(Luận văn thạc sĩ hcmute) qui hoạch và phát triển lưới điện truyền tải

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ VÕ QUỐC KHA QUI HOẠCH VÀ PHÁT TRIỂN LƯỚI ÐIỆN TRUYỀN TẢI NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - 60520202 S K C0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 04/2018 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ VÕ QUỐC KHA QUI HOẠCH VÀ PHÁT TRIỂN LƢỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 60520202 Tp Hồ Chí Minh, tháng 04/2018 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ VÕ QUỐC KHA QUI HOẠCH VÀ PHÁT TRIỂN LƢỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 60520202 Hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS Trƣơng Việt Anh Tp Hồ Chí Minh, tháng 04/2018 Luan van i Luan van ii Luan van iii Luan van iv Luan van v Luan van vi Luan van vii Luan van Hình 4.17 bảng 4.24 thể tỉ lệ phần trăm công suất truyền đƣờng dây so với công suất định mức đƣờng dây tƣơng ứng Qua hình 4.14 bảng 4.24 nhận thấy tăng cơng suất phụ tải lên 15% chƣa xuất trạng thái nghẽn mạch hệ thống điện Bảng 24: Bảng phân bố công suất đƣờng dây tải tăng 15% FBUS TBUS P Pmax P% FBUS TBUS P Pmax P% 89.62 130 68.94 10 22 7.44 32 23.26 43.97 130 33.82 12 13 37 110.5 33.48 53.52 100 53.52 12 14 10.73 32 33.54 17 79.69 120 66.41 12 15 16.32 32 51.01 26.84 65 41.3 12 16 2.55 32 7.98 32.98 130 25.37 14 15 3.06 16 19.1 41.28 65 63.51 15 18 2.67 16 16.67 37.69 130 28.99 15 23 2.34 16 14.61 7.92 120 6.6 16 17 5.17 16 32.33 70.33 90 78.15 17 18 24.35 150 16.23 12 21.07 65 32.42 18 19 14.4 16 89.97 40.25 168 23.96 19 20 6.64 32 20.75 10.3 130 7.92 20 26 2.54 100 2.54 61.3 76.8 79.82 21 22 17.52 32 54.75 13.76 65 21.17 22 24 10.84 16 67.77 10 15.72 54.4 28.9 23 24 9.58 16 59.89 28 8.81 32 27.52 24 25 6.18 16 38.63 12 3.46 83 4.16 24 30 7.03 100 7.03 28 1.46 32 4.55 25 26 5.3 16 33.13 10 13.76 65 21.17 25 27 11.56 16 72.25 11 65 27 29 10.83 16 67.71 10 17 26.3 32 82.18 27 30 11.65 16 72.81 10 20 14.19 54.4 26.08 28 27 7.3 65 11.24 10 21 21.39 32 66.85 29 30 5.28 16 32.98 72 Luan van Hình 17: Kết phân bố cơng suất đƣờng dây tải tăng 15% 4.5.3 Tải tăng 20% Khi phụ tải nút tăng lên 20%, cấu trúc lƣới điện bị thay đổi thay đổi cơng suất nút Lúc này, chƣơng trình phân bố công suất đƣợc thực thi kết điện áp trƣờng hợp đƣợc thể hình 4.18 bảng 4.25 Hình 4.18 bảng 4.25 thể điện áp nút phụ tải dƣới dạng đơn vị tƣơng đối công suất tải tăng lên 20% Qua kết nhận thấy điện áp số nút cuối nguồn xuống dƣới 0.95 (p.u.) Nhƣ cần có giải pháp tăng điện áp nút lên 0.95 (p.u.) cách lắp tụ bù nút cuối nguồn 73 Luan van Bảng 25: Bảng phân bố điện áp tải tăng 20% BUS Voltage (p.u.) BUS Voltage (p.u.) 1 16 0.96 17 0.962 0.965 18 0.956 0.96 19 0.947 0.954 20 0.954 0.947 21 0.987 0.939 22 0.938 23 0.963 24 0.967 10 0.972 25 0.978 11 0.963 26 0.945 12 0.973 27 13 28 0.949 14 0.954 29 0.962 15 0.965 30 0.946 Hình 18: Kết phân bố điện áp tải tăng 20% 74 Luan van Hình 4.19 bảng 4.26 thể tỉ lệ phần trăm công suất truyền đƣờng dây so với công suất định mức đƣờng dây tƣơng ứng Qua hình 4.19 bảng 4.26 nhận thấy tăng cơng suất phụ tải lên 20% chƣa xuất trạng thái nghẽn mạch hệ thống điện Bảng 26: Bảng phân bố công suất đƣờng dây tải tăng 20% FBUS TBUS P Pmax P% FBUS TBUS P Pmax P% 105.9 130 81.46 10 22 9.21 32 28.78 50.36 130 38.74 12 13 37 110.5 33.48 61.38 100 61.38 12 14 11.82 32 36.93 17 91.37 120 76.14 12 15 18.15 32 56.7 29.7 65 45.69 12 16 2.09 32 6.54 36.55 130 28.11 14 15 3.24 16 20.27 46.1 65 70.93 15 18 3.85 16 24.05 43.3 130 33.31 15 23 1.21 16 7.59 8.82 120 7.35 16 17 6.34 16 39.62 79.63 90 88.48 17 18 27.78 150 18.52 12 25.1 65 38.62 18 19 15.92 16 99.52 44.59 168 26.54 19 20 7.04 32 22.01 10.59 130 8.14 20 26 3.18 100 3.18 68.29 76.8 88.92 21 22 17.36 32 54.25 15.72 65 24.19 22 24 12.66 16 79.11 10 17.97 54.4 33.03 23 24 10.02 16 62.6 28 11.03 32 34.48 24 25 6.61 16 41.34 12 2.71 83 3.27 24 30 7.9 100 7.9 28 1.24 32 3.87 25 26 5.39 16 33.66 10 15.72 65 24.19 25 27 12.09 16 75.57 11 65 27 29 11.76 16 73.49 10 17 30.29 32 94.67 27 30 12.61 16 78.82 10 20 15.69 54.4 28.85 28 27 9.74 65 14.98 10 21 25.16 32 78.62 29 30 5.67 16 35.46 75 Luan van Hình 19: Kết phân bố công suất đƣờng dây tải tăng 20% 4.5.4 Tải tăng 25% Khi phụ tải nút tăng lên 25%, cấu trúc lƣới điện bị thay đổi thay đổi công suất nút Lúc này, chƣơng trình phân bố cơng suất đƣợc thực thi kết điện áp trƣờng hợp đƣợc thể hình 4.20 bảng 4.27 Hình 4.20 bảng 4.27 thể điện áp nút phụ tải dƣới dạng đơn vị tƣơng đối công suất tải tăng lên 25% Qua kết nhận thấy điện áp số nút cuối nguồn xuống dƣới 0.95 (p.u.) Nhƣ cần có giải pháp tăng điện áp nút lên 0.95 (p.u.) cách lắp tụ bù nút cuối nguồn 76 Luan van Bảng 27: Bảng phân bố điện áp tải tăng 25% BUS Voltage (p.u.) BUS Voltage (p.u.) 1 16 0.959 17 0.961 0.963 18 0.955 0.959 19 0.945 0.953 20 0.953 0.945 21 0.987 0.938 22 0.936 23 0.962 24 0.966 10 0.971 25 0.977 11 0.962 26 0.944 12 0.972 27 13 28 0.948 14 0.952 29 0.961 15 0.964 30 0.944 Hình 20: Kết phân bố điện áp tải tăng 25% 77 Luan van Hình 4.21 bảng 4.28 thể tỉ lệ phần trăm công suất truyền đƣờng dây so với công suất định mức đƣờng dây tƣơng ứng Qua hình 4.21 bảng 4.28 nhận thấy tăng cơng suất phụ tải lên 25% xuất trạng thái nghẽn mạch hệ thống điện Tuy nhiên, việc nghẽn mạch đƣờng dây nghẽn mạch có cơng suất nhỏ Cụ thể nhánh nghẽn mạch 10-17 với công suất đƣờng dây 32MVAr nhánh 18-19 với 16 MVAr Các đƣờng dây vƣợt công suất không MVAr nên lƣới hoạt động bình thƣờng Bảng 28: Bảng phân bố công suất đƣờng dây tải tăng 25% FBUS TBUS P Pmax P% FBUS TBUS P Pmax P % 114.15 130 87.81 10 22 10.1 32 31.55 53.59 130 41.22 12 13 37 110.5 33.48 65.35 100 65.35 12 14 12.36 32 38.63 17 97.29 120 81.07 12 15 19.06 32 59.57 31.14 65 47.91 12 16 1.86 32 5.82 38.35 130 29.5 14 15 3.34 16 20.85 48.55 65 74.69 15 18 4.44 16 27.72 46.12 130 35.48 15 23 0.65 16 4.07 9.28 120 7.73 16 17 6.92 16 43.25 84.3 90 93.67 17 18 29.5 150 19.67 12 27.13 65 41.74 18 19 16.69 16 104.28 46.78 168 27.84 19 20 7.25 32 22.65 10.72 130 8.25 20 26 3.49 100 3.49 71.79 76.8 93.48 21 22 17.28 32 53.99 16.71 65 25.71 22 24 13.57 16 84.81 10 19.1 54.4 35.11 23 24 10.23 16 63.95 28 12.16 32 38 24 25 6.83 16 42.7 12 2.34 83 2.82 24 30 8.34 100 8.34 28 1.13 32 3.52 25 26 5.43 16 33.94 10 16.71 65 25.71 25 27 12.36 16 77.25 11 65 27 29 12.22 16 76.4 10 17 32.29 32 27 30 13.09 16 81.84 100.91 10 20 16.45 54.4 30.24 28 27 10.96 65 16.87 10 21 27.05 32 84.54 29 30 5.87 16 36.71 78 Luan van Hình 21: Kết phân bố công suất đƣờng dây tải tăng 25% 4.5.5 Tải tăng 30% Khi phụ tải nút tăng lên 30%, cấu trúc lƣới điện bị thay đổi thay đổi công suất nút Lúc này, chƣơng trình phân bố cơng suất đƣợc thực thi kết điện áp trƣờng hợp đƣợc thể hình 4.22 bảng 4.29 Hình 4.22 bảng 4.29 thể điện áp nút phụ tải dƣới dạng đơn vị tƣơng đối công suất tải tăng lên 30% Qua kết nhận thấy điện áp số nút cuối nguồn xuống dƣới 0.95 (p.u.) Nhƣ cần có giải pháp tăng điện áp nút lên 0.95 (p.u.) cách lắp tụ bù nút cuối nguồn 79 Luan van BUS Bảng 29: Bảng phân bố điện áp tải tăng 30% Voltage (p.u.) BUS Voltage (p.u.) 1 16 0.957 17 0.959 0.962 18 0.953 0.957 19 0.943 0.951 20 0.952 0.943 21 0.986 0.936 22 0.935 23 0.96 24 0.966 10 0.97 25 0.976 11 0.96 26 0.942 12 0.971 27 13 28 0.946 14 0.951 29 0.96 15 0.962 30 0.942 Hình 22: Kết phân bố điện áp tải tăng 30% 80 Luan van Hình 4.23 bảng 4.30 thể tỉ lệ phần trăm công suất truyền đƣờng dây so với công suất định mức đƣờng dây tƣơng ứng Qua hình 4.23 bảng 4.30 nhận thấy tăng công suất phụ tải lên 30% xuất trạng thái nghẽn mạch hệ thống điện Tuy nhiên, việc nghẽn mạch đƣờng dây nghẽn mạch có cơng suất nhỏ Cụ thể nhánh nghẽn mạch 10-17 với công suất đƣờng dây 32MVAr nhánh 18-19 với 16 MVAr Các đƣờng dây vƣợt công suất không MVAr nên lƣới hoạt động bình thƣờng Bảng 30: Bảng phân bố công suất đƣờng dây tải tăng 30% FBUS TBUS P Pmax P% FBUS TBUS P Pmax P % 122.48 130 94.22 10 22 10.99 32 34.34 56.83 130 43.72 12 13 37 110.5 33.48 69.34 100 69.34 12 14 12.91 32 40.34 17 103.26 120 86.05 12 15 19.99 32 62.46 32.6 65 50.16 12 16 1.64 32 5.11 40.17 130 30.9 14 15 3.43 16 21.43 51.01 65 78.48 15 18 5.02 16 31.38 48.95 130 37.65 15 23 0.08 16 0.53 9.73 120 8.11 16 17 7.5 16 46.88 88.98 90 98.87 17 18 31.22 150 20.81 12 29.17 65 44.88 18 19 17.45 16 109.04 48.97 168 29.15 19 20 7.45 32 23.29 10.85 130 8.35 20 26 3.81 100 3.81 75.29 76.8 98.04 21 22 17.19 32 53.72 17.71 65 27.24 22 24 14.48 16 90.53 10 20.24 54.4 37.2 23 24 10.45 16 65.3 28 13.29 32 41.53 24 25 7.05 16 44.07 12 1.97 83 2.37 24 30 8.78 100 8.78 28 1.01 32 3.17 25 26 5.48 16 34.24 10 17.71 65 27.24 25 27 12.63 16 78.96 11 65 27 29 12.69 16 79.32 10 17 34.29 32 27 30 13.58 16 84.88 107.15 10 20 17.21 54.4 31.63 28 27 12.2 65 18.77 10 21 28.96 32 90.49 29 30 6.07 16 37.96 81 Luan van Hình 23: Kết phân bố công suất đƣờng dây tải tăng 30% 4.6 Nhận xét Qua kết thu đƣợc, số nhận xét đƣợc đƣa nhƣ sau: Phƣơng pháp xác định đƣờng dây tăng thêm thơng qua giải thuật GA có hiệu hai phƣơng pháp thêm dây vào đƣờng dây nghẽn mạch phƣơng pháp thay dây siêu nhiệt chi phí thực giảm nhiều Phƣơng pháp đƣợc đề xuất có khả thực thi ổn định công suất phụ tải tăng 30% Điều cho thấy phƣơng pháp có tính khả thi cao lắp đặt lắp đặt thực tế 4.7 Kết luận Luận văn hoàn thành nhiệm vụ đặt nhƣ sau: Tìm hiểu, thu thập tài liệu sử dụng thành công thông số hệ thống truyền tải 30 nút IEEE Đã thu thập đƣợc tài liệu liên quan đến mạng IEEE 30 nút từ nhiều nguồn khác thơng qua tạp chí tài tiệu thống internet Thơng qua tài liệu này, hệ thống hoàn chỉnh đƣợc xây dựng nhằm phục vụ nhu cầu mô 82 Luan van đánh giá hiệu hoạt động hệ thống nhƣ chi phí xây dựng tuyến dây mạng điện Nghiên cứu áp dụng thành công phƣơng pháp di truền tốn tối ƣu vị trí đƣờng dây truyền tải nhằm nâng cao hiệu vận hành hệ thống điện với chi phí đầu tƣ thấp Đây vấn đề thực tế nhiều hệ thống điện giới nay, đặc biệt nƣớc phát triển có hệ thống điện ln tình trạng q tải phát triển nóng nhu cầu phụ tải Nghiên cứu thực thi phƣơng pháp giải thuật di truyền tốn tối ƣu vị trí đƣờng dây truyền tải phần mềm mơ Matlab Việc thực thi hồn thiện code chƣơng trình đƣợc hỗ trợ lớn từ toolbox Matlab, toolbox giúp việc mô trở nên nhanh chóng 4.8 Các kiến nghị hƣớng phát triển c đề tài Qua đề tài, ta thấy hƣớng phát triển đƣợc đề xuất để nâng cao hiệu hoạt động hệ thống điện nhƣ sau: Nghiên cứu thêm thiết bị FACT để áp dụng vào toán mở rộng lƣới Liên hệ điện lực địa phƣơng để có số liệu thực tế nhằm nâng cao hiệu nghiên cứu đề xuất cụ thể cho địa phƣơng vấn đề nâng cao hoạt động truyền tải điện, góp phần phát triển kinh tế đất nƣớc Cần kết hợp đƣợc nhiều phƣơng pháp khác để nâng cao hiệu vận hành lƣới điện, có cố xảy 83 Luan van TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] S a farghal, M roehdy abdel aziz Generation expansion planning including the renewable energy sources IEEE transactions on power systems Vol 3, no 3, august 1988 [2] Adelino J.C Pereira a, João Tomé Saraiva b, * Generation expansion planning (GEP) e A long-term approach using system dynamics and genetic algorithms (GAs) Energy 36 (2011) 5180-5199 [3] S Kannan, S Mary Raja Slochanal, and Narayana Prasad Padhy Application and Comparison of Metaheuristic Techniques to Generation Expansion Planning Problem IEEE transactions on power systems VOL 20, NO 1, FEBRUARY 2005 [4] Hooshmand R-A, Banejad M, Isazadeh G Management of power flow of transmission lines indisturbed condition susing UPFC In: Australian Universities Power Engineering Conference Australia; p.33–41, 2007 [5] H Yazdanpanahi G.B.Gharehpetian Application of FACTS Devices in Transmission Expansion Planning to Overcome Problems of Projects Delays [6] Betelehem T Tessema Strategies for Electrical Network Expansion Master Thesis Electrical Power Engineering August 30, 2011 [7] Mitra Mirhosseini and Aliakbar Gharaveisi Transmission Network Expansion Planning with a Heuristic Approach International Journal of Electronics Engineering (2), 2010, pp 235 – 237 [8] Manuel Costeira da Rocha #1, João Tomé Saraiva #2, # DEEC – FEUP, Universidade Porto Rua Dr Roberto Frias, sn, 4200-465 Porto Portugal Multiyear Transmission Expansion Planning using Discrete Evolutionary Particle Swarm Optimization International Conference on the European 84 Luan van Energy Market (EEM) 25-27 May 2011 • Zagreb, Croatia [9] Lƣu Hữu Vinh Quang Áp dụng phƣơng pháp đơn hình quy hoạch phát triển hệ thống điện Tạp chí phát triển KH&CN Tập 10, Số 03-2007 [10] Éric D Taillard Parallel taboo search technique for the jobshop scheduling problem ORSA Journal on Computing Vol.6, No 2, Spring 1994 [11] J H Holland Adaptation in Natural and Artificial Systems University of Michigan 1975 [12] Kirkpatrick, S., C.D Gelatt Jr and M P Vecchi (1983) Optimization by Simulated nnealing Science 220, 4598, 671-680 [13] C Darwin On the Origin of Species by Means of Natural Selection or the Preservation of Favoured Races in the Struggle for Life London: John Murray 1st edition Retrieved on 2006-12-31, 1859 [14] A J Wood and B F Wollenberg Power generation, operation, and control 2nd ed, New York: Jhon Wiley and Sons, Inc, 1996 [15] Macheso Martin Simiyu State-of-the-art of transmission expansion planning: Comprehensive review Renewable and Sustainable Energy Reviews, no 23, pp 312-319, 2013 [16] Hossein Seifi (2011) Electric Power System Planning [17] Hồ Văn Hiến Hệ thống điện truyền tải phân phối NXB Đại học Quốc gia TP.HCM, 2013, tr 151-266 [18] Power system network expansion planning using hybrid heuristic method Internet: http://erepository.uonbi.ac.ke/handle/11295/77902?show=full, 01/6/2016 85 Luan van S K L 0 Luan van ...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ VÕ QUỐC KHA QUI HOẠCH VÀ PHÁT TRIỂN LƢỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 60520202 Tp... Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ VÕ QUỐC KHA QUI HOẠCH VÀ PHÁT TRIỂN LƢỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 60520202 Hƣớng... dây truyền tải truyền thống tầm nhìn quy hoạch; Đạt đƣợc cân tối ƣu hóa việc đầu tƣ đƣờng dây truyền tải đầu tƣ thiết bị Facts , đáp ứng tiến độ hệ thống truyền tải đến phát triển thị trƣờng điện