Nghiên cứu ảnh hưởng của nguồn điện phân tán đến chế độ vận hành lưới điện phân phối

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Trịnh Trọng Chưởng NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN ĐẾN CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI Chuyên ngành: Mạng Hệ thống điện Mã số: 60.52.50.05 LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT ĐIỆN Hà Nội, 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Trịnh Trọng Chưởng NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN ĐẾN CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI Chuyên ngành: Mạng Hệ thống điện Mã số: 60.52.50.05 LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT ĐIỆN TẬP THỂ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS PHẠM VĂN HOÀ TS ĐÀO QUANG THẠCH Hà Nội, 2012 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các kết nêu luận án hoàn toàn trung thực chưa công bố công trình khác Nghiên cứu sinh Trịnh Trọng Chưởng LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận án này, nỗ lực phấn đấu thân, nghiên cứu sinh nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ từ thầy cô giáo, bạn bè, đồng nghiệp gia đình Trước hết, nghiên cứu sinh vô biết ơn hướng dẫn tận tình tập thể hướng dẫn khoa học: PGS.TS Phạm Văn Hoà TS Đào Quang Thạch suốt trình nghiên cứu Không có hướng dẫn giúp đỡ đó, chắn nghiên cứu sinh không hoàn thành luận án Nghiên cứu sinh xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến GS.TS Lã Văn Út VS.GS.TSKH Trần Đình Long cho nhiều ý kiến đóng góp khoa học vô quý báu, lời động viên chân thành thời điểm khó khăn để nghiên cứu sinh hoàn thành luận án Nghiên cứu sinh chân thành cám ơn giúp đỡ TS Trương Việt Anh - Đại học Sư phạm kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh TS Nguyễn Đức Hạnh - Viện Năng lượng cung cấp nhiều số liệu, đồng thời nghiên cứu sinh tham gia đề tài khoa học để phục vụ công tác nghiên cứu Nghiên cứu sinh xin chân thành cám ơn tập thể khoa học môn Hệ thống điện, trường Đại học Bách khoa Hà Nội ủng hộ góp ý học thuật trình nghiên cứu làm luận án Điều thiếu nghiên cứu sinh xin chân thành cám ơn Viện Đào tạo Sau đại học- trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Ban lãnh đạo trường Đại học Công nghiệp Hà Nội quan tâm tạo nhiều điều kiện thuận lợi suốt thời gian học tập vừa qua Cuối cùng, nghiên cứu sinh vô biết ơn quan tâm, giúp đỡ, động viên gia đình, bạn bè, đồng nghiệp suốt thời gian qua, nhờ tác giả có thêm nhiều nghị lực để hoàn thành luận án MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN VÀ CÁC ẢNH HƯỞNG CỦA CHÚNG ĐẾN CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 1.1 Khái quát chung 1.1.1 Nguồn điện phân tán (Distributed Generation - DG) 1.1.2 Xu hướng phát triển DG lưới điện phân phối (LĐPP) Việt Nam 1.2 Đặc tính công suất nguồn điện phân tán 1.3 Bài toán vận hành lưới điện phân phối có nguồn phân tán 1.3.1 Bài toán đánh giá ảnh hưởng nguồn điện phân tán đến LĐPP 1.3.2 Bài toán tái cấu hình LĐPP có nguồn DG 1.3.3 Bài toán đảm bảo chất lượng điện áp ổn định điện áp LĐPP có DG 12 1.4 Các nội dung nghiên cứu Luận án 15 Chương 2: ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN ĐẾN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 18 2.1 Đặt vấn đề 18 2.2 Đánh giá ảnh hưởng nguồn điện phân tán đến chất lượng điện LĐPP 21 2.2.1 Đánh giá ảnh hưởng DG đến chất lượng điện áp 21 2.2.2 Đánh giá ảnh hưởng DG đến tổn thất công suất LĐPP 25 2.2.3 Đánh giá ảnh hưởng DG đến độ tin cậy LĐPP 28 2.3 Ứng dụng tiêu phân tích chi phí vòng đời đánh giá hiệu kinh tế nguồn điện phân tán lưới điện phân phối 30 2.3.1 Phương pháp phân tích chi phí vòng đời công trình lượng 30 2.3.2 Chi phí vòng đời dạng nguồn cung cấp điện 32 2.3.3 Lựa chọn công suất đặt nguồn DG để cung cấp điện cho phụ tải 34 2.3.4 Lựa chọn phương án cung cấp điện theo chi phí vòng đời 36 2.3.5 Kết tính toán 37 2.4 Kết luận 43 Chương 3: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN ĐẾN BÀI TOÁN TÁI CẤU HÌNH LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 45 3.1 Đặt vấn đề 45 3.2 Tổng quan phương pháp tái cấu hình LĐPP theo mục tiêu giảm tổn thất công suất 45 3.2.1 Giới thiệu chung 45 3.2.2 Thuật toán Merlin Back 47 3.2.3 Thuật toán Civanlar 49 Trang 3.2.4 Các thuật toán dựa trí tuệ nhân tạo (TTNT) 52 3.2.5 Nhận xét chung 52 3.3 Phương pháp tái cấu hình LĐPP có xét đến ảnh hưởng nguồn điện phân tán 53 3.3.1 Mô tả lưới điện qui ước 53 3.3.2 Mô tả toán học thao tác phân bố lại phụ tải 55 3.3.3 Điều kiện để tổn thất công suất tác dụng bé sau phân bố lại phụ tải nhánh 55 3.3.4 Nhận xét 59 3.4 Xây dựng thuật toán tái cấu hình LĐPP cực tiểu tổn thất công suất tác dụng 60 3.4.1 Hàm mục tiêu 60 3.4.2 Thuật toán đề nghị 62 3.5 Tính toán áp dụng 66 3.6 Bài toán tái cấu hình LĐPP có DG vận hành trực tuyến 73 3.7 Bài toán tái cấu hình LĐPP có DG sau cố 77 3.8 Kết luận 81 Chương NGHIÊN CỨU ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP TRONG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI CÓ KẾT NỐI NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN 83 4.1 Đặt vấn đề 83 4.2 Các toán phân tích ổn định điện áp có DG 83 4.2.1 Ổn định điện áp nút có động không đồng (KĐB) 83 4.2.2 Ổn định điện áp nút phụ tải tổng hợp 85 4.2.3 Ổn định điện áp nút có máy phát đồng công suất nhỏ 86 4.2.4 Ổn định điện áp nút có máy phát không đồng 87 4.2.5 Nhận xét chung 88 4.3 Mô hình máy điện không đồng tuabin gió 88 4.3.1 Giới thiệu 88 4.3.2 Mô hình DG không đồng tuabin gió loại rôto lồng sóc (IM) 89 4.3.3 Mô hình DG không đồng tuabin gió loại nguồn kép (DFIM) 90 4.3.4 Nhận xét 93 4.3.5 Bài toán tìm điều kiện đầu phân bố công suất LĐPP có nguồn DG không đồng 94 4.4 Nghiên cứu tiêu chuẩn phương pháp đánh giá giới hạn ổn định điện áp nút kết nối máy điện không đồng tuabin gió 97 4.4.1 Quá trình vật lý tượng ổn định điện áp DG KĐB tuabin gió 97 4.4.2 Ví dụ minh hoạ 102 4.4.3 Các phương pháp đánh giá ổn định điện áp theo kịch khác có 105 Trang nguồn DG 4.5 Phương pháp xác định giới hạn ổn định điện áp nút kết nối DG không đồng LĐPP theo đặc tính PU 113 4.5.1 Nội dung phương pháp 113 4.5.2 Nghiên cứu ảnh hưởng MBA điều chỉnh tải (OLTC) thiết bị bù công suất phản kháng đến giới hạn ổn định điện áp nút kết nối DG không đồng 116 4.5.3 Ứng dụng tính toán 118 4.8 Kết luận chương 123 Chương TÍNH TOÁN, PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN ĐẾN CẤU HÌNH VÀ ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP MỘT SỐ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI Ở VIỆT NAM 124 5.1 Đặt vấn đề 124 5.2 Lựa chọn cấu hình LĐPP cho Điện lực Bát Xát, Lào Cai 124 5.2.1 Hiện trạng LĐPP Bát Xát 124 5.2.2 Các phương án nghiên cứu 126 5.2.3 Nhận xét chung 132 5.2.4 Tái cấu hình trực tuyến LĐPP có DG thuỷ điện nhỏ 133 5.3 Phân tích ổn định điện áp lưới điện Ninh Thuận 2015 có kết nối nguồn điện gió 134 5.3.1 Đặc điểm trạng lưới điện Ninh Thuận 134 5.3.2 Phân tích ổn định điện áp nút kết nối WP với máy điện IM 136 5.3.3 Phân tích ổn định điện áp nút kết nối WP với máy điện DFIM 141 5.4 Kết luận chương 144 Kết luận Luận án 146 Các công trình công bố 147 Phụ lục DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ANĐ: Điện ngừng cung cấp điện B/C: Tỷ số lợi nhuận so với chi phí CLĐA: Chất lượng điện áp CCĐ: Cung cấp điện CĐXL: Chế độ xác lập CIGRE (International Council on Large Electric Systems): Tổ chức Quốc tế nước có lưới điện lớn CPF (Continuation Power Flow Method): Phương pháp tính liên tục chế độ xác lập hệ thống điện Ct: Chi phí năm thứ t DA: Đại lượng đặc trưng cho chất lượng điện áp xuất tuyến DG (Distributed Generation): Nguồn điện phân tán DFIM (Doubly Fed Induction Machine): máy điện không đồng nguồn kép DCL: Dao cách ly ĐTC: Độ tin cậy ĐC: Động FCO (Fuse Cut Out): Cầu chì tự rơi GE (Grid extension): Mở rộng lưới điện HTĐ: Hệ thống điện IEC (International Electrotechnical Commission): Uỷ ban Kỹ thuật Điện Quốc tế KĐB: Không đồng KCN: Khu công nghiệp IM (Induction Machine): Máy điện không đồng tốc độ cố định IEEE: Institute of Electrical and Electronics Engineers: Viện Kỹ thuật điện - điện tử Quốc tế IRR: Tỷ lệ hoàn vốn nội LBS (Load Break Switch): Dao cắt có tải LBFCO (Load Break Fuse Cut Out): Cầu chì tự rơi kết hợp cắt có tải LCC (Life Cycle Cost): Chi phí vòng đời LCCA (Life Cycle Cost Analysis): Phân tích chi phí vòng đời LRMC (Long Run Marginal Cost): Chi phí biên dài hạn LĐPP: Lưới điện phân phối MBA: Máy biến áp MC: Máy cắt Mgh: Mômen giới hạn OLTC (On Load Tap Changer): Bộ điều chỉnh điện áp tải PCC (Point of Common Coupling): Điểm kết nối chung NPV (Net present value): Giá trị lãi ròng quy PA: Phương án PBCS: Phân bố công suất PSS/ADEPT (Power System Simulator/Advanced Distribution Engineering Productivity Tool): Phần mềm tính toán phân tích lưới điện phân phối PTVP: Phương trình vi phân PU: Đường đặc tính ổn định điện áp công suất tác dụng - điện áp QU: Đường đặc tính ổn định điện áp công suất phản kháng - điện áp SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition): Hệ thống giám sát điều khiển thu thập xử lý liệu TC: Tổng chi phí TĐĐC: Tự động điều chỉnh TĐN: Thuỷ điện nhỏ TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam WP (Wind power): nguồn điện gió WT (Wind turbine): tuabin gió DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 2.1 Kết tính toán ĐTC cho khu vực có DG1 vận hành cực đại (1400 kW) DG không vận hành 29 Bảng 2.2 Kết tính toán ĐTC cho khu vực DG vận hành cực tiểu DG1 (500 kW) DG 2, (6500 kW) 29 Bảng 2.3 Bảng 2.4 Kết tính toán ĐTC cho khu vực DG vận hành cực đại 29 Bảng 2.4 Kết tính toán ĐTC cho khu vực DG 29 Bảng 2.5 Đặc điểm tiêu thụ điện phụ tải Phú Cương - Kỳ Sơn 38 Bảng 2.6 Chi phí phương án sử dụng DG 40 Bảng 2.7 Giá trị hệ số kinh tế cố định, thay đổi mạng điện 40 Bảng 3.1 So sánh hiệu thuật toán tái cấu trúc 52 Bảng 3.2 Quá trình phân bố lại phụ tải giai đoạn LĐPP 16 nút DG 68 Bảng 3.3 Quá trình phân bố lại phụ tải giai đoạn LĐPP 16 nút có DG 69 Bảng 3.4 Quá trình phân bố lại phụ tải giai đoạn LĐPP 16 nút có DG nút 70 Bảng 3.5 Quá trình phân bố lại phụ tải giai đoạn LĐPP 16 nút có DG nút 13 71 Bảng 3.6 Kết tổng kết khảo sát LĐPP 16 nút 72 Bảng 3.7 Tổng hợp phương án vận hành lưới điện có DG 76 Bảng 3.8 Kết tính toán dòng điện nhánh sau cố 80 Bảng 3.9 Kết tái cấu hình LĐPP có DG cân tải chống tải 81 Bảng 4.1 Thông số máy phát, MBA 102 Bảng 4.2 Kết tính toán PBCS trị số giới hạn ổn định điện áp UHT = 1pu 103 Bảng 4.3 Kết tính toán PBCS trị số giới hạn ổn định điện áp UHT = 0,95pu 104 Bảng 4.4 Thông số giới hạn nút kết nối WT chế độ bản, vận tốc gió 15 m/s 119 Bảng 4.5 Giá trị công suất, điện áp nút kết nối vận tốc gió 15m/s 119 Bảng 4.6 Thông số giới hạn nút kết nối WT chế độ bản, vận tốc gió 10 m/s 119 Bảng 4.7 Giá trị công suất, điện áp nút kết nối vận tốc gió 10m/s 119 Bảng 4.8 Thông số giới hạn nút kết nối điện áp suy giảm 120 Bảng 4.9 Giá trị công suất, điện áp nút kết nối điện áp suy giảm 120 Bảng 4.10 Thông số giới hạn nút kết nối có tụ bù 121 Bảng 4.11 Giá trị công suất, điện áp nút kết nối có tụ bù 121 Bảng 4.12 Thông số giới hạn nút kết nối có OLTC 122 Bảng 4.13 Giá trị công suất, điện áp nút kết nối có OLTC 122 DCL A MU Sung DCL Lương Sơn MC 371 Tằng Loỏng 0,88 0,83 3,19 DCL Lương Sơn Giờ thứ 08, công suất 4,8 MW Mạch Dao cách ly Công suất nhánh, Điểm mở lưạ chọn Tổn thất ∆P, kW vòng MVA Đóng tất DCL sơ đồ, tính công suất chạy mạch vòng: MC 371 TằngLoỏng; DCL Lương Sơn; DCL Sang Ma Seo; MC Ngòi San MC 371 TằngLoỏng 2,93 DCL Lương Sơn 0,60 67,17 DCL Sang Ma Seo 0,31 DCL Sang Ma Seo MC Ngòi San 0,99 Mở DCL Sang Ma Seo (18-81), tiếp tục tính toán phân bố công suất mạch vòng MC 376 Lào Cai, DCL Thị Trấn 7; DCL Lương Sơn, MC 371 TằngLoỏng MC 376 Lào Cai 1,67 DCL Thị Trấn 1,15 DCL A MU Sung 0,85 68,60 DCL Lương Sơn 0,82 DCL Lương Sơn MC 371 Tằng Loỏng 3,07 Giờ thứ 09, công suất 5,5 MW Mạch Dao cách ly Công suất nhánh, Điểm mở lưạ chọn Tổn thất ∆P, kW vòng MVA Đóng tất DCL sơ đồ, tính công suất chạy mạch vòng: MC 371 TằngLoỏng; DCL Lương Sơn; DCL Sang Ma Seo; MC Ngòi San MC 371 TằngLoỏng 3,13 DCL Lương Sơn 0,64 74,77 DCL Sang Ma Seo 0,35 DCL Sang Ma Seo MC Ngòi San 1,04 Mở DCL Sang Ma Seo (18-81), tiếp tục tính toán phân bố công suất mạch vòng MC 376 Lào Cai, DCL Thị Trấn 7; DCL Lương Sơn, MC 371 TằngLoỏng MC 376 Lào Cai 1,78 DCL Thị Trấn 1,21 DCL A MU Sung 0,91 73,85 DCL Lương Sơn 0,87 DCL Lương Sơn MC 371 Tằng Loỏng 3,36 Giờ thứ 10, công suất 5,8 MW Mạch Dao cách ly Công suất nhánh, Điểm mở lưạ chọn Tổn thất ∆P, kW vòng MVA Đóng tất DCL sơ đồ, tính công suất chạy mạch vòng: MC 371 TằngLoỏng; DCL Lương Sơn; DCL Sang Ma Seo; MC Ngòi San MC 371 TằngLoỏng 3,31 DCL Lương Sơn 0,68 75,55 DCL Sang Ma Seo 0,35 DCL Sang Ma Seo MC Ngòi San 1,06 Mở DCL Sang Ma Seo (18-81), tiếp tục tính toán phân bố công suất mạch vòng MC 376 Lào Cai, DCL Thị Trấn 7; DCL Lương Sơn, MC 371 TằngLoỏng MC 376 Lào Cai 1,86 DCL Thị Trấn 1,26 DCL A MU Sung 0,92 78,05 DCL Lương Sơn 0,90 DCL Lương Sơn MC 371 Tằng Loỏng 3,53 Giờ thứ 11, công suất 6,8 MW Mạch vòng Dao cách ly Công suất nhánh, MVA PL-13 Điểm mở lưạ chọn Tổn thất ∆P, kW Đóng tất DCL sơ đồ, tính công suất chạy mạch vòng: MC 371 TằngLoỏng; DCL Lương Sơn; DCL Sang Ma Seo; MC Ngòi San MC 371 TằngLoỏng 3,58 DCL Lương Sơn 0,77 80,92 DCL Sang Ma Seo 0,40 DCL Sang Ma Seo MC Ngòi San 1,24 Mở DCL Sang Ma Seo (18-81), tiếp tục tính toán phân bố công suất mạch vòng MC 376 Lào Cai, DCL Thị Trấn 7; DCL Lương Sơn, MC 371 TằngLoỏng MC 376 Lào Cai 2,13 DCL Thị Trấn 1,43 DCL A MU Sung 1,07 80,82 DCL Lương Sơn 1,03 DCL Lương Sơn MC 371 Tằng Loỏng 4,11 Giờ thứ 12, công suất 4,5 MW Mạch Dao cách ly Công suất nhánh, Điểm mở lưạ chọn Tổn thất ∆P, kW vòng MVA Đóng tất DCL sơ đồ, tính công suất chạy mạch vòng: MC 371 TằngLoỏng; DCL Lương Sơn; DCL Sang Ma Seo; MC Ngòi San MC 371 TằngLoỏng 2,58 DCL Lương Sơn 0,54 62,55 DCL Sang Ma Seo 0,32 DCL Sang Ma Seo MC Ngòi San 0,88 Mở DCL Sang Ma Seo (18-81), tiếp tục tính toán phân bố công suất mạch vòng MC 376 Lào Cai, DCL Thị Trấn 7; DCL Lương Sơn, MC 371 TằngLoỏng MC 376 Lào Cai 1,50 DCL Thị Trấn 1,23 DCL A MU Sung 0,78 65,86 DCL Lương Sơn 0,74 DCL Lương Sơn MC 371 Tằng Loỏng 2,78 Giờ thứ 13, công suất 5,1 MW Mạch Dao cách ly Công suất nhánh, Điểm mở lưạ chọn Tổn thất ∆P, kW vòng MVA Đóng tất DCL sơ đồ, tính công suất chạy mạch vòng: MC 371 TằngLoỏng; DCL Lương Sơn; DCL Sang Ma Seo; MC Ngòi San MC 371 TằngLoỏng 2,92 DCL Lương Sơn 0,61 69,58 DCL Sang Ma Seo 0,32 DCL Sang Ma Seo MC Ngòi San 0,96 Mở DCL Sang Ma Seo (18-81), tiếp tục tính toán phân bố công suất mạch vòng MC 376 Lào Cai, DCL Thị Trấn 7; DCL Lương Sơn, MC 371 TằngLoỏng MC 376 Lào Cai 1,67 DCL Thị Trấn 1,14 DCL A MU Sung 0,86 68,98 DCL Lương Sơn 0,81 DCL Lương Sơn MC 371 Tằng Loỏng 3,13 Giờ thứ 14, công suất 5,3 MW Mạch Dao cách ly Công suất nhánh, Điểm mở lưạ chọn Tổn thất ∆P, kW vòng MVA Đóng tất DCL sơ đồ, tính công suất chạy mạch vòng: MC 371 TằngLoỏng; DCL Lương Sơn; DCL Sang Ma Seo; MC Ngòi San MC 371 TằngLoỏng 3,03 DCL Lương Sơn 0,63 65,69 DCL Sang Ma Seo 0,34 DCL Sang Ma Seo MC Ngòi San 0,99 Mở DCL Sang Ma Seo (18-81), tiếp tục tính toán phân bố công suất mạch vòng MC 376 Lào Cai, DCL Thị Trấn 7; DCL Lương Sơn, MC 371 TằngLoỏng PL-14 MC 376 Lào Cai DCL Thị Trấn DCL A MU Sung DCL Lương Sơn MC 371 Tằng Loỏng 1,72 1,17 0,90 0,84 3,24 DCL Lương Sơn 68,79 Giờ thứ 15, công suất 5,1 MW Mạch Dao cách ly Công suất nhánh, Điểm mở lưạ chọn Tổn thất ∆P, kW vòng MVA Đóng tất DCL sơ đồ, tính công suất chạy mạch vòng: MC 371 TằngLoỏng; DCL Lương Sơn; DCL Sang Ma Seo; MC Ngòi San MC 371 TằngLoỏng 2,97 DCL Lương Sơn 0,62 61,45 DCL Sang Ma Seo 0,33 DCL Sang Ma Seo MC Ngòi San 0,98 Mở DCL Sang Ma Seo (18-81), tiếp tục tính toán phân bố công suất mạch vòng MC 376 Lào Cai, DCL Thị Trấn 7; DCL Lương Sơn, MC 371 TằngLoỏng MC 376 Lào Cai 1,69 DCL Thị Trấn 1,15 DCL A MU Sung 0,87 68,68 DCL Lương Sơn 0,83 DCL Lương Sơn MC 371 Tằng Loỏng 3,18 Giờ thứ 16, công suất 4,8 MW Mạch Dao cách ly Công suất nhánh, Điểm mở lưạ chọn Tổn thất ∆P, kW vòng MVA Đóng tất DCL sơ đồ, tính công suất chạy mạch vòng: MC 371 TằngLoỏng; DCL Lương Sơn; DCL Sang Ma Seo; MC Ngòi San MC 371 TằngLoỏng 2,80 DCL Lương Sơn 0,58 63,27 DCL Sang Ma Seo 0,33 DCL Sang Ma Seo MC Ngòi San 0,93 Mở DCL Sang Ma Seo (18-81), tiếp tục tính toán phân bố công suất mạch vòng MC 376 Lào Cai, DCL Thị Trấn 7; DCL Lương Sơn, MC 371 TằngLoỏng MC 376 Lào Cai 1,61 DCL Thị Trấn 1,10 DCL A MU Sung 0,83 65,34 DCL Lương Sơn 0,79 DCL Lương Sơn MC 371 Tằng Loỏng 3,00 Giờ thứ 17, công suất 6,0 MW Mạch Dao cách ly Công suất nhánh, Điểm mở lưạ chọn Tổn thất ∆P, kW vòng MVA Đóng tất DCL sơ đồ, tính công suất chạy mạch vòng: MC 371 TằngLoỏng; DCL Lương Sơn; DCL Sang Ma Seo; MC Ngòi San MC 371 TằngLoỏng 3,41 DCL Lương Sơn 0,69 69,15 DCL Sang Ma Seo 0,38 DCL Sang Ma Seo MC Ngòi San 1,12 Mở DCL Sang Ma Seo (18-81), tiếp tục tính toán phân bố công suất mạch vòng MC 376 Lào Cai, DCL Thị Trấn 7; DCL Lương Sơn, MC 371 TằngLoỏng MC 376 Lào Cai 1,91 DCL Thị Trấn 1,29 DCL A MU Sung 0,95 70,26 DCL Lương Sơn 0,93 DCL Lương Sơn MC 371 Tằng Loỏng 3,65 Giờ thứ 18, công suất 8,2 MW PL-15 Mạch Dao cách ly Công suất nhánh, Điểm mở lưạ chọn Tổn thất ∆P, kW vòng MVA Đóng tất DCL sơ đồ, tính công suất chạy mạch vòng: MC 371 TằngLoỏng; DCL Lương Sơn; DCL Sang Ma Seo; MC Ngòi San MC 371 TằngLoỏng 4,63 DCL Lương Sơn 0,91 92,45 DCL Sang Ma Seo 0,46 DCL Sang Ma Seo MC Ngòi San 1,48 Mở DCL Sang Ma Seo (18-81), tiếp tục tính toán phân bố công suất mạch vòng MC 376 Lào Cai, DCL Thị Trấn 7; DCL Lương Sơn, MC 371 TằngLoỏng MC 376 Lào Cai 2,52 DCL Thị Trấn 1,67 DCL A MU Sung 1,22 94,06 DCL Lương Sơn 1,20 DCL Lương Sơn MC 371 Tằng Loỏng 4,93 Giờ thứ 19, công suất 8,4 MW Mạch Dao cách ly Công suất nhánh, Điểm mở lưạ chọn Tổn thất ∆P, kW vòng MVA Đóng tất DCL sơ đồ, tính công suất chạy mạch vòng: MC 371 TằngLoỏng; DCL Lương Sơn; DCL Sang Ma Seo; MC Ngòi San MC 371 TằngLoỏng 4,74 DCL Lương Sơn 0,93 96,43 DCL Sang Ma Seo 0,47 DCL Sang Ma Seo MC Ngòi San 1,51 Mở DCL Sang Ma Seo (18-81), tiếp tục tính toán phân bố công suất mạch vòng MC 376 Lào Cai, DCL Thị Trấn 7; DCL Lương Sơn, MC 371 TằngLoỏng MC 376 Lào Cai 2,57 DCL Thị Trấn 1,70 DCL A MU Sung 1,25 98,83 DCL Lương Sơn 1,23 DCL Lương Sơn MC 371 Tằng Loỏng 5,04 Giờ thứ 20, công suất 8,0 MW Mạch Dao cách ly Công suất nhánh, Điểm mở lưạ chọn Tổn thất ∆P, kW vòng MVA Đóng tất DCL sơ đồ, tính công suất chạy mạch vòng: MC 371 TằngLoỏng; DCL Lương Sơn; DCL Sang Ma Seo; MC Ngòi San MC 371 TằngLoỏng 4,52 DCL Lương Sơn 0,89 90,19 DCL Sang Ma Seo 0,46 DCL Sang Ma Seo MC Ngòi San 1,44 Mở DCL Sang Ma Seo (18-81), tiếp tục tính toán phân bố công suất mạch vòng MC 376 Lào Cai, DCL Thị Trấn 7; DCL Lương Sơn, MC 371 TằngLoỏng MC 376 Lào Cai 2,46 DCL Thị Trấn 1,63 DCL A MU Sung 1,21 94,84 DCL Lương Sơn 1,18 DCL Lương Sơn MC 371 Tằng Loỏng 4,81 Giờ thứ 21, công suất 6,5 MW Mạch Dao cách ly Công suất nhánh, Điểm mở lưạ chọn Tổn thất ∆P, kW vòng MVA Đóng tất DCL sơ đồ, tính công suất chạy mạch vòng: MC 371 TằngLoỏng; DCL Lương Sơn; DCL Sang Ma Seo; MC Ngòi San MC 371 TằngLoỏng 3,46 DCL Lương Sơn 0,73 70,86 DCL Sang Ma Seo 0,43 DCL Sang Ma Seo MC Ngòi San 1,18 PL-16 Mở DCL Sang Ma Seo (18-81), tiếp tục tính toán phân bố công suất mạch vòng MC 376 Lào Cai, DCL Thị Trấn 7; DCL Lương Sơn, MC 371 TằngLoỏng MC 376 Lào Cai 2,00 DCL Thị Trấn 1,32 DCL A MU Sung 0,99 75,75 DCL Lương Sơn 0,96 DCL Lương Sơn MC 371 Tằng Loỏng 3,69 Giờ thứ 22, công suất 5,7 MW Mạch Dao cách ly Công suất nhánh, Điểm mở lưạ chọn Tổn thất ∆P, kW vòng MVA Đóng tất DCL sơ đồ, tính công suất chạy mạch vòng: MC 371 TằngLoỏng; DCL Lương Sơn; DCL Sang Ma Seo; MC Ngòi San MC 371 TằngLoỏng 3,11 DCL Lương Sơn 0,43 71,11 DCL Sang Ma Seo 0,23 DCL Sang Ma Seo MC Ngòi San 0,95 Mở DCL Sang Ma Seo (18-81), tiếp tục tính toán phân bố công suất mạch vòng MC 376 Lào Cai, DCL Thị Trấn 7; DCL Lương Sơn, MC 371 TằngLoỏng MC 376 Lào Cai 1,85 DCL Thị Trấn 1,01 DCL A MU Sung 0,59 75,2 DCL Lương Sơn 0,26 DCL Lương Sơn MC 371 Tằng Loỏng 2,35 Giờ thứ 23, công suất 4,9 MW Mạch Dao cách ly Công suất nhánh, Điểm mở lưạ chọn Tổn thất ∆P, kW vòng MVA Đóng tất DCL sơ đồ, tính công suất chạy mạch vòng: MC 371 TằngLoỏng; DCL Lương Sơn; DCL Sang Ma Seo; MC Ngòi San MC 371 TằngLoỏng 2,85 DCL Lương Sơn 0,59 67,77 DCL Sang Ma Seo 0,31 DCL Sang Ma Seo MC Ngòi San 0,94 Mở DCL Sang Ma Seo (18-81), tiếp tục tính toán phân bố công suất mạch vòng MC 376 Lào Cai, DCL Thị Trấn 7; DCL Lương Sơn, MC 371 TằngLoỏng MC 376 Lào Cai 1,62 DCL Thị Trấn 1,12 DCL A MU Sung 0,91 68,91 DCL Lương Sơn 0.79 DCL Lương Sơn MC 371 Tằng Loỏng 3,00 Giờ thứ 24, công suất 4,0 MW Mạch Dao cách ly Công suất nhánh, Điểm mở lưạ chọn Tổn thất ∆P, kW vòng MVA Đóng tất DCL sơ đồ, tính công suất chạy mạch vòng: MC 371 TằngLoỏng; DCL Lương Sơn; DCL Sang Ma Seo; MC Ngòi San MC 371 TằngLoỏng 2,42 DCL Lương Sơn 0,50 61,11 DCL Sang Ma Seo 0,26 DCL Sang Ma Seo MC Ngòi San 0,81 Mở DCL Sang Ma Seo (18-81), tiếp tục tính toán phân bố công suất mạch vòng MC 376 Lào Cai, DCL Thị Trấn 7; DCL Lương Sơn, MC 371 TằngLoỏng MC 376 Lào Cai 1,40 DCL Thị Trấn 0,99 DCL A MU Sung 0,59 65,29 DCL Lương Sơn 0,48 DCL Lương Sơn MC 371 Tằng Loỏng 2,32 PL-17 Phụ lục Số liệu sơ đồ 16 nút có DG Bảng PL 3.1 Số liệu nhánh LĐPP 16 nút – DG Nhánh Từ nút đến nút R (Ω) Nhánh Từ nút đến nút R (Ω) Nhánh Từ nút đến nút R(Ω) 1-2 0.4368 8-9 0.52 15 11-12 0.4108 2-3 0.5148 9-10 0.3588 16 12-13 0.286 3-4 0.0624 10 9-15 0.3068 17 5-12 0.1976 4-5 0.13 11 7-14 0.2511 18 6-13 0.3276 5-6 0.16 12 14-15 0.4264 19 10-16 0.0104 1-7 0.1058 13 15-16 0.1664 20 9-12 0.3744 7-8 0.2052 14 3-11 0.364 21 3-7 0.1269 Bảng PL 3.2 Số liệu tải LĐPP 16 nút – DG Nút P(kW) Nút P(kW) Nút P(kW) Nút P(kW) Slack 500 420 13 360 660 100 10 200 14 210 820 1000 11 800 15 440 550 1200 12 1540 16 1000 Phụ lục Ví dụ tính toán lưới điện 33 nút Hình PL 4.1 mô tả LĐPP 33 nút có lắp thêm DG nút 16, 22, 30 với công suất DG phát lên lưới 250kW, 250kW 500kW Điện áp danh định mạng điện 12, 66 kV Chi tiết số liệu nhánh, nút cho bảng PL 4.1.Sơ đồ mạng điện cho hình PL 4.1 Hình PL 4.1 Lưới 33 nút, 37 nhánh PL-18 Bảng PL 4.1 Số liệu nút sơ đồ 33 nút Nhánh Nút đầu Nút cuối R, Ω X, Ω 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 10 11 12 13 14 15 16 17 19 20 21 23 24 26 27 28 29 30 31 32 21 12 18 25 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 15 22 33 29 0.0922 0.493 0.3661 0.3811 0.819 0.1872 0.7115 1.0299 1.0440 0.1967 0.3744 1.4680 0.5416 0.5909 0.7462 1.2889 0.7320 0.1640 1.5042 0.4095 0.7089 0.4512 0.898 0.8959 0.2031 0.2842 1.0589 0.8043 0.5074 0.9745 0.3105 0,3411 0 0 0,0477 0,2511 0,1864 0,1941 0,7070 0,6188 1,2351 0,7400 0,7400 0,0650 0,1238 0,1555 0,7129 0,5260 0,5450 1,7210 0,5740 0,1565 1,3554 0,4784 0,9373 0,3083 0,7091 0,7011 0,1034 0,1447 0,9337 0,7006 0,2585 0,9630 0,3619 0.5302 0.5000 2,000 2,000 2,000 0,500 Tải nút cuối P, kW Q, kVar 100 60 90 40 120 80 60 30 60 20 200 100 200 100 60 20 60 20 45 30 60 35 60 35 120 80 60 10 60 20 60 20 90 40 90 40 90 40 90 40 90 40 90 50 420 200 420 200 60 25 60 25 60 20 120 70 200 600 150 70 210 100 60 40 LĐPP hình tia ban đầu [42] có khoá mở K33, K34, K35, K36, K37, ∆Pbanđầu = 95kW Mô tả trình tìm kiếm cấu hình lưới điện có DG - Giải toán phân bố công suất LĐPP kín, trở - Tiến hành giảm hàm G giai đoạn theo giải thuật đề xuất Hàm G giảm sau lần lặp + Lần lặp 1: Vòng độc lập V3 chọn: đóng K35 mở K9 có ∆G3 = 29425, ∆P3 = 70.2kW + Lần lặp 2: Vòng độc lập V2 chọn: đóng K34 mở K14 có ∆G2 =2395171, ∆P2 = 71.1kW + Lần lặp 3: Vòng độc lập V4 chọn: đóng K36 mở K32 có ∆G4 = 9114, ∆P4 = 70.5kW PL-19 - - + Lần lặp 4: Vòng độc lập V1 chọn: đóng K33 mở K7 có ∆G1 = 8560, ∆P1 = 62.9kW Tiến hành giai đoạn 2, lúc cấu hình LĐPP có khóa mở là: K9, K14, K32, K7, K37 Lần lượt giải toán PBCS đóng khóa mở mở khóa có dòng chạy qua Kết sau: + Đóng K9: Vòng độc lập có dòng I9 bé (0.5A) + Đóng K14: Vòng độc lập có dòng I14 (1.0A) + Đóng K32: Vòng độc lập có dòng I32 bé (3.8A) + Đóng K7: Vòng độc lập có dòng I7 bé (3A) + Đóng K37: Vòng độc lập có dòng I37 bé (4A) Vậy sau giai đoạn 2, cấu hình LĐPP không đổi, khóa mở là: K9, K14, K32, K7, K37 nên tổn thất công suất từ ∆Pgđ1 = ∆Pgđ2 = 62.9kW Bảng PL 4.2 Quá trình chuyển tải giai đoạn LĐPP 33 nút có 3DG Mô tả trình tìm kiếm cấu hình lưới điện DG - LĐPP hình tia ban đầu có khoá mở K33, K34, K35, K36, K37 Tổn thất công suất ban đầu tính PSS/ADEPT ∆Pbanđầu = 170.1kW PL-20 - Giải toán phân bố công suất LĐPP kín, trở Tiến hành giảm hàm G giai đoạn theo giải thuật đề xuất Hàm G giảm sau lần lặp + Lần lặp 1: Vòng độc lập V3 chọn: đóng K35, mở K9 có ∆G3 = 10886, ∆P3 = 126kW + Lần lặp 2: Vòng độc lập V2 chọn: đóng K34, mở K14 có ∆G2 = 6102343, ∆P2 = 132kW + Lần lặp 3: Vòng độc lập V4 chọn: đóng K36, mở K32 có ∆G4 = 3815, ∆P4 = 131.1kW Lần lặp 4: Vòng độc lập V1 chọn: đóng K33, mở K7 có ∆G1 = 2965, ∆P1 = 115.2kW Bảng PL 4.3 Quá trình chuyển tải giai đoạn LĐPP 33 nút DG - Tiến hành giai đoạn 2, lúc cấu hình LĐPP có khóa mở là: K9, K14, K32, K7, K37 Lần lượt giải toán PBCS đóng khóa mở mở khóa có dòng chạy qua Kết sau: + Đóng K9: Vòng độc lập có dòng I9 bé (3.5A) + Đóng K14: Vòng độc lập có dòng I14 (4.3A) + Đóng K32: Vòng độc lập có dòng I32 bé (0.7A) PL-21 + + Đóng K7: Vòng độc lập có dòng I7 bé (4.5A) Đóng K37: Vòng độc lập có dòng I37 bé (16.1A) Vậy sau giai đoạn 2, cấu hình LĐPP không đổi, khóa mở là: K9, K14, K32, K7, K37 nên tổn thất công suất từ ∆Pgđ1 = ∆Pgđ2 = 115.2kW Cấu hình lưới sau giải thuật đề xuất so sánh với nhiều phương pháp khác việc giảm ∆P Bảng PL 4.4, bảng PL 4.5 trình bày kết cấu hình lưới LĐPP 33 nút DG so sánh với kết W.M.Liu [78], Goswami [83], Baran [60], Srisak [109] kết công cụ TOPO 1.9 PSS/ADEPT 5.0 Bảng PL 4.4 So sánh kết tái cấu hình lưới điện phân phối nguồn DG - Số lần thao tác Goswami Baran 35 → 37 → 28 36 → 32 34 → 14 8→9 33 → 28 → 37 37,7,9, 14,32 Giảm ∆P (%) 31,148 33 → 35v → 11 36 → 31 37 → 28 → 33 Khoá mở 8,33,11, 34,31 27.83 TOPO PSS/ADEPT Giải thuật đề xuất 5.0 35 → 35 → 11 35 → 33 → 11 36 → 32 34 → 14 36 → 32 37 → 27 33 → 16 vòng lặp 34 → 14 36 → 32 11 → Liu Srisak 37,7,9, 33,34,11, 14,32 32,27 31,148 24.1 37,7,9, 14,32 31,148 37,7,9, 14,32 31,148 Bảng PL 4.5 So sánh kết tái cấu hình lưới điện phân phối nguồn LĐPP có DG Số lần thao tác ∆P ban đầu Khoá mở ∆P sau Giảm ∆P (%) Srisak 110.5kW tính PSS/ADEPT 35 → 36 → 32 37 → 28 PSS/ADEPT 5.0 33,34, 9, 32, 28 80kW 27.6 37, 7, 9, 14, 32 72.9kW 34.1 16 vòng lặp PL-22 Giải thuật đề xuất 35 → 34 → 14 33 → 36 → 32 37, 7, 9, 14, 32 72.9kW 34.1 Phụ lục Tổn thất công suẩt LĐPP có DG trường hợp lưới điện phân phối có vòng đơn kết nối DG a Trường hợp DG đặt sau khoá mở MN Xét LĐPP có DG gồm nguồn vòng đơn có khoá mở vị trí nhánh MN Nguồn DG lắp đặt sau khoá MN hình PL5.1 A Nguồn O B a) M • • A C Nguồn O B C b) DG N DG M IPj N IQj Hình PL5.1 Cấu hình lưới điện có DG trước (a) sau (b) chuyển tải Tổn thất công suất cho vòng có DG đặt sau MN trước phân bố lại phụ tải (hình PL5.1a): ∆P truoc = 2 2 2 ∑ (I Pi − I PDG ) Ri + ∑ I P i Ri + ∑ I P i Ri + ∑ (I Qi − I QDG ) Ri + ∑ I Q i Ri + ∑ I Q i Ri n n n n n n i =1 i∈OC i =1 i∈CN i =1 i∈OM i =1 i∈OC i =1 i∈CN i =1 i∈OM (5.1) Thao tác phân bố lại phụ tải sang cấu hình tương ứng với việc bơm vào/rút lượng dòng điện khoá mở MN nên ∆P lưới điện sau phân bố lại phụ tải (hình PL5.1b) là: ∑ (I n ∆P sau = i =1 i∈OC + ∑ (I n i =1 i∈OC − I PDG − I Pj ) Ri + Pi − I QDG − I Qj ) Ri + Qi ∑ (I ∑ (I n i =1 i∈CN n i =1 i∈CN − I Pj ) Ri + Pi − I Qj ) Ri + Qi ∑ (I ∑ (I n i =1 i∈OM n i =1 i∈OM + I Pj ) Ri + I P j RMN + Pi + I Qj ) Ri + I Q j RMN Qi (5.2) Khi có thay đổi dòng điện lưới dẫn đến phải thực thao tác phân bố lại phụ tải, trình rút ra/bơm vào lượng dòng điện IPj, IQj khoá điện mở MN ∆P lưới điện đạt cực tiểu Tuy nhiên thực tế, việc rút ra/bơm vào lượng dòng điện phải ứng với trình phân bố lại phụ tải nên nhận giá trị rời rạc, nên cấu hình lưới có ∆P nhỏ chọn tương ứng với  ∂∆P sau ∂∆P sau  + ∑  ∂I Pj ∂I Qj h =1  k   → Do cần thực phép lấy đạo   hàm theo dòng điện bơm vào/rút khoá MN để cực tiểu ∆P: n n n  ∂P sau ( ) ( ) − − + = − − − R I I R I I I 2 ∑ Pi PDG Pj i i∑ ∑ (I Pi + I Pj )Ri + I Pj RMN Pi Pj i  =1 i =1 i =1  ∂I Pj i∈OM i∈CN i∈OC  sau n n n  ∂P = −2 (I − I ) ( ) − − − + I R I R I 2 ∑ Qi QDG Qj i i∑ ∑ (I Qi + I Qj )Ri + I Qj RMN Qi Qj i  ∂I Qj =1 i =1 i =1  i∈CN i∈OM i∈OC (5.3) Tương đương: n n n n n n  ∂P sau ( ) I I R I R I R I R I R I Pj Ri + I Pj RMN = 2 2 2 = − − + − + + + ∑ Pi PDG i i∑ ∑ P i i i∑ ∑ Pi i i=∑ Pj i Pj i  i =1 i =1 i =1 =1 =1  ∂I Pj i∈OC i∈OC i∈CN i∈CN i∈OM i∈OM  sau (5.4) n n n n n n  ∂P = −2 (I − I )R + I R − I R + I R + I R + I R + I R = ∑ Qi QDG i i∑ ∑ Q i i i∑ ∑ Qi i i=∑ Qj i Qj i Qj i Qj MN  ∂I Qj i =1 i =1 i =1 =1 =1  i∈OC i∈OC i∈CN i∈CN i∈OM i∈OM PL-23 n n n  vòng − ∑ (I Pi − I PDG )Ri − ∑ I Pi Ri + ∑ I Pi Ri =  I Pj R i =1 i =1 i =1 i∈OC i∈CN i∈OM hay:   n n n  I R vòng − ( I Qi − I QDG )Ri − ∑ I Qi Ri + ∑ I Qi Ri = ∑ Qj  i =1 i =1 i =1  i∈OC i∈CN i∈OM    I = hay:  Pj    I =  Qj n ∑ I Pi Ri − i =1 i∈ON n n ∑ I Pi Ri − n ∑ I PDG Ri i =1 i∈OM ∑I i =1 i∈OC n Qi i =1 i∈ON Ri − n ∑I i =1 i∈OM Qi Ri − i =1 i∈OC n đó: I Ph = i =1 i∈ON Pi Ri − ∑I Ri R i =1 i∈OM i =1 i∈OC = I Qh − n ∑I QDG ∑I Ri I Qh = ; vòng Ri R vòng n Pi (5.6) n QDG R vòng ∑I Ri R vòng n ∑I PDG i =1 i∈OC = I Ph − R vòng ∑I (5.5) i =1 i∈ON Qi Ri − R n ∑I i =1 i∈OM Qi Ri (5.7) vòng IPh, IQh dòng điện bơm vào/rút khoá mở MN để ∆P bé trường hợp tái cấu hình lưới điện DG; IPj, IQj dòng điện bơm vào/rút khoá mở MN để ∆P bé trường hợp tái cấu hình lưới điện có DG đặt sau khoá mở MN b Trường hợp DG đặt trước khoá mở MN (hình PL5.2) Tổn thất ∆P cho vòng có DG đặt trước MN trước phân bố lại phụ tải (hình PL5.2a): n ∑ I P i Ri + ∆P truoc = i =1 i∈ON Nguồn n ∑ I P i Ri + i =1 i∈CM 2 2 ∑ (I P i − I PDG ) Ri + ∑ I Q i Ri + ∑ I Q i Ri + ∑ (I Q i − I Q DG ) Ri n n n n i =1 i∈OC i =1 i∈ON i =1 i∈CM i =1 i∈OC A B Nguồn a) O C M • • (5.8) A B b) O C N DG M IPj DG N IQj Hình PL5.2 Lưới điện có DG trước (a) sau (b) chuyển tải Thao tác phân bố lại phụ tải sang cấu hình tương ứng với việc bơm vào/rút lượng dòng điện khoá mở MN, nên ∆P sau phân bố lại phụ tải (hình PL5.2b) là: ∑ (I n ∆P sau = i =1 i∈ON + ∑ (I n i =1 i∈ON − I Pj ) Ri + − I Qj ) Ri + Qi ∑ (I i =1 i∈CM n i =1 i∈CM ∑ (I n Pi + I Pj ) Ri + Pi + I Qj ) Ri + Qi ∑ [(I ∑ [(I n i =1 i∈OC n i =1 i∈OC Qi Pi − I PDG ) + I P j − I QDG ) + I Qj ]R i ] R +I i Pj RMN + (5.9) + I RMN Qj Lấy đạo hàm theo công suất bơm vào/rút khoá MN để xây dựng hàm mục tiêu cực tiểu ∆P: n n n  ∂P sau ) ( ) ( (I Pi − I PDG ) + I Pj Ri + I Pj RMN 2 I I R I I R = − − + + + ∑ ∑ ∑ Pi Pj i Pi Pj i  I ∂ 1 i i i = = = Pj  i∈ON i∈CM i∈OC  sau n n n  ∂P = −2 (I − I )R + (I + I )R + I Qi − I Q TDN + I Qj Ri + I Qj RMN ∑ ∑ ∑ Qi Qj i Qi Qj i  ∂I Qj i =1 i =1 i =1  i∈ON i∈CM i∈OC ] [ [( PL-24 ) ] (5.10) n n n n n  n − ∑ I P i Ri + ∑ I P j Ri + ∑ I P i Ri + ∑ I P j Ri + ∑ (I P i − I PDG )Ri + ∑ I P j Ri + I P j RMN = i =1 i =1 i =1 i =1 i =1 i =1 i∈OC i∈OC i∈CM i∈CM i∈ON hay:  i∈ON  n n n n n n − I Q i Ri + ∑ I Q j Ri + ∑ I Q i Ri + ∑ I Q j Ri + ∑ I Q i − I QDG Ri + ∑ I Q j Ri + I Q j RMN = ∑  i =1 i =1 i =1 i =1 i =1 i =1  i∈ON i∈OC i∈OC i∈CM i∈CM i∈ON ( ) n n n  vòng − ∑ I P i Ri + ∑ I P i Ri + ∑ I P i Ri − I PDG Ri =  I Pj R i =1 i =1 i =1 i∈ON i∈CM i∈OC tương đương với:   n n n  I R vòng − I R I R I Q i Ri − I QDG Ri = + + ∑ ∑ ∑ Qi i Qi i  Qj i =1 i =1 i =1  i∈ON i∈CM i∈OC    hay:  I Pj =    I =  Qj n ∑I i =1 i∈ON Pi Ri − n ∑I i =1 i∈OM Pi Ri + n ∑I i =1 i∈OC ∑I i =1 i∈ON Qi Ri − n ∑I i =1 i∈OM Qi = I Ph + ∑I i =1 i∈OC n Trong đó: I Ph = i =1 i∈ON Pi Ri − R i =1 i∈OC i =1 i∈OM vòng Ri R vòng QDG ∑I Ri = I Qh + i =1 i∈OC QDG n Pi ∑I Ri I Qh = ; (5.13) Ri R vòng n ∑I PDG n R vòng ∑I ∑I Ri n Ri + (5.12) n PDG R vòng n (5.11) i =1 i∈ON Qi Ri − R n ∑I i =1 i∈OM vòng Qi Ri (5.14) IPh, IQh dòng bơm vào/rút khoá mở MN để ∆P bé trường hợp tái cấu hình lưới điện DG; IPj, IQj công suất bơm vào/rút khoá mở MN để ∆P bé trường hợp tái cấu hình lưới điện có DG đặt trước khoá mở MN c Trường hợp có nhiều DG đặt vòng đơn (hình PL5.3) Nhận thấy dòng qua nhánh thứ i thay đổi phụ thuộc vào DG đứng sau tính từ nguồn đến khoá mở (hình PL5.3a) Nếu gọi ΣIPDGi tổng dòng điện tất DG đứng sau nhánh i, hướng từ nguồn khoá mở MN công thức tổng quát tính ∆P cho vòng đơn có nhiều DG: ∆P truoc = ∑ (I i =1 i∈ON Nguồn − ∑ I PDGmi ) Ri + n ∑ (I n Pi i =1 i∈OM Pi A O − ∑ I PDGmi ) Ri + B M • • i =1 i∈ON Nguồn DG C ∑ (I n ) − ∑ I QDGmi Ri + Qi i =1 i∈OM ) − ∑ I QDG Ri Qi (5.15) A O B DG C DG N ∑ (I n M N b) a) DG DG Hình PL5.3 Cấu hình lưới điện có nhiều DG trước (a) sau (b) phân bố lại phụ tải Thao tác phân bố lại phụ tải sang cấu hình tương ứng với việc bơm vào/rút lượng dòng điện khoá mở MN, nên ∆P lưới điện sau phân bố lại phụ tải (hình PL5.3b) là: ∆P truoc = ∑ (I n i =1 i∈ON + ∑ (I n i =1 i∈ON − ∑ I PDGmi − I Pj ) Ri + Pi − ∑ I QDGmi − I Qj ) Ri + Qi ∑ (I n i =1 i∈OM ∑ (I n i =1 i∈OM − ∑ I PDGmi +I Pj ) Ri + Pi − ∑ I QDGmi + I Qj ) Ri Qi PL-25 (5.16) DG Lấy đạo hàm theo dòng điện bơm vào/rút khoá MN để xây dựng hàm mục tiêu cực tiểu ∆P: ( ) n n  ∂P sau  I = −2 ∑ (I Pi − ∑ I PDGmi − I Pj )Ri + ∑ I Pi − ∑ I PDGmi − I P j Ri + I Pj RMN = ∂ Pj i =1 i =1  i∈ON i∈OM   sau n n  ∂P = −2 (I − I ) I R I Qi − ∑ I QDGmi − I Q j Ri + I Qj RMN = − + ∑ ∑ ∑ Qi QDGmi Qj i  ∂I Qj i =1 i =1  i∈ON i∈OM  ( (5.17) ) n n n  n ( ) ( ) I I R I R I I R − − + + − +  ∑ Pi ∑ PDGmi i ∑ Pj i ∑ P i ∑ PDGmi i ∑ I Pj Ri + I Pj RMN = i =1 i =1 i =1 i =1  i∈ON i∈OM i∈OM  i∈ON  n n n n − ( I Qi − ∑ I QDGmi )Ri + ∑ I Qj Ri + ∑ I Q i − ∑ I QDGmi Ri + ∑ I Qj Ri + I Qj RMN = ∑  i =1 i =1 i =1 i =1  i∈ON i∈OM i∈OM  i∈ON ( (5.18) ) n  n Loop =0 − ∑ (I P i − ∑ I PDGmi )Ri + ∑ (I P i − ∑ I PDGmi )Ri + I P j R i =1 i =1  i∈OM hay:  i∈ON  n n − I Q i − ∑ I QDGmi Ri + ∑ I Q i − ∑ I QDGmi Ri + I Q j R Loop = ∑  i =1 i =1  i∈ON i∈OM ) ( ( n ∑∑ I hay I Pj = I Ph + i =1 i∈ON Ri − n ∑∑ I i =1 i∈OM n i =1 i∈ON Pi Ri − R i =1 i∈OM vòng ∑∑I Ri ; n ∑I I Qj = I Qh + n Pi ∑I Ri ; (5.19) n PDGmi R vòng ∑I đó: I Ph = PDGmi ) I Qh = i =1 i∈ON Qi Ri − R i =1 i∈ON QDGmi Ri − n ∑∑ I i =1 i∈OM QDGmi Ri (5.20) R vòng n ∑I i =1 i∈OM Qi Ri (5.21) vòng IPh, IQh dòng bơm vào/rút khoá mở MN để ∆P bé trường hợp tái cấu hình lưới điện DG; IPj, IQj công suất bơm vào/rút khoá mở MN để ∆P bé trường hợp tái cấu hình lưới điện có nhiều DG mạch vòng PL-26 Phụ lục Ở hình 3.4a, khoá K nhánh MN trạng thái mở điện áp nút M, N là: UM = UO - IOM.ZOM UN = UO - IAN.ZAN - IAO.ZAO (3.1) Khi đóng khoá K, xuất dòng điện IMN, điện áp nút N tính theo cách: UN = UO - ∆UOM - ∆UNM = UO - (IOM + IMN).ZOM - IMN.ZMN (3.2) hoặc: UN = UO - ∆UOA - ∆UAN = UO - (IOA - IMN).ZOA - (IAN - IMN).ZAN (3.3) Cân phương trình (3.4) (3.5) ta được: - (IOM + IMN).ZOM - IMN.ZMN hay = - (IOA - IMN).ZOA - (IAN - IMN).ZAN IOM.ZOM + IMN.ZOM + IMN.ZMN = IOA.ZOA -IMN.ZOA + IAN.ZAN - IMN.ZAN Suy ra: IMN (ZOM + ZMN + ZOA + ZAN) = (IOA.ZOA + IAN.ZAN) - IOM.ZOM I MN = I OA Z OA + I AN Z AN − I OM Z OM Z vong Từ (3.1) (3.2) ta tìm được tổn thất công suất ∆P mở khoá điện MN là: 2 ROA + I AN R AN + I OM ROM ∆P∑mo = I OA Tương tự, tổn thất công suất ∆P LĐPP kín đóng khoá điện MN là: RMN ∆P∑đóng = (I OA − I MN ) ROA + (I AN − I MN ) R AN + (I OM + I MN ) RMO + I MN 2 Cấu hình LĐPP hở có mức tổn thất công suất bé (tối ưu) đạt với LĐPP kín Gọi δ mức chênh lệch tổn thất công suất trạng thái LĐPP (kín hở), ta có: δ = ∆PΣđóng - ∆PΣmở = (-2IMN.IOA + IMN2)ROA + (-2IMN.IAN + IMN2)RAN + (2IMN.IOM + IMN2).ROM + IMN2.RMN = IMN2.Rvòng + 2IMN(IOM.ROM - IOA.ROA - IAN.RAN) = IMN2.Rvòng + 2IMN(-IMN.Rvòng) = - IMN2.Rvòng (3.4) Theo (3.4) thấy rằng: mức chênh lệch tổn thất công suất LĐPP hở đạt giá trị bé (bằng LĐPP kín) thực thao tác bơm vào/rút dòng điện IMN nhánh có khoá MN cho dòng điện PL-27 ... hưởng nguồn điện phân tán đến toán tái cấu hình lưới điện phân phối Chương 4: Nghiên cứu ổn định điện áp lưới điện phân phối có kết nối nguồn điện phân tán Chương 5: Tính toán, phân tích ảnh hưởng... nguồn phân tán hệ thống phân phối điện, Bài toán Đánh giá ảnh hưởng nguồn phân tán đến chất lượng điện LĐPP, giải pháp nâng cao chất lượng điện năng, Bài toán Nghiên cứu ảnh hưởng nguồn điện phân. .. nguồn điện phân tán ảnh hưởng chúng đến chế độ vận hành lưới điện phân phối Chương 2: Đánh giá ảnh hưởng nguồn điện phân tán đến tiêu kinh tế kỹ thuật lưới điện phân phối Chương 3: Nghiên cứu