Đề xuất thuật toán chẩn đoán sự cố cho lưới điện phân phối áp dụng tại công ty điện lực gia lai (tt)

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - - NGUYỄN ĐỨC TÙNG ĐỀ XUẤT THUẬT TOÁN CHẨN ĐOÁN SỰ CỐ CHO LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ÁP DỤNG TẠI CÔNG TY ĐIỆN LỰC GIA LAI C C Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA Mã số: 8520216 R L T TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT U D Đà Nẵng – Năm 2020 Cơng trình hồn thành TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Lê Tiến Dũng Phản biện 1:TS VŨ PHAN HUẤN Phản biện 2: TS NGUYỄN KHÁNH QUANG C C R L T Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Kỹ thuật điều khiển Tự động hóa họp Đại học Đà Nẵng vào ngày 09 tháng 12 năm 2020 U D Có thể tìm hiểu luận văn tại:  Trung tâm Học liệu truyền thông- Đại học Bách khoa - ĐHHĐN  Thư viện Khoa Điện, Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN MỞ ĐẦU LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Trong trình vận hành hệ thống lưới điện phân phối Công ty Điện lực Gia Lai, cố bất thường xảy ngày đa dạng tần suất xảy ngày dày đặc Lưới điện phân phối với độ dự trữ cách điện không tốt, số lượng đường dây, thiết bị nhiều phân bố nhiều địa hình khác Nên có nhiều yếu tố ảnh hưởng tới hiệu hệ thống lưới điện: Yếu tố thời tiết, hư hỏng cố đường dây thiết bị, phương tiện giao thơng xâm hại cơng trình lưới điện, cối, động vật từ phụ tải khơng đối xứng… Vì vậy, việc xác định loại lỗi vị trí lỗi nhanh chóng yêu cầu lớn việc vận hành lưới điện phân phối để giảm thiểu thời gian nhân lực cho việc dị tìm lỗi xác định vị trí cố để giải cố nhanh chóng Từ nhu cầu mà Công ty Điện lực Gia Lai cần thiết vận hành, tác giả định chọn đề tài nghiên cứu: “Đề xuất thuật toán chẩn đoán cố cho lưới điện phân phối áp dụng Công ty Điện lực Gia Lai" Đề tài đưa thuật tốn để chuẩn đốn lỗi vị trí lỗi dựa hệ thống SCADA có Cơng ty Điện lực Gia Lai để giúp vận hành hiệu nâng cao độ ổn định hệ thống xử lý cố nhanh chóng II MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Dựa điều kiện vận hành, kỹ sư vận hành chủ yếu dựa kinh nghiệm vận hành lâu năm để phân tích số liệu từ Rơ Le hệ thống SCADA gửi khoanh vùng vị trí lỗi với bán kính lớn sau dị tìm trường Tuy nhiên việc khai thác dựa số liệu từ Rơ le hệ thống SCADA khơng có hiệu cao lưới điện phân phối nằm địa hình phức tạp, nhiều thời gian cho việc tìm lỗi xử lý cố lỗi Vậy nên, đề tài tác giả đưa chương trình thuật tốn vào để tự động xử lý liệu từ hệ thống cách nhanh chóng để giúp Cơng ty Điện lực Gia Lai xác định vị trí cố kịp thời để khắc phục mà khơng phải tìm kiếm bán kính rộng thời gian cho việc tìm kiếm vị trí lỗi để nhanh chóng khơi phục lại lưới điện cho khách hàng III ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Lưới điện phân phối với đặc tính thơng số vận hành trường hợp vận hành bình thường phát sinh lỗi Phân tích tình hình thực tế lưới điện Công ty Điện lực Gia Lai quản lý vận hành Các trường hợp cố lưới điện phân phối I C C U D R L T Phạm vi nghiên cứu tập trung vào loại lỗi pha chạm đất, loại lỗi thường xuyên xảy lưới điện địa bàn tỉnh Gia Lai Các kiểm nghiệm thực mổ Matlab Simulink liệu khứ IV PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Dựa trình vận hành hệ thống lưới điện - Phân tích xác định vấn đề xảy nhu cầu - Xác định đề tài nghiên cứu chọn mơ hình lưới điện để làm đối tượng nghiên cứu, từ xây dựng mơ hình tốn học cho hệ thống - Mơ mơ hình đối tượng Matlab-Simulink cho trường hợp giả lập lỗi khơng lỗi để phân tích đáp ứng mơ theo thực tế để từ so sánh với liệu lịch sử lỗi hệ thống xảy - Nghiên cứu đề xuất thuật toán để chuẩn đoán lỗi cho lưới điện, dựa mơ hình mơ đối tượng thiết lập đáp ứng đủ yêu cầu ngành điện lực - Sử dụng liệu khứ để kiểm nghiệm lại độ xác chương trình thuật tốn đưa vào sử dụng - Phân tích liệu mô thực tế để đưa kết luận nhận xét V Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI Ý nghĩa khoa học: Đề tài góp phần giải vấn đề nhận định vị trí lỗi loại lỗi tự động nhanh chóng hệ thống lưới điện phân phối điện lực nói chung điện lực Gia lai nói riêng Ý nghĩa thực tiễn: Đề tài xây dựng thuật toán chẩn đoán lỗi hệ thống điện tự động dựa chương trình thuật tốn, nhằm hỗ trợ Điều độ viên đưa định xử lý loại trừ lỗi thơng tin vị trí lỗi đến công nhân quản lý vận hành giúp việc tiếp cận xử lý cố nhanh xác Điều giảm thiểu số SAIDI/SAIFI/MAIFI góp phần đảm bảo tiêu độ tin cậy lưới điện VI CẤU TRÚC CỦA ĐỀ TÀI Đề tài tổ chức gồm có chương, phần sau: Trước tiên, phần mở đầu giới thiệu lý chọn đề tài, mục đích nghiên cứu, đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài, phương pháp nghiên cứu ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài C C U D R L T CHƢƠNG I TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HÓA LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI VÀ TỰ ĐỘNG CHẨN ĐOÁN LỖI TRONG LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 1.1 Tổng quan tự động hóa lƣới điện phân phối Hệ thống điện ngày phức tạp, nhu cầu phụ tải ngày lớn, yêu cầu chất lượng dịch vụ, cụ thể độ tin cậy, hiệu suất an ninh hệ thống, ngày cao, cộng thêm quan ngại bền vững lượng môi trường, tất mở đường cho phát triển lưới điện thông minh Các công ty điện lực áp dụng nhiều công nghệ vào hệ thống điện, bao gồm nguồn lượng tái tạo, nguồn điện phân bố, công nghệ thông tin truyền thông Để thành công, hoạt động quản lý hệ thống điện, ví dụ tự động hóa phân phối (distribution automation - DA), phải dựa vào thông tin thu thập từ hệ thống theo dõi tích hợp DA cho phép nhân viên trung tâm điều khiển theo dõi tình hình hoạt động hệ thống theo thời gian thực cho phép tự động cấu trúc lại hệ thống để đạt hiệu tối ưu, giảm tác động thời gian điện 1.2 Giới thiệu hệ thống SCADA Trung tâm điều khiển GLPC 1.2.1 Khái niệm hệ thống SCADA Supervisory Control And Data Acquiste cụm từ viết tắt SCADA hệ thống giám sát điều khiển thu thập liệu 1.2.2 Chức năng: a) Quá trình thu thập liệu (Data acquisition monitoring): Việc thu thập liệu lấy từ trạm biến áp, nhà máy điện, thiết bị đóng cắt phân đoạn lưới Dữ liệu thu thập chia làm loại liệu trạng thái, liệu tương tự liệu tích lũy theo thời gian b) Quá trình điều khiển giám sát (Supervisory control): Với tiêu chí đẩy mạnh điều khiển tự động hóa vào sâu bên lĩnh vực đời sống sản xuất Hệ thống SCADA ngày hoàn thiện, trình tự động hóa hồn tồn đạt thành phần giám sát điều khiển 1.2.3 Cấu trúc hệ thống SCADA Về hệ thống SCADA tích hợp cơng nghệ bao gồm thành phần sau: - RTU (Remote Terminal Units) - Commmunication System - Master Station - Human Machine Interface (HMI) 1.2.4 Nguyên lý làm việc hệ thống MiniSCADA: Theo chu kỳ thời gian định trước, máy tính chủ hệ thống SCADA Trung tâm điều khiển thực việc truyền tín hiệu thơng tin qt trạm biến áp, Recloser, LBS Các TBA, Recloser, LBS trang bị thiết bị C C U D R L T đầu cuối giám sát từ xa RTU/Gateway cho phép trung tâm điều khiển điều khiển thiết bị thơng qua Hơn RTU/Gateway thơng báo lại cho trung tâm điều khiển thao tác thực thơng số chế độ dịng điện, điện áp, công suất tác dụng, công suất phản kháng thông số trạng thái phần tử trạng thái đóng hay mở máy cắt, nhiệt độ… 1.2.5 Hệ thống MiniSCADA công ty Điện lực Gia Lai: a) Tổng quan hệ thống: Công ty Điện lực Gia Lai đầu tư hệ thống MiniScada/Trung tâm điều khiển phục vụ công tác vận hành hệ thống điện hạng mục sau: - 01 Trung tâm giám sát điều khiển - Các điểm đầu cuối (RTU)/Gateway thu thập số liệu, tập trung thông tin điều khiển thiết bị đóng cắt, đo lường trạm biến áp 110kV; nhà máy thuỷ điện; trạm biến áp trung gian 35kV; thiết bị đóng cắt phân tán lưới điện trung áp (Recloser; LBS…) Công ty điện lực Gia lai - Hệ thống thơng tin liên lạc kết nối điểm đóng cắt, thu thập số liệu trung tâm điều khiển b) Quy mô hệ thống: Hệ thống SCADA/DMS Công ty Điện lực Gia Lai (GLPC) đưa vào vận hành từ tháng 5/2018, dựa công nghệ tiên tiến hãng ABB (Phần Lan) Tính đến nay, Trung tâm điều khiển kết nối điều khiển: * Hệ thống SCADA SYS600: - 11 trạm biến áp 110kV không người trực (100%); - 233 thiết bị đóng cắt lưới (200 Reloser, 33 LBS); - 08/09 trạm biến áp trung gian, có 01 trạm biến áp 35kV (đầy đủ RTU, I/O); 07 trạm (lấy trực tiếp tín hiệu SCADA từ MC Recloser) - 06 nhà máy thuỷ điện; 01 nhà máy điện mặt trời Chư Ngọc (15MWp) - Giám sát 01 nhà máy điện mặt trời: Krông Pa (49MWp) * Hệ thống DMS600: GLPC thực cập nhật toàn sở liệu từ SYS600 sang DMS600: đo lường, điều khiển ĐZ, TBA phụ tải, FCO đầy đủ theo mặt địa lý lưới điện thực tế QLVH c) Giải pháp công nghệ chủ yếu hệ thống nhƣ sau: * Phương thức truyền thông: Sử dụng đường truyền cáp quang kết nối với TBA 110kV cho tín hiệu SCADA Camera Sử dụng đường truyền 3G, thiết lập kết nối VPN modem cho thiết phân tán lưới điện trung áp * Giao thức truyền thông: C C U D R L T Các trạm biến áp kết nối đến trung tâm qua giao thức IEC 60870-5-104 Giao thức sử dụng để kết nối IEDs (thiết bị điện tử thơng minh ví dụ như: Relay, BCU, Meter ) trạm biến áp: IEC61850, Modbus, DNP3.0 * Các phần mềm hệ thống Hệ thống SCADA sử dụng phần mềm SYS600 V9.4 ABB, phần mềm cài đặt SYS Server máy tính FE, hổ trợ biên dịch tất tiêu chuẩn truyền thơng cơng nghiệp có SYS600 thực nhiệm vụ thu thập trao đổi liệu với RTU (tại trạm 35kV), Gateway (Tại trạm 110kV), Recloser, LBS lưới điện trung áp Trạng thái thiết bị, giá trị đo lường thể giao diện đồ họa giúp người vận hành dễ dàng thao tác với thiết bị, đồng thời tất thông tin kiện từ thiết bị đến hệ thống đồng theo đồng hồ chuẩn GPS lưu trữ theo trình tự thời gian d) Thành phần hệ thống MiniSCADA Gia Lai: Máy tính chủ SYS1 SYS2: Chính 02 máy chủ, cài đặt phần mềm microSCADA 9.4, DMS 600 chạy hệ điều hành Window Server 2012 Máy tính FE1 (Front-End 1) FE2 (Front-End 2): hai máy cài đặt phần mềm microSCADA 9.4 chạy hệ điều hành Window Server 2012 lưu trữ toàn sở liệu hệ thống truyền thông từ máy tính SYS1, SYS2 đến RTU/Gateway đặt trạm, phân đoạn lưới Máy WorkStation Admin: Phục vụ người quản trị hệ thống theo dõi, quản lý, bảo trì phần mềm, mở rộng nâng cấp hệ thống SCADA Máy tính WorkStation WorkStation 2: Hoạt động dựa phương thức Remote desktop đến máy SYS1 SYS2 để hiển thị sơ đồ, thông số vận hành…, phục vụ cho ĐĐV điều khiển, giám sát thiết bị vị trí có kết nối SCADA Máy tính WorkStation (Projector console): Hoạt động dựa phương thức Remote desktop đến máy SYS1 SYS2; chức máy để phóng to sơ đồ, thông số vận hành Máy in: Gồm máy in màu A4: HP M452DN máy in màu A3: HP M855 GPS: Có chức thu nhận hệ thống từ vệ tinh thông qua antena, hệ thống máy chủ SYS1, SYS2 xử lý gửi đến tồn máy tính DCC; Gateway/Modem 3G trạm phân đoạn lưới, tồn hệ thống SCADA đồng với thời gian (thời gian thực) M2M Gateway (GW1 GW2): thiết bị giao tiếp với Modem 3G thiết lập đường truyền VPN hệ thống Rounter+Firewall: Thiết bị định tuyến tường lửa bảo vệ an toàn cho hệ thống SCADA đăng nhập hệ thống SCADA đường Internet C C U D R L T Saco: Thiết bị cảnh báo cịi, đèn có thay đổi hệ thống SCADA Lan Switch: Tất thiết bị DCC kết nối với mạng LAN kép, hai Switch nối chung với Máy phát điện, UPS: Hệ thống lưu trữ điện (ắc quy + UPS) 1.3 Các loại lỗi thƣờng xảy (số liệu tháng đầu năm 2020 GLPC) 1.3.1 Lỗi giông sét, thời tiết cực đoan: Chiếm tỷ trọng cao thuộc vụ cố giông sét với 149/489 vụ, chiếm tỉ lệ 30,47 % 1.3.2 Sự cố hành lang tuyến: Chiếm tỉ trọng 7,16% (35/489 vụ) 1.3.3 Sự cố động vật: Chiếm tỉ trọng 14,72% (72/489 vụ) 1.3.4 Sự cố lưới điện khách hàng: Chiếm tỉ trọng 17,4% (85/489 vụ) 1.3.5 Một số cố nguyên nhân khác Kết luận: Thực trạng lưới điện phân phối với vấn đề chẩn đốn, loại trừ cố xác nhanh chóng tốn khó khăn có q nhiều yếu tố bất định đến từ nguyên nhân chủ quan, khách quan tính đặc thù Đã có nhiều giải pháp nghiên cứu đề xuất cho vấn đề nêu trên, nhiên tùy thuộc vào tính chất, loại hình trạng lưới điện yếu tố vùng miền để đưa giải pháp có hiệu cho việc vận hành lưới điện an toàn làm chủ công nghệ quan trọng C C U D R L T CHƢƠNG II MÔ TẢ TOÁN HỌC CỦA MỘT PHẦN LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI VÀ LỖI PHA CHẠM ĐẤT CỦA HỆ THỐNG CÂN BẰNG 2.1 Mơ tả tốn học lƣới điện đơn giản Một hệ thống điện ba pha gồm nguồn cân bằng, đường dây với phụ tải thành phần C C R L T Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống phân phối điển hình Trong đó: - Nguồn ba pha cân điện áp hiệu dụng 22kV, tần số 50Hz; - Tổng trở phụ tải ; - Dòng điện ; Phụ tải thành phần RLC với phần thực ảo biểu diễn dạng: S = R U D +jX (2.0) Điện áp điểm A xác định theo công thức: (2.1) Áp dụng phép chuyển đổi chuỗi (2.1) thành (2.2), (2.2) Trong đó: Và (2.3) (2.4) , trở kháng thành phần đối xứng tính tốn sau: Biểu diễn dạng ma trận trở kháng, hệ thống cân (2.3) viết dạng: (2.5) (2.6) (2.7) Ở trạng thái hệ thống vận hành bình thường trường hợp cố khác sử dụng công thức (2.5) để xác định vị trí lỗi hệ thống 2.2 Mơ tả tốn học lƣới điện xảy lỗi chạm đất Xét hệ thống phân phối ba pha cân trường hợp lỗi pha A chạm đất: C C R L T U D Hình 2.2 Sơ đồ lỗi chạm đất pha hệ thống ba pha cân Điện áp pha A thời điểm lỗi xác định công thức: Vsa = (1 – d) Zl1 x (Isa + kTs0) + If x Rf (2.8) Ở phương trình (2.8), tất trở kháng ngoại trừ trở kháng lỗi xác định, giá trị dòng áp có sẵn từ thiết bị đo lường Một hai biến khơng xác định, dịng cố thu cách sử dụng hệ số phân phối bỏ qua trở kháng cố q trình tính tốn phương trình chẩn đốn vị trí lỗi Với cố pha chạm đất, giá trịnh tính tốn theo cơng thức: If = 3If2 (2.9) Và thành phần thứ tự nghịch dòng cố If2 xác định sử dụng hệ số phân phối Df = If2/Is2 dòng thứ tự nghịch Is2 xác định điểm đo lường Theo định luật Kirchhoff cho pha A ta có phương trình điện áp: ( ) (2.10) Từ (7), hệ số phân phối Db xác định: ( ) (2.11) Với A1 = Zl2, B1 = Zs2 + Zl2, D1 = Zr2 Hệ số phân phối Df cho dòng thứ tự nghich xác định: 10 CHƢƠNG III ĐỀ XUẤT THUẬT TOÁN PHÁT HIỆN VÀ ĐỊNH VỊ SỰ CỐ CHO LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ÁP DỤNG TẠI CÔNG TY ĐIỆN LỰC GIA LAI 3.1 Đặt vấn đề, tổng quan cơng trình nghiên cứu trƣớc Cung cấp điện liên cho khách hàng quan trọng liên quan đến lợi ích cơng ty Nhưng cố khơng thể tránh trình vận hành lưới điện, cố thường xuyên xảy gây điện cho khách hàng Dễ thấy hệ thống điện phân phối nhiều đường dây đặt khơng qua khu vực rộng lớn, nhiều địa hình phức tạp, rừng nguyên sinh, rừng cao su… Xác định vị trí lỗi nhanh giúp giảm thời gian gián đoạn cung cấp điện, kiểm tra trực quan thông thường không nhiều thời gian mà đòi hỏi nhân lực cao Trong năm gần đây, thiết bị bảo vệ kỹ thuật số thay cũ, loại thiết bị rơle cơ, rơle khơng có giao thức truyền thơng… 3.2 Các kỹ chuẩn đốn lỗi C C Hiện có nhiều nghiên cứu thực để đánh giá xác định vị trí lỗi cách hiệu xác Nhiều kỹ thuật đề xuất tài liệu gần Các phương pháp xác định lỗi gặp nhiều khó khăn chất lưới phân phối nhiều địa hình khác nhau, nhiều thiết bị nhiều yếu tố tác động đến lưới phân phối Vậy nên thường phương pháp tiếp cận theo hai phương pháp chính: Phân tích tín hiệu phương pháp tiếp cận trí tuệ (hệ thống trí tuệ nhân tạo hệ thống mạng Noron) R L T U D 3.3 Đề xuất thuật tốn dạng tổng qt Hình 3.1 Sơ đồ chạm đất pha hệ thống ba pha Ta có: ( ) (3.1) Trong đó: VSabc = [VSa VSb VSc]: vector điện áp pha Isabc = [ISa Isb Isc]: vector dòng điện pha Vfabc = [Vfa Vfb Vfc]: vector điện áp pha thời điểm lỗi Ma trận điện kháng đường dây: 11 [ ] (3.2) Vì điện áp pha lỗi giống nhau, pha điện áp A diễn tả sau: ( )( ) (3.3) Lưu ý có hai mạch song song vị trí lỗi thể hình C C R L T Hình 3.2 Ảnh hưởng hai mạch song song Ma trận điện dẫn Yf xác định U D [ ] (3.4) Và ma trận điện dẫn YL tải xác định cách lấy nghịch đảo trở kháng đường dây tải, sau: ( ) (3.5) Với ma trận trở kháng tải: [ ] (3.6) Sau đó, dịng lỗi xác định từ việc sử dụng tính chất mạch song song: [ ( ) ] (3.7) Với Ma (3.8) trận [ ] [ nghịch ] đảo [ ( ) )] 12 Có thể đơn giản hóa thành: ( ) ( ) (3.9) Các ma trận A, B, C, D xác định sau: ( ) [ ] =[ ] (3.10) [ ] B C D ( Ta có: [ ) ] [ ] [ ] C C U D R L T [ ]( ) [ ] [ ] (3.11) Lưu ý hàng (3.11) đưa ra: [ ] [ ] (3.12) Sau đó, phương trình dịng lỗi viết lại thành: [ ] [ ][ ][ ] (3.13) Bỏ qua yếu tố khơng xét (xx), ta có biểu thức cuối theo dòng lỗi: [ ] [ ] [ Thay (3.13) vào (3.14), ta có: ( [( (3.15) )( ) ) ( ) ( ) ] ] (3.14) 13 Hoặc: ( (3.16) Với: (3.17) ( ) )( ) ( ) (3.18) Phương trình (3.18) xếp lại thành đa thức bậc hai biến khoảng cách d: ( ( ) ( ) (3.19) Phương trình (3.19) viết thành: ( ) ( ) ( ) (3.20) Với thành phần ảo: C C R L T U D ( ) ), b = ( ) (3.21) Từ phần thực, đa thức bậc hai theo d xác định sau: ( ) (3.22) Với a = ( Ta có phương trình: (3.23) Từ (3.23) xác định khoảng cách lỗi d: c= a + bd + c = √ (3.24) Căn kết cấu lưới điện tình hình cố lưới điện Cơng ty Điện lực Gia Lai quản lý vận hành, tác giải chọn 02 xuất tuyến mạch kép 479, 481/110 Biển Hồ (E41) để tính tốn cho đề tài Sau có thơng số xuất tuyến điện lực Gia lai thuật tốn đề xuất xây dựng mơ hình mơ Matlab Simulink sau: 14 CHƢƠNG IV KẾT QUẢ MÔ PHỎNG KIỂM CHỨNG 4.1 Sơ đồ mô số liệu mô a) Sơ đồ tổng quan trƣờng hợp bình thƣờng Dựa xuất tuyến cần áp dụng lưới điện Điện lực Gia Lai để kiểm chứng độ xác thuật tốn áp dụng có mơ hình mơ lưới diện simulink sau: C C R L T U D Hình 4.1 Mơ hình mơ xuất tuyến lưới Điện lực Gia Lai b) Sơ đồ giả lập vị trí lỗi, Hình 4.2 Mơ hình mơ vị trí lỗi xuất tuyến 4.2 Mô Matlab Simulink trƣờng hợp hoạt động bình thƣờng Trên thực tế tín hiệu thu để tính tốn thơng qua liệu dòng điện, điện áp gửi từ Recloser làm đầu vào cho thuật toán áp dụng để chuẩn đốn vị trí có lỗi xảy ra, cịn mơ Simulink dự vào liệu khứ Điều độ Gia lai để nhập thông số đầu vào, thông qua khối đo lường Vabc Iabc để đo lường kiểm chứng qua đồ thị 15 c) Điện áp Hình 2.1 Kết điện áp vị trí L1 trường hợp xuất tuyến bình thường C C R L T U D Hình 2.2 Kết điện áp vị trí L2 trường hợp xuất tuyến bình thường Hình 2.3 Kết điện áp vị trí L3 trường hợp xuất tuyến bình thường Ở biểu đồ cho ta thấy kết điện áp trường hợp xuất tuyến hoạt động bình thường điện áp pha từ có kết đồ thị dịng điện biểu diễn sau: 16 d) Dịng điện Hình 2.4 Kết dịng điện vị trí L1 trường hợp xuất tuyến bình thường C C R L T Hình 2.5 Hình 2.6 U D Kết dịng điện vị trí L2 trường hợp xuất tuyến bình thường Kết dịng điện vị trí L3 trường hợp xuất tuyến bình thường Từ thơng số tải xuất tuyến đưa vào mơ hình điện áp pha cho kết dòng điện pha giá trị mô theo hoạt động thực tế lưới điện Gia Lai 17 4.3 Mô Matlab Simulink trƣờng hợp lỗi Kết đồ thị mơ vị trí lỗi thứ a) Điện áp: Hình 2.7 Kết điện áp vị trí L1 trường hợp lỗi thứ C C R L T U D Hình 2.8 Kết điện áp vị trí L2 trường hợp lỗi thứ Hình 2.9 Kết điện áp vị trí L3 trường hợp lỗi thứ 18 b) Dịng điện Hình 2.10 Kết dịng điện vị trí L1 trường hợp lỗi thứ C C R L T Hình 2.11 Hình 2.12 U D Kết dịng điện vị trí L2 trường hợp lỗi thứ Kết dịng điện vị trí L3 trường hợp lỗi thứ Nhận xét: kết mô xảy lỗi chạm đất pha A vị trí thứ L1_1= Km dòng điện đường dây nơi phát sinh cố đến đầu máy biến áp (ở đoạn L1_1 ) tăng đột biến lên đến 6kA, dòng vị trí L2 L3 nằm phía phụ tải sau cố nên dòng giảm 19 c) Khoảng cách Hình 2.13 Khoảng cách vị trí lỗi thứ Từ kết thuật tốn chuẩn đốn vị trí lỗi giá trị điện áp, dịng điện cho ta thấy số liệu khoảng cách xác tương đối so với thực tế bị lỗi 4.3.2 Kết đồ thị mơ vị trí thứ hai a) Điện áp C C R L T U D Hình 2.14 Kết điện áp vị trí L1 trường hợp lỗi thứ hai Hình 2.15 Kết điện áp vị trí L2 trường hợp lỗi thứ hai 20 Hình 2.16 Kết điện áp vị trí L3 trường hợp lỗi thứ hai b) Dịng điện C C R L T Hình 2.17 Hình 2.18 U D Kết dịng điện vị trí L1 trường hợp lỗi thứ hai Kết điện áp vị trí L2 trường hợp lỗi thứ hai 21 Hình 2.19 Kết dịng điện vị trí L3 trường hợp lỗi thứ hai Nhận xét: Trong khoảng thời gian từ 0s đến 0.1s khoảng thời gian chưa gặp cố, dòng áp đinh Khi có cố pha chạm đất vị trí pha A vị trí lỗi thứ làm dòng pha A đường dây từ nơi xảy cố đến máy biến áp tăng đột biến vị trí L1 lên tới gần 2,5kA vị trí L2 lên tới gần 4kA, phía đầu bên cố đoạn phía phụ tải nên dịng lúc pha cố dòng pha cịn lại bát ổn định Khi đưa thuật tốn chuẩn đốn vị trí cố chạm đất pha vào cho kết khoảng cách tương đối sau c) Khoảng cách C C R L T U D Nhận xét: qua mô giả lập cho vị trí lỗi thứ L=14Km cho kết điện áp, dịng điện khoảng cách tương đối xác so với số liệu thực tế Với tỷ lệ % sai số: Trong đó: - dest: kết tính tốn thuật toán chẩn đoán; - dreal: giá trị thực tế xác định qua mô hệ thống; 7.4 Mô kiểm chứng thuật toán tự động chẩn đoán lỗi đề tài đề xuất Sau kiểm chứng hai vị trí lỗi tác giả có giả lập vị trí khác cho kết bảng sau: 22 Khoảng cách thực tế (Km) Khoảng cách thực (Km) Khoảng cách thu từ kết áp dụng thuật toán xác định (Km) Error (%) 5.9655 5.9801 6.0485 5.9726 6.0402 6.0122 6.0597 5.9721 6.0190 7.9643 8.0351 8.0121 7.9851 8.0016 7.9913 7.9606 7.9818 7.9822 3.0183 3.0280 3.0029 3.0479 2.9925 3.0428 2.9937 3.0149 3.0472 1.9866 2.0489 1.9849 1.9879 2.0331 1.9810 2.0640 2.0660 2.0612 4.9969 5.0448 5.0203 5.0168 5.0539 4.9914 5.0401 5.0436 5.0156 Bảng 1.1 Giả lập vị trí lỗi tương ứng với Rf = 30Ω 0.129 C C Khoảng cách thu từ kết áp dụng thuật toán xác định (Km) U D R L T 6.0514 5.9989 6.0555 5.9875 6.0277 6.0341 6.0413 7.9689 7.9927 7.9981 7.9621 8.0093 8.0161 7.9951 3.0317 2.9840 3.0639 3.0614 3.0554 2.9804 3.0272 2.0238 1.9822 2.0791 1.9975 1.9915 2.0332 2.0230 4.9651 4.9686 4.9937 5.0150 5.0276 5.0401 5.0744 0.12 0.28 0.35 0.496 Error (%) 6.0250 6.0140 0.436 7.9737 7.9915 1.02 3.0002 3.0347 0.88 2.0185 2.0020 0.83 5.0036 5.0464 0.29 Bảng 1.2 Giả lập vị trí lỗi tương ứng với Rf = 50Ω Kết luận thuật toán: Với thuật toán này, tác giả thử nghiệm mô nhiều lần theo vị trí bị lỗi khác nhau, thuật toán cho kết khoảng cách bị lỗi tương đối xác so với khoảng cách giả lập mô với tỉ lệ sai số nhỏ 7.5 Kiểm nghiệm liệu thực tế (quá khứ) Theo liệu khứ Điện lực Gia lai cung cấp lỗi chạm đất pha có hai vị trí lỗi 5,934Km 6,006Km để mô cho xuất tuyến 23 Bảng 1.3 Dữ liệu khứ khoảng cách vị trí lỗi xuất tuyến Nội dung lỗi Khoảng cách áp dụng thuật tốn MC 479/E41 cắt Cơ lập ĐZ mạch 5.9624 5.9669 5.9191 5.9596 kép 478-479/E41 để XLSC vị trí 5.9574 5.9089 5.9062 5.9484 k/c 133-135 XT 479/E41 6.0048 MC 479/E41 cắt ngã trụ, vỡ sứ 6.0522 6.0591 6.0179 5.9772 k/c 137-138 XT 479/E41 5.9785 5.9901 6.0501 5.9957 6.0621 Bảng 1.4 Bảng liệu mô dựa số liệu khứ bảng C C U D R L T 24 CHƢƠNG V KẾT LUẬN ĐỀ TÀI VÀ NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ Qua nghiên cứu thực luận văn “Nghiên cứu xây dựng thuật toán tự động chẩn đoán lỗi hệ thống điện phân phối” nhận thấy đạt số kết sau: Đã hệ thống yêu cầu vấn đề xử lý lỗi thực tế vận hành từ dạng lỗi đặc thù, phương pháp chẩn đoán đề xuất, sử dụng trước nhiều nơi khác nhau; Sử dụng mơ hình tốn để tổng hợp, hồn thiện mô phần mềm Matlab-Simullink với hệ thống phân phối đặc thù tiêu biểu; từ sử dụng kết mơ hình để phân tích, nghiên cứu, đánh giá so sánh với kết thực tế thuật toán đề xuất; Xây dựng thuật tốn xác định khoảng cách lỗi với thơng số đầu vào cố định ảnh hưởng yếu tố bất định việc tìm khoảng cách lỗi, thực kiểm nghiệm qua nhiều lần thử/so sánh đối chiếu khác để đưa kết mức độ chấp nhận với khả khoanh vùng cố; Vì thời gian khả nghiên cứu có hạn, tơi đề xuất giải trường hợp đơn giản đặc thù “chạm đất pha sở phân tích offline” ảnh hưởng yếu tố: hỗ cảm, sóng hài bậc cao, phụ tải bất đối xứng… dẫn đến độ sai lệch cao Mong muốn tác giả tiếp tục nghiên cứu để có phương pháp chẩn đốn “online” với đầy đủ thơng số ảnh hưởng liên quan mơ hình lưới điện phức tạp hơn, trường hợp lỗi đa dạng nhằm áp dụng hỗ trợ công tác vận hành, điều độ hệ thống điện phân phối./ C C U D R L T ... đề tài nghiên cứu: ? ?Đề xuất thuật toán chẩn đoán cố cho lưới điện phân phối áp dụng Công ty Điện lực Gia Lai" Đề tài đưa thuật toán để chuẩn đốn lỗi vị trí lỗi dựa hệ thống SCADA có Cơng ty Điện. .. III ĐỀ XUẤT THUẬT TOÁN PHÁT HIỆN VÀ ĐỊNH VỊ SỰ CỐ CHO LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ÁP DỤNG TẠI CÔNG TY ĐIỆN LỰC GIA LAI 3.1 Đặt vấn đề, tổng quan cơng trình nghiên cứu trƣớc Cung cấp điện liên cho khách... chóng hệ thống lưới điện phân phối điện lực nói chung điện lực Gia lai nói riêng Ý nghĩa thực tiễn: Đề tài xây dựng thuật toán chẩn đoán lỗi hệ thống điện tự động dựa chương trình thuật toán, nhằm