11/3/2015 1 Chương 6 1 Các loại nút trong HTĐ 2 Phương pháp toán 3 PBCS dùng phép lặp Gauss Seidel 4 PBCS dùng phép lặp Newton Raphson 1 Phân bố công suất trong HTĐ Bài toán PBCS PBCS xác định giá tr[.]
11/3/2015 Chương Phân bố công suất HTĐ Các loại nút HTĐ Phương pháp toán PBCS dùng phép lặp Gauss - Seidel PBCS dùng phép lặp Newton - Raphson Bài toán PBCS PBCS: xác định giá trị điện áp góc pha điểm nút, dịng cơng suất nhánh tổn thất công suất mạng điện: U, δ, P, Q Mục đích PBCS: áp dụng cho tốn thiết kế, vận hành HTĐ, khảo sát hệ thống chế độ trước sau cố, điều chỉnh điện áp công suất… 11/3/2015 Các loại nút HTĐ Nút cân bằng: máy phát đáp ứng nhanh chóng với thay đổi phụ tải Thanh {U, δ0} (thường cho δ0 =0) Nhờ vào điều tốc nhạy, máy phát cân có khả tăng tải giảm tải kịp thời theo yêu cầu toàn hệ thống Nút máy phát: máy phát khác máy phát cân bằng, cho biết trước công suất thực P mà máy phát (định trước lý khả phát) điện áp U (thanh {P, U}) Nút phụ tải: cho biết trước công suất P Q phụ tải yêu cầu (còn gọi {P, Q}) Nếu khơng có máy phát hay phụ tải nút coi nút nút phụ tải với P=Q=0 Các loại nút HTĐ Q U ; P ;Q ( P; Q ) M IN Q Q M A X U ; P ;Q ( P 0; Q 0) ;U Dịng cơng suất quy ước theo chiều vào 11/3/2015 Sự liên quan |V|, , P Q Nếu quy ước: Sự liên quan |V|, , P Q Công suất phức quy ước truyền từ nút sang nút 2: Tách riêng CSTD CSPK: 11/3/2015 Sự liên quan |V|, , P Q Hệ thống truyền tải có R 2 CSTD truyền từ nút sang ngược lại CSTD max = |V1|.|V2|/X Chiều truyền CSPK phụ thuộc vào độ lệch biên độ điện áp nút 2: Q12 |V1|-|V2| ( nhỏ) PBCS dùng phép lặp Gauss - Seidel 11/3/2015 PBCS dùng phép lặp Gauss - Seidel Yii -Yij Áp dụng cho toán PBCS Viết lại phương trình dịng điện vào nút k: I k Yk U Yk U Ykn U n Pk jQk I k U k Pk jQk Y U Y U Y U k n k1 kk kn U k Uk Pk jQk Y U Y U Y U n k1 k2 kn Ykk U k 10 11/3/2015 Ví dụ dùng phép lặp Gauss - Seidel Giải phương trình phi tuyến phép lặp |x| = 0.2222 |x| x(3) = 2.8966, x(4) = 3.3376, … x(8) = 11 PBCS dùng Ybus phép lặp Gauss - Seidel Chọn nút cân nút 1 Chọn giá trị ban đầu: U k(0) k(0) Lặp lần 01 (đối với nút phụ tải P, Q): (1) U2 (1) U3 (0 ) (0) (0) P2 jQ2 Y21 U Y23 U Y2 n U n (0) U2 (0) (1) (0) P3 jQ3 Y U Y U Y U n 32 n Y33 U 3(0) Y22 U n(1) Lặp thỏa: U ik U ik 1 12 11/3/2015 PBCS dùng phép lặp Gauss - Seidel Lặp lần 01 (dùng cho nút máy phát Pk, Uk): chưa biết Qk nên tính gần sau (k = 0): Pk jQk Y U Y U Y U k n k kk kn U k Pk jQk U k Yk U Yk U k Ykn U n Qk Im U k Yk U Yk U k Ykn U n Uk Ykk = U/ k Pk jQk Y U Y U Y U n k k kn Uk δ/k , ta lấy giá trị Uk δ/k để tính tốn 13 PBCS dùng phép lặp Gauss - Seidel Tuy nhiên, trình lặp Q máy phát phải thỏa điều kiện ràng buộc: Qk Qk Qk max Vì tính Q máy phát kiểm tra lại ràng buộc Nếu Qk ≥ Qkmax Qk Qk max Nếu Qk ≤ Qkmin Qk Qk Và nút máy phát lúc xem nút phụ tải điện áp tính giống nút phụ tải 14 11/3/2015 PBCS dùng phép lặp Gauss - Seidel Lặp lần thứ n tốn hội tụ, tiến hành tính tốn dịng cơng suất nhánh: S 12 y12 y '12 y '12 I 12 S 21 I 21 Dịng điện cơng suất vào đường dây từ nút 1: y' I 12 U U y12 U 12 S * 12 U * I 12 S 12 P12 jQ12 15 PBCS dùng phép lặp Gauss - Seidel Lặp lần thứ n tốn hội tụ, tiến hành tính tốn dịng công suất nhánh: S 12 y12 y '12 y '12 I 12 S 21 I 21 Dịng điện Cơng suất vào đường dây từ nút 2: y' I 21 U U y12 U 12 S * 21 U * I 21 S 21 P21 jQ21 16 11/3/2015 PBCS dùng phép lặp Gauss - Seidel Lặp lần thứ n toán hội tụ, tiến hành tính tốn dịng cơng suất nhánh: S 12 y '12 I 12 Tổn thất y12 y '12 S 21 I 21 S 12 P12 j Q12 S 12 S 21 Đối với nhánh chứa MBA bỏ ảnh hưởng dung dẫn: y '12 0 17 PBCS dùng phép lặp Gauss - Seidel Tổn thất hệ thống điện: S S ij P j Q 18 11/3/2015 Bài tập 1 Tính Ybus điện áp phức nút & (4 chữ số sau dấu phẩy, sai số dừng lặp 5x10-5) Tìm CSTD CSPK yêu cầu nút Xác định dòng CS nhánh tổn thất đường dây Vẽ dòng PBCS nhánh điện áp phức nút 19 Bài tập 20 10 11/3/2015 Bài tập Tính điện áp phức nút & (4 chữ số sau dấu phẩy, sai số dừng lặp 5x10-3) Tìm CSTD CSPK yêu cầu nút Xác định dòng CS nhánh tổn thất đường dây Vẽ dòng PBCS nhánh điện áp phức nút 21 Bài tập 22 11 11/3/2015 PBCS dùng phép lặp Newton - Raphson Phương trình dịng nút k Phương trình cơng suất nút k Pk jQk Y U Y U Y U k n k kk kn U k S * k Pk jQk U * k Yk U Ykk U k Ykn U n Tổng quát: 23 PBCS dùng phép lặp Newton - Raphson * P Re U Y U Y U Y U k k n k k1 kk kn Q Im U * k Y U Y U k Y U n k1 kk kn k - Với: Góc tính rad 24 12 11/3/2015 PBCS dùng phép lặp Newton - Raphson Chọn giá trị ban đầu: U k(0) k(0) Chọn nút nút cân Lần lặp 01: Sai số cơng suất tính tốn cơng suất quy định: Pk Pqd Pk Qk Qqd Qk 25 , PBCS dùng phép lặp Newton - Raphson Thành lặp ma trận Jacobi: Tính tốn nút phụ tải: ví dụ nút k, đạo hàm riêng tính tốn theo giá trị ban đầu P ? P ? U Q ? Q ? U 26 13 11/3/2015 Các đạo hàm riêng tính , PBCS dùng phép lặp Newton - Raphson ví dụ nút k, đạo hàm riêng tính tốn theo giá trị ban đầu Pk Pqd Pk Pk P P P k n k U k U n n U U n Qk Qqd Qk Qk Qk Qk Qk n U U n n U U n 27 PBCS dùng phép lặp Newton - Raphson Viết dạng ma trận: P2 ( 0) P2 Pn Pn( 0) (0) Qn Q2 (0) Qn Q n P2 n P2 U Pn n Pn U Q2 n Q2 U Qn n Qn U P2 U n 2(0 ) Pn U n n(0) Q2 U 2(0) U n U n(0) Qn U n 28 14 11/3/2015 PBCS dùng phép lặp Newton - Raphson Xác định độ lệch: P2 2(0) Pn n(0) (0) U n Q2 ( 0) U n Q n k(0) U k(0) P2 n P2 U Pn n Pn U Q2 n Q2 U Qn n Qn U P2 U n Pn U n Q2 U n Qn U n ( 1) P2(0) Pn(0) (0) Qn (0) Qn 29 PBCS dùng phép lặp Newton - Raphson Hiệu chỉnh lại giá trị để lặp lần 02 k(1) k(0) k(0 ) U k(1) U k(0) U k(0 ) Lặp hội tụ: U P Q 30 15 11/3/2015 PBCS dùng phép lặp Newton - Raphson Tính tốn cơng suất, dịng điện tổn thất cơng suất tương tự phần tính Gauss – Seidel S 12 I 12 y12 y '12 y '12 S 21 I 21 31 16