(Luận văn thạc sĩ) xác định vị trí và dung lượng máy phát phân tán để tổn thất công suất là nhỏ nhất

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÊ VĂN VŨ XÁC ÐỊNH VỊ TRÍ VÀ DUNG LƯỢNG MÁY PHÁT PHÂN TÁN ÐỂ TỔN THẤT CÔNG SUẤT LÀ NHỎ NHẤT NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - 60520202 SKC005859 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÊ VĂN VŨ XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ VÀ DUNG LƯỢNG MÁY PHÁT PHÂN TÁN ĐỂ TỔN THẤT CÔNG SUẤT LÀ NHỎ NHẤT NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – 60520202 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÊ VĂN VŨ XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ VÀ DUNG LƯỢNG MÁY PHÁT PHÂN TÁN ĐỂ TỔN THẤT CÔNG SUẤT LÀ NHỎ NHẤT NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – 60520202 Hướng dẫn khoa học: PGS.TS TRƯƠNG VIỆT ANH Tp Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2018 %Ӝ*,È2'Ө&9¬ Ҥ27Ҥ2 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH PHIẾU NHẬN XÉT LUẬN VĂN THẠC SỸ (Dành cho JiảnJ viên phản biện) Tên đề tài luận văn thạc sỹ: ;iFÿӏQKYӏWUtYjGXQJOѭӧQJPi\SKiWSKkQWiQÿӇWәQWKҩWF{QJVXҩWOjQKӓ QKҩW Tên tác Jiả: /Ç9 19 MSHV: 1790606 Ngành: WKXұWÿLӋQ Khóa: 2017 Định hướng: ӬQJGөQJ Họ tên nJười phản biện: 3*6764X\ӅQ+X\ÈQK Cơ quDn cônJ tác: KRD LӋQ LӋQWӱ Điện thoại liên hệ: I Ý KIẾN NHẬN XÉT Về hình thức & kết cấu luận văn: +uQKWKӭFYjNӃWFҩXOXұQY QÿҥW\rXFҫX Về nội dunJ: 2.1 Nhận xét tính khoa học, rõ ràng, mạch lạc, khúc chiết luận văn ĈҥW\rXFҫX 2.2 Nhận xét đánh giá việc sử dụng trích dẫn kết NC người khác có qui định hành pháp luật sở hữu trí tuệ 9LӋFVӱGөQJYjWUtFKGүQNӃWTXҧ1&FӫDQJѭӡLNKiFWKHRÿ~QJTXLÿӏQKKLӋQKjQKFӫDSKiSOXұWVӣKӳ XWUt WXӋ 2.3 Nhận xét mục tiêu nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu sử dụng LVTN 1JKLrQFӭXSKѭѫQJSKiSJLҧPWәQWKҩWF{QJVXҩWWURQJOѭӟLSKkQSKӕLNKLFyNӃWQӕL'*YjROѭӟ LÿLӋQ SKkQSKӕL ÈSGөQJJLҧLWKXұW362ÿӇJLҧLEjLWRiQWuPYӏWUtYjGXQJOѭӧQJWKtFKKӧSÿӇNӃWQӕL'*QKҵPJLҧ PWәQ WKҩWF{QJVXҩWWURQJOѭӟLSKkQSKӕL 2.4 Nhận xét Tổng quan đề tài ĈҥW\rXFҫX 2.5 Nhận xét đánh giá nội dung & chất lượng LVTN 1ӝLGXQJYjFKҩWOѭӧQJOXұQY QÿҥW\rXFҫX 2.6 Nhận xét đánh giá khả ứng dụng, giá trị thực tiễn đề tài ӃWTXҧQJKLrQFӭXFӫDOXұQY QFyWKӇVӱGөQJOjPWjLOLӋXWKDPNKҧRFKRFiFF{QJÿLӋQOӵFFiFKӑFYLrQ 1&6QJjQK WKXұWÿLӋQTXDQWkPÿӃQEjLWRiQJLҧPWәQWKҩWF{QJVXҩWWURQJOѭӟLSKkQSKӕLNKLFyVӵ WKDPJLDFӫDQJXӗQÿLӋQSKkQWiQ 2.7 Luận văn cần chỉnh sửa, bổ sung nội dung (thiết sót tồn tại): LӇPWUDFiFWjLOLӋXWKDPNKҧRÿmÿѭӧFWUtFKGүQÿҫ\ÿӫWURQJOXұQY QNK{QJ" &ҫQQrXFiFNKyNK QNKLWKӵFKLӋQFiFJLҧLSKiSPjJLҧLWKXұWÿӅ[XҩWWURQJKӋWKӕQJÿLӋQWKӵF II CÁC VẤ0Ề CẦN LÀM RÕ (Các câu hỏi giảng viên phản biện) 1*LҧLWKtFKFKLWLӃWJLҧPWәQWKҩWF{QJVXҩW+uQK3.2)? 2*LҧLWKtFKFKLWLӃWJLҧLWKXұW362+uQK3.17)? TT Mục đánh Jiá 7tQKNKRDKӑFU}UjQJPҥFKOҥFNK~FFKLӃWWURQJOXұQY Q iQKJLiYLӋFVӱGөQJKRһFWUtFKGүQNӃWTXҧ1&FӫDQJѭӡLNKiFFy ÿӏQKKLӋQKjQKFӫDSKiSOXұWVӣKӳXWUtWXӋ 0өFWLrXQJKLrQFӭXSKѭѫQJSKiSQJKLrQFӭXVӱGөQJWURQJ/9 7әQJTXDQFӫDÿӅWjL iQKJLiYӅQӝLGXQJ FKҩWOѭӧQJFӫD/971 iQKJLiYӅNKҧQ QJӭQJGөQJJLiWUӏWKӵFWLӉQFӫDÿӅWjL 0žžžžНžžž±ž ž žžžØžžгž0žžžžžž (Giảng viên phản biện ghi rõ ý kiến “Tán thành luận văn” hay “Không tán thành luận văn”) 7iQWKjQKOXұQY Q 73+&0QJj\WKiQJQ P NJười nhận xét ê JKLU}KӑWrQ 3*6764X\ӅQ+X\ÈQK %Ӝ*,È2'Ө&9¬ Ҥ27Ҥ2 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH PHIẾU NHẬN XÉT LUẬN VĂN THẠC SỸ (Dành cho JiảnJ viên phản biện) Tên đề tài luận văn thạc sỹ: ;iFÿӏQKYӏWUtYjGXQJOѭӧQJPi\SKiWSKkQWiQÿӇWәQWKҩWF{QJVXҩWOjQKӓ QKҩW Tên tác Jiả: /Ç9 19 MSHV: 1790606 Ngành: WKXұWÿLӋQ Khóa: 2017 Định hướng: ӬQJGөQJ Họ tên nJười phản biện: 761JX\ӉQ9 4X QK Cơ quDn cônJ tác: ĈҥLKӑF/ҥF+ӗQJ Điện thoại liên hệ: 0919150171 I Ý KIẾN NHẬN XÉT Về hình thức & kết cấu luận văn: /XұQY QGjL55WUDQJJӗP5FKѭѫQJӣFKѭѫQJ1, 2WiFJLҧWUuQKEj\WәQJTXDQYjFѫVӣOêWKX\ӃWFӫDOѭӟL ÿLӋQSKkQSKӕLQJXӗQÿLӋQSKkQWiQEjLWRiQ[iFÿӏQKFiXWU~FYұQKjQKOѭӟLSKkQSKӕLNӃWKӧSYѫLPi\ SKiWÿLӋQSKkQWiQ9LӋFÿѭDUDP{KuQKWRiQKjPPөFWLrXYjJLҧLWKXұWWtQKWәQWKҩWF{QJVXҩWWUrQ OѭӟL ÿLӋQSKkQSKӕLKuQKWLDWtQKWRiQNLӇPWUDPӝWVӕWUѭӡQJKӧSÿѭӧFWUuQKEj\ӣFKѭѫQJ3YjFKѭѫQJ4 ӃW OXұQYjNLӃQQJKӏÿѭӧFWUuQKEj\WҥLFKѭѫQJ5 Về nội dunJ: 2.1 Nhận xét tính khoa học, rõ ràng, mạch lạc, khúc chiết luận văn 9LӋFWUuQKEj\FKѭDÿѭӧFNK~FWULӃWFKѭDOjPQәLEұWÿѭӧFQӝLGXQJFӫDÿӅWjL 2.2 Nhận xét đánh giá việc sử dụng trích dẫn kết NC người khác có qui định hành pháp luật sở hữu trí tuệ &yWKDPNKҧRFiFÿӅWjLNKiFQKѭQJFKѭDWUtFKGүQWRjQEӝWURQJEjLYLӃW ӅQJKӏQKӳQJWjLOLӋXQjRNK{QJ WUtFKGүQWURQJWURQJEjLYLӃWWKuFyWKӇEӓUDKRһFÿmÿѭDYjRWKuÿӅQJKӏSKҧLWUtFKGүQKӃW 2.3 Nhận xét mục tiêu nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu sử dụng LVTN Trung bình 2.4 Nhận xét Tổng quan đề tài 1JKLrQFӭXYLӋFJLҧPWәQWKҩWF{QJVXҩWWUrQOѭӟLSKkQSKӕLNKLFyNӃWQӕL'*YjROѭӟLÿLӋQSKkQ SKӕL ;k\GӵQJKjPÿDPөFWLrXVӱGөQJJLҧLWKXұW362ÿӇJLҧLEjLWRiQWuPYӏWUtYjGXQJOѭӧQJWKtFKKӧSÿӇ NӃWQӕL'*QKҵPJLҧPWәQWKҩWF{QJVXҩW ÈSGөQJJLҧLWKXұWYjROѭӟLÿLӋQSKkQSKӕLPүX 2.5 Nhận xét đánh giá nội dung & chất lượng LVTN Xét LĐPP đơn giản có DG chiều dương chọn ngược chiều kim đồng hồ Hình 3.16 Nếu khóa diện MN đóng, LĐPP trạng thái vận hành mạch vòng Gọi dòng điện nhánh thứ i I i (i=1 n) Khi mở khóa MN, giả thiết dòng điện nhánh thuộc OM giảm lượng I MN, dịng điện nhánh thuộc ON tăng lên lượng I MN Khi đó, hàm tổn thất cơng suất tác dụng P cho lưới điện kín cho lưới điện hở LĐPP viết biểu thức (3.19) biểu thức (3.20) Tổn hao công suất LĐPP trước tái cấu hình lưới: í ∆ =∑ ∈ ∆ ℎở =∑ ∈ So sánh tổn thất công suất tác dụng LĐPP vận hành mạch vòng vận hành hở biểu diễn theo biểu thức (3.20) P hoP kinR i R i I i2 R i 2I i I MN I2MNinin i OM R MN I MN2 I 2MNR i 2I i I MN I 2MN R MN I 2MN R MN I 2MN R MN i NO 2i n i OM ho Hay: P Loop Với: RMN tổng điện trở nhánh vịng kín MN Mặt khác, phân bố công suất LĐPP mạch hở, dịng điện nhánh khơng phụ thuộc vào tổng trở nhánh LĐPP mà phụ thuộc vào công suất tiêu thụ phụ tải Vậy giả thiết tồn LĐPP có tổng trở nhánh Trang 43 trở đảm bảo tổn hao công suất tác dụng LĐPP thông thường tính (3.22) Do đó, đóng khóa điện nhánh MN LĐPP này, theo định luật K2 thì: + ∑ ∈ Vì thay (3.22) vào (3.21) được: ∆ ℎở −∆ í = 3.2.4 Hàm mục tiêu Hàm mục tiêu giảm tồn thất công suất xét cho bước: bước bước có biến điều khiển có khác sau: - Bước 1: Biến điều khiển vị trí dung lượng DG tác động lên tổn hao cơng suất LĐPP kín - Bước 2: Biến điều khiển vị trí khóa điện mở tác động lên tổn hao công suất LĐPP hở có vị trí dung lượng DG bước Tổn thất công suất hệ thống tổng tổn thất nhánh =∑ =1 Trong đó: ΔPi: tổn thất cơng suất tác dụng nhánh thứ i Nbr: tổng số nhánh Pi, Qi: công suất tác dụng công suất phản kháng nhánh thứ i Vi, Ii: điện áp nút kết nối nhánh dòng điện nhánh thứ i Ploss: tổn thất công suất tác dụng hệ thống ki: trạng thái của khóa điện, ki = 0, khóa điện thứ i mở ngược lại Giới hạn công suất phát máy phát phân tán: Nếu phân loại máy phát điện phân tán theo kích cỡ cơng suất, máy phát phân tán có cơng suất từ đến kW gọi máy phát có công suất cực nhỏ, công suất từ kW đến MW gọi máy phát công suất nhỏ, công suất từ MW đến 50 MW gọi máy phát cơng suất Trang 44 trung bình máy phát có cơng suất lớn cơng suất nằm khoảng 30 đến 50 MW Trong phạm vi đề tài này, máy phát tán loại phát công suất tác dụng có cơng suất nhỏ sử dụng để tối ưu vị trí dung lượng lưới điện phân phối, giới hạn công suất máy phát định nghĩa sau: , ≤ , ≤ , , = 1, 2, … , Giới hạn dòng điện nhánh điện áp nút: Dòng điện chạy qua nhánh phải nằm giới hạn cho phép đường dây: ||≤ , , = 1, 2, … , Điện áp nút phải giữ giới hạn vận hành cho phép: ≤| |≤ , = 1, 2, … , (3.27) , , Hình 17 Lưu đồ giải thuật PSO Trang 45 Chương 4: KIỂM CHỨNG GIẢI THUẬT 21 22 35 12 12 Hình Lưới điện 33 nút, nguồn Hệ thống phân phối 33 nút, bao gồm 37 nhánh, 32 khóa điện thường đóng khóa điện thường mở Sơ đồ đơn tuyến trình bày Hình 4.1 Tổng công suất thực tải công suất phản kháng hệ thống tương ứng 3.72MW 2.3 MVAR Tổng tổn thất công suất thực công suất phản kháng trường hợp ban đầu tính từ phân bố cơng suất tương ứng 202.68 kW 135.14 kVAr Bảng Thông số mạng 33 nút Nhánh Trang 46 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 Trang 47 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 Bảng Kết thực hai giai đoạn LĐPP 33 nút Vị trí DG (nút) PDG (MW) Khóa mở Tổn thất (kW) Umin(pu) Umax (pu) Thời gian tính tốn trung bình (s) Trang 48 Hình Độ hội tụ PSO trình thực Bảng So sánh kết thực với phương pháp LĐPP 33 nút Phương pháp Vị trí DG (nút) PDG(MW) Khóa mở ΔP (kW) Umin (p.u.) Kết so sánh với số phương pháp trình bày Bảng 4.3 Kết cho thấy, thành phần tổn thất công suất, phương pháp đề xuất có cấu trúc lưới tối ưu với Trang 49 tổn thất công suất 53.56 kW so với 73.05 kW thực thuật tốn tìm kiếm hài hòa (harmony search algorithm-HSA) 67.11 kW với thuật toán pháo hoa (fireworks algorithm-FWA) Trong khi, điện áp nhỏ nút hệ thống gần tương tự với điện áp nhỏ hệ thông thực phương pháp đề nghị, HSA FWA 0.9685, 0.9700 0.9713 p.u Đối với thuật tốn CSA, tổn thất cơng suất thu phương pháp đề nghị gần với phương pháp CSA với tổn thất công suất hai phương pháp 53.56 kW 53.21 kW Điện áp nút nhỏ từ phương pháp đề xuất 0.9685 p.u so với 0.9806pu phương pháp CSA Từ kết so sánh với số giải thuật tối ưu phát triển HSA, FWA CSA thấy phương pháp đề nghị thực tối ưu vị trí cơng suất DG kết hợp với xác định cấu trúc vận hành LĐPP phương pháp PSO có kết hợp tính phân bố cơng suất Back – Forward phương pháp khả thi để thực tối ưu LĐPP liên quan đến DG cấu trúc vận hành lưới điện phân phối Trang 50 Chương 5: KẾT LUẬN 5.1 Kết luận Luận văn tiếp cận tốn xác định vị trí công suất máy phát điện phân tán lưới điện phân phối có xét đến cấu trúc vận hành lưới điện với mục tiêu giảm tổn thất công suất tác dụng hệ thống phân phối Giải pháp xác định vị trí cơng suất máy phát điện phân tán tối ưu xác định cấu trúc vận hành thực riêng rẽ hai giai đoạn sử dụng thuật tốn PSO kết hợp với tính phân bố công suất phương pháp Back - Forward Từ kết việc áp dụng thử nghiệm phương pháp vào hệ thống mạng 33 nút Ưu điểm phương pháp thực đơn giản, rút ngắn thời gian thực so với giải thuật khác Kết qua thực so sánh với số nghiên cứu cho thấy phù hợp phương pháp đề xuất Nhược điểm phương pháp thực chưa thực so sánh thông số thực phương pháp với phương pháp kết hợp vị trí cơng suất máy phát phân tán với xác định cấu trúc vận hành hở lưới điện phân phối Phương pháp đề xuất thực thử nghiệm lưới điện 33 nút, chưa kiểm tra lưới điện thực tế 5.2 Hướng phát triển Từ hạn chế giải thuật đề nghị, xin đề xuất số hướng phát triển đề tài sau: Nghiên cứu ảnh hưởng hàm mục tiêu khác ngồi tổn thất cơng suất tác dụng lên tính đắn phương pháp xác định vị trí cơng suất máy phát phân tán lưới điện phân phối kín Trang 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Merlin A and Back H , "Search for a Minimal-Loss Operating Spaning Tree Configuration in Urban Power Distribution Systems", Proc Of 5th Power System Comp Con., Cambridge, U.K., Sept 1-5, 1975 [2] Civanlar, S., J J Grainger, Y Yin and S S Lee, “Distribution Feeder Reconfiguration for Loss Reduction”, IEEE Transactions on Power Delivery, 3-3, July 1988, pp 1217-1223 [3] A Ameli, B Shahab, K Farid, and H Mahmood-Reza, “A Multiobjective Particle Swarm Optimization for Sizing and Placement of DGs from DG Owner’s and Distribution Company’s Viewpoints,” IEEE Trans POWER Deliv., vol 29, no 4, pp 1831-1840, 2014 [4] D Shirmohammadi and H W Hong, “Reconfiguration of electric distribution networks for resistive line losses reduction,” IEEE Trans Power Deliv., vol 4, no 2, pp 1492–1498, 1989 [5] Ameli A, Shahab B, Farid K, Mahmood-Reza H A multiobjective particle swarm optimization for sizing and placement of DGs from DG Owner’s and distribution company’s viewpoints IEEE Trans Power Deliv 2014;29 (4):1831–40 [6] Trương Quang Đăng Khoa, Phan Thị Thanh Bình, Hồng Bảo Trân trường Đại học Bách Khoa TP HCM nghiên cứu đề tài “Xác định dung lượng vị trí máy phát phân bố (DG) tối ưu tổn thất lưới phân phối”, tạp chí Phát triển khoa học công nghệ, tập 10, 2007 [7] Lê Kim Hùng, Lê Thái Thanh “Tối ưu hóa vị trí đặt công suất phát nguồn phân tán mơ hình lưới điện phân phối 22kV” - tạp chí khoa học công nghệ, đại học Đà Nẵng - số 2(25).2008 [8] R S Rao, K Ravindra, K Satish, and S V L Narasimham, “Power Loss Minimization in Distribution System Using Network Reconfiguration in the Presence of Distributed Generation,” IEEE Trans Power Syst., vol 28, no 1, pp 1–9, 2013 [9] A Mohamed Imran, M Kowsalya, and D P Kothari, “A novel integration technique for optimal network reconfiguration and distributed generation placement in power distribution networks,” Int J Electr Power Energy Syst., vol 63, pp 461–472, 2014 Trang 52 [10] Tan S, Xu JX, Panda SK Optimization of distribution network incorporating distributed generators: an integrated approach IEEE Trans Power Syst 2013; 28(3): 2421–32 [11] Mohamed Imran A, Kowsalya M, Kothari DP A novel integration technique for optimal network reconfiguration and distributed generation placement in power distribution networks Int J Electr Power Energy Syst 2014; 63:461–72 [12] Nguyễn Tùng Linh, Nguyễn Thanh Thuận, Tôn Ngọc Triều, Nguyễn Anh Xuân, Trương Việt Anh - Áp dụng giải thuật di truyền cho tốn tối ưu vị trí cơng suất nguồn điện phân tán có xét đến tái hình cấu hình lưới điện phân phối, Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ, 2018 [13] R S Rao, K Ravindra, K Satish, and S V L Narasimham, “Power Loss Minimiztion in Distribution System Using Network Reconfiguration in the Presence of Distributed Generation,” IEEE Trans Power Syst., vol 28, no 1, pp 1-9, 2013 [14] A Mohamed Imran, M Kowsalya, and D P Kothari, “A novel intergration technique for optimal network reconfiguration and distributed generation placement in power distribution networks,” Int, J Electr Power Energy Syst., vol 63, pp 461-472, 20 [15] T T Nguyen, A V Truong, and T A Phung, “A novel method based on adaptive cuckoo search for optimal network reconfiguration and distributed generation allocation in distribution network,” Int J Electr Power Energy Syst., vol 78, pp 801–815, 2016 [16] V V S N Murty and A Kumar, “Optimal placement of DG in radial distribution systems bases on new voltage stability index under load growth,” Int J Electr Power Energy Syst., vol 69, pp 246-256, 2015 Trang 53 ...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÊ VĂN VŨ XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ VÀ DUNG LƯỢNG MÁY PHÁT PHÂN TÁN ĐỂ TỔN THẤT CÔNG SUẤT LÀ NHỎ NHẤT NGÀNH:... BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÊ VĂN VŨ XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ VÀ DUNG LƯỢNG MÁY PHÁT PHÂN TÁN ĐỂ TỔN THẤT CÔNG SUẤT LÀ NHỎ NHẤT NGÀNH:... xác định vị trí công suất máy phát điện phân tán lưới điện phân phối có xét đến cấu trúc vận hành lưới điện với mục tiêu giảm tổn thất công suất tác dụng hệ thống phân phối Giải pháp xác định vị