Nghiên cứu sa thải phụ tải dựa trên thuật toán fuzzy AHP

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU SA THẢI PHỤ TẢI DỰA TRÊN THUẬT TOÁN FUZZY-AHP S K C 0 9 MÃ SỐ: T2014-07GVT S KC 0 6 Tp Hồ Chí Minh, 2014 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG DÀNH CHO GIẢNG VIÊN TRẺ NGHIÊN CỨU SA THẢI PHỤ TẢI DỰA TRÊN THUẬT TOÁN FUZZY-AHP Mã số: T2014-07GVT Chủ nhiệm đề tài: ThS Lê Trọng Nghĩa TP HCM, 11/2014 Nghiên cứu sa thải phụ tải dựa thuật toán Fuzzy-AHP MỤC LỤC Mục lục Trang x Danh sách bảng xii Danh sách hình xiv Danh mục chữ viết tắt xvi CHƢƠNG MỞ ĐẦU 1.1Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài nƣớc 1.2 Tính cấp thiết đề tài 1.3 Mục tiêu – Cách tiếp cận – Phƣơng pháp nghiên cứu 1.3.1 Mục tiêu nghiên cứu 1.3.2 Cách tiếp cận 1.3.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 1.4 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 1.4.1 Đối tƣợng nghiên cứu 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu 1.5 Nội dung nghiên cứu Chƣơng TỔNG QUAN CÁC PHƢƠNG PHÁP SA THẢI PHỤ TẢI 1.1 Tổng quan kết nghiên cứu 1.2 Tóm lƣợc chƣơng trình sa thải phụ tải áp dụng 1.2.1 Sa thải phụ tải dƣới tần số 12 1.2.2 Sa thải tải dƣới điện áp 18 1.3 Sa thải phụ tải 23 1.3.1 Sa thải phụ tải truyền thống 23 1.3.2 Sa thải phụ tải thông minh (ILS) 26 1.3.2.1 Mô tả việc sa thải phụ tải thông minh 26 1.3.2.2 Sơ đồ khối chức ILS 29 Chƣơng MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHÂN CẤP AHP VÀ FUZZY-AHP 31 x Nghiên cứu sa thải phụ tải dựa thuật toán Fuzzy-AHP 2.1 Quá trình phân tích hệ thống phân cấp - Thuật toán AHP 31 2.1.1 Thuật toán AHP 31 2.1.2 Kỹ thuật mờ hóa luật hoạt động 34 2.1.3 Mô hình Fuzzy-AHP 34 Chƣơng PHƢƠNG PHÁP SA THẢI PHỤ TẢI DỰA TRÊN THUẬT TOÁN FUZZY-AHP 37 3.1 Phƣơng pháp sa thải phụ tải dựa thuật toán Fuzzy-AHP 37 3.2 Kỹ thuật mờ hóa đồ thị phụ tải 40 Chƣơng KHẢO SÁT THỬ NGHIỆM TRÊN HỆ THỐNG 37 BUS MÁY PHÁT 42 4.1 Nghiên cứu trƣờng hợp cố máy phát điện hệ thống 37 bus, máy phát sử dụng chƣơng trình sa thải phụ tải dựa thuật toán AHP 42 4.2 Nghiên cứu trƣờng hợp cố máy phát điện hệ thống 37 bus, máy phát sử dụng chƣơng trình sa thải phụ tải dựa thuật toán FUZZY-AHP.55 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64 4.1 Kết luận 64 4.2 Hƣớng nghiên cứu phát triển 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 PHỤ LỤC Bản Thuyết minh đề tài đƣợc phê duyệt xi Nghiên cứu sa thải phụ tải dựa thuật toán Fuzzy-AHP DANH SÁCH CÁC BẢNG BẢNG TRANG Bảng 1.1: Các bƣớc sa thải tải FRCC Bảng 1.2: Các bƣớc sa thải tải MAAC Bảng 1.3: Chƣơng trình sa thải tải ERCOT 10 Bảng 1.4: Công thức sa thải tải dựa SCADA 17 Bảng 1.5: Sa thải tải Điều hành hệ thống truyền tải Hy Lạp 21 Bảng 2.1: Tỷ lệ so sánh mức tầm quan trọng 35 Bảng 3.1: Kết tính toán tổng hợp trƣờng hợp mờ hóa đồ thị phụ tải 41 Bảng 4.1: Dữ liệu tải hệ thống 37 bus hệ thống đạt 70%, 80%, 90%, 100% phụ tải cực đại 45 Bảng 4.2: Ma trận phán đoán trung tâm phụ tải 46 Bảng 4.3: Ma trận phán đoán phụ tải trung tâm tải 46 Bảng 4.4: Ma trận phán đoán phụ tải trung tâm tải 46 Bảng 4.5: Ma trận phán đoán phụ tải trung tâm tải 46 Bảng 4.6: Ma trận phán đoán phụ tải trung tâm tải 47 Bảng 4.7: Giá trị Mi ma trận trung tâm phụ tải 47 Bảng 4.8: Giá trị Mi ma trận tải trung tâm phụ tải 47 Bảng 4.9: Giá trị Mi ma trận tải trung tâm phụ tải 48 Bảng 4.10: Giá trị Mi ma trận tải trung tâm phụ tải 48 Bảng 4.11: Giá trị Mi ma trận tải trung tâm phụ tải 48 Bảng 4.12: Giá trị Mi*của ma trận trung tâm phụ tải 49 Bảng 4.13: Giá trị Mi*của ma trận tải trung tâm phụ tải 49 Bảng 4.14: Giá trị Mi*của ma trận tải trung tâm phụ tải 49 Bảng 4.15: Giá trị Mi*của ma trận tải trung tâm phụ tải 49 Bảng 4.16: Giá trị Mi*của ma trận tải trung tâm phụ tải 50 Bảng 4.17: Các giá trị Wkj ma trận trung tâm phụ tải 50 Bảng 4.18: Các giá trị Wdi tải trung tâm phụ tải 50 xii Nghiên cứu sa thải phụ tải dựa thuật toán Fuzzy-AHP Bảng 4.19: Các giá trị Wdi tải trung tâm phụ tải 51 Bảng 4.20: Các giá trị Wdi tải trung tâm phụ tải 51 Bảng 4.21: Các giá trị Wdi tải trung tâm phụ tải 51 Bảng 4.22: Giá trị hệ số quan trọng đơn vị tải đƣợc tính toán AHP.52 Bảng 4.23: Sắp xếp đơn vị phụ tải theo giá trị hệ số quan trọng phụ tải Wij giảm dần 53 Bảng 4.24: Ma trận phán đoán trung tâm phụ tải 56 Bảng 25: Ma trận phán đoán phụ tải trung tâm tải 57 Bảng 4.26: Ma trận phán đoán phụ tải trung tâm tải 57 Bảng 4.27: Ma trận phán đoán phụ tải trung tâm tải 57 Bảng 28: Ma trận phán đoán phụ tải trung tâm tải 57 Bảng 4.29: Giá trị hệ số quan trọng đơn vị tải đƣợc tính toán FuzzyAHP 59 Bảng 4.30: Sắp xếp đơn vị phụ tải theo giá trị hệ số quan trọng phụ tải Wij giảm dần 60 Bảng 4.31: Kết tính toán tổng hợp trƣờng hợp mờ hóa đồ thị phụ tải 31 Bảng 4.32: Kết so sánh phƣơng pháp sa thải phụ tải theo AHP FuzzyAHP 63 xiii Nghiên cứu sa thải phụ tải dựa thuật toán Fuzzy-AHP DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 1.1: Mô hình đáp ứng tần số trạng thái vận hành ổn định 24 Hình 1.2: Ảnh hƣởng hệ số cản dịu tải đƣờng giảm tần số (đƣờng cong ổn định hệ thống cho tải khác nhau) 26 Hình 1.3: Cấu trúc tổng quát chƣơng trình ILS 29 Hình 2.1: Mô hình mạng phân cấp việc xếp đơn vị 32 ~ ~ Hình 2.2: Mô hình cạnh tranh M M 34 Hình 2.3: Tỷ lệ so sánh tầm quan trọng 35 Hình 3.1: Mô hình AHP gồm vùng trung tâm tải đơn vị tải 37 Hình 3.2: Mô hình hệ thống phân cấp AHP 38 Hình 3.3: Lƣu đồ bƣớc sử dụng phƣơng pháp Fuzzy-AHP để sa thải phụ tải40 Hình 3.4: Kỹ thuật mờ hóa đồ thị phụ tải 41 Hình 4.1: Sơ đồ hệ thống 37 bus máy phát 43 Hình 4.2: Tần số hệ thống trƣờng hợp cố máy phát bus số 44 Hình 4.3 Đồ thị tần số sa thải phụ tải theo AHP ứng với trƣờng hợp vận hành 70% tải 54 Hình 4.4 Đồ thị tần số sa thải phụ tải theo AHP ứng với trƣờng hợp vận hành 80% tải 54 Hình 4.5 Đồ thị tần số sa thải phụ tải theo AHP ứng với trƣờng hợp vận hành 90% tải 55 xiv Nghiên cứu sa thải phụ tải dựa thuật toán Fuzzy-AHP Hình 4.6 Đồ thị tần số sa thải phụ tải theo AHP ứng với trƣờng hợp vận hành 100% tải 55 Hình 4.7: Mô hình AHP gồm vùng trung tâm tải đơn vị tải 56 Hình 4.8: Kỹ thuật mờ hóa đồ thị phụ tải 60 Hình 4.9 Đồ thị tần số sa thải phụ tải theo AHP ứng với trƣờng hợp vận hành 70% tải 61 Hình 4.10 Đồ thị tần số sa thải phụ tải theo AHP ứng với trƣờng hợp vận hành 80% tải 62 Hình 4.11 Đồ thị tần số sa thải phụ tải theo AHP ứng với trƣờng hợp vận hành 90% tải 62 Hình 4.12 Đồ thị tần số sa thải phụ tải theo AHP ứng với trƣờng hợp vận hành 100% tải 63 xv Nghiên cứu sa thải phụ tải dựa thuật toán Fuzzy-AHP DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT AHP: Analytic Hierarchy Process ILS: Intelligent Load Shedding UFLS: Under Frequency Load Shedding xvi Load Shedding Load Shedding Based On Fuzzy-Ahp Algorithm TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Tp HCM, ngày 10 tháng 11 năm 2014 THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Thông tin chung: - Tên đề tài: Nghiên cứu sa thải phụ tải dựa thuật toán Fuzzy-AHP - Mã số: T2014-07GVT - Chủ nhiệm: ThS Lê Trọng Nghĩa - Cơ quan chủ trì: Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh - Thời gian thực hiện: 02/2014-12/2014 Mục tiêu: Nghiên cứu phương pháp sa thải phụ tải đề xuất phương pháp sa thải phụ tải dựa thuâ ̣t toán mờ hóa AHP (Fuzzy AHP) Tính sáng tạo: Nghiên cứu việc sa thải phụ tải có xét đến tầm quan trọng phụ tải dựa thuật toán phân tích mờ hóa hệ thống phân cấp Fuzz-AHP để xử lý Ngoài ra, thay đổi tải theo ngày, mờ hóa đồ thị phụ tải để đề chiến lược điều khiển có cố xảy Kết nghiên cứu: - Báo cáo phân tích việc sa thải phụ tải lưới điện 37 nút, máy phát Sản phẩm: - Tài liệu báo cáo kết nghiên cứu - Bài báo đăng tạp chí Giáo dục kỹ thuật - Chương trình máy tính hỗ trợ tính toán Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết nghiên cứu khả áp dụng: - Kết nghiên cứu đăng tạp chí chuyên ngành nước - Kết nghiên cứu dùng làm tài liệu tham khảo cho học viên cao học - Kết nghiên cứu sử dụng làm tài liệu tham khảo cho công ty Tư vấn Thiết kế điện, công ty điện lực, sở có đào tạo sau đại học ngành “Thiết bị,mạng nhà máy điện”, ngành “Kỹ thuật điện” Trưởng Đơn vị Chủ nhiệm đề tài vii Load Shedding Load Shedding Based On Fuzzy-Ahp Algorithm INFORMATION ON RESEARCH RESULTS General information: Project title: Load Shedding Load Shedding Based On Fuzzy-Ahp Algorithm Code number: T2014-07GVT Coordinator: M.SC Le Trong Nghia Implementing institution: University of Technical Education Ho Chi Minh City Duration: from 02/2014 to 12/2014 Objective(s): Study load shedding methods and proposed load shedding method based on fuzzy AHP algorithm (Fuzzy AHP) Creativeness and innovativeness: Study load shedding considers the load importance based on Fuzzy Analytic Hierarchy Process Fuzz-AHP algorithm to handle In addition, the change in load by time of day, load profile fuzzy to devise control strategies when the problem occurred Research results: - The report analyzes the load shedding on the power system buses 37, generators Products: - Document research results report - Paper published on Technical Education Journal - Computer programs support calculate Effects, transfer alternatives of research results and applicability: - The results of the study are published on professional journals in the country - The research results are used as reference for postgraduate students - The research results can be used as a reference for the design consultancy power company, the power company, agencies postgraduate training "equipment, networks and power plants," sector "Electrical Engineering" viii Chương mở đầu CHƢƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài nƣớc Các nhiễu loạn hệ thống điện, thường cố máy phát điện, bất ngờ thay đổi tải, phụ tải tăng mức phát điện hệ thống Những nhiễu loạn thay đổi cường độ nó, thời điểm nhiễu loạn gây ổn định hệ thống Ví dụ, phụ tải lớn đột ngột đóng, hệ thống trở nên ổn định Điều dẫn đến cần thiết để nghiên cứu hệ thống theo dõi để ngăn chặn ̣ thố ng trở nên ổn định Hai thông số quan trọng phải theo dõi điện áp tần số hệ thống Điện áp tất góp tần số, hai phải trì giới hạn quy định thiết lập Tần số chủ yếu bị ảnh hưởng công suất tác dụng, điện áp chủ yếu bị ảnh hưởng công suất phản kháng Nếu máy phát điện hệ thống không cung cấp đủ công suất tải cần thiết, tần số hệ thống bắt đầu giảm, tất kiểm soát sẵn có trì ổn định tần số hệ thống điện, sa thải phụ tải sử dụng phương sách cuối để phục hồi lại tần số giới hạn định mức Việc sa thải phụ tải tối ưu cần xét đến tiêu kinh tế tầm quan trọng phụ tải Việc sa thải phụ tải tập trung giải vấn đề: khôi phục hệ thống ổn định với thời gian nhanh nhất, lượng tải sa thải nhất, chi phí thiệt hại điện nhất,….Việc nghiên cứu sa thải có mảng nghiên cứu lớn: - Sa thải phụ tải truyền thống (conventional load shedding) [1,2,3,4] - Sa thải phụ tải thông minh ILS (Intelligent Load Shedding) [6,7,8] Mặc dù thành công mức độ định, phương pháp sa thải phụ tải truyền thống dựa rơle sa thải tải tần số điện áp có nhược điểm sau: xem xét suy giảm tần số, điện áp hệ thống, trường hợp kết thường xác; số lượng bước tải sa thải lớn, gây sa thải tải mức, kế hoạch linh hoạt để tăng số lượng bước sa thải tải [5], [7] Nhằm tăng hiệu sa thải tải, số phương pháp sa thải tải dựa tần số, điện áp độ nhạy QV các góp t ải [3] Tuy nhiên, trường hợp tốc độ xử lý chương trình giải thuật tương đối chậm sử dụng mô hình máy phát để mô hệ thống nhiều máy phát Một số phương pháp sa thải tải thông minh sử dụng thu thập liệu rộng lớn thời gian thực cập nhật liên tục mô hình hệ thống Chương mở đầu thời gian thực máy tính dựa kinh nghiêm chuyên gia vận hành hệ thống việc hỗ trợ định Sau nhiễu loạn, hệ thống phải trở trạng thái ban đầu nó, có nghĩa phụ tải bị sa thải phục hồi cách có hệ thống mà không gây sụp đổ hệ thống Trong trường hợp cố lâu dài phụ tải hệ thống tăng vượt mức phát điện hệ thống, hệ thống điện đáp ứng nhu cầu công suất thời gian dài, việc sa thải phụ tải tối ưu cần xét đến tiêu kinh tế tầm quan trọng phụ tải Điều quan trọng việc trì ổn định hệ thống điện, sa thải tải trở thành chủ đề quan trọng nghiên cứu 1.2 Tính cấp thiết đề tài Tính an toàn ổn định hệ thống điện lợi ích cốt yếu liên quan đến vận hành quy hoạch lưới điện Khi tất điều khiển sẵn có trì ổn định hệ thống hoạt động nhiễu loạn ngẫu nhiên xảy ra, sa thải phụ tải sử dụng phương sách cuối để giảm thiểu nguồn điện tải Mặc dù đạt thành công đến mức độ lớn, kế hoạch sa thải tải truyền thống có nhược điểm định sau: Số lượng bước tải lớn, gây mức phải sa thải tải Hầu hết kế hoạch linh hoạt để tăng số lượng bước sa thải tải, cách đưa vào độ hệ thống Ổn định điện áp không xem xét suốt trình sa thải tải so với kế hoạch tập trung giám sát tần số tốc độ thay đổi tần số Ngoài ra, thị trường điện hướng tới thị trường cạnh tranh, nhà sản xuất phân phối điện phải cạnh tranh để bán mua điện Trong môi trường lượng cạnh tranh này, hệ thống hỗ trợ định bán/mua cần thiết để tìm hướng kinh tế phục vụ phụ tải quan trọng với nguồn cung cấp có giới hạn điều kiện bất ổn định khác Việc định bị ảnh hưởng lớn giới hạn nguồn, giá thành phát điện, khả truyền tải lưới Nói chung, hệ thống tải hay tải hệ thống giảm thông qua vài chiến lược điều khiển phối hợp phát điện, liên kết với máy phát khác sa thải phụ tải tối ưu Trong trường hợp đặc biệt thiếu hụt lượng việc sa thải phụ tải tránh khỏi 1.3 Mục tiêu – Cách tiếp cận – Phƣơng pháp nghiên cứu 1.3.1 Mục tiêu nghiên cứu Chương mở đầu Nghiên cứu phương pháp sa thải phụ tải đề xuất phương pháp sa thải phụ tải dựa thuâ ̣t toán mờ hóa AHP (Fuzzy-AHP) 1.3.2 Cách tiếp cận - Tìm hiểu cố thường xảy hệ thống điện, ổn định, sa thải phụ tải - Tìm hiểu trình độ điện từ máy phát điện thuật toán AHP, FuzzyAHP - Nghiên cứu việc sa thải phụ tải công ty điện lực - Tìm nguồn tài liệu ổn định sa thải phụ tải 1.3.3 Phƣơng pháp nghiên cứu Nghiên cứu tài liệu, tổng hợp, phân tích, mô hình hóa mô 1.4 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 1.4.1 Đối tƣợng nghiên cứu: trình độ, ổn định hệ thống điện sa thải phụ tải 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu tổng quan phương pháp sa thải phụ tải - Phương pháp sa thải phụ tải dựa thuâ ̣t toán mờ hóa AHP (Fuzzy-AHP) sở xem xét tầm quan trọng tải, thay đổi tải theo ngày điều kiện ràng buộc giảm bớt phụ tải - Khảo sát, tính toán, thử nghiệm mô hình 37 góp máy phát, nhằm kiểm chứng hiệu phương pháp đề xuất 1.5 Nội dung nghiên cứu PHẦN MỞ ĐẦU Tổng quan hướng nghiên cứu: tóm tắt kết nghiên cứu nước, tính cấp thiết; mục tiêu; cách tiếp cận; phương pháp nghiên cứu, đối tượng phạm vi nghiên cứu, nội dung nghiên cứu Đặt vấn đề hướng giải vấn đề, nhằm trì ổn định hệ thống điện PHẦN NỘI DUNG Chương 1: Tổng quan phương pháp sa thải phụ tải Trình bày lý thuyết kế hoạch sa thải phụ tải, phương pháp sa thải phụ tải truyền thống đại, bao gồm kỹ thuật sa thải phụ tải tần số, điện áp, sử dụng thuật toán AHP, Fuzzy-AHP Chương mở đầu Chương 2: Mô hiǹ h ̣ thố ng phân cấ p AHP và Fuzzy logic và Fuzzy AHP Chương 3: Phương pháp sa thải phụ tải dựa thuâ ̣t toán mờ hóa AHP (Fuzzy AHP) Chương 4: Khảo sát, thử nghiệm nhằm kiểm chứng hiệu phương pháp đề xuất Việc khảo sát, thử nghiệm mô hình 37 góp máy phát, nhằm kiểm chứng hiệu phương pháp đề xuất Thử nghiệm chương trình sa thải tải hệ thống 37 góp máy phát điện phần mềm Powerworld Đối với hệ thống thử nghiệm xem xét nhiễu loạn trường hợp máy phát điện, mô quan sát kết nhận áp dụng chương trình sa thải tải sở thuật toán Fuzz-AHP KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Trình bày kết đạt đề tài, hướng nghiên cứu phát triển đề tài Chương Chƣơng TỔNG QUAN CÁC PHƢƠNG PHÁP SA THẢI PHỤ TẢI 1.1 Tổng quan kết nghiên cứu Hiện nay, chất lượng điện điều kiện tiên việc cung cấp điện cho ngành công nghiệp hộ tiêu thụ Tuy nhiên, yêu cầu khách hàng ngày cao nên mức độ đòi hỏi cung cấp điện đủ công suất mà phải đảm bảo độ ổn định vận hành Số lượng tải cung cấp tỷ lệ thuận với khả phát nguồn Bên cạnh đó, ngành điện phải dự trữ nguồn đủ lớn để đáp ứng nhu cầu có thay đổi tải, yêu cầu chưa đảm bảo hệ thống điện có nhiều nhiễu loạn gây nên tình trạng điện Thông thường cố hay nhiễu loạn hệ thống điện phần lớn cố điện máy phát điện, tải thay đổi bất ngờ Tại xảy cố hệ thống điện lúc hệ thống dễ dàng gây nên tình trạng ổn định hệ thống.Mức độ ổn định tùy thuộc vào thời gian mức độ nhiễu loạn Tiêu chuẩn đánh giá ổn định chất lượng điện hệ thống giá trị tần số điện áp Nếu hai thông số thay đổi dẫn đến cân công suất hệ thống gây nên nhiễu loạn Tần số ảnh hưởng đến công suất tác dụng, điện áp ảnh hưởng đến công suất phản kháng.Nên có bất ổn tần số điện áp gây nhiễu loạn kéo dài nhiễu loạn dẫn đến tan rã hệ thống Sau trường hợp nhiễu loạn việc nhanh chóng đưa thông số thông số ban đầu đưa hệ thống điểm ổn định điều quan trọng nhằm hạn chế tối đa việc sụp đổ hệ thống Vì vậy, việc sa thải phụ tải phương pháp đươc lựa chọn Tuy nhiên, số lượng tải cần ngắt thời gian cắt Chương xem yếu tố quan trọng để định việc ổn định hệ thống Chính nên việc lựa chọn phương pháp sa thải phụ tải tối ưu vấn đề cần thiết cấp bách Có nhiều phương pháp khác để sa thải phụ tải phục hồi hệ thống phát triển nhà nghiên cứu sử dụng ngành công nghiệp lượng toàn giới Hầu hết số dựa suy giảm tần số hệ thống Việc sa thải tải mức không ưa chuộng gây bất tiện cho khách hàng Các cải tiến phương pháp truyền thống dẫn đến phát triển kỹ thuật sa thải phụ tải dựa tần số tốc độ thay đổi tần số Điều dẫn đến dự đoán tốt phụ tải phải sa thải, nâng cao độ xác Gần đây, việc điện mang lại ý tới v ấn đề ổn định điện áp hệ thống Giảm điện áp kết nhiễu loạn Đó nguyên nhân chính, nhiên, cung cấp không đủ công suất phản kháng Điều dẫn đến nhà nghiên cứu tập trung vào kỹ thuật để trì ổn định điện áp Sau xem xét thông số cho sa thải tải, cần thiết phải có thiết bị phù hợp cho việc thu thập liệu hệ thống để liệu đưa vào cho chương trình sa thải xác giá trị thực tế Thông thường, phận đo lường pha sử dụng để đo liệu thời gian thực Sa thải tải dựa chuẩn ưu tiên, có nghĩa sa thải phụ tải quan trọng nhất, tải công nghiệp đắt tiền trì Vì vậy, phương diện kinh tế đóng phần quan trọng kế hoạch sa thải tải Thông thường, phương pháp tiếp cận thông minh sử dụng kết hợp Tổng số lượng tải phải sa thải chia thành nhiều bước riêng biệt, sa thải theo suy giảm tần số Chương Ví dụ, tần số giảm đến điểm nhận chắn xác định trước phần trăm tổng phụ tải sa thải Nếu có giảm tiếp tần số đạt đến điểm nhận thứ hai, tỷ lệ phần tải lại sa thải Quá trình diễn tiếp tục tần số tăng giới hạn Số lượng tải bị sa thải bước yếu tố quan trọng hiệu chương trin ̀ h Bằng cách giảm tải bước khả sa thải tải mức giảm Trong xem xét số lượng tải sa thải lượng tải sa thải bước, cần tính đến yêu cầu công suất phản kháng tải Thông thường, nhiễu loạn máy phát điện gây điện áp giảm Một cách hiệu để khôi phục lại điện áp giảm phụ tải công suất phản kháng Do đó, tải tiêu thụ lượng cao công suất phản kháng cắt giảm đầu tiên; biên độ điện áp cải thiện 1.2 Tóm lƣợc chƣơng trình sa thải phụ tải áp dụng Hội đồng Điều phối độ tin cậy bang Florida (FRCC) [4], có xây dựng kế hoạch sa thải phụ tải Các phận cung cấp tải FRCC phải cài đặt rơle tần số, để ngắt xung quanh 56% tổng số tải kế hoạch sa thải tải tự động Nó có bước để sa thải phụ tải, tần số 59,7 Hz cho bước 59,1 Hz cho bước cuối Các bước tần số, thời gian số lượng tải bị sa thải trình bày Bảng 1.1 Các bước từ A đến F sa thải tải có suy giảm tần số Các bước L, M N đặc biệt, sa thải phụ tải tần số gia tăng Mục đích việc để tránh trì trệ tần số giá trị thấp so với danh định Vì vậy, tần số tăng lên đến 59,4 Hz tiếp tục trì vùng lân cận 10 giây, 5% phụ tải lại sa thải để tăng tần số đạt đến giá trị danh định yêu cầu Hiệu kế hoạch kiểm tra năm nhóm công tác ổn định FRCC (SWG) Căn vào kế hoạch chắn tiêu tần số phải thành lập Tần số phải trì 57 Hz nên phục hồi 58 Hz 12 giây Ngoài ra, tần số không vượt 61,8 Hz sa thải phụ tải mức Chương Bảng 1.1: Các bước sa thải tải FRCC Các bước Tần số sa Thời gian UFLS thải tải (Hz) trễ (s) A 59.7 0.28 B 59.4 0.28 C 59.1 0.28 D 58.8 0.28 E 58.5 0.28 F 58.2 0.28 L 59.4 10 M 59.7 12 N 59.1 Lượng tải sa thải (phần trăm tổng tải) (%) 7 5 Tổng số lượng tải sa thải (%) 16 23 29 34 41 46 51 56 Kiểm soát khu vực Đại Tây Dương MAAC thực quy trình sa thải tải bước Bảo vệ máy phát điện xem xét thiết lập điểm cài đặt tần số, số lượng tải bị sa thải bước Các rơle bảo vệ máy phát điện thiết lập để ngắt máy phát điện sau bước sa thải tải cuối Kế hoạch có ba bước sa thải phụ tải bản, trình bày Bảng 1.2 Bảng 1.2: Các bước sa thải tải 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 cắ t giảm 59,3 Hz Tại bước, 10% tải trực tuyến tức thời sa thải Số lượng bước sa thải tải tăng ba lần cung cấp lịch trình trì Kế hoạch kế hoạch phân phối sa thải tải từ vị trí phân phối mà trái ngược với kế hoạch tập trung Các tải bị ngắt kế hoạch phục hồi tay Cài đặt thời gian trễ áp dụng cho rơle tần số với thời gian trễ 0,1(s) Các rơle đòi hỏi trì ổn định điểm đặt tần số ±0,2(Hz) thời gian trễ ±0,1(s) Các kiểu công nghệ chế tạo rơle yêu cầu phải đồng để đạt cách xấp xỉ giống tốc độ đáp ứng Một sở liệu sa thải tải tần số trì nhân viên lưu trữ thông tin MAAC đối Chương với việc sa thải tải bước, tổng số bước ghi lại trường hợp sa thải tải Công ty Dịch vụ công cộng New Mexico (PNM) phát triển kế hoạch sa thải tải điện áp, để bảo vệ hệ thống họ chống lại ổn định điện áp Kế hoạch thiết kế cho hai trường hợp ổn định điện áp Thứ kết hợp với ổn định tức thời động không đồng vòng 0-20 giây Thứ hai đến vài phút Sụp đổ gây cố gắng điều chỉnh phân phối để khôi phục lại điện áp trạm biến áp phụ tải Theo cấu trúc liên kết hệ thống PNM, chương trình sa thải phụ tải ngẫu nhiên quan trọng phát triển (ICLSS) Kế hoạch sử dụng SCADA PLC Hệ thống vùng sử dụng để thử nghiệm phương pháp Mười ba bước sa thải tải thực để xác độ chênh lệch tần số Hồ chứa thủy điện Tây Nam SPP có ba bước kế hoạch sa thải tải dựa rơle tần số Trong trường hợp suy giảm tần số không hạn chế ba bước, thêm vào bước sa thải khác tiến hành Các tác động khác bao gồm việc mở đường dây, tăng vùng điện Những hành động thực tần số giảm xuống 58,7 Hz Kế hoạch tự động, trường hợp không đạt phục hồi tần số thành công, sa thải tải tay kết hợp Các phận yêu cầu phải sa thải tải ba bước Trong bước đầu tiên, lên đến 10% tải, không 15% cần thiết để sa thải Trong bước thứ hai lên đến 20% tải, không 25% cần thiết để sa thải Bước thứ ba yêu cầu lên đến 30% không 45% phụ tải có để sa thải Hệ thống TNB Malaysia sử dụng chương trin ̀ h sa th ải phụ tải Chương trình đư ợc dựa suy giảm tần số tải sa thải tần số giảm giá trị danh định Đó bốn bước chương triǹ h sa thải tải Nhưng sau sụp đổ hệ thống vào tháng 08 năm 1993, sửa đổi với sáu bước chương triǹ h sa thải Do hệ thống 50 Hz, bắt đầu sa thải từ 49,5 Chương Hz Các tần số liên tục cho năm bước 49,3 Hz, 49,1 Hz, 49,0 Hz, 48,8 Hz 48,5 Hz Tỷ lệ tải lựa chọn để sa thải dựa mức trung bình ba tháng liệu tải cập nhật hàng năm Ba bước sa thải tải thiết lập ta ̣i ba tra ̣m điê ̣n có người kiể m soát trạm điê ̣n với điều khiển giám sát từ xa Số lượng tải tải sa thải phân bố hệ thống Một chương trình tự động sa thải tải tần số sử dụng ngành công nghiệp lượng Guam [2] Chương trình cố gắng để giảm thiểu tải bị sa thải dựa mức độ tải cân khả huy động nguồn dự trữ Nó dựa tần số giảm trung bình hệ thống Một kế hoạch tương tự kết hợp Cote d'Ivoire-Ghana-Togo-Benin thành lập chương trình sa thải tải năm giai đoạn với giảm tần số 49,5 Hz (trên hệ thống 50 Hz) giảm tần số giai đoạn cuối 47,7 Hz ERCOT, Hội đồng điện tin cậy Texas, có chương trình sa thải tải dưới tần số [5] Nó xem xét hướng dẫn điều hành ERCOT năm Tổng phụ tải sa thải lên đ ến 25% tải hệ thống Chương trình có ba bước, cắ t giảm tần số cho bước 59,3 Hz trình bày Bảng 1.3 Bảng 1.3: Chương trình sa thải tải ERCOT Tần số sa thải Tải sa thải 59.3 Hz 5% Tải hệ thống (Tổng 5%) 58.9 Hz Cộng thêm 10% tải hệ thống (Tổng 15%) 58.5 Hz Cộng thêm 10% tải hệ thống (Tổng 25%) Các chương triǹ h chưa bao g ồm kế hoạch cô lập điện Chỉ ngẫu nhiên xem xét ngắt điện máy phát điện Trong kiện tháng 03 năm 2003, chương trình UFLS đưa vào thử nghiệm Nó hoạt động tốt ngắt tải đồng nhất, lên đến 3.900 MW trường hợp máy phát điện bị ngắt điện Nhưng quan sát thấy số phận bị ngắt điện sau kiện 10 S K L 0 [...]... 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, Fuzzy- AHP 3 Chương mở đầu Chương 2: Mô hiǹ h hê ̣ thố ng phân cấ p AHP và Fuzzy logic và Fuzzy AHP Chương 3: Phương pháp sa thải phụ tải dựa trên thuâ ̣t toán mờ hóa AHP (Fuzzy AHP) Chương 4: Khảo sát, thử... quá độ, ổn định hệ thống điện và sa thải phụ tải 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu tổng quan các phương pháp sa thải phụ tải - Phương pháp sa thải phụ tải dựa trên thuâ ̣t toán mờ hóa AHP (Fuzzy- AHP) trên cơ sở xem xét tầm quan trọng của tải, sự thay đổi của tải theo giờ trong ngày và các điều kiện ràng buộc về giảm bớt phụ tải - Khảo sát, tính toán, thử nghiệm trên mô hình 37 thanh góp 9 máy phát,... trên hệ thống điện, về mất ổn định, sa thải phụ tải - Tìm hiểu quá trình quá độ điện từ của máy phát điện và thuật toán AHP, FuzzyAHP - Nghiên cứu việc sa thải phụ tải ở các công ty điện lực - Tìm các nguồn tài liệu về ổn định và sa thải phụ tải 1.3.3 Phƣơng pháp nghiên cứu Nghiên cứu tài liệu, tổng hợp, phân tích, mô hình hóa và mô phỏng 1.4 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 1.4.1 Đối tƣợng nghiên cứu: ... với một máy phát khác hoặc là sa thải phụ tải tối ưu Trong trường hợp đặc biệt của sự thiếu hụt năng lượng thì việc sa thải phụ tải là không thể tránh khỏi 1.3 Mục tiêu – Cách tiếp cận – Phƣơng pháp nghiên cứu 1.3.1 Mục tiêu nghiên cứu 2 Chương mở đầu Nghiên cứu các phương pháp sa thải phụ tải và đề xuất phương pháp sa thải phụ tải dựa trên thuâ ̣t toán mờ hóa AHP (Fuzzy- AHP) 1.3.2 Cách tiếp cận - Tìm... gian nhanh nhất, lượng tải sa thải ít nhất, chi phí thiệt hại khi mất điện là ít nhất,….Việc nghiên cứu sa thải có 2 mảng nghiên cứu lớn: - Sa thải phụ tải truyền thống (conventional load shedding) [1,2,3,4] - Sa thải phụ tải thông minh ILS (Intelligent Load Shedding) [6,7,8] Mặc dù thành công ở mức độ nhất định, các phương pháp sa thải phụ tải truyền thống dựa trên các rơle sa thải tải dưới tần số hoặc... 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 cắ t giảm đầu tiên là 59,3 Hz Tại mỗi bước, 10% của tải trực tuyến tại đó tức thời được sa thải Số lượng của các bước sa thải tải có thể tăng được hơn ba lần cung cấp trên lịch trình được duy trì Kế hoạch này là một kế hoạch phân phối khi nó sa thải tải từ các vị... điện áp có những nhược điểm như sau: chỉ xem xét sự suy giảm tần số, hoặc điện áp trong hệ thống, trong các trường hợp này kết quả thường kém chính xác; số lượng một bước tải sa thải đôi khi lớn, nó gây ra sa thải tải quá mức, các kế hoạch không có sự linh hoạt để tăng số lượng các bước sa thải tải [5], [7] Nhằm tăng hiệu quả sa thải tải, một số phương pháp sa thải tải dựa trên tần số, điện áp và độ nhạy... dung nghiên cứu PHẦN MỞ ĐẦU Tổng quan về hướng nghiên cứu: tóm tắt các kết quả nghiên cứu ở ngoài nước, tính cấp thiết; mục tiêu; cách tiếp cận; phương pháp nghiên cứu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu, nội dung nghiên cứu Đặt vấn đề và hướng giải quyết vấn đề, nhằm duy trì ổn định hệ thống điện PHẦN NỘI DUNG Chương 1: Tổng quan các phương pháp sa thải phụ tải Trình bày lý thuyết về các kế hoạch sa thải. .. 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 TNB của Malaysia đã được sử dụng một chương trin ̀ h sa th ải phụ tải Chương trình này đư ợc dựa trên. .. áp có thể được cải thiện 1.2 Tóm lƣợc các chƣơng trình sa thải phụ tải đang áp dụng Hội đồng Điều phối độ tin cậy bang Florida (FRCC) [4], 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