Phương pháp tái cấu trúc lưới sau sự cố trong lưới điện phân phối trung áp

Bài viết thiết lập mô hình phục hồi dựa trên tình hình thực tế của lưới, với các mục tiêu và ràng buộc khác nhau, tìm sơ đồ với phân bố tải tối ưu để đáp ứng các yêu cầu về an toàn, ổn định và kinh tế của mạng điện sau sự cố. Kết quả nghiên cứu điển hình cho thấy mô hình đề xuất phù hợp với lưới điện hiện nay và có hiệu quả.

56 Lê Xuân Sanh PHƯƠNG PHÁP TÁI CẤU TRÚC LƯỚI SAU SỰ CỐ TRONG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TRUNG ÁP NETWORK RECONFIGURATION METHOD SUBSEQUENT TO FAULTS IN THE MEDIUM-VOLTAGE DISTRIBUTION GRID Lê Xuân Sanh Trường Đại học Điện lực; sanhlx@epu.edu.vn Tóm tắt - Kết cấu lưới điện phân phối ngày đa dạng phức tạp, nhằm nâng cao tính ổn định cung cấp điện chất lượng điện cho khách hàng, phương pháp khơi phục, dịch chuyển phụ tải sau cố theo phương pháp truyền thống đáp ứng nhu cầu Phục hồi dịch chuyển phụ tải sau cố vấn đề tối ưu hóa đa mục tiêu, nhiều hạn chế phức tạp Xem xét mức độ ưu tiên, số lượng tải khôi phục, số lượng hoạt động thiết bị phân đoạn, tổn thất mạng sau tái lập,v.v Bài báo thiết lập mơ hình phục hồi dựa tình hình thực tế lưới, với mục tiêu ràng buộc khác nhau, tìm sơ đồ với phân bố tải tối ưu để đáp ứng yêu cầu an toàn, ổn định kinh tế mạng điện sau cố Kết nghiên cứu điển hình cho thấy mơ hình đề xuất phù hợp với lưới điện có hiệu Abstract - As the distribution network structure becomes more and more diverse and complex, in order to enhance the stability of electricity supply as well as electricity quality for customers, conventional approaches of recovery and load shift subsequent to faults have failed to meet the demands The recovery and load shift subsequent to faults is a multi-target optimization affair with a variety of constraints and complexity Priority levels, the number of restored loads, the activity quantity of segmented devices, network losses after reestablishment, etc are taken into consideration This article establishes a recovery model based on actual conditions of the grid with various objectives and restrictions, seeking to set up a diagram with optimal load distribution to meet requirements of network safety, stability and economy Results from case studies demonstrate that the proposed model is consistent with the existing grid and results in efficiency Từ khóa - khơi phục cấp điện; lưới điện trung áp; phân phối tải; tái cấu trúc lưới; tự khôi phục Key words - electricity service restoration; medium-voltage grid; load distribution; network reconfiguration; self-healing Đặt vấn đề Lưới điện thông minh nghiên cứu xây dựng thử nghiệm nhiều nơi giới, đặc trưng lưới thơng minh tự khắc phục (selfhealing) có cố, tự động lập vùng bị cố, nhanh chóng cấp điện lại cho phụ tải, giảm thiểu thời gian điện lượng phụ tải bị điện Với bối cảnh lưới điện phân phối trung áp Việt Nam nay, nơi có tập trung mật độ phụ tải lớn, thành phố, khu công nghiệp lưới điện kết nối dạng mạch vòng, vận hành hở Khi cố xảy ra, việc xác định điểm cố tái lập lưới thực thủ công điều độ viên công nhân vận hành, nhiều thời gian, ảnh hưởng đến chất lượng điện năng, tăng số xấu vận hành, dẫn đến chưa tối ưu việc tái lập lưới sau cố Theo lộ trình phát triển lưới điện thơng minh mà Chính phủ phê duyệt, kế hoạch công ty điện lực phân phối, số thành phố lớn có kế hoạch tự động hóa lưới điện phân phối, vấn đề cần quan tâm tái cấu trúc lưới sau cố Một số nước giới xem vấn đề phương pháp tái cấu trúc lưới sau cố vấn đề quan tâm hàng đầu (vì ảnh hưởng đến chế độ vận hành, tổn hao, giới hạn dòng, điện áp, v.v…), có số nghiên cứu vấn đề này, đề xuất phương pháp giải vấn đề tái cấu trúc lưới, nội dung chủ yếu tập trung hai mặt: phương pháp tối ưu mục tiêu tái lập lưới sau cố Các báo sử dụng phương pháp khác nhau, phương pháp chun gia, tốn học, tìm kiếm Heuristic, trí tuệ nhân tạo, thuật tốn lai, v.v với hàm mục tiêu đó, ràng buộc xét trường hợp riêng để tìm lời giải cho tốn theo mục đích khác [1, 2, 3, 5] Nhìn chung, mơ hình tốn học thường khơng thể bao qt tất khía cạnh, có vấn đề hội tụ thuật tốn, dẫn đến giải pháp tối ưu cục không hội tụ được, ví dụ phương pháp Heuristic thường cho kết có độ tin cậy cao, nhiên tương đối khó khăn xét đến cách tổng thể, phù hợp với cấu trúc lưới đơn giản Đối với nước, tác giả chưa thấy nghiên cứu đưa phương pháp cụ thể, đa mục tiêu, trình bày bước thực rõ ràng mạch lạc vấn đề tái cấu trúc lưới trung áp sau cố Vì vậy, viết với mục tiêu đưa phương pháp đa mục tiêu với ràng buộc khác vấn đề tái cấu trúc lưới trung áp sau cố nội dung phương pháp trình bày cách tường minh dễ tiếp cận Giới thiệu phương pháp tái cấu trúc lưới 2.1 Nguyên lí tái cấu trúc Hiện nay, lưới kết theo kiểu mạch vòng, vận hành hở (Hình 1) Theo nguyên tắc, bị cố cầu dao (bài viết dùng từ ‘cầu dao’ để thiết bị đóng cắt phân đoạn) hai đầu đoạn cố cắt cô lập đoạn cố, đoạn lại cấp điện lại bình thường Tuy nhiên, phương pháp tái lập phân thành hai phía, phía từ điểm cố phía nguồn tiếp tục cấp điện, phía lại (từ điểm cố đến điểm mở mạch) gọi vùng không cố bị điện - cần hồi phục cấp điện Nếu nhanh chóng, hiệu quả, tin cậy vấn đề tái lập hàm đa mục tiêu, tối ưu phi tuyến tính [3] Hình Kết lưới dạng mạch vòng ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 9(130).2018 2.2 Mơ hình tốn học thường dùng để tái cấu trúc 2.2.1 Mơ hình tốn học hàm mục tiêu [4, 5, 6, 7] (1) Hàm mục tiêu lớn giảm mức độ tối đa số phụ tải điện N (1) S = S  nr nr lost −i i Trong đó: Nnr nút tải mà hồi phục cấp điện; Snr lượng phụ tải hồi phục cấp điện; Sloss-i lượng phụ tải bị điện khôi phục điểm i (2) Hàm mục tiêu giảm tổn hao mạng điện Khi khơi phục cấp điện kết cấu lưới thay đổi, dòng cơng suất thay đổi, ảnh hưởng đến tổng tổn hao mạng điện, miêu tả hàm mục tiêu: N Pi + Qi2 (2) L = R  b i i Ui Trong đó: Nb số nhánh lưới điện; Ui điện áp điểm cuối nhánh thứ i; Pi, Qi, Ri công suất tác dụng, phản kháng điện trở nhánh thứ i (3) Hàm mục tiêu chất lượng điện áp Hàm mục tiêu điện áp thấp toàn điểm lưới điện tính sau: D U d =  i Ui − U U0 (3) Trong đó: D – tập hợp điểm nút mạng điện Ui, U0 – điện áp nút thứ i điện áp nguồn; Ud – tổng giá trị chênh lệch điện áp Ngoài ra, sử dụng số điện áp cân cải thiện chất lượng điện áp nguồn mạng lưới phân phối sau khôi phục nguồn điện (4) V  i , j = VBL −ij = BL −ij max U i ,U j  (5) U i ,U j  Trong đó: α – tập hợp điểm liên kết phân đoạn; VBL-ij – số cân điện áp điểm nút đoạn thứ i j (4) Hàm mục tiêu số lần tác động thiết bị phân đoạn Việc đóng mở thường xuyên rút ngắn tuổi thọ cầu dao, làm tăng tổn hao, tăng thời gian phục hồi lưới điện ảnh hưởng đến vận hành an toàn, ổn định lưới điện, hàm mục tiêu sau: m l (6) N = (1 − C ) + O  i =1 i  j =1 j Trong đó: N – Số lần thao tác đóng/cắt cầu dao Ci, Oj dao phân đoạn thường đóng dao thường mở trường hợp vận hành bình thường, lấy giá trị thể dao đóng, giá trị thể dao mở (5) Hàm mục tiêu cân phụ tải Thông qua q trình hồi phục sau cố có chuyển dịch phụ tải phân nhánh, làm cho phụ tải phân bố đều, giảm thiểu tải, giảm tổn hao, nâng cao tính an tồn vận hành giảm rủi ro cho mạng điện nb LBsys = nb LBi = Si Simax L i =1 57 (7) Bi (8) Trong đó: LBsys, LBi tiêu số tải cân hệ thống nhánh thứ i; Si, Simax công suất thực tế giới hạn dung lượng chảy qua nhánh i nb tổng nhánh hệ thống 2.2.2 Các ràng buộc thường sử dụng (1) Ràng buộc kết cấu lưới Lưới điện phân phối chủ yếu cấu trúc mạch vòng, vận hành hở, vận hành bình thường hay tái lập sau cố phải đảm bảo cấu trúc mạch vòng (2) Ràng buộc dung lượng truyền tải điện áp đường dây Để đảm bảo lưới điện an tồn, chất lượng tin cậy, dòng điện thực tế chảy qua đường dây không vượt giới hạn (quá tải) cho phép đường dây Điện áp nút vượt giới hạn cho phép (3) Ràng buộc số lần thao tác (đóng/cắt) cầu dao Số lần thao tác đóng/cắt cầu dao nhiều ảnh hưởng đến phần mềm điều khiển (yêu cầu phần mềm phức tạp), độ xác thực hiện, dẫn đến vận hành an toàn ổn định hệ thống 2.3 Nguyên lí phân phối tải sau cố cho lưới trung áp nhiều đường dây [7, 8] Trong trường hợp thông thường, lưới điện thiết kế hay lập phương thức vận hành có dung lượng dự phòng định, việc hồi phục cấp điện cho đoạn bị mất, ưu tiên cần khảo sát đến đóng điện từ nhánh đường dây chính, cơng suất dự phòng khơng đủ xét đến nhánh đường dây phụ Ở đây, tác giả chủ yếu xem xét đến nhánh đường dây đủ dung lượng dự phòng để thực tái cấu trúc lưới Sau đây, lấy ví dụ hồi phục cấp điện cho khu vực khơng cố mơ hình gồm đường dây cấp nguồn Hình Hình Mơ hình nhánh cấp điện 2.3.1 Quy tắc tính tỉ lệ phân phối phụ tải giới hạn Căn điều kiện ràng buộc: dòng điện đường dây khơng q tải, điện áp điểm nút cầu dao liên lạc không vượt giới hạn để thiết lập nên miền khả thi tỉ lệ phân phối phụ tải, giá trị biên tỉ lệ phân phối phụ tải giới hạn (1) Tính tốn dung lượng dự phòng cầu dao liên lạc Dung lượng dự phòng cầu dao liên lạc thứ i: (9) I rsv−i = I N −k − I real −k / k = 1, Num Trong đó: IN-k dòng điện định mức nhánh k Ireal-k dòng điện thực tế nhánh k, thời điểm sau 58 Lê Xuân Sanh tách cố trước tái lập lưới Num số đường dây nhánh cấp điện Hàm điều kiện tỉ lệ phân phối dung lượng tải là:  I −res −i = I rsv −i Ir đường dây tương đương với lượng giảm điện áp đường dây này, tức là:  U 1branch −n (10) Trong đó: Ir tổng phụ tải vùng bị điện (2) Tính tốn điện áp nút không vượt giới hạn Cài đặt điện áp nguồn điện US, điện áp điểm nút cầu dao liên lạc tuyến dây là: (11) U c −1 = U s − U1 − z12 I r − ( z11 − z12 ).I r  Cài đặt giá trị giới hạn điện áp thấp điểm nút cầu dao liên lạc Uc-min-1, tức điện áp tuyến dây quy định tỉ lệ phân phối phụ tải là: U −U − U1 − z12 I r u −res −1 = s c−min −1 ( z11 − z12 ).I r Trong đó, zij trở kháng đoạn dây trùng hai tuyến cấp điện i j Tức điện áp điểm nút cầu dao liên lạc là: U c −min −1  U s1   U1   z11   u −res −1            zii U c −.min −i  = U.si  −  U   u −.res −i  I r i −            U z U U nn   u − res − n   c −min −n   sn   n   (14) Trong đó: αu-res-I điều kiện điện áp tỉ lệ phân phối phụ tải nhánh dây i, Usi điện áp nguồn nhánh i, Uc-min-i giá trị giới hạn điện áp thấp điểm nút cầu dao liên lạc nhánh i, ∆Ui độ giảm điện áp nguồn nút cầu dao liên lạc nhánh i; zii tổng trở kháng nhánh i Do ta điều kiện điện áp quy định tỉ lệ phân phối phụ tải: 1  z  11   U s1   U1  U c−min −1   u −res −1   (15)               = − −  U  U U     si   i   c−min −i      u −.res −i  z           I r     ii  u −res −n     U sn  U n  U c−min −n     znn   (3) Tính tốn tỉ lệ phân phối phụ tải giới hạn Tỉ lệ phân phối phụ tải giới hạn lấy giá trị nhỏ dung lượng quy định tỉ lệ phân phối phụ tải αI-res-I điện áp quy định tỉ lệ phân phối phụ tải αu-res-I: (16) rev−i = u −res−i ,  I −res−i  2.3.2 Quy tắc tính tỉ lệ phân phối phụ tải cực trị a, Tính tốn gần tăng tổn hao mạng (1) Bỏ qua thay đổi góc pha dòng điện trước sau tái cấu trúc, gần lượng tăng tổn hao mạng là: Ps = ( I + I ) R − I R = ( IR ) I + R.I 2 (17) = ( U cos z ) I + R.I (2) Tổng độ lệch điện áp đoạn mạch nhánh (18) Trong đó: ∆U1branch độ giảm điện áp đoạn mạch nhánh thứ n đường dây 1, cosφz1branch-n cosin góc trở kháng đoạn thứ n đường dây 1, ∆U1 tổng độ giảm điện áp đường dây 1, cosφz1 cosin góc tổng trở kháng đường dây b, Tỉ lệ phân phối phụ tải cực trị Tổn hao mạng tính gần trên, lượng tăng tổng tổn hao mạng tính sau:  P = 2U1 cos z1I1 + 2U cos z I + r11 ( I1 ) + r22 ( I ) + 2r12 I1I 2 (19) = ( r11 + r22 − 2r12 ) I  + r I + 2U cos z I r (12) Khi có nhiều đường dây để hồi phục cấp điện cho vùng điện, mà đường cấp điện khơng có đoạn trùng nhau, tức thỏa mãn: (13) zij = 0, i, j i ≠ j cos z1branch−n = U1.cos z1 n r 2 22 r +2 ( r12 I r − r22 I r + U1 cos z1 − U cos z ) I r Khi , d P =0 d tìm tỉ lệ phân phối phụ tải tổng tổn hao mạng nhỏ nhất, tức tìm giá trị tỉ lệ phân phối phụ tải cực trị đường dây 1: U cos z − U1 cos z1 + r22 − r12 Ir 1 = r11 + r22 − 2r12 (20) Nếu có đường dây đồng thời cấp điện cho khu vực điện khơng cố, quy tắc tính tốn tỉ lệ phân phối phụ tải cực trị tương tự trên, tổng lượng tăng tổn hao mạng miêu tả sau:  1   P = I r  U1 cos  z1 U cos  z U cos  z       3 r r r   11 12 13    + I r2 1     r12 r22 r23     r r r     13 23 33    Do tồn tại: α1 + α2 + α3 = (21) (22) Do thay (22) vào (21), được:  1   P = I r  U1 cos  z1 U cos  z U cos  z     1 −  −   2  r r r   11 12 13    + I r2 1  − 1 −    r12 r22 r23      r r r  1 −  −   2  13 23 33   (23) Khi đồng thời  P = 0,  P = kết phép tính là: 1  1  = inv   r11 − 2r13 + r33 r12 − r23 − r13 + r33    r − r − r + r r22 − r23 + r33       12 23 13 33  U cos  z − U1 cos  z1  + r33 − r13   Ir   U cos  z − U cos  z  + r33 − r23  Ir   (24) Do công thức (22) tính α3, hồn thành tính giá trị tỉ lệ phân phối phụ tải cực trị đường cấp điện Nếu có nhiều đường dây để hồi phục cấp điện, tổng lượng tăng hao tổn mạng lưới là: ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 9(130).2018  1     P = I r  U1 cos  z1 U n cos  zn    (25)    n  r11 r1n  1      + I r2 1  n   .  r     1n rnn  1  Trong đó: ∆U1 ~ ∆Un độ giảm điện áp điểm nguồn điểm cầu dao liên lạc đường cấp điện (1-n); ∆I1 ~ ∆In độ tăng dòng điện phụ tải đường dây (1-n) cấp cho khu vực điện không cố; cosϕz1 ~ cosϕzn cosin góc trở kháng đường dây (1, n); rii tổng điện trở đường cấp điện i; rij điện trở đoạn dây trùng hai tuyến i j (nếu khơng có, lấy giá trị 0); Ir tổng cường độ dòng điện phụ tải chờ phục hồi; αi giá trị tỉ lệ phân phối phụ tải đường dây i Điều kiện thỏa mãn tỉ lệ phân phối phụ tải cực trị là: n  i =1 i =1 (26) Thay công thức (26) vào công thức (25), được:  1       P = I r  U1 cos  z1 U n cos  zn     nn−−11   1 −   i  i =1    1    r11 r1n   n −1       + I r 1  n −1 −   i   .    i =1    nn−−11    r1n rnn  1 −   i  i =1   (27) Khi  P = 0,(i = 1, , n −1) kết hợp công thức (26), ta i có tỉ lệ phân phối tải cực trị αi (i = 1,…n) 2.3.3 Quy tắc điều chỉnh tỉ lệ phân phối phụ tải tối ưu (1) Khi tỉ lệ phân phối phụ tải cực trị nhỏ tỉ lệ phân phối phụ tải giới hạn, tỉ lệ phân phối phụ tải tối ưu tỉ lệ phân phối phụ tải cực trị xác định (2) Khi tồn đường dây có tỉ lệ phân phối phụ tải cực trị nhỏ tỉ lệ phân phối phụ tải giới hạn, tỉ lệ phân phối phụ tải tối ưu đường dây tỉ lệ phân phối phụ tải giới hạn xác định, lượng phụ tải cần dịch chuyển đường dây đường cấp điện chưa vượt giới hạn lại chịu 2.4 Lưu trình phục hồi cố mạng phân phối điện Các bước phục hồi cố sau (Hình 3): (1) Xác định vùng điện không bị cố (2) Tính tổng phụ tải khu vực điện khơng cố (3) Tìm tất cầu dao liên lạc (4) Theo cơng thức (9) tính dung lượng dự phòng, theo cơng thức (10) tìm dung lượng quy định tỉ lệ phân phối phụ tải (5) Thiết lập giá trị giới hạn điện áp, theo cơng thức (16) tính điều kiện điện áp quy định tỉ lệ phân phối phụ tải (6) Theo cơng thức (16) tìm tỉ lệ phân phối phụ 59 tải giới hạn, tổng tỉ lệ phân phối phụ tải giới hạn lớn 1, chuyển sang đường dây hỗ trợ thứ cấp (7) Cơng thức (27) tính tỉ lệ phân phối phụ tải cực trị (8) So sánh tỉ lệ phân phối cực trị với tỉ lệ phân phối giới hạn, tìm tỉ lệ phân phối phụ tải tối ưu theo mục 2.3.3 Bắt đầu Phát sinh cố, sau cách li điểm cố vùng không cố bị điện Tính tốn tổng phụ tải vùng khơng cố bị điện Tính tốn tỉ lệ phân phối tải với ràng buộc dung lượng dự phòng tất đường dây Tìm tất cầu dao liên lạc với vùng không cố điện Tính tốn tỉ lệ phân phối tải giới hạn Tổng tỉ lệ phân phối tải giới hạn lớn N Y Tính tốn tỉ lệ phân phối tải tối ưu Bao gồm Tính tốn tỉ lệ phân phối tải tối đa theo ràng buộc điện áp Lấy giá trị tỉ lệ phân phối tải nhỏ hai trường hợp trên, tỉ lệ phân phối tải giới hạn Chuyển nguồn cấp sang dây thứ cấp So sánh tỉ lệ phân phối tải tối ưu tỉ lệ phân bố tải giới hạn tất đường dây Tỉ lệ phân phối tải tối ưu nhỏ tỉ lệ phân phối tải giới hạn N Y Dựa vào tỉ lệ phân phối tải tối ưu để phối phối phụ tải cho đường dây Dựa vào tỉ lệ phân phối tải giới hạn để phối phối phụ tải cho đường dây Điều chỉnh tỉ lệ phân phối tải tất đường, dựa vào vùng khơng cố điện Tính tốn dòng áp để kiểm tra xem có vượt giới hạn biến đổi tổn hao N Dòng điện điện áp an tồn, khơng vượt q giới hạn Y Hoàn thành việc tái cấu trúc lưới sau cố Kết thúc Hình Lưu đồ thuật tốn tái lập cấp điện (9) Thơng qua tính tốn cơng suất, dòng điện, điện áp tổn hao để so sánh với giá trị giới hạn Nếu vượt giới hạn phải quay lại bước (7) xác định lại đường dây cấp điện phục hồi, không tức hồn thành tái cấu trúc lưới Phân tích ví dụ Bài viết lấy hệ thống điện IEEE 33 nút làm ví dụ, đoạn 6-7 phát sinh cố loại bỏ, Hình (1) Xác định điểm điện không cố, tổng phụ tải điện, cầu dao liên lạc, Bảng (Uđm = 10 kV) 60 Lê Xuân Sanh (3) Cài đặt giá trị giới hạn điện áp kV (giảm 10%Uđm), từ bước (4), (5), (6) tính giá trị tỉ lệ phân phối phụ tải giới hạn cầu dao liên lạc, kết Bảng 22 23 24 25 33 26 27 28 29 30 31 32 10 11 12 13 14 15 16 17 Vùng không cố bị điện 18 19 20 21 Hình Sơ đồ IEEE 33 nút ví dụ điểm cố (4) Do cầu dao liên lạc 7-20 11-21 tuyến dây, nên chọn hai phương án: phương án (7-20 17-32), phương án (11-21 17-32) (5) Theo bước (7) tính tỉ lệ phân phối phụ tải cực trị, hai phương án tồn vấn đề cầu dao liên lạc 17-32 vượt giới hạn, theo quy tắc 2.2.3 để tiến hành điều chỉnh tỉ lệ phân phối phụ tải, kết Bảng 3, (6) Căn theo lượng phân phối phụ tải để phân chia khu vực điện, mạch nhánh 16-17 ngắt, lượng phụ tải khu vực điện gần với lượng phân phối phụ tải tối ưu, tính tốn lượng phụ tải phân phối thực tế cầu dao liên lạc, so sánh giá trị điện áp giới hạn tình hình dòng điện q tải, kết Bảng 5, (7) Cường độ dòng điện mạch nhánh lớn hai phương án không vượt 1%, nên đạt yêu cầu Phương án hai có tổn hao nhỏ nên phương án tối ưu, (phương án phương án chọn sau) Do theo phương án hai để thực tái cấu trúc: Cắt mạch nhánh 16-17, đóng cầu dao liên lạc 11-21 17-32, hoàn thành tái cấu trúc, kết Hình Bảng Danh sách liệu vùng không cố bị điện Điểm phụ tải bị điện Tổng phụ tải Dòng tổng Cầu dao liên vùng phụ tải bị lạc với vùng điện (kVA) điện (A) điện 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 967 96,7 7-20, 11-21, 17-32 Bảng Số liệu tính tốn tỉ lệ phân phối tải giới hạn Cầu dao liên lạc Dung Tỉ lệ phân Tỉ lệ phân Tỉ lệ phân lượng dự phối tải theo phối tải theo phối tải phòng (A) ràng buộc ràng buộc theo giới dung lượng điện áp hạn 7-20 87,14 0,9018 3,4076 0,9018 11-21 87,14 0,9018 2,4897 0,9018 17-32 50,83 0,5260 0,1467 0,1467 Bảng Tính tốn hiệu chỉnh tỉ lệ phân phối tải tối ưu theo phương án Cầu dao Tỉ lệ phân Tỉ lệ phân Dung lượng phân phối liên lạc phối tải cực trị phối tải tối ưu tải thực tế (kVA) 7-20 0,7483 0,8533 825,03 17-32 0,2517 (quá giới hạn) 0,1467 141,97 Bảng Tính tốn hiệu chỉnh tỉ lệ phân phối tải tối ưu theo phương án Cầu dao Tỉ lệ phân Tỉ lệ phân Dung lượng phân phối liên lạc phối tải cực trị phối tải tối ưu tải thực tế (kVA) 11-21 0,6938 0,8533 825,03 17-32 0,3062 (quá giới hạn) 0,1467 141,97 Bảng Phân phối tải thực tế kiểm chứng phương án Phân phối Cầu dao tải thực tế liên lạc (kVA) 7-20 743,14 17-32 225,02 Điện áp điểm thấp (kV) Nhánh có dòng vượt giới hạn Tổn hao mạng sau hồi phục (kW) 9,353 0,6% 230,43 Bảng Phân phối tải thực tế kiểm chứng phương án Phân phối Cầu dao tải thực tế liên lạc (kVA) 11-21 743,14 17-32 225,02 Điện áp điểm thấp (kV) Nhánh có dòng vượt giới hạn Tổn hao mạng sau hồi phục (kW) 9,352 0,79% 229,93 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 10 11 12 13 14 15 16 17 Phân khu vực hồi phục cấp điện 18 19 20 21 Hình Hồn thành tái cấu trúc lưới sau cố Kết luận Bài báo đề xuất phương pháp tái cấu trúc lưới sau cố lưới điện phân phối trung áp, trước tiên giới thiệu nguyên lí bản, hàm mục tiêu điều kiện biên, sau giới thiệu phương án nhanh chóng khơi phục cấp điện cho vùng khơng cố bị điện lưới nhiều đường dây cấu trúc lưới điện thực tế Dựa mục tiêu tổn hao nhỏ để tính tỉ lệ phân phối phụ tải cực trị, đồng thời tỉ lệ phân phối phụ tải giới hạn cho điều kiện dòng điện, điện áp an toàn Kết hợp hai điều kiện để có tỉ lệ phân phối phụ tải tối ưu Thông qua lưới điện IEEE 33 nút làm ví dụ, để minh chứng phương án đề xuất đạt yêu cầu vận hành an toàn kinh tế, từ đưa phương án phân phối phụ tải hợp lí, hồn thành việc tái lập lưới sau cố Các bước tính tốn đơn giản nhanh chóng, hiệu quả, cho thấy phương pháp có tính khả thi cao TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Kleinberg M R, Miu K, Chiang H D, “Improving Service Restoration of Power Distribution Systems Through Load Curtailment of In-service Customers”, IEEE Transactions on Power Systems, 26(3), 2011, pp 1110-1117 [2] Irving M R, Luan W P, Danial J S, “Supply Restoration in Distribution Networks Using A Genetic Algorithm”, Electrical Power and Energy Systems, 10, 2002, pp 447-457 [3] Kumar Y, Das B, Sharma J, “Multi-objective, Multi-constraint Service Restoration of Electric Power Distribution System with Priority Customers”, IEEE Trans on Power Delivery, 23(1), 2008, pp 261-270 ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 9(130).2018 [4] Zidan A, EI-Saadancy EF, “A Cooperative Multiagent Framework for Self-healing Mechanisms in Distribution Systems”, IEEE Transaction on Smart Grid, 3(3), 2012, pp.1525-1539 [5] Narimani M R, Vahed A A, Azizipanah-Abarghooee R, et al., “Enhanced Gravitational Search Algorithm for Multi-objective Distribution Feeder Reconfiguration Considering Reliability, Loss and Operational Cost”, Generation, Transmission & Distribution, 8(1), 2014, pp 55-69 [6] Vitorino R M, Jorge H M, Neves L P, “Loss and Reliability 61 Optimization for Power Distribution System Operation”, Electric Power Systems Research, 96, 2013, pp.177-184 [7] Ciric R M, Popovic D S, “Multi-objective Distribution Network Restoration Using Heuristic Approach and Mix Integer Programming Method”, Electrical Power and Energy Systems, 22, 2000, pp 497-505 [8] Zhang Limin, Ma Qiang, Li Zhenkun, Liu Haoming, Service Restoration Reconfiguration in Distribution Network Based on Tabu Clonal Genetic Algorithm, Proceedings of the CSU-EPSA, 11(1), 2010 (BBT nhận bài: 23/5/2018, hoàn tất thủ tục phản biện: 07/7/2018) ... 14 15 16 17 Phân khu vực hồi phục cấp điện 18 19 20 21 Hình Hồn thành tái cấu trúc lưới sau cố Kết luận Bài báo đề xuất phương pháp tái cấu trúc lưới sau cố lưới điện phân phối trung áp, trước... kết cấu lưới Lưới điện phân phối chủ yếu cấu trúc mạch vòng, vận hành hở, vận hành bình thường hay tái lập sau cố phải đảm bảo cấu trúc mạch vòng (2) Ràng buộc dung lượng truyền tải điện áp đường... tiêu chất lượng điện áp Hàm mục tiêu điện áp thấp toàn điểm lưới điện tính sau: D U d =  i Ui − U U0 (3) Trong đó: D – tập hợp điểm nút mạng điện Ui, U0 – điện áp nút thứ i điện áp nguồn; Ud –