Nghiên cứu phương pháp cải tiến sa thải phụ tải trong hệ thống điện

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LÊ TRỌNG NGHĨA NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP CẢI TIẾN SA THẢI PHỤ TẢI TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN Tp Hồ Chí Minh, tháng 08/2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LÊ TRỌNG NGHĨA NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP CẢI TIẾN SA THẢI PHỤ TẢI TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 9520201 Người hướng dẫn khoa học 1: PGS TS QUYỀN HUY ÁNH Người hướng dẫn khoa học 2: PGS TS PHAN THỊ THANH BÌNH Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Tp Hồ Chí Minh, tháng 08/2020 LÝ LỊCH CÁ NHÂN I LÝ LỊCH SƠ LƯỢC: Họ & tên: Lê Trọng Nghĩa Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 22/09/1987 Nơi sinh: Long An Quê quán: Tân An, Long An Dân tộc: Kinh Học vị cao nhất: Thạc sỹ Năm, nước nhận học vị: 2013 Đơn vị công tác: Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh Chỗ riêng địa liên lạc: 109, Ngơ Chí Quốc, Phường Bình Chiểu, Quận Thủ Đức, TP Hồ Chí Minh Điện thoại liên hệ: CQ: +84 28 38960985 DĐ: 0813310460 II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Nơi đào tạo: Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh Ngành học: Điện khí hóa & Cung cấp điện Nước đào tạo: Việt Nam Năm tốt nghiệp: 2010 Sau đại học: Thạc sỹ chuyên ngành: Kỹ thuật điện Năm cấp bằng: 2013 Nơi đào tạo: Đại học Sư phạm kỹ thuật TP Hồ Chí Minh Ngoại ngữ: Tiếng Anh: B2 III Q TRÌNH CƠNG TÁC CHUN MƠN Thời gian 10/2010 đến Nơi cơng tác Vai trị Khoa Điện – Điện Tử, trường Đại học Sư phạm Giảng viên kỹ thuật TP Hồ Chí Minh i LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận án trung thực chưa công bố cơng trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 07 tháng năm 2020 Tác giả luận án Lê Trọng Nghĩa ii LỜI CẢM ƠN Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy PGS TS Quyền Huy Ánh - Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM cô PGS TS Phan Thị Thanh Bình - Đại học Bách Khoa Tp HCM tận tình hướng dẫn giúp đỡ tơi suốt trình nghiên cứu,thực luận án Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh, Phòng Đào tạo - phận quản lý sau đại học, thầy, cô thuộc Khoa Điện – Điện Tử đồng nghiệp trường tạo điều kiện, giúp đỡ tơi q trình thực luận án Cảm ơn gia đình chia sẽ, gánh vác cơng việc để yên tâm nghiên cứu thực luận án Nghiên cứu sinh Lê Trọng Nghĩa iii TÓM TẮT Tần số thông số kỹ thuật quan trọng việc đánh giá chất lượng điện hệ thống điện phải trì giới hạn quy định để đảm bảo hệ thống điện vận hành ổn định Vì vậy, việc trì tần số ổn định giới hạn quy định mục tiêu người thiết kế, vận hành hệ thống điện Trên sở phân tích ảnh hưởng tần số đến hệ thống điện, cơng trình nghiên cứu nước trước đây, thực tế việc sa thải phụ tải áp dụng Việt Nam nay, luận án nghiên cứu đề xuất phương pháp sa thải phụ tải sau: - Nghiên cứu đề xuất phương pháp sa thải phụ tải nhằm khôi phục ổn định tần số hệ thống điện sở nhận dạng có/khơng sa thải phụ tải kết hợp với giải thuật công nghệ tri thức như: AHP mạng nơ-ron Phương pháp sa thải phụ tải đề xuất cho phép nhanh chóng định lựa chọn chiến lược sa thải phụ tải hợp lý hiệu để giữ ổn định tần số hệ thống điện có cố ngắn mạch xảy góp hay đường dây hệ thống điện Bên cạnh đó, phương pháp sa thải phụ tải đề xuất có lượng cơng suất sa thải phụ tải thời gian phục hồi tần số nhanh so với phương pháp sa thải phụ tải truyền thống; - Nghiên cứu đề xuất phương pháp sa thải phụ tải sở áp dụng thuật tốn Fuzzy-AHP để tính tốn hệ số tầm quan trọng phụ tải thực ưu tiên sa thải phụ tải có hệ số tầm quan trọng nhỏ trước Phương pháp sa thải phụ tải đề xuất giúp khôi phục tần số giá trị cho phép giảm thiểu thiệt hại gây cắt điện; - Nghiên cứu đề xuất việc tính tốn lượng cơng suất sa thải phụ tải có xét đến yếu tố điều khiển sơ cấp, điều khiển thứ cấp tổ máy phát điện giúp tối thiểu lượng công suất tải phải sa thải tần số hệ thống khôi phục giá trị phạm vi cho phép; - Nghiên cứu đề xuất việc xác định vị trí tải cần sa thải dựa khái niệm PED, VED máy phát bị cố nút tải giúp khoanh vùng cố nghiêm trọng sa thải phụ tải xung quanh vùng cố làm giảm ảnh hưởng cố tới hệ thống phương án sa thải tải hiệu hơn; iv - Nghiên cứu đề xuất phương pháp phân bố lượng công suất sa thải phụ tải nút có xét đến tiêu chí kinh tế hệ số tầm quan trọng phụ tải, tiêu chí kỹ thuật PED, VED Qua đó, việc sa thải phụ tải thỏa mãn yêu cầu phối hợp nhiều phương pháp kinh tế-kỹ thuật Các phương pháp sa thải phụ tải đề xuất sử dụng công tác huấn luyện điều độ viên hệ thống điện xử lý tình sa thải phụ tải dựa kịch cố hệ thống điện v ABSTRACT Frequency is an important specification in assessing the power quality of the electricity system and must be maintained within permissible limits to ensure the stable operation of the power system Therefore, maintaining frequency stability within the permissible limits is always the goal of designers and operators of electricity system Based on the analysis of the effect of frequency on the electrical system, the previous local and foreign researches, and the fact that load shedding is implemented in today’s Vietnam, this thesis has achieved the following contributions: - Proposing the load shedding method based on the combination of knowledge technology algorithms such as AHP algorithm and artificial neural network It enables quick decisions to select reasonable and effective load shedding strategies to keep the stability of electricity system frequency when the short-circuit incidents are happened on the buses or on the lines of electricity system In addition, the proposed load shedding method has smaller load shedding capacity and faster frequency recovery time than traditional load shedding methods; - Proposing the load shedding method based on the application of the FuzzyAHP algorithm helps calculate the importance factor of the load and prioritize the less importance of load shedding The proposed load shedding method enables to restore the frequency to permissible value and minimize potential damages when the load is cut; - Proposing the calculation of the load shedding included in the primary and secondary control factors of the generators will minimize the amount of load shedding and restore system frequency value back to the allowable range; - Proposing the determination of the load location to be shed based on the concept of the electrical phase distance, voltage distance between the faulty generators and the load nodes is able to locate serious incidents The additional load shedding around the fault area reduces the impact of the incident on the system and increase the effectiveness of the load shedding; - Proposing the distribution of the load shedding capacity at the load nodes included the economic criteria such as the importance factor of the load, and the technical criteria such as the electrical phase distance, and the voltage distance aims to assure the requirements of multi-objective constraints vi