Tái cấu hình lưới điện phân phối nhằm khắc phục sự cố

ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ THỦ ĐỨC - NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Tên đề tài: TÁI CẤU HÌNH LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI NHẰM KHẮC PHỤC SỰ CỐ Chủ nhiệm đề tài: Tơn Ngọc Triều Lại Hồng Hải TP Hồ Chí Minh, năm 2020 ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠNG NGHỆ THỦ ĐỨC NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Tên đề tài: TÁI CẤU HÌNH LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI NHẰM KHẮC PHỤC SỰ CỐ Chủ nhiệm đề tài: Tơn Ngọc Triều Lại Hồng Hải Tp Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 02 năm 2020 UBND TP HỒ CHÍ MINH CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG Độc lập - Tự - Hạnh phúc CÔNG NGHỆ THỦ ĐỨC ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP CƠ SỞ NĂM HỌC 2020 - 2021 Tên đề tài: Tiếng Việt: Tái Cấu Hình Lưới Điện Phân Phối Nhằm Khắc Phục Sự Cố Tiếng Anh: Restore The Distribution Network By Refiguration Algorithm Thời gian thực hiện: 06 tháng Bắt đầu từ tháng 08 năm 2019 đến tháng 01 năm 2020 Đề tài có trùng với đề tài tiến hành không? Không Chủ nhiệm đề tài (Kèm theo Lý lịch khoa học theo biểu mẫu 02) - Họ tên: Tôn Ngọc Triều, Giới tính: Nam - Chun mơn đào tạo: Thiết bị mạng Nhà máy điện - Học hàm, học vị: Thạc sỹ - Chức vụ: Trưởng khoa - Đơn vị công tác: Khoa Điện – Điện tử - Địa liên hệ: 4/23, Khu phố 2, Phường Phước Long A, Quận 9, Tp HCM - Số điện thoại: 0989517318; Email: tonngoctrieu@gmail.com; tonngoctrieu@tdc.edu.vn Tóm tắt hoạt động nghiên cứu chủ nhiệm đề tài (Các chương trình, đề tài nghiên cứu khoa học tham gia, cơng trình cơng bố liên quan tới phương hướng đề tài) Thời Tên đề tài/cơng trình gian Tư cách Cấp quản lý/nơi công bố tham gia 2011 Nâng cao hiệu suất máy phát Đồng Tạp chí Giáo dục Kỹ thuật- Số điện gió cơng suất bé tác giả 13- Trường Đại Học SPKT Tp.HCM 2011 2012 Máy phát điện gió cơng suất Đồng Hội thảo Khoa học công nhỏ tác giả nghệ Lựa chọn máy phát điện gió Tác giả Bản tin KHCN, số 6/2012 cơng suất nhỏ có hiệu suất cao Trường Cao đẳng Công nghệ phù hợp với điều kiện Việt Thủ Đức Nam 2013 Tự động hóa thiết kế lưới điện Đồng Bản tin KHCN, số 01/2013 phân phối tác giả Trường Cao đẳng Công nghệ Thủ Đức 2013 Nghiên cứu độ tin cậy cung cấp Đồng Bản tin KHCN, số 02/2013 điện liên tục quy hoạch tác giả Trường Cao đẳng Công nghệ nâng cấp lưới điện trung áp Thủ Đức Việt Nam 2014 Mơ hình điều chỉnh dịng cơng Chủ trì suất lưới điện 2015 NCKH, Trường Cao đẳng công nghệ Thủ Đức PWM Technique Using Đồng Tạp chí: Mitteilungen Variable Switching Frequency tác giả Klosterneuburg To Reduce Current Thd In www.mitt-klosterneuburg.com Grid-Connected Inverters 2015 Mơ hình máy phát điện sử dụng nam châm vĩnh cửu Chủ trì NCKH, Trường Cao đẳng cơng nghệ Thủ Đức 2016 2016 Sử dụng thuật tốn GSA điều Đồng Tạp chí KHCN Đà Nẵng phối tổ máy phát điện tác giả Số (102) – 2016 Service Restoration In Radial Đồng Hội nghị quốc tế: Advanced Distribution System Using tác giả Technology& Sustaunable Continuousgenetic Algorithm Development, (ICATSD 2016) August 21-23, 2016, ISBN: 978-604-920-040-3 2017 Điều khiển gián tiếp tựa theo từ Đồng Tạp chí KHCN Tiền Giang trường cho động không đồng tác giả Số (102) – 2016 Chủ trì NCKH, Trường Cao đẳng sử dụng điều khiển logic mờ 2017 Mô hình tận dụng nguồn nhiệt chuyển đổi thành điện cơng nghệ Thủ Đức 2018 Mơ hình an tồn điện Chủ trì NCKH, Trường Cao đẳng cơng nghệ Thủ Đức 2019 Tái cấu trúc lưới nhằm giảm tổn Chủ trì thất cơng suất cho lưới điện NCKH, Trường Cao đẳng công nghệ Thủ Đức phân phối theo đồ thị phụ tải + Đồng chủ nhiệm đề tài: - Họ tên: Lại Hồng Hải, Giới tính: Nam - Chun môn đào tạo: Kỹ sư Điện-Điện Tử - Học hàm, học vị: Thạc sỹ MBA - Chức vụ: Giảng viên - Đơn vị công tác: Khoa Điện – Điện tử - Địa liên hệ: 966D Nguyễn Duy Trinh, Phường Phú Hữu, Quận 9, Tp HCM - Số điện thoại: 0908976336; Email: hoanghailai10@gmail.com; laihoanghai@tdc.edu.vn Tóm tắt hoạt động nghiên cứu chủ nhiệm đề tài (Các chương trình, đề tài nghiên cứu khoa học tham gia, cơng trình công bố liên quan tới phương hướng đề tài) Thời Tên đề tài/cơng trình gian Tư cách Cấp quản lý/nơi công bố tham gia 2013 Nghiên cứu độ tin cậy cung Đồng Bản tin KHCN, số 02/2013 cấp điện liên tục quy tác giả Trường Cao đẳng Công nghệ hoạch nâng cấp lưới điện Thủ Đức trung áp Việt Nam 2014 Mơ hình điều khiển hãm Chủ trì NCKH, Trường Cao đẳng cơng động không đồng pha 2016 nghệ Thủ Đức Sử dụng thuật tốn GSA điều Đồng Tạp chí KHCN Đà Nẵng phối tổ máy phát điện tác giả Số (102) – 2016 Cơ quan phối hợp cộng tác viên đề tài (Ghi rõ đơn vị cá nhân mời nhận lời mời tham gia đề tài, cá nhân tham gia Đề tài phải có Lý lịch khoa học theo mẫu 02 ý kiến xác nhận đồng ý tham gia đồng thực đề tài) Cộng tác viên TT Cơ quan phối hợp Họ tên Chuyên ngành Cơ quan/đơn vị ứng dụng kết nghiên cứu Tên quan/đơn vị ứng dụng kết TT nghiên cứu Khoa Điện – Điện tử, Trường CĐCN Thủ Đức Thuyết minh cần thiết đề tai Địa 53 Võ Văn Ngân – P Linh Chiểu – Quận Thủ Đức – Tp Hồ Chí Minh - Tổng quan cơng trình nghiên cứu nước liên quan tới vấn đề nghiên cứu đề tài: Điện dạng lượng đặc biệt, lượng điện khơng thể dễ dàng tích trữ với lượng lớn, nhu cầu phụ tải đòi hỏi phải đáp ứng công suất thời điểm Điều đòi hỏi nhà quy hoạch lượng, công ty sản xuất kinh doanh điện phải tính tốn đến giải pháp tối ưu việc truyền tải, phân bố công suất hệ thống lưới điện Nhu cầu tiêu thụ lượng điện tăng cách nhanh chóng tất lĩnh vực, từ nhu cầu thiết yếu đời sống xã hội đến nhu cầu để phát triển kinh tế, xã hội, khoa học công nghệ quốc gia, kể việc để đảm bảo tốt an ninh trị an ninh lượng điện đặt lên hàng đầu Với tiến khoa học công nghệ, thiết bị sử dụng điện ngày đòi hỏi nguồn điện cung cấp phải đảm bảo chất lượng Vấn đề đặt cho Công ty sản xuất kinh doanh điện vừa đảm bảo đáp ứng vấn đề nêu trên, vừa đảm bảo lợi ích kinh tế cao nhà sản xuất, vừa đảm bảo tính cạnh tranh thị trường điện Trong chiều dài, phụ tải lưới điện phân phối (LĐPP) phát triển cách nhanh chóng kể dẫn đến công suất đỉnh xảy vài ngày, lưới điện bị sụt áp, tổn thất đường dây tăng, chi phí sản xuất tăng theo Đối với Việt Nam ta giai đoạn phát triển yêu cầu việc đảm bảo cung cấp điện liên tục, ổn định vấn đề phải ưu tiên hàng đầu ngành điện Trên thực tế hệ thống lưới điện nước ta giai đoạn nâng cấp, cải tạo hệ thống điện cũ, lạc hậu, xuống cấp chưa đáp ứng yêu cầu phát triển xã hội Sự gián đoạn cung cấp điện xảy thường xuyên nhiều nguyên nhân có nguyên nhân khác quan nguyên nhân chủ quan  Nguyên nhân chủ quan như: cắt điện bảo trì, nâng cấp, đấu nối đường dây xây dựng mới; hệ thống chưa bảo trì định kỳ cách toàn diện, chưa phát kịp thời vị trí có nguy gây cố dẫn đến hư hỏng phần tử hệ thống; việc nâng cấp - xây dựng đường dây trạm chậm chạp dẫn đến không đáp ứng kịp nhu cầu tải, gây tải; bất cẩn thực sai quy trình trình thao tác hệ thống điện dẫn đến cố, tai nạn điện…  Nguyên nhân khách quan như: khí hậu, thiên tai, sét; thiếu vốn để đầu tư; nhân lực quản lý vận hành thiếu; hành lang an toàn bị xâm phạm; tai nạn giao thông… Cho dù nguyên nhân việc lập, cách ly khu vực có cố, tìm ngun nhân, xử lý cố, khôi phục cung cấp điện phần hay hồn tồn cho lưới điện ln ln cần phải thực nhanh chóng, an tồn để kịp thời cung cấp điện trở lại, hạn chế thiệt hại điện gây Việc khôi phục cung cấp điện phần trình quan trọng với nhiều yêu cầu như: an toàn, giảm thiểu số khách hàng bị điện, không bị tải đường dây, điện áp nằm phạm vi cho phép, thời gian khôi phục ngắn nhất, giới hạn công suất nguồn không bị vi phạm, giảm thiểu tổn hao Quá trình thực việc thao tác đóng/mở khóa điện, đặc biệt khóa liên kết mạch vịng, nguồn, trường hợp đặc biệt việc tái cấu hình lưới điện Do việc thao tác đóng/mở khóa điện với nhiều mục tiêu nên q trình phức tạp cần phải có giải thuật tối ưu để hỗ trợ Như vậy, việc khôi phục cho lưới điện phân phối giải thuật tái cấu hình nhằm xác định nhánh đường dây bị lập, có nguồn thấp nhánh cố công việc quan trọng góp phần nâng cao lực cung cấp điện Q trình khơi phục cung cấp điện phần nhằm cung cấp điện trở lại cho nhánh đường dây khơng cố bị lập, phía sau nguồn nhánh cố thời gian đơn vị quản lý vận hành xác định nguyên nhân, sửa chữa khơi phục cung cấp điện hồn tồn cho tồn hệ thống, đưa hệ thống trở tình trạng hoạt động bình thường, ổn định, lâu dài Vì vậy, việc khơi phục cung cấp điện phải đảm bảo số lượng khách hàng điện nhất, khơng gây tải đường dây số lượng khóa chuyển tải bé để đảm bảo thời gian ngừng cung cấp điện Điều thực việc tái cấu hình lưới Lưới điện phân phối (LĐPP) đóng vai trị quan trọng việc cung cấp điện đến hộ tiêu thụ Nhưng lý kỹ thuật, ln vận hành theo kiểu hình tia (hở), mặt dù thiết kế theo kiểu mạch vòng để tăng độ tin cậy trình cung cấp điện Trong q trình cung cấp điện lưới điện có khả bị cố nhánh làm điện gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến: Các hộ tiêu thụ điện xét đến mặt kinh tế xã hội; Công ty điện lực xét đến lợi nhuận bán điện, thị trường điện, cơng ty điện lực cịn phải đền bù cho khách hàng theo giá trị lượng ngừng cung cấp, khoản đền bù lớn Do đó, nghiên cứu biện pháp khơi phục cung cấp điện cho hệ thống điện nói chung mạng lưới phân phối nói riêng vấn đề cần thiết hứa hẹn mang lại nhiều lợi ích kinh tế - Lý chọn đề tài: Trong năm gần đây, có nhiều cơng trình nghiên cứu vấn đề khôi phục cung cấp điện cho LĐPP nói riêng, chương trình nghiên cứu hệ thống điện nói chung Có nhiều cơng trình nghiên cứu đăng tải lên tạp chí uy tín, báo khảo sát vấn đề cách cẩn thận đánh giá toàn diện vấn đề khôi phục cung cấp điện Trong nhiều năm qua với phát triển mạnh mẽ ngành hệ thống điện, nhà nghiên cứu kỹ sư quan tâm chủ yếu đến hệ thống phát truyền tải điện LĐPP Điều phức tạp LĐPP nhiều phụ tải, nhiều khóa điện Ngồi ra, LĐPP có cấu trúc mạch vịng vận hành hình tia để giảm dịng ngắn mạch mà đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cho khách hàng mức độ định, nên áp dụng biện phát khôi phục cung cấp điện cho phụ tải giải thuật lưới truyền tải mà phải có giải thuật lập nhánh cố chuyển tải qua tuyến dây khác Vì vậy, giải thuật khơi phục cung cấp điện cho LĐPP phức tạp, đòi hỏi số lần chuyển trạng thái khóa điện nhằm đảm bảo thời gian ngừng cung cấp điện số lượng khách hàng bị điện + Tính thời đề tài: Khi việc ứng dụng công nghệ thông tin LĐPP trở nên rẻ tiền, đặc biệt hệ thống SCADA hoàn thiện năm gần u cầu khơi phục cung cấp điện nhanh chóng LĐPP địi hỏi cách cấp thiết Có nhiều phương pháp để khơi phục cung cấp điện LĐPP giải thuật Heuristic trình bày nghiên cứu hay sử dụng sở tri thức Các mạng nơron hay thuật toán meta heuristic giải thuật di truyền lý thuyết mờ áp dụng để giải toán Đối với phương pháp tiếp cận heuristic, thước đo trực giác, để hạn chế khơng gian tìm kiếm, chủ yếu dựa vào kiến thức kinh nghiệm chuyên gia vận hành LĐPP thực tế biên dịch thành chương trình máy tính Tuy nhiên, điều cho thấy có khó khăn lớn việc ứng dụng vào LĐPP khác tính chun gia chương trình kích thước phần mềm lớn thuật tốn phức tạp Đối với chương trình sử dụng hệ chuyên gia, bao gồm hai thành phần sở tri thức phương pháp suy diễn Cho đến nay, phương pháp tiếp cận hệ chuyên gia coi phương pháp tiếp cận thành công để giải vấn đề LĐPP, khơng phương pháp ln ln tìm thấy cấu hình tối ưu số lần chuyển khóa Tuy nhiên, việc đảm bảo số lần chuyển tải số lượng khách hàng bị điện để thời gian khơi phục lưới nhằm giảm thiểu chi phí đền bù cho khách hàng chưa đề cập rõ ràng nghiên cứu Trong đề tài trình bày giải thuật heuritic nhằm giảm thiểu số lần chuyển khóa mà đảm bảo số lượng khách hàng bị điện với hàm chống tải nhánh + Tính cấp thiết đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội, nâng cao chất lượng đào tạo: Trên sở những kết cơng trình nghiên cứu trước đạt được, đề tài “Tái cấu trúc lưới nhằm giảm tổn thất công suất cho lưới điện phân phối theo đồ thị phụ tải” với mục đích nghiên cứu, áp dụng thuật toán để lưới điện phân phối vận hành với chi phí bé nhằm mang lại lợi ích cho công ty quản lý lưới điện ngành điện Đơn vị, địa bàn tiến hành nghiên cứu (Phường/Xã, Quận/Huyện, Tỉnh/T.P, Vùng) Hiểu biết thực tế tác giả đơn vị, địa bàn nghiên cứu: - Các xưởng thực hành Điện công nghiệp – Trường ĐH Sư phạm kỹ thuật Tp HCM - Các xưởng thực hành Điện công nghiệp, Điện tử công nghiệp – Trường Cao đẳng Công nghệ Thủ Đức Tp HCM Mục tiêu đề tài - Nghiên cứu lý thuyết; - Nghiên cứu thực nghiệm; 10 Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài - Đối tượng: Lưới điện phân phối - Phạm vi:  Thuật tốn tái cấu hình lưới điện phân phối  Hàm mục tiêu hàm lợi nhuận cho trạng thái lưới  Sử dụng phần mềm PSS- ADEPT kiểm chứng 11 Các phương pháp nghiên cứu sử dụng để nghiên cứu đề tài - Nghiên cứu lý thuyết Hình Cấu hình lưới đóng 9-15 Bảng Tổn thất nhánh vịng kín đóng 18-33 Name 1st Node 2nd Node Phase Line6_26 sw25 ABC Line26_27 sw26 26 ABC Line27_28 sw27 27 ABC Line29_30 sw29 29 ABC Line28_29 sw28 28 ABC Line30_31 sw30 30 ABC Line31_32 sw31 31 ABC Line32_33 sw32 32 ABC Line6_7 sw6 ABC Line7_8 sw7 ABC Line21_22 21 sw21 ABC Line21_8 sw33 ABC Line22_12 sw35 12 ABC Line12_13 12 sw12 ABC Line13_14 13 sw13 ABC Line14_15 14 sw14 ABC Line15_16 15 sw15 ABC Line16_17 16 sw16 ABC Line17_18 17 sw17 ABC Line 18_33 18 Sw36 ABC 30 Length 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 Total losses: α 101 85 71 36 59 10 23 60 371 1,067 415 1,283 360 241 211 156 137 118 101 76 5,481 Đóng khóa 18-33, nhánh 30-31 có tổn thất bé (Bảng 4.6) Do vậy: Mở khóa 30-31 Hình Cấu hình lưới đóng 18-33 Như vậy, có cố nhánh 2-3, kết khôi phục cấu hình: 2-3, 25-29, 8-9, 9-15, 30-31 Bảng Tổn thất cấu hình khơi phục phương pháp đề nghị Name Line2_3 Line3_4 Line4_5 Line5_6 Line6_26 Line26_27 Line27_28 Line3_23 Line23_24 Line24_25 Line29_25 Line29_30 Line28_29 Line30_31 Line31_32 Line32_33 Line6_7 Line7_8 Line8_9 1st Node 2nd Node Phase Length sw3 sw4 sw5 26 27 23 24 25 29 28 30 sw31 sw32 sw6 sw7 sw2 sw25 sw26 sw27 sw22 sw23 sw24 sw37 sw29 sw28 sw30 31 32 31 ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 α 258 327 363 161 142 125 215 175 44 81 111 32 997 1,203 Name Line1_2 Line2_19 Line19_20 Line20_21 Line21_22 Line21_8 Line22_12 Line10_11 Line9_10 Line11_12 Line12_13 Line13_14 Line14_15 Line15_16 Line16_17 Line17_18 Line33_18 Line9_15 1st Node 2nd Node Phase Length 19 20 21 Sw33 Sw35 Sw10 Sw9 Sw11 12 13 14 15 16 17 18 Sw18 Sw19 Sw20 Sw21 12 10 11 Sw12 Sw13 Sw14 Sw15 Sw16 Sw17 Sw36 Sw34 ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 α 4,148 3,640 3,475 3,314 345s 1,430 296 187 161 114 97 80 65 44 Total losses: 21,643 Nếu sử dụng TOPO lưới trở với khóa mở ban đầu 2-3 sau 910, 9-15, 24-25, 30-31 Hình Khơi phục TOPO 32 Bảng Tổn thất cấu hình khơi phục TOPO Name Line2_3 Line3_4 Line4_5 Line5_6 Line6_26 Line26_27 Line27_28 Line3_23 Line23_24 Line24_25 Line29_25 Line29_30 Line28_29 Line30_31 Line31_32 Line32_33 Line6_7 Line7_8 Line8_9 Line1_2 Line2_19 Line19_20 Line0_21 Line21_22 Line21_8 Line22_12 Line10_11 Line9_10 Line11_12 Line12_13 Line13_14 Line14_15 Line15_16 Line16_17 Line17_18 Line33_18 Line9_15 1st Node sw3 sw4 sw5 26 27 23 24 sw37 29 28 30 sw31 sw32 sw6 sw7 19 20 21 sw33 sw35 sw10 sw11 12 13 14 15 16 17 18 2nd Node sw2 s25 sw26 sw27 sw22 sw23 sw24 25 sw29 sw28 sw30 31 32 sw8 sw18 sw19 sw20 sw21 12 10 sw9 11 sw12 sw13 sw14 sw15 sw16 sw17 sw36 sw34 33 Phase ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC Length 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 α 89 132 155 349 318 289 65 44 44 81 263 32 997 1,203 4,147 3,639 3,475 3,314 313 1,495 266 187 161 114 97 80 65 44 Name 1st Node 2nd Node Phase Length α Total losses: 21.465 Kiểm tra dịng điện nhánh lưới cấu hình phương pháp đề nghị phương pháp TOPO với cấu hình ban đầu Hình Dịng điện nhánh, khơi phục phương pháp đề nghị - Kết khôi phục phương pháp đề nghị: Imax=234A nhánh 2-19 (khi mở 2-3, 25-29, 8-9, 9-15, 30-31) - Kết khôi phục phương pháp TOPO: Imax = 234A nhánh 2-19 (khi mở 2-3, 9-10, 9-15, 24-25, 30-31) Như dòng điện cực đại, dòng điện nhánh phương pháp đề nghị tương đương với phương pháp TOPO chúng nằm giới hạn cho phép Hình Dịng điện nhánh, khơi phục TOPO 34 4.2 Kiểm tra thuật toán RRA Runner Root Algorithm (RRA) thuật toán phát triển gần dựa ý tưởng từ nhà máy nhân giống thông qua Runners Roots Trong công việc này, RRA vượt trội thuật tốn khác thơng qua 25 hàm điểm chuẩn Trong Runner Root Algorithm (RRA), hai công cụ khai thác trang bị bao gồm chế gốc (root) chế chọn lựa ưu tú Cái trước thiết kế để tìm kiếm xung quanh giải pháp tốt hệ Loại thứ hai thiết kế để đảm bảo giải pháp tốt hệ chuyển sang hệ Để khám phá, RRA trang bị hai công cụ bao gồm nhảy ngẫu nhiên nhà máy sản sinh khởi tạo lại Trước đây, giải pháp ứng cử viên thay đổi ngẫu nhiên để nhảy đến điểm khơng gian tìm kiếm bên Sau đó, thuật tốn khởi động lại sau khơng cải thiện đáng kể chức vận động sau số hệ định Hai công cụ trang bị cho chế khai thác thăm dò giúp RRA có hiệu việc tìm kiếm giải pháp toàn cầu Ngoài ra, gần Runner Root Algorithm (RRA) áp dụng để giải vấn đề tái cấu hình mạng chứng minh ưu điểm so với phương pháp PSS ADEPT Hình 10 Cơ chế sinh sản tìm nguồn nước khoáng dâu tây Để thực thuật toán sử dụng ba quy tắc sau: - Các nhà máy sản sinh tạo các nhà máy sơ sinh vị trí thơng qua vận động chúng để khám phá tài nguyên - Các nhà máy tạo gốc (Runner) rễ (Root) ngẫu nhiên ngẫu nhiên để khai thác tài nguyên vị trí - Các nhà máy sơ sinh phát triển nhanh chóng tạo nhiều với nguồn tài nguyên phong phú Mặt khác, nhà máy sơ sinh di chuyển phía tài nguyên nghèo, chúng chết 35 Dựa ba quy tắc, phương pháp Runner Root Algorithm (RRA) triển khai để tối ưu hóa khóa điện tái cấu hình mạng sau Tái cấu hình LĐPP sử dụng RRA Trong cấu hình hình tia mạng lưới phân phối trình bày theo vị trí khóa điện mở Do đó, vị trí khóa điện mở coi nhà máy sản sinh nhà máy sản sinh tạo ngẫu nhiên sau: X mother,k (i) = round[X low,d + rand × (X high,d − X low,d )] (4.1) Trong d = , , NSW, Xlow, d = Xhigh, d số lượng khóa điện vịng lưới dth LĐPP Lưu ý vòng lặp chứa số lượng khóa điện hình thành vịng lặp Mỗi nhà máy sơ sinh tạo nhà máy sản sinh tương ứng công thức (4.2) Người ta nhận thấy hệ nhà máy sơ sinh đại diện khóa điện mở, tất nhà máy sơ sinh làm trịn thành giá trị ngun Sau đó, liệu dòng LĐPP cập nhật dòng điện chạy để có giá trị hàm thích nghi Vào cuối bước, giải pháp tốt (Xbest (i)) làm lần X daughter,k (i) = { X best (i − 1) ,k = round[X mother,k (i) + drunner × rand], k = 2, … , N (4.2) Tương tự nhà máy × Nsw tạo bước thực phương trình (4.1) (4.2) Từ phương trình (4.3) (4.4), thấy tất biến điều khiển làm tròn đến số nguyên gần để biểu diễn khóa điện mở X perturbed,d = round[vec{1,1 … ,1,1,1 + drunner × randd , 1, … ,1} × X best (i)] (4.3) X perturbed,d = round[vec{1,1 … ,1,1,1 + droot × randd , 1, … ,1} × X best (i)] (4.4) Bước tạo hệ sản sinh cho lần lặp bước thoát khỏi giải pháp cục chắn Hệ thống 33 nút trình bày Hình 4.11, bao gồm khóa mở 37 nhánh Khi hoạt động bình thường, khóa {33, 34, 35, 36 37} mở 36 Hình 11 Hệ thống phân phối 33 nút – cấu trúc vòng Bảng Kết kỹ thuật đề xuất hệ thống 33 nút Thơng số Khóa mở Tổn thất (kW) Thích nghi tối đa Thích nghi trung bình STD hàm thích nghi Thời gian CPU (second) Số lần lặp trung bình PSS - ADEPT Ban đầu 8-21, 25-29, 12- 2-3, 9-10, 9-15, 22, 9-15 18-33 24-25, 30-31 202.68 21.465 - Tái cấu hình RRA 2-3, 9-10, 9-15, 24-25, 30-31 21.47 64.0135 56.0123 - - 3.20373 - - 80.7789 - - 751.9 Hình 12 Sự hội tụ RRA 50 lần chạy cho hệ thống 33 nút 37 Hình 13 Cấu hình điện áp bốn trường hợp hệ thống 33 nút Kết so sánh với số phương pháp trình bày Bảng 4.9 cho kết phương pháp RRA chuyển đổi nhánh PSS – ADEPT tương đương với 38 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 5.1 Kết luận Đề tài áp dụng phương pháp đổi nhánh vốn phương pháp heuristic áp dụng rộng rãi vận hành LĐPP để khôi phục cung cấp điện có cố xảy nhánh để cô lập nhánh xảy cố thơng qua việc chọn nhánh có cố nhánh mở bắt buộc sau dựa khóa mở hữu lại hệ thống, phương pháp đóng/mở cặp khóa điện vịng kín thực nhằm tìm cấu hình vận hành đảm bảo khả tải cho phép đường dây với điện áp nút nằm giới hạn cho phép thời gian thao tác chuyển khóa nhanh đảm bảo hàm mục tiêu không bị tải nhánh Kết kiểm tra giải thuật kiểm tra mạng nguồn 33 nút phụ tải Kết thực cho thấy: - Không phải cố nhánh thực khơi phục tái cấu hình - Giải thuật trao đổi nhánh tìm cấu hình khơi phục hợp lý đáp ứng ràng buộc không bị tải nhánh, với tổn thất bé - Ngồi ra, thấy khơi phục cố phương pháp trao đổi nhánh hiệu việc xác định khóa điện cần khơi phục, thơng qua biện pháp đóng mở cặp khóa điện thời điểm xác định cấu trúc lưới điện không bị tải Đây phương pháp phù hợp yêu cầu số lần chuyển khóa tốn mà khơng địi hỏi hàm mục tiêu tối ưu mà cần không vi phạm ràng buộc tải - Phương pháp ứng dụng dải thuật Heuristic (chuyển đổi thiết bị đóng/ cắt) lưới tốt so với giải thuật Topo chạy dải thuật Topo chạy hết chương trình để xác định đóng/ mở khóa cịn dải thuật đề nghị sách định khóa cần đống/ mở giá trị Cb thỏa mãn, Cb < 5.2 Hướng phát triển đề tài Trong phạm vi đề tài, chưa nêu biện pháp có DG kết hợp vào LĐPP khắc phục khơng thể tìm cấu trúc vận hành thay trường hợp cố Đối với trường hợp sử dụng biện pháp tái cấu hình 39 để khơi phục cố thực cần tiếp tục nghiên cứu đề phương pháp kết hợp phù hợp, chẳng hạn kết hợp với sa thải phụ tải sử dụng nguồn điện phân tán 40 E TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 C Y Teo, A computer aided system to automate the restoration of electrical power supply, Electr Power Syst Res., 24 (1992) 119-125 [2] D Shirmohammadi, Service restoration in distribution networks via network reconfiguratiom 1EEE Trans Power Delivery, (2) (1992) 952 958 [3] J.S Wu, K.L Tomsovic and C.S Chen, A heuristic approach to feeder switching operations for overload, faults, unbalanced flow and maintenance, IEEE Trans Power Deliver),, (4) (1991) 1579-1585 [4] C.S Chen, J.S Wu and C.S Moo, Fault restoration by optimizing switch configuration in distribution systems, J Chin Inst Eng., 12 (6) (1989) 781-789 [5] E.N Dialynas and D.G Michos, Interactive modelling of supply restoration procedures in distribution system operation, IEEE Trans Power Deliver),, (3) (1989) 1847 1854 [6] Y.Y Hsu et al., Distribution system service restoration using a heuristic search approach, IEEE Trans Power Delivery, (2) (1992) 734 740 [7] H Kim, Y Ko and K.H Jung, Algorithm of transferring the load of the faulted substation transformer using the best-first search method, IEEE Trans Power Delivery, (3) (1992) 1434 1442 [8] K Aoki, K Nara, M Itoh, T Satoh and H Kuwabara, A new algorithm for service restoration in distribution systems, IEEE Trans Power Delivery, (3) (1989) 1832 1839 [9] K Aoki, K Nara and T Satoh, New reconfiguration algorithm for distribution system - priority constrained emergency service restoration, Selected Papers, IFAC Syrup Power Systems and Power Plant Control, Seoul, South Korea, 1989, Pergamon, Oxford, 1990, pp, 443 448 [10] C.C Liu, S.J Lee and S.S Venkata, An expert system operational aid for restoration and loss reduction of distribution systems, IEEE Trans Power Syst., (2) (1988) 619-626 [11] N.D.R Sarma, V.C Prasad and K.S Prakasa Rao, Network reconfiguration in distribution networks for service restoration, Power Systems jbr the Year 2000 and 41 Beyond, Pro(' 6th Nat Power Systems Conj,, Bombay, India, 1990, Tata McGrawHill, New Delhi, pp 131 135 [12] S Devi, D.P Sen Gupta and S Sargunaraj, A search technique for restoring power supply in complex distribution systems, Power Systems Jor the Year 2000 and Beyond, Proc 6th Nat Power Systems Con£, Bombay, India, 1990, Tata McGrawHill, New Delhi, pp 122 125 [13] S Devi, D.P Sen Gupta and S Sargunaraj, Optimal restoration of supply following a fault on large distribution systems, Int Conf Advances in Power System Control, Operation and Management (APSCOM), Hong Kong, 1991, Conf Publ No 348, IEE, Hong Kong, Vol 2, pp 508-513 [14] Y Fujii et al., On-line expert system for power distribution systems control, Int J Electr Power Energy Syst., 14 (1992) 45 53 [15] A.L Morelato and A.J Monticelli, Heuristic search approach to distribution system restoration, IEEE Trans Power Deliver),, (4) (1989) 2235-2241 [16] T.J Kendrew and J.F Graham, Applying expert system technology to automated distribution feeder deployment and sectionalizing, Proc American Power Conj'., Chieago, IL, USA, 1989, pp 563-568 [17] K Okuda, H Watanabe, F Wang, K Yamazaki and T Baba, An application of knowledge engineering for fault restoration operation in secondary power systems, Eleetr Eng Jpn., 108 (1) (1988) 51 59 [18] D Srinivasan, A.C Liew, C.S Chang and J.S.P Chen, Intelligent operation of distribution network, lEE Proc Gener Trans Distrib., 141 (1994) 106-116 [19] J Nahman and G Strbac, A new algorithm for service restoration in large-scale urban distribution systems, Electr Power Syst Res., 29 (1994) 181-192 [20] M.A Hughes, Distribution automation to improve customer service in the United Kingdom, 2nd Int Conj Advances in Power System Control, Operation and Management (APSCOM), Hong Kong, 1993, Conf Publ No 388, IEE, Hong Kong, Vol 1, pp 30 36 [21] H.C Kuo and Y.Y Hsu, Distribution system load estimation and service restoration using a fuzzy set approach, IEEE Trans Power Delivery, (4) (1993) 1950 1957 42 [22] C.E Lin, Y.W Huang, H.L Chow and C.L Huang, A distribution system outage dispatch by data base method with real-time revision, 1EEE Trans Power Delivery, (1) (1989) 515 523 23 E.-G Tietze, The new Hamburg area control centre, lnt Conj~ Power System Monitoring and Control, London~ UK, 1980, lEE, London, pp 16-20 [24] Civanlar, S., J J Grainger, Y Yin and S S Lee, “Distribution Feeder Reconfiguration for Loss Reduction”, IEEE Transactions on Power Delivery, 3-3, July 1988, pp 1217-1223 [25] Baran, M E and F F Wu, “Network Reconfiguration in Distribution Systems for Loss Reduction and Load Balancing”, IEEE Transactions on Power Delivery, 4-2, April 1989, pp 1401- 1407 26 C.Y teo and H.B Gooi, Restoratio of electrical power supply through an algorithm and knowledge based system, Electr Power Syst Res.29 (1994) 171 – 180 [27] Aoki, K., K Nara, T Satoh, M Kitagawa and K Yamanaka, “New Approximate Optimization Method for Distribution System Planning”, IEEE Transactions on Power Systems, 5-1, February 1990, pp 126-132 [28] Gonen Turan , “Electric Power Distribution System Engineering“, McGrawHill, Inc, 1986 [29] Haque M.H "Improvement of Power Delivery Efficiency of Distribution Systens through Loss Reduction", IEEE Power Engineering Society 2000 Winter Meeting [30] Jiang, D and R Baldick, “Optimal Electric Distribution System Switch Reconfiguration and Capacitor Control,” IEEE Transactions on Power Systems, 11-2, May 1996, pp 890- 897 [31] Liu C-C S J Lee and S S Venkata, “An Expert System Operational Aid Restoration and Loss Reduction of Distribution Systems”, IEEE Transactions on Power Systems, 3-2, May 1988 pp 619-626 [32] Wu J.S., Tomsovic K.L and Chen C.S "A Heuristic Search Approach to Feeder Switching Operations for Overload, Fault, Unbalance Flow and Maintenance", IEEE Trans Power Delivery, Vol.6, 1991, pp 1579-1585 43 [33] Sarfi R J , Salama M M A , Chakani A Y , "A survey of the state of the art in distribution system reconfiguration for system loss reduction", Electric Power System Research 31 - 1994, pp 61-70 [34] Shirmohammadi, Q Zhou D and Liu W.H E, "Distribution Feeder Reconfiguration For Operation Cost Reduction", IEEE Trans on Power Systems, Vol 12, No 2, May 1997 [35] Shirmohammadi, Q Zhou D and Liu W.H E, "Distribution Feeder Reconfiguration For Service Restoration And Load Balancing", IEEE Trans on Power Systems, Vol 12, No 2, May 1997 [36] Taleski R and Rajicic D " Distribution Network Reconfiguration For Energy Loss Reduction", IEEE Trans on Power Systems, Vol 12, No 1, February 1997 [37] Goswaini, S K and S K Basu, “A New Algorithm for the Reconfiguration of Distribution Feeders for Loss Minimization”, IEEE Transactions on Power Delivery, 7-3, July 1992, pp 1484- 1491 [38] Liu W.M., Chin H.C and Yu G.J "An Effective Algorithm for Distribution Feeder Loss Reduction by Switching Operations", IEEE Trasmission and Distribution Conference 1999 [39] Taylor, T and D Lubkeman, “Implementation of Heuristic Search Strategies Power for Distribution Feeder Reconfiguration”, IEEE Transactions on Delivery, 5-1, January 1990, pp 239-246] C.Y Teo and H.B Gooi, Restoration of electrical power supply [40] Hsu, Y.-Y., J.-H Yi, S S Liu, Y W Chen H C Feng and Y M Lee, “Transformer and Feeder Load Balancing Using Heuristic Search Approach”, IEEE Transactions on Power Systems, 8-1, February 1993, pp 184-190 [41] Quyền Quy Ánh, Trương Việt Anh, Nguyễn Bội Khuê “Giải thuật Hueristic cực tiểu tổn thất công suất LĐPP”, tạp chí khoa học & cơng nghệ số 41/2003 [42] Trương Việt Anh, Phạm Sỹ Quốc Hưng, Quyền Quy Ánh, Nguyễn Bội Khuê,“Giải thuật lai Hueristic – gien giảm tổn thất cơng suất lưới điện phân phối”, tạp chí khoa học & công nghệ số 44+45/2003 [43] Trương Việt Anh, Quyền Quy Ánh, Nguyễn Bội Khuê,“Hàm F giải thuật hueristic vịng kín tái cấu trúc lưới điện phân phối giảm tổn thất cơng suất”, tạp chí khoa học & công nghệ số 48+49/2004 44