Bài giảng Vận hành và điều khiển hệ thống điện - Chương 4: Điều phối tối ưu công suất phát (tiếp theo) trình bày tổn thất công suất trong lưới điện; phân bố tối ưu công suất phát trong hệ thống hỗn hợp nhiệt điện – thủy điện.
VẬN HÀNH VÀ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG ĐIỆN Chương Điều phối tối ưu công suất phát (tiếp theo) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Tổn thất công suất lưới điện * Tổn thất công suất tác dụng lưới điện là: n P n B ii ( P i 2 Qi ) n i n B ij ( P i P j i j (i Q iQ j ) n j) C ij ( P i P j i j (i Q iQ j ) (4.12) j) * Tổn thất công suất phản kháng lưới điện là: n Q n D i ii (Pi 2 Qi ) n n D ij ( P i P j i j (i j) Q iQ j ) n F ij ( P i P j i j (i Q iQ j ) (4.13) j) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Với: B ii r ii U i ; B ij r ij UiU cos ij ; C ij r ij UiU j sin ij j (4.14) D ii x ii U i ; D ij x ij UiU cos j ij ; F ij x ij U iU sin ij j CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Trong trường hợp góc ij nhỏ (lưới điện tập trung, khoảng cách không lớn), coi cos ij = 1, sin ij = Do đó: Bij = Bji, Dij = Dji và: B ij r ij U iU ; C ij ; D ij j x ij U iU ; F ij (4.15) j n n P B ij ( P i P j Q iQ j ) (4.16) i j n n Q D ij ( P i P j Q iQ j ) (4.17) i j CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Phân bố tối ưu công suất phát hệ thống hổn hợp nhiệt điện – thủy điện: Công suất phát thủy điện phụ thuộc vào lưu lượng nước qua tuabin, Q độ cao cột nước, H: P = 9,81QH (kW) (4.18) Trong Q: H: : lưu lượng nước (m3/s) chiều cao cột nước (m) hiệu suất, thông thường vào khoảng 70 – 90% Nếu Q (m3/h) P = 2,725.10-6QH (MW) (4.19) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt - Hiệu suất thủy điện phụ thuộc công suất phát, hiệu suất cao thủy điện phát từ 85% - 90% công suất định mức - Các tuabin thủy điện làm việc với cột nước từ 65% - 125% cột nước định mức - Đặc điểm quan trọng thủy điện bị hạn chế lượng sơ cấp, nước CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Đặc tính tiêu hao nước: (4.20) Q = f(P ) Trong (m3/h) số tổ máy thủy điện Đặc tính tiêu hao nước phụ thuộc vào cột nước hồ chứa Lấy đạo hàm Q theo công suất P, ta suất tăng tiêu hao nước thủy điện: Q P (4.21) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Trong toán lớn, người ta lập đặc tính chi phí nước chung cho nhà máy thủy điện Cho lưu lượng nước, tính cơng suất phát tối ưu cho tồn nhà máy CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Có thể thể đặc tính tiêu hao nước thủy điện hàm bậc sau: Q = P2 + P + (4.22) Trong Các hệ số , phụ thuộc vào tình trạng hồ chứa đầu tính cơng suất CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Bài toán đặt lượng nước hạn chế thủy điện sử dụng vào với công suất ngày – đêm để chi phí sản xuất điện tồn hệ thống điện nhỏ ? 10 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt * Hàm mục tiêu toán là: Min C = C1 + C2 + + Ct + + C24 (4.23) Trong Ct: chi phí nhiên liệu nhà máy nhiệt điện t 12 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Ct = Cat + Cbt + (4.24) Trong a, b, : số tổ máy nhiệt điện có Nnđ tổ máy nhiệt điện 13 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Ràng buộc: Có điều kiện ràng buộc: - Cân công suất hệ thống - Cân nước cho thủy điện 14 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt * Cân công suất cho t: Wt = Pat + Pbt + + P t + P t + – Pptt – Pt = (4.25) Trong , : số thủy điện có Ntđ thủy điện 15 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt * Cân nước cho thủy điện: 24 W Q Q t (4.26) t 24 W Q t Q (4.27) t Q t, Q t : lượng nước sử dụng để phát điện t Q ,Q : lượng nước phát ngày-đêm thủy điện , , 16 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt * Điều kiện phân bố tối ưu công suất: Hàm Lagrange toán: MinL = C = C1 + C2 + + Ct + + C24 + + 1W1 - W + 2W2 - + (4.28) W + 17 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Điều kiện tối ưu là: L Pa a1 P1 Pa ……… (4.29) L P a 24 a 24 24 P 24 P a 24 18 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Điều kiện tối ưu là: L P 1 P1 P 1 ……… (4.30) L P 24 24 24 P 24 P 24 19 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Với nhà máy nhiệt điện có 24 phương trình dạng (4.29) với thủy điện có 24 phương trình dạng (4.30) Từ (4.29), suy 1, 2, sau: a1 b1 P1 P1 Pa Pb a2 (4.31) b2 P2 Pa P2 Pb ……… 20 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Từ (4.30), suy 1, 2, sau: 1 P1 P P1 P 1 (4.32) 2 P2 P P2 P ……… 21 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Từ (4.31) (4.32), suy điều kiện tối ưu chung cho sau: a1 b1 P1 P1 Pa Pb 1 P1 P P1 P 1 (4.33) a2 b2 P2 P2 Pa Pb 2 P2 P2 P P 22 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Điều kiện (4.33) bao gồm 24(N - 1) phương trình Trong đó: N = Nnđ + Ntđ: tổng số tổ máy (hay nhà máy) hệ thống điện Ngồi ra, cịn 24N phương trình cân cơng suất Ntđ phương trình cân nước thủy điện 23 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Ta có: Tổng số (24N + Ntđ) phương trình Số ẩn số 24N công suất tổ máy vận hành Ntđ hệ số không xác định , , Trong t: suất tăng chi phí hệ thống 24 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Các hệ số không xác định , , có ý nghĩa sau: Trong (4.33) không xét đến biến thiên P theo công suất phát tổ máy giả thiết có nhiệt điện a thủy điện Ta có: điều kiện phân bố cơng suất tối ưu cho vận hành: a = (4.34) 25 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Từ đây, suy ra: a Ta / Q / Pa Ta T P Q Q (4.35) Vì Pa = P để đảm bảo cân cơng suất 26 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ... bố tối ưu công suất phát hệ thống hổn hợp nhiệt điện – thủy điện: Công suất phát thủy điện phụ thuộc vào lưu lượng nước qua tuabin, Q độ cao cột nước, H: P = 9,81QH (kW) (4.18) Trong Q: H: : lưu... Trong (4.33) khơng xét đến biến thiên P theo công suất phát tổ máy giả thiết có nhiệt điện a thủy điện Ta có: điều kiện phân bố công suất tối ưu cho vận hành: a = (4.34) 25 CuuDuongThanCong.com... xuất điện tồn hệ thống điện nhỏ ? 10 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Hiển nhiên tốn phân bố cơng suất thủy - nhiệt điện phải giải cho 24 ngày - đêm cho hệ thống tồn nhiệt điện