Tối ưu vị trí và công suất nguồn điện phân tán nhằm nâng cao chất lượng điện áp trên lưới điện phân phối

Bài viết trình bày phương pháp tối ưu để xác định vị trí và công suất của các loại nguồn điện phân tán nhằm cực tiểu tổn thất công suất tác dụng và nâng cao chất lượng điện áp trên lưới điện phân phối. Vị trí và công suất tối ưu của nguồn điện phân tán được xác định sao cho tổng tổn thất công suất tác dụng trên lưới điện là nhỏ nhất mà vẫn đảm bảo các điều kiện ràng buộc về cân bằng công suất, giới hạn điện áp tại các nút và giới hạn về dòng điện cho phép trên các nhánh của lưới điện.

JOURNAL OF SCIENCE Q U Y N H O N U N I V E RS I T Y Optimizing locations and capacities of distributed generation for improving voltage quality of distribution networks Ngo Minh Khoa*, Huynh Duc Hoan Faculty of Engineering and Technology, Quy Nhon University, Vietnam Received: 25/10/2019; Accepted: 26/11/2019 ABSTRACT This paper presents an optimization method for determining locations and capacities of distributed generation types in order to reduce total loss and improve voltage quality of distribution networks The location and active power of distributed generations are determined in such a way that the total loss of active power in the network is the smallest while it still ensures constraint conditions of power balances, voltage limits at the nodes and the current limits allowed on its branches The IEEE 33-bus test network is used to verify the proposed method in this paper The simulation results show that when the distributed generations with optimal position and capacity are connected to the network, the total loss is reduced and voltage quality of the grid is improved significantly Keywords: Distribution network, distributed generation, voltage quality, power quality, optimization method Corresponding author * Email: ngominhkhoa@qnu.edu.vn Journal of Science - Quy Nhon University, 2020, 14(1), 63-70 63 TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN Tối ưu vị trí cơng suất nguồn điện phân tán nhằm nâng cao chất lượng điện áp lưới điện phân phối Ngô Minh Khoa*, Huỳnh Đức Hồn Khoa Kỹ thuật Cơng nghệ, Trường Đại học Quy Nhơn, Việt Nam Ngày nhận bài: 25/10/2019; Ngày nhận đăng: 26/11/2019 TĨM TẮT Bài báo trình bày phương pháp tối ưu để xác định vị trí công suất loại nguồn điện phân tán nhằm cực tiểu tổn thất công suất tác dụng nâng cao chất lượng điện áp lưới điện phân phối Vị trí cơng suất tối ưu nguồn điện phân tán xác định cho tổng tổn thất công suất tác dụng lưới điện nhỏ mà đảm bảo điều kiện ràng buộc cân công suất, giới hạn điện áp nút giới hạn dòng điện cho phép nhánh lưới điện Lưới điện IEEE 33 nút sử dụng để kiểm chứng phương pháp trình bày báo Kết mô cho thấy sau đấu nối nguồn điện phân tán với vị trí cơng suất tối ưu làm giảm tổn thất công suất tác dụng đáng kể nâng cao chất lượng điện áp lưới điện Từ khóa: Lưới điện phân phối, nguồn điện phân tán, chất lượng điện áp, chất lượng điện năng, phương pháp tối ưu ĐẶT VẮN ĐỀ Ngày với phát triển nguồn lượng tái tạo, yếu tố môi trường, phát triển công nghệ mới, chất lượng điện năng, độ tin cậy hệ thống điện đời nguồn điện phân tán (DG) thiết thực cho nhu cầu lượng xã hội phát triển, đại nhằm bổ sung đáp ứng nhanh chóng nhu cầu sử dụng điện cho khách hàng.1 Tuy nhiên, việc đấu nối tích hợp DG vào lưới điện phân phối (LĐPP) lại lên số vấn đề cần quan tâm là: Trạng thái ổn định kiểm sốt dịng điện ngắn mạch lưới; chất lượng điện năng, điều khiển điện áp; tính ổn định khả DG tác động nhiễu loạn; vấn đề bảo vệ rơle chế độ vận hành lưới bị lập Các vấn đề gây hạn chế định đến việc sử dụng nhiều DG tích hợp vào LĐPP.2 Bài báo tập trung vào việc nghiên cứu lựa chọn vị trí công suất tối ưu DG nhằm giảm tổn thất công suất tác dụng (CSTD) đến mức nhỏ đồng thời cải thiện chất lượng điện áp (CLĐA) LĐPP Có nhiều phương pháp sử dụng để tối ưu vị trí cơng suất DG LĐPP đề xuất nhiều cơng trình cơng bố Tối ưu vị trí cơng suất DG cách sử dụng giải thuật di truyền để cực tiểu tổn thất CSTD lưới điện.3-5 Xác định vị trí tối ưu DG tụ bù phương pháp tối ưu bầy đàn để cực tiểu hóa tổn thất CSTD có xét đến số ổn định điện áp.6 Phương pháp tối ưu dựa cơng thức tính xác tổn thất CSTD trình bày trong7,8 để tối ưu vị trí cơng suất DG, nhiên cơng trình đó, điều kiện ràng buộc điện áp không khảo sát Việc so sánh Tác giả liên hệ Email: ngominhkhoa@qnu.edu.vn * 64 Tạp chí Khoa học - Trường Đại học Quy Nhơn, 2020, 14(1), 63-70 suất bị đảo ngược, điện áp điểm đấu nối phía cuốicao nguồn Bởivớivìđiện hướng tràonguồn lưu công 11 DG tăng so áp nút suất bị đảo ngược, điện áp điểm đấu nối DG DG tăng cao so với điện ápUnút nguồn.P11D JOURNAL OF US SCIENCE US Q U Y N H O N U N I V E RS I T Y HV ưu điểm nhược điểm phương pháp tối ưu vị trí công suất DC dựa phương pháp độ nhạy phân tích rõ ràng tài liệu.9 Trong đó, tác giả đề xuất phương pháp để xác định công suất tối ưu DG với hệ số công suất tối ưu, khảo sát cho DG loại III.10 DG phân loại sau.2 Loại I: DG có khả phát CSTD, chẳng hạn pin quang điện, pin nhiên liệu,… Loại II: DG có khả phát công suất phản kháng (CSPK) để cải thiện CLĐA lưới, chẳng hạn như: tụ bù CSPK, máy bù đồng Loại III: DG có khả phát CSTD CSPK, ví dụ máy phát đồng Loại IV: DG có khả phát CSTD lại tiêu thụ CSPK, ví dụ máy phát tuabin gió sử dụng máy phát điện khơng đồng Trong báo này, loại DG nêu khảo sát để tối ưu vị trí cơng suất phát nhằm cực tiểu hóa tổng tổn thất CSTD lưới điện mà thỏa mãn ràng buộc cân công suất, giới hạn điện áp giới hạn dòng điện cho phép nhánh lưới điện Phương pháp đề xuất báo tác giả đánh giá kiểm chứng lưới điện IEEE 33 nút TỐI ƯU VỊ TRÍ VÀ CƠNG SUẤT DG Thơng thường, điện áp LĐPP truyền thống vận hành ổn định, nhiên có DG đấu nới vào lưới trào lưu công suất và điện áp bị ảnh hưởng Để phát CSTD lên lưới máy phát phải vận hành với giá trị điện áp cao so với điện áp các nút lân cận khác.11,12 Điều này có thể được giải thích bằng cách sử dụng mơ hình LĐPP hai nút có DG được đấu nối phía cuối nguồn Bởi vì hướng trào lưu công suất bị đảo ngược, đó điện áp tại điểm đấu nối DG sẽ tăng cao so với điện áp nút nguồn.11 UDG US P, Q R + jX HV P, Q PD QD PDG QDG OLTC QC Hình Ảnh hưởng DG đến LĐPP DG UDG R + jX P, Q OLTC R + jX PDG Q PDD DG QDG QD PDG DG QDG QC OLTCHình 1, DG được đấu nối vào nút Trong Q phía cuối nguồn nơi có điện áp là (UDG); PCDG và Trong Hình 1, đấu nối vào nútDG; phía Ảnh hưởng DG đến phát LĐPP QHình là 1.CSTD vàDG CSPK được bởi P DG cuối nguồn nơi có điện áp (UDG); PDG QDGD vàTrong Q là CSTD và CSPK của tải và Q là CSPK Hình DG vào DG; nút ởP phía D C CSTD 1, CSPK đấu phátnối D cuối nguồn nơi có điện áp (U ); P QDG DG phát của thiết bị bù DG, tải và thiết bị được QD CSTD CSPK tải QCDGlàbù CSPK CSTD CSPK phát DG; P phát của thiết bù DG, tải thiết bịDqua bù nối vớirahệ thống điện bị truyền tải cao áp thông Q CSTD CSPK tải Q CSPK D Ctải cao áp nối với hệ thống điện truyền đường dây cócủa tổng trởbịlàbù R DG, + jX và máy biến áp phát thiết tải thiết bị bù thơng qua đường dây có tổng trở R + jX nối với hệ thống điện truyền tải cao áp điều áp dưới tải OLTC Độ tăng điện áp dọc theo máy biến áp điều áp tải OLTC Độ tăng điện thông qua đường dây có tổng trở R +sau: jX đường xác định sau: áp dọcdây theođược đường dây xác địnhlà HV Hình Ảnh hưởng DG đến LĐPP máy biến áp điều áp tải OLTC Độ tăng điện XQ sau: áp dọc theo dây đượcRP xác+ định Δđường U= U − U ≈ (1) DG S U RP +DGXQ (1) U DG QCC –– QDD ± QDG trongđó: đó:PP==PPDG PDD và Q Q= = DG––P DG là ΔU= U DG − U S ≈ CSTDvà CSPKtruyền truyền tải tải trên đường đường dây; dây; U US là CSTD đó:ởCSPK P = nguồn PDG – P(phía D Q = QC – QD ± QDGS điện áp đầu hạ áp máy biến áp điện áp ởvàđầu nguồn (phía hạtrên áp đường máy biến CSTD CSPK truyền tải S áp điều áp tải OLTC) Nếu UDG đượcdây; biểuUdiễn điện áp đầu nguồn (phía hạ áp máy biến áp điều dướihệtảiđơn OLTC) Nếuđối, UDGthì được biểu trình diễn dướiápdạng vị tương phương điềuđược áp tải Nếu UDG biểutrình diễn (1) viết lại OLTC) là:vị tương dưới dạng hệ đơn đối, thìđược phương dạng hệ đơn vị tương đối, phương trình (1) ΔUviết =viết Ulại US (1)được lại −là: là: DG PDG− U − PD ) + X ( QC − QD ± QDG ) ΔU=≈ R U(DG S (2) (2) ≈ R phân PD )DG + X (phát QC − QD CSTD ± QDG ) (+PDG) ( PDG −tán Nguồn điện phát tiêu thụ CSPK (±QDG), Nguồn điện tán DGtán phát raphát CSTD DG) điện phân DG (+P CSTD đóNguồn tải tiêuphân thụ CSTD (-P D) CSPK (-QD) ), phát tiêu thụ CSPK (±Q DG lượng DG thiết bị bù LĐPP phátCSPK (+P ) và có thể phát hoặc tiêu thụ (±QDG), ) CSPK (-Q tải tiêu thụ CSTD (-P D D) CSPK (+Q ) Gần đây, máy phát điện đồng C khithiết đó tải tiêu thụ cả CSTD (-PraD)một và CSPK bị bù LĐPP phát lượng cỡ nhỏ, máy phát điện tuabin gió cỡ nhỏ hệ CSPK (+Q Gầnbị đây, dụng máy phát điện đồng (-Q ) vàpin các thiết bù ứng LĐPP phát C) thống mặt trời rộng rãira D cỡ nhỏ, máy phát điện tuabin gió cỡ nhỏ hệ DG trên(+Q LĐPP Đối đây, với máy phát phát điện điện lượng CSPK ) Gần các máy C thống pinphát mặt trờiCSTD ứng rộng rãi nhưtiêu đồngbợbộ vàđiện códụng thể phátgió đồng cỡ nhỏ, máy phát tuabin cỡ điện nhỏ DG LĐPP Đối với máy phát thụ CSPK phụ thuộc vào giá trị đặt hệ thống bộcủa phátmáy mặt CSTD vàđược có phátphát tiêu vàđồng hệ từ thớng pin ứng dụng rợng kích phát.trời Đối vớithể máy tuabin thụ CSPK phụ thuộc vào giá trị đặt hệ thống rãi là phát các DG LĐPP vớiphát các máy giónhư CSTD Đới kích thụ từ máylà phát Đối với máy phátgiótuabin 11,12 tiêu CSPK phụ thuộc vào tốc độ phát điện đờng bợCSTD phát ranhưng CSTDcóvàthểcóphát thể phát gió phát Hệ thống pin mặt trời sử dụng để phát 11,12 tiêu thụ phụ thuộc vàonhất tốc định độ hoặc tiêu thụ tḥc vào giágió trị đặt CSTD tạiCSPK mộtCSPK hệ số phụ công suất Hệhệ thống mặt dụng phát của thống kích từtrời của máy phát Đối máy sinhpinra dịng điện hàisử bơm vàođểvới lưới tùy CSTD hệ số công suất định đó, thuộc vào gió chất lượng inverter Do phát tuabin CSTD có tùy thể sinh cũng dòng phát điệnrahài bơm vào lưới Do thuộc vàotiêu chất inverter phát thụlượng CSPKcủa phụ thuộc vào tốc đó, độ gió11,12 Hệ thớng pin mặt trời được sử dụng để phát CSTD tại một hệ số công suất nhất định có thể sinh dòng điện hài bơm vào lưới tùy thuộc vào chất lượng inverter.3 Do đó, hướng trào lưu công suất lưới điện phụ thuộc vào giá trị CSTD và CSPK của các phụ tải so với CSTD và CSPK các DG phát và tổng tổn thất công suất lưới điện Như ta thấy DG có ảnh hưởng đáng kể đến trào lưu cơng suất CLĐA LĐPP, cách tổng quát để lựa chọn vị trí cơng suất Journal of Science - Quy Nhon University, 2020, 14(1), 63-70 65 nhằm nâng để blự nhằm LĐPP nâng tổng bc lựa LĐPP tổng thất CSTD lựa c thất CSTD Minim Minim đó: đó: Với: Zij Zbus; rij, xij Với: Zij; UZi, ijδlà i Z xij i;bus U;j,rδij,j ; U , δ Z j;ijPi, iQi ilàlà i; Ulàj, CSTD δj Q j j; Pi, Qi Trong Qj CSTD phải thỏa m Trong i) Ràng phải thỏabuộ m i) Ràng buộ PGi − PGi − QGi − QGi − đó: P i; PDi, QDi đó: P B ij điện d i; P , nút iDivàQj.Di Bij điện d ii) Ràng nút i j.bu U ii) Ràng bu đó: UU lớn đó: U iii) Ràng bu lớn iii) Ràng bu điện áp CSTD lên giá trị điện nđiện cận áp khác ng cách sử CSTD lên ược đấu nối điện áp giá trị điệnsẽ lưukhác cơng cồcận CSTD điện áplên ểm đấu nối giá trị điện cng CSTD lên cách11sử nguồn ân giácận trịkhác điện ợc đấu nối sử ânlưu cậncách khác công PD đấu nối ằng cách sử ểm đấu nối 11 Qcông D nối ượclưu đấu nguồn DG điểm đấucông nối Plưu DG 11 QDG tiểm nguồn PD nối đấu 11 t nguồn QD QC PD PDG DG P QDG QDD PDG QD DG nútQPở QDGDGphía C DG PDG QDGQDG DG; P QCD CSPK Q C C nút phía thiết bị bù QDG DG tải cao áp o nút phía DG; PD Rlà + jX vàDG Q oP nút phía DGCSPK ộthiết tăng điện P PDG; Q DG bị D bùDG sau: Q CSPK DG; P tảiC cao Dáp àCthiết bịvàbù QR +làjXCSPK (1) tải cao áp thiết bị bù ộ tăng điện àhư R sau: +cao jX áp tải Độ tăng điện R + jX QD ± QDG sau: Độ tăng điện dây; U(1) S sau: máy biến áp (1) c± biểu QDGdiễn là(1) D hương dây; Utrình S QDbiến ± QDG áy áp g dây; U Q ± Q S D DG c biểu diễn máy biến g dây; U (2) S ương trìnháp DG )biểu ợc máy biếndiễn áp phương ợc biểu diễn TD (+Ptrình DG) hương trình (2) Q ), DG DG ) CSPK (-QD) (2) lượng QDG(+P TD ) ) DG(2) điện đồng ), QQDG ) DG ỡSTD nhỏ(-Q hệ (+P SPK ) ) DDG gmột rãi ), ±Q STD (+P DGlượng DG) y±Q phát điện CSPK (-Q ), DG đồngD) điện tnhỏ tiêu aCSPK (-Q vàlượng hệD) hệnhư thống át điện đồng a rãi lượng phát tuabin cỡ nhỏ hệ át điện đồng phát điện phát nghoặc rãi cỡ nhỏ hệ tiêu 11,12 độ gió áy phát điện ng rãi a hệ thống phát át tiêu yđểphát điện hát tuabin định hệ thống át tiêu phát 11,12 lưới tùy phát hệ tuabin thống ộủa 3gió Do r hể phát phát tuabin để phát đó, 11,12 gió ểđộphát ịnh 11,12 gođộđể phát gió lưới tùy 3để phát gr.định Donhưng đó,ra vào tùy địnhlưới Do tùy đó, ter.3lưới vào er.3 Do đó, hướng trào lưu công suất lưới điện phụ thuộc vào giá trị CSTD CSPK phụ tải so với CSTD CSPK DG phát tổng tổn TẠP CHÍ KHOA HỌC thất cơng Như điện ta thấy hướng tràosuất lưu cônglưới suấtđiện lưới phụ thuộc TRƯỜNG ĐẠI HỌC đáng QUY NHƠN DG có ảnh hưởng kể đến trào lưu cơng suất vào giá trị CSTD CSPK phụ tải so với vàhướng CLĐA doDG cách lưuLĐPP, cơng suất lướira điện phụ quát thuộc CSTD vàtrào CSPK phát tổng tổng tổn để lựa chọn vị trí cơng suất DG DG nhằm nâng cao CLĐA LĐPP, vào giá trị CSTD CSPK phụ tải so với hướng trào lưu công suất lưới điện phụ thuộc thất công suất lưới điện Như ta thấy nhằm nâng cao CLĐA LĐPP, tác giả CSTD CSPK DG phát tổng tổn vào giá trị CSTD CSPK phụ tải so với có tácảnh giảhưởng đáng báo trào tiếnlưu hành khảo sát DG kể đến công suất báo tiến hành khảo sát mơ hình thất cơng suất lưới điện Như ta thấy CSTD CSPK DG phát tổng tổn CLĐA LĐPP, cách tổng qt mơtổng hình LĐPP tổng quát có N nút Khitiêu đó, LĐPP quát cóvịđáng N Khi đó, hàm DG có ảnh hưởng kểcơng đến tràovậy lưutamục công suất thất công suất lưới điện Như thấy để lựa chọn trínút suất DG hàm mục tiêu lựa chọn báo lựa chọn báo cách hàm tổng tổn CLĐA LĐPP, quát DG có ảnh hưởng đáng kể đến trào lưu suất nhằm nâng cao CLĐA LĐPP, công tác giả thất CSTD lưới điện sau: để lựa chọn vị trí công suất DG CLĐA LĐPP, cách tổng quát hàm tổng tổn thất CSTD lưới điện sau: báo tiến hành khảo sát mơ hình nhằm nâng cao LĐPP, tác giả để cótổng thể lựa chọn trí cơng suất DG LĐPP qt cóCLĐA Nvị nút Khi đó, hàmcủa mục tiêu N N ⎡α ( PP + Q Q ) ⎤ ij khảo i LĐPP, j sát i jcác mô báo tiến hành hình nhằm nâng cao CLĐA tác giả lựa chọn báo ⎢ hàm tổng ⎥ tổn PL = ∑∑ Minimize (3) LĐPP tổng N 1nút đó, hàm tiêu báoquát tiến khảo sát mơ hình ⎢+ βijKhi ⎥mục Q P PQ − =điện i =j hành thất CSTD lướicó sau: ( ) i j i j ⎣ ⎦ lựa chọn báo hàm mục tổngtiêu tổn LĐPP tổng quáttrong có Nbài nút Khi đó,làhàm ⎡ ⎤ N điện N thất CSTD trêntrong lưới sau: lựa chọn báo hàm tổng tổn + α PP Q Q ( ) rij ij i j i j ⎢ ⎥ = ∑∑ (3) = αPij L lưới cos δ i −sau: δj) đó: (4) ( thấtMinimize CSTD điện ⎢ ⎥ U=i iU Q P PQ − 1= ⎤ ( ) Nj j N +⎡β + α PP Q Q ij i j i j ⎣ ij ( i j i j )⎦ ⎢ ⎥ Minimize PL = ∑∑ (3) N N ⎡α ( PP + Q Q ) ⎤ ij i j i j ⎢ ⎥ r Q P PQ + − β = = i j ( ) ⎢ ⎥ ij ij i j i j P Minimize = r (3) ⎣ ⎦ ∑∑ L ij = sin((+ (5) αβijij U =Ui 1cos δδiβi −ij−δ(δQj j)i)Pj − PQ ⎥ (4) trong= đó: =j ⎢ i j) ⎣ ⎦ i j U iU rjij trong= đó: αij Z r= r cos (4) (δ i − δ j ) (6) ij ij + jxij rijij iU j cos δ − δ = trong= đó: βαij U (4) ( ) i j (5) (δ i − δ j ) ij UUiUsin j Với: Zijij phần phần tử tửU(i,j) (i,j) trongma matrận trậntổng tổngtrở trởnút nút i rjij βij trở sin δ − δ (5) ( ) Zbus; rij,= xij điện điện kháng phần tử i j điện kháng phần tử ijr + jx bus ij ij U=riU Ztrở ijvà ijj sinpha ijδ − = βijđộ δ j )điện áp (6) (5) ( góc nút Z i ij; Ui, δ i biên Zij; Ui, δi biên độUvàiUgóc pha điện áp nút j i; Uj,Zδj là biên tử độ (i,j) điện áptrở nút Zij góc =trong rij pha +pha jx (6) Với: ma trận tổng ij phần ij i; U , δ biên độ góc điện áp tạinút nút j, Qji CSTD CSPK bơm vào nút i; Pj, j; P i Zij = rijđiện + jxijkháng phần tử (6) Zbus; rij, xij điện trở đó: Iimax dòng điện lớn cho phép chạy nhánh thứ i đó: Iimax dịng điện lớn cho phép đó: Iimaxsátlàthứ dịng điện tính lớn cho Khảo cơng xácphép tổng chạy nhánh i.dịngthức đó: IIimax điện lớn cho phép đó: dòng điện lớn cho phép chạy nhánh thứ i imax đó: I dịng điện lớn cho phép imax đó: Iimaxthức làthứdịng điện phép tổn thất CSTD lướichính điệnlớn (3),nhất tổngcho tổnthất thất chạy nhánh i Khảo sát cơng tính xác tổng tổn chạy nhánh thứ i chạy nhánh thứ i Khảo sát cơng thức tính xác tổng tổn thất chạy nhánh thứ i CSTD tổn thấtphần CSTD nhỏ CSTD nhỏlưới nhấtđiện nếu(3), vi tổng phân riêng (3) Khảo sát cơng thức tính tổn thất Khảo sát cơng thức tính xác tổng tổn thất CSTD điện (3), tổng tổn xác thấttổng CSTD nhỏ Khảo sát cơng thức tính xác tổng tổn thất vilưới phân riêng phần (3) theo giá Khảo sát cơng thức tính xác tổng tổn trị thất CSTD lưới điện (3), tổng tổn thất CSTD nhỏ theo giá trị công suất bơm vào nút zero Do CSTD lưới điện (3), tổng CSTD nhỏ vi phân riêng phần củatổn (3)thất theo trị CSTD lưới (3), tổng tổn thất CSTD nhỏ công suất bơm vàođiện nút zero đó, vigiá phân CSTD lưới điện (3), tổng tổnDo thất CSTD nhỏ vi phân riêng phần (3) theo giá trị đó, vi phân riêng phần (3) theo CSTD bơm vi phân riêng phần (3) theo giá trị cơng suất bơm vào nút zero Do đó, vi phân vi phân riêng phần (3) theo giá trị riêng (3) theo CSTD bơm vàotheo nútviđược nhấtphần vi phân riêng phầnzero (3) giá trị cơng suất bơm vào nút Do đó, phân cơng suất bơm vào nút zero Do đó, vi phân riêng phần (3) theo CSTD bơm vào nút vào nút xác định sau: công suất bơm vào nút zero Do đó, vi phân xác định nhưbơm sau:vào cơng suất nút zero Do đó,nút vi phân riêng phần (3) theo CSTD bơm vào riêng theo CSTD bơm vào nút xác địnhphần sau:(3) riêng phần (3) CSTD riêng phần (3) theo theo CSTD bơm bơm vào vào nút nút được N xác định sau: ∂ P xác định sau: L sau: xác định N α ij Pj − βij Q j ) = = 2αsau: (11) xác định ∂PL ( ii Pi + 2∑N α P − β Qj ) =0 (11) ∂P∂i PL= 2α ii Pi + 2∑ PL = 2α P + jj2==≠11i NNN( (ijα j P −ijβ Q ∂P∂∂∂i P (11) L = 2α ii Pi + 2∑ α ij Pj − β ij Q j ) = = (11) P ij Pj − β ij Q j ) = L = 2α ii Pi + 2∑ α (11) ∂∂P ii Pi + j2 ij Pj − β ij Q j ) = ≠∑ ij =1 ( i = 2α ii α (11) ( P = j ∑ i ij j ij j ∂Pi j =1 ∂Pii j ≠i jj = ≠1i ⎡ ⎤ j ≠i j ≠i ⎤⎥ ⎡⎢ NN (12) Pi = − ⎢∑ ⎡⎡ (α ij Pj − β ij Q j ) ⎥ = ⎤⎤ Nα P − β Q ⎡ ⎤⎤⎥ (12) Pi = − α ii 1⎢ ∑ j⎡ ⎢⎢=1 NN( ij j ij j ) ⎥ = ⎥ α (12) P α P β Q = − − = N ⎢ ⎥ = j ( i ≠∑ ii 1⎢ i = ij Pj − β ij Q ⎥ j) ⎣ ⎦ (12) P α − = ⎢ ⎥ ( ) ∑ ij j − β ij Q j ⎥ = (12) P − ⎢≠∑ ij P j − β ij Q ⎦ j )⎥ = ij =1 (α (12) ii j⎢ Piii = α P = −α ⎣ α ⎢ ⎥ = j ∑ ij j ij j ii ⎢ j =1 α ⎥ ii j i ≠ α ⎣ ⎦ = j ⎢ ⎥ ii j i ≠ đó: P CSTD bơm vào nút i, xác ⎣ ⎦ ⎢ ⎥ i j i ≠ ⎣ ⎦ đó: đó: PPi i làlà CSTD CSTD bơmvào vàonút nút đượcxác xác ⎣ j ≠ i bơm ⎦ i, i,được định bởi:đó: Pi CSTD bơm vào nút i, xác CSTD bơm vào nút i, xác đó: Pii định bởi: định bởi: CSTD bơm vào xác đó: là= CSTD bơm vào nút nút i, i, được xác đó: P Pi định bởi: P P − P (13) định bởi: i DGi Di định bởi: định bởi: = Pi PDGi − PDi (13) P P − (13) vào (12),= = Ptaii được: PDGi −P PDi (13) Thay (13) QZ làlàCSTD CSPK bơm núttrởi; nút P, QVới: lài, ,CSTD CSPK bơm vào vào nút j.tại Di = P P P (13) phần tửvà(i,j) ma trận tổng jP DGi − Di Zj; = Ptaii được: PDGi (13) ij; U i δiiijlà biên độ góc pha điện áp nút j Thay (13) vào (12), DGi − PDi Thay (13) vào (12), ta được: Z ; r , x điện trở điện kháng phần tử Với: Z phần tử (i,j) ma trận tổng trở nút bus ijlà ij vàđộ Thay (13) vào (12), ta được: CSTD ij biên CSPK bơm vào nút j i;Q U , δ góc pha điện áp nút j j Trong toán cực tiểu hàm mục tiêu (3) cần Thay (13) vào (12), ta được: j ⎡ được: ⎤ Thay ta Thay (13) (13) vào vào (12), (12), Urii,ijlà làlàbiên độ kiện gócđiện pha điện ápđây: ZPbus ,δximãn điện trở phần tử ⎡⎢ Nđược: ⎤⎥ iji,; ;Q ij ta CSTD CSPK bơm vào tạicủa nút i;tạiPnút j;phải j, thỏa điều ràngkháng buộc sau N α P −β Q (14) = − P P ⎡ ( ) ⎢ Trong toán cực tiểu hàm mục tiêu (3) ∑ DGi Di ij j ij j ⎥ ⎤ ⎡ ⎤ i; U , δ biên độ góc pha điện áp ; U , δ biên độ góc pha nút Z N j i j i CSPK bơm vào nút j ij CSTD (14) Qj PDGi = PDi − α ii 1⎢ ∑ j⎡ ⎢⎡⎢=1 NN(α ij Pj − β ij Q j ) ⎥ ⎤⎥⎤⎥ i)i;j;Ràng cân suất: α (14) P P β ⎥⎥ j⎢= làthỏa CSTD CSPK bơm vào núttạibuộc i;nút Pj, Pphải U δbuộc biên độ góccơng pha điện áp ≠1∑ i N (α ii ij, Q DGi = Di − ij P j − ij Q j) cần mãn điều kiện ràng j i ⎣ ⎦ (14) = − − P P α P β Q ⎢ ⎢ ⎥ ( ) ∑ DGi Di ij j ij j (14) = −α −β PDGi = PDi − α ij P Pj − β ij Q Q ⎦j ) ⎥⎥ ⎢ ij =1 (α (14) ii j⎢≠∑ Trong toán cực tiểu hàm mục tiêu (3) cần P P ⎣ α = j ∑ DGi Di ij j ij j Q CSTD CSPK bơm vào nút j , Q CSTD CSPK bơm vào nút i; P , j; P ⎢ ⎥ ii α j i i j =1i j≠ ⎢ ⎥ ii j α sau đây: ⎣ ⎦ jj = ⎢⎣ ta ⎥ ⎡Gij ràng ⎤ đây: Nđiều kiện ii ⎢ cos (δbuộc − δ j )sau ≠1i có: Tương tự CSPK, ⎦ phải thỏa mãn ⎥ i j ≠i ⎦⎦ Qj CSTD CSPK bơm vào nút j.⎥ j ≠ i có: ⎢ hàm Tương tự CSPK,⎣⎣ ta U iUtiểu TrongPGibài− Ptoán cực mục tiêu (3) cần ∑ Di = j N Tương tự CSPK, ta có: (7) ⎢ ⎥ B sin δ δ + − j = i) Ràng buộc cân công suất: ∂Ptự (mục )⎦sau(3) i) Trong Ràngthỏa buộc cân công suất: TươngTương đối tự vớiđối CSPK, ta có: có: ta có: với ij ràng i buộc jtiêu L đối Tương CSPK, ta phải điều đây:cần ⎣kiện N α bàimãn toán cực tiểu hàm = 2αvới +β P )= 2∑ (15) Tương∂Ptự tự CSPK, taQcó: (( CSPK, ii Qi + L N α ij Q j + β ij Pj = = Q + α (15) ∂ Q = ∂ P j N phải thỏa mãn điều kiện ràng buộc sau đây: ∑ ii i ij j ij j ) iPL i 1, 2,3, N = ∀ … N ∂ ⎡ ⎤ Gij công cos (δ isuất: −δ j ) ∂Q∂∂iP L = 2α ii Qi + j2 i) Ràng buộc Ncân == 00 β (15) = ≠1∑ i N (α ij Q j + ij P j) L = 2α Q + Q + P α β (15) P ( ) ∑ ii i ij j ij j L = Q + Q + P = α α β (15) ∂∂Q ⎢ công suất: ⎥ PGi buộc U iUbằng − PDi = ij =1 (α ij Q j + β ij Pj ) = (15) ∑ Qii = 2α iiii Qii + j2≠∑ j i) Ràng cân j =1 ij j ij j ∂ Q 1i jj = (7) i ⎤ ⎢⎡+G ⎥ ≠ ∂ Q − sin δ δ B sin δ δ − j =N 1N 1i jj = ( ( ⎡G ⎤ i CSPK bơm ijijij cos iδ jj )j ⎦ i i −δ ≠ vào nút xác đó: Q ( ) ⎣ i j ≠i ⎢⎢ ⎥ QGiP − − QDi j ≠i vào nút xác đó: Qi CSPK bơm ∑1NUU1,iUiU2,3, j j⎡ = PDi= Gi GBijNcos δδi −−δδ j )) ⎥⎤⎥⎥ định: ( (8) ⎢− = ∀j i=∑ … cos CSPK bơm vào nút xác đó: Q (7) ( ⎢ i ij i j B sin δ δ + − j =1 ( ) CSPK bơm vào nút được xác xác đó: Q ⎢ ⎥ ⎣ ⎦ định: ij i j i PGi − PDi = U U đó: Q CSPK bơm CSPK CSPK bơm bơm vào vào nút nút ⎦ ∑ i j ⎣ vào nút xác đó: đó: Q Qi ii định: (7) ⎢ ⎥ B sin δ δ + − j = = Q Q − Q (16) ( ) định: i 1, 2,3, N = ∀ … ij i j i DGi Di định: ∀i 1,⎡2,3, …N N= định: G⎣ij sin δi − δ j ) ⎤ ⎦ định: = Qi QDGi − QDi (16) ( ⎢ ⎥ = Q Q QDi (16) QGi − QDi = Ui U 1, = ∀ i DGi − j 2,3, … N = Q Q (16) Do đó: i DGi − Q Di = Q Q Q (16) i CSTD CSPK phát nút đó: PGi, QGi∑ ⎢ −⎡BGijvà ⎥ ⎤ (8) i DGi − Di − cos δ δ j =1 N = Q Q − Q (16) ( ) − sin δ δ i j Do đó: i DGi Di ( ⎣ ij i j )⎦ i; PDi, QQDiGi CSTD CSPK tải nút i; G Do đó: ⎢ ⎥ ij − QDi = N U iU j ⎡G sin (δ − δ ) ⎤ Do đó: ⎡ ⎤ ∑ Do ijN i = ∀idụng 1, 2,3,⎢… (8) Do đó: đó:Do đó: Bij cos (của δ i − jnhánh δ j )⎥⎥⎦ j =1 Bij điện ⎤⎥ ⎢ −CSPK ⎡⎢ NN − QDitác = QGidẫn U iUvà ∑ j ⎣ (17) = − Q Q ⎡⎡ (α ij Q j + β ij Pj ) ⎥ ⎤⎤ ⎢∑ (8) DGi Di ⎢ − Bij cos (δ i − δ j ) ⎥ j =1 nút i j N ⎡⎢=1 N(α ij Q j + β ij Pj ) ⎥ ⎤⎤⎥ (17) QDGi = QDi − α ii 1⎢ ∑ CSPK ⎣ ⎦ nút j⎡ 1, 2,3, = ∀ … N ⎢ ⎥ trongđó: đó:PPGiGi, ,QQGiGilà làiCSTD CSTD vàN CSPKphát phát nút α ii 11⎣⎢ j⎢⎢=≠1∑ (17) Q Q α ij Q β ij P i N (α DGi = Di − j + ⎦⎥jj )) ⎥⎥⎥ (17) + Q Q Q β P i;ii)PRàng CSTD tảinút: nút i; Gij ∑ DGi = Di − ij j ij 1,CSPK 2,3, N = ∀ivàáp (17) Q Q α Q β P = − + ⎢ Di, QDi buộc điện … α ( j ⎥ ij =1 (α ij Q j + β ij P⎦ (17) QDGi QDi ⎣iiii j⎢⎢≠∑ j =1 ∑ DGi = Di − α ij j ij j ) ⎥ i; P , Q CSTD CSPK tải nút i; G α , Q CSTD CSPK phát nút đó: P = j Gi Gi ⎢ ⎥ ii ⎢ ≠1i j= ij α Bij làDiđiệnDidẫn tác dụng CSPK nhánh ⎣ ⎦ j ⎥ ii ⎢ j ≠i Như vậy, phương trình (14) cho phép xác định ⎣ ⎦ ⎥ j i ≠ ⎣⎣(14) ⎦⎦ UGi U max ∀CSPK = i và1,tải 2,… N nút (9) i;là PDi ,đó: QUDidẫn CSPK Ggiữa , CSTD Q CSTD CSPK pháti;tại P j ≠i i ≤ ijnút Gi≤ Như vậy, phương trình xác định Btrong điện tác dụng nhánh nút ij i j CSTD phát tối ưu DG loạicho Icho vàphép (17) cho Như vậy, phương trình (14) phép xácphép định tác dụng CSPK củanút nhánh BijPlàDi,điện i; QDi dẫn CSTD CSPK tải i; Ggiữa ij Như vậy, phương trình (14) cho phép xác định CSTD phát tối ưu DG loại I (17) cho phép Như vậy, phương trình (14) cho phép xác Như vậy, phương trình (14) cho phép xác định nút i j đó:buộc , Uđiện áp cho phép nhỏ xác định CSPK phát tối ưu DG loại II cho Như vậy, phương trình (14) cho phép xác định minvề max ii) Ràng ápđiện nút:của CSTD phát tối ưu DG loại I (17) phép nút j.Udẫn điện tác dụng vàcác CSPK nhánh B ij lài CSTD phát tối ưu DG loại I (17) cho phép xác định CSPK phát tối ưu DG loại II CSTD phát tối ưu DG loại I (17) cho phép lớn nút Nếu DG loại Itối đấu nối Itại i làm CSTD phát tối ưu vànút (17) cho phép định CSTD phát ưu DG loại I (17) cho xác định CSPK phát tốiDG ưuloại DG loại II tạicho nút i xác định CSPK tối ưu DG loại II nút Nếu DG loại phát I đấu nối nút i làm cho ii)Uj.Ràng buộc vềápđiện áp U max ∀tại = i 1, 2,tại … Ncác nút: (9) xác định CSPK phát tối ưu DG loại II ≤ U i ≤ ii) Ràng buộc điện nút: tổng tổn thất CSTD lưới nhỏ so với DG xác định CSPK phát tối ưu DG loại II nút Nếu DG loại I đấu nối nút i làm cho phép xácthất định CSPK phát tối ưunhất loại II iii) Ràng buộc dòng điện nhánh: nút Nếu DG loại IItrên đấu nối nút iivới làm cho tổng tổn CSTD lưới nhỏ soDG DG nút Nếu DG loại đấu nối nút làm cho ii) Ràng buộc điện áp nút: loại đấu nối nút nút Nếu DG loại I đấu nối nút i làm cho tổng tổn thất CSTD lưới nhỏ so với DG đó: UUminmin, U làUđiện áp ≤max Ui ≤ ∀= i cho 1, 2,phép … N nhỏ nhất(9) tổng tổn thất CSTD lưới nhỏ so với DG max loại đấu kỳưu nútvới nút Nếu DG loại I bất đấu nút tổng tổn thất CSTD lưới nhỏ so DG I i ≤ I i max ∀= i 1, 2,… N − (10) khác lưới, nútnối inối làtại vị tối đểnối DG tổng tổn thất CSTD lưới nhỏ sođặt với DG cùngtrên loại đấu tạitrí nút lớn nhất.U ≤ U i ≤ U max ∀= i 1, 2,… N (9) loại đấu nối nút khác lưới, nút i vị trí tối ưu để đặt DG loại đấu nối nút loại I cho Tương tự,tổn DG loại đấu nối trongđó: đó:UUmin làđiện điệnáp ápcho cho phép phép nhỏ nhỏ i làm thất CSTD loạitổng đấu nối bất kỳlưới nút , ,UUmax maxlà khác lưới, nút vị II trítrên tối ưu đểnhỏ đặtnhất DG khác lưới, nút iii vị tối ưu để đặt DG loại I.làm Tương tự, DG loại IItrí đấu nối khác lưới, nút vị trí tối ưu để đặt DG iii)trong Ràng buộc dòng điện nhánh: nút j cho tổn thất CSTD lưới nhỏ so lớn đó: U , U điện áp cho phép nhỏ khác lưới, nút i vị trí tối ưu để đặt DG max loại I Tương tự, DG loại II đấu nối lớn soloại với DG loại đấu nối I Tương DG loại II đấu nối nút jDG làm chocùng tổntự, thất CSTD trêntại lưới nhỏ so loại I Tương tự, DG II đấu nối với loại đấu loại nối nút lớn nhất.I i ≤ I i max ∀= loại I.làm Tương tự,được DG loại II được đấu nối nút j cho tổn thất CSTD lưới nhỏ so i 1, 2, … N − (10) iii) Ràng buộc dòng điện nhánh: nút jj làm cho tổn thất CSTD lưới nhỏ so với DG loại đấu nối nút nút khác lưới, nút i vị trí tối ưu để nút làm cho tổn thất CSTD lưới nhỏ so nút j lànối vị trílưới tối nhỏ ưu để đặt nútkhác jDG làmtrên cholưới, tổn thất CSTD so iii) Ràng buộc dòng điện nhánh: với loại đấu nút iii) Ràng buộc dòng điện nhánh: với DG loại đấu nối nút khác lưới, nút j vị trí tối ưu để đặt với DG loại đấu nối nút I i ≤ I i max ∀= i 1, 2,… N − DG loại II.cùng Trong trường hợp vị trí tối ưu đặt DG (10) đặt loại I Tương tự,nút nếuj nối DG IIkỳđược đấu vớiDG DG loại đấu tạiloại bất nút khác lưới, vị trí tối ưu để đặt khác lưới, nút jj vị vị trí tối để đặt DG loại II Trong trường hợp trí II tốicùng ưu ưu đặt DG khác lưới, vị trí tối ưu để đặt loại I loại vànút vịII.trên trí tối ưu đặtnút DG loại chung I i ≤ I i max ∀= i 1, 2,… N − (10) khác lưới, nút j là trítối tốiưu ưu đểnhỏ đặt DGtại Trong trường hợp vịvịtrí trí đặt DG nối j làm cho tổn thất CSTD lưới DG loại II Trong trường hợp vị tối ưu đặt DG loại I vị trí tối ưu đặt DG loại II chung DG loại II Trong trường hợp vị trí tối ưu đặt DG tạiDG mộtloại nút i, (14) đặt (17)hợp sửIItối dụng xác II Trong trường vị trí ưuđể đặt DG loại I vị trí tối ưu DG loại chung loại II nút vị trí (14) tối ưu đặt DG loại i, (17) sửII dụng đểchung xác loại vị đặt DG loại II chung định công suất vàtối hệưu sốvà cơng DG loạimột I vànút vịi,trí tríthì tối ưu đặt DGsuất loạitối IIưu chung (14) (17) sử dụng để xác nút i, (14) (17) sử dụng để xác định công suất hệ số công suất tối ưu DG nút i, (14) (17) sử dụng để xác 66 Tạp chí Khoa học - Trường Đại học Quy Nhơn, 2020, 14(1), 63-70 nútsuất i, thìvà (14) (17) sử dụng để DG xác định công hệ số công suất tối ưu định công suất hệ số công suất tối ưu DG định công suất hệ số công suất tối ưu DG định công suất hệ số công suất tối ưu DG loại III đ loại DG III đl loại IIIl loại III DG loại III cócủa tổnDG thấ loại III DG cócủa tổn thấ DG suất tối DGưt có tổn có tổn suất tối ưtt có theo (18): có tổn tổn t suất tối suất tối theo (18): suất tối tối suất theo (18 theo theo (18 (18 theo (18 Nếu vị tr Nếulượt vị trt lần Nếu vị Nếu vị t Nếu vị loại III Nếu vịđư lần lượt loại III đư CSPK ph loại III loại III CSPK ph loại III (17) tươn loại III p CSPK CSPK p (17) tươn CSPK p công suấ CSPK p (17) tươ (17) tươ công suấ (17) tươ theo (17)(18) tươ công su công su theo (18) công su su theo (18 Vịcông trí đấu theo (18 theo (18 Vị trí đấu theo (18 lưới nhỏđấ Vị Vị trí trí đấ lưới nhỏ Vị trí đấ mãn Vị trí đấ lưới nhỏ lướicác nhỏ mãn lưới nhỏ tục tính t lưới nhỏ mãn mãn tục tínhcác t mãn các loại D mãn tục tính tụcloại tính D tục tính tục tính Bước 1: C loại loại loại loại Bước 1:cóC (khơng Bước 1: Bước 1: (khơng Bước có 1: Bước 1: (khơng Bước 2: T (không (không Bước 2: T (không Bước 2: Bước 2: Bước 2: Bướcbằn Bước 3:2:S bằn bằn Bước 3: lo S bảncác bằn Bước 3: Bước 3: lo Bước 3: nút cân b Bước 3: của nút cân b lưới nút nút cân cân lưới nút cân nút cân lưới Bước lưới.4: lưới Bước 4: k lưới (10) sau Bước Bước (10) sau k tạiBước mỗisau nú Bước (10) sau tại(10) nú (10) sau (10)mỗi sauL Bước 5: tại mỗi Bước 5: L CSTD nh Bước 5: Bước 5: CSTD nh Bước Bước6:5: 5: CSTD n Bước CSTD n CSTD n Bước 6: CSTD n tốiBước ưu Bước tốiBước ưu Bước7:6nC tối Bước tối ưu ưu n n tối ưu Bước 7:vịnC tối ưu DG Bước 7: Bước 7: DG vị Bước 7: Bướctại 7:v DG Bước 8: DG v DG v Bước 8: DG đấu n8v Bước Bước đấu n8 Bước Bước đấu đấu 3.khi KẾT Q đấu đấuQ 3.khi KẾT KẾT Phương KẾTp Phương KẾT KẾT công suấtp Phương Phương cơng Phương giả lậpsuất trì Phương cơng cơng su giả lập su trì cơng su chứng, đá cơng su giả giả lập lậpđáttt chứng, giả lập mục này, giả lập t chứng, chứng, mục này, chứng, lưới điện chứng, mục mục lưới điện mục Hình đồ mục2điệ lưới lưới điệ Hình đồ lưới điệ đư lưới điệ Hình 2đư Hình Hình Hình củabước nó2 đ đ bước bày Mụđ củaở bướ đ các bướ bày ởI bướ Mụ loại theo bướ bày M bày M loại I theo bày M bày ởI th M loại loại I th loại I th loại I th JOURNAL OF Q U Y N H O N U N I V E RS I T Y cho phép tổn thất STD nhỏ eo giá trị , vi phân nút (11) = (12) xác SCIENCE (13) so với DG loại đấu nối nút khác lưới, nút j vị trí tối ưu để đặt DG loại II Trong trường hợp vị trí tối ưu đặt DG loại I vị trí tối ưu đặt DG loại II chung nút i, (14) (17) sử dụng để xác định công suất hệ số công suất tối tạiđấu nút nối i Bất ưuloại củaIIIDG loạiđấu III nối kỳ nútcông i Bấtsuất kỳ Q nút i, DG loại III khác với P DGi DGi công suất DG loại III khác với PDGi QDGi có tổn thất cơng suất lớn Khi đó, hệ số cơng nút i, có tổn thất cơng suất lớn Khi suấthệtối (OPF) DG(OPF) loại IIIcủa đó, số ưu công suấtcủa tối ưu DGxác loạiđịnh III theo (18): xác định theo (18): PDGi (18) OPF = 2 PDGi + QDGi Nếu ưuDG củaloại DGIloại II khác Nếu vị trí vị tốitríưutốicủa III khác nhau i j tương ứng, i j tương ứng, xemxem DG DG loại III đấu nối nút i với giá loại III đấu nối nút i với giá trị CSTD trị CSTD CSPK CSPKvàphát phát tínhđược tốntính theotoán (14)theo (14) (17) ứng tươngTrong ứng Trong hợphệnày, (17)vàtương trường trường hợp này, số hệcông số công suất DG loại DG III loạicũng III xác suất được xác định định theotheo (18).(18) DG cho mà tổn làmthất choCSTD tổn thất Vị tríVị đấutrínốiđấu DGnối mà làm CSTD lưới nhỏ xem vị trí tối lưới nhỏ xem vị trí tối ưu thỏa ưumãn nếucác thỏa mãn ràng buộc trình bày ràng buộc trình bày Thủ ởtục Thủ tụcxác tínhđịnh tốnvịxác định vị trí cơng tính tốn trí công suấtvàtối ưu suất tối ưu loại DG mô tả sau: loại DG mô tả sau: 1: Chạy trào lưusuất công suấtđộ chế độ BướcBước 1: Chạy trào lưu công chế cơ(khơng (khơng có DG) có DG) (14) (15) xác (16) (17) xác định cho phép II làm cho 2: Tính tốn tổn thất cơng suất chế BướcBước 2: Tính tốn tổn thất cơng suất chế độ độ cách sử dụng (3) cách sử dụng (3) Bước 3: Sử dụng (14) (17) xác định Bước 3: Sử dụng (14) (17) xác định công suất công suất loại DG khác nút loại DG khác nút ngoại trừ ngoại trừ nút cân để cực tiểu tổn thất CSTD nút cân bằng để cực tiểu tổn thất CSTD trên lưới lưới Bước 8: Tính tốn độ giảm tổn thất CSTD sau đấu nối DG vào lưới KẾT QUẢ MÔ PHỎNG Phương pháp đề xuất để tối ưu vị trí cơng suất DG báo tác giả lập trình ngơn ngữ Matlab kiểm chứng, đánh giá cho lưới điện mẫu Trong mục này, báo trình bày kết mơ lưới điện mẫu IEEE 33 nút có sơ đồ nối điện Hình đồng thời liệu nút liệu nhánh cho Phụ lục Thực bước tính tốn giải thuật đề xuất trình bày Mục để xác định công suất tối ưu DG loại I theo (14) DG loại II theo (17) nút lưới, kết thể biểu đồ Hình Qua kết Hình cho ta thấy nút từ nút đến nút 33 có giá trị cơng suất tối ưu DG loại I DG loại II thay đổi theo vị trí nút lưới điện Từ kết này, công suất DG loại III bao gồm công suất tác dụng PDGi công suất phản kháng QDGi xác định theo (14) (17) Mục 27 28 29 30 31 32 33 25 24 ~ 26 23 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Hình Sơ đồ lưới điện IEEE 33 nút Bước 4: Kiểm tra điều kiện ràng buộc Bước 4: Kiểm tra điều kiện ràng buộc (7)(7)-(10) sau đấu nối DG xác định (10) sau đấu nối DG xác định Bước Bước nút nút Bước 5: Lựa chọn vị trí đấu nối DG có tổn Bước 5: Lựa trí đấu thỏa nối DG tổnràng thất thất CSTD nhỏchọn nhấtvịmà mãncócác CSTD nhỏ mà thỏa mãn ràng buộc buộc BướcBước 6: Sử6:dụng (18) xác hệ sốhệcông suất Sử dụng (18)định xác định số công tối ưu sử dụng DG loại III suất tối ưu sử dụng DG loại III Bước Bước 7: Chạy công sausuất sau đấu nối 7: trào Chạylưu trào lưusuất cơng DG vị trí cơng suất tối ưu đấu nối DG vị trí cơng suất tối ưu Hình Cơng suất tối ưu DG loại I II nút lưới điện mẫu IEEE 33 nút Sau đấu nối DG loại I, II III nút lưới ta thấy tổng tổn thất CSTD nhỏ ứng với DG loại I đấu nối nút 6, Bước 8: Tính tốn độ giảm tổn thất CSTD sau đấu nối DG vào lưới Journal of Science - Quy Nhon University, 2020, 14(1), 63-70 67 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN DG loại II nút 30 DG loại III nút Hình Ta thấy vị trí tối ưu DG loại I II để tổn thất công suất nhỏ không trùng nhau, ta khảo sát phương án: đấu nối DG loại I nút 6, đấu nối DG loại II nút 30, đấu nối DG loại III nút đấu nối đồng thời DG loại I nút DG loại II nút 30 Kết tổng tổn thất CSTD lưới phương án thể Bảng Từ kết Bảng cho thấy đấu nối đồng thời DG loại I II vị trí khác (DG loại I nút DG loại II nút 30) tổng tổn thất CSTD giảm từ 67,85 kW (đối với DG loại III nút 6) xuống 58,89 kW CLĐA lưới điện cải thiện đáng kể sau đấu nối DG với vị trí cơng suất tối ưu Hình Ở chế độ (chưa có DG) điện áp nhỏ 0,88 p.u (nút 18) điện áp lớn p.u nút Sau đấu nối DG loại III (3,02 MVA; cosφ = 0,82) nút điện áp nhỏ 0,96 p.u nút 18 điện áp lớn 1,00 p.u nút Kết trường hợp lại thể Bảng Rõ ràng có trường hợp đấu nối DG loại III nút có điện áp lưới đảm bảo điều kiện ràng buộc điện áp Vậy phương án phương án lựa chọn để tối ưu vị trí cơng suất DG lưới điện mẫu IEEE 33 nút Hình Tổng tổn thất CSTD đấu nối DG loại I, II III nút Hình CLĐA lưới đấu nối loại DG với vị trí công suất tối ưu Bảng Kết tối ưu vị trí cơng suất DG tổn thất CSTD lưới Vị trí DG Nút Nút 30 Loại DG I II Nút III Nút 30 I & II Công suất DG tối ưu (MVA; (MW) (MVAr) cosφ) 2,49 1,71 3,02; 0,82 2,49 1,71 Tổn thất CSTD (kW) Khơng Có DG DG 114,91 152,98 219,14 - Độ giảm tổn thất CSTD (%) 47,57 30,19 67,85 69,04 58,89 73,13 Bảng CLĐA sau đấu nối DG Loại vị trí DG Điện áp (pu) @ nút trước có DG Min Max Điện áp (pu) @ nút sau có DG Min Max Loại I 0,92@18 1,00@1 (nút 6) Loại II 0,91@18 1,00@1 (nút 30) Loại I 0,88@18 1,00@1 (nút 6) 0,94@18 1,00@1 loại II (nút 30) Loại III 0,96@18 1,00@6 (nút 6) 68 Ngoài ra, báo khảo sát ảnh hưởng hệ số công suất DG đến tổn thất CSTD LĐPP Giả thiết đấu nối DG loại III với công suất không đổi 3,02 MVA tiến hành thay đổi hệ số cơng suất nó, ta thấy tổn thất CSTD lưới thay đổi Hình Qua ta thấy tổng tổn thất CSTD đạt cực tiểu ứng với hệ số công suất tối ưu xác định (18) Tạp chí Khoa học - Trường Đại học Quy Nhơn, 2020, 14(1), 63-70 JOURNAL OF SCIENCE Q U Y N H O N U N I V E RS I T Y T N Shukla, S P Singh, K B Naik Allocation of distributed generation using GA for minimum system losses, Fifteenth National Power Systems Conference (NPSC), Bombay, 2008 Hình Ảnh hưởng hệ số công suất DG loại III nút đến tổn thất CSTD KẾT LUẬN Bài báo trình bày phương pháp tối ưu vị trí cơng suất loại DG nhằm cực tiểu hóa tổng tổn thất CSTD đồng thời nâng cao CLĐA LĐPP Phương pháp đề xuất báo xác định giá trị tối ưu vị trí cơng suất loại DG phương pháp giải tích cơng thức từ mơ hình tốn tối ưu có ràng buộc Phương pháp đánh giá kiểm chứng lưới điện IEEE 33 nút, kết mô cho thấy đấu nối DG loại III nút làm giảm tổn thất CSTD lưới so với trường hợp khơng có DG đồng thời nâng cao CLĐA lưới điện Ngoài ra, báo khảo sát ảnh hưởng hệ số công suất DG đến tổn thất CSTD lưới điện Qua ta thấy tồn hệ số công suất DG làm cho tổn thất CSTD lưới nhỏ TÀI LIỆU THAM KHẢO R C Dugan, M F McGranaghan, S Santosa, H.W Beaty Electric Power Systems Quality, New York: McGraw-Hill, 2002 T Ackermann, G Andersson, L Soder Distributed generation: A definition, Electric Power Systems Research, 2001, 57(3), 195-204 S Biswas1, S K Goswami Genetic Algorithm based Optimal Placement of Distributed Generation Reducing Loss and Improving Voltage Sag Performance, ACEEE Int J on Electrical and Power Engineering, 2011, 2(1) S M Sajjadi, M R Haghifam, J Salehi Simultaneous placement of distributed generation and capacitors in distribution networks considering voltage stability index, International Journal of Electrical Power and Energy Systems, 2013, 46, 366-375 Karar Mahmoud, Naoto Yorino, Abdella Ahmed Optimal Distributed Generation Allocation in Distribution Systems for Loss Minimization, IEEE Transactions on Power Systems, 2018, 31(2), 960-969 D Q Hung, N Mithulananthan, R C Bansal Analytical expressions for DG allocation in primary distribution networks, IEEE Transactions on Energy Conversion, 2010, 25(3), 814-820 V V S N Murthy, Ashwani Kumar Comparison of optimal DG allocation methods in radial distribution systems based on sensitivity approaches, International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 2013, 53, 450-467 C L Masters Voltage rise: The big issue when connecting embedded generation to long 11 kV overhead lines, Power Engineering Journal, 2002, 16(1), 5-12 10 C T Su, C F Chang, J P Chiou Distribution network reconfiguration for loss reduction by ant colony search algorithm, Electric Power Systems Research, 2005, 75(2), 190-199 11 M E Baran, I M El-Markabi A multiagentbased dispatching scheme for distributed generators for voltage support on distribution feeders, IEEE Transactions on Power Systems, 2007, 22(1), 52-59 12 C M Hird, H Leite, N Jenkins, H Li Network voltage controller for distributed generation, IEE Proceedings - Generation, Transmission and Distribution, 2004, 151(2), 150-156 Journal of Science - Quy Nhon University, 2020, 14(1), 63-70 69 TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN Phụ lục Dữ liệu nhánh lưới điện IEEE 33 nút PHỤ LỤC Phụ lục Dữ liệu nút lưới điện IEEE 33 nút Nút 10 11 12 13 14 15 16 17 70 P (kW) 100 90 120 60 60 200 200 60 60 45 60 60 120 60 60 60 Q (kVAr) 60 40 80 30 20 100 100 20 20 30 35 35 80 10 20 20 Nút 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 P (kW) 90 90 90 90 90 90 420 420 60 60 60 120 200 150 210 60 Q (kVAr) 40 40 40 40 40 50 200 200 25 25 20 70 600 70 100 40 Nút Nút đến R (p.u) X (p.u) Nút Nút đến R (p.u) X (p.u) 0,005753 0,002976 17 18 0,045671 0,035813 0,03076 0,015667 19 0,010232 0,009764 0,022836 0,1163 19 20 0,093851 0,084567 0,023778 0,01211 20 21 0,02555 0,029849 0,051099 0,044112 21 22 0,04423 0,058481 0,01168 0,038608 23 0,028152 0,019236 0,106779 0,077061 23 24 0,056028 0,044243 0,064264 0,04617 24 25 0,055904 0,043743 10 0,064888 0,04617 26 0,012666 0,006451 10 11 0,012266 0,004056 26 27 0,017732 0,009028 11 12 0,02336 0,007724 27 28 0,066074 0,058256 12 13 0,091592 0,072063 28 29 0,050164 0,043712 13 14 0,033792 0,04448 29 30 0,031664 0,016128 14 15 0,036874 0,032818 30 31 0,060795 0,060084 15 16 0,046564 0,034004 31 32 0,019373 0,02258 16 17 0,080424 0,107378 32 33 0,021276 0,033081 Tạp chí Khoa học - Trường Đại học Quy Nhơn, 2020, 14(1), 63-70 ... pháp tối ưu để xác định vị trí cơng suất loại nguồn điện phân tán nhằm cực tiểu tổn thất công suất tác dụng nâng cao chất lượng điện áp lưới điện phân phối Vị trí cơng suất tối ưu nguồn điện phân. .. nútsuất i, th? ?và (14) (17) sử dụng để DG xác định công hệ số công suất tối ưu định công suất hệ số công suất tối ưu DG định công suất hệ số công suất tối ưu DG định công suất hệ số công suất tối. .. pháp trình bày báo Kết mô cho thấy sau đấu nối nguồn điện phân tán với vị trí cơng suất tối ưu làm giảm tổn thất công suất tác dụng đáng kể nâng cao chất lượng điện áp lưới điện Từ khóa: Lưới điện