Tối ưu hóa công suất phản kháng trong hệ thống điện

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRỊNH QUỐC HƯNG TRỊNH QUỐC HƯNG KỸ THUẬT ĐIỆN HƯỚNG HỆ THỐNG ĐIỆN TỐI ƯU HĨA CƠNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HỆ THỐNG ĐIỆN KHOÁ 2010B Hà Nội – 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRỊNH QUỐC HƯNG TỐI ƯU HĨA CƠNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN Chuyên ngành : hệ thống điện LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HỆ THỐNG ĐIỆN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS TRẦN BÁCH Hà Nội – 2011 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP TỐI ƯU HĨA CSPK TRONG HTĐ LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết tính tốn xác, trung thực Cơng trình chưa cơng bố tạp chí khoa học Trong luận văn có sử dụng số tài liệu tham khảo nêu phần phụ lục Trịnh Quốc Hưng Học viên: Trịnh Quốc Hưng Lớp: 10BKTĐHTĐ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP TỐI ƯU HÓA CSPK TRONG HTĐ LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy cô giáo trường Đại học bách khoa Hà Nội truyền đạt kiến thức quý báu để em hoàn thành luận văn Đặc biệt, em xin cảm ơn thầy giáo PGS.TS Trần Bách tận tình hướng dẫn, động viên em suốt trình thực luận văn Xin gửi lời biết ơn sâu sắc tới gia đình bạn bè tạo điều kiện thuận lợi suốt trình học tập thực luận văn Vì thời gian có hạn vấn đề nghiên cứu nên luận văn khơng thể tránh khỏi thiết sót Rất mong nhận ý kiến đóng góp quý thầy cô, đồng nghiệp bạn bè quan tâm! Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 10 – 2011 Trịnh Quốc Hưng Học viên: Trịnh Quốc Hưng Lớp: 10BKTĐHTĐ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP TỐI ƯU HÓA CSPK TRONG HTĐ MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC BẢNG MỞ ĐẦU Chương 1: CÂN BẰNG CSPK TRONG HTĐ 1.1 Khái niệm CSPK 1.1.1 Xét mạch điện trở 1.1.2 Xét mạch cảm 1.1.3 Xét mạch dung 1.1.4 Mạch r-L-C 1.2 Nguồn cấp tiêu thụ CSPK 1.2.1 Nguồn cấp CSPK 1.2.2 Sự tiêu thụ công suất phản kháng 1.3 Cân CSPK hệ thống điện 1.3.1 Ảnh hưởng CSPK đến điện áp 1.3.2 Cân CSPK 1.3.3 Điện áp HTĐ 11 Chương 2: CÁC THIẾT BỊ BÙ CSPK TRONG HTĐ 14 2.1 Tụ bù dọc 14 2.2 Kháng bù ngang 16 2.3 Tụ bù ngang 17 2.4 Các thiết bị bù có điều khiển 18 2.4.1 CÁC DẠNG CƠ BẢN CỦA THIẾT BỊ FACTS 20 2.4.2 Thiết bị bù công suất phản kháng kiểu tĩnh(SVC) 24 2.5 NHẬN XÉT 26 2.6 KẾT LUẬN 27 Chương 3: BÀI TOÁN BÙ CSPK TRONG HTĐ 28 3.1 Giới thiệu toán bù CSPK 28 Học viên: Trịnh Quốc Hưng Lớp: 10BKTĐHTĐ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP TỐI ƯU HÓA CSPK TRONG HTĐ 3.2 Các thuật toán tối ưu 29 3.2.1 Phương pháp cổ điển điều độ CSPK 30 3.2.1.1 Cân CSPK 30 3.2.1.2 Điều độ kinh tế CSPK 31 3.2.2 Ứng dụng phương pháp quy hoạch tuyến tính tốn tối ưu hóa CSPK: 36 3.2.2.1 Mơ hình tối ưu hóa CSPK 36 3.2.2.2 Phương pháp quy hoạch tuyến tính có độ nhạy 38 3.2.3 Phương pháp NLONN 39 3.2.3.1 Vị trí đặt bù CSPK 40 3.2.3.2 Điều khiển tối ưu CSPK 43 3.2.3.3 Phương pháp giải 45 3.2.4 Thuật tốn cải tiến giải tốn tối ưu hóa CSPK 45 3.2.4.1 Mơ hình tốn học 45 3.2.4.2 Thuật toán tối ưu cải tiến với tốn tối ưu hóa đa mục tiêu 46 3.2.5 Tối ưu hóa CSPK thuật tốn SWARM 49 Chương 4: Ứng dụng HTĐ 14 nút IEEE HTĐ Việt Nam 51 Giới thiệu phần mềm PSS/E 51 1.1 Tối ưu hóa trào lưu cơng suất với PSS/E 53 1.2 Mô đại lượng điều khiển trào lưu công suất 54 1.3 Mở rộng mô OPF 58 Ứng dụng cho ví dụ IEEE 14 nút 61 TÍNH TỐN CHO HỆ THỐNG ĐIỆN 220 -500 KV VIỆT NAM 74 KẾT LUẬN CHUNG 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC Học viên: Trịnh Quốc Hưng Lớp: 10BKTĐHTĐ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP TỐI ƯU HÓA CSPK TRONG HTĐ DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU CSPK HTĐ CSTD MBA FACTS DC AC SVC IEEE OPF CĐXL CĐSC Công suất phản kháng Hệ thống điện Công suất tác dụng Máy biến áp Flexible AC Transmission System Direct current Alternating current Static VAR compensator The Institute of Electrical and Electronics Engineers Optimal Power Flow Chế độ xác lập Chế độ cố 16T 16T 16T Học viên: Trịnh Quốc Hưng Lớp: 10BKTĐHTĐ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP TỐI ƯU HÓA CSPK TRONG HTĐ DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1-1: Dịng điều hòa hàm sin dạng i (t ) = I m sin(ωt + ϕ ) Hình 1-2: Phản ứng nhánh trở kích thích điều hịa Hình 1-3: Phản ứng nhánh cảm kích thích điều hịa Hình 1-4: Phản ứng nhánh dung kích thích điều hịa Hình 1-5: Phản ứng nhánh r-L-C kích thích điều hịa Hình 2-1: Đồ thị véc tơ điện áp 14 Hình 2-2: Kháng bù ngang 16 Hình 2-3: Một số thiết bị FACTS điển hình 20 Hình 2-4: Cấu tạo SVC 25 Hình 2-5: Đặc tính U-I a) SVC; b) STATCOM 26 Hình 4-1: Sơ đồ khối chương trình PSS/E 52 Hình 4-2: Sơ đồ hệ thống 14 nút IEEE 61 Hình 4-3: Điện áp nút trước sau tối ưu chế độ xác lập 70 Hình 4-4: Điện áp nút trước sau tối ưu chế độ cố 72 Hình 4-5: Tổn thất chế độ 72 Hình 4-6: Sơ đồ hệ thống điện Việt Nam 75 Hình 4-7: Sơ đồ hệ thống điện 220- 500kV Việt Nam 76 Hình 4-8: Giá trị điện áp nút CĐXL trước sau tối ưu 77 Hình 4-9: Điện áp chế độ cố trước sau tối ưu 78 Hình 4-10: Tổn thất cơng suất chế độ 79 Học viên: Trịnh Quốc Hưng Lớp: 10BKTĐHTĐ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP TỐI ƯU HÓA CSPK TRONG HTĐ DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2-1: Các dạng thiết bị FACTS 19 Bảng 2-2: So sánh chức thiết bị bù có điều khiển 26 Bảng 4-1: Thơng số nút hệ thống điện 14 nút IEEE 62 Bảng 4-2: Thông số nhánh hệ thống điện 14 nút IEEE 62 Học viên: Trịnh Quốc Hưng Lớp: 10BKTĐHTĐ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP TỐI ƯU HÓA CSPK TRONG HTĐ MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài: Trong năm gần đây, với tăng trưởng mạnh mẽ kinh tế, nhu cầu sử dụng điện tăng lên nhanh chóng Để đáp ứng phát triển kinh tế EVN cho xây thêm đường dây 500kV mạch Pleiku – Phú Lâm, Pleiku – Dung Quất – Đà Nẵng – Hà Tĩnh trạm biến áp 500kV Tân Định, Hà Tĩnh, Nho Quan, Thường Tín Cùng với tăng lên khơng ngừng quy mô phức tạp vận hành hệ thống điện Việt Nam với trao đổi công suất lớn hai miền Bắc- Nam thông qua đường dây liên kết từ Bắc đến Nam Do vậy, vấn đề điều phối luồng công suất hợp lý, đảm bảo cung cấp điện, giảm tổn thất điện năng, nâng cao ổn định- kinh tế làm hệ thống vận hành tin cậy vấn đề cấp thiết Lịch sử nghiên cứu: Trên sở nghiên cứu thuật tốn tối ưu hóa ứng dụng giải tốn tối ưu hóa CSPK hệ thống điện từ báo cáo, tài liệu công bố Mục đích nghiên cứu luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu: Đề tài “Tối ưu hóa CSPK HTĐ” trình bày Các phương pháp giải tốn tối ưu công suất phản kháng hệ thống điện ứng dụng Tiến hành đánh giá phương án vận hành CĐXL CĐSC trường hợp bình thường sử dụng thuật toán tối ưu Áp dụng chạy mô phần mềm PSS/E phiên 29 ứng dụng cho hệ thống điện 14 nút IEEE hệ thống điện Việt Nam Các luận điểm đóng góp mới: Với mục đích trên, nội dung luận văn bao gồm:  Cân công suất phản kháng hệ thống điện  Các thiết bị bù công suất phản kháng hệ thống điện  Bài tốn bù tối ưu cơng suất phản kháng hệ thống điện  Ứng dụng hệ thống điện Học viên: Trịnh Quốc Hưng Lớp: 10BKTĐHTĐ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP TỐI ƯU HÓA CSPK TRONG HTĐ Khi chạy tối ưu : U U -PTI Power System Simulator / OPF Version 29.0 Case Title: TINH TOAN CHE DO XAC LAP (Release date: Oct 15, 2002 ) MONDAY, AUGUST 22, 2011 3:43 PM Page V at bnds Bounded and Infeasible Voltage Magnitudes: -Bus Name - -6 SAU 33.0 TAM 33.0 V-old V-change -1.070 -.2005E-01 1.090 -.4001E-01 V-new Vmin -1.050 0.9500 1.050 0.9500 Vmax Sensitivity Violation -1.050 -.1626E+10 1.050 -.5217E+09 -1PTI Power System Simulator / OPF Version 29.0 Case Title: TINH TOAN CHE DO XAC LAP (Release date: Oct 15, 2002 ) MONDAY, AUGUST 22, 2011 3:43 PM Page Q at bnds MONDAY, AUGUST 22, 2011 3:43 PM Page Reserves MONDAY, AUGUST 22, 2011 3:43 PM Page Genr Summ Bounded and Infeasible Reactive Generation: Bus # Name id Variable Description Sens Violation - -1 MOT 132 Efd (pu) = 2.2796 -0.253E+10 HAI 132 Qgen (Mvar) = 49.99 -0.423E+09 -1PTI Power System Simulator / OPF Version 29.0 Case Title: TINH TOAN CHE DO XAC LAP (Release date: Oct 15, 2002 ) -1PTI Power System Simulator / OPF Version 29.0 Case Title: TINH TOAN CHE DO XAC LAP Học viên: Trịnh Quốc Hưng (Release date: Oct 15, 2002 66 ) Lớp: 10BKTĐHTĐ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP TỐI ƯU HÓA CSPK TRONG HTĐ Summary Table for Regulated Voltage Buses: -Bus Name kV Area MW Pmin Pmax Pchange Voltage Vmin V-Sens Zone MVar Qmin Qmax Qchange Lambda Vchange Vmax Q-Sens -1 MOT 132.00 232.18 -9999.00 9999.00 -0.203 -4.5E+09 1.0487 0.9500 -36.67 -9999.00 9999.00 -19.778 -7.3E+08 -0.0113 1.0500 -7.3418E+08 HAI 132.00 1 40.00 -9999.00 49.99 U -40.00 9999.00 50.00 -4.8E+09 7.597 -4.2E+08 BA 132.00 1 15.15 -9999.00 0.00 9999.00 40.00 -5.1E+09 -8.24540951.324 1.0100 F 1.0100 -3.7658E+09 1.0100 40951.3237 1 12.39 -9999.00 -6.00 9999.00 24.00 -5.0E+09 0.14757483.838 1.0499 U 0.9500 -1.6255E+09 -0.0201 1.0500 57483.8383 SAU 33.000 1.0489 0.0039 0.9500 1.0500 -4.2275E+08 -1PTI Power System Simulator / OPF Version 29.0 Case Title: TINH TOAN CHE DO XAC LAP (Release date: Oct 15, 2002 ) MONDAY, AUGUST 22, 2011 3:43 PM Page Genr Summ Summary Table for Regulated Voltage Buses:Continued -Bus Name kV Area MW Pmin Pmax Pchange Voltage Vmin V-Sens Zone MVar Qmin Qmax Qchange Lambda Vchange Vmax Q-Sens -8 TAM 33.000 -9999.00 9999.00 -5.0E+09 1.0500 U 0.9500 -5.2171E+08 17.08 -6.00 24.00 -0.278 -1.8E+05 -0.0400 1.0500 -1.7569E+05 Học viên: Trịnh Quốc Hưng 67 Lớp: 10BKTĐHTĐ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP TỐI ƯU HÓA CSPK TRONG HTĐ 1PTI Power System Simulator / OPF Version 29.0 Case Title: TINH TOAN CHE DO XAC LAP (Release date: Oct 15, 2002 ) MONDAY, AUGUST 22, 2011 3:43 PM Page Tran Summ Summary Table for Tap Changing Transformers: -From Bus Name kV Area Zone Voltage Ratio Minimum MW Flow Sensitivity To Bus Name kV Area Zone Voltage Change Maximum MV Flow Tap Volt -4 BON CHIN 132.00 33.000 1 1 1.02481 1.04838 0.96900 F 0.90000 1.10000 15.843 -3.20333E+08 2.383 NAM SAU 132.00 33.000 1 1 1.02712 1.04995u 0.93200 F 0.90000 1.10000 42.934 -1.63469E+09 24.799 BON 132.00 ******* ~~~00001 1.0000 1 1 1.02481 1.06863 0.97800 F 0.90000 1.10000 28.050 -7.15014E+08 -9.673 -1.62553E+09 -1PTI Power System Simulator / OPF Version 29.0 Case Title: TINH TOAN CHE DO XAC LAP (Release date: Oct 15, 2002 ) MONDAY, AUGUST 22, 2011 3:43 PM Page Tran Summ Summary Table for Tap Changing Transformers:Continued -From Bus Name kV Area Zone Voltage Ratio Minimum MW Flow Sensitivity To Bus Name kV Area Zone Voltage Change Maximum MV Flow Tap Volt -9 CHIN 33.000 1 1.04838 1.00000 F 0.90000 -27.644 1.62440E+08 ******* ~~~00001 1.0000 1 1.06863 1.10000 -18.929 Học viên: Trịnh Quốc Hưng 68 Lớp: 10BKTĐHTĐ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP TAM 33.000 ******* ~~~00001 1.0000 TỐI ƯU HÓA CSPK TRONG HTĐ 1 1 1.04999u 1.06863 1.00000 F 0.90000 1.10000 0.000 -11.111 5.47796E+08 -5.21714E+08 ========== END OF REPORT ======================================================================================================= -PTI INTERACTIVE POWER SYSTEM SIMULATOR PSS/E MON, AUG 22 2011 15:46 TINH TOAN CHE DO XAC LAP AREA TOTALS HE THONG 14 NUT IN MW/MVAR AREA FROM GENERATION TO LOAD TO BUS SHUNT 258.2 45.8 259.0 73.5 0.0 -20.9 0.0 0.0 258.2 45.8 259.0 73.5 0.0 0.0 TOTALS TO LINE FROM SHUNT CHARGING TO NET INT LOSSES DESIRED NET INT 0.0 28.4 0.0 0.0 12.4 52.3 0.0 0.0 0.0 12.4 0.0 -20.9 0.0 28.4 0.0 52.3 Học viên: Trịnh Quốc Hưng 69 Lớp: 10BKTĐHTĐ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP TỐI ƯU HĨA CSPK TRONG HTĐ Hình 4-3: Điện áp nút trước sau tối ưu chế độ xác lập Nhận xét : U U  Sau tối ưu, điện áp nút nằm ngưỡng giới hạn mong muốn (0.95 – 1.05)  Dịng cơng suất phân bố tối ưu, giảm đáng kể lượng tổn thất CSTD CSPK: lượng tổn thất CSTD giảm từ 13.4 xuống 12.4 MW, tổn thất CSPK giảm từ 54.5 xuống 52.3 MVar Học viên: Trịnh Quốc Hưng 70 Lớp: 10BKTĐHTĐ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP TỐI ƯU HÓA CSPK TRONG HTĐ Thử nghiệm cố mạch đường dây 2-3 Khi ta có kết tính tốn chế độ xác lập sau: -PTI INTERACTIVE POWER SYSTEM SIMULATOR PSS/E MON, AUG 22 2011 15:50 TINH TOAN CHE DO XAC LAP HE THONG 14 NUT X BUS -X AREA V(PU) V(KV) X BUS -X AREA V(PU) V(KV) MOT 132 1.0600 139.92 HAI 132 1.0450 137.94 BA 132 0.9575 126.39 BON 132 1.0002 132.02 NAM 132 1.0069 132.91 SAU 33.0 1.0700 35.310 TAM 33.0 1.0900 35.970 CHIN 33.0 1.0473 34.561 10 MUOI 33.0 1.0437 34.444 11 M.MOT 33.0 1.0531 34.752 12 M.HAI 33.0 1.0546 34.802 13 M.BA 33.0 1.0490 34.618 14 M.BON 33.0 1.0299 33.988 -PTI INTERACTIVE POWER SYSTEM SIMULATOR PSS/E MON, AUG 22 2011 15:51 TINH TOAN CHE DO XAC LAP AREA TOTALS HE THONG 14 NUT IN MW/MVAR FROM TO TO BUS TO LINE FROM TO DESIRED AREA GENERATION LOAD SHUNT SHUNT CHARGING NET INT LOSSES NET INT TOTALS 283.3 113.7 259.0 73.5 0.0 -20.8 0.0 0.0 0.0 23.2 0.0 0.0 24.3 84.2 0.0 283.3 113.7 259.0 73.5 0.0 -20.8 0.0 0.0 0.0 23.2 0.0 0.0 24.3 84.2 0.0 Khi chạy tối ưu -PTI INTERACTIVE POWER SYSTEM SIMULATOR PSS/E MON, AUG 22 2011 15:51 TINH TOAN CHE DO XAC LAP HE THONG 14 NUT X BUS -X AREA V(PU) V(KV) X BUS -X AREA V(PU) V(KV) MOT 132 1.0490 138.47 HAI 132 1.0500 138.60 BA 132 1.0100 133.32 BON 132 1.0062 132.82 NAM 132 1.0132 133.75 SAU 33.0 1.0438 34.447 TAM 33.0 1.0422 34.394 CHIN 33.0 1.0434 34.434 10 MUOI 33.0 1.0430 34.419 11 M.MOT 33.0 1.0432 34.425 12 M.HAI 33.0 1.0429 34.415 13 M.BA 33.0 1.0426 34.406 14 M.BON 33.0 1.0325 34.073 -PTI INTERACTIVE POWER SYSTEM SIMULATOR PSS/E MON, AUG 22 2011 15:52 TINH TOAN CHE DO XAC LAP AREA TOTALS HE THONG 14 NUT IN MW/MVAR FROM TO TO BUS TO LINE FROM TO DESIRED AREA GENERATION LOAD SHUNT SHUNT CHARGING NET INT LOSSES NET INT TOTALS 268.6 76.3 259.0 73.5 0.0 -20.7 0.0 0.0 0.0 23.4 0.0 0.0 22.9 80.0 0.0 268.6 76.3 259.0 73.5 0.0 -20.7 0.0 0.0 0.0 23.4 0.0 0.0 22.9 80.0 0.0 Học viên: Trịnh Quốc Hưng 71 Lớp: 10BKTĐHTĐ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP TỐI ƯU HĨA CSPK TRONG HTĐ Hình 4-4: Điện áp nút trước sau tối ưu chế độ cố Hình 4-5: Tổn thất chế độ Học viên: Trịnh Quốc Hưng 72 Lớp: 10BKTĐHTĐ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP TỐI ƯU HÓA CSPK TRONG HTĐ Nhận xét : U U Kết mơ phân tích tính tốn tối ưu hóa CSPK ví dụ 14 nút IEEE cho thấy : - Khi thông số điều khiển thay đổi cách hợp lý ta thu giải pháp tối ưu đảm bảo yêu cầu tối ưu :  Đảm bảo chất lượng điện áp nút ngưỡng cho phép  Giảm tổn thất CSTD CSPK - Và thỏa mãn ràng buộc yêu cầu :  Ràng buộc điện áp nút  Ràng buộc trào lưu công suất trao đổi  Ràng buộc công suất phát - Trong chế độ tính tốn, kể chế độ cố, tiến hành phân phối tối ưu trào lưu công suất đảm bảo chất lượng điện áp nút - So sánh lượng tổn thất CSTD, CSPK chế độ vận hành ta thấy :  Tổn thất chế độ vận hành tối ưu nhỏ chế độ vận hành không tối ưu tương ứng  Tổn thất chế độ cố lớn CĐXL vận hành bình thường Học viên: Trịnh Quốc Hưng 73 Lớp: 10BKTĐHTĐ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP TỐI ƯU HĨA CSPK TRONG HTĐ TÍNH TỐN CHO HỆ THỐNG ĐIỆN 220 -500 KV VIỆT NAM Trong phần thử nghiệm tính tốn tối ưu hóa lưới điện 220 -500 kV Việt Nam, tính tốn thơng số chế độ xác lập, cố tiến hành tối ưu hóa Các số liệu sử dụng để tính tốn tham khảo số liệu Viện Năng Lượng, trung tâm điều độ quy hoạch phát triển hệ thống điện toàn quốc Các số liệu đưa vào tính tốn phần mềm PSS/E v.29 Giới thiệu hệ thống điện Việt Nam : Đến nay, lưới điện quốc gia phát triển đến khắp tỉnh, huyện nước, theo thống kê tập đoàn điện lực Việt Nam, tính đến 31/12/2010 :  Số huyện có điện lưới quốc gia : 548 (100%)  Số xã có điện lưới quốc gia : 10.909 (98.63%)  Số hộ có điện lưới quốc gia : 21.144.638 ( 97,08%) Chi tiết số liệu nút nhánh trình bày phụ lục Bản đồ địa lý sơ đồ nguyên lý hệ thống lưới điện 220- 500 kV thể hình : Học viên: Trịnh Quốc Hưng 74 Lớp: 10BKTĐHTĐ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP TỐI ƯU HÓA CSPK TRONG HTĐ Hình 4-6: Sơ đồ hệ thống điện Việt Nam Học viên: Trịnh Quốc Hưng 75 Lớp: 10BKTĐHTĐ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP TỐI ƯU HĨA CSPK TRONG HTĐ Hình 4-7: Sơ đồ hệ thống điện 220- 500kV Việt Nam Học viên: Trịnh Quốc Hưng 76 Lớp: 10BKTĐHTĐ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP TỐI ƯU HĨA CSPK TRONG HTĐ Tiến hành chạy mơ chế độ xác lập, ta có bảng kết giá trị điện áp nút trình bày phụ lục 3, bảng tổng kết tổn thất vùng phụ lục Trong chế độ xác lập này, tiến hành chạy mô tối ưu hóa trào lưu cơng suất ta có bảng kết điện áp nút phụ lục bảng tổng kết tổn thất công suất vùng phụ lục Hình 4-8: Giá trị điện áp nút CĐXL trước sau tối ưu Từ hình vẽ thấy : chế độ xác lập mơ phỏng, có số nút chất lượng điện áp không đạt yêu cầu cần nâng lên giá trị cho phép 0.95 Lượng tổn thất công suất lớn : tổn thất CSTD 519.9 MW tổn thất CSPK 4054.1 Mvar Khi tiến hành mơ tối ưu hóa trào lưu cơng suất, chất lượng điện áp cải thiện đạt yêu cầu, đồng thời tổn thất công suất giảm xuống : tổn thất CSTD giảm 490.7 MW, tổn thất CSPK giảm 3884.1 Mvar Học viên: Trịnh Quốc Hưng 77 Lớp: 10BKTĐHTĐ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP TỐI ƯU HĨA CSPK TRONG HTĐ Tiến hành mơ chế độ cố : Giả thiết cố đường dây Chèm – Hà Đông (nút 10202 – 22502) Tiến hành chạy chương trình ta có bảng kết giá trị điện áp nút trình bày phụ lục 7, bảng tổng kết tổn thất vùng phụ lục Trong chế cố này, tiến hành chạy mơ tối ưu hóa trào lưu cơng suất ta có bảng kết điện áp nút phụ lục bảng tổng kết tổn thất cơng suất vùng phụ lục 10 Hình 4-9: Điện áp chế độ cố trước sau tối ưu Nhìn vào đồ thị trước sau cố, ta thấy : Khi đường dây bị cố, chất lượng điện áp bị thay đổi trở nên xấu, trường hợp nhiều ta phải đặt thiết bị bù CSPK để hạn chế bớt tác hại cố Tuy nhiên, tiến hành phân bố trào lưu công suất theo hướng tối ưu hóa, ta thu hiệu rõ rệt, chất lượng điện áp đảm bảo, đồng thời so sánh lượng tổn thất công suất bị cố phân bố lại trào lưu công suất ta nhận thấy : Lượng tổn thất công suất chế độ cố tăng lên lớn : tổn thất CSTD 543.3 MW tổn thất CSPK 4266.9 Mvar Khi tiến hành mơ tối ưu hóa trào lưu cơng suất, tổn thất CSTD giảm cịn 505.5 MW, tổn thất CSPK giảm cịn 4086.6 Mvar Hình vẽ 4-10 thể rõ lượng tổn thất công suất chế độ nghiên cứu : Học viên: Trịnh Quốc Hưng 78 Lớp: 10BKTĐHTĐ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP TỐI ƯU HÓA CSPK TRONG HTĐ Hình 4-10: Tổn thất cơng suất chế độ Học viên: Trịnh Quốc Hưng 79 Lớp: 10BKTĐHTĐ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP TỐI ƯU HÓA CSPK TRONG HTĐ KẾT LUẬN CHUNG Sau nghiên cứu hiệu ứng dụng thuật toán tối ưu toán tối ưu hóa CSPK HTĐ, ta rút số kết luận sau : - Trong HTĐ, vấn đề CSPK cân CSPK có ý nghĩa quan trọng, liên quan chặt chẽ đến điện áp, đảm bảo chất lượng điện cho phụ tải - Việc ứng dụng thiết bị bù CSPK góp phần giải tình trạng thiếu CSPK đảm bảo cân CSPK toàn hệ thống nâng cao chất lượng điện áp, giảm tổn thất không cần truyền tải CSPK từ đầu nguồn - Ứng dụng thuật toán tối ưu cho phép phân phối lại hợp lý nguồn CSPK HTĐ góp phần sử dụng hiệu quả, giảm tổn thất, nâng cao giá trị kinh tế sử dụng Hướng nghiên cứu : - Tối ưu hóa vị trí bù CSPK - Tối ưu hóa CSPK sụp đổ điện áp - Nghiên cứu giới hạn truyền tải - Bài toán kinh tế cực tiểu dung lượng bù CSPK nút có điều khiển Học viên: Trịnh Quốc Hưng 80 Lớp: 10BKTĐHTĐ ... gồm:  Cân công suất phản kháng hệ thống điện  Các thiết bị bù công suất phản kháng hệ thống điện  Bài tốn bù tối ưu cơng suất phản kháng hệ thống điện  Ứng dụng hệ thống điện Học viên: Trịnh... NỘI TRỊNH QUỐC HƯNG TỐI ƯU HĨA CƠNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN Chuyên ngành : hệ thống điện LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HỆ THỐNG ĐIỆN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS TRẦN... NGHIỆP TỐI ƯU HĨA CSPK TRONG HTĐ Trong biên độ dao động công suất QC = U C I C = xC I gọi công suất phản kháng điện dung (kho điện) Khi dòng qua L, C (mạch L-C nối tiếp) công suất dao động điện