Nghiên cứu xây dựng hệ thống đánh giá giám sát an ninh hệ thống điện việt nam

Đề tài : Nghiên cứu xây dựng hệ thống đánh giá giám sát an ninh hệ thống điện việt nam thuộc công trình nghiên cứu khoa hoc cấp bộ Đề tài đặt các mục tiêu sau đây :- Xây dựng hệ thống đánh giá giám sát an ninh HTĐ trên cơ sở các phương pháp đánh giá ổn định HTĐ và cơ sở hạ tầng SCADA/EMS hiện có ở nước ta. Trong khuôn khổ thời gian và kinh phí có hạn, trước mắt giới hạn phạm vi nghiên cứu là xây dựng một số module phần mềm điển hình có thể áp dụng thử nghiệm trong ngành điện nước ta. - Xây dựng công cụ phần mềm tính toán đánh giá độ tin cậy HTĐ nước ta. Giới hạn phạm vi nghiên cứu là xem xét các tiêu chí đánh giá theo mức cấu trúc I của hệ thống điện (HL-I) cũng như sử dụng phương pháp mô phỏng xác suất Monte-Carlo. viiiTheo các mục tiêu này, báo cáo tổng hợp này của đề tài chia thành hai phần lớn. Phần A tương ứng với các vấn đề liên quan đến hệ thống ĐGGSAN HTĐ và phần mềm đánh giá ổn định quá độ HTĐ (TSA). Tiếp theo đó, phần B sẽ trình bày tổng quan về độ tin cậy HTĐ, các thuật toán và kết quả xây dựng, thử nghiệm phần mềm đánh giá độ tin cậy mức HL-I. Các thông tin chi tiết hơn về sản phẩm, thử nghiệm, v.v...người đọc có thể tìm hiểu thêm ở các báo cáo trung gian tại Viện Năng lượng

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆN NĂNG LƯỢNG ĐỀ TÀI ĐỘC LẬP CẤP NHÀ NƯỚC BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐÁNH GIÁ GIÁM SÁT AN NINH HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM ĐTĐL.2010T/07 Cơ quan chủ trì đề tài: Viện Năng lượng Chủ nhiệm đề tài: TSKH Trần Kỳ Phúc Hà Nội - 2012 BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆN NĂNG LƯỢNG ĐỀ TÀI ĐỘC LẬP CẤP NHÀ NƯỚC BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐÁNH GIÁ GIÁM SÁT AN NINH HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM ĐTĐL.2010T/07 Chủ nhiệm đề tài Cơ quan chủ trì đề tài TSKH Trần Kỳ Phúc Bộ Khoa học Công nghệ Hà Nội - 2012 MỤC LỤC MỞ ĐẦU i CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐÁNH GIÁ GIÁM SÁT AN NINH HỆ THỐNG ĐIỆN 1-1 1.1 An ninh, tin cậy ổn định HTĐ 1-1 1.2 Cấu trúc toán đánh giá ổn định HTĐ 1-2 1.3 Các kết nghiên cứu lý thuyết đánh giá ổn định động HTĐ 1-3 1.4 Cơng cụ tính tốn đánh giá an ninh HTĐ 1-5 1.5 Hạ tầng thông tin - đo lường sở liệu 1-6 1.5.1 Tổng quát 1-6 1.5.2 Hệ thống SCADA/EMS 1-6 1.5.3 Tích hợp hệ thống giám sát khu vực rộng 1-15 1.5.4 Tích hợp hệ thống đánh giá an ninh vào SCADA/EMS phần mềm tính tốn quy hoạch - thiết kế HTĐ 1-17 1.6 Kết luận chương 1-19 CHƯƠNG CẤU HÌNH CHUNG HỆ THỐNG ĐÁNH GIÁ GIÁM SÁT AN NINH HỆ THỐNG ĐIỆN 2.1 2-1 Tổng quan số hệ thống đánh giá giám sát an ninh động giới 2-1 2.1.1 2.1.2 Mơ hình đánh giá an ninh động Hồng Kơng 2-4 2.1.3 2.2 Hệ thống đánh giá giám sát an ninh động OMASES 2-1 Mô hình DSA theo PowerTech Lab 2-6 Nghiên cứu thiết kế cấu hình chung hệ thống ĐGGSAN hệ thống điện Việt Nam 2-8 2.2.1 2.2.2 Phân tích xác định yêu cầu HTĐGGSAN hệ thống điện Việt Nam 2-11 2.2.3 2.3 Phân tích xác định chức HTĐGGSAN hệ thống điện Việt Nam 2-9 Thiết kế cấu hình chung HTĐGGSAN hệ thống điện Việt Nam 2-12 Các thuật toán đánh giá ổn định độ ổn định điện áp TSA/VSA 2-16 2.4 Kết luận chương 2-16 CHƯƠNG MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ ĐÁNH GIÁ ỔN ĐỊNH QUÁ ĐỘ HỆ THỐNG ĐIỆN 3-1 3.1 Tổng quan 3-1 3.2 Mơ hình hệ thống điện dùng đánh giá ổn định độ 3-4 3.2.1 Cấu trúc chung mơ hình HTĐ 3-4 3.2.2 Mơ hình máy phát, hệ thống kích từ tự động điều chỉnh kích từ, hệ thống điều chỉnh tốc độ quay turbine 3-5 3.2.3 3.2.4 Nghiên cứu QTQĐ theo mức đơn giản hóa mơ hình khác 3-20 3.2.5 Mô cố hệ thống điện 3-27 3.2.6 3.3 Mơ hình lưới truyền tài, phụ tải thiết bị điều khiển lưới truyền tải FACTS 3-14 Mơ hình tổng thể HTĐ 3-27 Các phương pháp tính tốn ổn định độ 3-28 3.3.1 3.3.2 3.4 Phương pháp tích phân số hệ phương trình mơ HTĐ 3-29 Phương pháp trực tiếp 3-30 Kết luận chương 3-46 CHƯƠNG THIẾT KẾ KHỐI ĐÁNH GIÁ ỔN ĐỊNH QUÁ ĐỘ HỆ THỐNG ĐIỆN 4-1 4.1 Một số yêu cầu cấu trúc chung phần mềm VNDSA 4-1 4.2 Khối mô động (time-domain simulation - TDS) 4-2 4.3 Đánh giá ổn định độ dựa kết tích phân số 4-2 4.3.1 Đánh giá ổn định độ dùng số cố kết 4-2 Đánh giá ổn định độ dùng số góc lệch 4-6 4.3.2 4.4 Đánh giá ổn định độ dùng số ISGA 4-7 Đánh giá ổn định độ sở phương pháp đẳng trị máy phát SIME 4-8 4.4.1 Cơ sở SIME 4-8 4.4.2 Tính tốn thơng số OMIB phụ thuộc thời gian 4-10 4.4.3 Tính thơng số OMIB theo trường hợp sử dụng phương trình chuyển động hệ đơn vị tương đối p.u 4-13 4.4.4 Tính thơng số OMIB theo trường hợp sử dụng phương trình chuyển động hệ đơn vị tuyệt đối 4-16 4.4.5 Thuật tốn xác định thơng số OMIB 4-17 4.4.6 Thuật tốn tách nhóm máy CMs NMs 4-19 4.4.7 Phân tích diện tích tương đương EAC SIME 4-22 4.4.8 Các điều kiện ổn định OMIB 4-23 4.4.9 Đánh giá ổn định q độ first swing mơ hình SIME 4-25 4.4.10 Xác định FSS theo điều kiện đạt cực đại góc tương đối máy phát bị ảnh hưởng nhiều 4-28 4.4.11 4.4.12 Đánh giá ổn định độ multiswing mơ hình SIME(Multi Swing) 4-32 4.4.13 4.5 Ổn định chu kỳ nhiều chu kỳ 4-30 Thuật toán SIME có tính độ dự trữ ổn định 4-34 Thuật toán xác định thời gian cắt tới hạn theo mơ hình SIME 4-39 4.5.1 4.5.2 4.6 Thuật toán ngoại suy theo độ dự trữ ổn định 4-39 Thuật toán xác định CCT theo phương pháp chia đôi 4-43 Lọc xếp hạng biến cố 4-45 4.6.1 Tổng quan 4-45 4.6.2 Thuật toán chung 4-45 4.6.3 Chọn thời gian cắt CT1, CT2 CT3 4-50 4.6.4 Khái niệm nhóm biến cố FSS/FSU/DD/D/PD/H 4-51 4.6.5 Khối lọc 4-51 4.6.6 Khối đánh giá xếp hạng biến cố 4-57 4.6.7 Tính thời gian cắt tới hạn CCT phương pháp ngoại suy 4-59 4.6.8 Tính η3 từ η2, thời gian cắt tới hạn CCT3 thời gian cắt CT2, CT3 4-60 4.6.9 Tính dự trữ ổn định dương η2>0 4-60 4.6.10 Tinh chỉnh xếp hạng biến cố D 4-63 4.6.11 Về việc tính hệ số dự trữ ổn định  cho trường hợp biến cố DD 4-64 4.6.12 Thời gian tính tốn cần thiết 4-66 4.7 Thuật toán lọc xếp hạng biến cố dùng PASF (theo KEPCO) 4-66 4.8 Kết luận chương vấn đề cần nghiên cứu 4-69 CHƯƠNG GIAO DIỆN, TRAO ĐỔI DỮ LIỆU VÀ THỬ NGHIỆM PHẦN MỀM ĐÁNH GIÁ ỔN ĐỊNH QUÁ ĐỘ TSA 5-1 5.1 Thiết kế khối chuẩn bị liệu hiển thị kết 5-1 5.1.1 5.1.2 Dữ liệu đầu 5-3 5.1.3 5.2 Chuẩn bị liệu đầu vào 5-1 Một số vấn đề chi tiết liên quan đến xếp giao diện 5-6 Thiết kế khối xây dựng danh mục biến cố (contingency list) 5-15 5.2.1 Một số kịch biến cố thường xem xét HTĐ mô ổn định độ 5-15 Các yêu cầu khối xây dựng danh mục biến cố 5-16 5.3 Thử nghiệm hệ thống IEEE máy phát nút 5-20 5.3.1 5.3.2 Mô tả danh mục cố 5-25 5.3.3 Kết thử nghiệm xếp hạng với SCREENER 5-25 5.3.4 Phụ thuộc dự trữ ổn định vào thời gian cắt biến cố Nr.2 (Cắt nhánh 5-7*) 5-28 5.3.5 Phụ thuộc dự trữ ổn định vào thời gian cắt cố Nr.1 (cắt nhánh 5*-7) 5-30 5.3.6 Phụ thuộc dự trữ ổn định vào thời gian cắt cố Nr.3 5-31 5.3.7 So sánh kết đánh giá ổn định độ tính CCT 5-32 5.3.8 5.4 Mô tả hệ thống điện 5-20 Về tốc độ tính tốn 5-34 Thử nghiệm hệ thống điện Việt Nam 5-34 5.4.1 5.4.2 Thử nghiệm tính CCT theo phương pháp tích phân số theo phương pháp SIME 5-36 5.4.6 5.5 Mô tả hệ thống điện 5-34 Thử nghiệm với SCREENER 5-40 Kết luận chương vấn đề cần nghiên cứu 41 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY HỆ THỐNG ĐIỆN 6-1 6.1 Lý thuyết cơng cụ tính tốn 6-1 6.1.1 6.1.2 6.2 Lý thuyết chung đánh giá độ tin cậy hệ thống điện 6-1 Công cụ đánh giá độ tin cậy hệ thống điện 6-8 Tổng quan nghiên cứu đánh giá độ tin cậy nước 6-9 6.2.1 6.2.2 6.3 Các nghiên cứu quốc tế độ tin cậy 6-9 Các nghiên cứu nước độ tin cậy 6-10 Đặt vấn đề nghiên cứu 6-11 6.3.1 Phương pháp nghiên cứu 6-11 6.3.2 Cấp độ nghiên cứu độ tin cậy hệ thống điện 6-11 6.4 Kết luận chương 6-14 CHƯƠNG CÁC CHỈ SỐ ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY ÁP DỤNG CHO HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM 7.1 7-1 Các số tiền định 7-1 7.1.1 Dự trữ công suất đặt 7-1 7.1.2 Dự trữ công suất tự 7-3 7.1.3 Dự trữ công suất vận hành 7-4 7.2 Các số xác suất 7-4 7.2.1 LOLP 7-5 7.2.2 LOLE 7-5 7.2.3 LOEE (EUE) 7-6 7.3 Kết luận chương 7-6 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG PHẦN MỀM ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY HỆ THỐNG NGUỒN ĐIỆN 8-1 8.1 Tổng quan phương pháp mô Monte Carlo 8-1 8.1.1 Các phương pháp mô Monte Carlo 8-1 8.1.2 Khái niệm q trình mơ số ngẫu nhiên 8-1 8.1.3 Đại lượng đầu q trình mơ 8-3 8.2 Mơ hình tổ máy 8-5 8.2.1 Các trạng thái tổ máy phát điện 8-5 8.2.2 Xây dựng thuật tốn mơ hình tổ máy 8-11 8.3 Mô hình phụ tải 8-15 8.3.1 Phân loại mơ hình phụ tải 8-15 8.3.2 Xây dựng thuật tốn mơ hình phụ tải 8-18 8.4 Xây dựng thuật toán đánh giá độ tin cậy hệ thống điện sử dụng phương pháp mô Monte Carlo 8-25 8.4.1 Lấy mẫu khơng trình tự phụ tải sở ngày 8-28 8.4.2 Lấy mẫu khơng trình tự phụ tải sở 8-32 8.4.3 Lấy mẫu trình tự phụ tải sở ngày 8-36 8.4.4 8.5 Lấy mẫu trình tự phụ tải sở 8-40 Lập trình kiểm tra cơng cụ tính toán độ tin cậy 8-43 8.5.1 8.5.2 Các module class 8-43 8.5.3 Ngơn ngữ lập trình 8-44 8.5.4 8.6 Các yêu cầu phần mềm đánh giá độ tin cậy 8-43 Giao diện nhập liệu cấu trúc file liệu đầu vào 8-45 Kết luận chương 8-47 CHƯƠNG THỬ NGHIỆM CÔNG CỤ ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY HỆ THỐNG NGUỒN ĐIỆN VÀ MỘT SỐ GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY HTĐ VIỆT NAM 9-1 9.1 Cách thức kiểm tra hoạt động phần mềm 9-1 9.1.1 9.1.2 9.2 Xây dựng đánh giá HTĐ tiêu chuẩn 9-1 So sánh kết tính tốn 9-10 Đánh giá độ tin cậy hệ thống nguồn điện Việt Nam 9-12 9.2.1 9.2.2 9.3 Số liệu đầu vào 9-12 Kết đánh giá độ tin cậy hệ thống nguồn điện Việt Nam 9-13 Một số giải pháp nâng cao độ tin cậy hệ thống điện Việt Nam 9-14 TÀI LIỆU THAM KHẢO - - Danh mục chữ viết tắt (phần A) ACE Area control error (Độ lệch nguồn-tải khu vực điều khiển) AGC Automatic Generation Control (Điều khiển phát điện tự động) CCT Critical clearing time (Thời gian cắt chậm nhất) CĐXL Chế độ xác lập CM Máy phát đẳng trị có khả ổn định COA Center of angle (Tâm góc) COI Center of inertia (Tâm qn tính) CT Clearing time (Thời gian cắt cố) D Dangerous (Biến cố nguy hiểm) DDU Biến cố gây ổn định nguy hiểm DSA Dynamic stability assessment (Đánh giá ổn định động) EAC Phương pháp diện tích tương đương ECD Economic Dispatch (Điều độ kinh tế) EEAC Phương pháp diện tích tương đương mở rộng EMTP Chương trình tính toán độ điện từ EPRI Viện Nghiên cứu Điện lực Hoa Kỳ FACTS Thiết bị điều khiển hệ thống truyền tải điện FSS First swing stable (ổn định chu kỳ / nhịp đầu tiên) FSU First swing unstable (mất ổn định chu kỳ / nhịp đầu tiên) FTP File transfer protocol H Multiswing harmless (Biến cố vô hại) HIS Historical information system (Hệ thống thông tin khứ) HTĐ Hệ thống điện HTĐGGSAN Hệ thống đánh giá giám sát an ninh HVDC Hệ thống truyền tải điện chiều IDCAP Phân tích ổn định điện áp cụ thể trường hợp IEEE/CIGRE Viện điện - điện tử ISGA Integral Square Generator Angle Index MBA Máy biến áp MIP Maximum integration period (Thời gian quan sát Tobservation) MOD Chế độ kích động MS Market simulator (mơ thị trường) MSS Multi-swing stability (ổn định nhiều chu kỳ) NMs Máy phát đẳng trị có khả ổn định ODBC Open Database Connectivity OMIB Đẳng trị máy phát - nút công suất vô lớn OPF Optimal load-flow (dịng cơng suất tối ưu) PD Potentially dangerous (Biến cố có khả gây nguy hiểm) PF Power flow (Dịng cơng suất) PI Index (Chỉ số cố kết) PMU Phase Measurement Unit ( Khối đo pha) QTQĐ Quá trình độ SCADA/EMS Supervision Control and Data Acquisition / Energy Management System SDG Most severely disturbed generators (Các máy phát bị ảnh hưởng nhiều nhất) SEP - Stable equilibrium point điểm cân bền SIME Hệ thống đẳng trị máy phát SO System operator (Cơ quan vận hành hệ thống) SQL Sample Query Language SSA Static stability assessment (Đánh giá ổn định tĩnh) sTDI Time-domain integration (Số giây tích phân hệ phương trình) TĐK Thiết bị tự động điều chỉnh kích từ TĐL Tự động đóng lại TDS Time-domain simulation TEF Transient energy function (Phương pháp hàm lượng độ) TS Training simulator( Mô nghiên cứu) TSA Transient stability assessment (Đánh giá ổn định độ) UEP Unstable equilibrium point (Điểm cân không bền) VSA Voltage stability assessment (Đánh giá ổn định điện áp) VSAP Phân tích ổn định điện áp 9.3 Một số giải pháp nâng cao độ tin cậy hệ thống điện Việt Nam Trên sở kết nghiên cứu đề tài, khảo cứu cơng trình liên quan, số giải pháp sau đưa xem xét triển khai nhằm nâng cao độ tin cậy hệ thống điện Việt Nam: - Đưa vào sử dụng module đánh giá ổn định - tin cậy HTĐ công tác quy hoạch - thiết kế vận hành - Trong cân nguồn nhu cầu điện cần tính đến thực tế tiến độ triển khai xây dựng cơng trình điện, đặc biệt nguồn điện có quy mơ cơng suất lớn, chiếm tỉ trọng cao hệ thống Ngồi ra, cần phân tích kỹ tính khả thi việc huy động vốn đầu tư cơng trình điện - Chuẩn xác sở phân tích khoa học ban hành tiêu độ tin cậy cung cấp điện làm sở đầu vào (dưới dạng điều kiện ràng buộc tốn tối ưu hố) cho tính tốn quy hoạch thiết kế HTĐ Các tiêu độ tin cậy cần đưa vào toán tối ưu hoá dạng điều kiện ràng buộc - Xây dựng hệ thống quản lý độ tin cậy hệ thống điện - Về tổ chức, nên thành lập uỷ ban quốc gia tin cậy hệ thống điện Uỷ ban có chức tổ chức dự thảo ban hành tiêu chuẩn tin cậy hệ thống điện giám sát việc thực tiêu chuẩn phạm vi nước - Bên cạnh đó, nên tổ chức trung tâm phân tích chia sẻ thơng tin an ninh ngành điện với số nhiệm vụ sau:  Xây dựng mối liên hệ thống để trao đổi thông tin với Trung tâm ngành khác 9-14  Thiết lập kênh thông tin nội ngành Điện ngành Điện với quan Nhà nước Chính phủ An ninh Điện lực  Đánh giá xây dựng kế hoạch, qui trình đối phó với trường hợp có nguy ảnh hưởng đến hoạt động an toàn sở Điện lực  Tổ chức đào tạo người có trách nhiệm liên quan đến vấn đề đảm bảo An ninh sở Điện lực  Trách nhiệm Trung tâm chia sẻ thông tin thực nguy phạm vi nội ngành Điện phân tích thơng tin nhận theo chiều hướng khác nhau, đánh giá mức độ ảnh hưởng, hậu theo ngành dọc mục tiêu cụ thể Dịng thơng tin có tính định để hiểu rõ nguy tiến hành bước cần thiết để bảo đảm an toàn cho sở vật chất quan trọng ngành Điện  Để việc trao đổi thông tin thực dễ dàng thành viên có trách nhiệm ngành Điện cần phải hiểu rõ đặc điểm mối đe dọa chung thông qua hệ thống ngơn ngữ chung, ví dụ Hệ thống ngơn ngữ cảnh báo nguy Hệ thống cảnh báo chia thành mức độ cảnh báo (cảnh báo thấp, ý, tăng cường, cao nguy hiểm) rõ mức độ khác nguy đưa đề nghị hành động tương thích tuỳ theo mức độ Do tầm quan trọng ngành Điện lực, cảnh báo nguy cần thống với quan An ninh địa phương Trung ương để nhận bổ sung, hỗ trợ cần thiết  Trung tâm phân tích chia sẻ thông tin cần đưa tiêu chuẩn công cụ cho việc trợ giúp người xác định cố, 9-15 mẫu báo cáo thời điểm tiến hành báo cáo Những thông tin lĩnh vực này, thường kết hợp với kiện từ nguồn khác, nhằm giúp Trung tâm có cảnh báo thành viên tham gia nhóm nguy tổn thất xảy - Về sở pháp lý - công nghệ, nên dự thảo ban hành sớm quy định, tiêu chuẩn sau:  Tiêu chuẩn Qui hoạch Vận hành Hệ thống điện  Qui định an tồn tin cậy cung cấp khí cho nhà máy điện  Qui định trao đổi phối hợp thông tin cần thiết bảo vệ An ninh Cơng trình điện  Qui định bảo vệ địa điểm cơng trình trọng điểm ngành điện - Về sở liệu, nên xây dựng sở liệu chất lượng độ tin thiết bị vận hành Hệ thống điện Việt Nam, thực báo cáo đánh giá thường niên An toàn Hệ thống cho 5-10 năm tiếp theo,… 9-16 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Các kết đạt Đề tài đạt kết khoa học công nghệ theo Hợp đồng thuyết minh đăng ký, cụ thể: Sản phẩm dạng I: Maket hệ thống đánh giá giám sát an ninh độ tin cậy hệ thống điện bao gồm server workstation Các chức quản trị liệu, tính tốn ổn định q độ tính tốn độ tin cậy HTĐ tạm thời lý kinh phí tích hợp server Maket mơ hoạt động DSA tính toán độ tin cậy mức HL-1 đáp ứng yêu cầu tính tốn ổn định - tin cậy dựa sở hạ tầng SCADA/EMS liệu HTĐ có Việt Nam Sản phẩm dạng II: Hệ thống đánh giá giám sát an ninh HTĐ thiết kế sơ dạng cấu hình chung xuất phát từ yêu cầu nhiệm vụ, chức năng, tính tin cậy, hiệu quả, an tồn, v.v… bao gồm: - cấu hình phần cứng, yêu cầu thiết bị chính; - cấu hình phần mềm quản trị hệ thống module tính tốn; - chế trao đổi liệu với SCADA/EMS liệu quy hoạch, thiết kế HTĐ; - quản trị liệu; - trao đổi liệu chế độ on-line/off-line; - hiển thị kết Thiết kế đủ để triển khai chi tiết hệ thống DSA cụ thể Sản phẩm dạng II: Cơ sở liệu hệ thống điện Việt Nam phục vụ tính tốn ổn định - tin cậy HTĐ xây dựng đủ để phục vụ tính KL-1 toán Dữ liệu dựa số liệu quy hoạch, vận hành HTĐ chủ yếu bao gồm: - Số liệu phục vụ tính tốn dịng cơng suất (PF) - Số liệu phục vụ tính tốn mơ động (TDS), bao gồm liệu cho xây dựng danh mục biến cố - Số liệu phục vụ tính tốn độ tin cậy hệ thống nguồn điện (tức mức HL-1), bao gồm liệu công suất đảm bảo, suất cố tổ máy, nhu cầu phụ tải hệ thống Một hệ thống quản trị kể hiển thị đồ hoạ liệu lồng ghép vào phần mềm tính tốn ổn định tin cậy HTĐ Sản phẩm dạng II: Phần mềm tính tốn ổn định độ HTĐ VNDSA bao gồm số module nhiều đăng ký ban đầu (6 module), phần mềm đánh giá ổn định độ cho HTĐ Việt Nam với tốc độ đáp ứng yêu cầu quy hoạch, thiết kế vận hành lưới điện, mức trung bình 10s/biến cố với cấu hình server IBM Intel Xeon 4C X3430 2,4GHz/1333MHz/8MB L2 (trừ thời gian tải kết từ PSS/E) VNDSA cho phép tính tốn thời gian cắt tới hạn theo phương án khác (first swing, multi swing, mơ hình SIME, mơ hình TDS) với tốc độ cao, mức trung bình phút/biến cố với cấu hình server nêu Thời gian tính tốn theo phương pháp SIME cho hệ thống lớn (ví dụ HTĐ Việt Nam) hệ thống nhỏ (ví dụ hệ thống nút) nhỏ gần tương đương, cho thấy hiệu tính tốn nhanh theo phương pháp đẳng trị sơ đồ nhiều nút hệ thống thực tế sơ đồ máy phát nối với nút có công suất vô hạn SIME Tốc độ đánh giá ổn định, lọc xếp hạng biến cố VNDSA tương đương tốc độ số hệ thống tương tự KEPCO, OMASES,… Giải pháp đồ hoạ quản trị liệu phần mềm có giá trị cao, tiện lợi cho người vận hành hệ thống KL-2 VNDSA cải tiến từ góc độ giao diện; tốc độ tính tốn đáp ứng toán quy hoạch, thiết kế vận hành trực tuyến HTĐ- cải thiện tốt xây dựng phần mềm tính dịng cơng suất mơ động độc lập, thay hẳn PSS/E đồng thời với sử dụng server cấu hình mạnh Sản phẩm dạng II: Phần mềm tính tốn độ tin cậy HTĐ VNPSRA-I - bao gồm module xây dựng sở phương pháp mô Monte-Carlo - thử nghiệm hệ thống điện SMALL, IEEERTS VNPS - dùng đánh giá độ tin cậy hệ thống nguồn điện quy mô HTĐ Việt Nam So sánh kết thử nghiệm dùng mô Monte-Carlo VNPSRA-I với kết từ phương pháp giải tích mô phần mềm khác cho thấy giá trị trùng Thời gian tính tốn trung bình từ 5-7 phút đến 2-3 tuỳ vào phương pháp lấy mẫu, số mẫu sai số đặt trước Tốc độ đáp ứng yêu cầu Ngoài số độ tin cậy LOLP, LOLE, EUE phần mềm đưa hàm phân bố xác suất số Sản phẩm dạng II: Phương pháp thuật toán đánh giá ổn định tin cậy HTĐ kế thừa phát triển sở: - Mơ hình HTĐ xây dựng cho đánh giá ổn định độ: máy phát, kích từ,… - Các phương pháp tính tốn ổn định độ HTĐ: tích phân số, phương pháp trực tiếp phương pháp lai - Các phương pháp đánh giá ổn định độ sở tiêu kinh điển kết tích phân số - Phương pháp hàm lượng độ - Phương pháp SIME - đẳng trị mơ hình máy phát nối với nút có cống suất vơ lớn - Phương pháp lọc xếp hạng biến cố sở SIME KL-3 - Phương pháp mô Monte-Carlo, lấy mẫu khơng theo trình tự phương pháp mơ lấy mẫu theo trình tự Trong phạm vi đề tài đưa số điểm có tính phương pháp sau: - Chứng minh toán học việc tách tổ máy thành nhóm tới hạn CM nhóm cịn lại NM; - Hồn chỉnh phương pháp lượng độ TEF, hiệu chỉnh không cho động mà cho sở khảo sát mơ hình đẳng trị máy phát SIME; - Phương pháp tính hệ số dự trữ ổn định cho trường hợp kích động nguy hiểm, ứng với đường đặc tính cơng suất Pe khơng cắt Pm; - Các ràng buộc để tính giá trị góc ổn định dự báo u ứng với trường hợp ổn định phục vụ tính độ dự trữ ổn định - Việc lựa chọn máy phát số ngẫu nhiên với chất lượng cao độc lập với chế phát số ngẫu nhiên máy tính đóng vai trị quan trọng thực thi thuật tốn mơ xác suất Monte-Carlo - Mơ tính khơng chắn phụ tải dự báo công suất dự báo tổ máy thuỷ điện Sản phẩm dạng II: Trên sở kết nghiên cứu lý thuyết thực tiễn đề tài đề xuất số giải pháp nâng cao độ tin cậy HTĐ từ góc độ quy hoạch, thiết kế vận hành hệ thống Sản phẩm dạng III: Các báo: Ngoài báo đăng kỷ yếu Hội thảo khoa học quốc tế, hai báo, xây dựng phần mềm tính tốn độ tin cậy hệ thống điện dùng phương pháp mô Monte Carlo (65) Đánh giá ổn định độ hệ thống điện sử dụng mơ hình đẳng trị máy phát mạng noron nhân tạo (66) nhận đăng Tạp chí Khoa học Công nghệ (Viện Khoa học Công nghệ KL-4 Việt Nam) Tạp chí Khoa học Cơng nghệ trường đại học kỹ thuật Kết đào tạo sau đại học: Theo hướng nghiên cứu đề tài đào tạo thạc sỹ khoa học đào tạo tiến sĩ kỹ thuật chuyên ngành HTĐ 10 Phần mềm VNDSA đăng ký quyền tác giả Cục Bản quyền tác giả theo giấy chứng nhận số 3415/2011/QTG Kiến nghị Các sản phẩm đề tài bắt đầu đưa vào ứng dụng thử nghiệm toán quy hoạch, thiết kế vận hành HTĐ, góp phần tăng suất lao động độ tin cậy kết tính tốn Các sản phẩm hồn tồn thương mại hố sau hoàn thiện kỹ số nội dung liên quan giao diện, đồ hoạ xây dựng module phần mềm tính tốn sở thay cho PSS/E, chủ đề đề tài nghiên cứu dự án sản xuất thử nghiệm Các hướng nghiên cứu kiến nghị triển khai là: - Phát triển phần ổn định điện áp VSA - Phát triển phần độ tin cậy cấu trúc (HL-II HL-III) - Phát triển module tính tốn trào lưu công suất PF mô động TDS thay cho PSS/E KL-5 TÀI LIỆU THAM KHẢO Seethalekshmi, K Wide-Area Protection and Control: Present Status and Key Challenges Bombay : Bombay, 2008 Society, IEEE Power Engineering Causes of the 2003 Major Grid Blackouts in North America and Europe, and Recommended Means to Improve System Dynamic Performance s.l : Administrative Committee of the Power System Dynamic Performance Committe, 2004 Kundur, P Definition and Classification of Power System Stability IEEE Trans On Power Systems May 2004, Vol 19, ENK6-CT2000-00064, EU Contract N OMASES Open Market Access and Security Assessment System, EU Contract N ENK6-CT200000064, XII/2000 2000 Grisby, L.L., [ed.] Power System Stability and Control Ed 2007 NY : Taylor & Francis Group, 2007 Dommel, H.W and Sato, N Fast transient stability solutions IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems July/August 1972, 91, pp 1643-1650 Ribbens-Pavella, M and Evans, F.J Direct methods for studying dynamics of large-scale electric power systems- A survey Automatica 1985, 21 (1) Patton, A.D Assessment of the security of operating electric power system using probability methods 1974 July Vol 62(7) Sauer, P.W and et.al Integrated Security Analysis Final Report s.l : CERTS Publication, July 2004 10 Saffet, Ayasun and et al Voltage Stability Toolbox for Power System Education and Research IEEE Trans On Education November 2006, Vol 49, 11 Shi, L.B et al Developing a power system dynamic security assessment system 2006 12 Bihain, A and coauthors Advanced perspectives and implementation of dynamic security assessment in the open market environment 2002 13 Juhwan, Jung et.al, Wide Area Protection and Control Using a Strategic Power Infrastructure Defense System 2002 14 Lee, B., et al Fast contigency screening for online transient stability monitoring and assessment of the KEPCO system 2003 Vol 150 15 Seethalekshmi, K Wide-Area Protection and Control: Present Status and Key Challenges Bombay : Bombay, 2008 16 Savulescu, Savu Real-time stability assessment in modern power system control centers New Jersey : John Wiley & Sons, Inc., 2009 17 Phadke A.G Synchronized Phasor Measurements in Power Systems s.l : IEEE Computer Applications in Power, 1993 Vol 18 Savulescu, Savu Real-time stability assessment in modern power system control centers New Jersey : John Wiley & Sons, Inc., 2009 19 Bihain D Cirio M Fiorina R Lopez D Lucarell OMASES: a dymamic security assessment tool for the new market environment Bologna (Italy) : IEEE Bologna Powertech 2003 Conference, 2003 20 Kundur, Prabha Power System Stability and Control NY : McGraw-Hill, 1994 21 Lã Văn Út Phân tích điều khiển ổn định hệ thống điện Hà Nội : NXB Khoa học kỹ thuật, 2000 22 Marija Ilic, John Zaborsky Dynamics and control of large electric power system s.l : A Wiley-Interscience Publication, 2000 23 Report, IEEE Task Force Load representation for dynamic performance analysis IEEE Trans on PS 1993, Vol 8, 24 M Pavella, D Ernst, D Ruiz-Vega Transient Stability of Power Systems Boston : Kluwer's PEPS Series, 2000 25 A.M.Lyapunov General problem of the stability of motion Kharkov : s.n., 1893 26 Zang, Yi Adaptive remedial action schemes for transient instability 2007 27 W Li, A Bose A coherency Based Rescheduling Method for Dynamic Security IEEE Trans On PS VIII 1998, Vol Vol 13, No.3 28 S., Rovnyak, et al Predicting future behavior of transient events rapidly enough to evaluate remedial control options in real-time s.l : IEEE Trans on PS, 1995 29 Rahimi, F.A., et al Evaluation of the transient energy function method for on-line dynamic security analysis CA : s.n., 1993 30 Y., Xue Practically negative effects of emergency controls Beijing : Proc of IFAC/CIGRE Symp on control of Power Systems and Power Plants, 1997 31 Zhang, Y., et al SIME A hybrid Approach to Fast Transient Stability Assessment and Contingency Selection s.l : Int Joumal of Electrical Power and Energy Systems, 1997 32 Y., Zhang, L.Wehenkel and Pavella, M A method for real-time transient stability emergency control Beijing : s.n., 1997 33 Y., Zhang, et al SIME: A hybrid approach to fast transient stability assessment and contingency selection s.l : Electric Power and Energy Systems (EPES), 1997-1998 34 Fouad, A A and Vittal, V The transient energy function method s.l : Int Journal of Electrical Power and Energy Systems, 1988 35 B Lee et al Fast contingency screening for online transient stability monitoring and assessment of the KEPCO system IEE Proc.Gener.Transm Distrib July 2003, Vol 150, No.4 36 M.H Haque, A.H Rahim Determination of first swing stability limit of multimachine power system through Taylor series expansions IEE Proc 1989, Vol 136, 22.IEESTAB89.pdf 37 Wangdee, Wijarn Bulk electric system reliability simulation 2005 38 Billinton, R and Allan, R N Power system reliability in perspective s.l : IEE Electronics and Power, 1984 39 Trần Bách Lưới điện hệ thống điện, tập Hà Nội : ĐH Bách Khoa Hà Nội, 2000 40 Trần Kỳ Phúc Vũ Toàn Thắng Nghiên cứu xây dựng hệ thống quản lý độ tin cậy hệ thống điện Việt Nam Hà Nội : Viện Năng lượng, 2007 41 Endrenyi, J Reliability modeling in electric power systems New York : Wiley & Sons, 1979 42 Trần Đình Long, Lã Văn Út tác giả khác Nghiên cứu thuật toán chương trình đánh giá độ tin cậy hệ thống điện phức tạp Hà Nội : ĐH Bách Khoa Hà Nội, 1987 43 Trần Đình Long, Lã Văn Út tác giả khác Tính tốn tin cậy u cầu dự phịng cơng suất điện hệ thống điện Việt Nam với xuất đường dây siêu cao áp Hà Nội : ĐH Bách Khoa, 1990 44 Trần Minh Khâm Nghiên cứu độ tin cậy hệ thống điện Hà Nội : Hà Nội, 1985 45 Trương Thị Lan Anh Đánh giá tổng hợp ảnh hưởng thời tiết khí hậu lên số tiêu độ tin cậy hệ thống điện Hà Nội : ĐH Bách Khoa Hà Nội, 1992 46 Bùi Duy Hùng Luận văn thạc sỹ Tính tốn, phân tích đánh giá độ tin cậy hệ thống nguồn điện Việt Nam Hà Nội : ĐH Bách Khoa Hà Nội, 2001 47 Nguyễn Anh Tú Luận văn thạc sỹ Đánh giá độ tin cậy lưới truyền tải điện đề xuất số biện pháp nâng cao độ tin cậy Hà Nội : ĐH Bách Khoa Hà Nội, 2001 48 Trần Đức Luận văn thạc sỹ Xác định độ tin cậy hệ thống điện phức tạp Hà Nội : ĐH Bách Khoa Hà Nội, 2002 49 Hoàng Văn Minh Luận văn thạc sỹ Xác định dự trữ công suất nguồn điện hệ thống điện Việt Nam Hà Nội : ĐH Bách Khoa Hà Nội, 2003 50 Đặng Diệu Hương Luận văn thạc sỹ Đánh giá khả tải độ tin cậy hệ thống cung cấp điện Hà Nội : ĐH Bách Khoa Hà Nội, 2004 51 Nguyễn Quang Thuấn Luận văn thạc sỹ Đánh giá độ tin cậy hệ thống điện Hà Nội : ĐH Bách Khoa Hà Nội, 2006 52 Phạm Vũ Long Nghiên cứu xây dựng thuật toán đánh giá độ tin cậy hệ thống điện Việt Nam sử dụng phương pháp mô Monte Carlo Hà Nội : ĐH Bách Khoa Hà Nội, 2011 53 Marsaglia, George [Online] sci.stat.math 54 Viện Năng lượng Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011-2020 có xét đến năm 2030 Hà Nội : Viện Năng lượng, 2011 55 Billinton, Roy Reliability evaluation of power systems New York : Plenum Press, 1994 56 Út, Lã Văn Ổn định HTĐ Hà Nội : ĐH Bách Khoa, 2005 57 Long, Trần Đình Út, Lã Văn Nghiên cứu thuật tốn chương trình đánh giá độ tin cậy hệ thống điện phức tạp Hà Nội : tác giả, 1987 58 Long, Trần Đình Bảo vệ Rơ le Hà Nội : ĐH Bách Khoa, 2000 59 Trần Mạnh Hùng Xác định giới hạn truyền tải tối đa theo điều kiện ổn định tĩnh ĐD 500kV HTĐ Việt Nam giai đoạn đến năm 2015 đánh giá yếu tố ảnh hưởng đến giới hạn truyền tải Hanoi : Báo cáo đề tài cấp Bộ CN Viện Năng lượng, 2005 60 Thạch Lễ Khiêm Tính tốn phân tích ổn định động hệ thống điện Việt Nam theo mơ hình chi tiết có xét đến khả ứng dụng TCSC Hà Nội : Luận án TSKT, 2006 61 Nguyễn Bê Điều khiển nâng cao ổn định hệ thống điện nhằm áp dụng cho HTĐ Việt Nam Đà Nẵng : Luận án TSKT, 2005 62 Ngơ Văn Dưỡng Phân tích nhanh tính ổn định xác định giới hạn truyền tải công suất hệ thống điện hợp có đường dây siêu cao áp Hà Nội : Luận án TSKT, 2002 63 Mohamed K El-Sherbiny, Dinesh M Mehta Dynamic systems stability - Part I - Investigation of the effect of different loading and excitation systems IEEE Trans on PAS 1973, Vol 92, 64 M.H Haque, A.H Rahim Determination of first swing stability limit of multimachine power system through Taylor series expansions IEE Proc 1989, Vol 136, 22.IEESTAB89.pdf 65 Trần Kỳ Phúc, Vũ Toàn Thắng, Lê Thị Thanh Hà Xây dựng phần mềm tính tốn độ tin cậy hệ thống điện dùng phương pháp mô Monte-Carlo Hà Nội : Tạp chí Khoa học Cơng nghệ trường đại học kỹ thuật, 2011 Vol 85 66 Trần Kỳ Phúc, Vũ Toàn Thắng, Lê Thị Thanh Hà Đánh giá ổn định q độ hệ thống điện sử dụng mơ hình đẳng trị máy phát mạng nơ-ron nhân tạo Hà Nội : Tạp chí Khoa học Cơng nghệ, 2011 Vol 12 ... CHƯƠNG CẤU HÌNH CHUNG HỆ THỐNG ĐÁNH GIÁ GIÁM SÁT AN NINH HỆ THỐNG ĐIỆN 2.1 2-1 Tổng quan số hệ thống đánh giá giám sát an ninh động giới 2-1 2.1.1 2.1.2 Mơ hình đánh giá an ninh động Hồng Kông... toán đánh giá ổn định động mơ hình hố HTĐ hợp lý 1-19 CHƯƠNG CẤU HÌNH CHUNG HỆ THỐNG ĐÁNH GIÁ GIÁM SÁT AN NINH HỆ THỐNG ĐIỆN 2.1 Tổng quan số hệ thống đánh giá giám sát an ninh động giới 2.1.1 Hệ. .. hành hay điều khiển ổn định thời gian thực Trong bối cảnh đó, nghiên cứu xây dựng hệ thống đánh giá giám sát an ninh hệ thống điện Việt Nam sở phương pháp đánh giá ổn định HTĐ sở hạ tầng SCADA