Ứng dụng quy hoạch genetic cho phân bố tối ưu công suất lưới điện có FACTS

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGÔ HOÀNG TUẤN ỨNG DỤNG QUY HOẠCH GENETIC CHO PHÂN BỐ TỐI ƯU CƠNG SUẤT LƯỚI ĐIỆN CĨ FACTS CHUN NGÀNH : THIẾT BỊ, MẠNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN Mà SỐ NGÀNH : 60.52.50 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 06 NĂM 2008 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM Cán hướng dẫn khoa học : TS VŨ PHAN TÚ Cán chấm nhận xét : Cán chấm nhận xét : Luận văn thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng năm ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HOÀ Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc -oOo Tp HCM, ngày tháng năm NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGƠ HỒNG TUẤN Giới tính : Nam Ngày, tháng, năm sinh : 14 – 01 – 1982 Nơi sinh : TP Hồ Chí Minh Chuyên ngành : Thiết Bị, Mạng Nhà Máy Điện Khoá (Năm trúng tuyển) : 2006 1- TÊN ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG QUY HOẠCH GENETIC CHO PHÂN BỐ TỐI ƯU CÔNG SUẤT LƯỚI ĐIỆN CÓ FACTS 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: ƒ Khảo sát mơ hình tốn học điều khiển FACTS vào tính tốn phân bố cơng suất lưới điện ƒ Tìm hiểu ngun lý, phương pháp thuật tốn di truyền vào giải toán tối ưu ƒ Xây dựng tốn tính phân bố cơng suất tối ưu cho lưới điện có khơng có FACTS áp dụng thuật tốn di truyền ƒ Áp dụng tính tốn phân bố công suất tối ưu cho mạng điện IEEE mẫu có khơng có điều khiển FACTS ƒ Sử dụng ngơn ngữ lập trình MATLAB viết phần mềm ứng dụng để giải toán 3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS VŨ PHAN TÚ Nội dung đề cương Luận văn thạc sĩ Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) CHỦ NHIỆM BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) Lời Cảm Ơn Tơi xin chân thành cảm ơn Thầy Cô giáo Khoa Điện – Điện Tử, trường Đại Học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh truyền đạt cho kiến thức quý báu suốt năm tháng học trường Tôi xin đặc biệt bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Vũ Phan Tú, người thầy tận tình bảo, giúp đỡ tơi suốt thời gian vừa qua Con xin cám ơn Ba mẹ che chở, tạo điều kiện tốt cho con, động viên, khích lệ vượt qua khó khăn, thử thách Xin cám ơn bạn bè, đồng nghiệp trường Cao Đẳng Điện Lực TP.Hồ Chí Minh chia sẻ, giúp đỡ tơi thực luận văn Ngơ Hồng Tuấn TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN AC Alternative Current DC Direct Current đvtđ Đơn vị tương đối FACTS Flexible Alternating-Current Transmition Systems GA Genetic Algorithm GTO Gate Turn - off IEEE Institute of Electrical and Electronic Engineering MBA Máy biến áp PBCS Phân bố công suất SSSC Solid State Series Controller STATCOM Static Compensator SVC Static VAR Compensator TCPS Thyristor-Controlled Phase Shifters TCPST Thyristor-Controlled Phase Shifting Transformer TCR Thyristor-Controlled Reactor TCSC Thyristor-Controlled Series Compensator THD Total Harmonic Distortion UPFC Unified Power Flow Controller VSC Voltage Source Converter MỞ ĐẦU Năng lượng vấn đề thu hút quan tâm quốc gia thời đại Khơng thể hình dung thiếu vắng lượng hoạt động người, thời đại ngày nay, mà khoa học kỹ thuật đạt trình độ cao để người bước chinh phục thiên nhiên làm chủ sống Việc sản suất tiêu thụ lượng ngày phát triển, có tác động qua lại tới nhiều vấn đề lớn xã hội phát triển kinh tế, dân số chất lượng sống, trình độ cơng nghệ mức độ cơng nghiệp hố, mơi trường sinh thái, chế độ sách nhà nước vấn đề lượng v.v Hệ thống lượng ngày phức tạp quy mơ trình độ, địi hỏi người cung cấp, vận hành phải đáp ứng kịp thời, ổn định liên tục cho phụ tải với chất lượng điện cho phép phải thoả mãn điều kiện vận hành kinh tế Những đòi hỏi nêu dẫn tới việc phải giải toán kinh tế - kỹ thuật quy hoạch, phát triển vận hành hệ thống điện, tốn vận hành tối ưu phân bố công suất hệ thống điện quan trọng Khác với nghiên cứu trước luận văn trình bày ứng dụng quy hoạch genetic cho phân bố tối ưu công suất lưới điện có FACTS Việc ứng dụng giải thuật di truyền vào tính tốn tối ưu hố hệ thống điện nước phát triển nghiên cứu nhiều, từ cho thấy phương pháp thích hợp để giải toán nêu Dựa vào kết đạt được, luận văn cịn trình bày tốn xác định vị trí tối ưu đặt thiết bị FACTS lưới điện MỤC LỤC CHƯƠNG 1  1.1.  TỔNG QUAN 1  1.2.  TÓM TẮT MỘT SỐ TÀI LIỆU VÀ BÀI BÁO LIÊN QUAN 2  1.3.  NHẬN XÉT CHUNG VÀ HƯỚNG TIẾP CẬN 6  1.4.  NGUYÊN NHÂN DÙNG THUẬT TOÁN DI TRUYỀN TRONG LUẬN VĂN 7  1.5.  MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 7  1.6.  ĐIỂM MỚI CỦA ĐỀ TÀI 8  1.7.  KẾT QUẢ THỰC TẾ ĐẠT ĐƯỢC 8  CHƯƠNG 9  2.1.  GIỚI THIỆU 9  2.2.  CÁC THIẾT BỊ FACTS SỬ DỤNG THYRISTOR 11  2.2.1.  THIẾT BỊ BÙ TĨNH SVC (Static VAR Compensator)   12  2.2.2.  BỘ ĐIỀU KHIỂN TCSC (Thyristor Controlled Series Compensator)  . 14  2.2.3.    THIẾT BỊ BÙ ĐỒNG BỘ TĨNH STATCOM (Static Synchronous Compensator)    . 18  2.2.4.  BỘ ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT VẠN NĂNG UPFC (Unified Power Flow Controller):   20  2.3.  LÝ THUYẾT PHÂN BỐ CÔNG SUẤT LƯỚI ĐIỆN CÓ FACTS 22  2.3.1.  CÁCH GIẢI LUỒNG CƠNG SUẤT CĨ BỘ ĐIỀU KHIỂN FACTS  . 23  2.3.2.  BỘ BÙ VAR TĨNH (SVC)   25  2.3.3.  THIẾT BỊ BÙ ĐỒNG BỘ TĨNH (STATCOM)   30  2.3.4.  THIẾT BỊ BÙ DỌC TCSC   33  2.3.5.  THIẾT BỊ BÙ CÔNG SUẤT VẠN NĂNG UPFC  . 36  2.4   KẾT LUẬN 42  CHƯƠNG 43  3.1.  MỞ ĐẦU 44  3.2.  TƯƠNG QUAN GIỮA THUẬT TOÁN GEN VÀ Q TRÌNH TIẾN HĨA CỦA SINH VẬT 45  3.3.  THUẬT TOÁN DI TRUYỀN 45  3.3.1.  CẤU TRÚC TỔNG QUÁT CỦA THUẬT TOÁN DI TRUYỀN   46  3.3.2.  CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA THUẬT TOÁN DI TRUYỀN  . 48  3.3.3.  CÁC PHƯƠNG PHÁP Mà HÓA  . 48  3.3.4.  XÁC ĐỊNH ĐỘ PHÙ HỢP (FITNESS)  . 53  3.3.5.  ĐIỀU CHỈNH ĐỘ PHÙ HỢP (FITNESS SCALING)  . 53  3.3.6.  TIÊU CHUẨN NGỪNG LẶP   55  3.4.  CÁC TOÁN TỬ DI TRUYỀN 56  3.4.1.  CHỌN LỌC CÁ THỂ (SELECTION)   56  3.4.2.  LAI TẠO  . 59  3.4.3.  ĐỘT BIẾN   61  3.5.  CÁC TOÁN TỬ CAO CẤP 62  3.5.1.  LAI NHIỀU ĐIỂM   62  3.5.2.  CHIẾN LƯỢC LƯU GIỮ CÁ THỂ TỐT NHẤT (ELITISM)   63  3.5.3.  CHIẾN LƯỢC LEO DỐC (HILL CLIMBING)   63  3.5.4.  TOÁN TỬ TRAO ĐỔI GEN (GENE SWAP OPERATOR)   64  3.5.5.  TOÁN TỬ TRAO ĐỔI GEN KIỂU LAI (GENE CROSS – SWAP OPERATOR)   64  3.5.6.  TOÁN TỬ SAO CHÉP GEN (GENE COPY OPERATOR)   64  3.5.7.  TOÁN TỬ NGHỊCH ĐẢO GEN (GEN INVERSE OPERATOR)   65  3.5.8.  TOÁN TỬ CỰC TRỊ GEN (GEN MAX - MIN OPERATOR)   65  3.5.9.  THUẬT TOÁN DI TRUYỀN VỚI NHIỀU QUẦN THỂ NHỎ   66  3.6.  THUẬT TỐN DI TRUYỀN VỚI CƠ CHẾ TỰ THÍCH NGHI 68  3.6.1.  PHƯƠNG PHÁP LAI TỰ THÍCH NGHI   68  3.6.2.  PHƯƠNG PHÁP HÀM PHẠT TỰ THÍCH NGHI   69  3.7.  CÁC ỨNG DỤNG CỦA THUẬT TOÁN DI TRUYỀN 73  3.8.  ỨNG DỤNG GIẢI THUẬT DI TRUYỀN TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 73  3.9.  KẾT LUẬN 76  CHƯƠNG 77  4.1.  TỔ CHỨC DỮ LIỆU BÀI TOÁN [26] 78  4.2.  GIẢI THUẬT ĐỀ NGHỊ 79  4.3.  PHÂN BỐ TỐI ƯU CÔNG SUẤT LƯỚI ĐIỆN KHƠNG CĨ FACTS 84  4.3.1.  PHÂN BỐ TỐI ƯU CÔNG SUẤT TRONG MẠNG ĐIỆN NÚT  84  4.3.2.  PHÂN BỐ TỐI ƯU CÔNG SUẤT TRONG MẠNG ĐIỆN NÚT  90  4.3.3.  PHÂN BỐ TỐI ƯU CÔNG SUẤT TRONG MẠNG IEEE 30 NÚT   96  4.4.  PHÂN BỐ CƠNG SUẤT TỐI ƯU LƯỚI ĐIỆN CĨ FACTS 102  4.4.1.  4.4.1.1.  PHÂN BỐ TỐI ƯU CƠNG SUẤT MẠNG ĐIỆN NÚT CĨ FACTS   103  Mạng điện có SVC   103  4.4.1.2.  Mạng điện có TCSC   107  4.4.1.3.  Mạng điện có STATCOM   109  4.4.2.  PHÂN BỐ TỐI ƯU CÔNG SUẤT MẠNG ĐIỆN NÚT CÓ FACTS   110  4.4.2.1.  Mạng điện có SVC   110  4.4.2.2.  Mạng điện có TCSC   114  4.4.2.3.  Mạng điện có STATCOM   116  PHÂN BỐ TỐI ƯU CƠNG SUẤT MẠNG IEEE 30 NÚT CĨ FACTS   118  4.4.3.  4.4.3.1.  Mạng điện có SVC   118  4.4.3.2.  Mạng điện có TCSC   121  4.4.3.3.  Mạng điện có STATCOM   123  4.5.  KẾT LUẬN 125  CHƯƠNG 126  5.1.  THÀNH LẬP BÀI TOÁN 127  5.1.1.  PHƯƠNG PHÁP (Mà HĨA VỊ TRÍ ĐẶT SVC)   127  5.1.2.  PHƯƠNG PHÁP (DỊ TÌM VỊ TRÍ ĐẶT SVC)  132  5.2.  KẾT LUẬN 135  CHƯƠNG 136  6.1.  TỔNG KẾT ĐỀ TÀI 136  6.1.1.  TÓM TẮT   136  6.1.2.  ĐÁNH GIÁ  . 138  6.2.  HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 140  6.3.  LỜI KẾT 141  CHƯƠNG GIỚI THIỆU 1.1 TỔNG QUAN Việc phát triển mở rộng thị trường điện trở thành vấn đề quan trọng nhiều quốc gia, viễn cảnh trước mắt tự hóa thị trường điện Với tăng trưởng ngày cao phụ tải, làm tăng lượng công suất truyền tải lưới điện tác động đến chiến lược cạnh tranh giá nhà máy điện công ty truyền tải điện Giải pháp cho vấn đề xây dựng đường dây truyền tải điện Tuy nhiên, việc xây dựng đường dây không khả thi đặc biệt vùng có mật độ dân cư cao, việc mở rộng lưới điện làm ảnh hưởng đến sở hạ tầng điện tồn trước Do việc lắp đặt thiết bị truyền tải điện linh hoạt lên lưới điện xem giải pháp khả thi cho việc điều khiển luồng công suất, làm giảm đáng kể việc xây dựng sở hạ tầng điện Nói theo cách khác việc tăng cường khả truyền tải đường dây đòi hỏi thay đổi cách vận hành cần thiết khơng thể bỏ qua vai trị thiết bị truyền tải điện linh hoạt (FACTS – Flexible AC Transmission Systems) Ngày công nghệ ngày phát triển việc ứng dụng thiết bị FACTS vào lưới điện giúp công ty truyền tải người vận hành tiến thêm bước phương pháp vận hành lưới điện hiệu khả đáp ứng nhanh chóng trường hợp khẩn cấp xảy lưới điện Một nghiên cứu FACTS lĩnh vực phân bố cơng suất vận hành kinh tế hệ thống điện việc tối ưu hàm mục tiêu đồng thời thoả mãn ràng buộc cho trước, vấn đề áp dụng vào việc giám sát điều khiển lưới điện từ xa Thiết bị FACTS có nhiều ưu điểm lắp đặt lưới điện: làm giảm lượng công suất chạy đường dây tải nặng, tăng khả tải đường dây điều Trang Chương 5: Xác định vị trí tối ưu đặt thiết bị FACTS lưới điện Lưu đồ giải thuật Bắt đầu Chuyển toán ràng buộc thành tốn khơng ràng buộc Mã hóa lời giải Khởi tạo quần thể Giải tốn PBCS lưới điện có FACTS cho cá thể xác định giá trị hàm mục tiêu cho cá thể Xác định độ phù hợp Chọn lọc cá thể, lai, đột biến Thỏa điều kiện dừng lặp? Số vòng lặp số nút đặt FACTS mạng điện? Kết thúc Trang 133 Chương 5: Xác định vị trí tối ưu đặt thiết bị FACTS lưới điện Kết chọn vị trí tối ưu đặt SVC mạng điện (Phương pháp 2) Vị trí tối ưu: nút Dung lương bù: 27,7178 MVAr Nhận xét: Kết tính tốn vị trí đặt SVC hai phương pháp giống (vị trí mạng điện) Trang 134 Chương 5: Xác định vị trí tối ưu đặt thiết bị FACTS lưới điện 5.2 KẾT LUẬN Từ kết tính tốn tối ưu chương trước, chương trình giải thuật xác định vị trí tối ưu thiết bị FACTS áp dụng vào lưới điện nút nhằm cực tiểu chi phí phát điện chi phí đầu tư thiết bị FACTS phương pháp khác Kết tính tốn hội tụ nút Tuy nhiên thời gian tính tốn phương pháp (204.6 giây) nhanh phương pháp (339.5 giây) Ta nhận thấy điều rằng: khối lượng vòng lặp lớn, biến số điều khiển phát sinh ngẫu nhiên thông số giải thuật phụ thuộc nhiều vào kinh nghiệm người lập trình Do đó, kết hàm chi phí sau lần tính tốn có khác khác chút Tuy nhiên, ta tăng số lượng vịng lặp kết hai phương pháp dần hội tụ đến giá trị tối ưu Trên giới thời gian gần có nhiều nghiên cứu ứng dụng giải thuật di truyền để xác định vị trí tối ưu đặt thiết bị FACTS lưới điện, cho thấy mức độ quan tâm quốc gia vấn đề Từ nhận xét ta thấy thuật tốn truyền đặc biệt thích hợp với tốn tìm kiếm mà biến số rời rạc nói chung tốn tìm vị trí tối ưu đặt thiết bị FACTS lưới điện nói riêng Do hạn chế mặt thời gian chương trình bày tốn chọn vị trí tối ưu thiết bị FACTS mà khơng chọn số lượng loại thiết bị FACTS ứng dụng vào lưới điện có số lượng nút nhiều để cực tiểu chi phí phát điện chi phí đầu tư Trang 135 CHƯƠNG TỔNG KẾT VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 6.1 TỔNG KẾT ĐỀ TÀI 6.1.1 TÓM TẮT Luận văn trình bày vấn đề sau: Chương Tổng quan đề tài áp dụng quy hoạch genetic phân bố tối ưu cơng suất lưới điện có FACTS Tóm tắt số báo đăng đề tài phân bố tối ưu công suất lưới điện có FACTS khơng có FACTS Đưa nhận xét, đánh giá hướng tiếp cận đề tài Nêu điểm đề tài Tóm tắt kết đạt sau trình nghiên cứu Chương Trình bày tổng quan điều khiển FACTS bao gồm thiết bị: SVC, TCSC, STATCOM, UPFC Các mô hình điều kiển luồng cơng suất điều khiển FACTS Chương Giới thiệu thuật toán di truyền công cụ mạnh mẽ để giải toán tối ưu Lịch sử phát triển, nguyên lý thuật toán di truyền Trang 136 Chương 6: Tổng kết hướng phát triển đề tài Các bước giải thuật di truyền nhằm giải toán cụ thể, lưu đồ giải thuật Phương pháp mã hố, tốn tử di truyền, chế thích nghi, chiến lược hệ số phạt Ứng dụng thuật tốn di truyền vào thực tế Đưa ví dụ thực tế thuật tốn di truyền tính tốn tối ưu phân bố công suất nhà máy điện làm tảng cho tính xác tin cậy cho tốn chương sau Chương Trình bày cách thiết lập liệu toán, giải thuật tính tốn cho tốn phân bố tối ưu cơng suất lưới điện có FACTS khơng có FACTS áp dụng giải thuật di truyền Ứng dụng vào tính tốn tối ưu phân bố cơng suất lưới điện khơng có FACTS vào mạng điện, trình bày từ đơn giả đến phức tạp: Mạng điện nút, nút, IEEE 30 nút Đưa nhận xét so sánh với tài liệu, báo, luận văn trước Dựa vào kết đạt phần trên, chúng tơi phát triển vào tính tốn tối ưu phân bố cơng suất lưới điện có FACTS bao gồm điều khiển SVC, TCSC, STATCOM, trình bày từ đơn giả đến phức tạp áp dụng vào mạng điện nút, nút, IEEE 30 nút Đưa nhận xét so sánh với tài liệu, báo trước Nhận xét đánh giá ưu điểm đạt so với nghiên cứu trước Chương Trình bày ý tưởng, cách thiết lập liệu toán, giải thuật tính tốn cho tốn xác định vị trí tối ưu đặt thiết bị FACTS vào mạng điện áp dụng giải thuật di truyền phương pháp: Phương pháp 1: mã hố vị trí đặt SVC, phương pháp 2: Dị tìm vị trí đặt SVC vịng lặp thông thường Áp dụng vào Trang 137 Chương 6: Tổng kết hướng phát triển đề tài mạng điện nút dựa vào kết tính tốn tối ưu phân bố cơng suất lưới điện có FACTS đạt chương Nhận xét đánh giá cho phương pháp Chương Tóm tắt, kết luận chung hướng phát triển đề tài 6.1.2 ĐÁNH GIÁ Luận văn trình bày có hệ thống, dẫn dắt tốn từ đơn giản đến phức tạp, toán cụ thể so sánh, nhận xét, đánh giá với nhiều nguồn tài liệu khác để khẳng định tính xác tin cậy kết đạt luận văn Mặc dù luận văn áp dụng vào giải toán cho mạng điện IEEE 30 nút nhiên với giải thuật đưa không bị hạn chế số lượng nút hay tốn có cấu trúc phức tạp có nhiều nút loại biến điều khiển Kết tính toán cho thấy khả linh hoạt, mạnh mẽ thuật toán di truyền việc xác định lời giải tối ưu toàn cục mà phương pháp tối ưu số khó đạt Đối với tốn có hàm mục tiêu khơng khả vi, có biến số rời rạc giải thuật di truyền cho thấy khả đặc biệt thích hợp việc giải toán cách dễ dàng Tuy nhiên, thuật tốn di truyền có nhược điểm giống phương pháp trí tuệ nhân tạo khác chưa có sở tốn học vững (Chỉ chủ yếu dựa vào lý thuyết xác xuất), thời gian tính tốn lâu, kết tính tốn phụ thuộc nhiều vào thơng số cài đặt thuật tốn kinh nghiệm người lập trình nhiều thời gian công sức để thử nghiệm kiểm tra Thuật tốn di truyền có ngun lý sáng, dễ hiểu, phương pháp dễ ứng dụng Do khơng có phương pháp tốn cụ Trang 138 Chương 6: Tổng kết hướng phát triển đề tài thể làm cho người làm quen áp dụng vào toán cụ thể gặp khó khăn về: - Phương pháp mã hố lời giải với số bit thích hợp - Cách thức loại biến cần phải mã hoá toán cụ thể - Thơng số cài đặt thuật tốn như: số cá thể quần thể, số hệ, xác suất lai tạo, xác suất đột biến - Chọn lựa phương pháp lai tạo, đột biến, chọn lọc cá thể - Cách thiết lập hàm mục tiêu với hệ số phạt thích hợp - Do thuật tốn di truyền thích hợp với tốn khơng ràng buộc áp dụng vào tính tốn tối ưu hệ thống điện vốn có nhiều ràng buộc việc sử lý ràng buộc vấn đề khó khăn - Khó khăn cách thức tự tạo giải thuật cho hàm hính tốn, tốn tử giải thuật di truyền, để đạt điều địi hỏi phải có kiến thức sâu rộng thuật tốn di truyền khơng đơn ứng dụng vào toán cụ thể Vấn đề đươc giải nhờ cơng cụ có sẵn Genetic Algorithm Toolbox using Matlab [26] Do hạn chế thời gian, kiến thức khối lượng tìm hiểu, tính tốn, luận văn nghiên cứu tối ưu phân bố cơng suất có điều khiển FACTS là: SVC, TCSC, STATCOM mà khơng có điều khiển UPFC, nhiên xây dựng mơ hình UPFC cho tính tốn phân bố cơng suất, vấn đề lại thiết lập thông số cài đặt ban đầu cho điểu khiển để áp dụng vào toán tối ưu phân bố công suất dùng giải thuật di truyền vấn đề thời gian Ngồi tốn xác định vị trí tối ưu đặt thiết bị FACTS mạng điện chúng tơi đưa giải thuật tính tốn cho tốn xác định vị trí dung lượng điều khiển FACTS mà khơng có thêm phần xác định loại số lượng thiết bị FACTS Hai vấn đề hạn chế luận văn mục tiêu hướng tới nghiên cứu tiếp sau Một hạn chế khác luận văn nghiên cứu cho hệ thống điện cân sử dụng mơ hình hệ thống pha mà chưa đưa đươc mơ hình tính tốn mạng điện bất đối xứng Trang 139 Chương 6: Tổng kết hướng phát triển đề tài Việc thống kê so sánh đánh giá kết cho tốn cịn thiếu tính tổng quát việc ảnh hưởng lẫn thông số lưới điện việc xác định thơng số cài đặt, tốn tử tối ưu cho tốn tối ưu phân bố cơng suất khơng có phương pháp rõ ràng cụ thể mà chủ yếu dựa vào thời gian kiểm tra, thử nghiệm kinh nghiệm người lập trình 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI Từ kết đạt ưu khuyết điểm luận văn nêu đưa hướng phát triển đề tài: - Giải toán tối ưu phân bố công suất cho UPFC điều khiển FACTS khác - Tính tốn tối ưu phân bố công suất cho mạng điện bất đối xứng - Nghiên cứu kỹ lưỡng sâu sắc giải thuật di truyền để tiến tới việc tự tạo giải thuật, hàm tính tốn, tốn tử giải thuật di truyền Từ có khả tận dụng tồn sức mạnh thuật tốn tính tốn tối ưu cho tốn cụ thể hệ thống điện mà không nhờ vào công cụ Genetic Algorithm Toolbox using Matlab [26] - Kết hợp thuật tốn di truyền với phương pháp trí tuệ nhân tạo khác Fuzzy Logic, Neural Network, Partical Swarm để tăng tốc độ hội tụ độ xác kết tính tốn - Phát triển tiếp tốn xác định số lượng, vị trí, dung lượng chủng loại thiết bị FACTS tối ưu mạng điện - Tiến tới áp dụng thuật toán tối ưu cho toán khác như: toán quy hoạch phát triển hệ thống điện, toán phân bố công suất tối ưu thị trường điện cạnh tranh, tốn tối ưu phân bố cơng suất hệ thống Thuỷ điện – Nhiệt điện Trang 140 Chương 6: Tổng kết hướng phát triển đề tài 6.3 LỜI KẾT Thời gian qua cho đề tài nghiên cứu không đủ dài đời cơng trình khoa học hồn chỉnh, điều kiện cịn tồn nhiều khó khăn khách quan định Tham vọng nhiều khó vượt qua rào cản thời gian, kinh nghiệm, tri thức bộn bề lo toan công việc sống, chắn khơng tránh khỏi sai sót Chúng tơi hy vọng thiếu sót luận văn người đọc cảm thơng, chia sẻ giúp đỡ để chúng tơi bổ sung, hoàn chỉnh tương lai Xin chân thành cảm ơn! Trang 141 PHỤ LỤC Thông số mạng điện IEEE 30 nút Thông số đường dây Nút đầu 1 2 6 6 9 12 12 12 12 14 16 15 18 19 10 10 10 10 21 15 22 23 24 25 Nút cuối 4 6 7 10 11 10 12 13 14 15 16 15 17 18 19 20 20 17 21 22 22 23 24 24 25 26 R X B/2 Tap 0,0192 0.0452 0.0570 0.0132 0.0472 0.0581 0.0119 0.0460 0.0267 0.0120 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.1231 0.0662 0.0945 0.2210 0.0524 0.1073 0.0639 0.0340 0.0936 0.0324 0.0348 0.0727 0.0116 0.1000 0.1150 0.1320 0.1885 0.2544 0.0575 0.1652 0.1737 0.0379 0.1983 0.1763 0.0414 0.1160 0.0820 0.0420 0.2080 0.5560 0.2080 0.1100 0.2560 0.1400 0.2559 0.1304 0.1987 0.1997 0.1923 0.2185 0.1292 0.0680 0.2090 0.0845 0.0749 0.1499 0.0236 0.2020 0.1790 0.2700 0.3292 0.3800 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0,978 0,969 1 0,932 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Trang Phụ lục 25 28 27 27 29 27 27 29 30 30 28 28 0.1093 0.0 0.2198 0.3202 0.2399 0.0636 0.0169 0.2087 0.3960 0.4153 0.6027 0.4533 0.2000 0.0599 0 0 0 Thông số tải Nút 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 P (MW) 0.0 21.7 2.4 7.6 94.2 0.0 22.8 30.0 0.0 5.8 0.0 11.2 0.0 6.2 8.2 3.5 9.0 3.2 9.5 2.2 17.5 0.0 3.2 8.7 0.0 3.5 0.0 0.0 2.4 10.6 Trang Q (MVAr) 0.0 12.7 1.2 1.6 19.0 0.0 10.9 30.0 0.0 2.0 0.0 7.5 0.0 1.6 2.5 1.8 5.8 0.9 3.4 0.7 11.2 0.0 1.6 6.7 0.0 2.3 0.0 0.0 0.9 1.9 0,968 1 1 Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] H C Leung and T S Chung “ Optimal Power Flow with Versatile FACTS Controller by Genetic Algorithm Approach” Proceeding of the 5th International Conference on Advances in Power System Control and Management, APSCOM 2000, Hong Kong, October 2000 [2] Shaoyu Ge and T.S Chung, “Optimal Active Power Flow incorporating power flow control needs in Flexible AC Transmission Systems”, Electrical Power and Energy System, vo1.14, No.2, May 1999, pp.738-744 [3] G.N Taranto, L.M.V.G Pinto and M.V.F Pereira, “Representation of FACTS devices in power system economic dispatch”, IEEE Transactions On Power Systems, PWRS-7, No.2, May 1992, pp.572-576 [4] C.R Fuerte-Esquivel and E Acha “A Newton-type Algorithm for the control of power flow in electrical power network,” IEEE Transactions on Power Systems, Vol 12, No.4, November 1997 pp.1471-1480 [5] M.Noroozian, L hgquist, M Ghandhari and G Andersson, “Use of UPFC for Optimal Power Flow Control,” LEEE Transactions on Power Delivery, VoL12, No.4, October 1997, pp.1629-1634 [6] D.C Walters and G.B Sheble, “Genetic Algorithm to Optimal Reactive Power Dispatch Including Voltage-dependent Load Models,” IFAC International Symposium on Large Scale Systems, London, July 1995 [7] L.J Cai, Student Member IEEE and I Erlich, Member IEEE “Optimal Choice and Allocation of FACTS Devices using Genetic Algorithms” [8] S Gerbex, R Cherkaoui, and A J Germond, "Optimal location of multitype FACTS devices in a power system by means of genetic algorithms," IEEE Trans Power Systems, vol 16, pp 537-544, August 2001 Tài liệu tham khảo [9] P Paterni, S Vitet, M Bena, and A Yokoyama, "Optimal location of phase shifters in the French network by genetic algorithm," IEEE Trans.Power Systems, vol 14, pp 37-42, August 1999 [10] G Glanzmann, Student Member IEEE, G Andersson, Fellow IEEE “Coordinated Control of FACTS Devices based on Optimal Power Flow” [11] H Ambriz-Perez, E Acha, and C R Fuerte-Esquivel, "Advanced SVC models for Newton-Raphson load flow and Newton optimal power flow studies," Power Systems, IEEE Transactions on, vol 15, pp 129-136, 2000 [12] T Orfanogianni, "A flexible software environment for steady-state power flow optimization with series FACTS devices." Diss ETH Zurich, 2000, pp 135 S [13] S Gerbex, R Cherkaoui, and A J Germond, "Optimal location of multi-type FACTS devices in a power system by means of genetic algorithms," Power Systems, IEEE Transactions on, vol 16, pp 537-544, 2001 [14] Y.-H Song, Flexible ac transmission systems (FACTS) London: The Institution of Electrical Engineers, 1999 [15] Enrique Acha, University of Glasgow, UK Claudio R Fuerte-Esquivel Universidad Michoacana, MEXICO Hugo Ambriz-Pe´rez Comision Federal de Electricidad, MEXICO Ce´sar Angeles-Camacho University of Glasgow, UK, FACTS Modelling and Simulation in Power Networks Jonh Willey and Sons, LTD [16] Xiao-Ping Zhang, Christian Rehtanz, Bikash Pal, Flexible AC Transmission Systems: Modelling and Control, Springer [17] Vijay K.Sood, Ph.D.,ing.,FEIC, HVDC and FACTS controllers Applications of static converters in power systems, Kluwer Academic Publishers [18] Hadi Saadat, Milwaukee School of Engineering, Power System analysis – second edition, Mc GrawHill Tài liệu tham khảo [19] Phạm Việt Cường, Ứng dụng thuật toán di truyền phân bố công suất tối ưu hệ thống điện, Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí minh, Luận văn Thạc sĩ, 07/2003, 700998, Thư viện Đại Học Bách Khoa TPHCM [20] A United Approach to Optimal Real and Reactive Power Dispatch – K.Y Lee, Y.M Park, J.L Ortiz – IEEE Trans on Power Apparatus and Systems, Vol PAS-104, No 5, May 1985 [21] Shaoyu Ge and T.S Chung, “Optimal Active Power Flow incorporating power flow control needs in Flexible AC Transmission Systems”, Electrical Power and Energy System, vo1.14, No.2, May 1999, pp.738-744 [22] M A Abido and M M Al-Hulail, “Optimal Location and Setting of FACTS for Optimal Power Flow Problem Using a Hybrid GA/PSO Algorithm” Electrical Engineering Department King Fahd Univ, Saudi Arabia, Transmission Department Saudi Electricity Company Dammam, Saudi Arabia [23] K.Habur and D.Oleary, ”FACTS-flexible AC transmission system for cost effective and reliable transmission of electrical energy”, http://www.siemenstd.com/transSys/pdf/costEffectiveReliabTrans.pdf [24] TS Nguyễn Đình Thúc, ”Trí tuệ nhân tạo - lập trình tiến hố”, Nhà suất giáo dục, năm 2001 [25] M Iglesias, B Naudts, A Verschoren Universiteit Antwerpen, Belgium and C Vidal Universidade da Coruña,Spain; “Foundations of Generic Optimization” Volume 1: A Combinatorial Approach to Epistasis; © 2005 Springer [26] Andrew Chipperfield, Peter Fleming, Hartmut Pohlheim, Carlos Fonseca; “Genetic Algorithm for use with Matlab”; University of Sheffield [27] Hồ Văn Hiến, “Hệ thống điện truyền tải phân phối” Nhà xuất Đại Học Quốc Gia TPHCM, 2005 [28] Allen J.Wood, Bruce F Wollenberg; “Power Generation Operation and Control” second edition; © 1984, 1996 by John Wiley & Son, INC TĨM TẮT LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: NGƠ HỒNG TUẤN Sinh ngày: 14-01-1982 Tại: TP.Hồ Chí Minh Quá trình đào tạo: - 9/2000 – 9/2005: Sinh viên ngành Hệ Thống Điện, Khoa Điện – Điện tử, trường Đại Học Bách Khoa TP.Hồ Chí Minh 9/2006 – Nay: Học viên Cao học ngành Thiết Bị, Mạng Nhà Máy Điện, trường Đại Học Bách Khoa TP.Hồ CHí Minh Q trình cơng tác: - Từ 1/2006 – Nay: Giáo viên Khoa Kỹ Thuật Cơ Sở, trường Cao Đẳng Điện Lực TP.Hồ Chí Minh ... 4.3.  PHÂN BỐ TỐI ƯU CƠNG SUẤT LƯỚI ĐIỆN KHƠNG CĨ FACTS 84  4.3.1.  PHÂN BỐ TỐI ƯU CÔNG SUẤT TRONG MẠNG ĐIỆN NÚT  84  4.3.2.  PHÂN BỐ TỐI ƯU CÔNG SUẤT TRONG MẠNG ĐIỆN NÚT  90  4.3.3.  PHÂN... 4.3.3.  PHÂN BỐ TỐI ƯU CÔNG SUẤT TRONG MẠNG IEEE 30 NÚT   96  4.4.  PHÂN BỐ CÔNG SUẤT TỐI ƯU LƯỚI ĐIỆN CÓ FACTS 102  4.4.1.  4.4.1.1.  PHÂN BỐ TỐI ƯU CÔNG SUẤT MẠNG ĐIỆN NÚT CĨ FACTS? ?  103 ... áp dụng giải thuật di truyền để tính tốn lưới điện có thiết bị FACTS chưa áp dụng Với lý luận văn chúng tơi xin trình bày: Ứng dụng quy hoạch genetic cho phân bố tối ưu công suất lưới điện có FACTS