phân tích ổn định điện áp trong hệ thống điện sử dụng chỉ số vcpi và vsi qua mô phỏng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN SỬ DỤNG CHỈ SỐ VCPI VÀ VSI QUA MÔ PHỎNG CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN Ths Trần Anh Nguyện Bùi Thanh Duy (MSSV: 1110978) Ngành: Kỹ thuật điện – Khóa: 37 Tháng 05 năm 2015 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc KHOA CÔNG NGHỆ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN Cần Thơ, ngày 08 tháng 01 năm 2015 PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP CỦA SINH VIÊN HỌC KỲ NĂM HỌC 2014 - 2015 Họ tên sinh viên: Bùi Thanh Duy Ngành: Kỹ thuật điện – điện tử MSSV: 1110978 Khoá: 37 Tên đề tài: Phân tích ổn định điện áp hệ thống điện sử dụng số VCPI VSI qua mô Địa điểm thực hiện: Cần Thơ Họ tên người hướng dẫn khoa học (NHDKH): Trần Anh Nguyện Mục tiêu đề tài: Bảo vệ, kiểm soát vận hành hệ thống điện tốt hơn, nhờ vào số ổn định điện áp phần mềm mô phỏng, từ hạn chế tối đa tình trạng ổn định điệp áp hệ thống điện Đóng góp tích cực vào tiến trình đảm bảo số lượng chất lượng điện cho Đất nước giai đoạn đại hóa Các nội dung giới hạn đề tài: gồm chương CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHƯƠNG TỔNG QUAN ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP CHƯƠNG ĐỀ XUẤT CÁC CHỈ SỐ ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP CHƯƠNG CHỌN LỰA CÁC CHỈ SỐ VÀ HỆ THỐNG THỬ NGHIỆM CHƯƠNG MÔ PHỎNG VÀ KẾT QUẢ CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Các yêu cầu hỗ trợ cho việc thực đề tài: Mong nhận giúp đỡ tận tình từ bạn sinh viên, giảng viên, tổ chức đặc biệt từ cán hướng dẫn luận văn Kinh phí dự trù cho việc thực đề tài: (dự trù chi tiết đính kèm, cần cho LVTN) SINH VIÊN ĐỀ NGHỊ (Ký tên ghi rõ họ tên) Ý KIẾN CỦA NHDKH Ý KIẾN CỦA BỘ MÔN Ý KIẾN CỦA HỘI ĐỒNG LV&TLTN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Cán hướng dẫn: Trần Anh Nguyện Tên đề tài: Phân tích ổn định điện áp hệ thống điện sử dụng số VCPI VSI qua mô Sinh viên thực hiện: Bùi Thanh Duy MSSV: 1110978 Lớp: Kỹ Thuật Điện Khoá: 37 Nội dung nhận xét: a Nhận xét hình thức tập thuyết minh: b Nhận xét vẽ: c Nhận xét nội dung luận văn:  Các công việc đạt được:  Những vấn đề hạn chế: d Kết luận đề nghị: Điểm đánh giá: Cần Thơ, ngày tháng năm 2015 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Trần Anh Nguyện TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN Cán phản biện: Tên đề tài: Phân tích ổn định điện áp hệ thống điện sử dụng số VCPI VSI qua mô Sinh viên thực hiện: Bùi Thanh Duy MSSV: 1110978 Lớp: Kỹ Thuật Điện Khoá: 37 Nội dung nhận xét: a Nhận xét hình thức tập thuyết minh: b Nhận xét vẽ: c Nhận xét nội dung luận văn:  Các công việc đạt được:  Những vấn đề hạn chế: d Kết luận đề nghị: Điểm đánh giá: Cần Thơ, ngày tháng năm 2015 CÁN BỘ PHẢN BIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN Cán phản biện: Tên đề tài: Phân tích ổn định điện áp hệ thống điện sử dụng số VCPI VSI qua mô Sinh viên thực hiện: Bùi Thanh Duy MSSV: 1110978 Lớp: Kỹ Thuật Điện Khoá: 37 Nội dung nhận xét: a Nhận xét hình thức tập thuyết minh: b Nhận xét vẽ: c Nhận xét nội dung luận văn:  Các công việc đạt được:  Những vấn đề hạn chế: d Kết luận đề nghị: Điểm đánh giá: Cần Thơ, ngày tháng năm 2015 CÁN BỘ PHẢN BIỆN Luận văn tốt nghiệp CBHD: Trần Anh Nguyện GIỚI THIỆU  Ngày nay, với xu hướng đại hóa Đất nước, gia tăng nhu cầu lượng điện buộc hệ thống truyền tải điện phải vận hành liên tục điều kiện tối đa, gần với giới hạn bất ổn định Hệ thống điện phải vận hành điều kiện vậy, tạo chuỗi điểm ổn định điện áp cuối dẫn đến sụp đổ điện áp hệ thống gây điện diện rộng Nhằm giải vấn đề này, nghiên cứu quan trọng tập trung vào việc sử dụng liệu đồng pha hệ thống điện, để đưa số thích hợp cho biết hệ thống gần ổn định điện áp, tìm chế bất ổn Nhờ vậy, thường xuyên xác định trạng thái vận hành hệ thống điện từ tăng cường bảo vệ, kiểm soát hệ thống điện tốt Luận văn thảo luận khả áp dụng hai số ổn định điện áp từ liệu đồng pha, dựa thực tiễn để phân tích ổn định điện áp hệ thống điện Giả định trường hợp khác thực hệ thống Hệ thống IEEE 39 Bus sử dụng phần mềm PowerWorld mô Hai số phân tích so sánh với với phương pháp khách quan khác Kết cho thấy chúng thống với vấn đề điện áp ổn định hệ thống, qua đó, nhờ số dự đoán sụp đổ điện áp cung cấp nhìn sâu sắc vào điểm khác hệ thống đóng góp vào việc cải thiện, giảm thiểu vào bất ổn định điện áp Sau bốn tháng thực hiện, luận văn hoàn thiện, mong nhận đóng góp tích cực từ bạn đọc Sinh viên thực Bùi Thanh Duy SVTH: Bùi Thanh Duy – MSSV: 1110978 Trang i Luận văn tốt nghiệp CBHD: Trần Anh Nguyện LỜI CẢM ƠN  Sau khoảng bốn tháng thực hiện, luận văn em hoàn thành, thể kiến thức mà em học tìm hiểu thêm thông tin bổ ích từ phía bạn sinh viên, giảng viên phương tiện thông tin Ngoài cố gắng hết mình, em nhận khích lệ nhiều từ phía nhà trường, thầy cô, gia đình bạn bè Chính thế, ngày hôm hoàn tất xong luận văn này, em muốn gửi lời cảm ơn đến gia đình bạn sinh viên đồng hành em học tập Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Quý Thầy Cô thuộc môn Kỹ thuật điện – Khoa Công Nghệ - Trường Đại học Cần Thơ truyền đạt kiến thức cho em Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Anh Nguyện tận tình hướng dẫn em suốt trình thực đề tài luận văn Để đáp lại chân tình đó, em cố gắng vận dụng kiến thức mà trang bị vào thực tiễn sống cách hiệu nhằm mang lại lợi ích cho thân cộng đồng Tuy nhiên, hạn chế kiến thức quỹ thời gian có hạn nên luận văn không tránh khỏi sai sót Vì vậy, em kính mong quý thầy cô thông cảm mong nhận đóng góp quý báu từ thầy cô Một lần em xin cảm ơn xin chúc tất quý Thầy Cô dồi sức khỏe, thành đạt nghiệp! Sinh viên thực Bùi Thanh Duy SVTH: Bùi Thanh Duy – MSSV: 1110978 Trang ii Mục lục CBHD: Trần Anh Nguyện MỤC LỤC CHƯƠNG GIỚI THIỆU 1.1 Giới thiệu chung 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.3 Cấu trúc CHƯƠNG TỔNG QUAN ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP 2.1 Ổn định hệ thống điện 2.1.1 Ổn định góc rotor 2.1.2 Ổn định tần số 2.1.3 Ổn định điện áp 2.2 Ổn định điện áp 2.2.1 Khái niệm 2.2.2 Phân loại 2.3 Những hạn chế việc ổn định điện áp 2.3.1 Những hạn chế 2.3.2 Sự cố sụp đổ điện áp .8 2.4 Phân tích ổn định điện áp 2.4.1 Phân tích dòng điện .9 2.4.2 Đường cong PV QV 10 2.4.3 Điện áp 14 2.4.4 Phương pháp phân tích 14 2.5 Đồng pha .15 CHƯƠNG ĐỀ XUẤT CÁC CHỈ SỐ ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP 19 3.1 Tìm số từ phương pháp dòng tải Jacobi 19 3.1.1 Phương thức phân tích mô hình dòng điện 19 3.1.2 Kiểm nghiệm hệ thống WSCC (Western System Coordinating Council – Hội đồng điều phối hệ thống phương Tây) bus 21 3.2 Các số dựa đo lường đồng pha .23 3.2.1 Thuật toán tìm thông số tương đương Thevenin 24 3.2.2 Chỉ số ổn định đường dây Lmn 26 3.2.3 Chỉ số ổn định điện áp nhanh FVSI 26 3.2.4 Chỉ số LQP 26 SVTH: Bùi Thanh Duy – MSSV: 1110978 Trang iii Mục lục CBHD: Trần Anh Nguyện 3.2.5 Chỉ số VSI dựa truyền tải điện tối đa 26 3.2.6 Chỉ số VCPI 27 CHƯƠNG CHỌN LỰA CÁC CHỈ SỐ VÀ HỆ THỐNG THỬ NGHIỆM 29 4.1 PowerWorld Simulator 29 4.2 Các hệ thống thử nghiệm .30 4.2.1 Hệ thống BPA 10 bus 31 4.2.2 Hệ thống IEEE 39 bus 31 4.3 Các trường hợp thử nghiệm 35 4.3.1 Đề xuất xác minh hiệu hai số VCPI VSI hệ thống thử nghiệm IEEE 39 Bus 35 4.3.2 Tăng tất tải 35 4.3.3 Tăng công suất phản kháng tải 36 4.3.4 Trường hợp loại bỏ đường dây truyền tải 36 4.3.5 Chọn lựa trường hợp thử nghiệm 36 CHƯƠNG MÔ PHỎNG VÀ KẾT QUẢ 38 5.1 Thuật toán tìm số VCPI VSI 38 5.2 Trường hợp 1: Tăng tất tải (IEEE 39 Bus) .41 5.3 Trường hợp 2: Tăng công suất phản kháng (IEEE 39 Bus) 49 5.3.1 Thống kê số 49 5.3.2 Dự đoán sụp đổ điện áp từ số 53 5.4 Trường hợp 3: Loại bỏ đường dây truyền tải (IEEE 39 Bus) 54 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN .62 6.1 Kết luận 62 6.2 Hướng phát triển 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 PHỤ LỤC 66 SVTH: Bùi Thanh Duy – MSSV: 1110978 Trang iv Chương 5: Mô kết CBHD: Trần Anh Nguyện công suất tác dụng tăng lên với hệ số công suất không đổi trường hợp 2, có công suất phản kháng tăng lên Các kết trình bày bảng 5-9 Bảng 5-19 Các số trước sụp đổ trường hợp VSI Trường hợp Hệ số 1.265 Bus 12 15 16 18 20 21 23 24 25 26 27 28 29 0.621 0.179 0.402 0.087 0.613 0.372 0.524 0.765 0.052 0.441 0.475 0.538 0.859 0.888 0.659 0.854 0.892 Trường hợp 1.98 VCPI Trường hợp 1.265 Trường hợp 1.98 0.686 0.140 0.412 0.081 0.399 0.217 0.531 0.756 0.071 0.283 0.355 0.610 0.862 0.892 0.626 0.862 0.903 0.231 0.415 0.127 0.273 0.262 0.329 0.085 0.108 0.836 0.260 0.185 0.215 0.178 0.149 0.293 0.283 0.259 0.201 0.357 0.102 0.219 0.186 0.338 0.086 0.103 1.010 0.289 0.203 0.205 0.143 0.124 0.286 0.243 0.207 Khi so sánh giá trị cuối trước sụp đổ điện áp, hầu hết số có giá trị tương đương nhau, cho thấy số độc lập với chất tải gần sụp đổ điện áp Ta thấy vài điểm khác biệt số bus đánh dấu màu xanh, đặc biệt hai số VSI VCPI bus 12 có giá trị khác đáng kể lúc gần sụp đổ Ngoài có khác biệt đáng ý cho bus 15 21 VSI bus 20 VCPI Từ so sánh này, số có khả cung cấp thông tin khoảng cách hệ thống thật sụp đổ điện áp mà không phụ thuộc vào đặc điểm phụ tải Điều hiểu số cung cấp nhìn sâu sắc mà không cần biết thông số khác hệ thống 5.4 Trường hợp 3: Loại bỏ đường dây truyền tải (IEEE 39 Bus) SVTH: Bùi Thanh Duy – MSSV: 1110978 Trang 54 Chương 5: Mô kết CBHD: Trần Anh Nguyện Tương tự trường hợp đầu tiên, tải hệ thống 39 bus đối tượng tăng công suất tác dụng với hệ số công suất không đổi Mỗi tải tăng 5% so với trường hợp sở ban đầu đến hệ thống sụp đổ Tuy nhiên, lần tăng tải thứ sáu, đường dây truyền tải bỏ để mô tổn thất lớn đường dây truyền tải Dây truyền tải chọn dựa giới hạn chúng; đường dây ảnh hưởng đến công suất biểu kiến tối đa gỡ bỏ Sau lần tăng tải, số tính toán theo quy định thuật toán hình 5.1 5.2 Ban đầu hệ thống vận hành điều kiện bình thường Mỗi lần tải tăng lên đề cập trước đó, đến bước tăng tải thứ sáu, đường dây 10-13 bị thiếu hụt đạt khoảng 82% giá trị 600 MVA đường dây Hình 5.28 Đường dây 10-13 thiếu hụt Bảng 5.10 VSI hệ thống trước sau đường dây loại bỏ Bảng 5-20 Các số trước sau đường dây loại bỏ Bus 12 15 16 18 20 21 23 Trước 0.899 0.690 0.799 0.612 0.822 0.819 0.921 0.934 0.816 0.881 0.924 VSI Sau 0.898 0.682 0.780 0.581 0.815 0.814 0.920 0.934 0.815 0.880 0.924 %∆ -0.157 -1.194 -2.350 -5.023 -0.865 -0.654 -0.137 -0.089 -0.052 -0.120 -0.038 SVTH: Bùi Thanh Duy – MSSV: 1110978 Trước 0.192 0.315 0.094 0.203 0.177 0.264 0.071 0.090 0.740 0.220 0.160 VCPI Sau 0.195 0.325 0.096 0.208 0.188 0.269 0.072 0.091 0.742 0.221 0.161 %∆ 1.435 3.109 2.770 2.750 5.973 1.803 1.047 1.224 0.170 0.760 0.411 Trang 55 Chương 5: Mô kết 24 25 26 27 28 29 0.907 0.936 0.942 0.851 0.885 0.912 0.906 0.936 0.942 0.850 0.885 0.912 CBHD: Trần Anh Nguyện -0.130 -0.038 -0.043 -0.159 -0.045 -0.023 0.181 0.160 0.136 0.249 0.251 0.240 0.183 0.160 0.137 0.252 0.252 0.240 0.939 0.465 0.393 0.906 0.343 0.163 Từ bảng 5-10 cho thấy hai số thể việc loại bỏ đường dây có ảnh hưởng lớn bus 4, Như biểu thị, ô màu xanh có thay đổi đáng kể,đặc biệt VSI chênh lệch đáng kể bus 8, VCPI cho thấy thay đổi đáng kể bus 12 Khi xét vị trí bus bị ảnh hưởng loại bỏ đường dây, ta thấy bus bị ảnh hưởng khu vực gần đường dây Chú ý sau khu vực dễ dàng dẫn đến sụp đổ điện áp Các bus 4, 7, 8, 12 số chung thể hình 5.15 5.16 cho lần tăng tải 0.9 0.8 0.7 VSI 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 1.05 1.1 1.15 Hệ sô tải VSI Bus VSI Bus VSI Bus 12 Chỉ số thấp 1.2 1.25 1.3 VSI Bus Hình 5.29 Các số VSI bus 4, 7, 8, 12 số thấp SVTH: Bùi Thanh Duy – MSSV: 1110978 Trang 56 Chương 5: Mô kết CBHD: Trần Anh Nguyện 1.2 VCPI 0.8 0.6 0.4 0.2 1.05 1.1 1.15 Hệ số tải 1.2 VCPI Bus VCPI Bus VCPI Bus 12 Chỉ số cao 1.25 1.3 VCPI Bus Hình 5.30 Các số VCPI bus 4, 7, 8, 12 số cao Các số VSI hình 5.15 cho thấy bus đạt giới hạn bất ổn định nhanh trước bus lại Mặt khác, VCPI theo hình 5.16 minh họa trường hợp chung đạt đến giới hạn không ổn định trước bus khác chí chưa gần với giới hạn bất ổn Dựa vào bảng 5-11, giá trị cuối trước sau sụp đổ, bus khu vực đường dây loại bỏ ổn định so với bus khác Kết cho thấy khu vực không ổn định có tác động tiêu cực đến phần lại hệ thống, tăng tải với giá trị gây sụp đổ hệ thống Mặc dù VCPI bus tải không đến gần với giới hạn, chúng cao bus khác ngoại trừ bus Bảng 5-21 Các số bus tải trước sau sụp đổ trường hợp VSI Hệ số Bus 12 15 16 VCPI 1.225 1.25 1.225 1.25 0.840 0.479 0.605 0.299 0.726 0.674 0.813 0.601 0.126 0.306 0.024 0.551 0.344 0.505 0.222 0.397 0.121 0.260 0.252 0.312 0.081 0.250 0.485 0.153 0.328 0.335 0.361 0.092 SVTH: Bùi Thanh Duy – MSSV: 1110978 Trang 57 Chương 5: Mô kết 18 20 21 23 24 25 26 27 28 29 Chỉ số thấp 0.895 0.250 0.760 0.853 0.817 0.924 0.929 0.800 0.872 0.903 0.250 CBHD: Trần Anh Nguyện 0.754 0.047 0.428 0.470 0.519 0.859 0.887 0.652 0.856 0.893 0.024 0.103 0.802 0.248 0.177 0.205 0.173 0.145 0.282 0.274 0.253 0.802 0.116 0.884 0.277 0.192 0.229 0.183 0.153 0.309 0.287 0.261 0.884 Những kết xác nhận cách kiểm tra giải pháp dòng tải Bảng 5-12 cho thấy dòng điện tổn thất đường dây Kết đầy đủ cho nhánh tìm thấy Phụ lục Khi đường dây bị thiếu hụt, điện dòng qua 10-13 chuyển vào đường dây khác Sự gia tăng đáng kể thể đường dây 4-5 Thêm 300 MW chuyển qua đường dây tăng công suất phản kháng 50 MVAr Tương tự vậy, quanh khu vực phải chịu ảnh hưởng từ việc thiếu hụt đường dây Bảng 5-22 Dòng tổn thất trước loại bỏ đường dây Đường dây Trước Từ bus Đến bus P (MW) Q (MVAr) S (MVA) 10 3 4 5 6 13 18 14 31 11 39 490.6 88.2 -130.2 -236.1 -469.9 374.5 -846.2 -1261 -138.5 551.8 280.9 53.5 53 49 -25.5 191.9 -65.2 55.5 61.3 -23.3 -27.9 -112 101 -15.5 -156.6 -128.2 493 91.7 232 245 473.1 379.4 846.5 1261.3 178.1 560.9 281.3 165.5 138.7 SVTH: Bùi Thanh Duy – MSSV: 1110978 Tổn thất (MVAr) 3.49 -21.04 -9.89 -5.24 17.52 3.33 15.58 478.82 -10.73 19.93 -3.31 -28.49 -123.6 Trang 58 Chương 5: Mô kết CBHD: Trần Anh Nguyện Bảng 5-23 Dòng tổn thất sau loại bỏ đường dây Đường dây Sau Từ bus Đến bus P (MW) Q (MVAr) S (MVA) 10 3 4 5 6 13 18 14 31 11 39 130.3 -152.4 35 -763.4 365.2 -1133.7 -1267.8 -467.2 598.4 327.2 90.4 89.5 -35.8 227.9 -72.9 93.8 52 -28.1 -61.9 -99.5 100.9 -22.1 -174.1 -150.8 135.1 274.2 80.9 769.2 368.9 1134.1 1269.3 477.7 606.9 327.9 196.2 175.4 Tổn thất (MVAr) -19.47 -4.61 -12.07 69.93 3.23 32.37 497.9 7.07 26.36 -1.57 -23.3 -120.71 Như thấy từ giải pháp, loại bỏ đường dây hệ thống, kết thay đổi dòng hướng dòng điện sang đường dây khác Kể công suất tác dụng máy phát điện không đổi, tổng công suất tác dụng dường truyền giả định thiệt hại thêm Tuy nhiên, trường hợp này, loại bỏ đường dây tăng tổng số tổn thất đường dây mạng Từ đó, máy phát phải đáp ứng tải nhu cầu, thông số máy phát tải trước sau đường dây loại bỏ thể bảng 5-13 Tổn thất đường dây hiển thị bảng 5-14 Bảng 5-24 Thông số máy phát tải trước sau loại bỏ đường dây Trước Máy phát điện Bus P (MW) 30 250 31 1270.21 32 650 33 632 34 508 35 650 Sau Tải Bus P (MW) 370.3 575 268.87 600.3 12 8.62 15 368 SVTH: Bùi Thanh Duy – MSSV: 1110978 Máy phát điện Bus P (MW) 30 250 31 1276.97 32 650 33 632 34 508 35 650 Tải Bus P (MW) 370.3 575 268.87 600.3 12 8.62 15 368 Trang 59 Chương 5: Mô kết 36 37 38 39 560 540 830 1000 Tổng 16 18 20 21 23 24 25 26 27 28 29 31 39 6890.21 ∆P 378.35 181.7 722.2 315.1 284.62 354.89 257.6 159.85 323.15 236.9 326.03 9.2 1104 6844.68 45.53 CBHD: Trần Anh Nguyện 36 37 38 39 560 540 830 1000 6896.97 16 18 20 21 23 24 25 26 27 28 29 31 39 378.35 181.7 722.2 315.1 284.62 354.89 257.6 159.85 323.15 236.9 326.03 9.2 1104 6844.68 52.29 Với ∆𝑃 = 𝑃𝑚á𝑦 𝑝ℎá𝑡 − 𝑃𝑡ả𝑖 (5.1) Ví dụ: ∆𝑃𝑡𝑟ướ𝑐 = 6890.21 − 6844.68 = 45.53 𝑀𝑊 (5.2) Bảng 5-25 Tổn thất đường dây trước sau loại bỏ đường dây Nhánh Từ bus 1 10 10 10 12 12 13 14 15 16 16 16 16 17 17 19 19 2 Đến bus 39 13 32 11 11 13 14 15 16 19 17 24 21 27 18 20 33 30 25 SVTH: Bùi Thanh Duy – MSSV: 1110978 Tổn thất đường dây (MW) Trước Sau 0.09 0.01 0.07 0.04 0.99 0 0.19 1.9 0.04 0.63 0.05 0.56 2.32 0.31 1.35 0.96 0.57 0.85 2.66 2.73 0.2 0.09 0.05 0.05 0.57 0.58 0.09 0.07 0.07 0.03 0.35 0.35 3.01 3.04 0 1.67 1.97 1.29 0.96 Trang 60 Chương 5: Mô kết 20 21 22 22 23 23 25 25 26 26 26 28 29 3 4 5 6 34 22 35 23 36 24 37 26 29 28 27 29 38 18 14 31 11 39 𝑃𝑡ổ𝑛 𝑡ℎấ𝑡 CBHD: Trần Anh Nguyện 2.55 2.76 0.04 1.46 2.28 1.67 0.64 1.32 0.41 0.92 1.48 5.25 0.09 0.74 0.5 1.89 1.23 1.51 0.22 1.99 0.34 0.55 0.07 45.54 2.57 2.8 0.04 1.47 2.31 1.67 0.8 1.32 0.41 1.05 1.48 5.26 0.19 1.03 0.05 5.14 1.19 2.8 1.72 2.39 0.48 0.84 0.16 52.3 Với Ptổn thất tổng tổn thất công suất tất đường dây Bằng cách so sánh ∆P Ptổn thất sau loại bỏ đường dây, gần chúng xấp xỉ không đổi Vì vậy, dòng công suất không đổi thay đổi hệ thống Kết tổn thất đường dây thay đổi Do đó: Pmáy phát =Ptải+Ptổn thất=Pđường dây +Ptổn thất (5.3) Với Pđường dây công suất tất đường dây Tóm lại, ta thấy đường dây loại bỏ, cách theo dõi thay đổi đáng kể hai số, dự đoán hệ thống dễ bị sụp đổ điện áp SVTH: Bùi Thanh Duy – MSSV: 1110978 Trang 61 Chương 6: Kết luận hướng phát triển CBHD: Trần Anh Nguyện CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 Kết luận Luận văn phân tích số khía cạnh quan trọng ổn định điện áp cách sử dụng mô từ liệu đồng pha Hai số từ tài liệu lý thuyết, VSI VCPI nghiên cứu nhằm làm để sử dụng liệu đồng pha với mục đích xác định “khoảng cách” toàn hệ thống rơi vào trạng thái ổn định điện áp dẫn đến sụp đổ điện áp, điểm yếu hệ thống Phương pháp phân tích thực cách sử dụng phần mềm mô PowerWorld Simulators số tạo bảng tính Excel nhờ vào Matlab Hiệu số thử nghiệm hệ thống 10 bus gồm ba máy phát điện, mạng lưới lớn gồm 39 bus gồm 10 máy phát điện Kết cho hiệu đáng ngạc nhiên chúng thống với việc ổn định điện áp hệ thống Tất số dao động hệ thống ổn định Các số VCPI vượt hệ thống không ổn định, số VSI ngược lại Khi so sánh hai số phân tích, khả dự đoán VSI cung cấp số trực quan so với số VCPI Đối với tất bus, số VCPI không đưa dự đoán giá trị ranh giới ổn định điện áp Vì vậy, chúng không ước tính tỷ suất có lợi ổn định điện áp, sử dụng để xác định đường dây quan trọng bus trọng yếu mức tải định Khi nhìn vào số thống kế chung, số gần ranh giới coi mốc cho phép tiến hành thực thi hành động khắc phục cần thiết để ngăn chặn sụp đổ điện áp Các đặc điểm hai số tóm tắt sau: Sự cố sụp đổ điện áp dự đoán từ số loại phụ tải, số xác định giá trị trực quan cần thiết Các đường cong biểu đồ cho thấy xu hướng phi tuyến gần với thời điểm sụp đổ điện áp Mỗi số tự động thay đổi điều kiện vận hành khác không phụ thuộc vào tình cụ thể Điện áp thấp điều kiện bù công suất phản kháng không SVTH: Bùi Thanh Duy – MSSV: 1110978 Trang 62 Chương 6: Kết luận hướng phát triển CBHD: Trần Anh Nguyện thiết xảy bus quan trọng Các tham số bổ sung chẳng hạn công suất cấu trúc liên kết hệ thống cần xem xét thực phân tích Một mục tiêu hàng đầu luận văn phân tích xem tình trạng ổn định điện áp hệ thống cách nhìn vào giá trị số Do đó, phần lớn trình bày phần mô thể giá trị số cho thay đổi định Điều hữu ích để phác họa giá trị điện áp bên cạnh với số để xác định mối quan hệ sai khác số điện áp Hai số sử dụng phép phân tích trạng thái ổn định điện áp, mở rộng nghiên cứu tiến hành thử nghiệm tương tự cách sử dụng mô dựa mô hình hệ thống thử nghiệm Như đề cập chương đầu, điều đòi hỏi phải có mô hình xác hệ thống đại diện, cho vấn đề kết hợp mô sụp đổ điện áp xảy Mô chứng minh nhằm khắc phục tình trạng bất ổn điện áp hệ thống loạt trạng thái nhiễu loạn không lường trước Vì vậy, chúng giúp đỡ đáng kể việc xác định xem điện áp hệ thống ổn định hay không, từ tìm chế bất ổn nhờ vào số, dễ dàng phân tích ổn định điện áp 6.2 Hướng phát triển Vấn đề ổn định điện áp xét phương diện sử dụng mô mẻ chúng ta, dù bước đầu cho thấy hiệu So với phương pháp sử dụng phổ biến dùng đường cong PV, QV chưa có nhiều tài liệu Việt hóa nhắc đến có nhiều nghiên cứu ứng dụng hiệu tương lai Để xây dựng hình mẫu cho phương pháp này, đòi hỏi ngành Điện phải đầu việc xây dựng lắp đặt thiết bị đồng pha, nhằm tạo mô hình hệ thống thử nghiệm gần gũi, xác Đây hội thách thức để có nhìn vấn đề ổn định điện áp, nhân tố quan trọng thiếu ổn định hệ thống điện SVTH: Bùi Thanh Duy – MSSV: 1110978 Trang 63 Tài liệu tham khảo CBHD: Trần Anh Nguyện TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Đinh Thành Việt, Ngô Văn Dưỡng , Lê Hữu Hùng (2013), Khảo sát quan hệ công suất tác dụng điện áp nút phụ tải để đánh giá giới hạn ổn định điện áp, Đại Học Đà Nẵng, trang [2] Nguyễn Tùng Lâm, Trần Thị Hằng, Nguyễn Văn Nhật (2010), Sử dụng đường cong pv/qv phân tích ổn định điện áp hệ thống điện 500kv Việt Nam, Khoa Điện, Trường Đại Học Bách Khoa [11] Nguyễn Bách Thảo (2012), Hướng dẫn sử dụng chương trình PowerWorld Simulator, Trường DHBKDN Tiếng Anh [3] Rios M.A, Zapata C J, Gomez O, Sanchez J.L (12/2009), “Voltage Stability assessment with Ranking of Contingencies using QV sensibility”, Latin America Transactions, IEEE (Revista IEEE America Latina) , tập (số 6), pp.665,672 [4] A.C Zambroni de Souza, Fritz W Mohn, Isabella F Borges, Tito R Ocariz (7/ 2011), Using PV and QV curves with the meaning of static contingency screening and planning, Electric Power Systems Research, , tập 81 (số 7), trang 1491-1498 [5] Gao B, Morison, G.K, Kundur P (11/1992), “Voltage Stability Evaluation Using Modal Analysis”, Power Engineering Review, IEEE , tập12 (số 11), pp.41, doi: 10.1109/MPER.1992.161430 [6] M Moghavvemi (1997), “New method for indicating voltage stability in power system”, Proceedings of IEEE International Conference on Power Engineering, Singapore, IPEC, pp 223-227 [7] I Musirin and T.K.A Rahman (07/2002), “Novel Fast Voltage Stability Index (FVSI) for Voltage Stability Analysis in Power Transmission System”, 2002 Student Conference on Research and Development Proceedings, Shah Alam, Malasia [8] A Mohamed, G B Jasmon and S Yusoff (1989), “A static voltage collapse indicator using line stability factors”, Journal of Industrial Technology, tập 7(số 1), pp 73-85 SVTH: Bùi Thanh Duy – MSSV: 1110978 Trang 64 Tài liệu tham khảo CBHD: Trần Anh Nguyện [9] Yanfeng Gong, Schulz N, Guzman A (29/10/2006-01/11/2006), “Synchrophasor-Based Real-Time Voltage Stability Index”, Power Systems Conference and Exposition, 2006 PSCE 06 2006 IEEE PES, pp.1029,1036 [10] V Balamourougan, T S Sidhu, and M S Sachdev (07/2004), “Technique for online prediction of voltage collapse”, IEEE Proceedings in Generation, Transmission and Distribution, tập 151 (số 4), pp 453–460 [12] Kundur P, Neal J Balu and Mark G Lauby (1994), Power System Stability and Control, New York: McGraw-Hill SVTH: Bùi Thanh Duy – MSSV: 1110978 Trang 65 Phụ lục CBHD: Trần Anh Nguyện PHỤ LỤC Code Matlab tìm trị đặc trưng 𝝀 hệ số thành phần P Jpt=Jac(1:29,1:29); Jpv=Jac(1:29,40:68); Jqt=Jac(40:68,1:29); Jqv=Jac(40:68,40:68); %Toi gian ma tran jacobi Jr=Jqv-Jqt*inv(Jpt)*Jpv; %Xác định trị đặc trung (Eigenvalues) [eigen,d] = eig(Jr); %Tri dac trung phai va trai righteigs=eig(Jr); n_max=length(Jr); rightE = eigen; leftE = (inv(eigen'))'; %Tinh he so phan for k=1:n_max for i=1:n_max particip(k,i)=rightE(k,i)*leftE(i,k); end end Code Matlab tính số VSI compVSI = 0; for j=1:8; %j la so lan lap cac truong hop [Vx,Z,Spower,Y] = thevequiv(j); Ybus=Y; for i =1:17 R=real(Z(i)); X=imag(Z(i)); SVTH: Bùi Thanh Duy – MSSV: 1110978 Trang 66 Phụ lục CBHD: Trần Anh Nguyện S = abs(Spower(i)); P = real(Spower(i)); Q = imag(Spower(i)); Vs = abs(Vx(i)); theta = atan(Q/P); %co don vi la radian Pmax = (Q*R/X)-((Vs^2)*R)/(2*X^2)+abs(Z(i))*Vs*sqrt((Vs^2)4*Q*X)/(2*X^2); Qmax = ((Vs^2)/(4*X)-(P^2)*X/(Vs^2)); Smax = (Vs^2)*(abs(Z(i))(sin(theta)*X+cos(theta)*R))/(2*(cos(theta)*Xsin( theta)*R)^2); %Tính dai luong cong suat margin Smargin = Smax - S; Pmargin = Pmax -P; Qmargin = Qmax - Q; %Tính chi so VSI VSI=[Pmargin/Pmax, Qmargin/Qmax, Smargin/Smax]; %VSI Bus tai compVSI(i,j)=min(VSI); end end Code Matlab tính số VCPI vcpi = 0; for x = 1:8 %Chay moi thu nghiem, lan chay [ymatrix,V] = synchrophasor(x); indexCreate=0; Vmpsum =0; indices = 0; [r,c] = size(ymatrix); bus = r; %Nhan VCPI tai bus thu k SVTH: Bùi Thanh Duy – MSSV: 1110978 Trang 67 Phụ lục CBHD: Trần Anh Nguyện %Tao ma tran Ykj Ykj = 0; ysum = 0; for i=1:bus ysum = 0; for j = 1:bus if j ==i continue else ysum = ysum + ymatrix(i,j); end end Ykj(i) = ysum; end for k=1:bus 93 Vmpsum = 0; for m = 1:bus if m == k continue else Vmpsum = Vmpsum + V(m)*ymatrix(k,m)/Ykj(k); end end index(k,1) = abs(1-Vmpsum/V(k)); end loads=[3,4,7,8,12,15,16,18,20,21,23,24,25,26,27,28,29]; for i =1:17 vcpi(i,x)=index(loads(i),1); end end SVTH: Bùi Thanh Duy – MSSV: 1110978 Trang 68 [...]... sự bất ổn định, áp dụng một phân tích phù hợp và cuối cùng là các biện pháp khắc phục để trả lại cho hệ thống sự vận hành ổn định ỔN ĐỊNH HỆ THỐNG ĐIỆN ỔN ĐỊNH GÓC ROTOR ỔN ĐỊNH NHIỄU LOẠN NHỎ ỔN ĐỊNH TẦN SỐ ỔN ĐỊNH QUÁ ĐỘ NGẮN HẠN NGẮN HẠN DÀI HẠN ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP ỔN ĐỊNH NHIỄU LOẠN NHỎ ỔN ĐỊNH KÍCH ĐỘNG LỚN NGẮN HẠN DÀI HẠN Hình 2.1 Phân loại ổn định hệ thống điện 2.1.1 Ổn định góc rotor SVTH: Bùi Thanh... cứu, phân tích sự ổn định điện áp sử dụng các chỉ số dựa trên dữ liệu đồng bộ pha qua mô phỏng Việc phân tích sẽ xem xét thời điểm gần với quá trình sụp đổ điện áp: "Khi nào hệ thống có điện áp không ổn định? " và cơ chế của sự bất ổn định điện áp: "Các khu vực điện áp yếu?" Trong việc xem xét những câu hỏi như vậy, luận văn này sẽ bắt đầu với những bàn luận về phương pháp ổn định điện áp thông thường và. .. ĐỊNH ĐIỆN ÁP Trong nghiên cứu phân tích độ ổn định điện áp, các chỉ số là rất quan trọng để có một thông tin chính xác về thời điểm vận hành một hệ thống gần với giới hạn ổn định điện áp Nó sẽ cung cấp về độ lớn điện áp, đưa ra một dấu hiệu khả quan cho giá trị giới hạn ổn định điện áp Vì vậy, sẽ là rất hữu ích để đánh giá độ ổn định điện áp của một HTĐ bằng phương tiện dùng chỉ số ổn định điện áp VSI. .. tạp, phân tích dòng điện thường được sử dụng Phần này sẽ giới thiệu về dòng điện hay dòng tải, phân tích và ứng dụng trong ổn định điện áp được đưa ra, nhằm tìm hiểu các chỉ số ổn định điện áp ở các chương tiếp theo 2.4.1 Phân tích dòng điện Ở phân tích này, một hệ thống ổn định cân bằng ba pha được giả định, với mạng lưới nối tiếp nhau Có bốn biến ở mỗi bus trong một hệ thống: độ lớn điện áp, góc pha,... qua hệ thống sẽ bị sụp đổ Sử dụng phương pháp này, những thay đổi điện áp có thể được quan sát thấy Đường cong này có thể được sử dụng để xác định điểm làm việc giới hạn của hệ thống để không làm mất ổn định điện áp hoặc sụp đổ điện áp, từ đó xác định độ dự trữ ổn định dùng làm chỉ số để đánh giá sự ổn định điện áp của hệ thống Tuy nhiên có một số nhược điểm của phương pháp này, điển hình là dòng điện. .. các chỉ số Chương 5 chỉ ra các chỉ số được lựa chọn để áp dụng tính toán trên mô phỏng theo phương pháp từ Chương 4 Các kết quả được phân tích để chứng minh các chỉ số đã đề xuất, áp dụng để xác định độ ổn định điện áp Chương 6 Kết luận và hướng phát triển đề tài SVTH: Bùi Thanh Duy – MSSV: 1110978 Trang 3 Chương 2: Tổng quan ổn định điện áp CBHD: Trần Anh Nguyện CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP 2.1... phân tích và so sánh giữa hai chỉ số của hai phương pháp dựa trên dữ liệu đồng bộ pha sẽ được tiến hành và đánh giá Trong các trường hợp khác nhau, chẳng hạn như tăng tải hệ thống hoặc máy phát dự phòng sẽ được tạo ra để chứng minh việc áp dụng chỉ số trong phân tích ổn định điện áp Kết quả sẽ cho thấy tính hiệu quả tổng thể của phương pháp cho vấn đề ổn định điện áp Nghiên cứu và phân tích sẽ sử dụng. .. định, áp dụng một phân tích phù hợp và cuối cùng dùng biện pháp khắc phục để trả lại hệ thống một điểm vận hành ổn định Với vấn đề này, các phần sau sẽ cung cấp một cái nhìn tổng quan hơn về các phương pháp hiện đang được sử dụng để phân tích ổn định điện áp 2.3 Những hạn chế trong việc ổn định điện áp 2.3.1 Những hạn chế Tùy theo tình trạng nhiễu loạn khác nhau của hệ thống có thể gây ra sự mất ổn định. .. tần số hệ thống nói chung trở nên mất kiểm soát Tóm lại, vấn đề ổn định tần số có liên quan đến những bất cập trong thiết bị, sự bố trí kém hiệu quả của thiết bị điều khiển và bảo vệ hoặc không đủ máy phát dự phòng 2.1.3 Ổn định điện áp Vấn đề quan trọng thứ ba trong ổn định HTĐ là ổn định điện áp được đề cập cụ thể, phân tích sâu hơn và tập trung vào đề xuất phương pháp phân tích ở phần 2.2 2.2 Ổn định. .. định điện áp 2.2.1 Khái niệm Ổn định điện áp là một vấn đề thiết yếu trong ổn định HTĐ Nó đề cập đến khả năng của một HTĐ để duy trì điện áp ổn định ở tất cả các bus (hay gọi là nút) SVTH: Bùi Thanh Duy – MSSV: 1110978 Trang 5 Chương 2: Tổng quan ổn định điện áp CBHD: Trần Anh Nguyện trong hệ thống sau khi phải chịu một sự nhiễu loạn từ trạng thái vận hành ban đầu Các định nghĩa ổn định điện áp được mô