Áp dụng phương pháp nhánh và cận để quy hoạch mở rộng lưới điện huyện phú xuyên khi xét đến mạng điện có sẵn ở địa phương

B GIO DC V O TO TRNG I HC BCH KHOA H NI Nguyn Th Thu Hng P DNG PHNG PHP NHNH V CN QUY HOCH M RNG LI IN HUYN PH XUYấN KHI Cể XẫT N MNG IN Cể SN A PHNG LUN VN THC S K THUT Chuyờn ngnh: K Thut in - H Thng in NGI HNG DN KHOA HC PGS.TS NGUYN LN TRNG H Ni 2014 LI CAM OAN Tụi xin cam oan lun ny l cụng trỡnh nghiờn cu ca riờng tụi, c hp t nhiu ngun ti liu, s liu khỏc T ú dng nhng kin thc ó c hc v tip thu t thc t hon thnh cụng trỡnh ny, khụng chộp ca bt k lun no trc ú Tụi xin cam hon ton chu trỏch nhim v ni dung ca lun ny H Ni, ngy 09 thỏng 09 nm 2014 NGUYN TH THU HNG Khúa: CH 2012 - 2014 Lời cảm ơn Tác giả xin chân thành cảm ơn PGS.TS Nguyễn Lân Tráng có gợi mở dẫn dắt tận tình, cung cấp tài liệu quý giá để tác giả hoàn thành luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo môn Hệ thống điện - Đại học Bách Khoa Hà Nội ng-ời giúp đỡ hoàn thành luận văn Do kiến thức hạn chế nên luận văn khó tránh khỏi sai sót, tác giả mong nhận đ-ợc bảo, góp ý thầy cô giáo môn Hệ thống điện ng-ời quan tâm MC LC M U Chng TNG QUAN V QUY HOCH H THNG IN 1.1 Mụ hỡnh tuyn tớnh tnh 1.2 Mụ hỡnh tuyn tớnh ng .11 1.3 Mụ hỡnh phc 16 1.4 Tng kt chng 18 Chng PHN TCH NH GI TèNH HèNH VN HNH LI IN HUYN PH XUYấN 19 2.1 Khỏi quỏt hin trng ngun, li in v tỡnh hỡnh cung cp in huyn Phỳ Xuyờn nm n nm 2012 19 2.2 Nhn xột chung v hin trng li in .25 2.3 Nhn xột chung v tỡnh hỡnh s dng in nng 26 2.4 Khỏi quỏt Quy hoch phỏt trin in lc thnh ph H Ni giai on 2011-2015 .27 2.4 Tng kt chng 32 Chng D BO NHU CU IN NNG HUYN PH XUYấN GIAI ON 2012 - 2016 Cể XẫT N 2021 33 3.1 C s xỏc nh nhu cu in nng ca huyn Phỳ Xuyờn giai on 2012-2021 .33 3.2 Nhu cu in nng v d bỏo nhu cu in nng n nm 2021 33 3.3 Cỏc phng phỏp d bỏo nhu cu in nng .34 3.3.1 Phng phỏp trc tip 34 3.3.2 Phng phỏp ngoi suy .35 3.3.3 Phng phỏp n hi 35 3.3.4 Phng phỏp i chiu v phng phỏp chuyờn gia 36 3.4 La chn phng phỏp d bỏo nhu cu in nng giai on 2012 201 36 3.5 Tng kt chng 34 KT LUN 96 TI LIU THAM KHO PH LC DANH MC CC Kí HIU, CC CH VIT TT TBA Trm bin ỏp TG Trung gian GTTT Tc tng trng CN Cụng nghip TTCN Tiu th cụng nghip NNTS Nụng nghip thy sn LN Lõm nghip TS Thy sn TM-DV Thng mi - Dch v TDDC Tiờu dựng dõn c GTSX Giỏ tr sn xut GTSX Giỏ tr sn xut TK Tiu khu TT Th trn T Thụn B Bm dd im u dd dc im cui QHL Quy hoch in lc NCCB Nhỏnh cn ci biờn DANH MC CC BNG BIU Bng 2.1: Khi lng ng dõy cú n 12/2011 Bng 2.2: Phm vi cp in ca cỏc xut tuyn sau trm 110kV v sau trm TG Bng 2.2: Phm vi cp in ca cỏc xut tuyn sau trm 110kV v sau trm TG Bng 2.4: Tỡnh trng mang ti trm trung gian Bng 2.5: Khi lng li in h ỏp cú n 12/2011 Bng 2.6: in nng tiờu th cỏc thnh phn ca huyn Phỳ Xuyờn Bng 2.7: Nhu cu in nng v cụng sut ca ph ti Bng 3.1: Kt qu d bỏo nhu cu in ngnh Cụng nghip xõy dng Bng 3.2: Kt qu d bỏo nhu cu in ngnh nụng lõm thy sn Bng 3.3: Kt qu d bỏo nhu cu in ngnh dch v - thng mi Bng 3.4 nh mc tiờu th in cho tiờu dựng dõn c: Bng 3.5: Kt qu d bỏo nhu cu in ngnh ph ti in qun lý v tiờu dựng dõn c Bng 3.6: Kt qu tớnh toỏn d bỏo nhu cu ph ti cỏc hot ng khỏc Bng 3.7: Nhu cu cụng sut huyn Phỳ Xuyờn giai on 2011 -2016 (theo phng ỏn c s) Hình 4.1 Sơ đồ thuật toán Prim tìm bao trùm nhỏ Bng 4.2: Bng n hỡnh bc th s Bng 5.1 S liu cụng sut cỏc nỳt l 371E10.4 Bng 5.2: S liu v khong cỏch gia cỏc nỳt ti ca l 371E10.4 Bng 5.3: S liu cụng sut cỏc nỳt l 373E10.4 Bng 5.4: S liu v khong cỏch gia cỏc nỳt ti ca l 373E10.4 Bng 5.5: S liu cụng sut cỏc nỳt ca l 372 c Bng 5.6: S liu cụng sut cỏc nỳt ca l 373 mi theo phng ỏn mi Bng 5.7: S liu v khong cỏch gia cỏc nỳt ti ca l 373E10.4 theo phng ỏn mi Bng 5.8: Tng hp kt qu tớnh toỏn ti u ca l 372E10.4 v 373E10.4 Bng 5.9: S liu cụng sut cỏc nỳt l 372 E10.4 Bng 5.10: S liu v khong cỏch gia cỏc nỳt ti ca l 372 E10.4 Bng 5.11: S liu cụng sut cỏc nỳt l 377E10.4 Bng 5.12: S liu v khong cỏch gia cỏc nỳt ti ca l 377E10.4 Biu 1: C cu ph ti cỏc ph ti cỏc ngnh ca huyn Phỳ Xuyờn nm 2011 DANH MC CC HèNH V Hình 4.1 Sơ đồ thuật toán Prim tìm bao trùm nhỏ Hình 4.2 Sơ đồ khối thuật toán đơn hình Hình 4.3 Mô hình l-ới điện Hình 4.4 Cây ph-ơng án toán Hình 4.5 Sơ đồ khối thuật toán nhánh cận Hình 4.7 : Sơ đồ khối sử dụng kỹ thuật đệ quy rẽ nhánh quay lui tìm kiếm ph-ơng án tối -u Hình 4.6 Mô hình l-ới điện Hình 4.7 Cây ph-ơng án toán Hình 4.8 Sơ đồ thuật toán ph-ơng pháp nhánh cận cải biên Hình 4.9: Giao diện ch-ơng trình nhánh cận cải biên Hình 4.10: Giao diện thông số nhập liệu ch-ơng trình nhánh cận cải biên Hình 4.11: Sơ đồ graph ví dụ với nút nguồn 04 nút tải Hình 4.12 Cây ph-ơng án ph-ơng án nhánh cận cải biên Hình 4.13: Số liệu nguuồn tải, chiều dài nhánh tải theo VD Hình 4.14: Kết tổng hợp với có thành phần Z1 Z2 nhỏ Hình 4.15: Kết tổng hợp ph-ơng án tối -u l-ới điện theo VD Hỡnh 5.1: Bn li in huyn Phỳ Xuyờn hin trng nm 2011 Hỡnh 5.2: S ti l 371E10.4 Hỡnh 5.3: Thụng s d liu cụng sut v chiu di ph ti cỏc nhỏnh l 371E10.4 Hỡnh 5.4: La chn thụng s cu trỳc cỏc thnh phn chi phớ ca li in Hỡnh 5.5: Kt qu tớnh toỏn ti u ca l 371E10.4 Hỡnh 5.6: Kt qu tớnh toỏn ti u ca l 371E10.4 Hỡnh 5.7: S ti l 373E10.4 Hỡnh 5.8: Thụng s d liu cụng sut v chiu di ph ti cỏc nhỏnh l 371E10.4 Hỡnh 5.8: Kt qu tớnh toỏn ti u ca l 373E10.4 Hỡnh 5.9: Kt qu tớnh toỏn phng ỏn cú thnh phn chi phớ Z1 v Z2 l nh nht ca l 373E10 Hỡnh 5.10: Kt qu tớnh toỏn ti u ca l 373E10.4 Hỡnh 5.11: Thụng s d liu cụng sut v chiu di cỏc ph ti l 373 mi Hỡnh 5.12: Kt qu tớnh toỏn phng ỏn cú thnh phn chi phớ Z1 v Z2 l nh nht ca l 373 theo phng ỏn mi Hỡnh 5.13: Kt qu tớnh toỏn ti u ca l 373 theo phng ỏn mi Hỡnh 5.14: Thụng s d liu cụng sut v cỏc ph ti c cỏc nhỏnh l 372E10.4 Hỡnh 5.15: Thụng s d liu chiu di cỏc nhỏnh cỏc ph ti l 372E10.4 Hỡnh 5.16: Kt qu tớnh toỏn phng ỏn cú thnh phn chi phớ Z1 v Z2 l nh nht ca l 372 Hỡnh 5.17: Kt qu tớnh toỏn ti u ca l 372 E10.4 Hỡnh 5.18: Bn li in huyn Phỳ Xuyờn hin trng nm 2011 A[k,j]:=0; C[n+k]:= 10000; {he so chi phi cua an gia la so rat lon} delta[n+k]:= 0; index[k]:= n+k; { index[k]: chi so cua an co ban tuong ung voi phuong trinh k } end; nn:= n+m; {so an sau bo sung an gia} for j:=1 to n begin delta[j]:= - C[j]; for i:= to m delta[j]:= delta[j] + A[i,j]*C[index[i]]; end; for k:= n+1 to nn delta[k]:= 0; { bat dau vong lap } repeat maxdelta:=0; { xac dinh cot xoay colpivot} for k:=1 to nn if delta[k]>maxdelta then begin maxdelta:= delta[k]; colpivot:= k; end; if maxdelta>0 then begin { xac dinh dong xoay rowpivot} minba:= 10000; for i:=1 to m if (A[i,colpivot]>0) and (B[i]/A[i,colpivot]0) and (B[i]/A[i,k]0.001 then begin errorkc:=true; writeln(f,'Xin hay xem lai du lieu khoang cach cac nut'); writeln(f,'Khoang cach giua nut ',i,' va nut ',j,': ',kc[i,j]:15:4); writeln(f,'Khoang cach giua nut ',j,' va nut ',i,': ',kc[j,i]:15:4); writeln(f,'**************************************************************** ****'); break; end; if not(errorkc) then begin { Xay dung he phuong trinh rang buoc cho (nbus-1) nut tu nut den nut nbus-1} { Co (nbus-1) phuong trinh doc lap va (nbus-1) an co ban} for i:=1 to nbus-1 for j:=1 to nbus*(nbus-1) Aij[i,j]:=0; for i:=1 to nbus-1 if Pgen[i]>Pload[i] then {Nut i la nut nguon} begin Id[i]:= (Pgen[i]-Pload[i])/(Udm*cosfi[i]); { Aij: ma tran he so} for j:=1 to nbus-1 Aij[i,(i-1)*(nbus-1)+j]:=1; for j:=1 to i-1 Aij[i,(j-1)*(nbus-1)+i-1]:=-1; for j:=i+1 to nbus Aij[i,(j-1)*(nbus-1)+i]:=-1; end else {Nut i la nut tai} begin Id[i]:=(Pload[i]-Pgen[i])/(Udm*cosfi[i]); for j:=1 to nbus-1 Aij[i,(i-1)*(nbus-1)+j]:=-1; for j:=1 to i-1 Aij[i,(j-1)*(nbus-1)+i-1]:=1; for j:=i+1 to nbus Aij[i,(j-1)*(nbus-1)+i]:=1; end; for i:=1 to nbus-1 { cot ben phai he rang buoc } Bi[i]:=Id[i]; for i:=1 to nbus {tinh cac he so chi phi} begin for j:=1 to i-1 Cij[(i-1)*(nbus-1)+j]:=kc[i,j]; for j:=i+1 to nbus Cij[(i-1)*(nbus-1)+j-1]:=kc[i,j]; end; { Tim mang dien toi uu } if nebr=0 then {Truong hop 1: xay dung mang dien moi } begin { Buoc 1: Tim cay bao trum nho nhat cua mang dien (phuong an co Z1min) } { Su dung thuat toan Trim } for i:=1 to nbus busex[i]:=false; { chua co nut nao dc nhap vao cay bao trum } minkc:=10000; { khoang cach nho nhat } for i:=1 to nbus-1 if Pgen[i]>0 then for j:=1 to nbus if (ij) and (kc[i,j]0: Truong hop 2: xay dung mang dien dua tren mang dien co san } begin { Buoc 1: Tim cay bao trum nho nhat cua mang dien (phuong an co Z1min) } nbrc:=nebr; {So canh ban dau = so canh mang dien cu} for i:=1 to nbus busex[i]:=false; for i:=1 to nebr {Dua cac canh co san vao cay bao trum} begin brp[i]:=spoint[i]; bre[i]:=epoint[i]; busex[brp[i]]:=true; busex[bre[i]]:=true; end; {bat dau thuat toan Trim} repeat minkc:=1000; for i:=1 to nbus if busex[i]=true then for j:=1 to nbus if (busex[j]=false) and (kc[i,j] W2 } FindZ2opt(nebr,brp,bre,index2,Inh,Z22); { Ghi phuong an Kiem tra ket qua buoc 2} writeln(f,'Phuong an co phan thu hai nho nhat'); writeln(f,'Nut dau Nut cuoi Chieu dai Dong dien'); Z21:=0; for i:=1 to nebr Z21:= Z21 - kc[brp[i],bre[i]]; for i:=1 to nbus-1 begin sp:= chgi(index2[i]); ep:= chgj(index2[i]); Z21:= Z21+kc[sp,ep]; writeln(f,sp:10,' ',ep:10,' ',kc[sp,ep]:12:2,' ',Inh[index2[i]]:15:4); end; Z21:=anpha*Z21;Z22:=beta*Z22; writeln(f,'Thanh phan chi phi thu nhat : ',Z21:15:0); writeln(f,'Thanh phan chi phi thu hai : ',Z22:15:0); writeln(f,'Tong chi phi phuong an : ',Z21+Z22:15:0); writeln(f,'**************************************************************** ****'); { Thuat toan nhanh can di tim phuong an toi uu} { Phuong an toi uu ban dau la phuong an co tong chieu dai cac canh nho nhat } Zop:= Z11+Z12; Z1op:= Z11;Z2op:=Z12; for i:=1 to nbus-1 begin bop[i]:= brp[i]; boe[i]:= bre[i]; end; { Xay dung cay phuong an la cay co Z1min } for i:=1 to nbus-1 begin fsp[i]:=brp[i]; fse[i]:=bre[i]; end; { Thuc hien thuat toan nhanh can tim phuong an toi uu } FindSolution(fsp,fse,nebr+1,nbus-1); { Tinh toan dong dien tren cac nhanh cua phuong an toi uu} FindZ2opt(nbus-1,bop,boe,indexp,Inh,Z2op); Z2op:=beta*Z2op; { Xuat ket qua phuong an toi uu } writeln(f,'Phuong an co chi phi toi uu'); writeln(f,'Nut dau Nut cuoi Chieu dai Dong dien'); for i:=1 to nbus-1 begin sp:= chgi(indexp[i]); ep:= chgj(indexp[i]); writeln(f,sp:10,' ',ep:10,' ',kc[sp,ep]:12:2,' ',Inh[indexp[i]]:15:4); end; writeln(f,'Thanh phan chi phi thu nhat : ',Z1op:15:0); writeln(f,'Thanh phan chi phi thu hai : ',Z2op:15:0); writeln(f,'Tong chi phi phuong an : ',Z1op+Z2op:15:0); writeln(f,'**************************************************************** ****'); end; end; end; closefile(f); { Dua ket qua man hinh } assignfile(f,'tam.txt');reset(f); Pagecontrol1.TabIndex:=1; while not eof(f) begin readln(f,s); memo1.Lines.Add(s); end; closefile(f); closefile(fnc); end; procedure FindSolution(bp:matrix11;be:matrix11;cd,cc:integer); var nbrc,i,j: integer; minkc,kctemp: real; Z1p,Z2p,W2, Z2minp: real; index:matrix11; Inh: matrix13; bptemp,betemp: integer; begin if cd>cc then exit { Truong hop da di den goc cua cay phuong an } else if (cc=1) then {Da di den canh dau tien cua cay phuong an } begin { Luu giu gia tri khoang cach canh cc } writeln(fnc,' -'); kctemp:= kc[bp[cc],be[cc]]; bptemp:= bp[cc]; betemp:= be[cc]; { Loai tru canh cc khoi phuong an toi uu} Cij[chg1(bp[cc],be[cc])]:= 10000; Cij[chg1(be[cc],bp[cc])]:= 10000; kc[bp[cc],be[cc]]:= 10000; kc[be[cc],bp[cc]]:= 10000; { Tim cay bao trum moi ko chua canh da loai tru} for i:=1 to nbus busex[i]:= false; minkc:=100000; for i:=1 to nbus-1 if Pgen[i]>0 then for j:=1 to nbus if (ij) and (kc[i,j]