Đang tải... (xem toàn văn)
Mạng truyền tải cần khai thác liên tục và hiệu quả hơn. Công suất truyền tải của mạng truyền tải hiện tại cần phải được gia tăng chủ yếu về số lượng, nhưng ngoài ra cần phải tính đến độ mất an toàn của hệ thống. Sử dụng ngày càng hiệu quả hơn mạng truyền tải đã được thực hiện tại các vị trí, nơi mà hệ thống được vận hành thường xuyên và liên tục hơn đồng thời hệ thống đạt được giới hạn ổn định cho phép. Hệ thống điện thường đặt trong tình trạng nguy hiểm khi hệ thống làm việc với tải lớn, bởi vì vào lúc này hệ thống thực sự khó phục hồi trở lại chế độ làm việc bình thường khi xảy ra mất cân bằng.
TÌM VỊ TRÍ TỐI ƯU CỦA THIẾT BỊ FACTS KẾT HỢP VỚI BÙ DỌC TRÊN ĐƯỜNG DÂY Chương Mở Đầu TỔNG QUAN ĐẶT VẤN ĐỀ Việc quản lý vận hành hệ thống điện gặp khó khăn sau đây: Chi phí cạnh tranh tăng, hệ thống điện cần thiết phải thu lợi nhuận lớn đưa phục vụ giá thấp hơn, dẫn đến việc tăng chế độ vận hành kín hệ thống để có mức độ an tồn tính ổn định Giới hạn ảnh hưởng đến môi trường ngày khắt khe việc mở rộng mạng lưới truyền tải Trong quy định thị trường đòi hỏi cần có phương pháp cần thiết cho việc điều khiển điện áp lưu lượng công suất Công suất truyền tải tất mạng ngày nâng cao để đáp ứng cho nhu cầu tiêu thụ ngày tăng khách hàng Việc sản xuất, truyền tải phân phối điện thường không tập trung, để hệ thống hoạt động trạng thái ổn định yếu tố quan trọng cho công ty Mạng truyền tải cần khai thác liên tục hiệu Công suất truyền tải mạng truyền tải cần phải gia tăng chủ yếu số lượng, cần phải tính đến độ an tồn hệ thống Sử dụng ngày hiệu mạng truyền tải thực vị trí, nơi mà hệ thống vận hành thường xuyên liên tục đồng thời hệ thống đạt giới hạn ổn định cho phép Hệ thống điện thường đặt tình trạng nguy hiểm hệ thống làm việc với tải lớn, vào lúc hệ thống thực khó phục hồi trở lại chế độ làm việc bình thường xảy cân Ngày nay, việc xây dựng nhà máy phát điện thường đặt tập trung vài vị trí đặt vị trí đơn lẻ khoảng cách đến trung tâm tải lớn Hệ thống điện phát triển ngày lớn hơn, đồng thời việc sữ dụng hệ thống điện tăng cách tương ứng, lượng công suất truyền tải lớn Các nhà máy ngày gia tăng, u cầu cần có độ xác cao yêu cầu cập nhập thông tin liệu việc vận hành hệ thống điện phải liên tục xác Những người lập kế hoạch người vận hành hệ thống điện cần phải xác định xác lượng cơng suất chuyển tải an toàn dọc hệ thống điện Lượng công suất truyền tải hệ thống tăng năm gần điều cần thiết phải sử dụng mạng truyền tải có hiệu hơn, đơi việc xác định giá trị công suất truyền tải trở nên phức tạp hơn, điều làm gia tăng tính khơng tin cậy việc lập kế hoạch vận hành hệ thống điện Lượng công suất truyền tải hệ thống cần phải có khả đáp ứng cho tất hoạt động sản xuất, kinh doanh đáp ứng thời điểm mà hệ thống xảy kiện ngẫu nhiên Các công ty truyền tải cần xác định lượng công suất truyền tải đủ để đáp ứng cho hầu hết kiện ngẫu nhiên xảy hệ thống trạng thái vận hành bình thường Xã hội đại dễ bị ảnh hưởng trường hợp hệ thống bị điện, hậu việc điện gây nên hai vấn đề xã hội kinh tế Hiện Các thiết bị FACTS song song sử dụng để điều khiển điện áp truyền tải, phân bố công suất, giảm tổn thất phản kháng, làm giảm dao động công suất hệ thống cho mức truyền tải công suất cao, đặc biệt tăng khả truyền tải cơng suất Vì vậy, lắp đặt điều khiển FACTS nhằm điều khiển tốt hệ thống điện cần phải xem xét, lắp đặt thích hợp thiết bị FACTS trở thành quan trọng Nhưng lắp đặt khơng thích hợp điều khiển FACTS làm giảm đặc tính tối ưu thu làm tính hữu ích Từ khó khăn quản lý, vận hành hệ thống điện tính FACTS việc sử dụng thiết bị FACTS đường dây truyền tải cần thiết, việc xác định vị trí tối ưu để đấu nối thiết bị FACTS song song nhằm đảm bão khả nhận công suất, khả phát công suất khả truyền tải công suất đường dây lớn đóng vai trò quan trọng hệ thống điện MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Mục tiêu luận văn là: • Xác định vị trí thiết bị FACTS song song mà khả nhận phát công suất đạt giá trị lớn trường hợp đường dây khơng có bù dọc • Xác định vị trí thiết bị FACTS song song mà khả nhận phát công suất đạt giá trị lớn trường hợp có bù dọc đường dây • Xác định vị trí thiết bị FACTS song song để khả truyền tải công suất đường dây tối ưu mức bù dọc đường dây thay đổi • Thành lập biểu thức biểu diễn mối quan hệ vị trí FACTS song song mức bù dọc đường dây • Viết chương trình xác định thơng số đường dây thông số bù phần mềm Matlab NỘI DỤNG NGHIÊN CỨU Nội dung nghiên cứu luận văn bao gồm nội dung sau đây: Chương tìm hiểu thơng số đường dây truyền tải điện dài, chương tác giả tìm hiểu thơng số đường dây đặc trưng cho q trình vật lý xảy dây dẫn có điện áp xoay chiều đặt dây dẫn có dòng điện xoay chiều qua Chương chế độ làm việc đường dây truyền tải điện dài như: Mơ hình tốn học, phương trình phân bố điện áp dòng điện, q trình truyền sóng, cơng suất tự nhiên, xác định thông số mạng bốn cực, công suất hai đầu đường dây theo mạng bốn cực, khả tải nâng cao khả tải đường dây Chương trình bày điều khiển FACTS ứng dụng hệ thống điện tìm hiểu ứng dụng lợi ích việc sử dụng thiết bị FACTS, nguyên lý bù tĩnh SVC ứng dụng SVC để nâng cao khả tải đường dây truyền tải Chương xây dựng mơ hình nghiên cứu từ mơ hình xác định số ABCD khu vực riêng biêt xác định biểu thức tính cơng suất nhận lớn công suất phát lớn Chương từ mơ hình mẫu xác định vị trí thiết bị FACTS song song để công suất lớn đầu nhận đầu phát đạt giá trị lớn trường hợp khơng bù dọc, có bù dọc đường dây khả truyền tải công suất bù dọc đường dây thay đổi Chương khảo sát mơ hình thực tế đường dây 500kV Bắc-Nam chương tác giả so sánh kết đạt mơ hình thực tế mơ hình mẫu từ xác định biểu thức biểu diễn quan hệ vị trí FACTS song song mức bù dọc, đồng thời viết chương trình xác định vị trí tối ưu thiết bị FACTS song song đường dây truyền tải điện dài có bù dọc đường dây Chương tổng kết lại nội dung, kết đạt được, nêu lên kiến nghị, hạn chế hướng phát triển đề tài PHẠM VI VÀ GIỚI HẠN NGHIÊN CỨU Trong thực tế bù dọc thường có vị trí tứ 0.5 đến 0.75 chiều dài đường dây tính từ phát đường dây dài có nhiều thông số Tuy nhiên, luận văn nghiên cứu mơ hình mẫu mơ hình thực tế đường dây truyền tải điện dài mạch đơn có bù nối tiếp đường dây, thơng số nghiên cứu là: mức bù dọc, vị trí FACTS song song, công suất lớn đầu phát, công suất lớn đầu nhận khả truyền tải công suất đường dây TÍNH MỚI VÀ GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI Đối với cơng trình nghiên cứu trước vị trí tối ưu thiết bị FACTS song song đường dây truyền tải điện dài đường dây cố định, nhiên luận văn vị trí tối ưu không cố định mà phụ thuộc vào mức bù dọc đường dây, mức bù dọc lớn vị trí tối ưu FACTS song song dịch chuyển phía phát Chương CÁC THÔNG SỐ CỦA ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI 1.1 GIỚI THIỆU: Thơng số đường dây đặc trưng cho q trình vật lý xảy dây dẫn có điện áp xoay chiều đặt dây dẫn có dòng điện xoay chiều qua Khi có điện áp có dòng điện xoay chiều qua dây dẫn xuất trình vật lý: Dây dẫn phát nóng hiệu ứng Joule Một phần cơng suất qua đường dây bị để làm nóng dây dẫn phần điện áp bị tổn hao tượng Quá trình đặc trưng điện trở đơn vị dây dẫn r (Ω/km) Dòng điện xoay chiều gây từ trường tự cảm dây dẫn hỗ cảm dây dẫn với Từ trường gây tổn thất công suất phản kháng tổn thất điện áp Đặc trưng cảm kháng đơn vị x (Ω/km) Điện áp xoay chiều gây điện trường dây dẫn dây dẫn với đất dây dẫn với dây dẫn với đất tụ điện Điện trường gây dòng điện điện dung có tác dụng làm triệt tiêu phần dòng điện tự cảm chạy dây dẫn Quá trình đặc trưng dung dẫn đơn vị Hoặc cơng suất phản kháng dung tính đơn vị qc (kVAr/km) đường dây Điện áp cao gây bề mặt dây dẫn cường độ điện trường gây ion hóa khơng khí xung quanh dây dẫn, tượng “vầng quang” Vầng quang điện gây tổn thất điện Các tổn thất đặc trưng điện dẫn đơn vị g (1/Ω.km) Điện dẫn tính đến đường dây có điện áp định mức từ 330kV trở lên điện áp thấp tổn thất vầng quang nhỏ Các thông số đường dây rải toàn chiều dài đường dây 1.2 ĐIỆN TRỞ CỦA ĐƯỜNG DÂY: Khi dòng điện chiều qua dây dẫn dòng điện phân bố tồn tiết diện dây dẫn Do điện trở tác dụng dòng điện km dây dẫn nhiệt độ 20 oC xác định: r= ρ kvx [Ω/km] F (1.1) Trong đó: ρ: điện trở suất vật liệu làm dây dẫn; Ω.mm2/km; F: tiết diện phần dẫn điện dây dẫn; mm2; kvx= 1,02 hệ số tính đến độ dài thực tế dây vặn xoắn; 1.3 CẢM KHÁNG CỦA DÂY DẪN: Điện kháng cảm tính hay điện kháng đơn vị pha đường dây khơng x tính theo độ từ cảm L dây dẫn: x = 2πf L = ωL [Ω/km] (1.2) Trong đó: L: độ từ cảm dây dẫn [H/km]; f: tần số [Hz]; ω=2πf tốc độ góc điện áp [rad/s]; (1.3) Độ từ cảm L gồm thành phần: Phụ thuộc bán kính dây dẫn, có giá trị dây dẫn pha Hỗ cảm dây dẫn phụ thuộc vào bán kính khoảng cách dây dẫn Do đó, hỗ cảm dây dẫn khác gây dòng điện điện áp khơng đối xứng hệ thống điện, để khắc phục tượng dây pha đặt đỉnh tam giác hoán vị dây dẫn cho pha đường dây vị trí khác nhau, xem độ từ cảm cảm kháng trung bình pha Độ từ cảm tổng L pha đường dây không đảo pha là: L = 0,46log(D/r) + 0,05 [mH/km] (1.4) Trong đó: r: bán kính dây dẫn [mm]; D: khoảng cách trung bình hình học dây dẫn [mm]; D = D12 D13 D23 (1.5) D12 , D13 , D23 : khoảng cách dây dẫn [mm] Cảm kháng x là: x = 2πf L = 2.3,14.50{0,46log(D/r)+0,05}10-3 (1.6) =0,145log(D/r)=0,0157 [Ω/km] Đường dây từ 220kV trở lên cường độ điện trường bề mặt dây dẫn lớn sinh hồ quang điện gây tổn thất điện năng, muốn giảm tổn thất điện phải sử dụng dây dẫn có bán kính lớn nhiên sản xuất dây dẫn có bán kính lớn khó khăn dùng biện pháp phân dây dẫn pha thành nhiều sợi (2, 4) đặt khung định vị tiết diện dây khơng đổi mà bán kính dây dẫn tăng lên cảm kháng dây dẫn nhỏ Cảm kháng dây phân pha tính sau: Bán kính đẳng trị dây dẫn là: rdt = n r.atbn −1 (1.7) Trong đó: r: bán kính thực dây dẫn [mm]; n: số sợi atb: giá trị trung bình khoảng cách sợi Khi x là: x = 0,145log(D/rdt) + 0,0157/n [Ω/km] (1.8) 1.4 DUNG DẪN CỦA DÂY DẪN: Dung dẫn b pha với điểm trung tính tính : b = 2πf C = ωC [1/Ωkm] (1.9) Trong C điện dung dây dẫn [F/km] C phụ thuộc vào điện trường dây dẫn có điện áp Trong tính tốn áp dụng thường giả thuyết đường dây hoán vị đầy đũ bỏ qua ảnh hưởng đất, điện dung tính sau: C= 0, 024 10−6 [F/km] log( D / r ) (1.10) D: khoảng cách trung bình hình học dây dẫn; r: bán kính dây dẫn Dung dẫn b tính: b= 7,58 10−6 [1/Ωkm] log( D / r ) (1.11) Khi dây dẫn phân pha thay r rdt dung dẫn lúc là: B = bl (1.12) l: độ dài đường dây [km] Khi có điện áp điện dung sinh cơng suất phản kháng dung tính Qco: qc = 3U 2f = 3b(U / 3) = bU [MVAr/km] (1.13) Cơng suất phản kháng tồn đường dây sinh ra: Qc = qc l = b.l.U = B.U [MVAR] (1.14) Thường công suất phản kháng u cầu phụ tải có tính cảm ngược với Qc Qc có tác dụng nguồn cung cấp công suất phản kháng cho phụ tải, giảm lượng cơng suất phản kháng từ nguồn đến Qc gọi công suất phản kháng đường dây sinh Trong sơ đồ thay chia đôi thành Qc/2 đặt vào đầu đường dây 1.5 ĐIỆN DẪN TÁC DỤNG CỦA DÂY DẪN: Điện dẫn tác dụng pha: g= ∆Pk [1/Ωkm] U dm (1.15) Trong ∆Pk tổn thất công suất tác dụng vầng quang km đường dây Hiện tượng ion hóa khơng khí xung quanh xảy cường độ điện trường bề mặt dây dẫn lớn cường độ giới hạn Egh Cho dây dẫn có bề mặt nhẵn, khơng khí khơ, áp suất nhiệt độ khí bình thường cường độ giới hạn là: Egh = 21,1 kV/cm (1.16) Trong thực tế dây dẫn có bề mặt nhám thời tiết xấu E gh có giá trị thấp Trong thực tế thường lấy độ dự trữ 30%, đó: Emax= Egh/1,3 = 16,23 kV/cm (1.17) Điều kiện không xảy vầng quang là: 10 6.2.2 Khả nhận cơng suất lớn khơng có bù dọc: Tương tự công suất phát lớn nhất, đường dây truyền tải dài khơng có bù dọc cơng suất nhân lớn thay đổi theo vị trí thiết bị FACTS song song, đạt giá trị lớn 1.67 vị trí k = 0.5 hình 6.3 1.8 Cô ng suấ t nhậ n lớ n nhaá t (pu) 1.6 1.4 1.2 0.8 0.6 0.4 0.2 0.05 56 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 Vòtrí FACTS (k) 0.4 0.45 0.5 0.55 Hình 6.3: Sự thay đổi công suất nhận lớn theo k khơng có bù dọc 6.3 KHẢ NĂNG TRUYỀN TẢI CƠNG SUẤT THAY ĐỔI THEO BÙ DỌC: 6.3.1 Khả phát công suất lớn nhất: Khả phát công suất lớn đường dây truyền tải dài phụ thuộc vào mức bù dọc vị trí khác thiết bị FACTS song song hình 6.4 1800 Mứ c bùdọc 15% Cô ng suấ t phá t lớ n nhấ t (pu) 1600 1400 1200 Mứ c bùdọc 30% 1000 800 600 Mứ c bùdọc 45% 400 200 Như để công đạt0.25 giá trị lớn vị trí0.4của thiết 0.05 0.1suất phát 0.15 lớn 0.2 0.3 nhất0.35 0.45bị FACTS song tríbùFACTS song khơng cố định mà thay đổi theoVò mức dọc: (k) Hình 6.4: Sự thay đổi công suất phát lớn theo mức bù dọc khác - Khi mức bù dọc 15% vị trí k = 0.4 - Khi mức bù dọc 30% vị trí k = 0.25 - Khi mức bù dọc 45% vị trí k = 0.1 Khi mức bù dọc đường dây lớn vị trí FACTS song song dịch chuyển phía phát 6.3.2 Khả nhận cơng suất lớn nhất: Hình 6.5 thay đổi công suất nhận lớn theo mức bù dọc vị trí thiết bị FACTS song song khác Tương tự công suất phát lớn nhất, để công suất nhận lớn đạt giá trị lớn thì: - Mức bù dọc 15% vị trí k = 0.4 - Mức bù dọc 30% vị trí k = 0.25 - Mức bù dọc 45% vị trí k = 0.1 57 Khi mức bù dọc đường dây lớn vị trí FACTS song song dịch chuyển phía phát 1400 Cô ng suấ t nhậ n lớ n nhấ t (pu) Mứ c bùdọc 15% 1200 1000 Mứ c bùdọc 30% 800 600 Mứ c bùdọc 45% 400 200 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 Vòtrí FACTS (k) 0.35 0.4 0.45 Hình 6.5: Sự thay đổi công suất nhận lớn theo mức bù dọc khác 6.4 VỊ TRÍ TỐI ƯU CỦA FACTS SONG SONG THEO MƠ HÌNH MẪU: Tổng hợp kết tính tốn phụ lục thu giá trị k thiết bị FACTS song song mà khả truyền tải công suất lớn mức bù dọc khác bảng 6.1 Bảng 6.1: Sự thay đổi vị trí tối ưu thiết bị FACTS theo mức bù dọc Mức bù dọc Vị trí FACTS Khả truyền tải (%) 10 15 20 25 30 35 40 45 (k) 0.45694 0.40115 0.35052 0.30325 0.25444 0.2143 0.17444 0.13443 0.10444 0.073375 công suất (MW) 3916.72 4448.65 5074.59 5845.82 6420.95 7855.80 9564.60 11480.60 16609.80 23549.50 58 Biểu diễn giá trị bảng 6.1 dạng đồ thị hình 6.6, từ hình 6.6 đạt kết sau: - Vị trí thiết bị FACTS song song mà khả truyền tải công suất lớn vị trí mà cơng suất phát lớn khu vực công suất nhận khu vực gần - Vị trí tối ưu không cố định mà thay đổi theo mức bù dọc đường dây: mức bù dọc đường dây lớn vị trí tối ưu gần phía phát - Khả truyền tải công suất tăng tăng mức bù dọc đường dây 350 Cô ng suấ t lớ n nhấ t (pu) 300 Bùdọc 45% 250 200 Bùdọc 30% 150 Bùdọc 15% 100 Bùdọc 0% 50 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.4 0.45 0.5 0.55 Coâ ng suấ t phá t lớ n nhấ t (pu) 6.5 SO SÁNH MƠFACTS HÌNH THỰC 80 MƠ HÌNH MẪU VÀ Vòtrí (k) TẾ Hình 6.6: Sự thay đổi vị trí tối ưu thiết bị FACTS 6.5.1 Khả phát cơng suất lớn khơng có bù dọc: phụ thuộc mức bù dọc khác 70 Mô hình mẫ u khơng có bù dọc, vị trí k=0.5 mơ Hình 6.7 khả phát cơng suất lớn hình mẫu và60mơ hình thực giáhình trị lớnthự - -tế- đạt - Mô c tế 50 40 30 20 10 0.05 59 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 Vòtrí FACTS (k) Hình 6.7: So sánh khả phát cơng suất khơng có bù dọc 6.5.2 Khả nhận cơng suất lớn khơng có bù dọc: Hình 6.8 khả nhận công suất lớn bù dọc, vị trí k=0.5 mơ hình mẫu mơ hình thực tế đạt giá trị lớn 1.8 Cô ng suấ t nhậ n lớ n nhấ t (pu) 1.6 Môhình mẫ u 1.4 Môhình thực tế 1.2 0.8 0.6 0.4 0.2 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 Vòtrí FACTS (k) 0.4 0.45 0.5 0.55 6.5.3 Khả phát suấtkhả lớnnăng nhấtnhận có bù suất dọc: khơng có bù dọc Hình 6.8:cơng So sánh cơng Khi mức bù dọc thay đổi cơng suất phát lớn có giá trị lớn vị trí k mơ 1800 hình mẫu mơ hình thực tế giống hình 6.9 Cô ng suấ t phá t lớ n nhấ t (pu) 1600 Môhình mẫ u 1400 Môhình thực tế 1200 Bùdọc 15% 1000 800 Bùdọc 30% Bùdọc 45% 600 400 200 0.05 60 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 Vòtrí FACTS (k) 0.35 0.4 0.45 Hình 6.9: So sánh khả phát cơng suất bù dọc thay đổi 6.5.4 Khả nhận công suất lớn có bù dọc: Khi mức bù dọc thay đổi cơng suất nhận lớn có giá trị lớn vị trí k mơ hình mẫu thực tế giống hình 6.10 Cô ng suấ t nhậ n lớ n nhấ t (pu) 1400 Môhình mẫ u 1200 Môhình thực tế 1000 Bùdọc 15% 800 600 Bùdọc 30% Bùdọc 45% 400 200 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 Vòtrí FACTS (k) 0.35 0.4 0.45 6.5.5 Vị tríHình tối ưu củaSo thiết bị khả FACTS 6.10: sánh năngsong nhậnsong: công suất bù dọc thay đổi Đối với vị trí tối ưu để khả truyền tải cơng suất lớn mơ hình mẫu vị trí giống vị trí mơ hình thực tế hình 6.11 350 Môhình mẫ u Cô ng suấ t lớ n nhấ t (pu) 300 Môhình thực tế 250 Bùdọc 45% 200 Bùdọc 30% Bùdọc 15% 150 Bùdọc 0% 100 50 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 Vòtrí FACTS (k) 0.35 0.4 0.45 Hình 6.11: So sánh vị trí tối61 ưu thay đổi theo mức bù dọc 0.5 6.6 PHƯƠNG TRÌNH BIỂU DIỄN QUAN HỆ VỊ TRÍ TỐI ƯU CỦA THIẾT BỊ FACTS SONG SONG VÀ MỨC BÙ DỌC: Từ mục 6.2 đến 6.5 nhận thấy đường dây dài có bù dọc đường dây, thông số đường dây không ảnh hưởng đến vị trí tối ưu thiết bị FACTS song song việc nhận công suất lớn nhất, phát công suất lớn khả truyền tải cơng suất lớn đường dây, vị trí tối ưu áp dụng cho tất đường dây dài có bù dọc đường dây, từ quan hệ gần mức bù dọc vị trí FACTS song song thể bảng 6.1 Bảng 6.1: Sự thay đổi vị trí tối ưu thiết bị FACTS theo mức bù dọc diễn Mức bù dọc (%) 10 15 20 25 30 35 40 45 thiết bị theo mức Vị trí FACTS 0.46 0.40 0.35 0.30 0.25 0.21 0.17 0.13 0.10 0.07 Hình 6.12 biểu thay đổi vị trí tối ưu FACTS song song bù dọc đường dây, mức bù dọc đường dây tăng vị trí k giảm (dịch chuyển phía phát) Khi mức bù dọc 45% vị trí FACTS song song k = 0.07 đạt giá trị lớn k = 0.46 mức bù dọc 0% Sự thay đổi vị trí tối ưu FACTS song song theo mức dù dọc gần tuyến tính hình 6.12 Để thành lập phương trình biểu diễn thay đổi k theo mức bù dọc đường cong mơ hình cực tiểu hóa hình 6.12 0.5 0.45 Đườ ng cong cực tiể u hó a Vòtrí củ a FACTS 0.4 0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 Đườ ng cong củ a môhình 0.1 0.05 0 62 10 15 20 25 30 Mứ c bùdọc (%) 35 40 45 Hình 6.12: Quan hệ vị trí FACTS song song mức bù dọc Như từ đường cong hình 6.12 phương trình biểu diễn quan hệ mức bù dọc vị trí FACTS song song là: k = -0.00865455*S + 0.438727 Trong đó: (6.1) k vò trí thiết bò FACTS song song S phần trăm mức bù dọc(%) 6.7 CHƯƠNG TRÌNH XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ TỐI ƯU VÀ CÁC THÔNG SỐ TRUYỀN TẢI TRÊN ĐƯỜNG DÂY: 6.7.1 Giới thiệu chương trình: Chương trình ViTriToiUu viết phần mềm Matlab dạng file.m (phụ lục 4), chương trình giúp nghiên cứu vị trí tối ưu thiết bị FACTS song song để đường dây truyền tải điện dài có bù dọc đường dây có khả truyền tải công suất tối ưu nhất, đồng thời vị trí FACTS song song biết trước chương trình giúp người nghiên cứu xác định giá trị bù dọc đường dây để khả truyền tải công suất lớn Ngồi ra, thơng số truyền tải khu vực điện áp, góc điện áp, cơng suất tác dụng, công suất phản kháng, hiệu suất truyền tải khả tải đường dây xác định chương trình 6.7.2 Thơng số đầu vào chương trình: - Chọn để xác đònh vò trí tối ưu FACTS chọn tính phần trăm bù dọc (Khi biết phần trăm bù dọc đường dây chọn tùy chọn 1, giá trò đầu vào mức bù dọc) - Nhập mức bù dọc (Từ đến 45 phần trăm) : S (Khi biết vò trí tối ưu FACTS song song chọn tùy chọn 2, giá trò dầu vào vò trí thiết bò FACTS song song) - Nhập vò trí thiết bò FACTS song song (Từ 0.0489565 đến 0.438067 : k - Nhập giá trò tổng trở nối tiếp chiều dài đường dây r + j*x (ohms): z - Nhập tổng dẫn song song chiều dài đường dây g + j*b (siemens):y - Nhập chiều dài đường dây (Km): L - Nhập tần số hệ thống (Hz): f - Nhập điện áp dây đầu nhận (KV): Vnhận - Nhập góc pha điện áp dây đầu nhận (độ) - Nhập công suất tác dụng đầu nhận (MW): Pnhận - Nhập công suất phản kháng đầu nhận (Mvar): Qnhận 6.7.3 Kết quả: 63 Khi nhập số liệu vào chương trình kết thu là: + Các thơng số tụ bù dọc thiết bị FACTS song song vị trí cơng suất FACTS song song, mức bù dọc, giá trị tụ bù dọc + Các thông số vận hành đường dây: điện áp, góc pha điện áp, cơng suất phản kháng, cơng suất tác dụng hiệu suất truyền tải đường dây + Khả truyền tải đường dây 6.7.4 Ví dụ minh họa: Sử dụng chương trình ViTriToiUu để xác định vị trí tối ưu thơng số mơ hình mẫu: Trong phần mềm Matlab mở thư mục chứa tập tin ViTriToiUu.m Nhập lệnh ViTriToiUu vào cửa sổ Command Window Ví dụ 1: Giả sử với mức bù dọc 10% tổng trở đường dây thơng số nhập vào chương trình để xác định vị trí FACTS song song thơng số truyền tải là: - Chọn để xác đònh vò trí tối ưu FACTS chọn tính phần trăm bù dọc -> - Nhập mức bù dọc (Từ đến 45 phần trăm) : S = 10 - Nhập giá trò tổng trở nối tiếp chiều dài đường dây r + j*x (ohms), z = 0.02986+j*0.2849 - Nhập giá trò tổng dẫn song song chiều dài đường dây g + j*b (siemens), y = j*3.989e-6 - Nhập chiều dài đường dây L (Km), L = 450 - Nhập tần số hệ thống f (Hz), f = 50 - Nhập điện áp dây đầu nhận (KV), Vnhận = 345 - Nhập góc pha điện áp dây đầu nhận (độ) = - Nhập công suất tác dụng đầu nhận (MW), Pnhận = 300 - Nhập công suất phản kháng đầu nhận (Mvar), Qnhận = 100 Kết đạt được: + Thông số tụ bù dọc thiết bò FACTS song song: - Vò trí FACTS song song : 0.352 - Công Suất FACTS song song: Qsvc = 11.7494 Mvar - Mức bù dọc : 10 phần trăm - Dung lượng tụ bù dọc : Xc = 12.3396 ohm 64 + Thông số vận hành đường dây: Vnhận = 345 kV; độ Pnhận = 300 MW; Qnhận = 100 Mvar Vphát = 362.27 kV; 6.96093 độ Pphát = 305.16 MW; Qphaùt = 27.139 Mvar Vphaùt = 364.797 kV; 9.46164 độ Pphát = 306.572 MW; Qphát = 5.47997 Mvar Vphát = 364.797 kV; 15.4993 độ Pphát = 309.984 MW; Qphát = -58.04 Mvar - Hiệu suất truyền tải 96.7791 phần trăm - Khả truyền tải công suất: Pmax = 2641.08 MW Từ kết thu chương trình so sánh với giá trị bảng 6.1 giá trị k mức bù dọc 10% gần (k=0.35) Ví dụ 2: Giả sử biết vị trí FACTS song song 0.25 thơng số nhập vào chương trình để xác định tụ bù dọc đường dây thông số truyền tải sau: - Chọn để xác đònh vò trí tối ưu FACTS chọn tính phần trăm bù dọc -> - Nhập vò trí thiết bò FACTS song song (Từ 0.0489565 đến 0.438067 : k = 0.25 - Nhập giá trò tổng trở nối tiếp chiều dài đường dây r + j*x (ohms), z = 0.02986+j*0.2849 - Nhập giá trò tổng dẫn song song chiều dài đường dây g + j*b (siemens), y = j*3.989e-6 - Nhập chiều dài đường dây L (Km), L = 450 - Nhập tần số hệ thống f (Hz), f = 50 - Nhập điện áp dây đầu nhận (KV), Vnhận = 345 - Nhập góc pha điện áp dây đầu nhận (độ) = - Nhập công suất tác dụng đầu nhận (MW), Pnhận = 300 - Nhập công suất phản kháng đầu nhận (Mvar), Qnhận = 100 Kết đạt được: + Thông số tụ bù dọc thiết bò FACTS song song: - Vò trí FACTS song song : 0.25 - Công Suất FACTS song song: Qsvc = 3.80928 Mvar 65 - Mức bù dọc : 19.8077 phần trăm - Dung lượng tụ bù dọc : Xc = 24.4419 ohm + Thông số vận hành đường dây: Vnhận = 345 kV; độ Pnhận = 300 MW; Qnhận = 100 Mvar Vphát = 361.507 kV; 5.34499 độ Pphát = 305.16 MW; Qphaùt = 18.4837 Mvar Vphaùt = 364.376 kV; 9.60901 độ Pphát = 307.553 MW; Qphaùt = -17.8883 Mvar Vphaùt = 364.376 kV; 13.9203 độ Pphát = 309.991 MW; Qphát = -50.4879 Mvar - Hiệu suất truyền tải 96.7771 phần trăm - Khả truyền tải công suaát: Pmax = 3200.12 MW Từ kết thu chương trình so sánh với giá trị bảng 6.1 vị trí k = 0.25 mức bù dọc tương ứng 19.8% gần (bảng 6.1 20%) Như với chương trình tìm nhanh xác vị trí tối ưu thiết bị FACTS song song để khả tải đường dây lớn biết giá trị tụ bù dọc đường dây ngược lại, tính mức bù dọc biết vị trí FACTS song song 66 Chương KẾT LUẬN 7.1 NHỮNG KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC: Luận văn xác định vị trí tối ưu thiết bị FACTS song song đường dây truyền tải điện dài có bù nối tiếp đường dây tụ bù dọc, nội dung thực sau: • Xác định vị trí thiết bị FACTS song song song mà công suất lớn đầu nhận đầu phát đạt giá trị tối ưu trường hợp đường dây khơng có bù dọc • Xác định vị trí thiết bị FACTS song song song mà công suất lớn đầu nhận đầu phát đạt giá trị tối ưu mức bù dọc đường dây thay đổi • Xác định vị trí tối ưu thiết bị FACTS song song mà khả truyền tải đường dây tối ưu mức bù dọc đường dây thay đổi • Thành lập phương trình quan hệ vị trí thiết bị FACTS song song mức bù dọc để khả truyền tải cơng suất đạt giá trị tối ưu • Xây dựng chương trình file.m phần mềm MATLAB để tính vị trí thiết bị FACTS song song, khả tuyền tải thông số vận hành xác định mức bù dọc xác định giá trị bù dọc, khả truyền tải thông số vận hành biết vị trí FACTS song song 7.2 NHỮNG HẠN CHẾ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI: Tuy đạt kết luận văn số hạn chế sau: • Thực nghiên cứu mơ hình mẫu thực tế đoạn đường dây 500kV Bắc-Nam đạt kết giống mơ hình cố định bù dọc vị trí đường dây Luận văn chưa khảo sát thay đổi vị trí bù dọc 67 • Tại vị trí tối ưu luận văn có tính tốn giá trị điện áp, góc điện áp khu vực chưa đánh giá ổn định điện áp • Chi phí đầu tư thiết bị FACTS song song so với lợi ích thu chưa xem xét Những hạn chế hướng phát triển đề tài 7.3 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ: Luận văn nghiên cứu ảnh hưởng bù dọc đến vị trí tối ưu thiết bị FACTS song song để công suất lớn đầu nhận, công suất lớn đầu phát khả truyền tải công suất đường dây tối ưu Nghiên cứu thực mơ hình mẫu mơ hình thực tế: Mơ hình mẫu đường dây 345 kV có bù nối tiếp đường dây có chiều dài 450 km [10]; Mơ hình thực tế đường dây 500 kV Bắc-Nam đọan Phú Lâm – PlayCu chiều dài 469 km Luận văn thu kết sau: • Khi khơng có bù dọc vị trí FACTS song song để công suất lớn đầu nhận đầu phát đạt giá trị tối ưu đường dây, k=0.45 tài liệu tham khảo[12] • Khi có bù dọc đường dây vị trí FACTS song song thay đổi theo mức bù dọc, tăng mức bù dọc vị trí FACTS song song dịch chuyển dần phía phát, khơng cố định tài liệu tham khảo[7] • Vị trí FACTS song song có cơng suất lớn đầu nhận đầu phát đạt giá trị lớn khơng phải vị trí tối ưu việc truyền tải công suất mà vị trí tối ưu việc truyền tải cơng suất vị trí mà giá trị cơng suất nhận phát nhau, vị trí thay đổi theo mức bù dọc đường dây mức bù dọc lớn vị trí tối ưu để truyền tải cơng suất dịch chuyển phía phát, khơng phải vị trí tài liệu tham khảo[12] • Đối với đường dây truyền tải dài có bù dọc đường dây thông số đường dây đường dây khác không ảnh hưởng đến vị trí tối ưu thiết bị FACTS song song • Vị trí tối ưu thiết bị FACTS song song phụ thuộc theo mức độ bù dọc, vị trí tối ưu thiết bị FACTS song song giảm gần tuyến tính tăng mức bù dọc đường dây, khơng phải tuyến tính tài liệu tham khảo[12] 68 Như lắp đặt điều khiển FACTS song song nhằm điều khiển tốt hệ thống điện cần phải xem xét, lắp đặt thích hợp thiết bị trở thành quan trọng, lắp đặt khơng thích hợp điều khiển FACTS làm giảm đặc tính tối ưu thu làm tính hữu ích Hệ thống điện truyền tải Việt Nam rộng lớn đa dạng, tốc độ phát triển phụ tải nhanh dẫn đến phải xây dựng nhiều nhà máy nhiều đường dây để truyền tải công suất từ nhà máy đến trạm biến áp để phân phối cho trung tâm phụ tải nhiên việc xây dựng đường dây truyền tải làm tốn đất đai, chi phí đầu tư làm ảnh hưởng đến mơi trường Trong đó, đường dây truyền tải chưa tận dụng hết khả truyền tải Hiện có nhiều đường dây truyền tải điện Việt Nam vận hành tải vậy, cơng trình nghiên cứu có giá trị để áp dụng vào thực tiễn vận hành hệ thống điện Việt Nam Rất mong nhận ý kiến đóng góp q thầy bạn học viên Xin chân thành cảm ơn! 69 70 ... trường hợp đường dây khơng có bù dọc • Xác định vị trí thiết bị FACTS song song mà khả nhận phát công suất đạt giá trị lớn trường hợp có bù dọc đường dây • Xác định vị trí thiết bị FACTS song... đến vơ tận, có thiết bị bù dọc thiết bị FACTS song song điểm ‘m’ Thông số k sử dụng để thể phần nhỏ độ dài đường dây nơi thiết bị FACTS lắp đặt Thiết bị FACTS song song SVC Đường dây truyền tải... mẫu xác định vị trí thiết bị FACTS song song để công suất lớn đầu nhận đầu phát đạt giá trị lớn trường hợp khơng bù dọc, có bù dọc đường dây khả truyền tải công suất bù dọc đường dây thay đổi