ứng dựng tin học trong hệ thống điện

ứng dụng tin học trong hệ thống điện, các ví dụ hướng dẫn sử dụng phần mềm pow Bài giảng giúp sinh viên hệ thống được kiến thức về ứng dụng tin học áp dụng trong hệ thống điện. ứng dụng tin học truyền thống. ứng dụng matlab trong hệ thống điện, ứng dụng trong công tác quản lý mạng lưới điện cao thế, trung thế.

PHẦN MỀM TÍNH TOÁN HỆ THỐNG ĐIỆN Ts NGUYỄN Đăng Toản Khoa HTĐ-ĐHĐL Email: toannd@epu.edu.vn Tel: 0966691586 Tóm tắt nội dung   Thi: máy tính Nội dung    5/21/2016 Giới thiệu chung Bài toán trào lưu công suất POWERWORLD (tính toán cho lưới truyền tải) TS Nguyễn Đăng Toản Giới thiệu chung 1.1 Lịch sử phát triển HTĐ 110VDC 5/21/2016 TS Nguyễn Đăng Toản Giới thiệu chung 1.1 Lịch sử phát triển HTĐ        Đầu năm 1880 – Edison giới thiệu HTĐ phố Pearl Street - Manhattan cung cấp cho 59 khách hàng HTĐ DC 1884 – Sprague giới thiệu động DC 1885 – Phát minh MBA Giữa năm 1880 – Westinghouse/Tesla giới thiệu HTĐ AC Cuối năm 1880 – Tesla phát minh động không đồng AC 1893 – Đường dây truyền tải AC đưa vào vận hành với điện áp 2,3 kV 1896 –Đường dây AC cung cấp điện từ Thủy điện Niagara Falls đến Buffalo, với khoảng cách 20 dặm 5/21/2016 TS Nguyễn Đăng Toản  Khi truyền tải điện xa, công suất lớn       Tổn thất công suất/ điện Tổn thất điện áp Các tiêu kinh tế/ kỹ thuật Vấn đề ổn định / điều khiển Các tiêu chuẩn kèm theo Chọn HTĐ nào: AC hay DC Sự đời MBA+Từ trường quay (MPĐ-ĐC xoay chiều giúp HTĐ AC chiếm ưu Ngày nay, HTĐ chủ yếu dùng hệ thống dòng điện pha xoay chiều 5/21/2016 TS Nguyễn Đăng Toản Giới thiệu chung 1.1 Lịch sử phát triển HTĐ    Đầu năm 1900 – Công ty tư nhân cung cấp điện vùng nhỏ (recognized as a natural monopoly) Khoảng 1920 – Các công ty liên bang lớn kiểm soát phần lớn htđ Khoảng từ1930 – công ty điện lực thành lập hình thức độc quyền theo chiều dọc (vertical monopolies) 5/21/2016 TS Nguyễn Đăng Toản Phần phát điện Phần truyền tải Phần phân phối Dịch vụ khách hàng Giới thiệu chung 1.1 Lịch sử phát triển HTĐ  Đối với hình thức độc quyền theo chiều dọc      5/21/2016 Mỗi vùng có công ty điện lực phục vụ Các công ty bên cạnh đóng vai trò người hỗ trợ, đối thủ cạnh tranh Các công ty liên kết với nhau, đến năm 1970 hệ thống đường dây liên lạc có điện áp đến 765 kV Các HTĐ lớn, MPĐ lớn (thiết bị lớn, giảm giá đầu tư, tiêu hao nhiên liệu đơn vị) với tăng lên nhu cầu làm giá trung bình Sự giảm giá trung bình làm khách hàng cảm thấy hài lòng TS Nguyễn Đăng Toản Giới thiệu chung 1.1 Lịch sử phát triển HTĐ     Từ 1970 , lạm phát, tăng giá nhiên liệu (1973 oil crisis), lo ngại ảnh hưởng môi trường đòi hỏi phải phát triển bền vững, gìn giữ tài nguyên Trong bối cảnh đó, Quốc hội US thông qua luật sách điều hành công ty dịch vụ công (Public Utilities Regulator Policies Act (PURPA) năm1978, PURPA thể cạnh tranh phần nguồn Bộ luật sách lượng quốc gia 1992 mở đường cho cạnh tranh Từ 2000-nay xu hướng phát triển HTĐ theo hướng thông minh  Dùng nguồn lượng tái tạo, nguồn hiệu suất cao  HT truyền tải thông minh  HT phân phối thông minh, tiết kiệm lượng 5/21/2016 TS Nguyễn Đăng Toản Giới thiệu chung Sự cần thiết PMTTHTĐ IPP Cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên Nguồn HTĐ đóng vai trò quan trọng ngày phát triển Than Áp lực môi trường Thủy điện Hạt nhân Truyền tải IPP Đường dây Liên lạc Tính toán phức tạp Phi điều tiết HV/MV Cần thiết công cụ tính toán (PMTTHTĐ) Hệ thống khác Tải công nghiệp Điện phân tán SmartGrid HV/MV Tải công nghiệp MV/LV MV/LV Tòa nhà Tải dân dụng Tải tăng Phân phối 5/21/2016 TS Nguyễn Đăng Toản Sự cần thiết PMTTHTĐ  Xu hướng phát triển HTĐ  Mô hình cũ Thành công 120 năm 5/21/2016 Không thể chia tách TS Nguyễn Đăng Toản 10 Nhập số liệu- MBA Từ nút đến nút Đ/a sơ cấp số mạch ( =1 có mạch) Đ/a thứ cấp Đầu phân áp Tỉ số biến áp 5/21/2016 Điện trở (R) (pu) Tổn hao tác dụng (pu) Điện kháng (X) (pu) Tổn hao phản kháng Nhập số liệu- MPĐ Nút số Tổ máy số Pphát Pmin Hiển thị MPĐ Pmax Qphát Qmin Qmax Điện áp đặt nút cân bằng/PV 5/21/2016 Nhập số liệu-tải Ptải Q tải 5/21/2016 Chạy trào lưu công suất Giải mạch/ Solve Chọn chế độ RUN MODE 5/21/2016 TS Nguyễn Đăng Toản 108 Chạy trào lưu công suất   Hiển thị giá trị điện áp, dòng công suất nhánh,… Nhấp chuột phải vào đối tượng, chọn vị trí 5/21/2016 TS Nguyễn Đăng Toản 109 Chạy trào lưu công suất  Chọn thông số cần hiển thị, vị trí chọn nhấp OK 5/21/2016 TS Nguyễn Đăng Toản 110 Chạy trào lưu công suất   Chọn đường dây, click chuột phải, chọn, chọn vị trí cần hiển thị 5/21/2016 TS Nguyễn Đăng Toản 111 Chạy trào lưu công suất  Chọn thông số cần thị click OK 5/21/2016 TS Nguyễn Đăng Toản 112 Chạy trào lưu công suất  Hiển thị nhiều dòng công suất (MW, MVAr) 5/21/2016 TS Nguyễn Đăng Toản 113 Tính toán ngắn mạch  Runmode/Tool/fault Analysis/ 5/21/2016 TS Nguyễn Đăng Toản Chọn 114 Tính toán ngắn mạch   Yêu cầu nhập điện kháng thành phần thứ tự thuận nghịch không Yêu cầu Đường dây vào điện kháng thứ tự không Mặc định Điện kháng thứ tự thuận = điện kháng thứ tự nghịch 5/21/2016 TS Nguyễn Đăng Toản 115 Tính toán ngắn mạch  Máy biến áp Mặc định Điện kháng thứ tự thuận = điện kháng thứ tự nghịch 5/21/2016 Yêu cầu vào điện kháng thứ tự không Yêu cầu vào nối đất điểm trung tính TS Nguyễn Đăng Toản 116 Tính toán ngắn mạch  Máy phát điện 5/21/2016 TS Nguyễn Đăng Toản 117 Tính toán ngắn mạch Chọn vị trí ngắn mạch Chọn loại ngắn mạch Chọn cố Chọn tổng trở chỗ cố 5/21/2016 TS Nguyễn Đăng Toản Hiển thị dòng điện dạng A/pu 118 Xin chân thành cảm ơn 5/21/2016 TS Nguyễn Đăng Toản 119 119 [...]... tạo, thông tin/ thiết bị sử dụng thông minh TS Nguyễn Đăng Toản 11 1 2 Sự cần thiết PMTTHTĐ HỆ THỐNG CÓ THỂ CHIA TÁCH, TỰ KHÔI PHỤC, … 5/21/2016 TS Nguyễn Đăng Toản 12 1 2 Sự cần thiết PMTTHTĐ    Nguồn hiệu suất cao/ năng lượng tái tạo/ xanh/ thân thiện môi trường Lưới điện thông minh/ điều khiển/giám sát… Tải thông minh/ hiệu suất cao 5/21/2016 TS Nguyễn Đăng Toản 13 ~  Phân tích hệ thống điện  Nhiều... đến HTĐ khác Nhiều hiện tượng  TG 220kV ~ Nhiều cấp điện áp   TG 20kV Lưới điện hạ áp Lưới phân phối 1 Giới thiệu chung 1.3 Các loại hiện tượng xảy ra trong HTĐ  Phân loại các hiện tượng theo thời gian Quá điện áp do sét Powerworld Quá độ điện từ Quá điện áp do đóng/cắt đ/d EMTP_RV, PSCAD,… PSS/E, EUROSTAG, DIGISLENT… Cộng hưởng tần số thấp Quá độ điện cơ Ổn định quá độ/dao động bé Chế độ động dài... Nguyễn Đăng Toản 13 ~  Phân tích hệ thống điện  Nhiều loại nhà máy điện   TG 500kV TG 500kV Thủy điện, nhiệt điện, tua bin khí, gió mặt trời   TG 500kV 500kV, 220kV,110kV, 35kV,22kV, 0,4kV TG 220kV Liên lạc đến HTĐ khác Lưới điện truyền tải Lưới điện trung gian/ Khu vực Chế độ xác lập Chế độ giả xác lập ( ngắn mạch, sóng hài) Quá độ điện cơ, ( quá độ, dao động nhỏ… TG 110kV Trung tâm phụ tải Trung... thiết bị cho mỗi nghiên cứu khác nhau là khác nhau 26 2 Các mô hình thiết bị trong nghiên cứu bái toán trào lưu công suất 2.2.1 ĐƯỜNG Đường DÂY dây TẢItảiĐIỆN điện R B/2 5/21/2016 TS Nguyễn Đăng Toản X G/2 B/2 G/2 27 2 Các mô hình thiết bị trong nghiên cứu bái toán trào lưu công suất 2.2.1 Đường dây tải điện  Đ/dtt là thiết bị q/t trong htđ  Có nhiều loại đ/d khác nhau      Trên không/cáp ngầm… Xoay... miễn phí Các tính năng:  Quá độ   Các dạng ổn định    5/21/2016 điện từ, điện cơ Góc, tần số, điện áp Các bài toán tối ưu… Các bài toán offline Xem thêm trong các website 1 EMTP-RV 2 PSCAD 3 EMPT-ATP Miễn phí:    4 EUROSTAG 5 CYME 6 DIgSILENT 7 POWERWORLD 8 UWPLOW 9 SIMPOW 10 … TS Nguyễn Đăng Toản 23 2 Các mô hình thiết bị trong nghiên cứu bái toán trào lưu công suất 2.1 Các vấn đề chung của... thông số    P, Q, V,  Thường biết 2 trong 4 thông số, phải tính 2 thông số còn lại Các loại nút    5/21/2016 Nút cân bằng: cho biết modul V  và  cần tính P,Q ( nút này thường là nút nhà máy điện) - Slack hay Swing bus Trong HTĐ thường chỉ có một nút cân bằng Nút PV: hay còn gọi là nút điều chỉnh điện áp, biết P,  V , cần tính Q,  Thường là nút nhà máy điện hoặc nút có máy bù, tụ bù có điều... 5/21/2016 chọn đúng công cụ, tương vớiToản các hiện tượng cần nghiên cứu15 TS ứng Nguyễn Đăng 1 Giới thiệu chung 1.3 Các loại hiện tượng xảy ra trong HTĐ  Ví dụ: khi nghiên cứu ổn định các phần tử trong HTĐ Ổn định ngắn hạn Ổn định dài hạn Ổn định trung hạn Giới hạn kích từ Q/tr động của động cơ điện Chế độ động do vận hành Đóng cắt tụ điện Điều chỉnh dòng công suất trên đ/d liên lạc Điều khiển bộ tua bin-máy...  R, G, L,C Có đảo pha Có phân pha Các pha không đối xứng Cũng có các thông số cơ bản Có một số tính chất khác:    TS Nguyễn Đăng Toản Các pha đặt gần nhau hơn Được quấn quanh bởi lớp cách điện, tấm chắn kim loại Cách điện hiện nay chủ yếu là loại XLPE 28 2 Các mô hình thiết bị trong nghiên cứu bái toán trào lưu công suất 2.2.1 Đường dây tải điện  Đường dây ngắn, trung áp trở xuống Ui.z=(dV/dx) di=V.y.dx => di/dx = V.y Giả sử ta biết Đ/a và d/đ ở cuối đ/dây (x=0) Từ hai p/trình trên ta có 5/21/2016 TS Nguyễn Đăng Toản 30 2 Các mô hình thiết bị trong nghiên cứu bái toán trào... công suất 2.2.1 Đường dây tải điện  Trong đó     ZC là tổng trở đặc tính  là hằng số truyền sóng Khả năng mang tải tự nhiên (natural load or surge impedance load -SlL)  Đối với đ/d tải điện thông thường (G=~0, R công thức trên