Nghiên cứu ứng dụng của phần mềm PSSE

Hình 2: Các lựa chọn khi tạo 1 chế độ làm việc trong PSS/E 1.3 Dữ liệu vào của các thiết bị cơ bảnCác thông số như điện trở, điện kháng, dung dẫn, điện áp, công suất,… củacác thiết bị tr

PHẦN I NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CHƯƠNG TRÌNH PSS/E ĐỂ

MÔ PHỎNG CHẾ ĐỘ XÁC LẬP HTĐ

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ PSS/E

Phần mềm PSS/E (Power System Simulator for Engineering) là phần mềm

mô phỏng hệ thống điện của công ty Power Technologies Inc thuộc Siemens.Chương trỡnh giúp chúng ta mô phỏng, phân tích và tối ưu húa cỏc tính năng của

hệ thống điện phục vụ cho công tác vận hành cũng như quy hoạch hệ thống điện

Nó sử dụng các phương pháp tính toán hiện đại nhất để:

- Tính toán trào lưu công suất;

- Tối ưu hóa trào lưu công suất;

- Nghiên cứu các loại sự cố đối xứng và không đối xứng: Cho phép tínhtoán chế độ làm việc của hệ thống ở tình trạng sự cố như ngắn mạch, đứtdây ở bất cứ điểm nào trong hệ thống Phục vụ cho công việc tính toánchỉnh định rơle và tự động hóa trong hệ thống điện;

- Tương đương hóa hệ thống;

- Mô phỏng động: Chương trình PSS/E cho phép tính toán mô phỏng cácchế độ làm việc của hệ thống khi cú cỏc dao động lớn xảy ra, nhằm khắcphục nguy cơ tan rã hệ thống điện khi mất ổn định

Hiện tại phần mềm đã được phát triển đến phiên bản thứ 33 Để phục vụmục đích nghiên cứu của sinh viên, chúng ta có thể tải phiên bản PSSđEUniversity miễn phí từ trang web của công ty Phiên bản này cung cấp đầy đủ cácchức năng, tuy nhiên hệ thống điện mô phỏng không được có số nút vượt quá 50nút Đề tài này sử dụng chương trình PSSđE University phiên bản 32.0.5

1.1 Giao diện

Trên Hình 1 là giao diện của phần mềm khi khởi động Giao diện của phầnmềm gồm các thành phần sau:

- Quản lý dữ liệu kiểu cây (Tree View);

- Quản lý dữ liệu kiểu bảng (Spreadsheet View);

- Quản lý dữ liệu kiểu sơ đồ (Diagram View);

- Cửa sổ hiển thị thông tin ra (Output View): hiển thị các thông tin về quátrình nhập, thay đổi, tính toán dữ liệu và các cảnh báo;

- Thanh công cụ (Toolbars);

- Menu chính (Main menu);

- Thanh trạng thái (Status Bar): cung cấp các thông tin về trạng thái làmviệc của chương trình;

- Cửa sổ con để nhập lệnh (Command Line Interface Window).

Hình 1: Giao diện của PSS/E 1.2 Cách tạo 1 chế độ làm việc của hệ thống điện (working case)

Để tạo một chế độ làm việc, chúng ta chọn File rồi New Khi đó một cửa sổcon hiện ra như Hình 2 Nếu muốn nhập dữ liệu và quản lý dữ liệu kiểu bảngchúng ta chọn Network case; nếu muốn nhập dữ liệu và quản lý dữ liệu trên cảbảng và sơ đồ 1 sợi chúng ta chọn Network case and Diagram; nếu muốn nhập dữliệu theo sơ đồ 1 sợi chúng ta chọn Diagram Sau khi chọn, một cửa sổ mới hiện

ra để chúng ta nhập công suất cơ bản (Base MVA), tần số cơ bản (BaseFrequency), đơn vị cho công suất máy biến áp (Units for tranformer ratings) vàđơn vị cho một số đại lượng của đường dây (Units for ratings of non-transformerbranches) Cỏc dòng Heading line 1 và 2 để nhập những chú thích cho chế độ màchúng ta tạo

Hình 2: Các lựa chọn khi tạo 1 chế độ làm việc trong PSS/E 1.3 Dữ liệu vào của các thiết bị cơ bản

Các thông số như điện trở, điện kháng, dung dẫn, điện áp, công suất,… củacác thiết bị trong hệ thống điện được mô phỏng trên chương trình PSS/E đượcnhập dưới dạng đơn vị tương đối (pu), cách quy đổi từ đơn vị có tên sang đơn vịtương đối được viết chi tiết trong mục 2.2

Như phần trên ta đã biết có nhiều cách để nhập dữ liệu vào chương trìnhPSS/E, trong đề tài này ta sử dụng cách nhập trực tiếp dưới dạng bảng Hình 3dưới dây là giao diện bảng để nhập dữ liệu trong chương trình PSS/E

Hình 3:Giao diện bảng nhập dữ liệu trong PSS/E.

Bảng nhập dữ liệu trong Hình 3 chứa các phần tử và những thông số củamỗi phần tử trong hệ thống điện mà ta cần nhập (cách nhập cụ thể được diễn giải

cụ thể trong phần Sau đây là các dữ liệu của 1 số phần tử cơ bản trong hệ thốngđiện mà ta cần khi tính toán trong PSS/E:

- Các thông số của nút (Bus): Tên, điện áp, góc pha của từng nút;

- Các thông số của máy phát (Machine): Công suất phát hiện tại và giới hạncông suất phát của máy phát (lớn nhất và nhỏ nhất của công suất tác dụng vàcông suất phản kháng), điện trở và điện kháng của máy phát;

- Các thông số của phụ tải (Load): Công suất tác dụng và công suất phảnkháng của phụ tải;

- Các thông số của đường dây (Branch): Giá trị điện trở, điện kháng, dungdẫn;

- Các thông số máy biến áp 2 cuộn dây (2 Winding): Điện trở và điện khángcuộn dây, hệ số điều chỉnh điện áp và công suất đặt của máy biến áp;

- Các thông số máy biến áp ba cuộn dây (3 Winding): Điện trở và điệnkháng giữa các cuộn dây, điện áp định mức của mỗi cuộn, hệ số điều chỉnhđiện áp mỗi cuộn dây của máy biến áp

CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG PSS/E MÔ PHỎNG CHẾ ĐỘ

XÁC LẬP HỆ THỐNG ĐIỆN

2.1 Mục đích của bài toán tính chế độ xác lập HTĐ

Chế độ xác lập là chế độ trong đó các thông số hệ thống không thay đổihoặc chỉ biến thiên nhỏ quanh các giá trị định mức trong những khoảng thời giantương đối ngắn Chế độ làm việc lâu dài của hệ thống điện thuộc về chế độ xáclập, vì vậy việc giải bài toán tính chế độ xác lập hệ thống điện có ý nghĩa rất lớn.Mục đích của bài toán này là xác định dòng điện trờn cỏc nhỏnh và điện áptại cỏc nỳt ứng với mỗi chế độ phụ tải, từ đó ta có căn cứ để chọn dây dẫn haycác thiết bị như: máy biến áp, máy cắt, dao cách ly, … Ngoài ra, tính toán chế độxác lập còn cho phép xác định dòng công suất trờn cỏc nhỏnh và công suất phátcủa các nguồn để kiểm tra tình trạng làm việc của các thiết bị và có biện pháp xử

lý thích hợp

Trong chương này chúng ta sẽ xét ứng dụng của phần mềm PSS/E để môphỏng chế độ xác lập của hệ thống điện Các bước chính để mô phỏng chế độ xáclập của hệ thống điện là:

- Bước 1: Chuyển các thông số của hệ thống điện sang dạng đơn vị tươngđối - dạng đơn vị mà PSS/E sử dụng Cách chuyển các thông số của mỗiphần tử của hệ thống điện sẽ được giới thiệu chi tiết trong mục 2.2;

- Bước 2: Nhập dữ liệu của từng phần tử vào trong PSS/E, nội dung củaphần này được giới thiệu chi tiết trong mục Mỗi phần tử có rất nhiềuthông số tuy nhiên trong phần này chúng ta chỉ tập trung mô phỏng chế độxác lập nên chúng ta sẽ chỉ xét những dữ liệu cần nhập phục vụ cho tínhtoán chế độ xác lập;

- Bước 3: Cho chạy mô phỏng và xem kết quả: chi tiết của bước này đượcgiới thiệu trong mục 2.4

2.2 Chuyển các thông số của hệ thống điện sang dạng đơn vị tương đối

Phần mềm PSS/E sử dụng đơn vị tương đối để tính toán Do đó để môphỏng được chế độ xác lập của 1 lưới điện bằng PSS/E, người sử dụng phảichuyển các thông số của lưới điện từ đơn vị có tên sang dạng tương đối

Trị số trong đơn vị tương đối của một đại lượng vật lý nào đó là tỷ số giữa

nó với một đại lượng vật lý khác cùng thứ nguyên được chọn làm đơn vị đolường Đại lượng vật lý chọn làm đơn vị đo lường được gọi đại lượng cơ bản

Muốn biểu diễn các đại lượng trong đơn vị tương đối trước hết cần chọn cácđại lượng cơ bản như: S cb, Ucb, Icb, Z cb, tcb, ωcb

Một số tính chất của hệ đơn vị tương đối:

- Các đại lượng cơ bản dùng làm đơn vị đo lường cho các đại lượng toànphần cũng đồng thời dùng cho các thành phần của chúng;

- Trong đơn vị tương đối điện áp pha và điện áp dây bằng nhau, công suất 3pha và công suất 1 pha cũng bằng nhau;

- Một đại lượng thực có thể có giá trị trong đơn vị tương đối khác nhau tùythuộc vào lượng cơ bản và ngược lại cùng một giá trị trong đơn vị tươngđối có thể tương ứng với nhiều đại lượng thực khác nhau;

- Thường tham số của các thiết bị được cho trong đơn vị tương đối vớilượng cơ bản là định mức của chúng

Để chuyển tổng trở từ đơn vị có tên sang đơn vị tương đối ta sử dụng côngthức sau:

Hệ thống điện mô phỏng gồm nhiều loại phần tử (đường dây, máy biến

áp, ), đối với mỗi loại phần tử chúng ta lại biết trước các thông số khác nhau.Sau đây chúng ta sẽ xột cỏch tính toán các thông số trong đơn vị tương đối từnhững thông số cho trước của phần tử

2.2.1 Đường dây

Đối với đường dây chúng ta thường biết chiều dài của đường dây L (km) vàcác thông số trên 1 đơn vị chiều dài:

- Điện trở thứ tự thuận và thứ tự không là r1 và r0 (/km);

- Điện kháng thứ tự thuận và thứ tự không là x1và x0 (/km);

- Dung dẫn thứ tự thuận và thứ tự không là b1 và b0 ( S / km)  ;

- Điện dẫn thứ tự thuận và thứ tự không là g1 và g0 (1/ Ω.km)

Sơ đồ thay thế đầy đủ của đường dây:

R X

G2

G2

B2

B2

Hình 4: Sơ đồ thay thế đường dây

Từ các dữ liệu trên ta tính được tổng trở của đường dây trong hệ tương đốivới Scb và Ucb như sau:

U b LB

U g LG

( 2.0) ( 2.0)

Ví dụ: Đối với đường dây tải điện cấp 220kV có chiều dài 200km, tổng trở

đơn vị là Z10,02 j0,26 / km  và dung dẫn đơn vị là b14,5 S / km thì tổng trở

và dung dẫn đường dây trong hệ đơn vị tương đối khi S =100 MVAcb và Ucb= 230

kV được tính như sau:

2.2.2 Máy biến áp 2 cuộn dây

Các thông số cho trước của máy biến áp thường là: công suất định mức S[MVA], điện áp định mức cuộn cao và cuộn hạ là UC [kV] và UH [kV], tổn thấtkhông tải P0 [kW], tổn thất ngắn mạch PN [kW], dòng điện không tải I0 [%] vàđiện áp ngắn mạch UN [%]

Sơ đồ thay thế máy biến áp hai cuộn dây dưới dạng có tên bao gồm tổng trở

Z = R +jX , điện trở R0 và điện kháng X0 đặc trưng cho tổn hao từ của máy

biến áp, ngoài ra cú thờm một máy biến áp lý tưởng với hệ số biến áp Cdm

Hdm

U

k =U

R0

X0

RB XB

Cdm Hdm

U

k = U

Hình 5: Sơ đồ thay thế đầy đủ của máy biến áp hai cuộn dây

Cách chuyển sơ đồ trên về dạng tương đối khi công suất cơ bản là Scb, điện

áp cơ bản phía cao áp UcbC và phía hạ áp là UcbH Chú ý khi chọn các điện cơ bảncần thỏa mãn điều kiện:

X0

Hình 6: Sơ đồ thay thế của máy biến áp hai cuộn dây trong hệ tương đối

- Điện trở thứ tự thuận (pu):

Trong đó: [pu, %, kV, MVA, kV, MVA]

- Điện trở và điện kháng thứ tự không có thể lấy bằng 0,8 lần điện trở vàđiện kháng thứ tự thuận:

- Nấc biến áp quy đổi a = Nấc giữa - nấc đặt = 9 - 3 = 6

- Tỷ số biến áp đặt hiện tại của máy biến áp là:

C cbC

2.2.3 Máy biến áp 3 cuộn dây

Các thông số của máy biến áp 3 cuộn dây là:

- Công suất định mức từng cuộn dây SdmC, SdmT, SdmH [MVA]

- Điện áp định mức của từng cuộn dây: UdmC, UdmT và UdmH

- Tổn thất không tải P0 [kW], tổn thất ngắn mạch PN [kW]

- Dòng điện không tải I0 %, điện áp ngắn mạch N N N

- Công suất ngắn mạch C T T H T H  

P  , P  , P  kW

- Phía điều áp và số nấc điều chỉnh

Sơ đồ thay thế máy biến áp ba cuộn dây dưới dạng có tên bao gồm các tổngtrở cao, trung, hạ lần lượt là Z = R +jXC C C, Z = R +jXT T T, Z = R +jXH H H; điện trở R0

và điện kháng X0 đặc trưng cho tổn hao từ của máy biến áp, ngoài ra cú thờm haimáy biến áp lý tưởng:

- Một máy được nối với phía trung của máy biến áp với hệ số biến áp

C T

Uk=

U

C H

Uk=

U

C

T

HT

Hình 7: Sơ đồ thay thế đầy đủ của máy biến áp ba cuộn dây

Khi tính toán trong PSS/E, các giá trị R, X, B, G cần chuyển về giá trịtương đối Sơ đồ thay thế máy biến áp hai cuộn dây và các thông số trong hệtương đối:

Hình 8: Sơ đồ thay thế của máy biến áp ba cuộn dây trong

hệ đơn vị tương đối

Trong đó: [pu, kW, kV, MVA, MVA, kV, MVA]

- Điện trở thứ tự thuận các cuộn cao, trung, hạ (pu):

N C cb 1C H

Trong đó: [pu, %, kV, MVA, kV, MVA]

- Điện kháng thứ tự thuận các cuộn cao, trung, hạ (pu):

- Tương tự MBA 2 cuộn dây, thành phần G và B có thể bỏ qua

Gọi UcbC, UcbT, UcbH lần lượt là điện áp cơ bản phía cao áp, trung áp và hạ ápcủa MBA

- Nấc biến áp quy đổi a = Nấc giữa nấc đặt

- Tỷ số biến áp đặt hiện tại của máy biến áp là:

C (pu)

công thức trên nhưng thay U C và U cbC thành U T và U cbT hay U H và U cb H

Khi đề bài chỉ cho C T

P 

=

C T N

P 2



Ví dụ:

Xét máy biến áp cú cỏc thông số sau:

 Công suất định mức SC/ ST/ SH = 125/ 95/ 50 [MVA]

- Nấc biến áp quy đổi a = 9 – 5= 4

- Tỷ số biến áp đặt hiện tại của máy biến áp là:

- Công suất phát cực đại và cực tiểu.

- Các điện kháng ở dạng tương đối cơ bản Xd, '

d

X , '' d

Giả sử Scb 100 MVA  còn Ucb là điện áp trung bình các cấp, ta có:

2.2.6 Áp dụng cho 1 lưới điện đơn giản

Trong phần này chúng ta sẽ áp dụng các tìm hiểu ở trên để chuyển một lướiđiện đơn giản gồm 5 nút từ đơn vị có tên sang đơn vị tương đối Lưới điện xétgồm đầy đủ các phần tử tiêu biểu của hệ thống như máy phát, máy biến áp 2 cuộndây, máy biến áp 3 cuộn dây, đường dây và phụ tải như hình vẽ:

CTH

- Máy phát: Có công suất 141 [MVA], Uđm = 10,5 [kV], d= 0,214 pu,

Qmax = 100 [MVAr], Qmin = 0 [MVAr], Pmax = 120 [MW], Pmin = 80 [MW],

Pgen = 110 [MW]

- Máy biến thế đầu cực B1:

 Công suất SđmC = 250 [MVA];

 Công suất ngắn mạch và điện áp ngắn mạch: PN = 360 [kW], UN = 12 %

 Tổn thất không tải P0= 115 [kW], dòng điện không tải I0 = 0,7 %

- Đường dây truyền tải 2-4 có:

2 2'' dmF cb

- Tính toán cho máy biến áp B1: UcbC = 230 kV

 Điện trở thứ tự thuận dạng đơn vị tương đối của các cuộn: C-T; C-H và T-H:

- Tính toán cho máy biến áp B2:

 Điện trở và điện kháng thứ tự thuận (pu):

- Tính cho đường dây truyền tải 220 kV:

 Điện kháng đường dây trong hệ đơn vị tương đối cơ bản là:

Đường dây Z= 0,00756+ j.0,0983 0,4761

2.3 Nhập dữ liệu vào PSS/E

Sau khi chuyển các thông số của một hệ thống điện sang dạng tương đốichúng ta tiến hành nhập dữ liệu vào trong PSS/E Chúng ta có thể nhập dữ liệuvào PSS/E bằng cỏc cỏch sau:

- Nhập dạng bảng;

- Nhập ở dòng command;

- Nhập theo file định dạng sẵn của PSS/E

Cỏc cách nhập trên đều có 1 điểm chung là khi nhập chúng ta phải nhậptheo từng phần tử (nút, nhánh, máy phát, máy biến áp, tải hay các thiết bị bù, )Trong tính toán chế độ xác lập ta cần nhập các thông số về nút (Bus), đườngdây (Branch), nhà máy (Plant), máy phát (Machine), phụ tải (Load), thiết bị bùtĩnh (Fixed Shunt), thiết bị bù động (Switched Shunt), máy biến áp 2 cuộn dây (2Winding transformer), máy biến áp 3 cuộn dây (3 Winding transformer)

Trong tính toán ở chế độ xác lập, đối với thanh cái chỉ cần nhập các thông

số sau:

- Bus Number: Số của nút (từ 1 đến 9999)

- Bus Name: Tờn nút có nhiều nhất là 8 ký tự

- Base kV: Điện áp cơ bản của nút nhập dưới dạng có tên, nếu không chohay cho dưới dạng đơn vị tương đối thì để trống và chương trình sẽ tựđộng nhập giá trị mặc định là 0

- Area Number/Name: Chỉ nỳt đú thuộc vào miền nào (ví dụ Nam, Trung,Bắc), nếu không cần phân biệt thì để trống và chương trình sẽ tự độngnhập giá trị mặc định là 1

- Zone Number/ Name: Chỉ nút thuộc vào vùng nào, không có thì để trống

và chương trình sẽ tự động nhập giá trị mặc định là 1

- Owner Number/Name: Mã của đơn vị sở hữu: công ty điện, nhà máy

- Code: Có 4 loại nút, ứng với mỗi loại nỳt cú một giá trị code khác nhau:

 Nút phụ tải (không có máy phát ) nhập giá trị là 1;

 Nút máy phát hoặc nhà máy điện (nút PV) nhập giá trị là 2;

 Nút cân bằng (có điện áp không đổi) nhập giá trị là 3;

 Nút cô lập (nỳt đó tách khỏi hệ thống) nhập giá trị là 4;

- Voltage (pu): Biên độ điện áp hiệu dụng của nút ở dạng đơn vị tương đối

pu, nếu đề bài không cho số liệu hay là nút phụ tải thì không cần nhập vàchương trình sẽ tự động nhập giá trị mặc định là 1, cũn nỳt PV và nỳt cõnbằng thì phải nhập

- Angle (deg): Góc pha của điện áp nút, nếu đề bài cho thì nhập, nếu khôngthì để trống và chương trình sẽ tự động nhập giá trị mặc định là 0

Các thông số còn lại không cần thiết cho tính toán chế độ xác lập, ta có thể

để trống và chương trình sẽ tự động nhập giá trị mặc định.

2.3.2 Các thông số của nhà máy (Plant)

- Vsched (pu): Biên độ điện áp nút mà máy phát muốn giữ, nếu không có thìchương trình sẽ tự động nhập giá trị mặc định là 1

- RMPCT: Lượng phần trăm công suất phản kháng của máy phát có thểtham gia điều chỉnh điện áp, thường để trống và chương trình sẽ tự độngnhập giá trị mặc định là 100%

- Các thông số còn lại được chuyển vào sau khi nhập các thông số đó ởmachine

2.3.3 Các thông số của máy phát (machine)

Khi tính toán chế độ xác lập, với machine cần nhập các thông số sau:

- Bus Number: Số của nút có chứa máy phát

- Id: Được dùng để phân biệt từng máy phát trong trường hợp có nhiều mỏycựng nối vào một thanh cái, nếu chỉ có một máy nối vào thì để trống vàchương trình sẽ tự động nhập giá trị mặc định là 1

- Pgen (MW): Công suất tác dụng đang phát của máy phát, nếu không chothì để trống, chương trình sẽ tự động nhập giá trị mặc định là 0

- Pmax (MW): Công suất tác dụng phát cực đại của máy phát, không cho thì

để trống

- R Source (pu): Điện trở trong của máy phát, nhập vào ở đơn vị pu ứng vớicông suất định mức của máy phát, không có thì để trống, chương trình sẽ

tự động nhập giá trị mặc định là 0

- X Source (pu): Điện kháng trong của máy phát ở đơn vị tương đối pu ứngcới công suất định mức của máy phát, giá trị này dùng trong tính toándynamic, không có ảnh hưởng khi tính toán trào lưu công suất, chươngtrình sẽ tự động nhập giá trị mặc định là 1

- Gentap (pu): Hệ số máy biến áp đầu cực máy phát

- Owner 1,2,3,4: Số chỉ đơn vị sở hữu, không có thường nhập Owner 1 là 1;Owner 2,3,4 là 0

- Fraction 1,2,3,4: Tỉ lệ vốn của đơn vị sở hữu thứ 1,2,3,4; không cho thì để

là 1

Các thông số còn lại để trống và chương trình sẽ nhập mặc định.

2.3.4 Các thông số của phụ tải

Tính toán ở chế độ xác lập thì cần nhập các thông số sau đối với phụ tải:

- Bus Number: Số nút mà phụ tải nối vào

- Id: Được dùng để phân biệt từng tải trong trường hợp có nhiều tải cùng nốivào một thanh cái, nếu chỉ có một tải nối vào thì để trống và chương trình

sẽ mặc định sẽ tự động nhập giá trị mặc định là 1

- Pload (MW): Công suất tác dụng của phụ tải

- Qload (MVAr): Công suất phản kháng của phụ tải

Các thông số còn lại để trống và chương trình sẽ nhập mặc định…

2.3.5 Các thông số của Fixed Shunt

Tính chế độ xác lập, cần nhập các thông số sau của Fixed Shunt:

- Bus Number: Số nút nối với thiết bị bù

- Id: Được dùng để phân biệt từng thiết bị trong trường hợp có nhiều thiết bịcùng nối vào một thanh cái, nếu chỉ có một thiết bị nối vào thì để trống vàchương trình sẽ tự động nhập giá trị mặc định là 1

- G- Shunt (MW): Điện dẫn của thiết bị bù

- B- Shunt (MVAr): Dung dẫn của thiết bị bù

Các thông số còn lại để trống và chương trình sẽ nhập mặc định.

2.3.6 Các thông số của Switched Shunt

- Bus Number: Số hiệu nỳt cú Shunt

- Control Mode: Phương thức điều khiển đóng cắt:

- VSC Name: Nút cần được giữ điện áp trong giới hạn Vhi đến Vlo, không

có để trống

- Binit (MVAr): Công suất ban đầu của shunt

- Blki: Lượng gia tăng điện dung dẫn cho từng bước của khối i

2.3.7 Các thông số của đường dây (Branch)

Giả sử đường dây từ nút thứ i tới nút thứ j, ta cú cỏc thông số cần nhập sau:

Khi tính trong chế độ xác lập, nhánh cần nhập các thông số sau:

- From Bus Number và To Bus Number : Tên của hai nút nối đường dây

- Id: Được dùng để phân biệt từng nhánh trong trường hợp có nhiều nhỏnhcựng nối vào hai thanh cái, nếu chỉ có một nhánh nối vào thì để trống vàchương trình sẽ tự động nhập giá trị mặc định là 1

- Line R (pu): Giá trị điện trở của đường dây

- Line X (pu): Giá trị điện kháng của đường dây

- Charging (pu): Giá trị điện dung dẫn của đường dây, không có thì bỏtrống

- Line G From (pu), Line B From (pu): Shunt đường dây nối vào nút i.

- Line G To (pu), Line B To (pu): Shunt đường dây nối vào nút j.

- Length: Chiều dài đường dây, nhập vào đơn vị tùy ý, thường để trống vỡcác giá trị điện trở, điện kháng và điện dung dẫn của đường dây đã đượctính theo chiều dài đường dây, chương trình sẽ tự động nhập giá trị mặcđịnh là 1

Các thông số còn lại để trống và chương trình sẽ nhập mặc định.

2.3.8 Các thông số nhập vào 2 Winding

Để tính chế độ xác lập, đối với máy biến áp 2 cuộn dây, chỉ cần nhập các thông số:

- From Bus Number: Nút nối với cuộn dây thứ nhất của máy biến áp, nếu cóđiều áp dưới tải chỉ có ở cuộn dây này

- To Bus Number: Nút nối với cuộn dây thứ hai của máy biến áp

- Last Bus Number: Nút nối với cuộn dây thứ ba của máy biến áp ba cuộndây

- Id: Được dùng để phân biệt từng máy biến áp trong trường hợp có nhiềumỏy cựng nối vào những thanh cái đó, nếu chỉ có một máy nối vào thì đểtrống và chương trình sẽ tự động nhập giá trị mặc định là 1

- Name: Tên đặt cho máy biến áp, chứa tối đa 8 ký tự và đặt trong ngoặc ‘’

- Winding Data I/O Code: Mã của cuộn dây dùng để xác định đơn vị nhậpvào của điện áp các cuộn dây là đơn vị tương đối pu hay đơn vị có tên

- Impedance I/O Data: Mã của trở kháng máy biến áp, dùng xác định tínhtrở kháng của máy biến áp theo công suất cơ bản của toàn hệ thống (Zpusystem base), theo công suất của từng cuộn dây (Zpu Winding base) haytheo tổn thất không tải và phần trăm dòng điện không tải (Load loss and

Z)

- Admittance I/O Data: Mã của tổng dẫn các cuộn dây, dùng xác định giá trịtổng dẫn nhập vào được tính theo công suất cơ bản của hệ thống (Y systembase) hay tổn thất không tải và phần trăm dòng điện không tải

- Specified R (pu or watts): Giá trị điện trở của máy biến áp;

- Specified X (pu): Giá trị điện kháng của máy biến áp

- Wnd 1 Ratio (pu or kV): Hệ số điều chỉnh điện áp ở cuộn dây 1

- Wnd 1 Nominal kV: Điện áp định mức của cuộn dây 1

- Wnd 1 Angle: Góc lệch pha của mỏy, tớnh bằng độ

- Wnd 2 Ratio (pu or kV): Hệ số điều chỉnh điện áp ở cuộn dõy 2

- Wnd 2 Nominal kV: Điện áp định mức của cuộn dây 2

- Wnd 3 Ratio (pu or kV): Hệ số điều chỉnh điện áp ở cuộn dây 3 của máybiến áp ba cuộn dây và tự ngẫu

- Wnd 3 Nominal kV: Điện áp định mức của cuộn dây 3 của máy biến áp bacuộn dây và tự ngẫu

- Winding MVA: Công suất đặt của máy biến áp, nếu không cho thì đểtrống, chương trình sẽ nhập bằng giá trị công suất cơ bản của hệ thống

Các thông số còn lại để trống và chương trình sẽ nhập mặc định.

2.3.9 Các thông số nhập vào máy biến áp ba cuộn dây

Khi tính toán ở chế độ xác lập, với máy biến áp ba cuộn dây, ta cần nhập các thông số sau:

- From Bus Number: Nút nối với cuộn dây thứ nhất của máy biến áp, nếu cóđiều áp dưới tải chỉ có ở cuộn dây này

- To Bus Number: Nút nối với cuộn dây thứ hai của máy biến áp

- Last Bus Number: Nút nối với cuộn dây thứ ba của máy biến áp ba cuộndây

- Id : Được dùng để phân biệt từng máy biến áp trong trường hợp có nhiềumỏy cựng nối vào những thanh cái đó, nếu chỉ có một máy nối vào thì đểtrống và chương trình sẽ sẽ tự động nhập giá trị mặc định là 1

- Name: Tên đặt cho máy biến áp, chứa tối đa 8 ký tự và đặt trong ngoặc ‘’

- Winding Data I/O Code: Mã của cuộn dây dùng để xác định đơn vị nhậpvào của điện áp các cuộn dây là đơn vị tương đối pu hay đơn vị có tên

- Impedance I/O Data: Mã của trở kháng máy biến áp, dùng xác định tínhtrở kháng của máy biến áp theo công suất cơ bản của toàn hệ thống (Zpusystem base), theo công suất của từng cuộn dây (Zpu Winding base) haytheo tổn thất không tải và phần trăm dòng điện không tải (Load loss and

Z)

- Admittance I/O Data: Mã của tổng dẫn các cuộn dây, dùng xác định giá trịtổng dẫn nhập vào được tính theo công suất cơ bản của hệ thống (Y systembase) hay tổn thất không tải và phần trăm dòng điện không tải

- W1-2 R (pu or watts): Điện trở giữa hai cuộn dây 1 và 2 của máy biến áp;

- W1-2 X (pu or watts): Điện kháng giữa hai cuộn dây 1 và 2 của máy biếnáp;

- W2-3 R (pu or watts): Điện trở giữa hai cuộn dây 2 và 3 của máy biến áp;

- W2-3 X (pu or watts): Điện kháng giữa hai cuộn dây 2 và 3 của máy biếnáp;

- W3-1 R (pu or watts): Điện trở giữa hai cuộn dây 3 và 1 của máy biến áp;

- W3-1 X (pu or watts): Điện kháng giữa hai cuộn dây 3 và 1 của máy biếnáp

- Winding 1-2 MVA Base: Công suất đặt giữa cuộn dây 1 và 2 của máy biếnáp;

- Winding 2-3 MVA Base: Công suất đặt giữa cuộn dây 2 và 3 của máy biếnáp;

- Winding 3-1 MVA Base: Công suất đặt giữa cuộn dây 3 và 1 của máy biếnáp.

- Star Point Bus: modul điện áp tương đối của nút trung tính (nút giả),chương trình sẽ tự động nhập giá trị mặc định là 1

- Star Point Bus Angle: Góc pha điện áp của nút trung tính

- Ratio (pu or kV): Hệ số điều chỉnh điện áp ở mỗi cuộn dây

- Nominal (kV): Điện áp định mức của mỗi cuộn dây

- Rate A, Rate B, Rate C (MVA): lần lượt là các giá trị công suất của bacuộn dây máy biến áp

Các thông số còn lại để trống và chương trình sẽ nhập mặc định.

2.4 Chạy chương trình và xem kết quả ở chế độ xác lập

Cách chạy chương trình ở chế độ xác lập:

Sau khi nhập xong dữ liệu, ta chọn Ctrl+Shift+S (hoặc vào Power Plow

chọn Solution rồi chọn Solve hay chọn biểu tượng trên màn hình) để giảibài toán ở chế độ xác lập, sau khi chọn thỡ trờn màn hình sẽ xuất hiện cửa sổ nhưHình 11 Trong cửa sổ này là các phương pháp để chọn giải bài toán ở chế độ xáclập Có hai phương pháp để lựa chọn là Newton và Gauss Đối với từng phươngpháp ta cú cỏc lựa chọn như sau:

 Phương pháp Newton:

Hình 11: Giải bài toán bằng phương pháp Newton

Trong đó:

- Solution method: Phương pháp giải

 Fixed slope decoupled Newton-Raphson;

 Full Newton-Raphson: Newton-Raphson đầy đủ;

 Decoupled Newton-Raphson: Tách riêng Newton-Raphson

- Solution options: Lựa chọn đáp án

 Tap adjustment: Điều chỉnh nấc phõn ỏp

 Lock taps: Khóa chặn các nấc điều chỉnh;

 Stepping: Sử dụng nấc điều chỉnh;

 Direct: Trực tiếp

 Switched shunt adjustment: Điều chỉnh các thiết bị bù động:

 Lock all: Khóa tất cả;

 Enable all: Kích hoạt tất cả;

 Enable continuous, disable discrete: Kích hoạt tính năngduy trì, ngăn chặn gián đoạn

- Area interchange control: Điều khiển phạm vi chuyển đổi

 Disabled: Không sử dụng;

 Tie lines only: Chỉ có các đường dây liên kết;

 Tie lines and loads: Các đường dây liên kết và tải;

 Flat start: Bắt đầu bằng phẳng;

 Non-divergent solution: Nghiệm không phân kỳ;

 Adjust phase shift: Điều chỉnh sự lệch pha;

 Adjust DC taps: Điều chỉnh nấc phõn ỏp DC;

- VAR limits: Giới hạn VAR

Hình 12: Giải bài toán bằng phương pháp Gauss

Trong đó:

- Solution method: Phương pháp giải

 Gauss-Seidel: Phương pháp Gauss-Seidel;

 Modified Gauss-Seidel: Phương pháp Gauss-Seidel sửa đổi

- Solution options: Lựa chọn đáp án

 Switched shunt adjustment: Điều chỉnh các thiết bị bù động:

 Lock all: Khóa tất cả;

 Enable all: Kích hoạt tất cả;

 Enable continuous, disable discrete: Kích hoạt tính năngduy trì, ngăn chặn gián đoạn.

- Area interchange control: Điều khiển phạm vi chuyển đổi

 Disabled: Không sử dụng;

 Tie lines only: Chỉ có các đường dây liên kết;

 Tie lines and loads: Các đường dây liên kết và tải;

 Flat start: Bắt đầu bằng phẳng;

 Non-divergent solution: Nghiệm không phân kỳ;

 Adjust phase shift: Điều chỉnh sự lệch pha;

 Adjust DC taps: Điều chỉnh nấc phõn ỏp DC

Sau khi lựa chọn được phương pháp giải, cho chạy chương trình, sẽ thuđược bẳng kết quả như Hình 13 dưới đây:

Hình 13: Bảng kết quả chạy PSS/E ở chế độ xác lập

Trong đó:

- Reached tolerance in iterations: Kết quả có được với sai số cho phép sau 6bước lặp

- Largest mismatch: Sự không phù hợp lớn nhất

- Swing bus summary: Tóm tắt các thông số của nút cân bằng:

 Bus # X—Name –X: Số thứ tự của nút và tờn nỳt;

 BaskV: Cấp điện áp cơ bản ở nỳt đú;

 Pgen: Công suất tác dụng phát của nút;

 Pmax: Công suất tác dụng lớn nhất có thể của nút;

 Pmin: Công suất tác dụng nhỏ nhất có thể của nút;

 Qgen: Công suất phản kháng phát của nút;

 Qmax: Công suất phản kháng lớn nhất có thể của nút;

 Qmin: Công suất phản kháng nhỏ nhất có thể của nút

Khi giải bài toán ở chế độ xác lập trong phần mềm PSS/E ta thu được ở cácbảng mà ta đã nhập dữ liệu trước khi tính toán các giá trị về công suất phát (công

suất tác dụng và công suất phản kháng) của nút cân bằng và giá trị điện áp (biên

Hình 14: Chọn nút cần xem dòng công suất và các thông số của nút

Giả sử ta chọn nút 1, nhấn OK thỡ trờn màn hình sẽ hiện ra hình ảnh như

Hình 15: Cỏc dòng công suất trờn cỏc nhỏnh nối với nút 1 và thông số nút

2.5 Áp dụng

2.5.1 Bài toán 1

Cho một lưới điện như Hình 9:

Ta có sơ đồ thay thế lưới điện sau:

Đường dây Z = 0,00756+ j.0,0983 0,4761

Nhập số liệu trong bảng trên của ví dụ vào PSS/E ta có:

 Thông số Bus:

 Thông số Plant:

 Thông số Machine:

 Thông số tải:

 Thông số nhánh:

 Thông số MBA 2 cuộn dây:

 Thông số máy biến áp 3 cuộn dây:

Kết quả: