Hcmute ứng dụng điều khiển mờ trong sa thải phụ tải

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN MỜ TRONG SA THẢI PHỤ TẢI MÃ SỐ: T2017-65TĐ SKC 0 6 Tp Hồ Chí Minh, tháng 11/2017 Luan van TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐƠN VỊ KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN MỜ TRONG SA THẢI PHỤ TẢI Mã số: T2017-65TĐ Chủ nhiệm đề tài: GVC Th.S TRẦN TÙNG GIANG Thành viên đề tài: Th.S LÊ TRỌNG NGHĨA TP HCM, Tháng 11 năm 2017 Luan van DANH SÁCH NHỮNG THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI VÀ ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH Các thành viên tham gia gồm có 1-Th.S LÊ TRỌNG NGHĨA Các đơn vị phối hợp Luan van MỤC LỤC MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Tính cấp thiết đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu Cách tiếp cận, phương pháp nghiên cứu 6 Nội dung nghiên cứu CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP SA THẢI PHỤ TẢI 1.1 Tổng quan kết nghiên cứu 1.2 Các phương pháp sa thải phụ tải áp dụng .9 1.2.1 Phương pháp sa thải phụ tải truyền thống 10 1.2.1.1 UFLS) Sa thải phụ tải tần số (Under Frequency Load Shedding 10 1.2.1.2 UVLS) Sa thải phụ tải điện áp (Under Voltage Load Shedding 16 1.2.1.3 Hạn chế phương pháp sa thải phụ tải truyền thống 17 1.2.2 Sa thải phụ tải thích nghi 17 1.2.3 Các phương pháp sa thải phụ tải thông minh (ILS - Intelligent Load Shedding) 18 1.3 Nhận xét 24 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 25 2.1 Q trình phân tích hệ thống phân cấp - Thuật toán AHP 25 2.1.1 Thuật toán AHP - Analytic Hierarchy Process 25 2.1.2 Kỹ thuật mờ hóa luật hoạt động [22] 27 2.2 Mơ hình Fuzzy - AHP 28 2.3 ANN) Lý thuyết mạng neural nhân tạo (Artificial Neural Network – 30 2.3.1 Giới thiệu .30 2.3.2 Mơ hình tốn học mạng neural 31 2.3.3 Cấu trúc mạng neural 32 2.3.3.1 Theo số lớp 32 2.3.3.2 Theo cấu trúc 33 2.3.4 Các phương pháp huấn luyện mạng neural 35 2.3.5 Phân loại mạng neural .36 i Luan van 2.3.5.1 Mạng Perceptron nhiều lớp thuật toán truyền ngược .36 2.3.5.2 Mạng RBF (Radial Basic Function network) 36 2.3.5.3 Mạng Hopfield 36 2.3.5.4 Mạng Kohonen 36 2.3.5.5 GRNN) Mạng neural hồi quy (Generalized Regression Neural Network37 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG THUẬT TOÁN FUZZY-AHP VÀ MẠNG NƠRON TRONG SA THẢI PHỤ TẢI 40 3.1 neural Phương pháp STPT dựa thuật toán Fuzzy – AHP mạng 40 3.2 Huấn luyện mạng Neural 42 CHƯƠNG 4: KHẢO SÁT, THỬ NGHIỆM HIỆU QUẢ PHƯƠNG PHÁP ĐỀ XUẤT TRÊN SƠ ĐỒ HỆ THỐNG ĐIỆN CHUẨN 43 4.1 AHP Tính tốn hệ số tầm quan trọng tải dựa thuật toán Fuzzy 43 4.2 Quá trình lấy mẫu huấn luyện mạng Neural 59 4.3 Thử nghiệm phương pháp đề xuất hệ thống điện chuẩn IEEE 39 bus 10 máy phát 71 4.3.1 Sa thải phụ tải theo phương pháp truyền thống 74 4.3.1.1 Trường hợp cố mức tải 65% .74 4.3.1.2 Trường hợp cố mức tải 73% .76 4.3.1.3 Trường hợp cố mức tải 85% .77 4.3.1.4 Trường hợp cố mức tải 95% .77 4.3.2 Sa thải phụ tải theo Fuzzy - AHP .78 4.3.2.1 Trường hợp cố mức tải 65% .79 4.3.2.2 Trường hợp cố mức tải 73% .79 4.3.2.3 Trường hợp cố mức tải 85% .80 4.3.2.4 Trường hợp cố mức tải 95% .80 4.3.3 Nhận xét đánh giá .80 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 82 5.1 Kết luận 82 5.2 Hướng nghiên cứu phát triển 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 ii Luan van DANH MỤC BẢNG Bảng 1 Phạm vi dao động tần số HTĐ Việt Nam 11 Bảng Dải tần số cho phép số lần cho phép trường hợp cố nhiều 11 Bảng Các bước sa thải phụ tải FRCC, tần số 60 Hz 12 Bảng Các bước sa thải phụ tải MAAC, tần số 60 Hz 13 Bảng Chương trình sa thải phụ tải ERCOT, tần số 60 Hz 13 Bảng Sơ đồ phân cấp điều độ HTĐ Việt Nam 16 Bảng So sánh tính phương pháp truyền thống thông minh 22 Bảng Ưu điểm nhược điểm phương pháp STPT thông minh 23 Bảng Tỷ lệ so sánh mức tầm quan trọng 29 Bảng 2 Sắp xếp tải theo mức tầm quan trọng 30 Bảng Tổng hợp phân chia trung tâm tải, máy phát tải 44 Bảng Ma trận hệ số phụ trung tâm phụ tải 45 Bảng Ma trận hệ số phụ trung tâm tải 1, LC1 46 Bảng 4 Ma trận hệ số phụ trung tâm tải 2, LC2 47 Bảng Ma trận hệ số phụ trung tâm tải 3, LC3 48 Bảng Ma trận hệ số phụ trung tâm tải 4, LC4 48 Bảng Giá trị ma trận trung gian trung tâm phụ tải 54 Bảng Giá trị ma trận S 55 Bảng Giá trị ma trận w 55 Bảng 10 Trọng số trung tâm tải toàn hệ thống 55 Bảng 11 Trọng số tải trung tâm 56 Bảng 12 Giá trị hệ số quan trọng đơn vị tải tính Fuzzy - AHP 56 Bảng 13 Sắp xếp đơn vị phụ tải theo giá trị hệ số quan trọng phụ tải Wij giảm dần 57 Bảng 14 Công suất hệ thống tương ứng với mức tải 72 Bảng 15 Giá trị bước giảm tải mức tải 65% 74 Bảng 16 So sánh kết phương pháp sa thải truyền thống Fuzzy-AHP 81 iii Luan van DANH MỤC HÌNH Hình Điều khiển tần số hệ thống điện Hình 1 Các phương pháp sa thải phụ tải hệ thống điện Hình Biểu diễn cơng suất điện 14 Hình Sơ đồ phân cấp điều chỉnh tần số HTĐ Việt Nam 15 Hình Cấu trúc tổng quát chương trình ILS 20 Hình Mơ hình mạng phân cấp việc xếp đơn vị 25 ~ ~ Hình 2 Mơ hình cạnh tranh M M 27 Hình Tỷ lệ so sánh tầm quan trọng 28 Hình Hình ảnh tế bào neural nhân tạo 31 Hình Mơ hình tốn học đơn giản mạng neural 32 Hình Cấu trúc mạng neural lớp 32 Hình Cấu trúc mạng neural nhiều lớp 33 Hình Cấu trúc mạng truyền thẳng lớp 33 Hình Cấu trúc mạng truyền thẳng nhiều lớp 34 Hình 10 Neural hồi quy 34 Hình 11 Cấu trúc mạng hồi quy lớp 35 Hình 12 Cấu trúc mạng hồi quy nhiều lớp 35 Hình 13 Cấu trúc mạng GRNN 37 Hình Quy trình STPT online 41 Hình Sơ đồ khối trình huấn luyện mạng Neural 42 Hình Sơ đồ hệ thống IEEE 39 Bus 10 máy phát 44 Hình Mơ hình AHP gồm vùng trung tâm tải đơn vị tải 45 Hình Thiết lập cơng thức tính hệ số trung tâm tải 49 Hình 4 Thiết lập cơng thức tính hệ số trung tâm tải 50 Hình Thiết lập cơng thức tính hệ số trung tâm tải 50 Hình Thiết lập cơng thức tính hệ số trung tâm tải 51 Hình Thiết lập cơng thức tính hệ số trung tâm tải 51 Hình Thiết lập cơng thức tính hệ số trung tâm tải 52 Hình Thiết lập cơng thức tính hệ số trung tâm tải 52 Hình 10 Thiết lập cơng thức tính hệ số trung tâm tải 53 Hình 11 Thiết lập cơng thức tính hệ số trung tâm tải 54 iv Luan van Hình 12 Quy trình mô lấy mẫu ngõ vào, ngõ 60 Hình 13 Giao diện cài đặt thơng số mơ hình hệ thống điện thử nghiệm 61 Hình 14 Quy trình cài đặt thông số chuẩn hệ thống 62 Hình 15 Quy trình kích hoạt mơ hình hệ thống điện 63 Hình 16 Chạy phân bố tối ưu công suất 64 Hình 17 Giao diện thực chạy mô cố 65 Hình 18 Mơ cố, trình lấy mẫu ngõ vào neural 66 Hình 19 Quy trình mơ sa thải, lấy mẫu ngõ 67 Hình 20 Cấu trúc thiết kế mạng neural GRNN 68 Hình 21 Dữ liệu đầu vào mạng neural 68 Hình 22 Cấu trúc huấn luyện mạng neural GRNN 68 Hình 23 Giá trị spread chọn huấn luyện mạng neural GRNN 70 Hình 24 Giao diện Guide thực sa thải phụ tải thực tế 71 Hình 25 Tần số hệ thống trường hợp cố máy phát Bus số 30 73 Hình 26 Tần số hệ thống sau sa thải bước 75 Hình 27 Tần số hệ thống sau sa thải bước 76 Hình 28 Tần số hệ thống sau sa thải bước 1, mức tải 73% 76 Hình 29 Tần số hệ thống sau sa thải bước 1, mức tải 85% 77 Hình 30 Tần số hệ thống sau sa thải bước mức tải mức tải 95% 78 Hình 31 Tần số hệ thống sau sa thải mức tải mức tải 65% 79 Hình 32 Tần số hệ thống sau sa thải mức tải mức tải 73% 79 Hình 33 Tần số hệ thống sau sa thải mức tải 85% 80 Hình 34 Tần số hệ thống sau sa thi mức tải 95% 80 Hình 35 So sánh tần số hệ thống hai phương pháp, 85% 81 v Luan van TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐƠN VỊ: KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ Tp HCM, ngày 12 tháng 11 năm 2017 THƠNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Thơng tin chung: - Tên đề tài: Ứng dụng điều khiển mờ sa thải phụ tải - Mã số: T2017-65TĐ- Chủ nhiệm: GVC.Th.S TRẦN TÙNG GIANG - Cơ quan chủ trì: Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh - Thời gian thực hiện: THÁNG 2/2017 ĐẾN THÁNG 11/2017 Mục tiêu: Nghiên cứu sa thải phụ tải sử dụng giải thuật điều khiển mờ 3.Tính sáng tạo: áp dụng giải thuật Fuzzy-AHP kết hợp với mạng nơron điều khiển sa thải phụ tải 4.Kết nghiên cứu: Kết nghiên cứu đăng tạp chí chun ngành nước ngồi phục vụ cho nghiên cứu sa thải phụ tải ổn định hệ thống điện mức sâu 5.Sản phẩm: - Báo cáo kết nghiên cứu - Chương trình máy tính - báo đăng tạp chí quốc tế Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết nghiên cứu khả áp dụng: Đề tài có khả ứng dụng sa thải phụ tải công ty, điều độ điện lực Trưởng Đơn vị Chủ nhiệm đề tài (ký, họ tên, đóng dấu) (ký, họ tên) Luan van RESULTS INFORMATION General Information: - Project title: Apply of Fuzzy Logic in power system load shedding - Item Number: T2017-65TĐ - Chairman: Senior Lecturer MSc Tran Tung Giang - Responsible agencies: Ho Chi Minh City University of Technology and Education - Implementation period: 02/2017 to 11/2017 Objectives: Research the load shedding using fuzzy logic Novelty and creativity: Apply the Fuzzy-AHP algorithm combine to neural network to load shedding control Research results: The results of the study are published in foreign journals for the study of load shedding and power systems stability Products: - Report on research results - Computer Programs - article published in international journal Efficient method of transferring research results and applicability: The study can apply to load shedding at power company, regulation power company Luan van tổng công suất nguồn phát bị giới hạn Trong tình này, để giữ ổn định tần số hệ thống, bắt buộc phải có biện pháp cắt giảm bớt lượng tải định để khôi phục tần số hệ thống trở giá trị giới hạn cho phép Dữ liệu tải trình bày Bảng 4.14, đồ thị thay đổi tần số xảy cố trình bày Hình 4.25 Bảng 14 Cơng suất hệ thống tương ứng với mức tải Load MW_65% MW_73% MW_85% MW_95% 209.3 235.06 273.7 305.9 325 365 425 475 152 170.67 198.73 222.11 339.3 381.06 443.7 495.9 12 4.88 5.48 6.38 7.12 15 208 233.6 272 304 16 213.9 240.17 279.65 312.55 18 102.7 115.34 134.3 150.1 20 408.2 458.44 533.8 596.6 21 178.1 200.02 232.9 260.3 23 160.9 180.67 210.37 235.12 24 200.6 225.28 262.31 293.17 25 145.6 163.52 190.4 212.8 26 90.35 101.47 118.15 132.05 27 182.7 205.13 238.85 266.95 28 133.9 150.38 175.1 195.7 29 184.3 206.96 240.97 269.32 31 5.98 6.72 7.82 8.74 39 717.6 805.92 938.4 1048.8 Total 3,963 4,450.89 5,182.53 5,792.23 72 Luan van 60.15 60.1 60.05 Frequency, Hz 60 59.95 59.9 59.85 59.8 59.75 59.7 59.65 20 40 60 80 100 120 140 160 180 Time, s Hình 25 Tần số hệ thống trường hợp cố máy phát Bus số 30 Quan sát kết mơ tần số từ Hình 4.25, nhận thấy có cố máy phát Bus 30, tần số bị suy giảm khoảng thời gian 4,5 ms Sau tần số tăng dần đến giá trị 56,6 Hz thời gian tối đa 2,5 chu kỳ (50 ms) Với tần số này, hệ thống chưa đạt yêu cầu vận hành Do cần phải cắt giảm thêm phụ tải để giữ ổn định Như trình bày phần Tổng quan, tần số hệ thống chủ yếu chịu ảnh hưởng chủ yếu đại lượng cơng suất hữu cơng MW Do xem xét cắt giảm tải, thực cắt giảm lượng MW tải tương ứng, cịn đại lượng cơng suất kháng xem không thay đổi xem điện áp hệ thống khơng dao động q trình cắt giảm Để có sở so sánh ưu nhược điểm hai phương pháp sa thải theo phương pháp dựa vào rơ le tần số truyền thống theo phương pháp sử dụng Fuzzy - AHP đề xuất, tiến hành thực mơ mơ hình với trường hợp cố Sau xem xét khía cạnh thời gian khơi phục, tần số đạt được, tổng công suất sa thải số lượng tải bị cắt giảm, để đưa nhận xét phương pháp vượt trội Sa thải phụ tải theo rơ le tần số truyền thống thực tự động tần số giảm đến ngưỡng định trước có lượng tải tương ứng bị sa thải Căn vào Bảng 1.3 để sa thải phụ tải theo FRCC 73 Luan van 200 Còn phương pháp Fuzzy – AHP, vào trình tự ưu tiên tải Bảng 4.13 việc sa thải tiến hành từ tải có độ ưu tiên thấp tần số khôi phục 4.3.1 Sa thải phụ tải theo phương pháp truyền thống Từ mức tải Bảng 4.1, dựa vào bước giảm tải theo FRCC Bảng 1.3, giá trị bước sa thải mức tải 65% cho Bảng 4.2 Bảng 15 Giá trị bước giảm tải mức tải 65% Bước sa thải Bước Bước Bước Bước Bước Bước Bước Bước Bước 0s 1*0.28s 2*0.28s 3*0.28s 4*0.28s 5*0.28s 6*0.28s 11,68s 23,68s 31,68s Load MW_65% Giảm 9% Giảm 16% Giảm 23% Giảm 29% Giảm 34% Giảm 41% Giảm 46% Giảm 51% Giảm 56% 209.30 -18.84 -33.49 -48.14 -60.70 -71.16 -85.81 -96.28 -106.74 -117.21 325.00 -29.25 -52.00 -74.75 -94.25 -110.50 -133.25 -149.50 -165.75 -182.00 151.97 -13.68 -24.32 -34.95 -44.07 -51.67 -62.31 -69.91 -77.50 -85.10 339.30 -30.54 -54.29 -78.04 -98.40 -115.36 -139.11 -156.08 -173.04 -190.01 12 4.88 -0.44 -0.78 -1.12 -1.42 -1.66 -2.00 -2.24 -2.49 -2.73 15 208.00 -18.72 -33.28 -47.84 -60.32 -70.72 -85.28 -95.68 -106.08 -116.48 16 213.85 -19.25 -34.22 -49.19 -62.02 -72.71 -87.68 -98.37 -109.06 -119.76 18 102.70 -9.24 -16.43 -23.62 -29.78 -34.92 -42.11 -47.24 -52.38 -57.51 20 408.20 -36.74 -65.31 -93.89 -118.38 -138.79 -167.36 -187.77 -208.18 -228.59 21 178.10 -16.03 -28.50 -40.96 -51.65 -60.55 -73.02 -81.93 -90.83 -99.74 23 160.87 -14.48 -25.74 -37.00 -46.65 -54.70 -65.96 -74.00 -82.04 -90.09 24 200.59 -18.05 -32.09 -46.14 -58.17 -68.20 -82.24 -92.27 -102.30 -112.33 25 145.60 -13.10 -23.30 -33.49 -42.22 -49.50 -59.70 -66.98 -74.26 -81.54 26 90.35 -8.13 -14.46 -20.78 -26.20 -30.72 -37.04 -41.56 -46.08 -50.60 27 182.65 -16.44 -29.22 -42.01 -52.97 -62.10 -74.89 -84.02 -93.15 -102.28 28 133.90 -12.05 -21.42 -30.80 -38.83 -45.53 -54.90 -61.59 -68.29 -74.98 29 184.27 -16.58 -29.48 -42.38 -53.44 -62.65 -75.55 -84.76 -93.98 -103.19 31 5.98 -0.54 -0.96 -1.38 -1.73 -2.03 -2.45 -2.75 -3.05 -3.35 39 717.60 -64.58 -114.82 -165.05 -208.10 -243.98 -294.22 -330.10 -365.98 -401.86 Total 3,963.11 -356.68 -634.11 -911.53 -1,149.30 -1,347.45 -1,624.88 -1,823.03 -2,021.18 -2,219.35 Trong bảng giá trị này, số liệu giảm lấy dấu âm để thuận tiện nhập liệu vào chương trình Các bước sa thải từ bước đến bước 6, bước có thời gian trì hỗn 0,28s Tổng thời gian trì hỗn 31,68s Với cách tính tương tư, giá trị bước sa thải mức tải 73%, 85%, 95% 4.3.1.1 Trường hợp cố mức tải 65% Áp dụng cho trường hợp tải 65% Ở đây, cần phải chọn tải cần cắt (có tổng cộng 19 tải), vào đồ thị tần số hệ thống để chọn thời điểm cắt mức cắt giảm cho tải Ví dụ bước sa thải tất tải bị cắt giảm 9% theo số liệu Bảng 4.2 74 Luan van Khi xảy cố, tần số giảm xuống 59,7 Hz sau khoảng thời gian 3,3s Như hệ thống chờ thêm 0,28s đến thời điểm 0,53s thực sa thải bước với tỉ lệ 9% tất tải Thực sa thải bước chương trình, ghi nhận đồ thị tần số góc lệch rotor Hình 4.26 60 59.8 59.6 59.4 59.2 59 58.8 58.6 58.4 58.2 58 57.8 57.6 57.4 Frequency, Hz 57.2 57 56.8 56.6 56.4 56.2 56 55.8 55.6 55.4 55.2 55 54.8 54.6 54.4 54.2 54 53.8 53.6 53.4 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 Time, s Hình 26 Tần số hệ thống sau sa thải bước Nhận thấy, tần số chưa ổn định, tiếp tục sa thải bước 2, ghi nhận tần số Hình 4.27 Sau thời gian 4,57s tần số đạt 59,7 Hz 75 Luan van 60.6 60.55 60.5 60.45 60.4 60.35 Frequency, HZ 60.3 60.25 60.2 60.15 60.1 60.05 60 59.95 59.9 59.85 59.8 59.75 59.7 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Time, s Hình 27 Tần số hệ thống sau sa thải bước 4.3.1.2 Trường hợp cố mức tải 73% Sau thời gian 3,6s tần số đạt 59,7 Hz, thực sa thải bước Sau khoảng thời gian 4,16s tần số đạt 59,67 Hz 60.12 60.1 60.08 60.06 60.04 60.02 Frequency, Hz 60 59.98 59.96 59.94 59.92 59.9 59.88 59.86 59.84 59.82 59.8 59.78 59.76 59.74 59.72 59.7 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Time, s Hình 28 Tần số hệ thống sau sa thải bước 1, mức tải 73% 76 Luan van 4.3.1.3 Trường hợp cố mức tải 85% Sau thời gian 4,15s tần số đạt 59,7 Hz, thực sa thải bước Sau khoảng thời gian 5,16s tần số đạt 59,7 Hz 60,13 60,12 60,11 60,1 60,09 60,08 60,07 60,06 60,05 60,04 60,03 60,02 60,01 60 59,99 59,98 59,97 Frequency, Hz 59,96 59,95 59,94 59,93 59,92 59,91 59,9 59,89 59,88 59,87 59,86 59,85 59,84 59,83 59,82 59,81 59,8 59,79 59,78 59,77 59,76 59,75 59,74 59,73 59,72 59,71 59,7 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 Time, s Hình 29 Tần số hệ thống sau sa thải bước 1, mức tải 85% 4.3.1.4 Trường hợp cố mức tải 95% Sau thời gian 6,88s tần số đạt 59,7 Hz, thực sa thải bước sau 7,25s 77 Luan van 60,18 60,16 60,14 60,12 60,1 60,08 60,06 60,04 60,02 Frequency, Hz 60 59,98 59,96 59,94 59,92 59,9 59,88 59,86 59,84 59,82 59,8 59,78 59,76 59,74 59,72 59,7 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 Time, s Hình 30 Tần số hệ thống sau sa thải bước mức tải mức tải 95% 4.3.2 Sa thải phụ tải theo Fuzzy - AHP Áp dụng phương pháp đề xuất, tiến hành sa thải phụ tải tần số phục hồi đến giá trị lớn 59,7Hz Đồ thị tần số sa thải phụ tải ứng với trường hợp vận hành 65%, 73%, 80%, 95% trình bày Hình 4.31, Hình 4.32, Hình 4.33, Hình 4.34 78 Luan van Frequency, Hz 4.3.2.1 Trường hợp cố mức tải 65% 60,2 60,18 60,16 60,14 60,12 60,1 60,08 60,06 60,04 60,02 60 59,98 59,96 59,94 59,92 59,9 59,88 59,86 59,84 59,82 59,8 59,78 59,76 59,74 59,72 59,7 20 40 60 80 100 120 140 160 180 Time, s Hình 31 Tần số hệ thống sau sa thải mức tải mức tải 65% Hệ thống ổn định sau cắt tải L8, L25 Trường hợp cố mức tải 73% 4.3.2.2 60,25 60,2 60,15 Frequency, Hz 60,1 60,05 60 59,95 59,9 59,85 59,8 59,75 59,7 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Time, s Hình 32 Tần số hệ thống sau sa thải mức tải mức tải 73% 79 Luan van 200 Hệ thống ổn định sau cắt tải L8, L25 4.3.2.3 Trường hợp cố mức tải 85% 60.02 60 59.98 59.96 59.94 Frequency, Hz 59.92 59.9 59.88 59.86 59.84 59.82 59.8 59.78 59.76 59.74 59.72 59.7 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Time, s Hình 33 Tần số hệ thống sau sa thải mức tải 85% Hệ thống ổn định sau cắt tải L8 Tần số đạt 60,127Hz sau 78,13s 4.3.2.4 Trường hợp cố mức tải 95% 60.08 60.06 60.04 60.02 60 59.98 Frequency, Hz 59.96 59.94 59.92 59.9 59.88 59.86 59.84 59.82 59.8 59.78 59.76 59.74 59.72 59.7 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Time, s Hình 34 Tần số hệ thống sau sa thải mức tải 95% Hệ thống ổn định sau cắt tải L8 Tần số đạt 60,06 Hz sau 65,78s 4.3.3 Nhận xét đánh giá So sánh với trường hợp sa thải phụ tải theo phương pháp sa thải phụ tải truyền thống tần số hai trường hợp tần số phục hồi đến giá trị cho phép, 80 Luan van nhiên phương pháp sa thải theo Fuzzy-AHP nhìn chung có tổng cơng suất phải sa thải thời gian phục hồi tần số góc rotor nhanh Kết so sánh trình bày Bảng 4.16 Bảng 16 So sánh kết phương pháp sa thải truyền thống FuzzyAHP Hạng Mục Mức tải Tần số phục hồi, Hz Phương pháp truyền thống 65% 73% 85% 95% 65% 73% 60,57 60,12 60,11 60,15 60,0 60,09 400,5 466,4 521,3 484,9 0 52,1 71,11 61,15 43 50 Công suất sa thải 634,11 (MW) Thời gian phục hồi (s) Thuật toán Fuzzy-AHP 47 Số tải sa thải, 19 Tải 85 % 60,0 544,5 443, 45,1 1 95% 60,06 495,9 50,1 Từ bảng Bảng 4.16, nhận thấy số lượng tải bị sa thải áp dụng Fuzzy – AHP đáng kể áp dụng phương pháp truyền thống Đây ưu điểm bật Khi có số khách hàng bị sa thải độ tin cậy lưới điện tốt hơn, số hài lịng từ phía khách hàng cao Lấy trường hợp điển hình để so sánh đồ thị, mức tải 85%: Hz Tần số hệ thống 60.3 60.2 60.1 60 59.9 59.8 59.7 59.6 50 100 t(s) Truyền thống Đề xuất 150 200 Hình 35 So sánh tần số hệ thống hai phương pháp, 85% 81 Luan van CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 5.1 Kết luận Nghiên cứu đề xuất mơ hình sa thải phụ tải nhằm trì ổn định hệ thống điện xuất cố sở phối hợp mạng neural, thuật toán Fuzzy-AHP Kết thử nghiệm mơ hình sa thải phụ tải đề xuất áp dụng cho hệ thống điện IEEE 39 bus 10 máy phát cho thấy tần số hệ thống phục hồi nhanh giá trị tần số phục hồi tốt hơn, tổng cơng suất cắt giảm so với phương pháp truyền thố ng Thêm vấn đề phương pháp Fuzzy – AHP có số tải bị cắt giảm nên mang lại số SAIDI tốt số độ hài lòng khách hàng cao phương pháp truyền thống Trong điều kiện nước ta trình hội nhập vào kinh tế khu vực giới số có tác động tích cực đến việc thu hút vốn đầu tư nước vào Việt Nam Kết nghiên cứu đề tài sử dụng làm tài liệu tham khảo cho nghiên cứu sinh, học viên cao học ngành Kỹ thuật điện toán nghiên cứu điều khiển khẩn cấp xảy cố hệ thống điện nhằm trì ổn định động hệ thống 5.2 Hướng nghiên cứu phát triển Xây dựng tập liệu học mở rộng cho đầy đủ mức tải kết hợp với mờ hóa đồ thị phụ tải tương ứng với điều kiện vận hành liên tục thực tế thay đổi phụ tải hệ thống điện Tối ưu hóa lượng cơng suất sa thải kết hợp với điều kiện ràng buộc điều kiện vận hành hệ thống điện 82 Luan van TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Mohammad Taghi Ameli, Saeid Moslehpour, Hamidreza Rahimikhoshmakani, “The Role of Effective Parameters in Automatic Load-Shedding Regarding Deficit of Active Power in a Power System”, The international Journal of modern Engineering, Vol 7, No 1, 2006 [2] IEEE standard IEEE guide for the application of protective relays used for abnormal frequency load shedding and restoration IEEE Std C37117-2007, 41–43 [3] Emmanuel J Thalassinakis, Member, IEEE, and Evangelos N Dialynas, A Monte-Carlo Simulation Method for Setting the Underfrequency Load Shedding Relays and Selecting the Spinning Reserve Policy in Autonomous Power Systems, IEEE transactions on power systems, vol 19, no 4, 2004 [4] Bộ công thương Việt Nam - Cục Điều Tiết Điện Lực Quy trình lập kế hoạch, huy động dịch vụ điều tần dự phòng quay, 2015 [5] Florida Reliability Coordinating Council Inc, 2011 FRCC standards handbook, 316 pages [6] ERCOT, Underfrequency Load Shedding 2006 Assessment and Review, pages [7] El-Sadek MZ, Preventive measures for voltage collapses and voltage failures in the Egyptian power system, Electr Power Syst Res, 1998 [8] Amraee T, Mozafari B, Ranjbar AM, An improved model for optimal under voltage load shedding: particle swarm approach, IEEE Power India Conf 2006 [9] Saadat H Power system analysis 1st ed Singapore: McGraw-Hill; 1999 [10] Tang J, Liu J, Ponci F, Monti A Adaptive load shedding based on combined frequency and voltage stability assessment using synchrophasor measurements IEEE T Power Syst 2013 [11] Seyedi, H., and Sanaye-Pasand, M., “Design of new load shedding special protection schemes for a double area power system,” Amer J Appl Sci., Vol 6, No 2, pp 317–327, 2009 [12] Hooshmand R, Moazzami M, Optimal design of adaptive under frequency load shedding using artificial neural networks in isolated power system, Int J Electr Power 2012; 42:220–8 83 Luan van [13] Mohkhlis H, Laghari JA, Bakar AHA, Karimi M, A fuzzy based under-frequency load shedding scheme for islanded distribution network connected with DG, Int Rev Electr Eng 2012; 7:4992–5000 [14] Haidar AMA, Mohamed A, Hussain A Vulnerability control of large scale interconnected power system using neuro-fuzzy load shedding approach Exp Syst Appl 2010; 37:3171–6 [15] Ying-Yi H, Po-Hsuang C, Genetic-based underfrequency load shedding in a stand-alone power system considering fuzzy loads, IEEE T Power Deliver 2012; 27:87–95 [16] Sadati N, Amraee T, Ranjbar AM, A global particle swarm-based-simulated annealing optimization technique for under-voltage load shedding problem, Appl Soft Comput 2009; 9:652–7 [17] Haidar AMA, Mohamed A, Al-Dabbagh M, Hussain A, Vulnerability assessment and control of large scale interconnected power systems using neural networks and neuro-fuzzy techniques, Power Eng Conf 2008:1–6 [18] Haidar AMA, Mohamed A, Hussain A, Jaalam N, Artificial intelligence application to Malaysian electrical power system, Exp Syst Appl 5023–31, 2010 [19] T.L Saaty.: The Analytic Hierarchy Process McGraw-Hill, New York, (1980) [20] Ling Chak Ung, “AHP Approach for Load Shedding Scheme of an Islanded Power System”, Masters Thesis University Tun Hussein Onn Malaysia 2012, 142 pages [21] Goh Hui Hwang, “Application of Analytic Hierarchy Process (AHP) in load shedding scheme for electrical power system” Environment and Electrical Engineering (EEEIC), 2010 9th International Conference on, page(s): 365- 368 [22] Y.C Erensal, T Oă zcan, M.L Demircan, Determining key capabilities in technology management using fuzzy analytic hierarchy process: A case study of Turkey, Information Sciences 176 (2006) 2755–2770 [23] C Kahraman, T Ertay, G Buăyuăkoăzkan, A fuzzy optimization model for QFD planning process using analytic network approach, European Journal of Operational Research 171 (2006) 390–411 84 Luan van [24] E Tolga, M.L Demircan, C Kahraman, Operating system selection using fuzzy replacement analysis and analytic hierarchy process, International Journal of Production Economics 97 (2005) 89–117 [25] P.J.M Van Laarhoven, W Pedrycz, A fuzzy extension of Saaty’s priority theory, Fuzzy Sets and Systems 11 (1983) p.229–241 [26] D.Y Chang, Extent Analysis and Synthetic Decision, Optimization Techniques and Applications, World Scientific, Singapore, 1992, p 352 [27] D.Y Chang, Applications of the extent analysis method on fuzzy AHP, European Journal of Operational Research 95 (1996) 649–655 [28] "Sự cố điện miền Nam Việt Nam 2013," Wikimedia Foundation, [Online] Available: https://vi.wikipedia.org/wiki/Sự_cố_mất_điện_miền_Nam_Việt_Nam_2013 [Accessed 23 2016] 85 Luan van S K L 0 Luan van ... thống điện sa thải phụ tải - Thuật toán điều khiển mờ sa thải phụ tải - Sa thải phụ tải nâng cao ổn định hệ thống điện 4.2 Phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu tổng quan phương pháp sa thải phụ tải - Nghiên... lượng tải bị sa thải lớn 25%, tần số thấp 58,5 Hz Bảng Chương trình sa thải phụ tải ERCOT, tần số 60 Hz Tần số sa thải Phụ tải sa thải, % Tổng phụ tải sa thải, % 59,3 Hz 5% Phụ tải hệ thống 5%... sa thải phụ tải truyền thống, phương pháp sa thải phụ tải thích nghi, phương pháp sa thải phụ tải thông minh Tổng quan phương pháp sa thải phụ tải có trình bày Hình 1.1 - Sa thải phụ tải truyền