PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN PHÂN BỐ TRÀO LƯU CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN TRÊN PHẦN MỀM PSSADEPT

MỤC TIÊU:Ba Phương pháp tính phân bố công suất thường được sử dụng là: phương pháp NewtonRaphson, phương pháp phân lập nhanh, và phương pháp GaussSeidelMỗi phương pháp có những đặc tính hội tụ khác nhau, thường thì ta chọn phương pháp có khả năng thực hiện tốt nhất. Việc lựa chọn phương pháp tính nào còn tuỳ thuộc vào cấu hình hệ thống, máy phát, đặc tính tải và mức điện áp tại ban đầu tại các nút

Trang 1

PHƯƠNG PHÁP TÍNH PHÂN

BỐ CÔNG SUẤT TRÊN HTĐ

1

Ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT

Trang 2

• Ba Phương pháp tính phân bố công suất

thường được sử dụng là: phương pháp

Newton-Raphson, phương pháp phân lập

nhanh, và phương pháp Gauss-Seidel

• Mỗi phương pháp có những đặc tính hội tụ

khác nhau, thường thì ta chọn phương pháp

có khả năng thực hiện tốt nhất

• Việc lựa chọn phương pháp tính nào còn tuỳ

thuộc vào cấu hình hệ thống, máy phát, đặc tính tải và mức điện áp tại ban đầu tại các

nút

MỤC TIÊU

Trang 3

Dữ liệu yêu cầu cho bài toán Phân Bố

Trang 4

• Z, R, X nhánh, hoặc giá trị X/R và đơn vị tính, sai số cho phép

và nhiệt độ nếu muốn đưa vào

• Cáp ngầm và đường dây truyền tải, chiều dài và đơn vị tính

• Định mức máy biến thế kV và kVA/MVA, và LTC settings (?)

• Điện áp cơ bản kV, và công suất cơ bản kVA/MVA

Trang 5

Công Suất

Lưới công suất

Dữ liệu yêu cầu trong tính toán phân bố công suất cho lưới công suất gồm:

• Chế độ hoạt động (cân bằng, điều chỉnh điện áp hay điều chỉnh Mvar)

• Đơn vị tính kV

• %V và Góc đối với chế độ cân bằng,

• %V, công suất tải MW, và giới hạn Mvar (Qmax & Qmin) dùng cho chế độ hoạt động điều chỉnh điện áp

• Công suất tải MW và Mvar cho chế độ điều chỉnh Mvar

Trang 6

Công Suất Máy phát đồng bộ

Dữ liệu yêu cầu trong tính toán phân bố công

suất cho máy phát đồng bộ gồm:

• Chế độ hoạt động (Cân bằng, điều chỉnh điện

áp hay đỉều chỉnh Mvar)

• Định mức kV

• %V và Góc đối với chế độ hoạt động cân bằng

• %V, công suất tải MW, và giới hạn Mvar (Qmax

& Qmin) đối với chế độ hoạt động điều chỉnh điện áp

Trang 7

Công Suất

Bộ nghịch lưu

Dữ liệu yêu cầu trong tính toán phân bố

công suất cho bộ nghịch lưu gồm:

Trang 8

Công Suất Động cơ đồng bộ

công suất cho động cơ đồng bộ gồm:

Trang 9

Công Suất Động cơ không đồng bộ

công suất cho động cơ không đồng bộ gồm:

Trang 10

Công Suất

Tải tĩnh

Dữ liệu yêu cầu trong tính toán phân

bố công suất cho tải tĩnh g ồ m:

Trang 11

Công Suất

Tụ

công suất cho tụ gồm:

Trang 12

Công Suất (Lumped Load Data)

Tải theo khối

công suất cho Tải theo khối gồm:

Trang 13

Công Suất Charger & UPS Data

Bộ nạp điện và bộ lưu điện

Dữ liệu yêu cầu trong tính toán phân bố công suất cho bộ nạp điện và bộ lưu điện gồm:

Trang 14

Công Suất

Other Data

Những cái còn lại

There are some study case related data, which must

also be provided This includes:

Có những mô hình khảo sát có liên quan đến dũ liệu, nên cũng cần cung cấp dữ liệu cho chúng khi ta khảo sát Gồm:

• Phương pháp giải (Newton-Raphson, Phân lập

nhanh, hoặc Gauss-Seidel)

• Số lần lặp tối đa

• Độ chính xác

Trang 15

• Điều kiện ban đầu

• Bảng báo cáo (định dạng bảng báo cáo)

• Update (for bus voltages and transformer LTCs using load flow result)

• Cập nhật (đối với điện áp nút và máy biến áp LTC???)

Trang 16

Cần làm gì nếu như bài toán phân bố công

suất không hội tụ

1 Kiểm tra bảng báo cáo số lần lặp

Đặc biệt chú ý đến hai cột dP và

dQ

2 Nếu độ sai lệch tăng đều đặn, cần

kiểm tra xem dữ liệu các bộ phận tại vị trí nối với các nút Kiểm tra các nhánh có tổng trở rất lớn hoặc

rất bé

Trang 17

Gợi ý:

 Kiểm tra xem tổng trở máy biến áp

nhập vào là đơn vị tương đối, không phải là phần trăm

 Make sure line and cable lengths are

consistent with the length unit used

for defining the impedance

 Đảm bảo chiều dài dây và cáp phù hợp

với chiều dài đơn vị sử dụng trong

định nghĩa tổng trở

Trang 18

3 If the mismatches increase and decrease and devices are being adjusted at every iteration, try solving without constraints

Nếu độ sai lệch tăng hoặc giảm và các bộ phận đều bị điều chỉnh sau mỗi bước lặp, hãy thử giải với khỗng có điều kiện ràng buộc

Hint: Perhaps two devices have been asked to

control the voltage at the same bus

Gợi ý: Có lẻ ta đã yêu cầu điều chỉnh cả hai thiết

bị cho cùng một nút

Trang 19

không hội tụ ngay cả khi đã loại bỏ các điều kiện ràng buộc, hãy thử giải bằng

phương pháp Gauss-Seidel Tăng số lần lặp lên khi dùng phương pháp này

Trang 20

5 Nếu độ sai lệch giảm đều đặn nhưng vẫn còn cao hơn sai số yêu cầu thì có thể là đã vượt

quá số lần lặp cho phép, thử tăng số lần lặp

trước khi giải lại, hoặc bỏ điều kiện "flat start“

và giải lại ngay sau đó

Trang 21

6. If the mismatches repeatedly decrease and then

increase suddenly, the solution (if it exists) may be near an unstable point Try to approach the case

under study by successively modifying a similar case which has a solution

Nếu độ sai lệch giảm đều đều và tăng đột ngột, thì lời giải (nếu có) có thể đang ở gần điểm dừng Cố gắng tiếp cận tình huống này bằng chỉnh sửa để có mô hình gần giống mô hình trước nhưng có thể giải

được

Trang 22

Gợi ý xa hơn để bài toán phân bố công suất

hội tụ

Cũng giống như bất kỳ phương pháp giải lặp nào khác, sự hội tụ của bài toán phân bố công suất bị ảnh hưởng bởi các hệ số

trong hệ thống điện

Trang 23

hội tụ

1 Tổng trở âm

Ta cần tránh trường hợp có điện trở vả kháng trở âm Chăng hạn như, phương pháp mô hình hoá máy biến

áp ba dây quấn bằng mô hình tương đương hình sao

Y, việc sử dụng một tổng trở và máy biến áp hai dây quấn, đôi khi cho ra giá trị tổng trở âm đối với một trong các tổng trở nhánh Trong trường hợp này tổng trở âm cần kết hợp với mạch có các phần tử mắc nối tiếp để cho ra kết quả tổng trở dương Bài toán phân

bố công suất có thể không hội tụ nếu như ta sử dụng tổng trở âm

Trang 24

hội tụ

2 Tổng trở bằng không hoặc quá nhỏ

Không nhánh nào được phép có tổng trở quá nhỏ hoặc

bằng không, vì điều này làm cho phần tử trong ma trận tổng trở vô cùng lớn hoặc không xác định Ta nên mô

hình loại tổng trở này bằng một CB để giải bài toán

3 Giá trị tổng trở nhánh quá khác nhau

Giá trị tổng trở nhánh quá khác nhau có thể làm tốc độ hội

tụ chậm đi Để tránh tình huống này có nhiều cách, chẳng hạn như ghép nối tiếp các nhánh có tổng trở nhánh nhỏ với nhau, bỏ qua chiều dài ngắn của các dây truyền tải

và/hoặc cáp hoặc là mô hình nhánh tổng trở nhỏ gắn với

CB, và có thể thao tác trên nó

Trang 25

hội tụ

4 Mô hình hệ thống có dạng hình tia quá dài

Mô hình hệ thống có dạng hình tia quá dài thường

có thời gian hội tụ lâu hơn mô hình dạng vòng Nhìn chung, phương pháp phân lập nhanh có tốc

độ hội tụ nhanh hơn phương pháp

Newton-Raphson hoặc Gauss-Seidel đối với mạng hình

tia

Trang 26

hội tụ

5 Bad Bus Voltage Initial Values

Giá trị điện áp nút ban đầu xấu

Tốc độ hội tụ của lời giải và thời gian tính toán là

hàm số của các điện áp nút ban đầu Giá trị ban đầu càng gần giá trị thực thì lời giải hội tụ càng nhanh Bài toán có thể sẽ phân kỳ nếu như giá trị điện áp ban đầu quá xa so với giá trị thực Vì thế

ta nên chọn tuỳ chọn Update Bus Voltage để có được tập các giá trị đầu thích hợp

Trang 27

Bài toán Phân Bố Công Suất

 Giải Phân Bố Công Suất cho mạng điện

trong chế độ xác lập

 Three-phase, three-sequence load flow

solution

 Sử dụng kỹ thuật giải lặp ma trận Y-bus

 Sai số của lời giải, số lần lặp có thể điều

chỉnh được

Trang 28

Bài toán Phân Bố Công Suất (tt)

 Giải được hệ thống có nhiều nguồn cung

cấp

 Giải được hệ thống điện phức tạp

 Cho phép điều chỉnh đóng cắt tụ, và

khóa máy biến áp

 Cung cấp màn hình đồ hoạ và kết quả hội

tụ dưới dạng các bảng

Trang 29

 Flat transformers – Select this to set

all transformer taps to unity (1.0 pu)

cho phép đặt tất cả các transformer taps thành 1 (1.0 pu)

Trang 30

 Giá trị đầu cho điện áp các nút là 1.0

đvtđ

chỉnh trong quá trình giải

 Chương trình giải kết thúc khi độ sai

biệt điện áp tại các nút nhỏ hơn sai

số cho trước

Trang 31

 Nếu tuỳ chọn Locked Transformer Taps

được chọn thì tất cả các hiệu chỉnh trong qúa trình giải bị khoá tương ứng với tình trạng khoá máy biến thế

 Nếu tuỳ chọn Locked Capacitors không

được chọn, thì khoá đóng ngắt tụ được điều chỉnh khi có độ thay đổi điện áp lớn nhất nhỏ hơn 0.01 pu

Trang 32

Đặt tùy chọn cho phân tích Phân Bố

Khi độ sai lệch lớn nhất điện

áp tại các nút < Độ chính xác cho trước, việc giả bài toán kết thúc

Trang 33

Khoá tất cả các máy biến áp tại các vị trí đặt chúng

Trang 34

Hiển thị ở những nút đã chọn

Trang 35

PSS/ADEPT tính Phân Bố Công Suất

như thế nào

Khảo sát mô hình cơ bản giải bài toán phân

bố công suất của PSS/ADEPT liệt kê dưới đây

Trang 36

Giới thiệu về lưới điện

Trong PSS/ADEPT, các bộ phận của lưới điện được chia thành nhiều loại:

• Điểm nối (còn gọi là nút ha bus): là nơi các

bộ phận khác trong lưới điện gặp nhau

Điểm nối có thể có hoặc khồng tương ứng với thiết bị trong thực tế

Trang 37

• Thiết bị nối Shunt tượng trưng cho bộ phận vật lý

đặt tại một điểm nối

• Thiết bị nhánh tượng trưng cho bộ phận vật lý

tồn tại giữa hai (hay nhiều) điểm nối với nhau

Hệ thống điện đề cập ở đây thường là hệ thống ba pha, và trong PSS/ADEPT mỗi bộ phận trong lưới

ba pha bao gồm thông tin cho cả ba pha và có thể thao tác như một bộ phận một pha

Trang 38

• Một nút, chẳng hạn như cho ba điển nối, mỗi

điểm có ba pha A, B và C Tương tự vậy, mỗi nhánh cũng có ba pha (giữa A với B hoặc C) giữa hai nút

• Số lượng thực của dây dẫn hoặc pha là thuộc

tính của nhánh Vì thế, một nhánh ba pha có thể tượng trưng cho cả một, hai hoặc ba pha

• Thiết bị mắc Shunt, trừ tụ điện mắc Shunt,

đều được định nghĩa tương tự như nhánh, cũng có 3, 2, hay 1 pha

Trang 39

Nguồn

 Bài toán mạng điện giải trong PSS/ADEPT

phải có tối thiểu một nguồn ba pha cân bằng PSS/ADEPT, có thể giải bài toán có nhiều nguồn hoạt động cùng một lúc

Trang 40

Nguồn

 Một nguồn được đặt trưng bởi điện áp,

tổng trở thứ tự thuận và thứ tự không Chỉ khi biết được công suất ngắn mạch của nguồn thì mới có thể chuyển sang tổng trở thứ tự thuận và thứ tự không

 Chỉ dẫn cách chuyển đổi từ công suất

ngắn mạch sang các tổng trở thứ tự đặt

ở chương 3 mục 3.7.6 (user’s guide)

Trang 41

Dây và Cáp

 Dây nối liền hai nút với nhau và tối thiểu phải

có ít nhất một dây pha Một dây có thể có 1, 2 hoặc 3 dây pha Dây chuyển vị được đặt trưng bởi tổng trở thứ tự thuận và thứ tự không, và bởi điện nạp thử tự thuận và không

Trang 42

Dây và Cáp

Dây một và hai pha còn được đặt trưng bởi thành

phần thứ tự thuận và không của tổng trở/độ dẫn

nạp Dây một pha chỉ có một tổng trở nối tiếp và

một thành phần độ dẫn nạp Khi nhập liệu cho dây một pha, đặt thành phần thứ tự thuận và không của tổng trở/độ dẫn nạp bằng nhau

Dây dẫn hai pha có tổng trở tự cảm Zs và hổ cảm

Zm Khi nhập liệu cho dây hai pha đặt thành phần tổng trở thứ tự thuận và không như cách đặt cho

dây ba pha (vd Z1 = Zs – Zm và Z0 = Zs + 2 × Zm)

Dây hai pha có hai thành phần độ dẫn nạp, Bs đặc trưng cho mỗi dây dẫn đến đất, Bm đặc trưng cho hai dây dẫn với nhau

Trang 43

Dây và Cáp

Tương tự, rút ra cách làm cho dây ba pha, B1

= Bs + 2 × Bm, B0 = Bs Cách đơn giản để nhập vào tổng trở/độ dẫn nạp là sử dụng luôn giá trị của dây ba pha; sai số nếu có cũng sẽ rất

nhỏ

Hiện nay, dữ liệu cho cáp thường được nhập

giống như dây trên không, bằng cách chỉ định thành phần thứ tự thuận và không Đối với

cáp ngầm, thành phần độ dẫn nạp thứ tự

thuận và thư tự không thông thường bằng

nhau

Trang 44

Thành phần tổng trở thứ tự không đặt trưng cho

tổng trở nối đất trong sơ đồ nối dây dạng sao – tam giác Nếu máy biến thế không có tổng trở nối đất, đặt thành phần tổng trở thứ tự không bằng với thứ tự thuận

Trang 45

Máy Biến Thế

For a delta-delta transformer, or a wye-delta

transformer with the wye winding solidly grounded, set the zero sequence impedance equal to the

positive sequence value; PSS/ADEPT will take care of blocking zero sequence current, shunting zero

sequence current to ground, etc

Đối với máy biến thế đấu dạng ∆-∆, hoặc dạng Y-∆ bên

phần Y nối đất trực tiếp, đặt thành phần tổng trở thứ tự không bằng với thứ tự thuận; PSS/ADEPT khảo sát dòng thứ tự không, dòng thứ tự không nối Shunt qua đất v.v

Trang 46

Máy Biến Thế

 Vì PSS/ADEPT quản lý các loại máy biến thế

và cách nối dây khác với PSS/U, sẽ có vài thay đổi trong chuyển đổi dữ liệu khi sử dụng file

dữ liệu thô raw data (*.dat) giữa các chương trình này

Trang 47

Mô hình Máy điện

được mô hình hoá trong PSS/ADEPT

 Cả hai loại này đều được thiết kế sẵn cho

cả dạng máy phát lẫn động cơ bằng cách chọn đặc trưng thích hợp thông qua công suất thực tổng thể, giá trị âm cho biết là máy phát

Trang 48

Máy điện đồng bộ

Trong bài toán phân bố công suất, mô hình máy

điện đồng bộ trong PSS/ADEPT giữ cố định giá trị điện áp là hắng số bằng với giá trị người dùng

đưa vào

Lượng công suất phản kháng phát ra hay thu vào được sử dụng để điều chỉnh điện áp

Trang 49

 Nếu lượng công suất yêu cầu của mô hình vượt quá giới hạn khả năng cho phép thì khả năng điều khiển điện áp cũng sé mất theo, và máy điện

đồng bộ lúc đó trở thành tải tiêu thụ công suất

 Nếu máy điện đồng bộ hoạt động ở dòng lớn

hơn dòng định mức, thì nhiệt độ trong đồng và

sắt sẽ lần lượt tăng vượt mức theo Những hạn

chế này được đặt tả như hình 4-13 là hàm của

công suất phản kháng theo công suất thực

Trang 50

The circular arc from B to C, with its radius equal to the

rated kVA of the machine and center at the origin,

represents the rated armature current limit at rated

voltage Point B represents the rated power factor of the machine The arc from A to B represents rated field

current limit of the machine

Cung tròn từ B đến C, có bán kính bằng công suất định

mức của máy điện, biểu thị đạt được dòng định mức ở điện áp định mức Điểm B biểu thị hệ số công suất định mức của máy điện Cung từ A đến B biểu thị dòng kích

từ định mức của máy điện

Trang 51

When a synchronous machine is operated in the

underexcited region, there is a high magnitude of flux in the core ends of the machine The arc from C to D

represents the limit for heating due to this flux

Khi máy điện hoạt động trong miền dưới kích từ, tồn tại

biên độ từ thông lớn trong lõi sắt Cung từ C đến D biểu thị giới hạn nhiệt gây ra do từ thông

Đường cong công suất phản kháng như trên hình 4-13

dùng để xác định giới hạn công suất phản kháng của

máy điện Giá trị tới hạn lớn nhất và nhỏ nhất lần lượt tương ứng với hai điểm B và C Tuy nhiên cần lưu ý rằng, giới hạn công suất phản kháng có thể thay đổi tuỳ theo mức công suất thực

Định dạng
Số trang	90
Dung lượng	0,92 MB