Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật điện: Phối hợp tối ưu rơ-le số bảo vệ quá dòng có định hướng

*LӟLWKLӋXPӝWVӕSKѭѫQJSKiSWuPNLӃPWӕLѭX +HXULVWLFV ÿѭӧFVӱ GөQJ WURQJKӋWKӕQJÿLӋQ Thuұt toán Heuristic [1] là các kӻ thuұt tӕLѭXKRiVӱ dөQJFiFSKѭѫQJSKiSliên TXDQÿӃn mӝt sӕ hiӋQWѭӧng thӵc tӃ W

&+Ӫ7ӎ&+ +Ӝ, ĈӖ1* 75ѬӢ1*.+2$Ĉ,ӊ1-Ĉ,ӊ1 7Ӱ

/Ӡ,&Ҧ0Ѫ1

DE

/ӡL ÿҫX tiên, tôi xin chân thành FҧP ѫQ Vӵ quan tâm, giúp ÿӥ FӫD 7UѭӡQJĈҥL KӑF Bách Khoa TP +ӗ Chí Minh, khoa ĈLӋQ - ĈLӋQ Wӱ và Eӝ môn +Ӌ WKӕQJÿLӋQÿmKӛWUӧYjWҥRÿLӅXNLӋQWӕWQKҩWFKR W{LKRjQWKjQKNKyDKӑFWKҥFVƭYjKRjQWKjQKOXұQ YăQ

7{LFNJQJ[LQFKkQWKjQKFҧPѫQTXê7Kҫ\&{FӫD.KRDĈLӋQ- ĈLӋQ7ӱÿmWұQWuQKJLҧQJGҥ\W{LWURQJVXӕWWKӡLJLDQNKyDKӑFĈһFELӋWOjFiFWKҫ\F{

ӣ Eӝ môn +Ӌ WKӕQJ ÿLӋQ ÿm WұQ tâm KѭӟQJ GүQ WUX\Ӆn ÿҥW giúp tôi Eә sung thêm QKLӅXNLӃQWKӭFFKX\rQQJjQKSKөFYөFKROXұQYăQFNJQJQKѭWURQJF{QJ YLӋFKLӋQWҥLYjVDX này

Và OӡL FҧP ѫQ sâu VҳF QKҩW [LQJӣL ÿӃQ TS +XǤQK4XDQJ0LQK ÿmÿӏQKKѭӟQJÿӅWjLKѭӟQJGүQJLҧLTX\ӃWFiFYҩQ ÿӅYjWҥRPӑLÿLӅXNLӋQWKXұQOӧLQKҩWWURQJTXiWUuQKW{LWKӵFKLӋQOXұQ YăQ

&XӕLFQJW{L[LQFiPѫQ7UXQJWkPĈLӅXÿӝ+ӋWKӕQJÿLӋQ73+ӗ&Kt0LQKÿmWҥRÿLӅXNLӋQWKXұQOӧLFKRW{LWuPKLӇXYjFXQJFҩSGӳOLӋXJL~SKRjQWKjQKOXұQYăQQj\

Xin chân WKjQKFiPѫQ

7S+ӗ&Kt0LQKQJj\ «tháng «QăP

Ĉӛ0LQK+ҧL

ABSTRACT

DE

OPTIMIZATION CO-ORDINATION DIRECTIONAL OVERCURRENT RELAY This thesis presents the optimization algorithms in general and whale optimization algorithm (WOA) in specific as well as their applications in power system In additon, it also gets access to the relay protection system, particularly the directional overcurrent relay Since, we can put the WOA into practice calculating optimization co-ordination directional overcurrent relay in the IEEE 3-bus and 8-bus system From that, the result will be applied into the 22kV power system of Ho Chi Minh city

/Ӡ,&$0Ĉ2$1

DE

/XұQYăQWKҥFVƭQj\ÿѭӧFWKӵFKLӋQWҥL7UѭӡQJĈҥL+ӑF%iFK.KRD7S+ӗ&Kt0LQK/jF{QJWUuQKGRW{LQJKLrQFӭXWKӵFKLӋQGѭӟLVӵKѭӟQJGүQWUӵFWLӃSFӫD76 +XǤQK4Xang Minh

7{L[LQFDPÿRDQSKҫQWUuQKEj\GѭӟLÿk\Ojÿ~QJVӵWKұWYӅTXiWUuQKQJKLrQFӭXWKӵFKLӋQOXұQYăQFӫDW{L7UѭӡQJKӧSFyNKLӃXQҥLJuOLrQTXDQWӟLOXұQYăQW{LKRjQWRjQFKӏXWUiFKQKLӋP VLӋFWKDPNKҧRFiFQJXӗQWjLOLӋXÿmÿѭӧFWKӵFKLӋQWUtFKGүQYjJKLQJXӗQWjLOLӋXWKDPNKҧRÿ~QJTX\ÿӏQK

7S+͛&Kt0LQKQJj\«WKiQJ«QăP

+ӑFYLrQ

Ĉӛ0LQK+ҧL

MӨC LӨC

MӢ ĈҪU 1

1 Ĉһt vҩQÿӅ 1

2 0өFWLrXFӫDOXұQYăQ 1

3 3KѭѫQJSKiSWKӵFKLӋQ 2

4 ĈӕLWѭӧQJYjSKҥPYLQJKLrQFӭX 2

5 éQJKƭDWKӵF WLӉQFӫDÿӅWjL 2

&+ѬѪ1*7ӘNG QUAN Vӄ BÀI TOÁN TӔ,Ѭ8 3

1.1 %jLWRiQWӕLѭX 3

1.2 &iFORҥLEjLWRiQWӕLѭX 4

1.3 3KѭѫQJSKiSWӕLѭX 6

&+ѬѪ1*7Ӕ,Ѭ8+Ï$7521*+ӊ THӔ1*Ĉ,ӊN 9

2.1 .KiLQLӋP 9

2.2 &iFSKѭѫQJSKiSWӕLѭXKyDWURQJKӋWKӕQJÿLӋQ 10

2.3 *LӟLWKLӋXPӝWVӕSKѭѫQJSKiSWuPNLӃPWӕLѭX+HXULVWLFV ÿѭӧFVӱGөQJWURQJKӋ WKӕQJÿLӋQ 11

&+ѬѪ1*: THUҰT TOÁN TӔ,Ѭ8&È92,:2$ 29

3.1 &iFEѭӟc thӵc hiӋn thuұt toán tӕLѭXWOA 29

3.2 /ѭXÿӗ giҧi thuұt cӫa thuұt toán tӕLѭX:2$ 33

&+ѬѪ1**,ӞI THIӊU Vӄ 5Ѫ-LE BҦO Vӊ 48È'Ñ1*&Ï+ѬӞNG 35

4.1 Giӟi thiӋu chung vӅ 5ѫ-le bҧo vӋ 35

4.2 Nguyên lý bҧo vӋ TXiGzQJÿLӋQTXiGzQJÿLӋn có Kѭӟng 39

&+ѬѪ1*ӬNG DӨNG THUҰT TOÁN WOA TRONG TӔ,Ѭ8+Ï$%ҦO Vӊ 5Ѫ-LE SӔ &ÏĈӎ1++ѬӞNG 54

5.1 Ĉһc tuyӃQGzQJÿLӋn - thӡi gian cӫDUѫ-OHTXiGzQJÿӏQKKѭӟng 54

5.2 Hàm mөc tiêu và các ràng buӝc 55

5.3 Áp dөng thuұt toán GWO tính toán phӕi hӧp bҧo vӋ Uѫ-le FKROѭӟi IEEE chuҭn 56

5.4 Áp dөng thuұWWRiQ:2$ÿӇ WtQKWRiQFKROѭӟLÿLӋn Thành phӕ Hӗ Chí Minh 68

&+ѬѪ1*.ӂT LUҰ19¬ĈӎNH +ѬӞNG NGHIÊN CӬ87521*7ѬѪ1*/$, 73

6.1 KӃt luұn 73

6.2 ĈӏQKKѭӟng nghiên cӭXWURQJWѭѫQJODL 74

TÀI LIӊU THAM KHҦO 76

LÝ LӎCH TRÍCH NGANG 78

DANH MӨC HÌNH ҦNH

+uQK&iFEѭӟc thӵc hiӋn thuұt toán di truyӅn 16

Hình 2.2 Các thành phҫn và mӕi liên hӋ giӳa chúng cӫa thuұt toán di truyӅn 16

Hình 2.3 Minh hӑa quá trình thích nghi vӟi hoàn cҧnh sӕng cӫDEѭѫPEѭӟm 17

+uQK/ѭXÿӗ giҧi thuұt cӫa thuұt toán di truyӅn 18

Hình 2.5 HӋ thӕng phân cҩp thӕng trӏ xã hӝi trong bҫy sói xám 19

+uQK4XiWUuQKVăQPӗi cӫa sói xám 21

Hình 2.7 Vec-Wѫ vӏ trí trong 2D và 3D 22

Hình 2.8 Cұp nhұt vӏ trí trong GWO 23

Hình 3.1 Vӏ trí tӕLѭXWURQJNK{QJJLDQ' 30

Hình 3.2 Vӏ trí tӕLѭXWURQJNK{QJJLDQD 31

Hình 3.3 Cұp nhұt vӏ trí theo hình xoҳn ӕc 31

+uQK&ѫFKӃ WKăPGzÿѭӧc thӵc hiӋn trong thuұt toán WOA 32

Hình 4.1 Nguyên nhân gây sӵ cӕ trong hӋ thӕQJÿLӋn 35

Hình 4.2 Tính chӑn lӑc cӫa bҧo vӋ UѫOH 38

+uQKĈѭӡng dây hình tia mӝt nguӗn 40

+uQKĈһc tính thӡLJLDQÿӝc lұp và phө thuӝc 41

Hình Ĉӗ thӏ tính toán bҧo vӋ quá dòng cҳt nhanh không thӡi gian 44

+uQK6ѫÿӗ OѭӟLÿLӋn vӟi bҧo vӋ quá dòng cҳt nhanh 44

Hình 4.7 Các bҧo vӋ TXiGzQJÿLӋn pha 45

Hình 4.8 Phҥm vi bҧo vӋ cӫa quá dòng cҳt nhanh 46

+uQK6ѫÿӗ OѭӟLÿLӋn phӭc tҥp yêu cҫu bҧo vӋ FyKѭӟng 48

Hình 4.10 DònJÿLӋQYjÿLӋn áp tham chiӃu cӫa bӝ phұQÿӏQKKѭӟng công suҩt 49

+uQKĈһc tính hoҥWÿӝng cӫa phҫn tӱ ÿӏnKKѭӟng 50

+uQK6ѫÿӗ hӋ thӕQJÿLӋn 3 nút 58

+uQK6ѫÿӗ hӋ thӕQJÿLӋn 8 nút 63

Hình 5.3 Thông sӕ tuyӃn dây 473 Tân Xuân 69

+uQK6ѫÿӗ tuyӃn 473 Tân Xuân vӁ bҵng Etap 70 Hình 5.5 PhiӃu chӍQKÿӏQKUѫ-OHGR7UXQJWkPĈLӅXÿӝ HӋ thӕQJÿLӋn miӅn Nam ban

'$1+0Ө&%Ҧ1*%,ӆ8

Bҧng 5.1 Chuҭn IEEE cho các loҥLÿһc tuyӃn khác nhau 55

Bҧng 5.2 Dӳ liӋu máy phát cho hӋ thӕng 3 nút 58

Bҧng 5.3 Dӳ liӋXÿѭӡng dây cho hӋ thӕng 3 nút 58

Bҧng 5.4 Tӹ sӕ biӃn dòng cӫa các CT cho hӋ thӕng 3 nút 59

BҧQJ'zQJÿLӋn sӵ cӕ và dӵ phòng khi sӵ cӕ xҧy ra cho hӋ thӕng 3 nút 59

Bҧng 5.6 Thӡi gian vұn hành cӫa tӯQJUѫOHYjUjQJEXӝFWѭѫQJӭng 60

Bҧng 5.7 So sánh kӃt quҧ cho hӋ thӕng 3 nút 60

Bҧng 5.8 Thӡi gian vұn hành cӫa tӯQJUѫOHYjUjQJEXӝFWѭѫQJӭng 61

Bҧng 5.9 So sánh kӃt quҧ cho hӋ thӕng 3 nút 62

Bҧng 5.10 Dӳ liӋu máy phát cho hӋ thӕng 8 nút 63

Bҧng 5.11 Dӳ liӋXÿѭӡng dây cho hӋ thӕng 8 nút 63

Bҧng 5.12 Tӹ sӕ CT cho hӋ thӕng 8 nút 64

Bҧng 5.13 Dòng sӵ cӕ và dӵ phòng khi sӵ cӕ xҧy ra cho hӋ thӕng 8 nút 64

Bҧng 5.14 Thӡi gian vұn hành cӫa tӯQJUѫOHYjÿLӅu kiӋn ràng buӝFWѭѫQJӭng 66

BҧQJ6RViQKSKѭѫQJSKiS:2$YӟLFiFSKѭѫQJSKiSNKiF 66

Bҧng 5.16 Thӡi gian vұn hành cӫa tӯQJUѫOHYjÿLӅu kiӋn ràng buӝFWѭѫQJӭng vӟLÿһc tuyӃn Very Inverse 67

Bҧng 5.17 So sánh vӟLFiFSKѭѫQJSKiSNKiF 667

Bҧng 5.18 Các sӕ liӋu dùng cho viӋc tính toán phӕi hӧp thӡi gian cho tuyӃn Tân Xuân 70

Bҧng 5.19 KӃt quҧ phӕi hӧp bҧo vӋ UѫOHFKRWX\Ӄn 473 Tân Xuân 72

MӢ ĈҪU

1 Ĉһt vҩQÿӅ

7URQJQKӳQJQăPJҫQÿk\WӕLѭXKyDÿmWUӣQrQSKәELӃQYjÿѭӧFӭQJGөQJUӝQJUmLWURQJFiFOƭQKYӵFQJKLrQFӭXNKiFQKDX7ӕLѭXKyDYjSKѭѫQJSKiSWӕLѭXÿmÿѭӧFSKiWWULӇQUҩWPҥQKWURQJ QKӳQJ QăP JҫQÿk\ÿӇ JLҧLTX\ӃWQKӳQJEjLWRiQOӟQYjSKӭFWҥSWURQJWKӵFWLӉQ7KHR[XKѭӟQJSKiWWULӇQFӫDFiFSKѭѫQJSKiSWӕLѭXJҫQÿk\FiFSKѭѫQJSKiSWK{QJPLQKQKkQWҥRÿѭӧFSKiWWULӇQUҩWQKDQKÿӇJLҧLTX\ӃWQKӳQJEjLWRiQ PjFiFSKѭѫQJSKiSFәÿLӇQNK{QJWKӇJLҧLTX\ӃWÿѭӧF0ӝWWURQJQKӳQJѭXÿLӇPFӫDFiFSKѭѫQJSKiSWK{QJPLQKQKkQWҥROjFyWKӇJLҧLTX\ӃWÿѭӧFQKӳQJEjLWRiQSKӭFWҥSPjNK{QJÿzLKӓLGҥQJWRiQKӑFFKXҭQOLQKÿӝQJWURQJӭQJGөQJYjRFiFEjLWRiQNKiFQKDXYjGӉGjQJNӃWKӧSYӟLFiFSKѭѫQJSKiSNKiFÿӇWҥRWKjQKSKѭѫQJSKiSKLӋXTXҧKѫQ

1Jj\QD\WURQJOƭQKYӵFNӻWKXұWÿLӋQYLӋFVҧQ[XҩWWUX\ӅQWҧLÿLӋQQăQJSKҧL WUҧLTXDQKLӅXNKkXQKLӅXJLDLÿRҥQSKӭFWҥSQrQNK{QJWKӇWUiQKNKӓLQKӳQJVӵFӕKѭKӓQJ'RÿyÿӇGX\WUuVӵOjPYLӋFOLrQWөFәQÿӏQKFKRKӋWKӕQJVҧQ[XҩWWUX\ӅQWҧLWLrXWKөÿLӋQQăQJFNJQJQKѭQkQJFDRÿӝWLQFұ\FXQJFҩSÿLӋQÿҧPEҧRDQWRjQFKRFRQQJѭӡLWKLӃWEӏ«WKuKӋWKӕQJUѫ-le EҧRYӋPDQJWtQKVӕQJFzQFKRKӋWKӕQJÿLӋQ/XұQYăQQj\WUuQKEj\SKѭѫQJSKiSSKӕL KӧSUѫ-OHVӕEҧRYӋTXiGzQJFyÿӏQK KѭӟQJ'2&5 FKR OѭӟLÿLӋQ WUXQJ WKӃ QKҵP F{ OұS QKDQK FKyQJ FiF SKҫQ Wӱ EҩWWKѭӡQJ WURQJ KӋ WKӕQJÿҧPEҧRÿӝQKҥ\WtQKFKӑQOӑFÿӝWLQFұ\NKҧQăQJWiFÿӝQJQKDQKFKyQJYjWtQKNLQKWӃFKRKӋWKӕQJÿLӋQ

2 0өFWLrXFӫDOXұQYăQ

0өFWLrXFӫDOXұQYăQOjQJKLrQFӭX[iFÿӏQKWәQJWKӡLJLDQSKӕLKӧSFӫDFiFUѫ-OHWURQJKӋWKӕQJOjQKӓQKҩWQKҵPWăQJFѭӡQJKLӋXTXҧKRҥWÿӝQJFӫDFK~QJ&өWKӇOj

- 7UuQKEj\FiFSKѭѫQJSKiSJLҧLEjLWRiQWӕLѭXWURQJKӋWKӕQJÿLӋQ

- 7UuQKEj\P{KuQKWRiQSKѭѫQJSKiSiSGөQJFKREjLWRiQSKӕLKӧSEҧRYӋUѫ-le

- 7tQKWRiQP{SKӓQJFKRKӋWKӕQJPүX

- ӬQJGөQJYjRPӝWSKiWWX\ӃQWKӵFWӃWURQJOѭӟLÿLӋQWUXQJWKӃ73+ӗChí Minh

3 3KѭѫQJSKiSWKӵFKLӋQ

- ;k\GӵQJP{KuQKKӋWKӕQJÿLӋQSKkQSKӕLÿLӇQKuQKFyVӵWKkPQKұSFӫDÿLӋQPһWWUӡLiSPiLQӕLOѭӟLKҥWKӃWKHRQKLӅXFҩSÿӝ

- 7tQKWRiQEӝWK{QJVӕWӕLѭXFKRYLӋFSKӕLKӧSEҧRYӋUѫ-le quá dòng FyKѭӟQJ

- 6ӱGөQJSKҫQPӅP(WDS0DWODEÿӇP{SKӓQJÿiQKJLiNӃWTXҧ

4 ĈӕLWѭӧQJYjSKҥPYLQJKLrQFӭX

- ĈӕLWѭӧQJQJKLrQFӭXFӫDOXұQYăQOjFiFSKѭѫQJSKiSJLҧLEjLWRiQWӕLѭXFNJQJQKѭYLӋFiSGөQJEjLWRiQWӕLѭXYjRYLӋFSKӕLKӧSWtQKWRiQEҧRYӋUѫ-le

- 3KҥPYLQJKLrQFӭXOjOѭӟLÿLӋQSKkQSKӕLPүX,(((EXVFy[pWWӟLKӋWKӕQJÿLӋQPһWWUӡLKzDOѭӟL

5 éQJKƭDWKӵFWLӉQFӫDÿӅWjL

- 1JKLrQFӭXFiFEjLWRiQWӕLѭXWURQJKӋWKӕQJÿLӋQWӯÿyJLҧLTX\ӃWEjL

WRiQSKӕLKӧSEҧRYӋUѫ-le

- ĈӅ[XҩWJLҧLSKiSSKӕLKӧSEҧRYӋUѫ-OHSKөFYөFKRF{QJYLӋF

&+ѬѪ1*7Ә1*48$19ӄ%¬,72È17Ӕ,Ѭ8

1.1 %jLWRiQWӕLѭX

7ӕLѭXKRiOjPӝWWұSKӧSFiFSKѭѫQJSKiSWRiQKӑFÿѭӧFVӱGөQJÿӇJLҧLFiFEjLWRiQÿӏQKOѭӧQJWURQJQKLӅXOƭQK YӵFQKѭYұWOêNӻWKXұWNLQKWӃ«+ҫXKӃWFiFEjLWRiQWӕLѭXÿѭӧFWKjQKOұSWUrQFѫVӣWRiQKӑFYjÿѭӧFJLҧLTX\ӃWWKHRFiFSKѭѫQJSKiSQKҩWÿӏQKÿӇÿҥWÿѭӧFOӡLJLҧLWӕLѭX9LӋFJLҧLPӝWEjLWRiQWӕLѭXFKtQKOjWuPNLӃPOӡLJLҧLWӕWQKҩWWURQJWҩWFҧ FiFOӡLJLҧLNKҧWKLFӫDEjLWRiQ

0ӝWEjLWRiQWӕLѭXEDRJӗPKjPPөFWLrXYjFiFELӃQUjQJEXӝFÿѭӧFELӇXGLӉQGѭӟLGҥQJELӇXWKӭFWRiQKӑF&iFWKjQKSKҫQÿһWWUѭQJFӫDPӝWEjLWRiQWӕLѭXJӗPFy

- +jPPͭFWLrX)XQFWLRQ  OjPөFÿtFKFӫDEjLWRiQWӕL ѭXÿѭӧFWKӇKLӋQ

GѭӟLFiFKjPVӕWRiQKӑF9tGөQKѭWӕLѭXSKkQEӕF{QJVXҩWWURQJKӋWKӕQJÿLӋQFӵFWLӇXFKLSKtVҧQ[XҩWNKtFөÿLӋQSKӕLKӧSWӕLѭXEҧRYӋUѫ-OHVӕ«+jPPөFWLrXWKѭӡQJÿѭӧFNêKLӋXOj)[ YӟL[OjWұSKӧSFiFELӃQFӫDEjLtoán

- %L͇QV͙9DULDEOHV  OjFiFÿҥLOѭӧQJPjJLiWUӏFӫDQyÿѭӧF[iFÿӏQK

VDRFKRKjPPөFWLrXÿҥWWӕLѭXQKҩW9tGөJLiWUӏÿLӋQiSYjGzQJÿLӋQWURQJWUѭӡQJKӧSSKkQEӕF{QJVXҩWWӕLѭXWXәLWKӑYjNKҧQăQJYұQKjQKFӫDFiFNKtFөÿLӋQWURQJWUѭӡQJKӧSWӕLWKLӇXKRiFKLSKtVҧQ[XҩWWӕLWKLӇXWKӡLJLDQWiFÿӝQJFӫDFiFUѫ-OHWURQJYLӋFSKӕLKӧSEҧRYӋUѫ-OH«7ұSFiFELӃQWKѭӡQJÿѭӧFNêKLӋXOj[ [1, x2, x3«[n YӟL[i L Q OjFiFELӃQWKjQKSKҫQYjQOjNtFKFӥFӫDEjLWRiQ

0{KuQKWәQJTXiWFӫDPӝWEjLWRiQWӕLѭX

Min F(x)

hi [  L «S

gj [