Độ tin cậy là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá về chất lượng điện năng trong lưới điện phân phối. Trong các hệ thống điện hiện đại thì độ tin cậy cung cấp điện ngày càng được xem trọng bởi việc cải thiện độ tin cậy cung cấp điện làm giảm nhẹ đáng kể thiệt hại của nền kinh tế do ngừng cung cấp điện, cải thiện chất lượng sản phẩm trong các lĩnh vực. Để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện có thể có nhiều giải pháp khác nhau từ khâu thiết kế qui hoạch đến vận hành, bảo dưỡng trang thiết bị.
PHÂN BAN PHÂN PHỐI ĐIỆN | 413 NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG CỦA CÁC THIẾT BỊ TỰ ĐÓNG LẠI TRÊN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI Enhance utilization of existing auto recloser devices in power distribution system Đặng Diệu Hương, Nguyễn Xuân Tùng, Nguyễn Đức Huy, Nguyễn Đoàn Khuê Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Tóm tắt: Độ tin cậy tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng điện lưới điện phân phối Trong hệ thống điện đại độ tin cậy cung cấp điện ngày xem trọng việc cải thiện độ tin cậy cung cấp điện làm giảm nhẹ đáng kể thiệt hại kinh tế ngừng cung cấp điện, cải thiện chất lượng sản phẩm lĩnh vực Để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện có nhiều giải pháp khác từ khâu thiết kế qui hoạch đến vận hành, bảo dưỡng trang thiết bị Thuật tốn tìm vị trí tối ưu thiết bị tự đóng lại có xét tới ảnh hưởng đồ thị phụ tải, nhiên xét mức độ đơn giản Thuật tốn tìm vị trí tối ưu kiểm chứng tính hiệu với lưới điện phân phối cụ thể thơng qua mơ Từ khóa: Nâng cao độ tin cậy; Tối ưu vị trí đặt máy cắt tự đóng lại; Lưới điện phân phối; Giải thuật di truyền; Tự đóng lại Abstract: Reliability is one of the important criteria for evaluating the quality of power in distribution grid In modern power systems, the reliability of power supply is increasingly being taken into account by improving the reliability of power supply, which greatly alleviates the damage to the economy by discontinuing power supply, improving quality products in the fields In order to improve the reliability of power supply there may be many different solutions from planning to planning and maintenance.The algorithm of finding the optimum position of the recloser device takes into account both the effects of the load graph, however, on a simpler level The optimal position finding algorithm has been proven effective with a specific distribution grid through simulation Key words: Reliability improvement; Optimum reclosers placement; Distribution networks; Genetic algorithm; Recloser ĐẶT VẤN ĐỀ Nâng cao độ tin cậy mục tiêu quan trọng lưới phân phối Việc sử dụng thiết bị tự đóng lại (TĐL) hay dao phân đoạn tự động (DPĐTĐ) giải pháp tốt để giảm số lần điện giảm thời gian tìm cách ly cố Do giá thành thiết bị cao nên để tối ưu kinh tế vừa đảm bảo yêu cầu kĩ thuật cần giải tốn: tối ưu vị trí đặt thiết bị TĐL hay DPĐTĐ Và để xét mức độ ảnh 414 | HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC 2017 hưởng cố lưới, cần tính số lượng khơng cung cấp hệ thống (ENS), hàm mục tiêu toán giá trị nhỏ ENS Trong năm vừa qua, có số nghiên cứu liên quan tốn xác định vị trí tối ưu thiết bị đóng cắt lưới phân phối Tài liệu [1] trình bày thuật tốn chọn lựa vị trí tối ưu đặt tự đóng lại (TĐL) Tuy nhiên, lưới nghiên cứu phức tạp khó kiểm chứng kết Vấn đề vị trí đặt máy cắt lưới phân phối hình tia thuộc toán tổ hợp vấn đề tối ưu [2] Tài liệu [3] mô lưới điện phân phối điển hình hình tia 50 nút với hàm mục tiêu nhằm hàm chi phí cho lượng điện ngừng cung cấp (ENS), chi phí vịng đời thiết bị chi phí bảo dưỡng thiết bị sử dụng giải thuật bầy đàn mô Monte Carlo để giải tốn đặt vị trí tối ưu máy cắt dao cách ly phân đoạn Tài liệu [4] sử dụng giải thuật tiến hóa để giải tốn đặt máy cắt tối ưu Tuy nhiên, thuật tốn có sử dụng nhiều số liệu thống kê từ khứ khơng phù hợp cho cơng tác quy hoạch lưới điện Kết thuật toán xác định số lượng tối ưu, vị trí điểm đặt thiết bị đóng cắt số lượng, vị trí loại thiết bị để nâng cao độ tin cậy lưới điện, đồng thời chi phí đầu tư nhỏ Về khía cạnh kinh tế thiết bị đóng cắt làm giảm thời gian ngừng cung cấp điện phụ tải THUẬT TOÁN ĐỀ XUẤT Hàm mục tiêu nhằm đảm bảo tổng chi phí cho tổng điện ngừng cung cấp điện chi phí đầu tư nhỏ nhất: f min( Ci N CB Ca ENS _ val ) Trong đó: C i : Chi phí cho đầu tư thiết bị C a : Chi phí cho lượng điện ngừng cung cấp Điện ngừng cung cấp tính theo cơng thức sau: ENS = å å ll tkl L k Trong đó: ll : suất cố phân đoạn l (lần/năm); tkl thời gian phân đoạn k bị ảnh hưởng gây cố phân đoạn l; Lk công suất tải nút k ; PHÂN BAN PHÂN PHỐI ĐIỆN | 415 tkl thời gian điện nhánh k cố nhánh l gây nên (l k ), l k có nghĩa nhánh k bị cố tkl có thể khác khơng tuỳ theo cấu hình lưới tkl = t1 + t2 + t3 Trong đó: t1 thời gian phát hiện, thơng báo cách ly cố; t2 thời gian chuyển mạch; t3 thời gian công tác (sửa chữa) phân đoạn l Phần sau thể rõ ý nghĩa phương thức tính tốn tiêu ENS với lưới điện hình tia nguồn cấp Dựa bước tính tốn tiêu ENS lập trình để đưa vào tốn tối ưu vị trí đặt TĐL Lưu đồ thuật tốn Hình GIẢI THUẬT DI TRUYỀN Thuật giải di truyền (GA) kĩ thuật chung giúp giải vấn đề tốn cách mơ tiến hoá người hay sinh vật nói chung (dựa Thuyết tiến hố mn lồi Darwin) điều kiện quy định sẵn môi trường GA thuật giải, mục tiêu không nhằm đưa lời giải xác tối ưu mà tương đối tối ưu [5] Thuật giải di truyền: phương pháp giải toán cách mơ q trình tiến hố, thích nghi sinh vật, sử dụng cấu trúc liệu chuỗi số nhị phân Khi đề cập đến thuật giải di truyền tập trung đến khía cạnh thuật giải mà khơng quan tâm đến cách cài đặt Lập trình di truyền: kĩ thuật lập trình sử dụng “thuật giải di truyền” để giải tốn máy tính Ngược lại với thuật giải di truyền, lập trình di truyền quan tâm đến việc cài đặt thuật toán Đối với toán lớn phức tạp giải thuật thông minh đặc biệt giải thuật di truyền đem lại hiệu cao việc tìm nghiệm tối ưu Lưu đồ giải thuật di truyền mô tả Hình 4 KẾT QUẢ MƠ PHỎNG Thuật tốn đề xuất báo áp dụng mô cho lưới điện phân phối có 50 nút [3] Cấu hình lưới điện Hình 2, thơng số lưới điện cho Bảng Kết mô trình bày Bảng Hình 416 | HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TỒN QUỐC 2017 Bắt đầu nl : véc tơ số nhánh ISS : véc tơ nút đầu IRR: véc tơ nút cuối Pl: véc tơ công suất tải Lamda: véc tơ suất cố Tsc thời gian sửa chữa Nhập thông số lưới (ma trận A nhánh nút, tải, số khách hàng) nl = length(A(:,1)); (số nhánh) ISS = A(:,1); (nút xuất) IRR = A(:,2); (nút nhận) pl = A(:,4); (tải) lamda = A(:,3); [tsc]; [tg]=zeros(nl,nl) for i=1:length(x) tg(i:end,i)=lamda(i)*tsc(i) b véc tơ vị trí mà khơng có thiết bị TĐL Gán tất phần tử phía đường chéo [tg] Tìm ma trận [tg] Tìm vị trí x=0 (matran b) In=1;im=0; j=1 Sai b(j)~=1 && b(j)==b(j+1)-1 b(j)==1 In=in+1 Im=1m+1 tg(b(j+1):-1:b(j+1)-im,b(j+1))= Lamda(b(j+1))*tsc(b(j+1)) Nhiệm vụ khối là: từ vị trí khơng đặt TĐL (ma trận b), dị ngược phía nguồn để tìm thiết bị TĐL gần Từ biết phân đoạn bị ảnh hưởng cố pđ Sai b(j+1)-b(j)>1 in=1 for l=1:length(pl) ENS(l)=tổng(tg(l,:)*pl(l) Sai tg(b(j+1):-1:b(j+1)-in,b(j+1))= Lamda(b(j+1))*tsc(b(j+1)) j