(Luận văn thạc sĩ hcmute) xác định vị trí và dung lượng máy phát phân tán để tổn thất công suất là nhỏ nhất

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÊ VĂN VŨ XÁC ÐỊNH VỊ TRÍ VÀ DUNG LƯỢNG MÁY PHÁT PHÂN TÁN ÐỂ TỔN THẤT CÔNG SUẤT LÀ NHỎ NHẤT NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - 60520202 S K C0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2018 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÊ VĂN VŨ XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ VÀ DUNG LƯỢNG MÁY PHÁT PHÂN TÁN ĐỂ TỔN THẤT CÔNG SUẤT LÀ NHỎ NHẤT NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – 60520202 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2018 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÊ VĂN VŨ XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ VÀ DUNG LƯỢNG MÁY PHÁT PHÂN TÁN ĐỂ TỔN THẤT CÔNG SUẤT LÀ NHỎ NHẤT NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – 60520202 Hướng dẫn khoa học: PGS.TS TRƯƠNG VIỆT ANH Tp Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2018 Luan van Luan van Luan van %Ӝ*,È2'Ө&9¬ĈҤ27Ҥ2 75ѬӠ1*ĈҤ,+Ӑ&6Ѭ3+Ҥ0.Ӻ7+8Ұ7 7+¬1+3+Ӕ+Ӗ&+Ë0,1+ 3+,ӂ81+Ұ1;e7/8Ұ19Ă17+Ҥ&6Ӻ 'jQKFKRJLҧQJYLrQSKҧQELӋQ 7rQÿӅWjLOXұQYăQWKҥFVӻ ;iFÿӏQKYӏWUtYjGXQJOѭӧQJPi\SKiWSKkQWiQÿӇWәQWKҩWF{QJVXҩWOjQKӓ QKҩW 7rQWiFJLҧ /Ç9Ă19lj MSHV: 1790606 Ngành: ӻWKXұWÿLӋQ Khóa: 2017 Ĉӏnh Kѭӟng: ӬQJGөQJ +ӑYjWrQQJѭӡLSKҧQELӋQ 3*6764X\ӅQ+X\ÈQK &ѫTXDQF{QJWiF KRDĈLӋQĈLӋQWӱ ĈLӋQWKRҥLOLrQKӋ ,é.,ӂ11+Ұ1;e7 9ӅKuQKWKӭF NӃWFҩXOXұQYăQ +uQKWKӭFYjNӃWFҩXOXұQYăQÿҥW\rXFҫX 9ӅQӝLGXQJ 2.1 Nh̵n xét v͉–ÀŠŠ‘ƒŠб…ǡ”Ù”‰ǡЛ…ŠŽЛ…ǡŠï……Š‹Ъ––”‘‰OX̵QYăQ ĈҥW\rXFҫX 2.2 Nh̵š±–¯žŠ‰‹ž˜‹Ю…•у†о‰Š‘Ц…–”À…Š†РЪ–“—М…пƒ‰рк‹Šž……ׯ“—‹¯аŠ Š‹ЮŠŠ…пƒ’Šž’Ž—С–•лŠф—–”À–—Ю 9LӋFVӱGөQJYjWUtFKGүQNӃWTXҧ1&FӫDQJѭӡLNKiFWKHRÿ~QJTXLÿӏQKKLӋQKjQKFӫDSKiSOXұWVӣKӳXWUt WXӋ 2.3 Nh̵š±–˜Ыͭc tiêu nghiên cͱu, ph˱˯ng pháp nghiên cͱu s͵ dͭng LVTN 1JKLrQFӭXSKѭѫQJSKiSJLҧPWәQWKҩWF{QJVXҩWWURQJOѭӟLSKkQSKӕLNKLFyNӃWQӕL'*YjROѭӟLÿLӋQ SKkQSKӕL ÈSGөQJJLҧLWKXұW362ÿӇJLҧLEjLWRiQWuPYӏWUtYjGXQJOѭӧQJWKtFKKӧSÿӇNӃWQӕL'*QKҵPJLҧPWәQ WKҩWF{QJVXҩWWURQJOѭӟLSKkQSKӕL 2.4 Nh̵n xét T͝ng quan cͯƒ¯͉ tài ĈҥW\rXFҫX 2.5 ŠСš±–¯žŠ‰‹ž˜͉ n͡‹†—‰Ƭ…ŠН–Žрн‰…пƒ 1ӝLGXQJYjFKҩWOѭӧQJOXұQYăQÿҥW\rXFҫX 2.6 ŠСš±–¯žŠ‰‹ž˜͉ kh̫£‰ͱng dͭ‰ǡ‰‹ž–”а–Šх…–‹Э…ͯƒ¯͉ tài ӃWTXҧQJKLrQFӭXFӫDOXұQYăQFyWKӇVӱGөQJOjPWjLOLӋXWKDPNKҧRFKRFiFF{QJÿLӋQOӵFFiFKӑFYLrQ 1&6QJjQK.ӻWKXұWÿLӋQTXDQWkPÿӃQEjLWRiQJLҧPWәQWKҩWF{QJVXҩWWURQJOѭӟLSKkQSKӕLNKLFyVӵ WKDPJLDFӫDQJXӗQÿLӋQSKkQWiQ 2.7 Lu̵˜£…О…ŠЯŠ•уƒǡ„е•—‰Šф‰з‹†—‰‰¿ȋ–Š‹͇t sót t͛n t̩i): .LӇPWUDFiFWjLOLӋXWKDPNKҧRÿmÿѭӧFWUtFKGүQÿҫ\ÿӫWURQJOXұQYăQNK{QJ" &ҫQQrXFiFNKyNKăQNKLWKӵFKLӋQFiFJLҧLSKiSPjJLҧLWKXұWÿӅ[XҩWWURQJKӋWKӕQJÿLӋQWKӵF II CÁC VҨ0ӄ CҪN LÀM RÕ Luan van &iFFkXK͗LFͯDJL̫QJYLrQSK̫QEL͏Q 1*LҧLWKtFKFKLWLӃWJLҧPWәQWKҩWF{QJVXҩW+uQK3.2)? 2*LҧLWKtFKFKLWLӃWJLҧLWKXұW362+uQK3.17)? - Làm thay đổi phân bố công suất lưới điện - Làm thay đổi dòng ngắn mạch - Gây nên họa tần - Cộng hưởng hệ thống - Thay đổi độ lớn điện áp hệ thống - Ảnh hưởng đến độ tin cậy - Thay đổi tổn hao cơng suất phát tuyến Chính tác động nêu trên, việc kết nối vận hành DG gặp số trở ngại Tuy nhiên, DG hoạt động độc lập có hiệu thấp chi phí vận hành tăng cao, cơng suất phát điện lại không ổn định nên độ tin cậy cung cấp điện thấp Mặc khác, DG có trở kháng lớn, nên dịng ngắn mạch nhỏ, dó mức độ ảnh hưởng đến lưới điện phân phối vận hành song song thấp Vì vậy, DG thường kết nối trực tiếp với lưới điện phân phối trung áp/ hạ áp 2.6 Một số nguồn lượng tái tạo thích hợp với cơng nghệ DG Khác với dạng lượng truyền thống tái tạo như: dầu mỏ, khí đốt, than đá thường dùng làm nhiên liệu cho nhà máy điện tập trung có cơng suất lớn xa tâm phụ tải Các nguồn lượng tái tạo như: lượng mặt trời, lượng địa nhiệt, lượng gió, lượng thủy triều dạng lượng xem khơng cạn kiệt theo thời gian phù hợp với công nghệ sản xuất điện có cơng suất nhỏ Các nguồn lượng tái tạo hữu tất nơi trái đất Việc khai thác nguồn lượng ngày xúc tiến thu nhiều thành - Năng lượng mặt trời: Năng lượng mặt trời phát dạng sóng điện từ truyền chân không bị suy giảm qua lớp khí xung quanh trái đất Mật độ lượng mặt trời chiếu mặt đất nơi khác khơng giống nhau, trung bình mật độ vào khoảng 200W/m2, mức cao điểm đạt 1000W/m2 Xét qui mơ tồn Trang 20 Luan van cầu lượng khơng lớn có ý nghĩa với số quốc gia như: Ấn Độ, Trung Quốc Châu Phi mạng lưới phân phối điện thưa thớt - Năng lượng địa nhiệt: Năng lượng địa nhiệt nhiệt lấy từ lòng đất, nhiệt trái đất khoảng 64 tỉ kWh Từ lâu người ta biết khoan sâu lịng đất km nhiệt độ tăng thêm 30oC Giá trị tùy thuộc vào nơi Ví dụ đồng sơng Hồng có lỗ khoan km khơng phải 90oC mà 150oC Trên giới có nơi với lỗ khoan tìm thấy nhiệt độ từ 200 đến 1000oC Từ năm 1904 Larderelo (Italia) xây dựng thành cơng nhà máy địa nhiệt có cơng suất 365 MW Tại Mỹ vào năm 1960 người ta xây dựng hai nhà máy có cơng suất 12,5 MW Năm 1980 Sanfrancixco xây dựng thành công nhà máy địa nhiệt có cơng suất 1180 MW cung cấp cho toàn thành phố Sự khác nhà máy địa nhiệt so với nhà máy điện khác loại lấy từ lòng đất để sản xuất điện nên qui mô nhà máy gọn nhẹ, đơn giản, không cần kho dự trữ nhiệt liệu nên an tồn giảm diện tích Mặc dù hiệu suất khơng cao chi phí xây dựng, lắp đặt thấp nên giá thành điện tương đối rẻ Một dạng lượng địa nhiệt khác bồn nhiệt nước nóng, nước sơi áp suất cao độ sâu lớn nên nhiệt độ đạt đến 180 đến 370oC lượng tồn dạng nước nóng Hiện NewZeland người ta sử dụng lượng để xây dựng nhà máy điện có cơng suất 75 MW - Năng lượng gió: Năng lượng gió lượng học tự nhiên, sáng kiến cối xay gió sáng kiến quan trọng lịch sử sử dụng lượng gió người Ngày người ta sử dụng lượng gió để bơm nước sản xuất điện đặc biệt vùng xa xơi Theo tính tốn, tổng số lượng gió tồn giới 350 triệu MWh không ổn định phân tán nên sử dụng phần nhỏ Tính đến năm 2002, cơng suất máy phát điện sức gió tồn giới vượt 30 GW, sản lượng điện năm 4,7 triệu MWh Trang 21 Luan van 2.7 Bài toán xác định cấu trúc vận hành lưới điện phân phối kết hợp với máy phát điện phân tán Tái cấu trúc lưới điện phân phối trình thay đổi phương thức liên kết mạng lưới phân phối cách thay đổi trạng thái đóng / mở khóa điện tơn trọng ràng buộc hệ thống để đáp ứng mục tiêu đề Đã có nhiều đề tài nghiên cứu vấn đề “Tái cấu hình lưới điện” Năm 1975, Merlin Back đưa vấn đề tái cấu trúc lần đề xuất giải tốn thơng qua kỹ thuật heuristic rời rạc nhánh-biên Civanlar et al đề xuất phương pháp trao đổi nhánh để ước tính giảm tổn thất Vì phương pháp dựa kỹ thuật chẩn đốn, khó để có cách có hệ thống để đánh giá giải pháp tối ưu Trong năm gần đây, phương pháp meta-heuristic, đề xuất để giải vấn đề tối ưu hóa để có giải pháp tối ưu tồn cục phương pháp dựa thuật tốn di truyền cải tiến phát triển cho toán tái cấu hình để giảm thiểu tổn thất điện độ tin cậy hệ thống Tái cấu trúc hệ thống lưới điện phân phối toán quy hoạch phi tuyến rời rạc, có nhiều biến số tác động đến trạng thái khóa điện điều kiện vận hành như: Lưới điện phân phối phải vận hành hở, không tải máy biến áp, đường dây, thiết bị đóng cắt Rất khó để giải tốn tái cấu trúc phương pháp giải tích tốn học truyền thống Các phương pháp tìm kiếm sử dụng tốn tái cấu trúc lưới điện phân phối cân tải thường là: quy tắc Hueristics, hệ chuyên gia Các toán vận hành lưới điện phân phối chủ yếu giải vấn đề: giảm tổn thất công suất lưới điện, cải thiện thời gian tái lập, cải thiện hệ số tin cậy hệ thống, cải thiện khả tải hệ thống, cải thiện tình trạng không cân tải… Với mục tiêu số tốn tái cấu trúc đặt sau: o Bài toán thứ nhất: Giảm tổn thất cơng suất, tốn bản, kết cấu trúc lưới điện có tổn thất nhỏ điểm phụ tải định (chỉ xét thời điểm) o Bài toán thứ hai: Giảm tổn thất lượng, toán dựa vào toán nêu trên, xét cho khoảng thời gian Kết cấu trúc lưới điện có tổn thất lượng nhỏ khoảng thời gian xem xét Trang 22 Luan van o Bài toán thứ ba: Cân tải máy biến áp đường dây, kết cấu trúc lưới điện, tải phân phối theo khả máy biến áp đường dây Cấu trúc lưới điện đáp ứng chủ yếu mặt kỹ thuật, độ tin cậy cung cấp điện Đảm bảo khả dự trữ máy biến áp đường dây gần nhau, xảy tải thay đổi o Bài tốn thứ tư: Khơi phục việc cấp điện, toán giải trường hợp cố ngắn mạch hay tải phải cắt điện hay nhiều đoạn đường dây Kết cấu trúc lưới điện cô lập phần bị cố, cấp điện trở lại cho phụ tải bị ảnh hưởng với ràng buộc dòng, áp nằm phạm vị cho phép đảm bảo số phụ tải điện Tái cấu trúc lưới điện phân phối có máy phát điện tốn phân bố cơng suất lưới điện, tốn nhằm mục đích giải yêu cầu đặt chọn chọn dây dẫn, thiết bị phân phối điện, kiểm tra sụt áp điều kiện làm việc bình thường cố, tính tốn tổn thất cơng suất để đánh giá tiêu kinh tế phương án đề xuất xem xét… sở chọn phương án cấp điện hợp lý kinh tế, kỹ thuật Trong đề tài trình bày thuật tốn mới, áp dụng giải thuật PSO lưới điện phân phối để giải vấn đề nêu Trang 23 Luan van Chương 3: PHƯƠNG PHÁP ĐỀ XUẤT 3.1 Giới thiệu Lưới điện phân phối truyền tải điện từ trạm biến áp trung gian đến khách hàng sử dụng điện Lưới điện phân phối thường có cấu trúc mạch vịng vận hành hình tia ưu điểm liên quan đến thiết bị bảo vệ, dễ dàng vận hành Khi nguồn phát phát triển, việc kết nối nguồn phân tán với lưới điện phân phối có nhiều ưu điểm Một ưu điểm lớn đặt máy phát phân tán lưới điện phân phối giảm tổn thất công suất khả đáp ứng nhu cầu phụ tải chỗ vùng lân cận Như vậy, rõ ràng với xuất nguồn phân tán lưới điện phân phối, với khóa điện tồn lưới điện phân phối làm xuất toán cần giải tối ưu vị trí, cơng suất nguồn phân tán thay đổi cấu trúc lưới điện thông qua thao tác chuyển khóa điện sẵn có lưới để nâng cao hiệu lưới điện phân phối Để giải toán này, số nghiên cứu sử dụng kỹ thuật khác để giải tóm tắt số phương pháp chung sau: (1) Xác định vị trí công suất nguồn phân tán tối ưu lưới điện phân phối hình tia ban đầu thuật tốn tối ưu Sau sử dụng thuật tốn tối ưu để xác định cấu trúc lưới có tổn thất công suất bé (2) Xác định cấu trúc lưới có tổn thất bé thuật tốn tối ưu Sau đó, Xác định vị trí công suất nguồn phân tán tối ưu lưới điện phân phối có cấu trúc hình tia tối ưu (3) Xác định vị trí nguồn phân tán dựa số độ ổn định điện áp, độ nhạy điện áp nút Sau sử dụng thuật toán tối ưu để xác định dung lượng, kết hợp với toán tái cấu trúc lưới (4) Sử dụng thuật toán tối ưu để giải tốn xác định vị trí, cơng suất nguồn phân tán xác định cấu trúc vận hành hình tia tối ưu Trong bốn kỹ thuật sử dụng, phương pháp (1) (2) có ưu điểm dễ dàng thực hiện, thời gian tính tốn nhanh Nhưng kết thu thường hệ Trang 24 Luan van thống phân phối có tổn thất cơng suất bé độc lập hai lần tính toán Phương pháp (3), hạn chế nhược điểm phương pháp (1) (2) Tuy nhiên, số ban đầu lưới phân phối để lựa chọn vị trí nguồn phân tán lại thường bị thay đổi cấu trúc lưới thay đổi dẫn đến giải pháp thu sau khơng phải tối ưu Phương pháp (4) giải hạn chế phương pháp Nhưng rõ ràng, toán trở nên phức tạp khác chất biến véc tơ biến điều khiển thuật tốn tối ưu nhiều ảnh hưởng đến chế tạo véc tơ biến q trình tối ưu Mặt khác, thời gian tính tốn thuật toán lâu số biến cần tối ưu lớn bao gồm vị trí nguồn phân tán, cơng suất nguồn phân tán khóa điện cần thay đổi hệ thống Có thể thấy lưới điện kín có dịng phân bố cơng suất tối ưu nơi mà tổn thất công suất lưới điện phân phối nhỏ Ngoài ra, việc thay đổi cấu trúc vận hành lưới điện phân phối thường thay đổi tùy theo phát triển phụ tải thường thay đổi tương đối dễ dàng thông qua thao tác đóng mở Tuy nhiên nguồn phân tán, việc tối ưu nguồn phân tán đặc biệt vị trí lại tương đối khó khăn khó thay đổi theo thời gian Vì vậy, xác định vị trí cơng suất nguồn phát cho bị ảnh hưởng cấu trúc lưới hình tia điều đặc biệt quan trọng chưa quan tâm giải Để giải toán tái cấu trúc lưới điện có lựa chọn vị trí dụng lượng DG cần giải tốn: tính phân cơng suất tốn tái cấu trúc lưới điện phân phối có DG Trong nghiên cứu [8-12], [13-15] tác giả sử dụng phương pháp CSA, RRA, HAS, GA… để giải lựa chọn vị trí cơng suất phương pháp giải cho kết toàn cục có thời gian hội tụ chậm nên khó áp dụng Còn phương pháp GA với ưu điểm độ hội tụ nhanh cho kết rơi vào cực trị địa phương Bài tốn tái cấu hình lưới điện phân phối thường gắn với phát triển thị trường điện với lý kỹ thuật kinh tế Lưới điện phân phối tham gia vào thị trường điện cần phải vận hành cách tối ưu giảm thiểu tổn hao, ổn định điện áp, cân công suất nhánh… Bài tốn tái cấu hình lưới điện phân phối phát triển đầu tư chi phí thấp so với phương pháp khác vận hành lưới điện phân phối tận dụng cấu trúc mạch vịng vận hành Trang 25 Luan van hình tia, tốn tái cấu hình tiến hành đóng/mở khóa nhằm tối ưu mục tiêu tốn Vì vậy, với thay đổi cấu hình lưới điện làm cho dịng cơng suất nhánh bị thay đổi cần phải tính lại để đáp ứng với thay đổi q trình đóng/mở khóa lưới điện phân phối Hiện có nhiều thuật tốn giải tốn tái cấu hình lưới điện phân phối áp dụng PSO, GA, HSA, RRA… kết hợp giải thuật với tính tốn tính phân bố cơng suất lưới điện phân phối Tuy nhiên, trình hoạt động giải thuật việc tính phân bố cơng suất tính lặp lặp lại nhiều lần gây tốn nhiều thời gian độ hội tụ chậm Do đó, cần có phương pháp tính phân bố cơng suất phù hợp nhằm đưa tốn tái cấu hình lưới điện phân phối giảm thời gian tính tốn hội tụ nhanh Hiện nay, để tính phân bố cơng suất lưới điện phân phối chủ yếu sử dụng phương pháp Newton - Graphson Gauss - Seidel Khi sử dụng phương pháp tính tốn nhiều thời gian hội tụ chậm nên không mang lại hiệu cao vận hành lưới điện phân phối thị trường điện Với nghiên cứu chưa đề cập rõ ràng thông số sau tính tốn chưa trình bày việc ứng dụng phương pháp tái cấu hình lưới điện phân phối Vì vậy, Newton– Graphson phương pháp truyền thống khác chưa thật tối ưu thời gian độ hội tụ giải toán tái cấu hình lưới điện phân phối hình tia Đề tài đề xuất sử dụng phương pháp Backward/Forward tính phân bố cơng suất nhằm tái cấu hình lưới điện phân phối thơng qua việc tìm tất điện áp nút Từ điện áp này, tính trực tiếp dịng điện, tổn thất hệ thống trạng thái ổn định khác cho hệ thống điện phân phối hình tia thay cho phương pháp truyền thống nhằm giảm thời gian tính tốn Phương pháp không cần ma trận Jacobian Newton - Raphson phương pháp khác Phương pháp đề xuất kiểm nghiệm hệ thống lưới điện phân phối 33 nút IEEE Để giải toán này, tác giả đề xuất tốn giải phần: Tính phân bố công suất phương pháp Backward/Forward để thay cho phương pháp Newton–Graphson nhằm giảm thời gian tính tốn phân bố cơng suất Ưu điểm phương pháp tính tốn lưới điện nhanh phù hợp với lưới điện phân phối với cấu trúc mạch vịng vận hành hình tia Trong đề tài sử dụng giải Trang 26 Luan van thuật PSO để tối ưu vị trí cơng suất nhằm có tổn thất cơng suất bé thơng qua việc sử dụng phương pháp Backward/Forward để tính phân bố cơng suất q trình tính tốn 3.2 Phương pháp đề xuất: 3.2.1 Giải thuật tính tổn thất cơng suất lưới điện phân phối hình tia Phân bố cơng suất lưới điện phân phối tính tốn phương trình đệ quy đơn giản hóa có nguồn gốc từ độ thị đơn tuyến thể hình 3.1 Áp dụng định luật kirchhoff cho lưới điện phân phối nút để tính dịng cơng suất từ tính tổn hao cơng suất nút Hình Sơ đồ đơn tuyến Bước 1: Tiến hành đọc liệu đường dây tải Xác định loại nút có hệ thống Nút nguồn đặt nút loại 2, nút tải đặt nút loại Đặt điện áp ban đầu nút (tức Uđm) Xác định số liên kết nút sau xác định nút cuối lưới với điều kiện số liên kết nút loại Sau xác định xong ta tiến hành tính tổn thất cơng suất đường dây liên kết với nút theo cơng thức (ta xét nút k+1 nút cuối lưới) Ploss (k, k+1) = R (k, k+1) P2Lk+1 +Q2Lk+1 Qloss (k, k+1) = X (k, k+1) Với: Trang 27 Luan van U2dm P2Lk+1 +Q2Lk+1 U2dm (3.1) (3.2) Ploss (k, k+1) tổn thất công suất tác dụng đường dây đoạn từ nút k tới nút k+1 Qloss (k, k+1) tổn thất công suất phản kháng đường dây đoạn từ nút k tới nút (k+1) R, X tổng trở tổng dẫn đường dây, PL (k+1), QL (k+1) công suất tác dụng công suất phản kháng phụ tải nút k+1, Uđm điện áp nguồn lưới điện Sau tính xong tổn thất công suất tổn thất điện áp đường dây ta tiến hành cộng dồn tải tổn thất cơng suất nhánh vừa tính vào nút đầu nhánh tiến hành xóa bỏ liệu đường dây cắt đường dây khỏi lưới Làm gặp nút nguồn (loại 2) dừng lại tức tổng số liên kết nút =0 P’Lk = PLk +PLk+1 + Ploss(k,k+1) (3.3) Q’Lk = QLk +QLk+1+ Qloss(k,k+1) (3.4) Bước 2: Tiến hành cập nhật lại liệu đường dây tải cộng dồn từ bước Xác định nút đầu lưới với điều kiện: nút nút loại có số liên kết lớn Sau ta tiến hành tính tổn thất điện áp nhánh từ nút nguồn nút cuối lưới theo công thức 𝑃′𝐿𝑘+1 𝑅𝑘,𝑘+1 +𝑄′𝐿𝑘+1 𝑋𝑘,𝑘+1 Uloss(k,k+1) = 𝑈𝑘 (3.5) Sau tính tổn thất điện áp nhánh ta tính điện áp nút theo cơng thức Uk+1 =Uk - Uloss (k, k+1) (3.6) sVới: Uk+1 điện áp nút thứ k+1 Uk điện áp nút thứ k Uloss (k, k+1) tổn thất điện áp đường dây nối từ nút k tới nút k+1 Bước 3: Sau có điện áp nút công suất nút tải cộng dồn bước ta tiến hành tính lại xác tổn thất cơng suất nhánh từ nút gốc đến nút cuối theo công thức: ′2 ′2 𝑃𝐿𝑘+1 +𝑄𝐿𝑘+1 P’loss (k, k+1) = R(k,k+1) Trang 28 Luan van 𝑈𝑘2 (3.7) ′2 ′2 𝑃𝐿𝑘+1 +𝑄𝐿𝑘+1 Q’loss (k, k+1) = X(k,k+1) 𝑈𝑘2 (3.8) Sau tính tổn thất cơng suất xác nhánh ta tiến hành tính tổn thất cơng suất tồn lưới điện theo cơng thức: ∆𝑃′𝑙𝑜𝑠𝑠 =∆𝑃′1 + ∆𝑃′2 +∆𝑃′3 + ⋯ + ∆𝑃′𝑘 +∆𝑃′𝑘+1 (3.9) ∆𝑄′𝑙𝑜𝑠𝑠 =∆𝑄′1 + ∆𝑄′2 +∆𝑄′3 + ⋯ + ∆𝑄′𝑘 +∆𝑄′𝑘+1 (3.10) Ngoài ta xét đến trường hợp gắn thêm máy phát tụ bù vào lưới điện để giảm tổn thất nâng cao chất lượng điện Khi gắn thêm máy phát vào nút: Khi gắn thêm tụ bù vào nút Pnút = Pnút – PG (3.11) Qnút = Qnút – QG (3.12) 𝑈𝑛ú𝑡 ) 𝑈đ𝑚 Qnút =Qnút - Qbù ( (3.13) Bắt đầu Đọc liệu đường dây tải Đặt điện áp tất nút pu Tính tốn dịng công suất P Q cho tất nhánh sử dụng phương pháp Backward Cập nhật điện áp góc pha sử dụng phương pháp Forward Dịng tải hội tụ? Tính tốn tổn thất cơng suất nhánh, tổng tổn thất cơng suất in kết Kết thúc Hình Lưu đồ giải thuật Trang 29 Luan van Xét ví dụ minh họa hoạt động thuật tốn tính nhanh tổn thất cơng suất lưới điện phân phối: Hình 3 Ví dụ hệ thống bus Tiến hành tính tốn: Bước 1: Ta tiến hành tính tổn thất cơng suất tổn thất điện áp nhánh chạy từ nút cuối nút gốc  Tính tổn thất cơng suất nhánh 56 Hình Tính tổn thất cơng suất cho nhánh 56 Tổn thất công suất tổn thất điện áp nhánh 56 𝑃62 +𝑄62 1002 +302 =2,25W = 0.1 𝑈𝑑𝑚 222 Ploss(5,6) = R56 𝑃62 +𝑄62 Qloss(5,6) = X56 𝑈𝑑𝑚 = 1002 +302 =9,01Var 0.4 222 Sau tính xong tổn thất nhánh 56 Ta tiến hành cộng dồn tải vào nút 5: P’5 = P5 +P6 + Ploss(5,6) = 90+100+0,00225=190,0025 kW Q’5 = Q5 +Q6 +Qloss(5,6) =25+30+0,009=55,009 kVar Trang 30 Luan van Sau dồn tải ta tiến hành xóa liệu nhánh vừa tính  Tính tổn thất cơng suất nhánh 25 Hình Tính tổn thất công suất cho nhánh 25 Tổn thất công suất nhánh 25 𝑃5′2 +𝑄5′2 Ploss(2,5) = R25 𝑈𝑑𝑚 𝑃5′2 +𝑄5′2 Qloss(2,5) = X25 𝑈𝑑𝑚 190,002252 +55,0092 =8,084W = 0.1 222 190,00252 +55,0092 = 0.4 222 =32,336Var Sau tính xong tổn thất nhánh 25 Ta tiến hành cộng dồn tải vào nút 2: P’2 = P2 +P’5 + Ploss(2,5) =60+190,0025+0,0081=250,01 kW Q’2 = Q2 +Q’5 + Qloss(2,5) =30+55,009+0,0323=85,0413 kVar Sau dồn tải ta tiến hành xóa liệu nhánh vừa tính  Tính tổn thất cơng suất nhánh 24 Hình Tính tổn thất cơng suất cho nhánh 24 Trang 31 Luan van Tổn thất công suất nhánh 24 𝑃42 +𝑄42 702 +202 =1,095W = 0.1 𝑈𝑑𝑚 222 Ploss(2,4) = R24 𝑃42 +𝑄42 Qloss(2,4) = X24 𝑈𝑑𝑚 = 702 +202 =4,38Var 0.4 222 Sau tính xong tổn thất nhánh 24 Ta tiến hành cộng dồn tải vào nút 2: P’2 = P’2 +P4 + Ploss(2,4) = 250,01+70+0,0011=320,0111 kW Q’2 = Q’2 +Q4 + Qloss(2,4) =85,0413+20+0,0044=105,0457 kVar Sau dồn tải ta tiến hành xóa liệu nhánh vừa tính  Tính tổn thất cơng suất nhánh 23 Hình Tính tổn thất cơng suất cho nhánh 23 Tổn thất công suất nhánh 23 𝑃32 +𝑄32 Ploss(2,3) = R23 802 +202 =1,4W = 0.1 𝑈𝑑𝑚 222 𝑃32 +𝑄32 Qloss(2,3) = X23 𝑈𝑑𝑚 802 +202 = 0.4 222 =5,62Var Sau tính xong tổn thất nhánh 23 Ta tiến hành cộng dồn tải vào nút 2: P’2 = P’2 +P3 + Ploss(2,3) =320,0111+80+0,0014=400,0125 kW Q’2 = Q’2 +Q3 + Qloss(2,3) =105,0457+20+0,00562=125,051kVar Sau dồn tải ta tiến hành xóa liệu nhánh vừa tính  Tính tổn thất cơng suất nhánh 12 Trang 32 Luan van Hình Tính tổn thất cơng suất cho nhánh 12 Tổn thất công suất nhánh 12 𝑃2′2 +𝑄2′2 Ploss(1,2) = R1,2 𝑈𝑑𝑚 𝑃2′2 +𝑄2′2 Qloss(1,2) = X1,2 𝑈𝑑𝑚 400,01252 +125,0512 = 0.1 222 =36,29kW 400,01252 +125,0512 = 0.4 222 =145,163kVar 𝑃′2 𝑅12 +𝑄′2 𝑋12 400,0125.0.1+125,051.0.4 Uloss(1,2) = = =4,09V 𝑈đ𝑚 22 Bước 2: Ta tiến hành cập nhật lại giá trị đường dây công suất nút phụ tải cộng dồn: Hình Cập nhật lại giá trị đường dây Trang 33 Luan van Sau cập nhật lại giá trị đường dây ta tiến hành tính tổn thất điện áp nhánh điện áp nút 𝑃𝑗 𝑅𝑖𝑗 +𝑄𝑗 𝑋𝑖𝑗 Công thức tổng quát: Uloss(i,j) = 𝑈𝑖 Uj =Ui -Uloss(ij) Uloss(12) = 𝑃2 𝑅12 +𝑄2 𝑋12 𝑈1 400,0125.0,1+125,051.0,4 = 22 =4,09V U2 = U1 - Uloss(12) =22000-4,09 =21996V Uloss(23) = 𝑃3 𝑅23 +𝑄3 𝑋23 𝑈2 80.0,1+20.0,4 = 21,996 =0,73V U3 = U2 - Uloss(23) =21996-0,73 =21995V Uloss(24) = 𝑃4 𝑅24 +𝑄4 𝑋24 𝑈2 70.0,1+20.0,4 = 21,995 =0,68V U4 = U2 - Uloss(24) =21996-0,68 =21995V Uloss(25) = 𝑃5 𝑅25 +𝑄5 𝑋25 𝑈2 190,0025.0,1+55,009.0,4 = 21996 =1,86V U5 = U2 - Uloss(25) =21996-1,86 =21994V Uloss(56) = 𝑃6 𝑅56 +𝑄6 𝑋56 𝑈5 100.0,1+30.0,4 = 21994 =1V U6 = U5 - Uloss(56) =21994-1 =21993V ∆U = Uloss(12) + Uloss(23) + Uloss(24) + Uloss(25) + Uloss(56) =8,36V Bước 3: Sau có điện áp nút công suất nút tải cộng dồn bước ta tiến hành tính lại xác tổn thất cơng suất nhánh từ nút gốc đến nút cuối theo công thức: ′2 ′2 𝑃𝐿𝑘+1 +𝑄𝐿𝑘+1 P’loss(k,k+1) = Rk,k+1 𝑈𝑘2 ′2 ′2 𝑃𝐿𝑘+1 +𝑄𝐿𝑘+1 Q’loss(k,k+1) = X(k,k+1) 𝑈𝑘2 (3.14) (3.15) Sau tính tổn thất cơng suất xác nhánh ta tiến hành tính tổng tổn thất cơng suất tồn lưới điện theo công thức: ∆𝑃′𝑙𝑜𝑠𝑠 =∆𝑃′1 + ∆𝑃′2 +∆𝑃′3 + ⋯ + ∆𝑃′𝑘 +∆𝑃′𝑘+1 Trang 34 Luan van ...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÊ VĂN VŨ XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ VÀ DUNG LƯỢNG MÁY PHÁT PHÂN TÁN ĐỂ TỔN THẤT CÔNG SUẤT LÀ NHỎ NHẤT NGÀNH:... BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÊ VĂN VŨ XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ VÀ DUNG LƯỢNG MÁY PHÁT PHÂN TÁN ĐỂ TỔN THẤT CÔNG SUẤT LÀ NHỎ NHẤT NGÀNH:... xác định vị trí cơng suất máy phát điện phân tán lưới điện phân phối có xét đến cấu trúc vận hành lưới điện với mục tiêu giảm tổn thất công suất tác dụng hệ thống phân phối Giải pháp xác định vị