Xác định vị trí và dung lượng của TCSC để đảm bảo an ninh trong thị trường điện

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM - VÕ ĐỨC NHU XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ VÀ DUNG LƯỢNG CỦA TCSC ĐỂ ĐẢM BẢO AN NINH TRONG THỊ TRƯỜNG ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số ngành:60520202 TP HỒ CHÍ MINH, tháng 03 năm 2016 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM - VÕ ĐỨC NHU XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ VÀ DUNG LƯỢNG CỦA TCSC ĐỂ ĐẢM BẢO AN NINH TRONG THỊ TRƯỜNG ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số ngành:60520202 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS TRƯƠNG VIỆT ANH TP HỒ CHÍ MINH, tháng 11 năm 2015 CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM Cán hướng dẫn khoa học : PGS.TS TRƯƠNG VIỆT ANH Luận văn Thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Công nghệ TP HCM ngày … tháng … năm … Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm: TT Họ tên Chức danh Hội đồng PGS TS DƯƠNG HOÀI NGHĨA Chủ tịch PGS TS NGUYỄN THANH PHƯƠNG Phản biện PGS TS LÊ MINH PHƯƠNG Phản biện TS VÕ HOÀNG DUY TS ĐẶNG XUÂN KIÊN Ủy viên Ủy viên, Thư ký Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau Luận văn sửa chữa (nếu có) Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận văn PGS TS DƯƠNG HOÀI NGHĨA TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM PHÒNG QLKH – ĐTSĐH Độc lập – Tự – Hạnh phúc TP HCM, ngày11 tháng 11 năm 2015 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: VÕ ĐỨC NHU Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 22/02/1974 Nơi sinh: TP HCM Chuyên ngành: Kỹ thuật điện MSHV: 1341830059 I- Tên đề tài: Xác định vị trí dung lượng TCSC để đảm bảo an ninh thị trường điện II- Nhiệm vụ nội dung:  Tìm hiểu giải pháp chống nghẽn mạch thị trường điện  Trình bày nguyên lý hoạt động thiết bị TCSC  Áp dụng toán OPF để quản lý nghẽn mạch thị trường điện sử dụng TCSC (Vị trí đặt dung lượng) Giảm thiểu không gian tìm kiếm vị trí đặt TCSC phương pháp mặt cắt tối thiểu Xác định dung lượng TCSC phù hợp để nâng cao khả tải chống nghẽn mạch hệ thống điện  Ứng dụng thực tế so sánh với ví dụ mẫu III- Ngày giao nhiệm vụ: 26/05/2015 IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 26/11/2015 V- Cán hướng dẫn: PGS TS TRƯƠNG VIỆT ANH CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) (Họ tên chữ ký) i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu Luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực Luận văn cảm ơn thông tin trích dẫn Luận văn rõ nguồn gốc Học viên thực Luận văn VÕ ĐỨC NHU ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn tri ân: - PGS TS TRƯƠNG VIỆT ANH tận tình giảng dạy, hướng dẫn khoa học tạo điều kiện thuận lợi cho thời gian học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn - Quý Thầy, Cô giảng dạy, hướng dẫn suốt trình học tập Trường Đại Học Công Nghệ Tp.HCM - Ban Giám Hiệu Thầy Cô đồng nghiệp Trường Cao đẳng Điện lực Tp.HCM tạo điều kiện để hoàn thành khóa học - Và tất anh, bạn học viên lớp, người thân giúp đỡ, đóng góp ý kiến, động viên suốt thời gian học tập Trân trọng Tp.HCM, ngày 11 tháng 11 năm 2015 VÕ ĐỨC NHU iii TÓM TẮT Trên giới trình cải tổ cấu lại ngành điện diễn nhiều nước phát triển Ở nước này, ngành công nghiệp điện theo xu hướng hướng cạnh tranh thị trường điện dần thay phương pháp vận hành truyền thống Mục tiêu thị trường điện giảm giá điện thông qua cạnh tranh, nâng cao hiệu hoạt động hiệu đầu tư công ty Điện lực Quốc gia (hầu hết sở hữu Nhà nước), tăng cường tính cạnh tranh khâu: sản xuất, bán buôn bán lẻ điện cách thiết lập thị trường điện tư nhân hóa hay nhiều phận Công ty Điện lực Quốc gia Kết cho thấy tiến khoa học quản lý ngành lượng Bởi vì, thị trường điện tạo môi trường kinh doanh cạnh tranh bình đẳng doanh nghiệp giải pháp hữu hiệu huy động vốn việc đầu tư xây dựng nguồn hệ thống truyền tải điện Xu hướng chuyển dịch từ hệ thống điện độc quyền cấu theo chiều dọc sang thị trường điện cạnh tranh diễn mạnh mẽ nhiều nước giới Thị trường điện với chế mở đem lại hiệu nước cho thấy ưu điểm vượt trội hẳn hệ thống điện độc quyền cấu theo chiều dọc truyền thống Tuy nhiên, tạo nhiều thách thức cho người vận hành hệ thống điện để đạt lợi nhuận kinh tế an ninh Ở Việt Nam, lộ trình cho việc áp dụng thị trường điện Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Hiện nay, áp dụng bước thí điểm sau tiến tới xây dựng thị trường điện cạnh tranh hoàn toàn Thị trường điện vấn đề Việt Nam, cần thiết phải có nghiên cứu thị trường điện, từ áp dụng cách linh hoạt, hợp lý để bước xây dựng thị trường điện Việt Nam thích hợp giai đoạn iv MỤC LỤC CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU LUẬN VĂN 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu nhiệm vụ 1.3 Phương pháp giải 1.4 Giới hạn đề tài 1.5 Điểm luận văn 1.6 Phạm vi ứng dụng 1.7 Giá trị thực tiễn đề tài 1.8 Bố cục luận văn CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ THỊ TRƯỜNG ĐIỆN, NGHẼN MẠCH TRUYỀN TẢI VÀ THIẾT BỊ FACTS 2.1 Giới thiệu 2.2 Các mô hình thị trường điện 2.2.1 Mô hình thị trường điện giới 2.2.2 Mô hình thị trường điện Việt Nam 2.3 Những vấn đề truyền tải điện thị trường điện 2.4 Nghẽn mạch truyền tải thị trường điện 2.4.1 Đặt vấn đề v 2.4.2 Xác định nghẽn mạch 2.4.3 Ảnh hưởng nghẽn mạch 10 2.4.4 Quản lý nghẽn mạch thị trường điện 10 2.5 Tổng quan thiết bị FACTS 13 2.5.1 Phân loại thiết bị FACTS 15 2.5.2 Một số thiết bị FACTS 18 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP MẶT CẮT TỐI THIỂU VÀ DÒNG CÔNG SUẤT CỰC ĐẠI 28 3.1 Giới thiệu 28 3.2 Cơ sở lý thuyết mặt cắt tối thiểu dòng công suất cực đại 29 3.2.1 Mặt cắt tối thiểu 29 3.2.2 Dòng công suất cực đại 30 3.3 Ứng dụng hệ thống điện 32 3.4 Khảo sát lưới điện bảy nút 37 CHƯƠNG 4: XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ VÀ DUNG LƯỢNG CỦA TCSC ĐỂ ĐẢM BẢO AN NINH TRONG THỊ TRƯỜNG ĐIỆN 42 4.1 Giới thiệu 42 4.2 Mô hình tĩnh TCSC 44 4.3 Mục tiêu toán phân bố công suất tối ưu (OPF) 45 4.3.1 Hàm mục tiêu 45 vi 4.3.2 Ứng dụng Matpower để giải toán phân bố công suất tối ưu 47 4.4 Mô hệ thống IEEE 50 4.4.1 Hệ thống IEEE nút 50 4.4.2 Hệ thống IEEE 30 nút 56 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 63 5.1 Kết luận 63 5.2 Hướng phát triển đề tài 64 52 tối ưu 3126.36 $/h Tuy nhiên với kế hoạch phát này, thấy dòng công suất thực tế vượt giới hạn đường dây 2-4 kết nghẽn mạch truyền tải xảy ra Bảng 4.2 (cột 3) Rõ ràng mạng điện vận hành theo cách an ninh bị vi phạm Tuy nhiên, tải đường dây 2-4 loại bỏ thông qua giải OPF có xét giới hạn đường dây (TH2) Trường hợp làm hạn chế công suất phát từ máy phát có chi phí thấp tăng công suất phát từ máy phát có chi phí cao Do làm cho tổng chi phí vận hành tăng từ 3126.36 $/h đến 3143.97 $/h thấy Bảng 4.1(cột 3) Hệ thống vận hành chi phí cực tiểu thỏa mãn an ninh cách lắp đặt TCSC vị trí phù hợp để giảm tải đường dây 2-4 tăng tải đường dây gần kề với đường dây tải (TH3) Đường dây gần kề nhánh nằm vòng có chứa nhánh bị tải Do đó, lắp đặt TCSC đường dây nằm mặt cắt tối thiểu gần kề với đường dây tải phương pháp nhanh chóng cân lại công suất cách điều khiển dòng công suất chạy qua đường dây không bị tải để loại bỏ nghẽn mạch cung cấp công suất giá rẻ đến khách hàng Bảng 4.3: Mặt cắt tối thiểu hệ thống 6-nút dây Mặt cắt tối thiểu Dây xem xét để lắp đặt TCSC 1–4 Dây gần kề 2–4 Dây bị tải 2–6 Dây gần kề Bảng 4.4: Kết tối ưu hóa hệ thống 6-nút có TCSC TH-3 OPF có TCSC dây1-4 OPF có TCSC dây (L=25%) 2-6 (L=26%) 50 70.78 89.62 74.74 77.08 71.52 3126.37 ($/h) 3140.25 ($/h) Máy phát Tổng chi phí vận hành 53 Bảng 4.5: Kết tối ưu hóa tính cho vị trí khác TCSC Vị trí TCSC Tổng chi phí vận hành ($/h) Line 1-4 3126.37 Line 2-6 3140.25 Line 2-5 3141.71 Line 2-1 3143.44 Line 1-5 3142.82 Line 3-6 3143.14 Line 3-5 3143.09 Từ Bảng 4.3 thấy rằng, nhánh 1-4 2-6 nhánh nằm mặt cắt tối thiểu nhánh gần kề nhánh bị tải 2-4 Do đó, TCSC lắp đặt hai nhánh Theo Bảng 4.4 thấy dây 1-4 vị trí tốt để lắp đặt TCSC cho tổng chi phí vận hành cực tiểu Mức độ bù nối tiếp để cải thiện SCOPF 25% Kết qủa dòng công suất sau lắp đặt TCSC nhánh 1-4 Bảng 4.2 (cột 4) Có thể quan sát từ Bảng 4.2 (cột 4) rằng, nghẽn mạch loại bỏ Công suất truyền tải đường dây 2-4 giảm xuống 99.03% từ 107.11% Nhánh 1-4 tăng lên 69.06%, cao nhiều so với trường hợp TH1 Trong TH1 công suất truyền tải dây 1-4 59.18% TCSC làm giảm điện kháng đường dây 1-4 từ 0.2p.u xuống 0.15p.u dòng công suất đường dây tăng lên Từ Bảng 4.4 (cột 2) thấy rằng, tổng chi phí vận hành TH3 giảm xuống 3126.37$/hr nghẽn mạch không xảy TH1 Bảng 4.5 xây dựng cho mục đích khác Bằng cách thay TCSC đường dây chạy OPF Như Bảng 4.5, dây 1-4 vị trí tốt để lắp đặt TCSC So sánh Bảng 4.5 bảng cho thấy rằng, nhánh mặt cắt tối thiểu vị trí hợp lý để thay TCSC để đạt cực tiểu tổng chi phí vận hành Có thể quan sát từ Bảng 4.4 rằng, phương pháp đề nghị tìm vị trí tốt để thay TCSC so sánh với kết [19] Tuy 54 nhiên, số nhánh cần khảo sát để xác định vị trí TCSC giảm từ 11 nhánh xuống nhánh mặt cắt tối thiểu Bảng 4.3 Kết so với [19] - OPF trường hợp ngẫu nhiên Trong hệ thống điện, đuờng dây bị cô lập, dòng công suất nhánh chia sang đường dây khác hệ thống Điều dẫn đến qúa tải vài đường dây Giữa 11 đường dây hệ thống nút, chọn đường dây quan trọng có ảnh hưởng lớn đến đường dây lại để khảo sát trường hợp ngẫu nhiên Bảng 4.6: Phân bố công suất tối ưu hệ thống 6-nút dây 1-5, 2-3 4-5 bị đứt Line i-j MVA Limit 1-2 Outage of line 1-5 2-3 4-5 0.4 0.174 0.053 0.053 1- 0.6 0.427 0.355 0.358 1-5 0.4 - 0.254 0.268 2-3 0.4 0.123 - 0.050 2-4 0.6 0.644 0.641 0.652 2-5 0.3 0.336 0.240 0.254 2-6 0.9 0.320 0.273 0.284 3-5 0.7 0.428 0.335 0.345 3-6 0.8 0.818 0.779 0.781 4-5 0.2 0.086 0.051 - 5-6 0.4 0.151 0.041 0.049 55 Bảng 4.7: Kết tối ưu hóa với TCSC dây 1-4 dây 1-5, 2-3 4-5 bị đứt Dây bị đứt Tổng chi phí vận hành ($/h) 1-5 2-3 4-5 L = 65% L = 25% L = 50% 3144.67 3126.41 3127.52 Bảng 4.8: Kết tối ưu hóa với TCSC dây 2-6 dây 1-5, 2-3 4-5 bị đứt Dây bị đứt Tổng chi phí vận hành ($/h) 1-5 2-3 4-5 L = 70% L = 70% L = 45% 3188.66 3137.38 3159.49 Bảng 4.9: Công suất nhánh cho trường hợp đứt dây có TCSC dây 1-4 Dây i-j Giới Hạn MVA 1-2 Dây bị đứt 1-5 2-3 4-5 0.4 0.025 0.027 0.043 1- 0.6 0.599 0.414 0.482 1-5 0.4 - 0.239 0.248 2-3 0.4 0.114 - 0.117 2-4 0.6 0.483 0.593 0.512 2-5 0.3 0.284 0.238 0.264 2-6 0.9 0.244 0.271 0.291 3-5 0.7 0.424 0.335 0.350 3-6 0.8 0.800 0.780 0.781 4-5 0.2 0.126 0.067 - 5-6 0.4 0.096 0.041 0.053 Từ Bảng 4.6 thấy đường dây 2-4 bị qúa tải hầu hết trường hợp SCOPF có TCSC lắp đặt dây 1-4 2-6 liệt kê Bảng 4.7 Bảng 4.8 Theo Bảng 4.7 4.8, thấy tổng chi phí vận hành TCSC lắp đặt đường dây 1-4 nhỏ so với đường dây 2-6 Do đó, dây 1-4 vị trí hợp lý để lắp đặt TCSC để đạt SCOPF điều kiện vận hành bình 56 thường ngẫu nhiên Từ kết cho Bảng 4.9 thấy, tải đường dây 2-4, 2-5 3-6 loại bỏ TCSC lắp đặt dây 1-4 4.4.2 Hệ thống IEEE 30 nút Hệ thống IEEE-30 nút có 41 đuờng dây Tổng tải hệ thống 210MW, mạng điện liệu tải tham khảo [21] Hình 4.4 Sơ đồ hệ thống IEEE-30 Nút 57 Bảng 4.10: Kết tối ưu hóa hệ thống IEEE-30 nút TH – Máy phát TH – TH– TCSC dây 8–28 (L = 60%) TCSC dây 10-22 (L = 46.66%) 46.17 21.61 46.26 80.00 80.00 80.00 13 0.00 0.00 0.00 22 50.00 36.78 50.00 23 0.00 13.11 0.00 27 16.28 41.23 16.22 Tổng chi phí 1700.07 1795.75 1700.42 vận hành ($/h) ($/h) ($/h) Bảng 4.11: Dòng công suất hệ thống IEEE -30 có TCSC TH-3/ TCSC dây 8–28 dây i-j Giới hạn MVA TH-1 1-2 1.3 0.1970 0.1982 1-3 1.3 0.2675 0.2678 2-4 0.65 0.2806 0.2808 3-4 1.3 0.2401 0.2404 2-5 1.3 0.1885 0.1885 2-6 0.65 0.3131 0.3131 4-6 0.9 0.2226 0.2211 5-7 0.7 0.1902 0.1902 6-7 1.3 0.0654 0.0657 6-8 0.32 0.3569 0.3162 6-9 0.65 0.0967 0.0974 6-10 0.32 0.0556 0.0560 9-11 0.65 0.0000 0.0000 9-10 0.65 0.0973 0.0980 (L=60%), dây 10-22(L=46.66%) 58 4-12 0.65 0.2547 0.2554 12-13 0.65 0.3050 0.3019 12-14 0.32 0.0585 0.0588 12-15 0.32 0.0965 0.0976 12-16 0.32 0.0595 0.0586 14-15 0.16 0.0116 0.0111 16-17 0.16 0.0609 0.0612 15-18 0.16 0.0457 0.0446 18-19 0.16 0.0331 0.0330 19-20 0.32 0.1066 0.1080 10-20 0.32 0.1307 0.1321 10-17 0.32 0.1380 0.1395 10-21 0.32 0.1394 0.1126 10-22 0.32 0.1117 0.1481 21-22 0.32 0.3491 0.3195 - Không tải Không có tải Quan sát từ Bảng 4.10, tổng chi phí vận hành trường hợp nhỏ so với trường hợp Tuy nhiên nghẽn mạch xảy đường dây 6-8 21-22 Bảng 4.11 (cột 3) Giải OPF trường hợp tối ưu không an ninh Việc thay TCSC vị trí nằm mặt cắt tối thiểu loại bỏ qúa tải đường dây 6-8 21-22 Bảng 4.12: Mặt cắt tối thiểu hệ thống IEEE -30 Dây Mặt cắt tối thiểu Dây xem xét lắp đặt TCSC 38 7– 30 Dây không gần kề 37 27 – 29 Dây không gần kề 10 6–8 Dây bị tải 40 – 28 Dây gần kề 59 16 13 – 12 Dây không gần kề 35 25 – 27 Dây không gần kề 28 10 – 22 Dây gần kề 29 21 – 22 Dây bị tải Từ Bảng 4.12 thấy rằng, mặt cắt tối thiểu qua tập đường dây (27-30, 2729, 6-8, 8-28, 21-22, 13-22, 25-27 10-22) Trong dây 8-28 and 10-22 đường dây gần kề với đường dây tải 6-8 21-22 tương ứng Do đó, dây 828 10-22 xem xét để thay TCSC Kết dòng công suất sau thay TCSC dây 8-28 10-22 Bảng 4.11 (cột 4) Mức độ bù nối tiếp để cải thiện SCOPF 60% 46.66% tương ứng Có thể thấy rằng, từ Bảng 4.11 (cột 4) nghẽn mạch bị loại bỏ Công suất truyền tải đường dây 6-8 giảm xuống 98.81% từ 111.53% dây 21-22 giảm xuống 99.84% từ 109.09% Nhánh 8-28 10-22 tăng lên 30.68% 46.28% tương ứng Kết cao nhiều so với TH1 TCSC làm giảm điện kháng đường dây 8-28 10-22 từ 0.2p.u xuống 0.08p.u 0.15p.u xuống 0.08p.u tương ứng dòng công suất đường dây tăng lên Theo Bảng 4.10, tổng chi phí vận hành TH3 giảm xuống 5.30% nghẽn mạch không xảy TH1 Bảng 4.13: Dòng công suất hệ thống IEEE -30 trường hợp đứt dây Dây i-j Giới hạn MVA 1-2 Dây bị đứt 1-2 2-6 2-4 21-10 4-6 1.3 - 0.1043 0.0933 0.1988 0.2422 1-3 1.3 0.4361 0.3444 0.3639 0.2690 0.2068 2-4 0.65 0.1917 0.4168 - 0.2828 0.1821 3-4 1.3 0.4047 0.3143 0.3331 0.2415 0.1812 2-5 1.3 0.1576 0.2664 0.2420 0.1904 0.2346 2-6 0.65 0.2441 - 0.4317 0.3168 0.4144 60 4-6 0.9 0.2819 0.4093 0.0926 0.2304 - 5-7 0.7 0.1613 0.2648 0.2413 0.1928 0.2350 6-7 1.3 0.0868 0.0599 0.0520 0.0594 0.0375 6-8 0.32 0.3536 0.3517 0.3542 0.3563 0.3509 6-9 0.65 0.0926 0.1016 0.1052 0.0871 0.0975 6-10 0.32 0.0533 0.0585 0.0605 0.0499 0.0562 9-11 0.65 0.0000 0.000 0.0000 0.0000 9-10 0.65 0.0932 0.1024 0.1059 0.0874 0.0983 4-12 0.65 0.2578 0.2715 0.2512 0.2526 0.2892 12-13 0.65 0.3101 0.3287 0.3318 0.3135 0.2493 12-14 0.32 0.0586 0.0592 0.0575 0.0583 0.0619 12-15 0.32 0.0966 0.0991 0.0925 0.0955 0.1107 12-16 0.32 0.0593 0.0597 0.0630 0.0700 0.0553 14-15 0.16 0.0117 0.0108 0.0131 0.0134 0.0065 16-17 0.16 0.0596 0.0575 0.0664 0.0641 0.0425 15-18 0.16 0.0463 0.0480 0.0461 0.0551 0.0506 18-19 0.16 0.0326 0.0327 0.0354 0.0382 0.0286 19-20 0.32 0.1052 0.1032 0.1089 0.0999 0.0944 10-20 0.32 0.1293 0.1271 0.1330 0.1233 0.1185 10-17 0.32 0.1362 0.1324 0.1428 0.1297 0.1162 10-21 0.32 0.1431 0.1536 0.1453 - 0.1630 10-22 0.32 0.1139 0.1201 0.1152 0.2043 0.1256 21-22 0.32 0.3528 0.3628 0.3548 0.2085 0.3714 - Không Không Không Không Không - tải tải tải tải tải Từ Bảng 4.13 thấy đường dây 6-8 21-22 bị tải hầu hết trường hợp xét ngoại trừ đường dây 21-10 bị đứt Khi dây 21-10 bị đứt, dây 6-8 bị tải Tuy nhiên tải loại bỏ cách thay TCSC dây 8-28 10-22 Từ Bảng 4.14 thấy tải 61 đường dây loại bỏ cách thay TCSC dây 8-28 10-22 cho hầu hết trường hợp đứt đường dây Kết giải SCOPF có TCSC lắp đặt dây 8-28 10-22 đường dây 1-2, 2–6, 2-4, 20-10 4-6 bị đứt liệt kê Bảng 4.15 Bảng 4.14: Dòng công suất hệ thống IEEE -30 trường hợp đứt dây TCSC 8-28 10-22 Dây i-j Giới hạn Dây bị đứt MVA 1-2 2-6 2-4 21-10 4-6 1-2 1.3 - 0.1077 0.0957 0.1989 0.2453 1-3 1.3 0.4371 0.3448 0.3642 0.2690 0.2074 2-4 0.65 0.1922 0.4173 - 0.2828 0.1827 3-4 1.3 0.4058 0.3148 0.3335 0.2415 0.1819 2-5 1.3 0.1577 0.2665 0.2419 0.1904 0.2344 2-6 0.65 0.2444 - 0.4318 0.3166 0.4141 4-6 0.9 0.2807 0.4082 0.0902 0.2295 - 5-7 0.7 0.1615 0.2648 0.2412 0.1927 0.2348 6-7 1.3 0.0865 0.0609 0.0530 0.0595 0.0386 6-8 0.32 0.3167 0.3182 0.3168 0.3198 0.3169 6-9 0.65 0.0922 0.1027 0.1056 0.0875 0.0967 6-10 0.32 0.0530 0.0592 0.0608 0.0502 0.0557 9-11 0.65 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 9-10 0.65 0.0928 0.1035 0.1064 0.0878 0.0976 4-12 0.65 0.2571 0.2713 0.2524 0.2528 0.2902 12-13 0.65 0.3016 0.3195 0.3306 0.3127 0.2433 12-14 0.32 0.0587 0.0593 0.0579 0.0584 0.0623 12-15 0.32 0.0973 0.1000 0.0939 0.0958 0.1129 12-16 0.32 0.0577 0.0575 0.0629 0.0698 0.0531 14-15 0.16 0.0110 0.0099 0.0125 0.0133 0.0055 16-17 0.16 0.0596 0.0576 0.0672 0.0640 0.0427 62 15-18 0.16 0.0447 0.0457 0.0452 0.0550 0.0483 18-19 0.16 0.0323 0.0323 0.0358 0.0380 0.0280 19-20 0.32 0.1069 0.1056 0.1106 0.0999 0.0972 10-20 0.32 0.1311 0.1297 0.1347 0.1234 0.1213 10-17 0.32 0.1381 0.1352 0.1445 0.1296 0.1193 10-21 0.32 0.1114 0.1165 0.1139 - 0.1215 10-22 0.32 0.1576 0.1837 0.1596 0.2035 0.1995 21-22 0.32 0.3176 0.3152 0.3189 0.2085 0.3146 15-23 0.16 0.0294 0.0278 0.0317 0.0427 0.0241 - Không Không Không Không Không - tải tải tải tải tải Bảng 4.15: Kết tối ưu hóa hệ thống IEEE-30 nút TCSC dây 8-28 10-22 trường hợp đứt dây Dây bị đứt TCSC dây 8-28 1- 2-4 2-6 4-6 21-10 L=55% L=55% L=50% L=50% L=55% L=53.3% L=66.6% L=66.6% L=0% 1702.69 1707.17 1709.50 1703.41 1702.4 ($/h) ($/h) ($/h) ($/h) ($/h) TCSC L=53.3 dây 10-22 % Tổng chi phí vận hành Nhận xét: Toàn kết phân tích cho thấy rằng, phương pháp đề nghị có khả tìm vị trí tốt để lắp đặt TCSC trường hợp vận hành bình thường ngẫu nhiên Thay TCSC nút cổ chai hệ thống cho kết tốt phần OPF có khả loại bỏ tải cho trường hợp ngẫu nhiên, nâng cao an ninh tĩnh hệ thống 63 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 5.1 Kết luận Luận văn đưa phương pháp xác định vị trí hợp lý TCSC để chống nghẽn mạch phương pháp mặt cắt tối thiểu Ford – Fulkerson để tìm tập hợp nhánh có khả xuất cố tải hệ thống điện, mục đích việc giảm không gian tìm kiếm liệu ban đầu, giúp trình tìm kiếm xử lý nhanh để nâng cao khả truyền tải từ giảm chi phí sản xuất điện Đồng thời xác định dung lượng TCSC biểu thức toán học Những kết đạt luận văn: - Xây dựng hàm mục tiêu hàm cực tiểu chi phí máy phát, từ hàm mục tiêu đến giải toán chống tải vận hành hệ thống điện - Sử dụng phần mềm Matpower giải thuật Max Flow - cut để xác định vị trí lắp đặt TCSC chống tải cực tiểu chi phí trường hợp vận hành bình thường ngẫu nhiên - Xây dựng cách xác định dung lượng TCSC biểu thức toán học - Tính toán dung lượng TCSC cần bù cho nhánh cứu nhánh tải - Mô hệ thống lưới điện mẫu nút, 30 nút - Giải thuật sử dụng có tính khoa học ứng dụng cao nghiên cứu vận hành hệ thống điện - Ngoài nội dung luận văn đề cập làm bật vai trò thiết bị FACTS đặc biệt TCSC việc điều khiển hệ thống điện thị trường điện cạnh tranh - Khảo sát xác định vị trí TCSC lưới điện với điều kiện gia tăng phụ tải tương lai - Nội dung nghiên cứu vị trí xung yếu HTĐ, nơi đặt TCSC gia tăng khả truyền tải chống tải đường dây 64 để giảm chi phí sản xuất điện HTĐ, điều đồng nghĩa với việc giảm giá bán điện thị trường 5.2 Hướng phát triển đề tài - Mặc dù có nhiều cố gắng với giúp đỡ quý thầy cô bạn bè, điều kiện thời gian nghiên cứu không cho phép nên nội dung đề tài nghiên cứu chưa khảo sát lưới điện có nhiều nút - Tiếp tục nghiên cứu Max - Flow Min – Cut để ứng dụng điều khiển tối ưu hệ thống điện - Mở rộng phạm vi nghiên cứu ứng dụng hai chương Max-Flow Matpower để tính toán thiết bị bù nhiều nhánh lúc, phát triển diện rộng lưới điện để tìm kiếm giải pháp mở rộng phụ tải điện cho lưới điện truyền tải hữu - Những hạn chế hướng phát triển đề tài 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO [3] Phan Quốc Tuấn (2014), Quản lý tắc nghẽn thị trường điện cách lắp đặt thiết bị FACTS [4] Tô Văn Trực (2012), Xác định vị trí dung lượng TCSC để chống nghẽn mạch đường dây truyền tải [5] Trần Bách ( 2004), Lưới điện hệ thống điện [6] Lã Văn Út (2010), Phân tích điều khiển ổn định hệ thống điện Nhà xuất KH&KT – Hà Nội [7] Trương Tấn Hải – ĐH BKHN (2013), Nghiên cứu quản lý lưới điện truyền tải thị trường điện [8] TS Nguyễn Hùng – ĐH KTCN (2010), Giáo trình thị trường điện [9] TS Nguyễn Anh Tuấn – ThS Nguyễn Anh Dũng – Viện Năng Lượng , Nghiên cứu phương pháp xác định giá truyền tải điện phương thức chống tắc nghẽn phù hợp điều kiện thị trường điện Việt Nam [10] Duong Thanh Long, Yao Jian Gang, Truong Viet Anh, “A new method for secured optimal power flow under normal and network contingencies via optimal location of TCSC” International Journal of Electrical Power & Energy Systems (2013) [11] Duong Thanh Long, Yao Jian Gang, Truong Viet Anh, “Application of Min Cut Algorithm for Optimal Location of FACTS Devices Considering System Loadability and Cost of Installation”, International Journal of Electrical Power & Energy Systems (2014) [12] Jaswanti, T Thakur-A New Heuristic Network Reconfiguration Algorithn for Radial Distribution System, The Global Community for Sustainable Energy Professionals, (2006) [13] R Srinivasa Rao, S.V.L Narasimham- A New Heuristic Approach for Optimal Network Reconfiguration in Distribution, International Journal of Applied Science, Engineering and Technology 5:1, pp 15-21, (2009) [14] Jizhong Zhu, Optimization of power system operation, IEEE Press, pp 9-42, 66 (2009) [15] J Duncan Glover, Mulukutla Sarma – Power System Analysis and Design, United States of America, USA, (2001) [16] M Huneault and F D Galiana, “A Survey of the Optimal Power Flow Literature,” IEEE Transactions on Power Systems, Vol 6, No 2, pp 762-770, (1991) [17] D I Sun, B Ashley, B Brewer, A Hughes and W F Tinney, “Optimal Power Flow by Newton Approach,” IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, Vol.PAS-103, pp 2864-2880, (1984) [18] http://www.powerworld.com/training/quick-start-guides [19] K Shanmukha Sundar, H.M Ravikumar, “Selection of TCSC location for secured optimal power flow under normal and network contingencies”, Electrical Power and Energy Systems 34 (2012) 29–37 [20] MRTU – California ISO, 2005 , Locational Marginal Pricing (LMP) [21] R D Zimerman, C E Murillo-Sanchez and D Gam, “MATPOWER- A MATLAB power system simulation at:http://www.pserc.cornell.edu/matpower [22].www.eptc.vn [23].www.powerworld.com package”, Version 4, available [...]... xuất tên Xác định vị trí và dung lượng của TCSC để đảm bảo an ninh trong thị trường điện nhằm xây dựng giải thuật tìm kiếm vị trí tối ưu của thiết bị TCSC (Thyristor Controller Series Capacitor) với mục đích xây dựng giải thuật xác định vị trí tối ưu của TCSC bằng phương pháp mặt cắt tối thiểu để cực tiểu chi phí sản xuất điện năng đồng thời đảm bảo an ninh vận hành hệ thống điện 1.2 Mục tiêu và nhiệm... trong thị trường điện - Trình bày nguyên lý hoạt động của thiết bị TCSC 3 - Áp dụng bài toán OPF để quản lý nghẽn mạch trong thị trường điện sử dụng TCSC (vị trí đặt và dung lượng)  Giảm thiểu không gian tìm kiếm vị trí đặt TCSC bằng phương pháp mặt cắt tối thiểu  Xác định dung lượng TCSC phù hợp để nâng cao khả năng tải chống nghẽn mạch hệ thống điện 1.3 1.4 Phương pháp giải quyết - Giải tích và. .. - 1.5 Ứng dụng trên lưới điện chuẩn IEEE 6 nút và IEEE 30 nút Chỉ xét ổn định tĩnh không xét đến ổn định động của hệ thống điện Điểm mới của luận văn - Xây dựng thuật toán xác định vị trí và dung lượng của TCSC để cực tiểu chi phí vận hành và đảm bảo được an ninh hệ thống điện 1.6 1.7 Phạm vi ứng dụng - Ứng dụng cho các mô hình hay lưới điện bất kỳ - Ứng dụng cho các lưới điện IEEE mẫu - Làm tài liệu... Chương 4: Xác định vị trí và dung lượng TCSC để đảm bảo an ninh trong thị trường điện Chương 5: Kết luận 4 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ THỊ TRƯỜNG ĐIỆN, NGHẼN MẠCH TRUYỀN TẢI VÀ THIẾT BỊ FACTS 2.1 Giới thiệu Khái niệm về thị trường điện: Cũng như các giao dịch thương mại khác, các giao dịch điện năng cũng cần có các thiết chế như: Người mua, người bán, các hợp đồng, các cơ chế quản lý thị trường, cơ cấu giá thành,... máy điện trong hệ thống điện thông qua thị trường bán buôn điện Hình 2.1 Các cấp độ phát triển thị trường điện Việt Nam 2.3 Những vấn đề về truyền tải điện trong thị trường điện - Vận hành hệ thống điện là điều khiển hoạt động của hệ thống điện sao cho điện năng được truyền từ các nguồn điện đến các phụ tải đúng như yêu cầu của họ với các chất lượng phục vụ đạt yêu cầu và với chi phí sản xuất và truyền... điện trong thị trường điện: là lưới điện mở cho mọi khách hàng, trong khi HTĐ độc quyền, lưới điện cùng với nhà máy điện và các đơn vị phân phối điện là một tổng thể duy nhất được điều khiển theo mục tiêu chung của toàn hệ thống Trong thị trường điện, người vận hành (SO) điều khiển vận hành lưới điện có các nhiệm vụ sau: Đảm bảo an toàn cho hệ thống điện; cung cấp các dịch vụ truyền tải điện; tính và. .. thống điện Vì vậy, không quan tâm đến cấu trúc thị trường, quản lý nghẽn mạch trở thành hoạt động quan trọng của các đơn vị điều hành hệ thống điện Nói chung, hai mục tiêu phối hợp quản lý nghẽn mạch là giảm tối thiểu sự can thiệp vào lưới truyền tải trong thị trường điện, đồng thời vận hành an ninh hệ thống điện 2.4.3 Ảnh hưởng của nghẽn mạch Luật kirchoff kết hợp với độ lớn và vị trí của nguồn phát và. .. điện đã dẫn đến một số lượng giao dịch đáng kể năng lượng điện cần được truyền qua khoảng cách xa; một lượng công suất không nằm trong kế hoạch phát đã được tăng lên do sự cạnh tranh giữa các nhà máy… đã làm cho mức độ an ninh hệ thống bị yếu đi Vì vậy, an ninh hệ thống đã trở thành một trong những vấn đề quan trọng trong vận hành thị trường điện Trong những thị trường điện, an ninh được đo lường thông... hệ thống vận hành an toàn 2.4.4 Quản lý mạch trong thị trường điện Hiệu quả thị trường được đo lường bởi phúc lợi xã hội của nó Phúc lợi xã hội là sự kết hợp của chi phí điện năng và lợi ích điện năng đối với xã hội cũng như 11 được đo lường bởi sự bằng lòng thanh toán lượng điện năng tiêu thụ của xã hội Sự khác nhau trong phúc lợi xã hội giữa một thị trường hoàn toàn và một thị trường thật là việc... điện với thiết bị FACTS Giá trị thực tiển của đề tài Kết quả nghiên cứu của đề tài làm cơ sở cho việc thiết kế quy hoạch và vận hành tối ưu hệ thống điện trong thị trường điện cạnh tranh 1.8 Bố cục của luận văn Chương 1: Giới thiệu luận văn Chương 2: Tổng quan về thị trường điện, nghẽn mạch truyền tải và FACTS Chương 3: Phương pháp mặt cắt tối thiểu và dòng công suất cực đại Chương 4: Xác định vị trí