Đánh giá ổn định của hệ thống điện dựa trên tín hiệu đo góc pha đồng bộ

Đánh giá ổn định của hệ thống điện dựa trên tín hiệu đo góc pha đồng bộ Đánh giá ổn định của hệ thống điện dựa trên tín hiệu đo góc pha đồng bộ Đánh giá ổn định của hệ thống điện dựa trên tín hiệu đo góc pha đồng bộ luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU 10 Lý chọn đề tài 10 Mục tiêu nhiệm vụ luận văn 12 Phƣơng pháp nghiên cứu 13 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ỔN ĐỊNH TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 14 1.1 Phân loại ổn định hệ thống điện 14 1.2 Một số cố gây ổn định điển hình giới Việt Nam 16 1.2.1 Sự cố Pháp ngày 19/12/1978 16 1.2.2 Sự cố Italya ngày 28/9/2003 16 1.2.3 Sự cố Tokyo – Nhật Bản ngày 23/7/1987 17 1.2.4 Sự cố tách lưới châu Âu ngày 4/11/2006 18 1.2.5 Sự cố diện rộng lưới điện Việt Nam 19 1.3 Một số phƣơng pháp nghiên cứu ổn định điện áp 19 CHƢƠNG THIẾT BỊ ĐO LƢỜNG ĐỒNG BỘ PHA VÀ ỨNG DỤNG 21 2.1 Tổng quan thiết bị đo lƣờng đồng pha PMU 21 2.2 Một số ứng dụng thiết bị đo lƣờng đồng pha 23 Trang 2.2.1 Quan sát hệ thống tăng độ tin cậy hệ thống giám sát lưới điện 23 2.2.2 Đánh giá ổn định tần số hệ thống 24 2.2.3 Đánh giá ổn định điện áp cảnh báo sớm nguy sụp đổ điện áp 25 2.2.4 Bảo vệ chống đồng diện rộng 26 CHƢƠNG 3: BÀI TỐN TỐI ƢU HĨA VỊ TRÍ ĐẶT THIẾT BỊ ĐO LƢƠNG ĐỒNG BỘ PHA TRÊN HỆ THỐNG ĐIỆN 28 3.1 Các luật quan sát PMU 28 3.1.1 Luật quan sát thứ 29 3.1.2 Luật quan sát thứ hai 30 3.1.3 Luật quan sát thứ ba 31 3.2 Sơ đồ rút gọn 31 3.2.1 Máy biến áp 31 3.2.2 Các kháng điện, tụ bù ngang 32 3.2.3 Các tụ bù dọc 32 3.3 Bài tốn xác định vị trí đặt tối ƣu cho thiết bị PMU lƣới điện 32 3.3.1 Bài tốn tối ưu vị trí PMU truyền thống 34 3.3.2 Bài tốn tối ưu vị trí đặt PMU có xét đến nút ZIB 35 3.3.3 Bài tốn tối ưu vị trí đặt PMU có xét đến PMU bất kz bị hư hỏng 36 3.3.4 Bài toán tối ưu điểm đặt PMU có xét đến nhánh bất kz bị cắt 36 3.3.5 Công cụ giải toán tối ưu 37 3.4 Kết áp dụng lƣới điện mẫu IEEE lƣới điện 220- 500kV Việt Nam 39 3.4.1 Các lưới điện mẫu IEEE 39 3.4.2 Hệ thống điện 220 – 500kV Việt Nam 43 3.5 Kết luận 44 CHƢƠNG 4: BÀI TOÁN ĐÁNH GIÁ TRẠNG THÁI 45 4.1 Giới thiệu toán đánh giá trạng thái 45 4.2 Thuật toán giải toán đánh giá trạng thái 46 Trang 4.2.1 Kỹ thuật ước lượng hợp lý cực đại (MLE maximum likelihood estimation) 47 4.2.2 Phương pháp bình phương cực tiểu có trọng số 48 4.3 Các bƣớc thực SE 50 4.3.1 Tính tốn hàm số h(x) 50 4.3.2 Tính tốn ma trận Jacobian H(x) 52 4.4 Phát xác định liệu đo khơng xác 54 4.4.1 Chuẩn hóa sai số 55 4.4.2 Phát xác định liệu sai 56 4.4.3 Thuật toán áp dụng 56 4.5 Áp dụng 57 4.6 Kết luận 61 CHƢƠNG 5: PHƢƠNG PHÁP TỔNG TRỞ ĐỂ ĐÁNH GIÁ ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP 62 5.1 Tổng quan phƣơng pháp tổng trở 62 5.2 Áp dụng cho lƣới điện Nordic 65 5.2.1 Tổng quan lưới điện Nordic 65 5.2.2 Mơ hình máy phát hệ thống điện 67 5.2.3 Thông số phụ tải 67 5.2.4 Kết mô động lưới điện Nordic 68 5.2.5 Áp dụng phương pháp tổng trở đánh giá ổn định hệ thống điện Nordic 71 5.3 Kết luận 80 KẾT LUẬN 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 82 Trang LỜI CẢM ƠN Đầu tiên cho g i lời cám ơn đến tồn thể thầy giáo môn Hệ thống điện – Đại học Bách khoa Hà Nội đ tạo điều kiện cho tơi hồn thành luận văn thạc s này, đ y hội tốt đƣ c thực hành k đ học giảng đƣờng c ng gi p ngày tự tin vào th n m nh Tôi xin g i lời cám ơn ch n thành tới TS Nguyễn Xuân Hoàng Việt suốt thời gian qua đ nhiệt t nh ch dạy, gi p đ tơi hồn thành tốt luận văn thạc s Tôi c ng xin g i lời cám ơn s u sắc tới toàn thể bạn b , ngƣời th n, ngƣời đ bên cạnh tôi, ủng hộ suốt thời gian qua Do thời gian có hạn, chắn luận văn khơng tránh khỏi thiếu sót Em kính mong thầy ch bảo, đóng góp ý kiến để em hoàn thiện, tiếp tục nghiên cứu phát triển đề tài Trang LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan vấn đề đƣ c trình bày luận văn nghiên cứu riêng cá nhân Các số liệu thống kê, báo cáo, tài liệu khoa học luận văn đƣ c s dụng công tr nh khác đ nghiên cứu đƣ c thích đủ, đ ng quy định Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Tác giả luận văn Hoàng Văn Tuấn Trang TỪ VIẾT TẮT  HTĐ: Hệ thống điện  SE: Đánh giá trạng thái, State Estimation  PMU: Thiết bị đo góc pha đồng bộ, phasor measurement unit  ZIB: Nút mà khơng có nguồn khơng có tải đặt n t (Zero Injection Bus) Trang DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng Thông tin hệ thống điện mẫu IEEE 39 Bảng Kết toán tối ưu truyền thống 40 Bảng Kết toán tối ưu có xét đến nút ZIB 41 Bảng Kết tốn tối ưu vị trí PMU có xét đến PMU 41 Bảng Kết tốn tối ưu có xét đên nhánh 42 Bảng Kết toán tối ưu PMU cho lưới điện Việt Nam 43 Bảng Độ lớn góc pha nút có điểm đo 58 Bảng Dịng cơng suất nhánh có đặt điểm đo 58 Bảng Kết giá trị điện áp sau giải toán SE 59 Trang DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình Phân loại dạng ổn định HTĐ 15 Hình Biên độ góc pha tín hiệu điều hịa 21 Hình Mơ hình thiết bị PMU 22 Hình Minh họa góc pha lưới điện châu Âu, cố tháng 11/2006 23 Hình Tần số đo từ PMU vị trí khác lưới điện châu Âu ngày 4/11/2006 25 Hình Minh họa cho luật quan sát thứ 29 Hình Minh họa luật quan sát thứ 30 Hình Minh họa cho luật quan sát thứ 31 Hình Sơ đồ rút gọn MBA cuộn dây 31 Hình 10 Sơ đồ rút gọn MBA cuộn dây (hoặc tự ngẫu) 32 Hình 11 Sơ đồ rút gọn thiết bị bù ngang 32 Hình 12 Sơ đồ rút gọn tù bụ dọc 32 Hình 13 Lưới điện 14 nút IEEE Hình 14 Sơ đị rút gọn IEEE 14 nút 39 Hình 15 Sơ đồ hình Π thay cho nhánh ij 51 Hình 16 Thuật tốn thực toán SE 57 Hình 17 Sơ đồ lưới điện IEEE 14 nút 58 Hình 18 So sánh độ lớn điện áp ước lượng thực tế 60 Hình 19 So sánh góc pha điện áp ước lượng thực tế 60 Hình 20 Sơ đồ mạng cửa xét nút k 62 Hình 21 Hình vẽ thu gọn mạng điện nhiều cửa 63 Hình 22 Lưới điện Nordic 66 Hình 23 Điện áp số nút hệ thống 68 Hình 24 Điện áp nút thuộc khu vực trung tâm 69 Hình 25 Điện áp số nút thuộc khu vực phía Bắc, Nam 70 Hình 26 E thevenin cho số nút hệ thống 71 Hình 27 E thevenin xét số nút thuộc vùng Trung tâm 72 Trang Hình 28 Tổng trở Thevenin số nút hệ thống 72 Hình 29 Tổng trở Thevenin xét số nút vùng Trung tâm 73 Hình 30 Công suất truyền tải tối đa đến số nút tải hệ thống 74 Hình 31 Cơng suất truyền tải tối đa đến số nút tải miền Trung tâm 74 Hình 32 Giới hạn công suất truyền tải số nút hệ thống 75 Hình 33 Giới hạn truyền tải công suất số nút thuộc vùng Trung tâm 76 Hình 34 Điện áp nút khu vực Trung tâm sa thải 100MW nút t = 140s 78 Hình 35 Độ dự trữ ổn định số nút thuộc miền Trung tâm sa thải 100MW nút t = 140s 78 Hình 36 Điện áp số nút thuộc Trung tâm sa thải 200MW nút t = 100s 79 Hình 37 Độ dự trữ ổn định số nút Trung tâm sa thải 200MW nút t = 100s 79 Trang MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Trong năm qua, với phát triển kinh tế, nhu cầu điện c ng gia tăng mạnh mẽ công suất, quy mơ tính chất v Hệ thống điện có vai trị quan trọng phát triển kinh tế, x hội, trị quốc gia, yếu tố chi phối hầu nhƣ toàn kinh tế Do hệ thống điện phải đƣ c đầu tƣ, mở rộng để đáp ứng đƣ c nhu cầu x hội Tuy nhiên, HTĐ nói chung HTĐ Việt Nam nói riêng gặp phải với vƣớng mắc tồn nhƣ: - Thứ nhất: khó khăn việc đầu tƣ nguồn điện, hệ thống truyền tải: Hiện nay, việc đầu tƣ đồng hóa nguồn điện lƣới điện truyền tải khó khăn Theo Tổng cơng ty truyền tải điện Quốc Gia nhu cầu vốn để phát triển lƣới điện truyền tải giai đoạn 2011 - 2020 200 ngh n tỷ đồng, chiếm 34% tổng vốn đầu tƣ phát triển điện lực; giai đoạn 2021 - 2030 gần 500 nghìn tỷ đồng, chiếm 35% Hiện có vài cá nhân nƣớc đầu tƣ số thủy điện nhỏ có cơng suất khơng đáng kể, nhà đầu tƣ nƣớc ngồi thời điểm chƣa quan t m nhiều đến đầu tƣ vào ngành điện - Thứ hai: tăng trƣởng nhanh chóng phụ tải: Theo số liệu Trung t m điều độ hệ thống điện Quốc gia, tốc độ tăng trƣởng phụ tải từ năm 2009 trở lại đ y cao 10% (Năm 2009: 12,5%; Năm 2010: 14%; Năm 2011: 15%; Năm 2012: 16,8%) Dự kiến năm từ 2013 đến 2020 tốc độ tăng trƣởng phụ tải khoảng 12% - 16% - Thứ ba: tài nguyên thiên nhiên để sản xuất điện ngày khan hiếm: Ở nƣớc ta, nguồn tài nguyên thiên nhiên dùng để sản xuất điện cung cấp cho phụ tải chủ yếu hồ thủy điện (nhà máy thủy điện), từ khí đốt (nhà máy nhiệt điện khí), than (nhà máy nhiệt điện than) Theo EVN, phƣơng án Trang 10 nghiêm trọng từ thời điểm t = 130s dẫn đến sụp đổ thời điểm t = 160s Dựa hình 23, thấy điện áp n t 1041, 1044, 1045 n t có điện áp thấp nhất, tƣơng ứng với phụ tải nút số 1, 4, Nếu dựa sở n t có điện áp thấp để đánh giá mức độ ổn định điện áp thấy nút có mức độ tham gia vào trình ổn định hệ thống lớn Channel Plot 1.1 0.9 0.8 0.7 0.6 25 50 75 100 125 150 Time (seconds) g b c d e f b c d e f g b c d e f g b c d e f g 211 - VOLT 4071 [4071 400.00] : Fault_4032_OLTC_mod 189 - VOLT 4011 [4011 400.00] : Fault_4032_OLTC_mod 193 - VOLT 4031 [4031 400.00] : Fault_4032_OLTC_mod 208 - VOLT 4061 [4061 400.00] : Fault_4032_OLTC_mod Hình 25 Điện áp số nút thuộc khu vực phía Bắc, Nam Tại vùng cịn lại, lƣ ng phụ tải thấp tổ máy phát nội miền đáp ứng đƣ c nhu cầu công suất phản kháng để giữ điện áp đƣ c cho khu vực Trên hình vẽ diễn biến điện áp số nút thuộc miền Bắc Nam Có thể thấy giá trị điện áp nút ổn định thời điểm ổn định hệ thống Trên đ y diễn biến trình ổn định hệ thống đƣ c quan sát thông qua giá trị điện áp Sau đ y, tác giả s dụng phƣơng pháp tổng trở để Trang 70 tính tốn thay đổi ch số để từ đánh giá mức độ ổn định hệ thống điện theo thời gian thực 5.2.5 Áp dụng phƣơng pháp tổng trở đánh giá ổn định hệ thống điện Nordic Sau thực xong toán đánh giá trạng thái, kết đạt đƣ c (giá trị điện áp, dòng điện, ma trận tổng dẫn hệ thống) – luận văn s dụng thông số đƣ c xuất từ q trình mơ động PSSE, đƣ c coi thông số vận hành thời gian thực – từ tính tốn ch số đƣ c s dụng phƣơng pháp tổng trở Dƣới đ y trình bày diễn biến thay đổi ch số theo thời gian trình ổn định hệ thống Ethevenin theo thoi gian 1.1 Ethevenin 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 20 40 60 80 Time (s) bus bus bus bus 100 120 140 160 12 63 Hình 26 E thevenin cho số nút hệ thống Trang 71 Ethevenin theo thoi gian 0.95 Ethevenin 0.9 0.85 0.8 0.75 0.7 0.65 20 40 60 80 Time (s) bus bus bus bus bus 100 120 140 160 51 43 47 Hình 27 E thevenin xét số nút thuộc vùng Trung tâm Zthevenin theo thoi gian 0.07 0.06 Zthevenin 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 20 40 60 80 Time (s) bus bus bus bus 100 120 140 160 12 63 Hình 28 Tổng trở Thevenin số nút hệ thống Trang 72 Zthevenin theo thoi gian 0.07 0.06 Zthevenin 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 20 40 60 80 Time (s) bus bus bus bus bus 100 120 140 160 51 43 47 Hình 29 Tổng trở Thevenin xét số nút vùng Trung tâm Trong đó, n t 1, 2, 5, 43, 47, 51 phụ tải phía 20kV thuộc miền Trung t m Các n t 12, 63 n t đại diện cho vùng phía Bắc phía Nam Hai thơng số đƣ c tính toán tổng trở tƣơng đƣơng Thevenin điện áp đẳng trị Thevenin mạng c a đƣ c nhìn từ nút tải tƣơng ứng Cụ thể, thông số biến động mạnh xét nút thuộc khu vực trung tâm Trong hình 2, thấy tổng trở Thevenin xét từ nút trung tâm tăng lên đáng kể điện áp đẳng trị Thevenin giảm mạnh tƣơng ứng với trình ổn định Ngƣ c lại nút thuộc khu vực khác, điện áp khu vực cao, ổn định nên mức độ dao động thông số bé, hầu nhƣ không đáng kể lúc ổn định Điều phù h p với lý thuyết đ đƣ c trình bày Khi ch đƣ c rằng, điện áp đẳng trị nhìn vào hệ thống có xu hƣớng giảm tổng trở có xu hƣớng tăng lên làm cho mức độ ổn định n t xét giảm xuống Các ch số đƣ c dùng để ph n tính đánh giá mức độ ổn định hệ thống Trang 73 Công suất truyền tải tối đa đến nút phụ tải đƣ c tính tốn dựa vào giá trị điện áp tổng trở Thevenin tƣơng ứng Kết đƣ c thể nhƣ sau: SMAX theo thoi gian 25 SMAX 20 15 10 0 20 40 60 80 Time (s) bus bus bus bus 100 120 140 160 12 63 Hình 30 Cơng suất truyền tải tối đa đến số nút tải hệ thống SMAX theo thoi gian 30 25 SMAX 20 15 10 0 20 40 60 80 Time (s) bus bus bus bus bus 100 120 140 160 51 43 47 Hình 31 Cơng suất truyền tải tối đa đến số nút tải miền Trung tâm Trang 74 Có thể thấy công suất truyền tải tối đa đến nút tải vùng trung tâm suy giảm đáng kể mạnh thời điểm ổn định điện áp Còn nút vùng khác ổn định, số nút cịn có xu hƣớng tăng lên, điều điện áp khu vực đƣ c trì máy phát gần Và cuối ch số độ dự trữ công suất truyền tải đƣ c tác giả dùng để đánh giá mức độ ổn định hệ thống Hình 31, 32 cho thấy ch số c ng ch nút khu vực miền Trung có xu hƣớng giảm mạnh điện áp bị suy giảm Ngồi quan sát độ lớn giá trị độ dự trữ để đánh giả đƣ c tham gia nút tải vào trình ổn định điện áp margin theo thoi gian 90 80 70 margin 60 50 40 30 20 10 20 40 60 80 Time (s) bus bus bus bus bus 100 120 140 160 47 51 Hình 32 Giới hạn cơng suất truyền tải số nút hệ thống Trang 75 Gioi han cong suat truyen tai (%) theo thoi gian 90 80 70 60 50 40 30 20 10 20 40 60 80 Time (s) 100 margin bus margin bus margin bus margin bus margin bus 120 140 160 51 43 47 Hình 33 Giới hạn truyền tải công suất số nút thuộc vùng Trung tâm Một số nhận xét đƣ c rút từ việc quan sát ch số độ dự trữ công suất truyền tải nhƣ sau: - Nút tải có độ dự trữ thấp mức độ ảnh hƣởng đến trình ổn định điện áp lớn Có thể thấy hình 31, 32, nút tải (tƣơng ứng với n t 1041 lƣới truyền tải) có độ dự trữ ổn định thấp Đ y n t có độ ảnh hƣởng lớn đến q trình gây sụp đổ hệ thống cần đƣ c nhân viên vận hành lƣu ý để x lý (sa thải phụ tải hạn chế công suất) - Quan sát lại hình vẽ 23 để xem lại độ lớn điện áp nút hệ thống trình sụp đổ điện áp Dễ thấy nút 1041, 1044, 1045 (tƣơng ứng với nút tải 1, 4, 5) có điện áp xấp x nút 1045 n t có điện áp thấp thời gian đầu mô Tuy nhiên quan sát độ lớn ch số dự trữ cơng suất thấy nút tải n t có độ lớn thấp n t 4, cịn có độ lớn cao nhiều, đồng thời xấp x với n t 47 có điện áp cao Quan sát thêm thấy rằng, n t 4047 có điện áp thấp n t 4051, nhiên độ dự trữ ổn định nút 47 lại cao n t 51 Điều giải thích dễ dàng, Trang 76 quan sát vị trí n t 4047 n t 4051 lƣới điện, nút 4051 cấp tia nên mức độ ổn định thấp n t 4047 đƣ c cấp theo mạch vịng Do đó, thấy mức độ ảnh hƣởng nút xét theo tiêu chuẩn độ dự trữ ổn định th không tƣơng ứng với giá trị điện áp nút mà phải xét tới vị trí n t lƣới điện Sau t m đƣ c n t có độ dự trữ thấp, tƣơng ứng với nút có ảnh hƣởng lớn trình sụp đổ điện áp, nhân viên vận hành cần tiến hành sa thải phụ tải để đảm bảo giữ đƣ c ổn định hệ thống Tuy nhiên mức độ sa thải thời gian sa thải phụ tải cần đƣ c xem xét lựa chọn tối ƣu Dƣới đ y tác giả mô số phƣơng án sa thải phụ tải để xem xét khả tăng độ ổn định cho hệ thống Nhắc lại, mô mục 5.2.4 cho biết thời điểm 55s, 62s, 65s, 80s, 130s, 140s lần lƣ t OEL máy phát G12, G14, G7, G11, G6, G15, G16 tác động giảm phát công suất phản kháng tổ máy, điều làm cho hệ thống theo thời gian thiếu công suất phản kháng giữ đƣ c điện áp, dẫn đến sụp đổ khoảng t = 160s Điều dùng để lựa chọn thời điểm cắt tải Quan sát ch số điện áp, c ng nhƣ độ dự trữ ổn định công suất truyền tải thấy thời điểm khoảng sau 80s th độ thay đổi ch số nút khu vực trung tâm mạnh Đ y thời điểm quan trọng để nhân viên vận hành đƣa định sa thải phụ tải để đảm bảo ổn định hệ thống điện Kịch đƣ c lựa chọn để mô nhƣ sau: - Kịch 1: Sa thải phụ tải 200MW nút thời điểm t = 100s - Kịch 2: Sa thải phụ tải 100MW nút thời điểm t = 140s Ở kịch ta quan sát thay đổi độ lớn ch số điện áp độ trữ ổn định theo thời gian Trang 77 Kịch 1: Channel Plot 0.75 10 20 40 30 50 70 60 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 Time (seconds) g b c d e f b c d e f g b c d e f g b c d e f g c d e f g b c d e f g 195 - VOLT 1041 [1041 130.00] : Fault_4032_OLTC_mod 198 - VOLT 1044 [1044 130.00] : Fault_4032_OLTC_mod 199 - VOLT 1045 [1045 130.00] : Fault_4032_OLTC_mod 206 - VOLT 4047 [4047 400.00] : Fault_4032_OLTC_mod 205 - VOLT 4046 [4046 400.00] : Fault_4032_OLTC_mod 207 - VOLT 4051 [4051 400.00] : Fault_4032_OLTC_mod Hình 34 Điện áp nút khu vực Trung tâm sa thải 100MW nút t = 140s margin theo thoi gian 90 80 margin 70 60 50 40 30 20 20 40 60 80 100 Time (s) bus bus bus bus bus 120 140 160 180 47 51 Hình 35 Độ dự trữ ổn định số nút thuộc miền Trung tâm sa thải 100MW nút t = 140s Trang 78 Kịch 2: Channel Plot 1.1 0.9 0.8 0.7 50 100 150 200 250 300 Time (seconds) g b c d e f b c d e f g b c d e f g b c d e f g c d e f g b c d e f g 195 - VOLT 1041 [1041 130.00] : Fault_4032_OLTC_mod 198 - VOLT 1044 [1044 130.00] : Fault_4032_OLTC_mod 199 - VOLT 1045 [1045 130.00] : Fault_4032_OLTC_mod 206 - VOLT 4047 [4047 400.00] : Fault_4032_OLTC_mod 205 - VOLT 4046 [4046 400.00] : Fault_4032_OLTC_mod 207 - VOLT 4051 [4051 400.00] : Fault_4032_OLTC_mod Hình 36 Điện áp số nút thuộc Trung tâm sa thải 200MW nút t = 100s margin theo thoi gian 90 80 margin 70 60 50 40 30 20 50 100 150 Time (s) bus bus bus bus bus 200 250 300 47 51 Hình 37 Độ dự trữ ổn định số nút Trung tâm sa thải 200MW nút t = 100s Trang 79 Quan sát hình vẽ 33, 34, 35, 36 tƣơng ứng với kịch sa thải phụ tải thấy rằng: Tác động sa thải phụ tải ch có ý nghĩa đủ sớm công suất sa thải đủ lớn - Trong trƣờng h p 1, công suất sa thải phụ tải bé thời gian sa thải muộn t = 140s gần với thời điểm sụp đổ th khơng có ý nghĩa hệ thống sụp đổ, dù muộn hơn, thời điểm t = 180s Điều giải thích nhƣ sau, thời điểm 140s giới hạn kích từ nhà máy đ tác động khiến cho hệ thống thiếu công suất trầm trọng, việc sa thải phụ tải thời điểm muộn giữ đƣ c độ ổn định cho hệ thống - Trong trƣờng h p 2, sa thải phụ tải thời điểm t = 100s, thời điểm điện áp hệ thống đ suy giảm, đủ để ngƣời vận hành phát ra, đồng thời c ng không muộn OEL hệ thống chƣa tác động hết Thời điểm này, việc sa thải phụ tải nút thích h p cơng suất đủ lớn giữ đƣ c độ ổn định hệ thống Cụ thể hình vẽ 35, 36 ch số điện áp độ trữ ổn định đ đƣ c phục hồi, hệ thống vận hành ổn định trở lại 5.3 Kết luận Chƣơng luận văn đ tr nh bày đƣ c chi tiết việc nghiên cứu phƣơng pháp tổng trở để đánh giá mức độ ổn định điện áp hệ thống điện từ lý thuyết đến cách thức áp dụng cho lƣới điện cụ thể thông qua việc s dụng phần mềm PSS/E Matlab để mô thay đổi ch số, từ đánh giá mức độ ổn định hệ thống Ngồi ra, việc s dụng ch số độ trữ ổn định phƣơng pháp đánh giá đƣ c nút nguy hiểm tham gia nhiều vào trình sụp đổ điện áp Các tác động sa thải phụ tải chọn lọc c ng đƣ c nghiên cứu nhằm đánh giá khả hạn chế cố sụp đổ điện áp Kết cho thấy việc sa thải phụ tải đủ lớn đủ sớm ngăn ngừa đƣ c nguy sụp đổ áp tƣơng đối hiệu Trang 80 KẾT LUẬN Luận văn đ đề cập đến số vấn đề việc ứng dụng thiết bị PMU việc đánh giá ổn định hệ thống điện Các chủ đề đ đƣ c nghiên cứu bao gồm: i) Nghiên cứu toán tối ƣu hóa vị trí đặt PMU lƣới truyền tải, nhằm đảm bảo quan sát hệ thống điện, sở xét đến ràng buộc hƣ hỏng PMU, nút ZIB, tách nhánh bất kỳ; ii) Nghiên cứu mô h nh toán đánh giá trạng thái (SE) sở s dụng tín hiệu PMU; iii) Áp dụng phƣơng pháp tổng trở biểu kiến để phát cố sụp đổ điện áp Mơ h nh tính tốn đặt PMU đ áp dụng đƣ c cho lƣới điện Việt Nam 500, 220kV đến năm 2030, với hiệu cao Tuy nhiên, mơ hình tính tốn luận văn cịn chƣa xét đến số yếu tố thực tế khác nhƣ: Sơ đồ trạm 500, 220kV, giới hạn số lƣ ng kênh đo cho thiết bị PMU Khi thêm ràng buộc này, mô h nh tốn đặt PMU khơng có nhiều thay đổi, nhiên kích thƣớc tốn tăng lên đáng kể Kết nghiên cứu phƣơng pháp tổng trở biểu kiến cho thấy: tổng trở biểu kiến có thay đổi mạnh nút yếu trình sụp đổ điện áp Nếu quan sát đồng thời diễn biến thơng số mạch Thevenin lƣới truyền tải, nhận dạng đƣ c nút yếu cách tƣơng đối xác Việc cho phép tạo sở triển khai sa thải phụ tải chọn lọc theo điện áp Biện pháp cho thấy đ ngăn ngừa đƣ c cố sụp đổ điện áp Tuy nhiên luận văn chƣa đề cập đƣ c đến tốn tính toán tối ƣu lƣ ng sa thải phụ tải Đ y chủ đề nghiên cứu Trang 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] India Blackouts 2012 URL: https://en.wikipedia.org/wiki/2012_India_blackouts [2] Technical Analysis of the August 14, 2013, Blackout: What happened, Why and What did we learn? Tech rep North American Electric Reliability Council, 2003 [3] IEEE/CIGRE Joint Task Force on Stability Terms and Definitions: “Definition and Classification of Power System Stability” In: IEEE Transactions on Power systems 19.2.2004, pp 1387 – 1041 [4] L Văn Út, Ph n tích điều khiển ổn định Hệ thống điện, NXB KHKT, 2000 [5] Savu C.Savulescu Real – time Stability Asessment in Modern Power system control Centers [6] G.Bao, G.K Morison, P Kundur: “Voltage Stability Evaluation Using Modal Analysis”, IEEE 7.4.1992, pp 1529 – 1542 [7] P Kundur, Power System Stability and Control, EPRI Power Systems Engineering Series, 1994 [8] J Deuse and M Stube, “Dynamic simulation of voltage collapse” In: IEEE Transactions on Power systems (1993) [9] IEEE, Identification of electromechanical modes in power system Tech rep IEEE PES Special Publication TR 15 IEEE PES Working Group on Power Grid Blackouts, Power System Dynamic Performance Committee, 2012 [10] I Kamwa, “Wide – area monitoring and control at Hydro – Quebec: past, present and future”, in IEEE PES general meeting, 2006 [11] Z Zhong, “Power system frequency monitoring network implementation”, in IEEE Transactions on Power system 20.4.2005 [12] Electric Power Research Institute, “Method for voltage instability load shedding using local measurements” Patent US 2009 Trang 82 [13] B.H Chowdhury H.S Girlekar “Towards on- line voltage stability assessment using synchrophasors” In IEEE Power and Energy Society General Meeting 2012 [14] G Zweigle, D.Finney and R Moxley “Adding Shaft Angle measurement to Generator protection and monitoring” In: 66th Annual Conference for Protective relay engineers 2013 [15] Working Group for Investment in Reliable and Economic Electric Systems (WIRES), Smart Transmission Report, 2011.[Online] http://files.eesi.org/wires_smart_transmission_010011.pdf [16] Masoud Esmaili, Kiarash Gharani Heidar Ali Shayanfar, “Redundant Observability PMU placement in the Presence of Flow Measurements considering contingencies” IEEE transactions on power systems, vol 28, No.4, November 2013 [17] R Kavasseri S K Srinivasan, “Joint placement of phasor and power flow measurements for observability of power systems”, IEEE Transactions on power systems, vol 26, No 4, pp 1929-1936, Nov.2011 [18] A Abur A.G Exposito Power systems state estimation: theory and implementation, New York, USA, 2004 [19] B.Gou, “Generalized integer linear programming formulation for optimal PMU placement”, IEEE Trans Power Systems, vol.23, No.3, pp 10991104, Aug.2008 [20] M Farsadi, H Golahmadi, and H Shojaci, “Phasor measurement unit allocation in power system with different algorithms”, in 2009 Int Conf on Electrical and Electronics Engineering, pp 396-400 [21] CPLEX Software Package [Online] http://www.ibm.com/developerworks/downloads/ws/ilogcplex/ Trang 83 [22] Power Systems Test Case Archive [Online] [23] A Abur A.G Exposito Power systems state estimation: theory and implementation, New York, USA, 2004 [24] Breno Carvalho, Analysis of the Largest normalized residual test robustness for measurements gross errors processing in the WLS State Estimator [25] A J Monticelli, Electric power system state estimation, Proceedings of the IEEE, 88(2), 2000, 262-282 [26] A J Moticelli A Garcia, Reliable bad data processing for real – time state estimation, IEEE Transactions on power Apparatus and systems, 102(5), 1983, 1126 – 1139 [27] L Mili, T Van Cutsem M Ribbens-Pavella, Hypothesis testing identification: a new method for bad data analysis in power system state estimation, IEEE Transactions on power Apparatus and Systems, 103(11), 1984, 3239-3252 [28] Matpower toolbox http://www.pserc.cornell.edu//matpower/ [29] M.Stubbe (Convener), Long – term Dynamics – Phase II, Report of CIGRE Task Force 38.02.08, Jan 1995 [30] Test Systems for Volage Stablity Analysis and Security Assessment, in IEEE Power and Energy Society, Aug 2015 [31] Yunfei Wang, “Voltage stability monitoring based on the concept of coupled single – port circuit”, IEEE transactions on power systems, vol 26, no.4, November 2011 Trang 84 ... thiệu lý thuyết phƣơng pháp đánh giá ổn định điện áp hệ thống điện Các xu hƣớng nghiên cứu đƣ c thực giới hệ thống giám sát ổn định hệ thống điện diện rộng - Ứng dụng thiết bị đo lƣờng đồng góc. .. loại ổn định hệ thống điện Theo phân loại nay, chế ổn định HTĐ chia thành loại: ổn định tần số, ổn định góc lệch ổn định điện áp [3][4] Trang 14 Hình Phân loại dạng ổn định HTĐ Quá trình ổn định. ..2.2.1 Quan sát hệ thống tăng độ tin cậy hệ thống giám sát lưới điện 23 2.2.2 Đánh giá ổn định tần số hệ thống 24 2.2.3 Đánh giá ổn định điện áp cảnh báo sớm nguy sụp đổ điện áp