Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật điện: Ứng dụng thuật toán PSO cải tiến - PSEUDO Gradient PSO để tối ưu phân bố công suất phản kháng trong hệ thống lưới điện 110KV Miền Nam

NHIEM VU LUẬN VAN: - Tim hiểu về bài toán phân bố tôi ưu công suất kháng trong hệ thống điện.- Tìm hiểu phương pháp tối ưu bay dan PSO và các dạng cải tiến của nó, đặc biệt chú ý dang PS

B2 DŨ LIỆU ĐẦU RA

Bảng B2-1: Những kết quả tốt nhất bằng phương pháp PGPSOCE cho hệ thống lưới điện miền Nam — Việt Nam với hàm mục tiêu cực tiểu tốn that công suất (Ploss).

Bảng B2-2: Những kết quả tốt nhất bằng phương pháp PGPSOCE cho hệ thống lưới điện miền Nam — Việt Nam với hàm mục tiêu độ lệch điện áp (VD).

Bảng B2-3: Những kết quả tốt nhất bằng phương pháp PGPSOCE cho hệ thống lưới điện miễn Nam — Việt Nam với hàm mục tiêu chỉ so ôn định điện áp (Limax).

ACO DE

DANH MUC CAC TU VIET TAT

GIỚI THIỆU

Trên thế giới ngày nay nhu cầu năng lượng đang là van dé thời sự cho sự phát triển của nền kinh tế và sự gia tăng dân số toan cau, trong đó năng lượng điện đóng vai trò then chốt Đặc biệt là các nước đang phát triển như Việt Nam Từ đó, hệ thống điện cũng liên tục mở rộng, phát triển cả về nguồn và các đường dây truyền tải.

Theo số liệu Tổng công ty Điện lực miền Nam (EVN SPC) [1] cung cấp tính đến cuối năm 2016 lưới điện 110kV của EVN SPC được cung cấp từ 45 trạm biến áp 220/110kV do Công ty Truyền tải điện 3&4 và các nhà máy điện quản ly, gồm 80 máy biến áp (MBA) với tong dung lượng 15,330 MVA (kể cả trạm biến áp (TBA) 500kV và các nhà máy điện) Đề đảm bảo vận hành hệ thống, đảm bảo cung cấp điện cho khách hàng trên địa bàn, phục vụ phát triển kinh tế xã hội, đạt các chỉ tiêu có liên quan Sản lượng điện nhận đạt 57 ty 855 triệu kWh, sản lượng bình quân ngày là 158.07 triệu kWh/ngày Pmax2016 đạt 8,698 MW, hệ số sử dụng chỉ khoảng 61% cân thực hiện bù công suất với dung lượng tụ bù vận hành trên lưới 110kV đến 12/2016 là: 130 MVAr; dung lượng tụ bu vận hành tại thanh cái 22kV các trạm 110kV là 1,467.7 MVAr Dung lượng tụ bù trên lưới trung thế đến 12/2016 là 1,799.5 MVAr, lưới hạ thé là 935.6 MVAr.

Bên cạnh đó kinh nghiệm vận hành hệ thống điện cho thay tại một thời điểm trên hệ thống có những đường dây bị quá tải trong khi các đường dây khác non tải và ngược lại Nếu có những biện pháp điều chỉnh thông số hệ thống điện thích hợp có thé làm thay đổi trào lưu công suất và làm giảm quá tải cho một số đường dây mà không cần phải cải tạo nâng cấp hệ thống điện Việc sử dụng hiệu quả và tối ưu các nguồn cung cấp là một van đề mà các nha nghiên cứu rất quan tâm.

Vì vậy, người ta đặt ra bài toán phân bố công suất tối ưu để nâng cao khả năng tận dụng hệ thống điện hiện có Đặc biệt là công suất phản kháng ngày càng được quan tâm, nhất là đối với ngành công nghiệp thép Đây là bài toán mà ngành Điện lực phải tìm cách giải quyết từ rất lâu, đã dùng nhiều thuật toán cổ dién và trí tuệ nhân tạo như Differential Evolution[2], Ant Colony Optimization[3], Genetic

Algorithm[4], Tabu Search[5], Trong su phát triển của trí tuệ nhân tao, các năm gân đây trong lĩnh vực công nghệ thông tin xuất hiện thuật toán bầy đản (ParticleSwarm Optimization “PSO”) đầu tiên, sau đó được áp dụng vào các ngành kỹ thuật khác, đặc biệt là gần đây nhất các phiên bản cải tiễn của nó được áp dụng vào các bài toán cải tiến, đây là thuật toán có nhiều ưu điểm và đã được ứng dụng rộng rãi vào trong rất nhiều lĩnh vực, một trong những lĩnh vực ứng dụng của PSO cải tiến là lĩnh vực hệ thống điện Một số nhà khoa học trên thế giới đã triển khai đưa thuật toán PSO cải tiến (IPSO) vào ứng dụng tính toán tối ưu trong hệ thống điện và đã cho ra những kết quả tốt hơn những giải thuật khác, chương trình chạy nhanh hơn. Điều phối tối ưu công suất phản kháng (Optimal Reactive Power Dispatch

“ORPD”)[6] là dé xác định những biến số điều khiến như độ lớn điện áp máy phát, ngắt bộ bù VAR và bộ điều chỉnh máy biến áp để hàm mục tiêu của bài toán đạt cực tiểu trong khi thỏa điều kiện ràng buộc của 1 một bộ phận và hệ thống Trong vấn dé của ORPD mục tiêu có thé là tong ton that cong suất, sự chênh lệch điện áp tại nút tải cho việc cải thiện biên dạng điện áp hoặc hệ số 6n định điện áp để nâng cao độ ôn định điện áp ORPD là một bài toán tối ưu phức tạp với phạm vi lớn cùng với mục tiêu không tuyến tính và những điều kiện ràng buộc Trong vận hành hệ thống điện vai trò chính của ORPD là duy trì điện áp nút tải trong giới hạn của nó để cung cấp những dịch vụ chất lượng cao đến khách hàng.

Bởi tập hợp các ưu điểm trên và đây cũng chính là lý do tôi chon dé tài “Ung dụng thuật toán PSO cải tến - Pseudo Gradient PSO dé toi ưu phân bố công suất phan kháng trong hệ thong lưới điện 110kV miễn Nam” làm đỗi tượng nghiên cứu cho luận văn này.

1.2 _ MỤC TIỂU CUA DE TÀI

Bai toán phân bố tối ưu công suất kháng (ORPD) đã có lịch sử phát triển từ rất lâu, nó có ý nghĩa vô cing quan trọng trong quy hoạch và điều khiến hệ thống điện.

Mục đích của bai toán ORPD là để cải thiện biến dạng điện áp (Voltage Profile), cực tiểu tồn thất công suất tác dung trong hệ thống, và cực tiểu tong chi phí nhiên liệu máy phát với các điều kiện ràng buộc có xét đến hàm bậc hai chỉ phí nhiên liệu, điểm van công suat, [17].

Hau hết các phương pháp đều gặp phải 3 van dé chính: Một là, các phương pháp là, tất cả các phương pháp này đều dựa trên giả định hàm mục tiêu là hàm liên tục và khả vi ma không đúng đối với hệ thống thực tế Ba là, các phương pháp này đều không thé áp dụng cho các biến rời rac. Áp dụng phương pháp PSO cải tiến dựa trên nền tảng của thuật toán tối ưu bay dan để giải quyết bài toán phân bố tối ưu công suất phản kháng trong hệ thống điện miền Nam (Việt Nam).

13 TẢM QUAN TRỌNG CUA DE TÀI

PHAM VI NGHIÊN CỨU

Căn cứ vào mục tiêu của dé tài và thời gian làm luận văn, việc nghiên cứu được giới hạn trong phạm vi như sau:

> Tìm hiểu về bai toán phân bố tối ưu công suất kháng trong hệ thống điện.

> Tìm hiểu phương pháp tối ưu bầy đàn PSO và các dạng cải tiến của nó, đặc biệt chú ý dạng PSO cải tiến - Pseudo Gradient PSO.

> Áp dụng phương pháp PSO cải tiến - Pseudo Gradient PSO để giải quyết bài toán tối ưu hóa phân bố công suất kháng Thử nghiệm trên hệ thống mang điện chuẩn IEEE-30 nút Kết quả được so sánh với các phương pháp tối ưu khác đã được nghiên cứu trước đây.

> Nghiên cứu lẫy các thông số - dữ liệu đầu vào từ hệ thống điện miền Nam(Việt Nam) trong PSSE sau đó thực hiện đánh giá trên hệ thống điện miềnNam (Việt Nam) thông qua lập trình trên Matlab bằng cách sử dụng công cụMatpower tính toán cho các hệ thống Từ đó rút ra tính tối ưu của phương pháp trên hệ thống.

NỘI DUNG LUẬN VAN

Dựa theo yêu cau dé tài, xin được chia nội dung luận văn như sau:

TONG QUAN

2.1 GIỚI THIỆU Như chúng ta biết van dé quan trong trong vận hành hệ thống điện (HTD) là đảm bảo cho hệ thống làm việc tối ưu và tin cậy, muốn vậy khi vận hành các phần tử trong hệ thống điện phải đảm bảo được các điều kiện sau đây:

> Đảm bảo cung cấp điện năng liên tục.

> Đảm bảo chất lượng điện năng: giữ cho điện áp và tần số năm trong giới hạn cho phép.

> Dam bao đáp ứng được đồ thị phụ tải một cách lĩnh hoạt.

> Đảm bảo được tính kinh tế cao: giảm chỉ phí nhiên liệu và giảm tốn thất điện năng:

- Giảm chi phí nhiên liệu: sử dụng hiệu quả các nguồn nước của thủy điện, phối hợp sử dụng nước của thủy điện với sử dụng các nhà máy nhiệt điện và phối hợp giữa các nhà máy nhiệt điện với nhau , sao cho chi phí sản xuất điện năng là nhỏ nhất.

- Giảm ton thất điện năng: giảm tốn thất điện năng có ý nghĩa rất lớn trong vận hành HTD Giảm tốn thất điện bao gồm thiết lập chế độ sử dụng điện, lựa chọn cơ cấu thiết bị vận hành hợp lý và phân bố công suất tối ưu giữa các phần tử trong

Trong đó bài toán phân bố công suất phản kháng tối ưu (ORPD) là bai toán có ý nghĩa quan trọng và được sử dụng rộng rãi trong vận hành và quy hoạch hệ thống điện Bài toán ORPF được xem như là bài toán điều phối tối ưu công suất phan kháng (Optimal Reactive Power Dispatch — ORPD) với mục tiêu chính là nâng cao ôn định điện áp cải thiện độ lệch điện áp và giảm ton that cong suat truyén tải trên hệ thống điện mà vẫn thỏa mãn tất cả các ràng buộc vận hành.

2.2 TONG QUAN VE BÀI TOÁN TOI UU HÓA CÔNG SUAT PHAN

KHANG

ORPD đa mục tiêu: Cần xác định phương thức xác định tối ưu đa mục

Security-constrained ORPD, thực ra bài toán security constrained

OPF đã có nhưng ORPD chưa có, chúng ta có thể tham khảo thêm cái này từ OPF.

ORPD trong thị trường điện

Trong lĩnh vực vận hành, sau khi đã xác định công suất tác dụng đã phần phối cho các nhà máy điện từ bài toán điều độ kinh tế (ED), bài toán tối ưu hóa công suất phan kháng được sử dụng dé cực tiểu ton thất công suất tác dụng đồng thời đảm bao điện áp tại các nút trong hệ thống năm trong phạm vi cho phép cũng như cực tiểu ton thất công suất tác dung trong hệ thống, và cực tiểu tong chi phí nhiên liệu máy phát với các điều kiện ràng buộc có xét đến hàm bậc hai chi phí nhiên liệu, điểm van công suất,

2.3 TÓM LƯỢC TONG QUAN CÁC BAI BAO CÓ LIEN QUAN DEN DE

TAI - “Optimal Reactive Power Dispatch by Pseudo- Gradient Guided Particle

Yeung, and Frank H Leung [7]

Bai báo trình bài một dạng thuật toán PSO lai mới kết hợp với ly thuyết wavelet dựa trên thuật toán đột biến (HPSOWM) Thuật toán áp dụng lý thuyết wavelet để làm tăng khả năng tìm kiếm không gian lời giải Kết quả mô phỏng cho thay thuật toán đề xuất HPSOWM là một công cụ hữu ích dé giải quyết các bài toán tối ưu Nhờ các đặc tinh của wavelet, độ 6n định và chất lượng lời giải của thuật toán PSO được cải thiện như đạt kết quả tốt hơn, tốc độ hội tụ nhanh hơn so với các dạng PSO khác như SPSO, HGAPSO

- “Stochastic Weight Trade-off Particle Swarm Optimization for Nonconvex Economic Dispafch ”, tac gia Chalermchaiarbha, Saksorn, Ongsakul and Weerakorn

Bai báo dé xuất thuật toán Stochastic Weight Trade-off Particle Swarm Optimization (SWT-PSO) dé giải bài toán điều độ kinh tế không lỗi Thuật toán này ỉ1ữ sự cõn bang giữa gia tri dũ tim toàn cục va giỏ tri dũ tỡm cục bộ qua đú cải thiện khả năng tìm kiếm Kỹ thuật tang tinh đa dạng của cá thé trong bay đàn cũng được kết hợp nhằm tránh sự hội tụ sớm Thuật toàn này được kiểm nghiệm trên bốn hệ thống điều độ kinh tế Kết quả kiểm tra cho thấy thuật toán này có thé tìm được lời giải có chất lượng cao hơn và chắc chắn hơn.

- “Optimal Reactive Power Dispatch by Furnishing UPFC Using Multi- Objective Hybrid GAPSO Approach For Transmission Loss Minimisation and Voltage Stability”, tac gia Shilpa S Shrawane Department of Electical Engg.

GHRCE, Nagpur, India; Dr Manoj Diagavane Principal VIT, Nagpur, India; Dr.

Narendra Bawane - Principal SBJIT, Nagpur, India [9].

Mục tiêu của toi ưu công suất phan ứng truyền tai là làm cho ton thất truyền tải tối thiểu ngoài ra còn điều khiến độ lệch điện áp tại các bus với các điều kiện tải khác nhau Nhờ vảo sự cải tiến của hệ thông Flexible AC trong hệ thống truyền dẫn,điều khiển công suất có thé đạt được hiệu quả Bài viết mô tả tối ưu công suất phản kháng cho việc giảm thiểu tổn thất điện năng sử dụng tối ưu vị trí của phương thức điều khiển Unified Power Flow Controller để giảm thiểu tới mức tối thiểu Các dòng điện công suất được giải đầu tiên băng phương pháp Newton Raphson mà không thực hiện hoặc cung cấp phương pháp Unified Power Flow Controller và sau đó cung cấp công suất ngẫu nhiên trong hệ thống IEEE-30 bus Unified Power Flow Controller cho phép kiểm soát công suất tác dung va công suất phản kháng ngoài ra có thể kiểm soát độ lớn điện áp tại các bus khác nhau Trong bài báo này, tôi ưu công suất phản kháng được áp dụng băng cách sử dụng hybrid GA-PSO Mô phỏng được thực hiện trên [EEE-30 hệ thống bus sử dụng gói phan mém MATLAB dé dam bao tính hiệu qua của thuật toán được đề xuất Bài viết này nhằm mục đích để tìm ra cách sử dụng tối ưu nhất của Unified Power Flow Controller có nghĩa là phát hiện của các vị trí tối ưu mà ảnh hưởng của công suất sẽ hữu ích hơn.

- “Optimal Reactive Power Dispatch based on Particle Swarm Optimization Considering FACTS Devices”, tac giả H Sharifzadeh and M Jazaeri [10].

Bai báo nay trình bay một phương pháp tối ưu hóa (PSO) dé giải quyết van dé tối ưu hóa công suất phản kháng Vấn dé này liên quan đến ham mục tiêu phi tuyến với các hạn chế nhiễu điểm cực tiểu, phi tuyến và không liên tục và các biến liên tục và rời rạc, có thể được xây dựng như là một hỗn hợp nguyên van đề tối ưu hóa phi tuyến (MINLP) PSO là một trong những tính toán phát triển (EC) kỹ thuật trong bài báo nay khả năng của mình dé giải quyết các vẫn dé được dé cập là chứng minh Kết quả mô phỏng trên IEEE 14-bus hệ thống thử nghiệm và IEEE 30-bus hệ thống thử nghiệm được trình bảy và so với những thuật toán di truyền (GA) và sự tiễn hóa khác biệt (DE), mà chỉ ra hiệu quả và mạnh mẽ của các PSO được áp dụng.

2.4 TONG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI ĐÃ DUOC ÁP DUNG

2.4.1 Phuong pháp EP (Evolutionary Programming)[1I1]

Trong phan đầu tiên của bai báo, bài toán ORPD có ham mục tiêu là cực tiểu ton thất công suất Công suất phản kháng thêm vào ở nút máy phát được xem như là một biến số để giảm ton thất đường truyền của hệ thống dé kiểm tra Trong bài báo này thuật toán EP được dùng để giải bài toán ORPD dựa trên sự tham gia của nút máy phát Lưu đô thuật toán EP dé tối ưu hóa ORPD mạng IEEE 30 nút như sau:

- Bước 1: Cài đặt các điều kiện của ORPD, như tong ton that < tôn thất cai đặt và Vm(nut) > Vset.

- Bước 2: Dua ra ngâu nhiên các sô x1, Xa, Xa, X4 Va Xs.

- Bước 3: Kiểm tra vi phạm các điều kiện Nếu vi phạm các điều kiện, đi đến Bước 2 ngược lại đi đến Bước 4.

- Bước 4: Lắp đầy các cá thể trong vùng.

- Bước 5: Nếu vùng chưa đây, đi về Bước 2 ngược lại đi đến Bước 6.

- Bước 6: Xác định gia tri Xmin Va Xmax.

- Bước 7: Qui giá tri x1, X2, X3, X4 va Xscho Q;2, Qes, Qes, Qz¡¡ và Qei3 trong hệ thống.

- Bước 8: Tính hàm phù hợp để chạy chương trình dòng tải để ước lượng tong tồn that.

- Bước 9: Xác định loss min, loss max, loss avg va load sum (dùng dé ước lượng thống kê).

- Bước 10: Thay đổi thế hệ đầu x1, xa, x3, x4 và Xs (khởi động thế hệ con cháu sau).

- Bước 11: Tính lại hàm phù hợp dùng thế hệ con cháu (chạy dòng tải dé ước lượng lại tong tốn that).

- Bước 12: Kết nỗi cha mẹ và con cháu.

- Bước 13: Thực hiện sự chọn lựa bởi quá trình cạnh tranh.

- Bước 14: Sao chép thế hệ mới.

- Bước 15: Nếu nghiệm không hội tụ lặp lại Bước 6 đến Bước 14 ngược lại đi đến Bước 16.

2.4.2 Phương pháp DE (Differential Evolution)[2]

DE là một thuật toán tién hóa được dé xuất bởi Storn and Price vào năm 1997.

Phương pháp DE cho thấy hiệu quả trong việc giải quyết bài toán tối ưu không tuyến tính với nhiễu điều kiện ràng buộc DE có ưu điểm hơn các phương pháp tiến hóa khác đó là cau trúc đơn giản, gon, ít thông số điều khiến và điểm hội tụ cao.

Hàm mục tiêu ORPD trong bài báo là cực tiểu chỉ số ôn định điện áp (Lindex).

Cực tiểu F = max(Lj); j=1, 2, , n trong đó n là số nút (2.3.1)

Với các điêu kiện rang buộc là các đăng thúc:

Và các bat đăng thức:

Giới hạn trên và dưới của điện áp và công suất phản kháng máy phát Q2 mịn < Q,; < Qaimax sử — 1, , N, (2.3 A)

Vu < Wei S Veimax si = Lees, (2.3.5)

Giới han trên và dưới cua độ lớn điện áp thanh cái V icN, (2.3.6) imin Khách hàng đang thực hiện: DakGlun — dự kiến hoàn thành 06/2017, VeDan1 — dự kiến hoàn thành trong 01/2017.

> Riêng 2 khách hàng Vina Kraft và ChungShing (*): EVN SPC đã làm việc với khách hàng Vina Kraft về việc xóa dau nối T TBA 110kV Vina Kraft và đã liên tục có 3 văn bản nhắc nhở ChungShing về việc hoàn thiện sơ đồ nhất thứ và xóa đấu nối T TBA 110kV ChungShing nhưng đến nay vẫn chưa có phúc đáp.

EVN SPC đã có Công văn 9558/EVN SPC-KT ngày 21/11/2016 gởi Tổng CụcNăng lượng và Cục Điều tiết Điện lực đồng thời báo cáo EVN để xin ý kiến về việc xóa dau nối T và hoàn thiện So dé nhất thứ TBA ChungShing và Vina Kraft Hiện đang chờ giải quyết của Tổng Cục Năng lượng

2.7.2 Đánh giá hiện trạng quan lý vận hành lưới phân phối

Hiện nay lưới điện 110kV của SPC được cung cấp từ 45 trạm biến áp 220/110kV do Công ty Truyền tải điện 3&4 và các nhà máy điện quản lý, gồm 80 MBA với tổng dung lượng 15,330 MVA (kế cả TBA 500kV và các nhà máy điện).

Tuy nhiên đến tháng 12/2016, trên địa ban SPC hiện van còn 01 tỉnh chưa có tram nguôn 220kV là Hậu Giang.

Theo thống kê, đối với các tỉnh có phụ tải cao đều có trạm 220kV cấp nguồn và kết lưới 110kV với các trạm lân cận, tuy nhiên việc đảm bảo dự phòng chuyển tải qua lại chi đáp ứng một phan công suất trong trường hợp xảy ra sự cô mất điện.

Nguyên do hiện mật độ các TBA 220kV và số đường trục 110kV liên kết giữa các vùng chưa nhiều, trong khi mật độ các TBA 110kV ngày càng phát triển dẫn đến một số tuyến thường xuyên vận hành đây tải Cụ thể:

Trong giai đoạn 2010 - 2015, một số khu vực có phụ tải tăng nhanh như: Bạc Liêu (trung bình 13.38%), Bến Tre (trung bình 14.98%), Long An (14.41%), Bình

Phước (16.92%), Binh Duong (trung bình 11.12%/nam), Trà Vinh (trung bình

13.55%), Tây Ninh (17.12%), BRVT (12.41%) (phan lớn tập trung vào phụ tải công nghiệp: phụ tải đặc thù thanh long tại PC Bình Thuận) nên SPC đã phối hợp chặt chẽ với NPT, BQL Các công trình Điện miền Nam về thông tin phụ tải lưới điện 220kV trong khu vực và có kế hoạch tăng cường công suất nham đáp ứng nhu cầu gia tăng của phụ tải, day nhanh tiến độ nâng công suất các TBA 220kV Tân Định, Long An 2, Mỹ Tho 2, Trà Nóc, Phan Thiết 2, Long Bình Riêng giai đoạn 2012 - 2015, Tổng công ty Truyền tải (NPT) đã đóng điện vận hành các trạm gồm Thuận An 2 - 250MVA, Xuân Lộc 2 - 250MVA, Thốt Not 2 - 2x125MVA, Trà Vinh 2 - 125MVA, Uyên Hưng — 250MVA, Tháp Chàm — 125MVA (với tong cộng 1250 MVA) góp phần tăng cường khả năng cung cấp điện trên địa bản.

— Riêng trong các tháng mùa khô năm 2014, 2015 và 2016 đã xảy ra phụ tải tăng đột biến ở mức cao tại khu vực như: Long An, Tây Ninh, Bình Dương, Đồng Nai, Bạc Liêu, Bến Tre, Trà Vinh dẫn đến day tải và qua tai trạm 220kV ở một SỐ khu vực Trước tình hình phụ tải luôn tăng trưởng đòi hỏi các TBA 220kV phải đóng điện vận hành đúng tiến độ mới có đủ khả năng đáp ứng phụ tải.

Thời gian gần đây, NPT đã đưa vào nhiều công trình như:

+ Đường dây 220kV Duyên Hải 2 -Trà Vinh 2, NM điện Vinh Tân — Phan

Thiết 2, Mỹ Tho 2- Bến Tre 2, Phú Mỹ 1- Bàu Sen, Trảng Bang 2 — Tây Ninh 2, Duyên Hải — Bến Tre 2.

+ Nâng công suất trạm 220kV: MBA ATI trạm Sóc Trăng 2, AT2 Phan Thiết 2, AT1 Châu Đốc 2 Đóng điện trạm 220kV mới: Bàu Sen, Tân Thành, Tháp Chàm,

Tây Ninh 2, Uyên Hưng, Ham Tan 2, Mỹ Xuân 2

Tuy nhiên dù đã có sự phối hợp chặt chẽ với NPT về thông tin phụ tải lưới điện 220kV trong khu vực và có kế hoạch tăng cường công suất nhằm đáp ứng nhu cầu gia tăng của phụ tải, nhưng đến thời điểm hiện nay một số trạm 220kV vẫn chưa hoàn thành theo kế hoạch của NPT, dẫn đến việc vận hành lưới điện 220kV một số nơi bị day tải.

Theo số liệu điều độ của Trung tâm Điều độ Hệ thống điện miền Nam (A2), hiện lưới điện 220kV vẫn đang bị day tải ở các khu vực sau:

+ Đường dây 220kV: Đường dây 220kV Binh Long — Mỹ Phước (89%); Mỹ Phước — Tân Dinh (89%); Sông Mây — Long Bình (99.8%); Sông Mây — Bao Lộc (83.1%); Mỹ Xuân — Phú Mỹ 1 (81%)

+ Trạm biến áp 220kV: Long An 2 (ATI: 92.6%; AT2: 84.5%); Long Thành

(AT2: 96.11%); Long Bình (AT1: 91.2%; AT2: 85.67%; AT3: 90.3%); Tây Ninh 2 (AT 1: 92.8%); Tra Nóc (IT: 91.6%; 2T: 89.5%); Tra Vinh 2 (AT 1: 82.3%)

Theo số liệu QLVH đến thang 12/2016, hiện trang lưới điện 220kV va thông số vận hành các đường dây, trạm 220kV trên địa bàn phía Nam được thống kê như sau:

2.7.3 Hiện trạng vận hành và mức mang tải lưới điện phân phối đến tháng

2.7.3.1 Lưới điện 110kV a Về đường dây 110kV:

Hiện tại, lưới điện 110kV trên địa bàn EVN SPC hau hết có kết nỗi mạch vòng, tuy nhiên khả năng hỗ trợ cấp điện trong trường hợp công tác hay sự cô bị hạn chế do quá tải đầu đoạn đường dây, bán kính dài làm điện áp 110kV giảm thấp so với giá trị cho phép như ở đường trục liên kết khu vực Bình Thuận — BRVT, đường trục Đa Nhim — Suối Vàng — Đức Trọng — Don Dương, 175 Rach Gia 2- 172

Ca Mau 2, 173 Trà Nóc — Châu Thành — 171 Sóc Trang,

Thời gian qua nhìn chung lưới điện 110kV đảm bảo khả năng cung cấp điện cho các khu vực, phan lớn các trạm 110kV déu được cung cấp bang 2 nguồn (chiếm khoảng từ 85% — 90%), các tram còn lại được dau nối trên các trục 110kV hình tia nên độ tin cậy cấp điện không cao (tuy nhiên giữa các trạm 110 kV trên lưới thường hỗ trợ cung cấp điện cho nhau thông qua lưới 22kV) Ngoài ra, do còn tôn tại một sé tuyến đường trục 110kV hình tia có tiết diện dây dẫn nhỏ, chưa kịp cải tạo nâng cấp gây quá tải cục bộ nên công tác điều độ phải linh hoạt trong chuyển doi phương thức vận hành lưới điện dé đáp ứng việc cung cấp điện trước mắt.

Thong kê ton thất điện năng 3 năm gân nhất

(Chi tiét xem Phu luc C.5 dinh kèm) 2.7.4.4 Tôn that điện áp trên lưới trung áp:

- Thống kê mức ton thất điện áp trên lưới trung thé của một số PC trên địa bàn

Bảng 2.6.4.4: Tén thất điện áp trên lưới trung hạ thé (tt) Điện áp Điện áp A thanh cái | thấp nhất | Chênh 22kV van cudi lệch với

TTỊ Đơn vị | G Trị 1X ` R điện áp Ghi chú ° hanh đường day trong trong dinh danh khoảng khoảng , ¡ | iam Max 23.32 22.72! 3.27%

23,1 472 Dinh Thanh

20.7) -5.91% | khi DA cuối

Tiên 471 Cai Lậy min 7 Giang Max 22.85 22.67 3.05% 20.6 ĐAXT 22.57

472 Cai Lậy minMin 22.17 21.069 -4.23% | 18,47 DA XT

22,75 CPC 475 Tan Bién min

477 Vinh Chau

: ĐATC 22,55 kV Min 22.32 20.9} -5.00% | ịn 20,06 kV Đề 480 Phú Châu l5 Tháo Max 23.33 23.04) 4.73% | 20,61, DAXT ap 22 48,

16 Gik Max 22.86 225| 2.27% | 20,2kV ĐAXT rang 218kV

L 475 Bên Lức min 17 Ane Max 23 22.65| 2.95% | 20,2 kV DAXT

Bảng 2.6.4.4: Tén thất điện áp trên lưới trung hạ thé (tt) Điện áp Điện áp A thanh cái | thấp nhất | Chem 22kV vận cuối lệch với

TT | Đơn vị | G Trị cà ` R điện áp Ghi chú ° ° hành đường day trong trong dinh danh khoảng khoảng , Min 22.2 20.9 -5 00%

223 Min 22.2 21.0 -4.36%

Bù công suất phan kháng

- Thống kê dung lượng bù trên lưới trung và hạ thế của từng Công ty điện lực thuộc EVNSPC đến 12/2016 như sau:

Bảng 2.6.4.5-1: Thông kê dung lượng bù trên lưới trung hạ thé (tt)

TSDL

Các công trình nguồn do EVN dau tư

Đưa vào vận hành cụm nha máy nhiệt điện Vĩnh Tân 2 gồm tổ máy 1 và 2, tong công suất 1200MW Năm 2015, EVN tiếp tục đây nhanh tiến độ các công trình thuộc danh mục dự án cấp bách cấp điện miền Nam và dự kién đưa vào vận hành hành Cụm nhiệt điện Duyên Hải 1 — 600MW, Tổ máy 2 Nha máy nhiệt điện Ô Môn [— 330MW, Nhà máy Thủy điện Đồng Nai 5 — 150MW.

Nham đảm bảo cung cấp điện an toan cho khu vực miền Nam trong giai đoạn 2016-2020, dự kiến trong các năm tiếp theo, EVN tiếp tục đây nhanh tiễn độ các công trình thuộc danh mục dự án cấp bách và dự kiến đưa vào vận hành các nguồn điện sau:

+ Cụm nhiệt điện Duyên Hải I — 2x600MW (2015-2016):

+ Cụm nhiệt điện Duyên Hải II — 600MW (2016);

+ Cụm nhiệt điện Duyên Hải II — 600MW (2018):

+ Tổ máy 2 Nha máy nhiệt điện Ô Môn I — 330MW (2015):

+ TBKHH nhiệt điện Ô Môn III — 750MW (2016):

+ TBKHH nhiệt điện Ô Môn IV — 750MW (2017);

+ TBKHH nhiệt điện Ô Môn II — 750MW (2018):

+ ND Duyên Hải I (tổ máy 2) — 600MW (2016);

+ ND Duyên Hải III (tổ máy 1) — 600MW (2016) + ND Duyên Hải II (tổ máy 2) - 600MW (2018) + Nhiệt điện Long Phú I (tổ máy 1) — 600MW (2016);

+ Nhiệt điện Long Phú I (tổ máy 2) — 600MW (2017)+ Nhà máy Thủy điện Đồng Nai 5 — 150MW:

Tính toán nhu cau phụ tải giai đoạn 2016-2021 1 Đánh giá nhu cầu phụ tải thực té các tỉnh giai đoạn 2011-2016

* Tình hình sử dụng điện năm 2016: trong năm 2016 EVNSPC đã đảm bảo cung cấp điện cho khách hàng trên địa bàn, phục vụ phát triển KHXH, đạt các chỉ tiêu có liên quan như sau:

- Sản lượng điện nhận đạt 57 ty 855 triệu kWh, tăng 10.58% so cùng kỳ năm 2015; sản lượng bình quân ngày là 158.07 triệu kWh/ngày Pimax2016 đạt 8,698 MW tăng 11.79% so với năm 2015.

- Điện tự sản xuất: đạt 39.95 triệu kWh tăng 40.57% so với năm 2015. Điện thương phẩm: Năm 2016 toàn EVNSPC đạt 54 tỷ 960 triệu kWh, tăng

Thống kê tình hình sử dụng sử dụng điện các PC và toàn SPC GD 2011 —

Bảng 2.6.6.1-1- Điện thương phẩm va tốc độ gia tăng giai đoạn 2010-2015 (tt)

(Nguon: Ban Kinh doanh — EVN SPC) Nam Nam Nam Nam Nam Nam | Tốc | Tốc

T TINH San San San San San Sản | 2011 | 2013 luong luong luong luong luong luong - - kWh kWh kWh kWh kWh kWh | 2016 | 2016 An 9.21] 7.20 1 | Giang 1316.5 | 1,513.9 | 1,660.2 | 1,753.6 | 1,899.7 | 2,045.2 % %

T TINH San San San San San Sản | 2011 | 2013 luong luong luong luong luong luong - - kWh kWh kWh kWh kWh kWh | 2016 | 2016

T TINH San San San San San Sản | 2011 | 2013 luong luong luong luong luong luong - - kWh kWh kWh kWh kWh kWh | 2016 | 2016 Long 5259 |5673 |6l28 |649.1 |739.0 | 823.8 %| 7% Đồng 10,898 | 8.91} 8.09

Bảng 2.6.6.1-2: Công suất max và tốc độ gia tăng giai đoạn 2011-2016

Stt | Tính/TP | 2011 | 2012 | 2013 | 2014 | 2015 | 2016 mà) 6 me 6

2 |Bachicu lg loi li09 128 |129 | 1521 | HS 12.9%

12 |KIếnGiang lạạa |223 |247 |27%6 |305 | 3384 | Thế 10,1% l3 |Lam Bong | iy, J 162 | 166 |124 Jiss | 2056 | 74% 12%

16 | Soc Trang fog Jior fais | 142 167 1946 I23% I46%

19 |Travinh | pe tay Ígs |los |115 | 1385 17.9% 15.4%

Bảng 2.6.6.1-2: Theo thống kê tình hình sử dụng điện toàn SPC giai đoạn

2011 — 2016 Chỉ tiêu / năm 2011 2012 2013 2014 2015 2016

Dự báo nhu cầu phụ tải điện cho giai đoạn 2016-2021

2.7.7.1 Cơ sở tính toán, dự bdo:

- Thông tư số 39/2015-TT-BCT của Bộ Công thương qui định Hệ thống điện phân phối.

- Dự báo nhu cầu phụ tải theo Qui hoạch Phát trién Điện lực các tỉnh khu vực miền Nam giai đoạn 2011-2015 có xét đến năm 2020 va GD 2015-2025 có xem xét đến 2035 đã được BCT phê duyệt (Trà Vinh, Đồng Nai);

- Thống kê số liệu Điện thương phẩm (ĐTP) và nhu cầu công suất cực đại(Pmax) giai đoạn 2010-2015 và 6 tháng đầu năm 2016 của 21 tỉnh khu vực miền Nam (số liệu do Ban Kinh doanh, Ban Kế hoạch - EVN SPC cung cấp).

- Hiện trạng qui mô và số liệu thống kê thông số vận hành lưới điện 110kV trên địa bản EVNSPC quản lý (do Công ty LĐCT miền Nam, Điều độ A2 cung cấp).

- Các báo cáo về tình hình phụ tải ở một số khu vực các tỉnh gia tăng đột biến, tình trạng day tải/quá tải trên lưới điện 110kV thời gian gần đây.

2.7.7.2 Phương pháp luận thực hiện dự bảo:

- Nội dung Nghị Quyết tỉnh Đảng bộ của 21 tinh/thanh về mục tiêu phát triển KT-XH và dau tu GD 2016-2020.

- Số liệu cập nhật nhu cầu điện của các phụ tải mới, phụ tải đột biến đưa vào vận hành năm 2017-2019; các dự án, các KCN, CCN chuẩn bị xúc tiễn hoặc đã đầu tư xây dựng trong thời gian gần đây Cập nhật tiến độ điều chỉnh đưa vào vận hành của các phụ tải này ở các tỉnh;

- Tốc độ gia tăng DTP; Pmax thực tế giai đoạn 2011-2016, trong đó lưu ý các thành phan phụ tải CN-XD; tiêu dùng dân cư; Đề án đi vào rà soát và điều chỉnh dự báo phụ tải cho 21 PC cho GD 2016- 2021, trong đó tập trung điều chỉnh, cân đối lại nhu cầu và tốc độ gia tăng thành phân CN-XD cho phù hợp với thời gian gần đây Rà soát và dự báo lại phụ tải theo thực té sử dụng điện các thành phan N —L~ TS; QL-TDDC Day là các thành phan có ty trọng và tốc độ tăng khá cao trong một vài năm trở lại đây do thay đối khí hậu, nang nóng kéo dai va tình trạng xâm ngập mặn ở các tỉnh đồng băng sông Cửu

2.7.7.3 Dự báo nhu cầu phụ tải giai đoạn 2016-2021:

Dự báo nhu cầu phụ tải cho giai đoạn 2016-2021 các tỉnh được tính theo 2 phương án phụ tải CAO và phương án Cơ Sở.

* Phương án CAO: giả thiết xác định các KCN, CCN của các tỉnh sẽ đi vào hoạt động đúng tiến độ và đảm bảo độ lắp day điện tích cho thuê theo qui hoạch được duyệt, các phụ tải mới giai đoạn 2017-2019 đưa vào đúng tiến độ đặt ra ban dau.

Tuy nhiên kịch bản này phụ thuộc rất lớn vào yếu t6 khách quan, chứa đựng nhiều yếu tô rủi ro và phụ thuộc lớn vào khả năng thu hút vốn dau tu và tính suôn sẻ của môi trường đầu tư của các tỉnh.

* Phương án cơ sở: tính toán tốc độ tăng trưởng DTP GD 2016-2021 phù hop và nhăm đáp ứng được tốc độ tăng trưởng kinh tế của các tỉnh, trong đó đã có xét đến các yếu tố vốn đầu tư còn hạn hẹp và các rủi ro nói trên Đây là phương án khả thi vừa phù hợp với điều kiện thực tế hiện nay của các địa phương Do đó chọn phương án cơ sở dé tính toán dự báo nhu cầu điện cho giai đoạn nay là phù hợp Cụ thé:

- Đối với các phụ tải Khu/cum công nghiệp tập trung ở các địa phương, việc xác định thời điểm đi vào hoạt động/hoặc mở rộng qui mô của các Khu /cụm CN này phụ thuộc rat lớn vào kha năng thu hút vốn dau tư, môi trường đầu tư va tình hình phục hồi kinh tế trong nước trong thời gian tới Căn cứ vào tình hình sử dụng điện (thành phan điện CN-XD) của mỗi tinh trong thời gian qua, đặc thù và năng lực phát triển kinh tế của mỗi tỉnh/vùng, dé án vẫn giữ nguyên tiến độ dé xuất hoặc dời thời điểm đưa vào đầu tư các TBA nguồn 110kV để cấp điện cho các KCN/CCN này so với tiến độ đề xuất trong đề án Qui hoạch điện các tỉnh.

- Đề án tính toán và dự báo lại tốc độ phát triển và nhu cầu phụ tải thực tế cho các khu/cum công nghiệp nay, từ đó xác định gam công suất lắp đặt giai đoạn dau và gam công suất, tiễn độ lắp máy biến áp thứ 2 cho các TBA khu công nghiệp (anh hưởng nhiều đến các tỉnh có phụ tải công nghiệp lớn như Bà Rịa- Vũng Tàu, Bình Dương, Đồng Nai, Tây Ninh, Long An )

Kết quả tính toán nhu cầu điện thương phẩm 21 tỉnh phía Nam giai đoạn 2016-

2020 được thê hiện ở các bang 4.2.2.3-1 và 4.2.2.3-2 dưới đây.

Bảng 4.2.2.3-1: Tổng hợp nhu cau Điện thương phẩm và công suất 21 tỉnh giai đoạn 2016-2021 (PHƯƠNG AN CƠ SO)(tt)

Tốc độ tăng x v s s ô s %/năm Năm 2016 Năm 2017 Năm 2018 Năm 2019 Năm 2020 Năm 2021 (BC STT TINH điều chỉnh) A P A P A P A P A P A P 2016- (GWh) | (MW) | (GWh) | (MW) | (GWh) | (MW) | (GWh) | (MW) | (GWh) | (MW) | (GWh) | (MW) 2021

7 |BR Vũng Tàu | „+ o | 9260 | 53464 | 1.0323 | 58918 | 11419 | 65399 | 12142 | 72593 | 1352.0] 87949 | 1,467.5 | 198995 8 | Ca Mau 11415 | 205.7 | 13493 | 2406 | 14950 | 261.2 | 16848 | 273.5 | 1.8988 | 3113 | 1,997.1 324.9 | 11842 9 | Cân Thơ 20289 | 3479 | 22879 | 3533 | 25053 | 3744 | 2/7357 | 3912 | 29874 | 4139 | 3,162.0 451.5 | 228”

Tốc độ tăng x v s s ô s %/năm Năm 2016 Năm 2017 Năm 2018 Năm 2019 Năm 2020 Năm 2021 (BC

STT TINH điều chỉnh) A P A P A P A P A P A P 2016- (GWh) | (MW) | (GWh) | (MW) | (GWh) | (MW) | (GWh) | (MW) | (GWh) | (Mw) | (GWh) | (MW) | 2021

17 | Tây Ninh 29417 | 4383 | 35494 | 630.0 | 4081.8 | 7177 | 46124 | 7299 | 52120 | 8764 | 5,721.9 s406 | 14235 18 | Tiên Giang 22985 | 3780 | 26309 | 4259 | 29255 | 4662 | 3,241.5 | 5009 | 3,591.6 | 5629 | 3,915.0 609.6 | l2 12 | Trà Vinh 751.2 138.5 903.8 1487 | 10177 | 168.0 | 11449 | 1791 | 128§0 | 211.1 | 1,391.0 244o_ | 13.112 Z0 | Vinh Long 823.8 141.7 866.0 142.2 | 9388 150.1 | 1,013.9 | 158.0 | 1,095.0 | 1690 | 1,229.6 is7g | 834%

Tốc độ tăng x v s s s s ?/năm Năm 2016 Năm 2017 Năm 2018 Năm 2019 Năm 2020 Năm 2021 (BC STT TINH điều chỉnh) A P A P A P A P A P A P 2016- (GWh) | (MW) | (GWh) | (MW) | (GWh) | (MW) | (GWh) | (MW) | (GWh) | (MW) | (GWh) | (MW) | 2021

Tổng hợp nhu cau Điện thương phẩm va công suất 21 tỉnh giai đoạn 2016-2021 (PHƯƠNG AN CAO\(tt)

Tốc độ tăng x x v s s s ?/năm Năm 2016 Năm 2017 Năm 2018 Năm 2019 Năm 2020 Năm 2021 (BC STT TINH điều chỉnh) A P A P A P A P A P A P 2016- (GWh) | (MW) | (GWh) | (MW) | (GWh) | (MW) | (GWh) | (MW) | (GWh) | (MW) | (GWh) | (MW) | 2021

Tốc độ tăng x v s s ô s %/năm Năm 2016 Năm 2017 Năm 2018 Năm 2019 Năm 2020 Năm 2021 (BC STT TINH điều chỉnh) A P A P A P A P A P A P 2016- (GWh) | (MW) | (GWh) | (MW) | (GWh) | (MW) | (GWh) | (MW) | (GWh) | (MW) | (GWh) | (MW) 2021

2 | Binh Phước 14880 | 2400 | 18496 | 3146 | 21687 | 365.0 | 25427 | 424.1 | 29814 | 4923 | 3,482.2 s¡¡ | 18344 6 | Bình Thuận 19109 | 4845 | 22688 | 595.0 | 2629.5 | 687.6 | 3,047.5 | 7940 | 35320 | 9174 | 40371 | 10468 | 16142 7 |BR VũngTàu | - + oo | 926.0 | 57791 | 10762 | 67905 | 12645 | 79788 | 144858 | 9375.1 | 17458 | 107814 | 1òz2 | 19992 8 | Ca Mau 11415 | 205.7 | 13809 | 2447 | 15687 | 274.5 | 1,782.0 | 3019 | 20243 | 341.2 | 2291.6 384.5 | 14-96%

Tốc độ tăng x v s s ô s %/năm Năm 2016 Năm 2017 Năm 2018 Năm 2019 Năm 2020 Năm 2021 (BC

STT TINH điều chỉnh) A P A P A P A P A P A P 2016- (GWh) | (MW) | (GWh) | (MW) | (GWh) | (MW) | (GWh) | (MW) | (GWh) | (MW) | (GWh) | (MW) | 2021

Nhận xét: Từ bảng tổng hợp nhu cau phu tai cua 21 tinh phia Nam theo phương an cơ sở và phương án cao nhận thay:

* Theo Phuong an cơ sở:

Bảng 4.2.2.3-1: Chỉ tiờu DTP và Pmax 2ẽ tinh giai đoạn 2016-2021

Tốc độ tăng giai đoạn 2016-2021: 10.4%

- Công suất cực đại Pmax toàn SPC năm 2016 đạt 8,698 MW và đến 2021 đạt khoảng 14,255 MW, với tốc độ gia tăng trung bình giai đoạn 2016-2021 khoảng 10.4%/năm Tốc độ tăng trưởng ĐTP giai đoạn 2016-2021 đạt trung bình khoảng

- Ở phương án cơ sở, ngoại trừ tinh Kiên Giang, tốc độ du báo tăng trưởng DTP giai đoạn 2016-2021 hầu hết các tỉnh đều thấp hơn dự báo trong qui hoạch được duyệt đạt tốc độ trung bình 11.1%/nam.

Qua dự báo, ngoại trừ các tỉnh: Bình Thuận, Cà Mau, Cần Thơ, Kiên Giang, Ninh Thuận, Trà Vinh va Đồng Nai, tốc độ tăng trưởng điện thương phẩm của các tỉnh còn lại ở giai đoạn 2016 — 2020 đều thấp hơn so với giai đoạn 2011 — 2016.

Nguyên nhân chính là do:

- Tốc độ dự báo tăng trưởng GDP của các tỉnh giai đoạn 2016 — 2020 đều thấp hơn so với giai đoạn 2011 — 2015 Một số dự án công nghiệp có mức sử dụng điện cao đã và đang được triển khai đưa vào hoạt động trong giai đoạn 2011 — 2015 sẽ tiếp tục khai thác và mở rộng diện tích/qui mô làm mức tiêu thụ điện cho công nghiệp — xây dựng tiếp tục gia tăng trong vải năm tới nhưng không có nhiều đột biến như giai đoạn 2011-2015.

- Riêng điện cho tiêu dùng dân cư dự báo sẽ không tăng trưởng cao như trong giai đoạn 2010 — 2015, do các năm vừa qua trên địa bàn EVN SPC đã triển khai hàng loạt dự án điện khi hóa đưa điện về nông thôn bang cac nguồn vốn ngân sách và các nguồn vốn vay như ADB, WB, KFW dẫn đến ty lệ số hộ sử dụng điện ở các tỉnh tăng cao, hầu hết đều trên 94% - 95%, nên trong các năm tới, tý lệ số hộ được cấp điện mới sẽ tăng thêm nhưng sẽ không cao như giai đoạn vừa qua.

- Ngoài ra do hiện tượng biến đổi khí hậu gây năng nóng kéo dài liên tục trong vài năm gần đây cũng là nguyên nhân chính làm gia tăng tốc độ DTP thành phan tiêu dùng dân cu Tuy nhiên thời điểm này đã bước vào giai đoạn cuối của hiện tượng El nino gây ra các hiện tượng khí hậu cực đoan như thời gian qua Do đó kỳ vọng sẽ không còn tiếp diễn các kỳ nắng nóng kéo dài liên tục diễn ra ở các năm tới.

Bảng 4.2.2.3-2: Bảng Chỉ tiêu DTP và Pmax 21 tinh giai đoạn 2016-2021

- Công suất cực đại Pmax toàn SPC năm 2016 đạt 8,698 MW và đến 2021 đạt khoảng 17,632 MW, với tốc độ gia tăng trung bình giai đoạn 2016-2021 khoảng 15.18%/năm Tốc độ tăng trưởng ĐTP giai đoạn 2016-2021 đạt trung bình khoảng

- Ở phương án cao, với kỳ vọng nền kinh tế tăng trưởng cao và khởi sắc khi Việt Nam tham gia các hiệp định thương mại như TPP, cùng với xu hướng nên kinh tế đang dần hồi phục trong một vải năm gần đây, các khu - cụm công nghiệp của các tinh sẽ đi vào hoạt động đúng tiến độ va đảm bảo độ lắp đây điện tích cho thuê theo qui hoạch được duyệt đặt ra ban đầu Do đó các tỉnh có nền công nghiệp phát triển sẽ CÓ tốc độ tăng DTP cao hơn so với phương án cơ sở, đặc biệt là các tỉnh khu vực miền Đông, các tỉnh trọng điểm vùng kinh tế phía Nam như: Bà Rịa — VũngTàu, Bình Dương, Đồng Nai, Long An, Tây Ninh.

CÁC BÀI TOÁN ORPD DIEN HÌNH

3.1 GIỚI THIỆU Điều phối tối ưu công suất phản kháng (ORPD) là để xác định những biến số điều khiển như độ lớn điện áp máy phát, ngắt bộ bù VAR và bộ điều chỉnh máy biến áp để hàm mục tiêu của bài toán đạt cực tiểu trong khi thỏa điều kiện ràng buộc của 1 một bộ phận và hệ thống Trong van dé của ORPD mục tiêu có thể là tong ton that cong suất, sự chênh lệch điện áp tại nút tải cho việc cải thiện biên dạng điện áp hoặc hệ số ôn định điện áp để nâng cao độ ồn định điện áp ORPD là một bài toán tối ưu phức tạp với phạm vi lớn cùng với mục tiêu không tuyến tính và những điều kiện ràng buộc Trong vận hành hệ thống điện vai trò chính của ORPD là duy trì điện áp nút tải trong giới hạn của nó để cung cấp những dịch vụ chất lượng cao đến khách hàng.

Bài toán đã được giải quyết bởi nhiều công nghệ khác nhau qua phép đo khoảng cách từ những phương pháp thông thường đến những phương pháp thông minh nhân tạo cơ bản Một vài phương pháp thông thường đã được áp dụng giải bài toán này như lập trình tuyến tinh (LP), lập trình hỗn hợp số nguyên (MIP), phương pháp điểm bên trong (IPM), lập trình động (DP), lập trình bậc hai (QP) Những phương pháp này được dựa trên sự nối tiếp tuyến tính hóa và sử dụng gradient như tìm phương hướng Những phương pháp tối ưu thông thường thực sự có thể phân phối với bài toán tối ưu xác định được hàm mục tiêu bậc hai và những điều kiện ràng buộc khác nhau Tuy nhiên chúng có thé bị sự cố ở bài toán ORPD cực tiểu cục bộ với bội số nhỏ nhất Gần đây, những phương pháp tìm kiếm theo phỏng đoán đã trở nên phố biến dé giải quyết các vấn đề ORPD do thuận lợi của việc thực hiện đơn giản và khả năng tìm thấy gần với giải pháp tối ưu cho vẫn đề tối ưu hóa phức tạp Nhiều phương pháp theo phỏng đoán đã được áp dung dé giải quyết các van dé như lập trình tiễn hóa (EP), thuật toán di truyền (GA), thuật toán tối ưu bay kiến(ACOA), khác biệt tiễn hóa (DE), tìm kiếm song hài (HS), Những phương pháp có thé cải thiện các giải pháp tối ưu cho van đề ORPD so với phương pháp thông thường nhưng với hiệu suất tương đối chậm Trong số các phương pháp tìm kiếm theo phỏng đoán, tối ưu bay dan (PSO) là một trong những phương pháp pho biến nhất để giải quyết các van dé ORPD bao gồm nhiều phương án như nhiều nhân tố dựa trên PSO, nâng cao PSO, song song PSO, Phương pháp PSO nói chung thực hiện đơn giản, khả năng tìm kiếm mạnh hơn, và hiệu suất nhanh hơn so với phương pháp tìm kiếm theo phỏng đoán khác, dẫn đến chất lượng giải pháp cho các vấn đề tối ưu hóa được cải thiện đáng kể Ngoài những phương pháp duy nhất, phương pháp lai cũng đã được triển khai rộng rãi để giải quyết các vấn đề như lai GA, lai EP, lai PSO, dé tận dụng những ưu điểm của các phương pháp duy nhất Các phương pháp lai thường có được chất lượng giải pháp tốt hơn so với các phương pháp duy nhất nhưng chúng cũng bị thời gian tính toán dài hơn.

3.2 BÀI TOÁN ORPD ĐA MỤC TIỂU:

Mục tiêu của ORPD có thé là cực tiểu tốn that công suất, sự chênh lệch điện áp tại nút tải cho việc cải thiện biến dạng điện áp hoặc hệ số 6n định điện áp để nâng cao độ ôn định điện áp.

Trong vận hành sau khi phân bố công suất tác dụng đã được xác định thì bài toán ORPD được sử dụng để cực tiểu tốn thất công suất tác dụng đồng thời đảm bảo điện áp tại các nút trong hệ thống nam trong phạm vi cho phép.

Bài toán ORPD góp phần làm giảm lượng công suất phản kháng truyền tải, giảm ton thất công suất tác dung và giảm tải cho các thiết bị và hệ thông.

Các vẫn đề được xây dựng như sau:

Min F(x,u) (3.2.1) Điêu kiện ràng buộc: g(x,u) = 0 h(x,u) < 0

Với ứ(x,u) là cỏc ràng buộc băng nhau và đại diện cho phương trỡnh cõn bang công suất. h(x,u) là các ràng buộc không băng nhau bao gồm điện áp, công suất phan kháng của máy phát phải nam trong giới han cho phép va ràng buộc về chỉnh định nac MBA dam bảo độ an toàn của hệ thống.

Trong đó hàm mục tiêu F(x,u) được thể hiện băng một trong các dạng như sau:

‹ Ton thất công suất tác dung:

F(x,u) = P ¢ Độ lệch điện áp tại tai nút tải để cải thiện biến dạng điện áp:

Với giá trị V,” xác định trước giá trị tham chiếu tại nút tai i, mà thường được thiết lập đến 1.0 pu.

‹ Chỉ số ôn định điện áp cho nâng cao ồn định điện áp:

F(x,u) = Ly, = max{1, };¡ = L ,.N, (3.2.4) Đối với tất cả các xem xét mục tiêu đặc trưng, các vector cua biến phụ thuộc x biểu diễn bởi: x=|O,, ,x ViveesVin, s51 oS, (3.2.5)

Biến phụ thuộc bao gồm công suất phản kháng của máy phát, điện áp thanh cái tải va công suất trên đường dây truyền tải.

Và vector của các biến điều khiến u biéu diễn bởi: u =[V, Vạy Tyo Ty, Qos v- Quy, F (3.2.6)

Biến điều khiến bao gồm điện áp thanh cái máy phát, chỉ số chỉnh định MBA và công suất phản kháng của các tụ bù.

Van dé bao gồm điều kiện ràng buộc của phương trình và bất phương trình như sau:

Hàm ràng buộc bằng nhau Phương trình dòng công suất tác dụng và công suất phản kháng tại nút tải:

P„— Pụ,= VY, IG, cos(ổ, — ở,)+ B, sin(6, - ổ,)| 32) sẻ i=1 N,

Q,, — 0: — VV, IG, sin(ở, 7 6;) 7 B, cOS(ở, 7 oF ) ial (3.2.8)Np i=1 ,N,

Ham ràng buộc không bang nhau - Điện áp và giới hạn công suất phản kháng tại nút máy phát:

Qa i min S Qe: SỞ vi =L N, (3.2.10)

- Giới han kha năng đóng ngắt cho dãy tu bù ngang:

Cua Š Qei Š Qei mag 31 =Í, N, (3.2.11) - Điều kiện rang buộc nắc chuyén điện áp của máy biến áp: đơn S12 STi ax 3K = Lees N, (3.2.12)

- Điều kiện ràng buộc an toàn cho điện áp tai nút tai va đường day truyên tải:

Myằ Thông số cài đặt của thuật toán PGPSOCF - Số cá thể NP = 10

- Số bước lặp tối đa Itmax = 200 - Hệ số thành phan nhận thức và thành phan xã hội cl, c2; hệ số giới hạn vận tốc lơn nhất R.

- Hệ sô phạt ràng buộc chung cho tât cả các ràng buộc cân băng công suât, đường dây truyền tải, điện áp nút máy phát, chỉ số chỉnh định MBA K=1.000.000.

Kết qua so sánh phương pháp ORPD_PGPSOCE cho mạng

JEEE-30 nút với hàm mục tiéu ton that công suat so với tài liệu tham khảo

PSO- PSO- HPSO-

Cực tiểu độ lệch điện ap Ở nut tai dé cai thién bién dang dién ap

> Thông số cai đặt của thuật toán PGPSOCF - Số cá thé NP = 10

- Số bước lặp tối đa Itmax = 200

- Hệ số thành phan nhận thức và thành phan xã hội cl, c2; hệ số giới hạn vận toc lon nhat R.

- Hệ số phạt rang buộc chung cho tat cả các ràng buộc cân bang công suất, đường dây truyền tải, điện áp nut máy phát, chỉ sô chỉnh định MBA K=1.000.000.

Kết qua so sánh phương pháp ORPD_PGPSOCE cho mạng

IEEE-30 nút với hàm mục tiêu độ lệch điện áp so với tài liệu tham khảo

Phương pháp TVACH 9 rVACII9] ABC|20] | PGPSOCF

Min VD 0.121 | 0.1136 | 0.0992 | 0.1253 Avg VD 0.1529 | 0134 | 0187 | 0.1377 Max VD 0.1871 | 0.1615 | 04394 | 0.3674 Std.dev VD 0.0153 | 00103 | 00718 | 0.0346 Ploss (MW) 53829 | 5.7269 | 54582 | 5.84

Desktop Window Help Edit View Insert Tools

VD mạng IEEE-30 nút én cua bién so ^ ân suat xuât hi

Desktop Window Help Edit View Insert Tools

.———~~~ -~~~-~-~~-2~~~-~-~~~-l -======EL=======L~ ~~-=-l - — beeen eee ee ee ee, Se es aes

[~~~~~~~ ee a xxx ~x~x~x~xƑr~z~x~x~x~x~x~xT~x~x~x~x~x~~"bee eee ằầÁiD

' ' ' ' ' ' be eee ewe Se ee ee ee

' ' ' ' 1 Ũ' ' ' 1 1 ' ee ee —. - owe eee Monee ee a

' ' ' 1 1 1' ' ' 1 1 '' ' ' ' ' '' ' ' 1 1 ' peeeeeee qe eee eee gee eee se apwee sees epeeeeeeepeseseee Fe eeceegeq

Jee H- Joe we nnne .- - + #o oo`J ` eer rr Trt?) em m mm em mm men đề m em m em cm m m m em mm -

Lí====== dd ===x=x===a.d===m=m=m=m=xmlS===m=m=m==GSẰ==K=Km=Km=j=j=LâKẰĂjK=j=j=j=Kj=~=l-==ô-l. ẰĂô

' ' ' ' ' ' peewee eee ge sees ee gee see sec epe es ees epeeceseeepeseesee Fees Geese be eee eae dewwwweedaeeeee else ww we web ewww ee ohbaowow ooo olan =,

B—=====~= d======d=======al====m==m==lb===m=m=== k—== -+ - — oOoSe d~-~~~~~~ -——————=—k~~=~=~, ee ee oe eo Lan mm ee en nn mv mang

' 1 ' l “Add c.—————r Š T Ty ———————- A2A bee eeeee deme eeeedcceeccee else eee eecbooceceec oe ob aoc oeohbaawcccaoa ' ' ' '

' '' Ũ' ' pm a ne a ~~ 4 ~~ - - ee ee te 4

' ' ' ' '' ' ' ' '' 1 '' ' ' ' ' '' 1 '' 1 1 lL L l1 l1 l l “> co ~ wo w st om N ơ

Oo Oo o Oo o Oo Oo Oo uoljoun} SS8U]I -

VD mạng IEEE-30 nút én số

Hình 6.2.2.2-2: Sự hội tụ của hàm cực tiêu bi

Nhận xét: Từ kết quả tính toán thay răng thuật toán IPSO cho kết qua tốt hon thuật toán PSO, ABC Độ lệch chuẩn điện áp khi áp dụng thuật toán IPSO là 0.0346 thấp hơn so với độ lệch chuẩn của thuật toán ABC là 0.0718 Thời gian tính toán của thuật toán IPSO là 11.261 giây cũng nhanh hon so với ABC là 11.747 giây.

Ngoài ra, các chỉ tiêu chỉ số ốn định điện áp (Limax = 0.1469) cũng cho kết qua thấp hơn các thuật toán còn lại.

6.2.3.3 Cực tiểu chỉ số 6n định điện ap nham nang cao độ ồn định điện ap

> Thông số cai đặt của thuật toán PGPSOCF - Số cá thể NP = 10

- Số bước lặp tối đa Itmax = 200 - Hệ số thành phan nhận thức và thành phan xã hội cl, c2; hệ số giới hạn vận tốc lơn nhất R.

- Hệ số phạt ràng buộc chung cho tất cả các ràng buộc cân bằng công suất,đường dây truyền tải, điện áp nút máy phát, chỉ số chỉnh định MBA K=1.000.000.

Kết quả so sánh thuật toán ORPD_PGPSOCEF cho mạng IEEE- 30 nút với hàm mục tiêu chỉ số 6n định điện áp Limax so với tài liệu tham khảo

Phương pháp TVAC T 9] TVACLI9| ABC[20] | PGPSOCF

Min Lax 0.1246 0.1261 0.1247 0.1251Avg Limax 0.1262 0.1275 0.1296 0.1267Max Limax 0.1293 0.1287 0.1545 0.1398Std.dev Limax 0.0009 0.0006 0.0049 0.0021Ploss (MW) 4.8599 5.2558 4.7359 4.87524VD 1.9174 1.683 2.1461 1.9749Avg CPU time (s) 13.39 13.05 15.76 14.576

[ = II ee eee ee ee See

; +" ~ bl | + keeeeeeeeeeeeee Eeeee=erdeeeeeeee al S jy) | |HM HA 4 mm. aa) ¡| ý 15 wy Bye An — —.

2 | a | as) § 2 | fii] NET TU: ằ = ° + S C77777 nụn] Ð li sé 2 | Fn fe NHI PIII linh ene og z | on || 3 ra S —- ma —ơ- ‡eeeeeeee a a

3 ra = _ 18 a E - g ra = a ' ' ' ' ' b có là cy = Pw en nap mn nn nm mn ee ee a ee ee em me pm Bam mm mm § ° | og == § my =) gif) - Iie Mie ^ -—-

H ? a2ueleadde jo Á2uanba! 3,| 0 = = v | œ) |ằ uoljouny SS8UII -

Hình 6.2.2.3-2: Sự hội tụ của hàm cực tiêu bi

Nhận xét: Từ kết quả trên thay rằng thuật toán IPSO cho kết quả tốt hơn thuật toán PSO, ABC Độ lệch chuẩn 6n định điện áp khi áp dụng thuật toán IPSO là 0.0021 thấp hơn so với độ lệch chuẩn của thuật toán ABC là 0.0049 Thời gian tính toán của thuật toán IPSO là 14.576 giây cũng nhanh hơn so với ABC là 15.76 giây.

Ngoài ra, các chỉ tiêu tổng độ lệch điện áp (VD = 1.9749) cũng cho kết quả thấp hơn các thuật toán còn lại.

6.3 UNG DUNG TREN HE THONG ĐIỆN MIEN NAM (VIET NAM)

Ap dụng cho hệ thống điện Miền Nam - Việt Nam có 1015 bus va hon 1188 nhánh, 101 nguồn phat, 115 máy biến áp, dung lượng bù 151.86MVAr.

Giới hạn trên và giới hạn dưới của điện áp là 1.1 pu và 0.93 pu Giới hạn trên và giới hạn dưới của bộ điều chỉnh tap máy biến áp là 1.05 pu và 0.95 pu Các tap điều chỉnh điện áp máy biến áp và đóng cắt bank tụ bù bù theo từng tap tương

và 0.IMVAr|{ 18]

1 bus number (positive integer) 2 bus type

PV bus =2 reference bus =3 isolated bus =4 Pd, real power demand (MW) Qd, reactive power demand (MVAr) Gs, shunt conductance (MW demanded at V = 1.0 p.u.) Bs, shunt susceptance (MV Ar injected at V = 1.0 p.u.) area number, (positive integer)

\â @ ~ơI1l Œ NM + W Va, voltage angle (degrees)

(-) (bus name)10 baseKV, base voltage (kV)11 zone, loss zone (positive integer)

% (+) 12 (+) 13 maxVm, maximum voltage magnitude (p.u.) minVm, minimum voltage magnitude (p.u.) Generator Data Format

N nA + WH WL Pg, real power output (MW)

Qg, reactive power output (MV Ar) Qmax, maximum reactive power output (MVAr) Qmin, minimum reactive power output (MVAr) Vg, voltage magnitude setpoint (p.u.)

(-) (remote controlled bus index) 7 mBase, total MVA base of this machine, defaults to baseMVA (-) (machine impedance, p.u on mBase)

(-) (step up transformer impedance, p.u on mBase) (-) (step up transformer off nominal turns ratio)

delay

% (-) (Gf, shunt conductance at from bus p.u.)

% (-) (Bf, shunt susceptance at from bus p.u.)

% (-) (Gt,shunt conductance at to bus p.u.)

% (-) (Bt, shunt susceptance at to bus p.u.)

% 11 initial branch status, 1 - in service, 0 - out of service

% (2) 12 minimum angle difference, angle(Vf) - angle(Vt) (degrees)

% (2) 13 maximum angle difference, angle(Vf) - angle(Vt) (degrees)

% (The voltage angle difference is taken to be unbounded below

% if ANGMIN < -360 and unbounded above if ANGMAX > 360.

% If both parameters are zero, it is unconstrained.)

6.3.2 Sơ đồ địa dư hệ thống điện miền Nam:

(Chi tiết xem bản vẽ hệ thống điện miền Nam AI) 6.3.3 Sơ đồ đơn tuyến hệ thống điện miền Nam:

(Chi tiết xem bản vẽ hệ thống điện miền Nam A1)

6.3.4 Dir liệu đầu vào (chi tiêt xem phan phụ luc B1):

6.3.4.4 Dữ liệu PgiU, Qmax, Omin:

6.3.5 kết quả nghiên cứu của hệ thong điện miền Nam (Việt Nam)

6.3.5.1 Hàm cực tiểu ton that công suất

> Thông số cài đặt của thuật toán PGPSOCF

Số bước lặp tối đa Itmax = 300.

Số lần lặp thuật toán = 15.

Hệ số thành phần nhận thức và thành phan xã hội cl, c2; hệ số giới hạn vận tốc lơn nhất R.

Hệ sô phạt ràng buộc chung cho tât cả các ràng buộc cân băng công suât, đường dây truyền tải, điện áp nút máy phát, chỉ số chỉnh định MBA

Kết quả tính toán cua phương pháp ORPD _PGPSOCE cho hệ

thống điện miền Nam- Việt Nam với hàm mục tiêu cực tiểu tốn thất công suất.

Maximum error reactive gen : -0Maximum error transmission ; -0Maximum error voltage : -0Total iterations : 300Voltage stability index-Limax : 0.601658Voltage deviation-SdVli 34.8776Total power loss (MW) : 267.2518Total time (s) : 4008.04Min total power loss (MW) : 267.2518Average total power loss (MW) : 280.0066Max total power loss (MW) : 292.9474Standard deviation (MW) : 74710Avergae CPU time (s) : 4000.808

File Edit View Insert Tools Desktop Window Help TM ứw||%%ứđœz-|ó|ủm|am

Hình 6.3.5.1-1: Biêu do tân suât xuât hiện của biên sô Pioss hệ thông điện miền

Nam- Việt Nam ao Figure 2 So")

File Edit View Insert Tools Desktop Window Help TM nứjsl|Ih.SsS#Đ%%&z-ió|ủntiiam x 40° Max = 508701827.2263, Min = 267.2518

6 Tớ Tớ H ' LÔ ng ' ' ` ' re ơ ' ' ob ' ' sor ơ

' ' ob tenes ' ' ee ' ee 1 111 ' ' Am ee ee ee ee qr ttc cre r“rơ-rrT- ơ ' ' ơ ' ' i ơ ' ' ' '

' ene ' ' ' ' 1 1 111 ' ' ' pee 1 eS ee ee ee ee ee ee ee Ã ====== daw wo ole ô ole k Thông số cai đặt của thuật toán PGPSOCF

— Số bước lặp tôi đa Itmax = 300.

— Số lần lặp thuật toán = 15.

— Hệ số thành phan nhận thức và thành phan xã hội cl, c2; hệ số giới hạn vận tốc lơn nhất R.

— Hệ số phạt ràng buộc chung cho tất cả các ràng buộc cân bang công suất, đường dây truyền tải, điện áp nút máy phát, chỉ số chỉnh định MBA

Kết qua tinh toán của phương pháp ORPD_PGPSOCE cho hệ

thông điện miễn Nam- Việt Nam với hàm mục tiêu Cực tiêu độ lệch điện áp

Maximum error reactive gen : -0Maximum error transmission : -OMaximum error voltage : -0Total iterations : 300Voltage stability index- Limax : 0.669739Voltage deviation-SdVli : 8.7173Total power loss (MW) : 441.757Total time (s) : 4085.09Min total VD : 8.7173Average total VD : 9.5494Max total VD : 10.1284Standard deviation) : 0.4055Avergae CPU time (s) : 4073.280 ị Bi] Figure 1 l mm &

File Edit View Insert Tools Desktop Window Help

Hình 6.3.5.2-1: Biểu dé tan suất xuất hiện của biến số VD hệ thống điện miền

File Edit View Insert Tools Desktop Window Help TM nứwà|h|%s ?đz-iainmiam

' ' ' ' oe t1 ' ' ' ' ' ' ' ' ' et oe ' ' ' ' ' ' ' ' ' eo t1 ' ' ' ' ' x 10° Max = 1260467329.1289, Min = 8.7173

T T TT Tư " lữ mHưea| xí Thổ TC Ti T ' ' LÔ ng ' ' LÔ teeue ' ' more

Hình 6.3.5.2-2: Sự hội tụ của ham cực tiểu biến số VD hệ thống điện miền Nam-

Nhận xét: Từ kết quả trên cho thấy răng với hệ thống tương đối lớn, thuật toán PGPSOCF cho kết qua khá tốt: cực tiểu chỉ số bién đổi điện áp (VD=8.7173); Độ lệch chuẩn điện áp khi áp dụng thuật toán PGPSOCF (0.4055) Trong khi đó các ràng buộc điện áp máy phát, nút chỉnh định máy biến áp đều thỏa mãn

6.3.5.3 Cực tiểu chỉ số 6n định điện ap nham nang cao độ ồn định điện ap

> Thông số cai đặt của thuật toán PGPSOCF

— Hệ số phạt ràng buộc chung cho tất cả các ràng buộc cân bang công suất, đường dây truyền tải, điện áp nút máy phát, chỉ số chỉnh định MBA

Kết qua tính toán của phương pháp ORPD_PGPSOCF cho hệ

thong điện miễn Nam- Việt Nam với hàm mục tiêu Cực tiêu chỉ sô ôn định điện áp

Maximum error reactive gen : -0Maximum error transmission ; -OMaximum error voltage : -0Total iterations : 300Voltage stability index -Limax : 0.5720Voltage deviation -SdVli : 29.2901Total power loss (MW) : 439.138Total time (s) : 86009.81Min total Limax : 0.5720Average total Limax : 0.5804Max total Limax : 0.5901Standard deviation : 0.0052Avergae CPU time (s) : 83849 849

File Edit View Insert Tools Desktop Window Help b mnứjslh|*%S#đœ&œz-|ọ|ủEiiam

Max = 921794796.0137, Min = 0.57204 had wo mH

Hình 6.3.5.3-1: Biêu do tân suât xuât hiện của biên sô Limax hệ thông điện miền

File Edit View Insert Tools Desktop Window Help TM + | : = sm = 1đỉÀids|h|SS4?9z-Ăó|ủn3iam x 10° Max = 921794796.0137, Min = 0.57204 10 ' 1 LÔ ng 1 H LÔ T1 Í 1 1 1

9 oe 3 — ' ' ‘ - ơ -r r : ere ie tàn nhan ng teeth ia cia i Oak 8 a a a

7 Li ca _ ` t tà tl i - 3 h -+ ' ene

Ss 6 HS A F4 oc see Hn ' h ' ' h pene ' ' ' ' ' pee s " Poi - 5 ewer "ni eee ee r rơ rTr1~ - ar c r T r~ rw

L_ ' see ' 3 sa ——— TS ———-——.-.- ranh tên - dee - + Tiên

2 ewe rrr i eee eee ee r rơ^~FrT1~ - ơ cr evT ro r1ơ

Hình 6.3.5.3-2: Sự hội tu của hàm cực tiểu biến số Limax hệ thống điện miền

Nhận xét: Từ kết quả trên cho thấy răng với hệ thống tương đối lớn, thuật toán PGPSOCE cho kết quả khá tốt; cực tiêu chỉ số 6n định điện áp (Limax=0.5720); độ lệch chuẩn ồn định điện áp khi áp dụng thuật toán PGPSOCE (0.0052) Trong khi đó các ràng buộc điện áp máy phát, nút chỉnh định máy biến áp đều thỏa mãn.

6.3.6 Tong hợp kết qua tính toán cho hệ thống điện Miền Nam — Việt Nam

Tổng hợp kết quả tính toán cho hệ thong điện Miền Nam — Việt Nam

Giỏ trị = Ham fae ơỡ —

Muc tiéu nho nhat 267.2518 8.7173 0.5702 Muc tiéu trung binh 280.0606 9.5494 0.5804

Mục tiêu lớn nhất 292.974 10.1284 0.5901 Độ lệch chuẩn (MW) 744710 0.4055 0.0052

Poss (MW) - 441.757 439.138 VD 34.8776 - 29.2901 Limax 0.6017 0.6697 - Thoi gian tinh (s) 4008 4073 83849

Kết quả tính toán cho hệ thống điện Miền Nam dùng IPSO cho các ham mục tiêu khác nhau gồm ton thất công suất, tong độ lệch điện áp nut tai va chỉ số ôn định điện áp được cho trong Bảng 6.3.6.

Các kết quả tinh toán cho thấy thuật toán IPSO có kha năng tim được lời giải tố ưu cho hệ thống lớn trong các trường hợp khác nhau.

6.3.7 kiểm chứng kết qua tinh ton thất công suất cho hệ thong điện Miền Nam - Việt Nam

Kết qua tính toán theo Phân mêm PSSE

PTT INTERACTIVE POWER SYSTEM SIMULATOR PSS®E 0415

TO GNE BUS DEVICES QO. me 0

AREA TOTALS IN MW/MVAR

-NET INTERCHANGE- TO TO TIE TO TIES LOSSES LINES + LOADS 97.5 -7570.7 -6807.9 344.3 -461.4 -170.6

(Chỉ tiết Ploss từng nút xem bảng PHU LUC 6)

Hiện nay, van dé được quan tâm và chú trọng tổn thất công suất và 6n định điện áp truyền tải Theo số liệu vận hành thì tốn thất công suất truyền tải vào khoảng 8-9% hệ thống truyền tải lưới 500kV -110kV Đặc biệt là áp dụng vào HETHONG ĐIỆN MIEN NAM - VIỆT NAM.

Kết quả so sánh tính toán Ploss của thuật toán ORPD_PGPSOCF với tính toán Ploss từ phần mềm PSS/E cho hệ thống điện miền Nam- Việt

APioss (MW) 4.6482 mĩ năng giảm 27.8892

Nhận xét: Theo kết quả tính toán - so sánh ta thấy, cực tiểu ton thất công suất cho kết quả tốt hơn khi tính bang PSSE Tén thất lưới điện sẽ giảm đi 27.8892 (GWh) với 7„„„„ = 6000 h, sẽ tiết kiệm được chi phí vận hành cũng như chi phí lắp đặt thiết bị bù trên lưới đáng kê.

6.3.8 Mô phóng ứng dụng trên hệ thống điện có cả phan trung thé cấp điện áp

22kV khu vực miễn Nam — Việt Nam.

— Áp dung cho hệ thống điện miễn Nam - Việt Nam (tính đến lưới 22kV) Hệ thống có khoảng hơn 2300 bus và hơn 2400 nhánh.

— Giới hạn trên và giới hạn dưới của điện áp là 1.05 pu và 0.95 pu Giới hạn trên và giới hạn dưới của bộ điều chỉnh tap máy biến áp là 1.05 pu và 0.95 pu Các tap điều chỉnh điện áp máy biến áp và đóng cắt bank tụ bù bù theo từng tap tương ứng 0.01pu và 0.IMVAr.

> Thông số cài đặt của thuật toán PGPSOCF

— Hệ sô phạt ràng buộc chung cho tat cả các ràng buộc cân băng công suat, đường dây truyền tải, điện áp nút máy phát, chỉ số chỉnh định MBA

Kết quả tính toán phương pháp ORPD_PGPSOCE cho hệ thong điện miền Nam- Việt Nam với hàm mục tiêu ton thất công suất

Maximum error reactive gen : -0 Maximum error transmission : -0 Maximum error voltage : -0 Total iterations : 2500 Voltage stability index-SdVli : 31.2735 Voltage deviation-Limax 0.7243 Total power loss (MW) : 1300.6786 Total time (s) : 281398.94

File Edit View Insert Tools Desktop Window Help ằ àứds|à|%S?9Ê@z-|3|,đt3.am x10 Max = 20143073.9448, Min = 5476.1145 25 T t Tttitit

Hình 6.3.8: Sự hội tụ của ham cực tiểu biến số Ploss hệ thống điện miền Nam-

Nhận xét Từ kết quả trên cho thấy răng với hệ thống tương đối lớn, thuật toánPGPSOCE cho kết quả khá tốt; Cực tiểu ton thất công suất thực khi áp dụng thuật toán PGPSOCF (1300.6786 MW) Ngoài ra, các chỉ tiêu biến dạng điện áp(VD=0.7243) cũng cho kết quả khá tốt Trong khi đó các ràng buộc điện áp máy phát, nút chỉnh định máy biến áp đều thỏa mãn.

KET LUẬN - HUONG PHÁT TRIEN DE TÀI

7.1 KẾT LUẬN Luận văn trình bày phương pháp IPSO giải bài toán điều độ công suất phản kháng tối ưu trong hệ thống điện Luận văn đã trình bày có hệ thống, rõ ràng, mạch lạc trong từng mạng điện cụ thể đã so sánh, nhận xét, đánh gia VỚI nhiều phương pháp khác nhau dé khang định tính chính xác và tin cậy của kết quả đạt được trong luận văn.

Thông qua kết quả đạt được, phương pháp IPSO đã thành công trong việc tìm điểm hội tụ với tốc độ tương đối nhanh cũng như hiệu quả của phương pháp trong việc giải bài toán tối ưu.

Mặc dù luận văn chỉ áp dụng trên mạng điện chuẩn IEEE-30 nút và HỆ THONG ĐIỆN MIEN NAM - VIỆT NAM nhưng với khả năng của phương pháp trong việc giải những bài toán có hàm mục tiêu phức tạp, không khả vi, có các biến số rời rac và phương pháp không bị hạn chế bởi số lượng nút hay bai toán có cau trúc phức tạp hơn Do đó, giải thuật này hoàn toan có thé áp dung trong hệ thống điện có số nút lớn hơn.

Kết ơ tớnh toỏn cho thay k khả năng linh hoạt, mạnh mẽ của phương phỏp cách dễ dàng | so với các phương pháp khác Tuy nhiên, phương pháp IPSO cũng gặp một số nhược điểm giống như các phương pháp trí tuệ nhân tạo khác là kết quả tính toán phụ thuộc nhiều vào thông số cài đặt thuật toán và kinh nghiệm người lập trình do đó mat rất nhiều thời gian dé thử nghiệm và tìm ra kết quả tối ưu.

Phương pháp IPSO có nguyên lý cơ bản rõ ràng, giúp người đọc dé dang nam bắt nhưng rất khó khi áp dụng vào một bài toán cụ thé vì co sở toán hoc của phương pháp còn chưa vững chắc và thường gặp một số khó khăn sau:

- Phương pháp mã hóa các biến với số lượng cá thé không phù hop.

- Cách thức và loại bién cần phải mã hóa trong từng bài toán cụ thé.

- Thông số cài đặt phương pháp như: số cá thé trong quan thể, số lượng nguôn thức ăn và giới hạn về nguồn thức ăn.

- Cách thiết lập hàm mục tiêu phù hop.

7.2 NHỮNG DONG GOP CUA DE TÀI VÀO HE THONG ĐIỆN MIEN NAM - VIET NAM s%*_ Vệ mặt kinh tế:

- Giảm chi phi cho việc lắp đặt các thiết bi và các trạm bu công suất kháng tiêu thụ. s%* Về mặt kỹ thuật

- Giảm tôn that công suât thực, điện áp va tăng khả năng truyện tải với công suât, điện áp tôi ưu.

- Tối ưu công suất kháng truyền tải dé nâng cao độ tin cậy, an toàn và 6n định trong cung cấp điện cho lưới điện 21 tỉnh thành phía Nam, khắc phục tình trạng quá tải cục bộ, đáp ứng tốt hơn yêu cầu cung cấp điện cho khách hàng sử dụng điện.

- Điều hòa được lượng công suất kháng tại nút cũng như tăng tính ồn định điện áp tại nút.

- Từ đó sẽ giảm chi phi lap đặt các tụ bù, máy bi trên lưới đảm bảo vận hành hệ thông theo thong tư 15/2014/TT-BCT ban hành ngày 28/5/2014 của Bộ Công thương qui định về mua, bán công suât kháng.

7.3 HƯỚNG PHÁT TRIEN CUA DE TÀI

Từ những kết qua đạt được và các ưu nhược điểm của luận văn đã nêu ở trên, tôi đưa ra hướng phát triển tiếp theo của dé tài góp phần hoàn thiện phương pháp

IPSO để giải bài toán tối ưu ngày cảng tốt hơn:

- Giải bài toán ORPD ứng dụng vào mạng điện có số lượng nút lớn hơn như lưới điện có cả phần trung thế 22kV (đây là phần có tốn thất điện năng lớn nhất trên lưới hiện nay) và có tính đến ảnh hưởng của các thiết bị EACTS chưa được áp dụng ở hệ thống điện Việt Nam Tuy nhiên với sự phát triển khoa học kỹ thuật thì việc áp dụng các thiết bị FACTS vào hệ thống điện

Việt Nam trong tương lai không xa.

- Kết hợp phương pháp IPSO với các phương pháp khác như: Fuzzy Logic,Genetic Algorithm, Neural Network và cải tiến phương pháp dựa trên nên tảng của phương pháp hiện có để tìm lời giải có thời gian hội tụ nhanh và chính xác hơn.

PHU LUC TÍNH TOÁN - BẢN VE

PHU LUC A: DU LIEU MẠNG ĐIỆN IEEE-30 NUT A1 DU LIEU ĐẦU VÀO

Bảng A1-1: Đặc tính hệ thông IEEE-30 nút dùng dé kiểm tra Bảng A1-2: Thông số cơ bản hệ thông IEEE-30 nút dùng dé kiểm tra

Bảng AI-3: Dữ liệu may phát mạng điện IEEE-30 nút

Bảng Al-4: Thông số đường dây mạng điện IEEE-30 nút Bảng AI-5: Thông số tải mạng điện IEEE-30 nút

Bảng A1-6: Dòng công suất cực đại đường dây truyền tải mạng điện IEEE-30 nút A2 DỮ LIỆU ĐẦU RA

Bảng A2-1: Những kết quả tốt nhất bang phương pháp PGPSOCE cho hệ thống lưới điện miễn Nam — Việt Nam với hàm mục tiêu cực tiểu ton thất công suất (Ploss) Bảng A2-2: Những kết quả tốt nhất bang phương pháp PGPSOCE cho hệ thống lưới điện miền Nam — Việt Nam với hàm mục tiêu độ lệch điện áp (VD)

Bảng A2-3: Những kết quả tốt nhất bang phương pháp PGPSOCE cho hệ thống lưới điện miễn Nam — Việt Nam với hàm mục tiêu chỉ sô ôn định điện ap (Limax)

B1 DU LIEU DAU VAO

Bang B1-1: Dữ liệu Nut (Bus)

Bang B1-2: Dữ liệu Nguồn (Genertor)

Bang B1-3: Dữ liệu Nhánh (Branch) Bang B1-4: Dữ liệu Pgi0, Qmax, Qmin

B2 DU LIEU DAU RA Bang B2-1: Những kết quả tốt nhất bằng phương pháp PGPSOCE cho hệ thống lưới điện miền Nam — Việt Nam với hàm mục tiêu cực tiểu tốn that công suất (Ploss) Bảng B2-2: Những kết quả tốt nhất bằng phương pháp PGPSOCE cho hệ thống lưới điện miễn Nam — Việt Nam với hàm mục tiêu độ lệch điện áp (VD)

Bảng B2-3: Những kết quả tốt nhất bằng phương pháp PGPSOCE cho hệ thống lưới điện miên Nam — Việt Nam với hàm mục tiêu chỉ sô ôn định điện áp (Limax)

VIET NAM

PHU LUC 5: KET QUA THUC HIEN TTDN NAM 2014-2016

Tiêu đề	Ứng dụng thuật toán PSO cải tiến - PSEUDO Gradient PSO để tối ưu phân bố công suất phản kháng trong hệ thống lưới điện 110KV Miền Nam
Tác giả	Ngô Quốc Hưng
Người hướng dẫn	PGS. TS. Võ Ngọc Điêu
Trường học	Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Kỹ Thuật Điện
Thể loại	Luận văn thạc sĩ
Năm xuất bản	2017
Thành phố	TP. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	390
Dung lượng	54,38 MB