(Luận văn thạc sĩ) xác định cấu hình không đổi của lưới điện phân phối để tổn thất điện năng bé nhất

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ DƯƠNG NHẤT TẦN XÁC ÐỊNH CẤU HÌNH KHƠNG ÐỔI CỦA LƯỚI ÐIỆN PHÂN PHỐI ÐỂ TỔN THẤT ÐIỆN NĂNG BÉ NHẤT NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - 60520202 SKC005838 Tp Hồ Chí Minh, tháng 04/2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ DƯƠNG NHẤT TẦN XÁC ĐỊNH CẤU HÌNH KHƠNG ĐỔI CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐỂ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG BÉ NHẤT NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 60520202 Tp Hồ Chí Minh, tháng 04/2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ DƯƠNG NHẤT TẦN XÁC ĐỊNH CẤU HÌNH KHƠNG ĐỔI CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐỂ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG BÉ NHẤT NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 60520202 Hướng dẫn khoa học: PGS.TS TRƯƠNG VIỆT ANH LỜI CẢM ƠN Trước tiên, chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu nhà trường, quý Thầy/Cô Khoa Điện - Điện tử Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM truyền đạt kiến thức chuyên môn, kinh nghiệm, giúp tự tin tìm hiểu kiến thức chuyên ngành, tạo điều kiện tốt cho tơi hồn thành khố học Qua đây, tơi xin chân thành cảm ơn Gia đình tơi động viên, giúp đỡ suốt thời gian học tập Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Trương Việt Anh tận tình hướng dẫn, giúp đỡ suốt trình học tập trình thực luận văn Bên cạnh đó, tơi muốn gửi lời cảm ơn đến anh chị Nghiên cứu sinh trường hỗ trợ tơi nhiều suốt q trình thực luận văn Xin chân thành cảm ơn! Tp.Hồ Chí Minh, ngày 05 tháng 03 năm 2018 Tác giả luận văn Dương Nhất Tần i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tp.Hồ Chí Minh, ngày 05 tháng 03 năm 2018 Tác giả luận văn Dương Nhất Tần ii QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI iii LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƯỢC: Họ & tên: DƯƠNG NHẤT TẦN Ngày, tháng, năm sinh: 27/09/1980 Quê quán: Ấp Nhà Máy A, xã Khánh Hưng, huyện Trần Văn Thời, tỉnh Cà Mau Dân tộc: Kinh Chỗ riêng địa liên lạc: Số 258/31, đường Nguyễn Trãi, phường 05, Tp Cà Mau, Tỉnh Cà Mau Điện thoại: 0913 893385 E-mail: nhattandlcm@gmail.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Đại học: Hệ đào tạo: Chính Quy Thời gian đào tạo từ 1998 đến 2003 Nơi học (trường, thành phố): Đại học Cần Thơ Ngành học: Điện tử Tên đồ án, luận án môn thi tốt nghiệp: Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án thi tốt nghiệp: Người hướng dẫn: Thạc Sỹ: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ tháng 4/2015 đến tháng 04/2017 Nơi học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh Ngành học: Kỹ Thuật Điện Tên đồ án, luận án môn thi tốt nghiệp: Xác định cấu hình khơng đổi lưới điện phân phối để tổn thất điện bé Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án thi tốt nghiệp: 28/04/2018 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh III Q TRÌNH CƠNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công 8/2004 – P.KH-KT- 6/2005 Quyền, P2 6/2005 – 10/2010 iv 22 Ngô Q 10/2010 – 4/2012 22 Ngô Q 4/2012 – 5/2013 6/2013 – đến 22, Ngơ Q Phịng KH 288A, Trầ v XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN vi GVHD: PGS TS Trương Việt Anh Lưới gồm có mạch vịng bao gồm: Vòng = [2 18 19 20 33]; Vòng = [9 10 11 12 13 14 34]; Vòng = [2 10 11 18 19 20 21 35]; Vòng = [6 10 11 12 13 14 15 16 17 25 26 27 28 29 30 31 32 36]; Vòng = [3 22 23 24 25 26 27 28 37]; Bảng Thông số mạng 33 nút Nhánh HVTH : Dương Nhất Tần, MSHV:1520634 47 GVHD: PGS TS Trương Việt Anh 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 HVTH : Dương Nhất Tần, MSHV:1520634 48 GVHD: PGS TS Trương Việt Anh 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 HVTH : Dương Nhất Tần, MSHV:1520634 49 GVHD: PGS TS Trương Việt Anh Với hàm mục tiêu: ∑ =1 × Giả sử phụ tải lưới điện ngày có 24 có mức tải khác nhau: Phụ tải cơng suất tác dụng (MW) nút mô tả hình vẽ: Hình 4.2 (từ nút đến nút 11); Hình 4.3 (từ nút 12 đến nút 22) Hình 4.4 (từ nút 23 đến nút 33) 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 Nút Nút Nút Nút Nút Nút Nút Nút Nút Nút Hình Cơng suất tác dụng nút 1-11 0,15 0,1 0,05 Nút Nút 12 Hình Cơng suất tác dụng nút 12-22 HVTH : Dương Nhất Tần, MSHV:1520634 50 GVHD: PGS TS Trương Việt Anh 0,45 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 Nút Nút Nút Nút Nút Nút Nút 23 Hình 4 Cơng suất tác dụng nút 23-33 Hình 4.5 thể cơng suất tác dụng P phụ tải nút tương ứng thời điểm khác Hình Công suất tác dụng nút thời điểm khác Phụ tải công suất phản kháng (MVAr) nút mơ tả hình vẽ: Hình 4.6 (từ nút đến nút 11); Hình 4.7 (từ nút 12 đến nút 22) Hình 4.8 (từ nút 23 đến nút 33) HVTH : Dương Nhất Tần, MSHV:1520634 51 GVHD: PGS TS Trương Việt Anh 0,12 0,1 0,08 0,06 0,04 0,02 Nút Hình Công suất phản kháng nút 1-11 0,1 0,08 0,06 0,04 0,02 Nút Nút Nút Nút Nút Nút Nút Nút Nút Nút Nút 12 Hình Công suất phản kháng nút 12-22 HVTH : Dương Nhất Tần, MSHV:1520634 52 GVHD: PGS TS Trương Việt Anh 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 Nút Nút Nút Nút Nút Nút Nút Nút Nút Nút Nút 23 Hình Cơng suất phản kháng nút 23-33 Hình 4.9 thể cơng suất tác dụng P phụ tải nút tương ứng thời điểm khác Hình Cơng suất phản kháng nút thời điểm khác HVTH : Dương Nhất Tần, MSHV:1520634 53 GVHD: PGS TS Trương Việt Anh Đối với lưới điện 33 nút Hình 4.1 với khóa điện mở ban đầu khóa: s33; s34; s35; s36; s37 có tổn thất lượng lưới điện phân phối 33 nút 2077.6 kWh, Bảng 4.2 Bảng Kết với khóa mở ban đầu lưới điện phân phối 33 nút Khóa mở ban đầu 33 34 35 36 37 Tổn thất điện 2077.6 kWh Áp dụng giải thuật di truyền (GA) chạy phần mềm MATLAB Kết sau tính tốn, có kết lưới điện phân phối 33 nút Bảng 4.3: Bảng Kết sau áp dụng giải thuật GA lưới điện phân phối 33 nút Đặc tính hội tụ lần chạy khác nhau: HVTH : Dương Nhất Tần, MSHV:1520634 54 GVHD: PGS TS Trương Việt Anh Hình 10 Đặc tính hội tụ lần chạy Hình 11 Đặc tính hội tụ lần chạy HVTH : Dương Nhất Tần, MSHV:1520634 55 GVHD: PGS TS Trương Việt Anh Hình 12 Đặc tính hội tụ lần chạy Hình 13 Đặc tính hội tụ lần chạy HVTH : Dương Nhất Tần, MSHV:1520634 56 GVHD: PGS TS Trương Việt Anh Hình 14 Đặc tính hội tụ lần chạy Như vậy, sau tái cấu hình lưới điện phân phối giải thuật GA ta thấy ứng dụng cơng suất trung bình vào tính tốn cho thấy tổn thất điện giảm từ 2077.6 kWh cịn 1444.3 kWh Điều cho thấy tính hiệu phương pháp đề xuất mang lại hiệu đáng kể cho lưới điện phân phối thông qua việc tái cấu hình lưới điện phân phối Tuy nhiên, phương pháp hạn chế là: chưa kiểm sốt dịng q tải nhánh chất lượng điện áp HVTH : Dương Nhất Tần, MSHV:1520634 57 GVHD: PGS TS Trương Việt Anh CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 5.1 Kết luận Luận văn đưa đề xuất xác định cấu hình khơng đổi lưới điện phân phối nhằm để giảm thiểu tổn thất điện với mục đích nghiên cứu, áp dụng thuật toán GA cải tiến Sau áp dụng giải thuật GA để tính tốn tái cấu hình cho lưới điện kết cho thấy tổn thất điện lưới điện phân phối vận hành với tổn thất điện bé dựa vào công suất trung bình đồ thị phụ tải Điều cho thấy kết tính tốn mang lại lợi ích lớn cho cơng ty quản lý lưới điện nói riêng ngành điện nói chung lựa chọn cấu hình lưới điện khơng đổi Luận văn đề xuất cho thấy kết thử nghiệm lưới điện 33 nút – IEEE đạt kết cho thấy khả giải thuật đề xuất áp dụng vào lưới điện thực tế nhằm kiểm tra cung với giải thuật khác để đánh giá độ xác phương pháp áp dụng 5.2 Hướng phát triển Trong thời gian tác giả nghiên cứu áp dụng thuật toán đề xuất để xác định cấu hình khơng đổi để đạt hàm đa mục tiêu: giảm tổn thất, giảm thiểu số lượng khách hàng bị điện, chống tải phần tử lưới, đảm bảo chất lượng điện năng… cho lưới điện phân phối cụ thể tỉnh Cà Mau HVTH : Dương Nhất Tần, MSHV:1520634 58 GVHD: PGS TS Trương Việt Anh TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Sarfi R J , Salama M M A , Chakani A Y , "A survey of the state of the art in distribution system reconfiguration for system loss reduction", Electric Power System Research 31 - 1994, pp 61-70 [2] Shirmohammadi, Q Zhou D and Liu W.H E, "Distribution Feeder Reconfiguration For Operation Cost Reduction", IEEE Trans on Power Systems, Vol 12, No 2, May 1997 [3] Shirmohammadi, Q Zhou D and Liu W.H E, "Distribution Feeder Reconfiguration For Service Restoration And Load Balancing", IEEE Trans on Power Systems, Vol 12, No 2, May 1997 [4] Taleski R and Rajicic D " Distribution Network Reconfiguration For Energy Loss Reduction", IEEE Trans on Power Systems, Vol 12, No 1, February 1997 [5] Civanlar, S., J J Grainger, Y Yin and S S Lee, “Distribution Feeder Reconfiguration for Loss Reduction”, IEEE Transactions on Power Delivery, 33, July 1988, pp 1217-1223 [6] Broadwater, R P., A H Khan, H E Shaalan and R E Lee, “Time Varying Load Analysis to Reduce Distribution Losses Through Reconfiguration”, IEEE Transactions on Power Delivery, 8- I, January 1993, pp 294 - 300 [7] Chen C S , and Cho M Y "Energy Loss Reduction by Critical Switches", IEEE Trans on PWRD, Vol 8, No 3, pp 1246-1253, July 1993 [8] Shenkman A L “Energy Loss Computation By Using Statistical Techniques”, IEEE Trans On PWRD, Vol.5, No.1, January 1990, pp 254-258 [9] Baran, M E and F F Wu, “Network Reconfiguration in Distribution Systems for Loss Reduction and Load Balancing”, IEEE Transactions on Power Delivery, 4-2, April 1989, pp 1401- 1407 HVTH : Dương Nhất Tần, MSHV:1520634 59 GVHD: PGS TS Trương Việt Anh [10] Chen, C S and NI Y Cho, “Determination of Critical Switches in Distribution System,” PWRD-7-3, July 1992, pp 1443-1449 [11] C Y Teo, A computer aided system to automate the restoration of electrical power supply, Electr Power Syst Res., 24 (1992) 119-125 [12] D Shirmohammadi, Service restoration in distribution networks via network reconfiguratiom 1EEE Trans Power Delivery, (2) (1992) 952 958 [13] J.S Wu, K.L Tomsovic and C.S Chen, A heuristic approach to feeder switching operations for overload, faults, unbalanced flow and maintenance, IEEE Trans Power Deliver),, (4) (1991) 1579-1585 [14] Hồ Văn Hiến - Truyền tải Phân phối Hệ Thống Điện - Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh – 2010 [15] Trương Việt Anh - Các giải thuật tái cấu hình lưới điện phân phối - Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh – 2014 [16] Nguyễn Lân Tráng - Qui hoạch phát triển hệ thống điện - Nhà Xuất Bản Khoa học & Kỹ thuật - Hà Nội, 2016 HVTH : Dương Nhất Tần, MSHV:1520634 60 ... được, đề tài ? ?Xác định cấu hình khơng đổi lưới điện phân phối để tổn thất điện bé nhất? ?? với mục đích nghiên cứu, áp dụng thuật toán nhằm để lưới điện phân phối vận hành với tổn thất điện bé nhằm mang... tổn thất điện với cấu hình khơng đổi thời gian ngày 1.3 Mục tiêu nhiệm vụ luận văn Mục tiêu đề tài nghiên cứu việc xác định cấu hình lưới điện không đổi lưới điện phân phối nhằm để tổn thất điện. .. tái cấu hình lưới điện phân phối với cấu hình lưới điện khơng đổi nhằm tổn thất điện bé 1.6 Điểm đề tài - Xây dựng hàm mục tiêu giải vấn đề giảm tổn thất điện với cấu hình lưới điện khơng đổi -