanlar, S., J J Grainger, Y Yin and S S Lee, “Distribution Feeder Reconfiguration for Loss Reduction”, IEEE Transactions on Power Delivery, 3-3, July 1988, pp 1217-1223 [8] Broadwater, R P., P A Dolloff, T L Herdman, R Karamikhova and A Sargent, “Minimum Loss Optimization in Distribution Systems: Discrete Ascent Optimal Programming”, Electric Power Systems Research, vol 36, 1996, pp 113-121 [9] R Srinivasa Rao, S.V.L Narasimham, M Ramalingaraju ” Optimization of Distribution Network Configuration for Loss Reduction Using Artificial Bee Colony Algorithm” Word Academy of Science, engineering and technology, 45 2008 112 [10] Esmat Rashedi, Hossein Nezamabadi-pour, Saeid Saryazdi “GSA: A Gravitational Search Algorithm” Information Sciences 179 (2009) 2232–2248 [11] IEEE Std 1366 – 2003, IEEE Guide for Electric Power Distribution Reliability Indices, Transmission and Distribution Committee, IEEE Power & Energy Society, USA, 2004 [12] S Chaitusaney,Student Member, IEEE, and A Yokoyama, Member, IEEE, “Reliability Analysis of Distribution System with Distributed Generation Considering Loss of Protection Coordination”, 9th International Conference on Probabilistic Methods Applied to Power Systems KTH, Stockholm, Sweden – June 11-15, 2006 [13] A Skoonpong and S Sirisumrannukul, “Network Reconfiguration for Reliability Worth Enhancement in Distribution System by Simulated Annealing” Department of Electrical Engineering, Faculty of Engineering King Mongkut’s University ofTechnology North Bangkok - Thailand [14] Ali A Chowdhury, Senior Member, IEEE, and Don O Koval, Fellow, IEEE, “Current Practices and Customer Value-Based Planning” IEEE Transactions on industry Distribution System Reliability applications, vol 40, no 5, september/october 2004 [15] Richard E Brown, “Distribution Reliability Assessment and Reconfiguration Optimization”, IEEE Transactions on Power Systems, pp 994-999, Sep 2001 [16] A A Chowdhury, Senior Member, IEEE, and Don O Koval, Fellow, IEEE, “Application of Customer Interruption Costs in Transmission Network Reliability Planning,” IEEE on Industry Application, Vol 37, No 6, pp.1590-1596, November / December 2001 [17] Abdullah M Alshehr, “Optimal Reconfiguration of Distribution Networks Using Ant Colony Method” King Saud University College of Engineering Electrical Engineering Department – 2007 113 [18] “Modern Heuristic Optimization Techniques Theory and applycation to Power systems”, Kwang Y Lee and Mohamed A El-Sharkawi – 2008 [19] J.Z Zhu, “Optimal reconfiguration of electrical distribution network using the refined genetic algorithm”, Alstom ESCA Corporation, 11120 NE 33rd Place, Bellevue, WA 98004, USA Electric Power Systems Research 62 (2002) 37 – 42 [20] “Particle Swarm Optimization”, Aleksandar Lazinica, – 2009 [21] “Reliability Evaluation of PowerSystems”, RoyBillinton Universityof Saskatchewan College of Engineering Saskatoon,Saskatchewan, Canada and RonaldN.Allan University of Manchester Institute of Science and Technology Manchester, England [22] Gianni Celli, Emilio Ghiani∗, Fabrizio Pilo, Gian Giuseppe Soma “Reliability assessment in smart distribution networks”, Department of Electrical & Electronic Engineering – University of Cagliari, Piazza d’Armi, 09123 Cagliari, Italy [23] R.M Vitorino a,c,*, H.M Jorgebc, L.P Neves a,c, “Loss and reliability optimization for power distribution system operation”,Electric Power Systems Research 96(2013)177 – 84 ... tái cấu trúc điện phân phối có xét đến độ tin cậy cung cấp điện Luận văn giúp giải vấn đề sau: - Tìm hiểu tốn tái cấu trúc lưới phân phối giải thuật áp dụng - Nghiên cứu độ tin cậy cung cấp điện, ... dụng giải thuật tối ưu trọng trường GSA để tái cấu trúc lưới điện Tp.HCM có xét đến độ tin cậy cung cấp điện II- Nhiệm vụ nội dung: - Tìm hiểu tốn tái cấu trúc lưới phân phối giải thuật áp dụng. .. DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM - LÊ DUY PHÚC NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG GIẢI THUẬT TỐI ƯU TRỌNG TRƯỜNG GSA ĐỂ TÁI CẤU TRÚC LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TP.HCM CÓ XÉT ĐẾN ĐỘ TIN CẬY