Nghiên cứu các phương pháp sa thải phụ tải

Luận văn thạc sỹ GVHD: PGS.TS. Quyền Huy Ánh HVTH: Lê Trọng Nghĩa iv TÓM TẮT n áp và tn s là hai thông s quan trng n vic duy trì n nh ca h thn. n áp và tn s ti tt c các thanh góp, c u phi c duy trì trong gii hc thit lp. Tn s ch yu b ng bi công sut tác dn áp ch yu b ng bi công sut phn kháng. Khi có s nhiu lon xy ra làm cho s chênh lch gia công sut phát và nhu cu ph ti, làm gim kh n ca h thng. Ngoài ra, công sut phn kháng ca ph ti  n áp ti thanh góp. Khi h thng n không th ng nhu cu công sut phn kháng ca các ph tn áp tr nên mt nh.  c hai thông s: tn s n áp cn ph  sa thi ph ti. Phn th nht ca nghiên cu trong  tài là xem xét c hai thông s trong vic thit k mi t nh s ng ti b sa thi và v trí thích hp ca nó. Tip theo là nghiên cu i ph ti có n tm quan trng và v trí ca ph ti, chi phí ph tu kin ràng buc. c s d xut thut toán sa thi ti bao gm tn s n áp là tín hiu vào. M nhiu loc tính bng cách s dng t i tn snh v trí s ng ti b sa thi ti m c quynh da trên  nhn áp tính toán ti mi v trí ti  ch  xác lp. s i ph tn tm quan trng và v trí ca ph ti, chi phí ph tu kin ràng buc da trên thut toán phân tích h thng phân c x lý khi h thng có nhiu loi ph ti khác nhau: ph ti có tính quynh, ph ti quan trng và ph ti không quan tr AHP tr giúp vic ra các quynh duy trì hay sa thi ph ti và tính toán các h s quan trng ca mi ph ti, có th i din cho tm quan trng ca các loi ph ti khác nhau. Thut toán mt cách tn gn v các h thng kim tra. Phn mm PowerWorld c s d mô phng s nhiu lon. H thng th nghic s dng là h thng 37 bus 9 máy phát. Luận văn thạc sỹ GVHD: PGS.TS. Quyền Huy Ánh HVTH: Lê Trọng Nghĩa v ABSTRACT Voltage and frequency are the two important parameters affecting the maintenance of stability of the power system. The voltage at all the buses and the frequency, both of which must be maintained within prescribed limits. Frequency is mainly affected by the active power, while the voltage is mainly affected by the reactive power. When disturbances occur makes the difference between power generation and load demand, reducing the power generation capacity of the system. In addition, the reactive power of the load affects the amplitude of the voltage at the buses. When the power system is unable to meet the reactive power demands of the loads, the voltages become unstable. Therefore both parameters: frequency and voltage needs to be taken into account in the load shedding program. The first part of the study of the subject is considered both in the design parameters of a load shedding, to determine the amount of load was shedded and its appropriate location. Followed by the research the load shedding program, taking into account the importance and position of the load, load costs, and the constraints conditions. The methodology used for the proposed load shedding algorithm includes frequency and voltage as the inputs. The disturbance magnitude is estimated using the rate of change of frequency and the location and the amount of load to be shed from each bus is decided using the voltage sensitivities which calculated at each load in the steady state. Methods for the load shedding program taking into account the importance and position of the load, load costs, and the constraint conditions based on Analytic Hierarchy Process (AHP) algorithm to process when the system there are many different types of load: the crucial load, important load unimportant load, AHP assists in decisions to maintain or shedding load and calculate the coefficients of importance of each load, may represent the importance of the different types of load. The algorithm is given a step-by-step and give brief information about the test system. Software PowerWorld be used to simulate disturbances. Test system is used 37 bus 9 generators system. Luận văn thạc sỹ GVHD: PGS.TS. Quyền Huy Ánh HVTH: Lê Trọng Nghĩa vi MỤC LỤC Trang Trang ta Quy tài Lý lch khoa hc i L ii Li c iii Tóm tt iv Mc lc vi Danh sách các bng viii Danh sách các hình x NG QUAN 1 1.1 Gii thiu 1 1.2 Tng quan các kt qu nghiên cu 2 i ph tng 4 1.2.2 Sa thi ti tn s 8 1.2.3 Sa thi tn áp 15 1.3 Tính cp thit c tài 20 c và thc tin c tài 21 1.5 Mc tiêu  khách th - ng nghiên cu 21 1.5.1 Mc tiêu nghiên cu 21 1.5.2 Khách th nghiên cu 21 ng nghiên cu 21 1.6 Phm vi nghiên cu 21 u 22 1.8 Ni dung lu 22  lý thuyt 24 2.1 Sa thi ph ti 24 Luận văn thạc sỹ GVHD: PGS.TS. Quyền Huy Ánh HVTH: Lê Trọng Nghĩa vii 2.2 Sa thi ph ti truyn thng 24 2.3 Sa thi ph ti thông minh (ILS) 27 2.3.1 Mô t vic sa thi ph ti thông minh 27  khi ch 30 2.4 Ti ph ti 31 2.4.1 Hàm mc tiêu  Ti ích 31 2.4.2 Các u kin ràng buc ca s gim bt ph ti 32 2.5 Quá trình phân tích h thng phân cp - Thut toán AHP 33 2.5.1 Thut toán AHP 33 Xây dng        36 i ph ti da trên tn s n áp không xn các ch tiêu kinh t u kin ràng buc v gim bt ph ti 36 i ph tn tm quan trng ca ph ti, chi phí ti, s i ca ti theo gi u kin ràng buc v gim bt ph ti 42  thng th nghim 45 4.1 Nghiên cng hp s c mt mn trong h thng 37 bus, 9 máy phát s di ph ti theo tn s  nhn áp. 45 4.2 Nghiên cng hp mt mn trong h thng 37 bus 9 máy phát, s di ph ti theo AHP. 58 t lun 76 5.1. Kt lun 76 ng nghiên cu phát trin 76 TÀI LIU THAM KHO 77 PH LC Luận văn thạc sỹ GVHD: PGS.TS. Quyền Huy Ánh HVTH: Lê Trọng Nghĩa viii DANH SÁCH CÁC BNG BNG TRANG Bng 1.1: Các bước sa thải tải của FRCC 4 Bng 1.2: Các bước sa thải tải của MAAC 5 Bng 1.3: Chương trình sa thải tải của ERCOT 7 Bng 1.4: Công thức sa thải tải dựa trên SCADA 13 Bng 1.5: Sa thải tải bởi Điều hành hệ thống truyền tải Hy Lạp 18 Bng 4.1: Thứ tự sắp xếp dV/dt tại các thanh góp tải. 48 Bng 4.2: Giá trị dV/dQ tại các thanh góp tải 49 Bng 4.3: Lượng tải sa thải tại mỗi thanh góp trong hệ thống .50 Bng 4.4: Sa thải phụ tải theo các bước dựa trên sự thaỔ đi của tần số 54 Bng 4.5: Kết quả so sánh giữa các phương pháp sa thải phụ tải trong trường hợp mất một máy phát 58 Bng 4.6: Dữ liệu tải trong hệ thống 37 bus tại các khoảng thời gian 59 Bng 4.7: Ma trận phán đoán A-PI 60 Bng 4.8: Ma trận phán đoán A-LD 61 Bng 4.9: Giá trị M i của ma trận A-PI 62 Bng 4.10: Giá trị M i của ma trận A-LD 63 Bng 4.11: Giá trị M i * của ma trận A-PI 63 Bng 4.12: Giá trị M i * của ma trận A-PI 64 Bng 4.13: Các giá trị W j của ma trận A-PI 65 Bng 4.14: Các giá trị W di của ma trận A-LD. 65 Bng 4.15: Giá trị các hệ số quan trọng của tải được tính toán bởi AHP. 66 Bng 4.16: Sắp xếp các đơn vị phụ tải theo giá trị hệ số quan trọng của phụ tải W ij giảm dần. 67 Bng 4.17: Sơ đ sa thải phụ tải tại các thời đoạn. 69 Bng 4.18: Công suất tại các nút tải khi áp dụng chương trình sa thải phụ tải. . 70 Bng 4.19: Sắp xếp các phụ tải giảm dần theo công suất và chi phí phụ tải. 71 Luận văn thạc sỹ GVHD: PGS.TS. Quyền Huy Ánh HVTH: Lê Trọng Nghĩa ix Bng 4.20: Giá trị các phụ tải khi áp dụng sa thải phụ tải thông thường. 72 Bng 4.21: So sánh giữa sa thải phụ tải theo AHP và LP . 73 Bng 4.22: Tng hợp kết quả giữa phương pháp sa thải phụ tải thông thường (LP) và phương pháp sa thải phụ tải theo AHP. 74 Luận văn thạc sỹ GVHD: PGS.TS. Quyền Huy Ánh HVTH: Lê Trọng Nghĩa x DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 2.1: Mô hình đáp ứng tần số ở trạng thái vận hành n định. 25 Hình 2.2: nh hưởng của hệ số cản dịu tải trên đường giảm tần số (đường cong n định hệ thống cho các quá tải khác nhau). 27 Hình 2.3: Cấu trúc tng quát của chương trình ILS. 30 Hình 2.4: Mô hình mạng phân cấp của việc sắp xếp các đơn vị 33 Hình 3.1: Thuật toán sa thải tải theo tần số và điện áp. 42 Hình 3.2: Mô hình mạng phân cấp của việc sắp xếp các đơn vị. 43 Hình 4.1: Sơ đ hệ thống 37 bus 9 máy phát. 45 Hình 4.2: Tần số hệ thống trong trường hợp sự cố máy phát tại bus số 4. 46 Hình 4.3: Điện áp tại bus 11 khi xảy ra sự cố mất máy phát tại bus 4. 47 Hình 4.4: Tần số hệ thống sau khi áp dụng chương trình sa thải phụ tải. 51 Hình 4.5: Điện áp tại bus 11 sau khi áp dụng chương trình sa thải phụ tải. 52 Hình 4.6: Tần số hệ thống sau khi áp dụng chương trình sa thải phụ tải không theo thứ tự dV/dt. 53 Hình 4.7: Điện áp tại bus 11 sau khi áp dụng chương trình sa thải phụ tải không theo thứ tự dV/dt. 53 Hình 4.8: Tần số hệ thống sau khi sa thải 9% tng công suất tải. 55 Hình 4.9: Tần số hệ thống sau khi sa thải 7% công suất tải. 56 Hình 4.10: Tần số hệ thống sau khi sa thải 5% công suất tải. 56 Hình 4.11: Tần số hệ thống sau khi sa thải 5% công suất tải. 57 Hình 4.12: Tng công suất phát và nhu cầu tải ở các thời đoạn. 60 Luận văn thạc sỹ GVHD: PGS.TS. Quyền Huy Ánh HVTH: Lê Trọng Nghĩa 1 Chơng 1 TNG QUAN 1.1 Gii thiu Hin nay các ngành công nghin to sc ép lên ngành công nghing phi cung c  n. Kh n s  theo t l  ng ca ti. Vic truyn ti công sut li n dn u kin vn hành cng dây truyn ti gn vi gii hn ca nó. Ngoài ra, ngun d tr ng rt nh ng là công sut phn   ng nhu cu ph ti. Vì nhng lý do này, các h thn tr nên d b   n và mn. C  n ca các h thng là các s c mt mt máy phát n, hoc bt ng i ti. Nhng nhiu loi v  ca nó, ti thm này nhng nhiu lon có th gây ra mt nh h thng. Ví d, khi mt ph ti công nghip lt ng thng có th tr nên mt nh. u này dn cn thi nghiên cu h th     nên mt nh. Hai thông s quan trng nh n áp và tn s h thn áp ti tt c các thanh góp và tn s, c u phc duy trì trong gii hn quy c thit lp. Tn s ch yu b ng bi công sut tác dng, trong khi n áp ch yu b ng bi công sut phn kháng. C th, tn s b ng bi s chênh lch gia công sut phát và nhu cu ph ti. S chênh lc gây ra do nhiu lon, nó làm gim kh  n ca h thng. Ví d, do s c mt mn, kh n gim trong khi nhu cu ph ti còn li hoc gia tng. Nn khác trong h thng không th cung c công sut cn thit, thì tn s h thng bu gi phc hi li tn s trong gii hnh mc, m thi ti cc áp dng cho h thng. Luận văn thạc sỹ GVHD: PGS.TS. Quyền Huy Ánh HVTH: Lê Trọng Nghĩa 2 Ngoài ra, nhu cu công sut phn kháng ca ph ti  n áp ti thanh góp. Khi h thn không th ng nhu cu công sut phn kháng ca các ph tn áp tr nên mt nh. Trong tình huy, các b t i nhm cung cp công sut phn kháng cho các ph ti. Tuy nhiên, khi các b t bù này không th khôi phc li các cn áp trong gii hn ca nó, h thng s phi sa thi ti. Sau s nhiu lon, h thng phi tr v tru c ph t sa thc phc hi mt cách có h thng mà không gây ra s s h thng. ng hp s c lâu dài, h thn không th ng nhu cu công sut trong thi gian dài, vic sa thi ph ti tn các ch tiêu kinh t và tm quan trng ca ph ti. u này thì quan trng trong vic duy trì nh h thn, sa thi t thành mt ch  quan trng trong nghiên cu. 1.2 Tổng quan các kt qu nghiên cứu Có nhiu ph sa thi ph ti và phc hi h thng  c phát trin bi các nhà nghiên cu và  c s dng trong ngành công nghing trên toàn th gii. Hu ht trong s này là da trên s suy gim tn s trong h thng. Bng cách xem xét mt yu tn sng hp này kt qu ng kém chính xác. Vic sa thi ti quá mng vì nó gây ra s bt tin cho khách hàng. Các ci tin v  truyn thn s phát trin ca k thut sa thi ph ti da trên tn s  i ca tn su này dn d a ph ti s phi sa th chính xác. G, vic mi s     ca s nh n áp trong h thng. Gin áp có th là mt kt qu ca mt s nhiu lon. còn có th do cung c công sut Luận văn thạc sỹ GVHD: PGS.TS. Quyền Huy Ánh HVTH: Lê Trọng Nghĩa 3 phu này dn các nhà nghiên cu tp trung vào k thu duy trì s n áp. Mn ca m n gây ra mt cân bng gia công sut phát n và nhu cu ph tu này n tn s vn áp. K hoch sa thi ti phi xem xét c hai thông s này khi sa thi ph ti. Bng cách sa th ng ti t nhng thanh g n áp ti mt s thanh góp chc chn có th c ci thin. Sau khi xem xét các thông s cho sa thi ti, cn thit phi có các thit b phù hp cho vic thu thp d liu h th các d lisa thc chính xác  thc t. ng, các b phng pha c s d  liu thi gian thc. Sa thi tc da trên mt chui nhng ph ti quan trng là ít nht, các ti công nghi t tin vn còn c duy trì. Vì vy,  n kinh t  t phn quan trng trong các k hoch sa thi ti. ng, mt ph pháp tip cc s dng kt hp. Tng s ng ca ti phi sa thc chia thành nhic riêng bic sa thi theo s suy gim ca tn s. Ví d, khi tn s gim nhu tiên chc chc pha tng ph tc sa thi. Nu có mt s gim tip trong tn s và nó m nhn th hai, t l phn ca ti còn lc sa thi. Quá trình này din ra tip tn khi tn s i hi ca nó. S ng ti b sa thi trong mc là mt yu t quan trng v hiu qu c  . Bng cách gim ti trong mc thì kh i ti quá mc s c gim. Trong khi xem xét s ng tc sa thi và ng ti sa thi mc, cn n yêu cu công sut phn kháng ca mi tng, nhng nhiu lot mn áp gim. Mt cách hiu qu  khôi phc ln áp là gim ph ti công sut ph, khi ti tiêu th mt [...]... buộc về giảm bớt phụ tải 1.5.2 Khách thể nghiên cứu: Vận hành và điều khiển hệ thống điện 1.5.3 Đối t ợng nghiên cứu: các quá trình quá độ, ổn định hệ thống điện và sa thải phụ tải 1.6 Ph m vi nghiên cứu - Tổng quan các phương pháp sa thải phụ tải - Phương pháp sa thải phụ tải dựa trên cơ s xem xét tốc độ thay đổi tần số và độ nhạy điện áp tại các thanh góp tải của hệ thống điện HVTH: Lê Trọng Nghĩa... hướng nghiên cứu: tóm tắt các kết quả nghiên cứu ngoài nước Đặt vấn đề và hướng giải quyết vấn đề, nhằm duy trì ổn định hệ thống điện Chương 2: Cơ sở lý thuyết Trình bày lý thuyết về các kế hoạch sa thải phụ tải, các phương pháp sa thải phụ tải truyền thống và hiện đại, bao gồm các kỹ thuật sa thải phụ tải dưới tần số, và dưới điện áp, sử dụng thuật toán AHP Chương 3: XâỔ dựng chương trình sa thải phụ tải. .. máy phát điện sau bước sa thải tải cuối cùng Kế hoạch này có ba bước sa thải phụ tải cơ bản, được trình bày trong Bảng 1.2 B ng 1.2: Các bước sa thải tải của MAAC Số lượng phần trăm tổng tải sa thải Tần số cài đặt sa thải tải (Hz) 10% 59.3 10% 58.9 10% 58.5 Tần số căt giảm đầu tiên là 59,3 Hz Tại mỗi bước, 10% của tải trực tuyến tại đó tức th i được sa thải Số lượng của các bước sa thải tải có thể tăng... và sau nhiễu loạn  Động học của máy phát điện tải chổ  Tải thực tế và các tình trạng được cập nhật của mỗi phụ tải có thể sa thải  Đặc điểm động học của các phụ tải hệ thống Đặc điểm này bao gồm các máy điện quay, các tải trở kháng không đổi, các tải dòng điện không đổi, các tải năng lượng không đổi, các tải phụ thuộc tần số, hoặc là các dạng khác của tải Một vài yêu cầu bổ sung phải được trao đổi... quá tải là lượng quá tải và các thông số H và D nh hưởng của 2 thông số này sẽ được tính toán kỹ trong bất kỳ sự kết hợp sa thải phụ tải nào Hệ số cản dịu phụ tải (D) là một thông số thực biểu diễn mối quan hệ giữa tải và tần số Nó không thể bị bỏ qua trong kế hoạch kết hợp sa thải phụ tải Trong kế hoạch sa thải phụ tải, hệ số cản dịu phụ tải thường được diễn đạt qua đơn vị như được chỉ ra trong phương. .. truyền tải và phân phối điện 1.5 Mục tiêu – khách thể - đối t ợng nghiên cứu 1.5.1 Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu phương pháp sa thải phụ tải hợp lý, dựa trên cơ s xem xét tốc độ thay đổi tần số và độ nhạy điện áp tại các thanh góp tải của hệ thống trong lưới điện Đồng th i xem xét đến tầm quan trọng của tải, chi phí tải, sự thay đổi của tải theo gi trong ngày và các điều kiện ràng buộc về giảm bớt phụ tải. .. 2.2 Sa th i phụ t i truyền thống Sa thải phụ tải bằng relay tần số là phương pháp được sử dụng chung nhất cho việc điều khiển tần số của lưới điện và duy trì tính ổn định của lưới trong các điều kiện cần thiết Trong các phương pháp sa thải phụ tải thông thường, khi tần số giảm xuống dưới điểm làm việc, các relay tần số của hệ thống phát tín hiệu cắt từng mức phụ tải, do đó ngăn cản sự giảm tần số và các. .. sa thải tải để làm giảm nhu cầu phụ tải Ngoài ra, việc sa thải phụ tải có xét đến tầm quan trọng của tải, chi phí tải, sự thay đổi của tải theo gi trong ngày và các điều kiện ràng buộc về giảm bớt phụ tải cũng được trình bày 1.4 Ý nghĩa khoa học và thực ti n của đề tài Kết quả nghiên cứu của luận văn có thể làm tài liệu tham khảo cho các học viên cao học ngành: “Thiết bị, Mạng và Nhà máy điện” và các. .. 1.2.1 Tóm l ợc các ch ơng trình sa th i phụ t i đang áp dụng Hội đồng Điều phối độ tin cậy bang Florida (FRCC) [5], có xây dựng kế hoạch sa thải phụ tải Các bộ phận cung cấp tải của FRCC phải cài đặt các rơle dưới tần số, để ngắt xung quanh 56% tổng số tải trong một kế hoạch sa thải tải tự động Nó có 9 bước để sa thải phụ tải, tần số là 59,7 Hz cho bước đầu tiên và 59,1 Hz cho bước cuối cùng Các bước tần... không đạt được phục hồi tần số thành công, sa thải tải bằng tay được kết hợp Các bộ phận được yêu cầu phải sa thải tải trong ba bước Trong bước đầu tiên, lên đến 10% của tải, nhưng không quá 15% là cần thiết để sa thải Trong bước thứ hai lên đến 20% của tải, nhưng không quá 25% là cần thiết để sa thải Bước thứ ba yêu cầu lên đến 30% nhưng không quá 45% của các phụ tải hiện có để được sa thải Hệ thống . bước sa thải tải của FRCC 4 Bng 1.2: Các bước sa thải tải của MAAC 5 Bng 1.3: Chương trình sa thải tải của ERCOT 7 Bng 1.4: Công thức sa thải tải dựa trên SCADA 13 Bng 1.5: Sa thải tải. Giá trị các phụ tải khi áp dụng sa thải phụ tải thông thường. 72 Bng 4.21: So sánh giữa sa thải phụ tải theo AHP và LP . 73 Bng 4.22: Tng hợp kết quả giữa phương pháp sa thải phụ tải thông. 4.4: Sa thải phụ tải theo các bước dựa trên sự thaỔ đi của tần số 54 Bng 4.5: Kết quả so sánh giữa các phương pháp sa thải phụ tải trong trường hợp mất một máy phát 58 Bng 4.6: Dữ liệu tải