Nghiên cứu sa thải phụ tải có xét đến yếu tố điều khiển sơ cấp, thứ cấp tổ máy phát điện và hệ số tầm quan trọng của tải

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NCKH CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM NGHIÊN CỨU SA THẢI PHỤ TẢI CÓ XÉT ĐẾN YẾU TỐ ĐIỀU KHIỂN SƠ CẤP, THỨ CẤP TỔ MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ HỆ SỐ TẦM QUAN TRỌNG CỦA TẢI MÃ SỐ: T2020-36TĐ SKC 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 12/2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHCN CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM NGHIÊN CỨU SA THẢI PHỤ TẢI CÓ XÉT ĐẾN YẾU TỐ ĐIỀU KHIỂN SƠ CẤP, THỨ CẤP TỔ MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ HỆ SỐ TẦM QUAN TRỌNG CỦA TẢI Mã số: T2020-36TĐ Chủ nhiệm đề tài: ThS Trần Tùng Giang TP HCM, 12/2020 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHCN CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM NGHIÊN CỨU SA THẢI PHỤ TẢI CÓ XÉT ĐẾN YẾU TỐ ĐIỀU KHIỂN SƠ CẤP, THỨ CẤP TỔ MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ HỆ SỐ TẦM QUAN TRỌNG CỦA TẢI Mã số: T2020-36TĐ Chủ nhiệm đề tài: ThS Trần Tùng Giang Thành viên đề tài: ThS Lê Trọng Nghĩa TS Nguyễn Ngọc Âu TP HCM, 12/2020 Báo cáo nghiên cứu khoa học ThS Trần Tùng Giang DANH SÁCH NHỮNG THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI STT Họ tên Lê Trọng Nghĩa Nguyễn Ngọc Âu Đơn vị công tác lĩnh vực chuyên môn Khoa Điện – Điện Tử Khoa Điện – Điện Tử i Nội dung nghiên cứu cụ thể giao Nghiên cứu tổng quan phương pháp sa thải phụ tải Khảo sát, thử nghiệm nhằm kiểm chứng hiệu phương pháp đề xuất Nghiên cứu tìm hiểu phương pháp điều khiển sơ cấp, thứ cấp tổ máy phát điện Nghiên cứu tìm hiểu phương pháp xác định hệ số tầm quan trọng phụ tải Chữ ký Báo cáo nghiên cứu khoa học ThS Trần Tùng Giang MỤC LỤC DANH SÁCH NHỮNG THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI i MỤC LỤC ii DANH MỤC CÁC HÌNH iv DANH MỤC CÁC BẢNG v CÁC TỪ VIẾT TẮT vi THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU vii PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài nước 1.2 Tính cấp thiết đề tài 1.3 Mục tiêu – Cách tiếp cận – Phương pháp nghiên cứu .3 1.3.1 Mục tiêu nghiên cứu 1.3.2 Cách tiếp cận 1.3.3 Phương pháp nghiên cứu 1.4 Đối tượng phạm vi nghiên cứu .3 1.4.1 Đối tượng nghiên cứu: 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu 1.5 Nội dung nghiên cứu PHẦN MỞ ĐẦU PHẦN NỘI DUNG Chương NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP SA THẢI PHỤ TẢI 1.1 Khái quát sa thải phụ tải thống điện 1.2 Tổng quan nghiên cứu liên quan 1.2.1 Các nghiên cứu nước 1.2.2 Các nghiên cứu nước 10 Chương TÌM HIỂU PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN SƠ CẤP, THỨ CẤP TỔ MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HỆ SỐ TẦM QUAN TRỌNG CỦA PHỤ TẢI 12 ii Báo cáo nghiên cứu khoa học ThS Trần Tùng Giang 2.1 Điều khiển sơ cấp thứ cấp hệ thống điện 12 2.1.1 Điều khiển sơ cấp 12 2.1.2 Điều khiển thứ cấp 15 2.2 Tính tốn hệ số tầm quan trọng dựa thuật toán AHP 16 Chương NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP SA THẢI PHỤ TẢI CÓ XÉT ĐẾN YẾU TỐ ĐIỀU KHIỂN SƠ CẤP, THỨ CẤP TỔ MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ HỆ SỐ TẦM QUAN TRỌNG CỦA TẢI 19 3.1 Đáp ứng tần số hệ thống điện 19 3.2 Quá trình điều chỉnh tần số có cố hệ thống điện 20 3.3 Tính tốn lượng cơng suất sa thải phụ tải tối thiểu có xét điều khiển sơ - thứ cấp: 20 3.4 Phương pháp sa thải phụ tải đề xuất 22 Chương KHẢO SÁT, THỬ NGHIỆM NHẰM KIỂM CHỨNG HIỆU QUẢ PHƯƠNG PHÁP ĐỀ XUẤT 24 4.1 Giới thiệu sơ đồ IEEE 37-Bus IEEE 24 4.2 Thử nghiệm phương pháp đề xuất mơ hình IEEE 37-Bus 24 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 31 5.1 Kết luận 31 5.2 Hướng phát triển đề tài 31 TÀI LIỆU THAM KHẢO 32 iii Báo cáo nghiên cứu khoa học ThS Trần Tùng Giang DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1: Đặc tính phát cơng suất tổ máy phát điện khơng có điều tốc 12 Hình 2.2: Đặc tính phát cơng suất tổ máy có điều tốc 12 Hình 2.3: Đặc tính thay đổi cơng suất turbine theo thay đổi tần số 13 Hình 2.4: Đặc tính thay đổi cơng suất turbine theo thay đổi tần số trường hợp phụ tải tăng thêm ΔP 13 Hình 2.5: So sánh đặc tính thay đổi cơng suất turbine theo thay đổi tần số tổ máy có điều tốc tổ máy khơng có điều tốc 14 Hình 2.6 : Đặc tính điều chỉnh lý tưởng mối quan hệ công suất tần số 14 Hình 2.7: Đặc tính điều chỉnh thứ cấp mối quan hệ công suất tần số 15 Hình 2.8: Mơ hình mạng phân cấp đơn vị xếp hạng 17 Hình 3.1: Sơ đồ điều khiển tần số hệ thống điện 20 Hình 3.2 Lưu đồ chiến lượt sa thải tải dựa vào thuật toán AHP 23 Hình 4.1 Sơ đồ đơn tuyến hệ thống IEEE 37-Bus 24 Hình 4.2: Mơ hình AHP vùng trung tâm tải đơn vị tải cho sơ đồ IEEE 37 Bus 25 Hình 4.3: Tần số hệ thống sau thực điều khiển sơ - thứ cấp 29 Hình 4.4: Tần suất hệ thống áp dụng phương pháp giảm tải truyền thống phương pháp đề xuất 30 iv Báo cáo nghiên cứu khoa học ThS Trần Tùng Giang DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 4.1: Ma trận phán đoán trung tâm phụ tải LCi 25 Bảng 4.2: Ma trận phán đoán phụ tải Lj trung tâm tải LC1 25 Bảng 4.3: Ma trận phán đoán phụ tải Lj trung tâm tải LC2 26 Bảng 4.4: Ma trận phán đoán phụ tải Lj trung tâm tải LC3 26 Bảng 4.5: Ma trận phán đoán phụ tải Lj trung tâm tải LC4 26 Bảng 4.6: Giá trị sa thải tải tương ứng với hệ số quan trọng tải tính thuật tốn AHP 27 Bảng 4.7: Giá trị thông số công suất điều khiển sơ cấp máy phát điện 28 Bảng 4.8 So sánh thiệt hại kinh tế sa thải tải dựa thuật toán AHP với UFLS 30 v Báo cáo nghiên cứu khoa học ThS Trần Tùng Giang CÁC TỪ VIẾT TẮT HTĐ Hệ Thống Điện IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers UFLS Under Frequency Load Shedding ANN Artificial Neural Network ANFIS Adaptive Neuro Fuzzy Inference System PSO Particle Swarm Optimization vi Báo cáo nghiên cứu khoa học ThS Trần Tùng Giang TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Độc lập - Tự - Hạnh phúc KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Tp HCM, ngày 10 tháng 12 năm 2020 THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Thông tin chung: - Tên đề tài: Nghiên cứu sa thải phụ tải có xét đến yếu tố điều khiển sơ cấp, thứ cấp tổ máy phát điện hệ số tầm quan trọng tải - Mã số: T2020-36TĐ - Chủ nhiệm: ThS Trần Tùng Giang - Cơ quan chủ trì: Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh - Thời gian thực hiện: 5/2020-5/2021 Mục tiêu: Nghiên cứu sa thải phụ tải có xét đến yếu tố điều khiển sơ cấp, thứ cấp tổ máy phát điện hệ số tầm quan trọng tải Tính sáng tạo: Tính tốn lượng công suất sa thải phụ tải nhằm khôi phục tần số giá trị cho phép đưa chiến lược sa thải tải phụ tải dựa hệ số tầm quan trọng tải kết hợp thuật toán AHP Kết nghiên cứu: Báo cáo phân tích việc sa thải phụ tải dựa hệ số tầm quan trọng tải có xét điều khiển sơ - thứ cấp Thông tin chi tiết sản phẩm: + Báo cáo khoa học: tài liệu báo cáo kết nghiên cứu + Bài báo khoa học: báo đăng tạp chí quốc tế (Tung Giang Tran, Hoang Thi Trang, Trong Nghia Le, Ngoc Au Nguyen, Phu Thi Ngoc Hieu, “Load shedding in power system considering the generator control and AHP algorithm”, International Journal of Advanced Engineering, Management and Science, Vol-6, Issue-12, Dec-2020 Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết nghiên cứu khả áp dụng: vii Báo cáo nghiên cứu khoa học ThS Trần Tùng Giang Trong hệ thống điện có n máy phát, hệ thống điện xuất cố máy phát điện, việc điều chỉnh tần số sơ cấp (n-1) máy phát lại thực với điều chỉnh lượng công suất theo biểu thức sau: n 1 n 1 i 1 i 1  PPrimary control    PGn ,i f1 Ri f0 (3.5) Trong đó, PPrimary control cơng suất điều chỉnh sơ cấp máy phát thứ i; PGn,i công suất phát máy phát thứ i;  f  f  f độ suy giảm tần số; f0 tần số định mức hệ thống Khi xảy cố máy phát, chênh lệch công suất phát công suất phụ tải PL dẫn đến chênh lệch tần số, cụ thể tần số bị suy giảm Lượng công suất tải phụ thuộc tần số giảm lượng ∆PD trình bày biểu thức (3.4) Trạng thái cân cơng suất trình bày theo biểu thức sau: n 1 n 1 i 1 i 1 PL  PD   PGi   PPrimary control  PGn, i  f1 Ri f0 (3.7) n 1  P  f1 G n , i  f1 ).PL D   f0 R f0 i 1 i (3.8) n 1 P  f1 G )( PL D   n , i ) f0 i 1 R i (3.9) n 1 n 1 i 1 i 1 PL   PGi   PD   n 1 PL   PGi   ( i 1 (3.6) n 1 PL   PGi   ( i 1 n -1 n 1 PGn , i i 1 i 1 Ri Đặt PL  PL -  PGi   PL D   Từ biểu thức (3.9), suy ra: PL  f1  fn (3.10) Trong trường hợp có xét đến cơng suất điều khiển thứ cấp để khôi phục tần số, trạng thái cân công suất với giá trị tần số f2, biểu thức (3.6) trở thành: n 1 n 1 i 1 i 1 PL  PD   PGi   PPrimary control  PSecondary control max (3.11) Ở đây, PSecondary control max lượng công suất điều khiển thứ cấp tối đa phát lên hệ thống điện Lượng công suất điều khiển thứ cấp xác định theo biểu thức (3.12) PSecondary control max  PGm, j  PPrimary control, j 21 (3.12) Báo cáo nghiên cứu khoa học ThS Trần Tùng Giang Ở đây, PGm, j công suất phát tối đa máy điều khiển tần số thứ cấp j, PPrimary control, j công suất điều khiển sơ cấp máy phát điều khiển thứ cấp j Sau thực trình điều khiển thứ cấp mà tần số hệ thống chưa khơi phục giá trị cho phép fcp việc sa thải phụ tải điều bắt buộc phải thực để phục hồi tần số, lượng công suất sa thải PLSmin tính theo biểu thức sau: n 1 n 1 i 1 i 1 PL  PD  PLS   PGi   PPrimary control  PSecondary control max n 1 n 1 i 1 i 1 PLS  PL  PD   PGi   PPrimary control  PSecondary control max n 1  f cp i 1 f0  PLS  PL   PGi  n 1 PL D   i 1 PGn ,i  f cp   PSecondary control max Ri f0 (3.13) (3.14) (3.15) Ở đây: fcp  f0  fcp độ suy giảm tần số cho phép Biểu thức (3.14) viết gọn lại theo biểu thức sau:  PLS   PL   f cp f0    PSecondary control max (3.16) 3.4 Phương pháp sa thải phụ tải đề xuất Khi có cố máy phát hệ thống điện, tần số bị giảm xuống Các hệ thống kiểm soát điều chỉnh sơ - thứ cấp thực để khôi phục tần số Trong trường hợp tần số không khôi phục dải cho phép phải xử lý giảm tải để khôi phục tần số giá trị cho phép Thuật tốn AHP áp dụng để tính tốn hệ số tầm quan trọng tải xếp hạng tải Công suất phân phối bus tải dựa yếu tố Những phụ tải có hệ số tầm quan trọng nhỏ ưu tiên giảm tải với lượng công suất lớn ngược lại Lưu đồ trình giảm tải dựa thuật tốn AHP trình bày Hình 3.2 22 Báo cáo nghiên cứu khoa học ThS Trần Tùng Giang Hình 3.2 Lưu đồ chiến lượt sa thải tải dựa vào thuật toán AHP 23 Báo cáo nghiên cứu khoa học ThS Trần Tùng Giang Chương KHẢO SÁT, THỬ NGHIỆM KIỂM CHỨNG HIỆU QUẢ PHƯƠNG PHÁP ĐỀ XUẤT 4.1 Giới thiệu sơ đồ IEEE 37-Bus IEEE Hệ thống điện chuẩn IEEE 37-Bus[35] chọn làm hệ thống thử nghiệm Sơ đồ đơn tuyến hệ thống trình bày Hình 4.1 Trường hợp có máy phát điện, 25 tải 57 nhánh với máy phát SLACK345 Bus 31 bus cân Sơ đồ xây dựng với ba cấp điện áp khác (69 kV, 138 kV 345 kV) Hình 4.1 Sơ đồ đơn tuyến hệ thống IEEE 37-Bus 4.2 Thử nghiệm phương pháp đề xuất mơ hình IEEE 37-Bus Từ sơ đồ đơn tuyến hệ thống điện, xây dựng mô hình phân cấp trung tâm tải phụ tải trung tâm phụ tải Kết việc xây dựng hệ thống phân cấp mơ hình trình bày Hình 4.2 Tiếp theo, xây dựng ma trận phán đoán cho thấy tầm quan trọng tâm tải tầm quan trọng tải trung tâm tải Kết xây dựng trình bày từ Bảng 4.1 đến Bảng 4.5 24 Báo cáo nghiên cứu khoa học ThS Trần Tùng Giang Hình 4.2: Mơ hình AHP vùng trung tâm tải đơn vị tải cho sơ đồ IEEE 37 Bus Bảng 4.1: Ma trận phán đoán trung tâm phụ tải LCi PI LC1 LC2 LC3 LC4 LC1 1/1 1/3 1/1 1/1 LC2 3/1 1/1 1/1 3/1 LC3 1/1 1/1 1/1 1/2 LC4 1/1 1/3 2/1 1/1 Bảng 4.2: Ma trận phán đoán phụ tải Lj trung tâm tải LC1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 L9 L2 1/1 1/1 1/1 1/3 1/2 1/3 1/2 1/2 L3 1/1 1/1 3/1 1/1 2/1 1/1 2/1 1/1 L4 1/1 1/3 1/1 1/2 1/1 1/2 1/1 2/1 L5 3/1 1/1 2/1 1/1 1/3 1/3 1/1 1/3 L6 2/1 1/2 1/1 3/1 1/1 1/1 3/1 1/3 L7 3/1 1/1 2/1 3/1 1/1 1/1 1/2 1/1 L8 2/1 1/2 1/1 1/1 1/3 2/1 1/1 1/2 L9 2/1 1/1 1/2 3/1 3/1 1/1 2/1 1/1 25 Báo cáo nghiên cứu khoa học ThS Trần Tùng Giang Bảng 4.3: Ma trận phán đoán phụ tải Lj trung tâm tải LC2 L10 L11 L12 L13 L14 L10 1/1 1/1 1/1 1/3 1/2 L11 1/1 1/1 3/1 1/1 1/1 L12 1/1 1/3 1/1 1/2 2/1 L13 3/1 1/1 2/1 1/1 1/3 L14 2/1 1/1 1/2 3/1 1/1 Bảng 4.4: Ma trận phán đoán phụ tải Lj trung tâm tải LC3 L15 L16 L19 L22 L23 L15 1/1 1/2 1/1 1/1 1/2 L16 2/1 1/1 3/1 1/3 1/1 L19 1/1 1/3 1/1 1/2 2/1 L22 1/1 3/1 2/1 1/1 1/3 L23 2/1 1/1 1/2 3/1 1/1 Bảng 4.5: Ma trận phán đoán phụ tải Lj trung tâm tải LC4 L25 L30 L32 L34 L35 L36 L37 L25 1/1 1/1 1/1 1/3 1/2 1/3 1/2 L30 1/1 1/1 3/1 1/1 1/1 1/1 1/1 L32 1/1 1/3 1/1 1/2 2/1 1/2 2/1 L34 3/1 1/1 2/1 1/1 1/3 1/3 1/1 L35 2/1 1/1 1/2 3/1 1/1 1/1 3/1 L36 3/1 1/1 2/1 3/1 1/1 1/1 1/2 L37 2/1 1/1 1/2 1/1 1/3 2/1 1/1 Từ giá trị ma trận phán đoán, áp dụng thuật tốn AHP trình bày phần 2.2 để tính hệ số tầm quan trọng phụ tải Các giá trị thông số phụ tải kết tính tốn hệ số quan trọng phụ tải trình bày Bảng 4.6: 26 Báo cáo nghiên cứu khoa học ThS Trần Tùng Giang Bảng 4.6: Giá trị sa thải tải tương ứng với hệ số quan trọng tải tính thuật tốn AHP Trung tâm tải Hệ số quan trọng WLCi Nút tải Chi Phí Cmi($/kW) WLj Hệ số quan trọng WLj (đơn vị tải) (trung tâm tải) Công suất sa thải tải PLSi (MW) LC1 0.18 L2 220 0.07 0.0126 1.68 LC1 0.18 L3 200 0.16 0.0293 0.72 LC1 0.18 L4 280 0.10 0.0172 1.23 LC1 0.18 L5 200 0.10 0.0178 1.19 LC1 0.18 L6 250 0.14 0.0246 0.86 LC1 0.18 L7 300 0.16 0.0283 0.75 LC1 0.18 L8 280 0.10 0.0187 1.13 LC1 0.18 L9 280 0.17 0.0308 0.69 LC2 0.41 L10 245 0.07 0.0556 0.38 LC2 0.41 L11 280 0.14 0.0991 0.21 LC2 0.41 L12 220 0.24 0.0638 0.33 LC2 0.41 L13 280 0.16 0.0913 0.23 LC2 0.41 L14 220 0.22 0.0991 0.21 LC3 0.20 L15 280 0.15 0.0295 0.72 LC3 0.20 L16 220 0.23 0.0447 0.47 LC3 0.20 L19 245 0.16 0.0312 0.68 LC3 0.20 L22 220 0.23 0.0447 0.47 LC3 0.20 L23 280 0.24 0.0484 0.44 LC4 0.21 L25 280 0.08 0.0176 1.2 LC4 0.21 L30 220 0.16 0.0344 0.62 LC4 0.21 L32 250 0.12 0.0252 0.84 LC4 0.21 L34 300 0.13 0.0278 0.76 LC4 0.21 L35 245 0.19 0.0403 0.53 LC4 0.21 L36 280 0.19 0.0403 0.53 LC4 0.21 L37 300 0.13 0.0278 0.76 27 Báo cáo nghiên cứu khoa học ThS Trần Tùng Giang Để kiểm tra tính hiệu phương pháp đề xuất, tình ngừng hoạt động ngắt kết nối hệ thống điện máy phát điện tính tốn, mơ thử nghiệm thông số như: tần số, lượng công suất điều khiển sơ cấp, lượng công suất điều khiển thứ cấp tối thiểu công suất giảm tải Trong trường hợp tính tốn mơ phỏng, cơng suất điều khiển tần số sơ - thứ cấp thực Tất trường hợp thử nghiệm mô phần mềm PowerWorld GSO 19 Trong trường hợp nghiên cứu, máy phát JO345 # (bus 28) bị ngắt kết nối với lưới điện Áp dụng phương trình (3.10) tính giá trị tần số ổn định máy phát JO345 # (bus 28) ngừng hoạt động 59,6Hz Vì cần thực trình điều khiển tần số sơ - thứ cấp để khôi phục tần số Việc điều chỉnh tần số thực tự động Phản ứng điều tốc tuabin thực sau ngắt máy phát JO345 # (bus 28) Giá trị công suất điều khiển sơ cấp tuabin máy phát thể Bảng 4.7 Bảng 4.7: Giá trị thông số công suất điều khiển sơ cấp máy phát điện STT Tên máy phát PG (MW) PG (pu) R PPri PG , n 0.315 0.05 0.035 0.05 0 1.35 0.05 0.15 30 1.8728 0.05 0.22 44 R WEBER69 31.5 JO345#1 JO345#2 135 SLACK345 187.28 LAUF69 135 1.35 0.05 0.15 30 BOB69 46 0.46 0.05 0.052 10.4 ROGER69 72 0.72 0.05 0.08 16 BLT138 126 1.26 0.05 0.14 28 BLT69 99 0.99 0.05 0.11 22 0.937 187.4 Tổng 831.78 8.3178 Vì tần số phục hồi nhỏ giá trị cho phép nên trình điều khiển tần số thứ cấp thực sau điều khiển sơ cấp Trong sơ đồ hệ thống điện máy phát IEEE 37 bus, SLACK 345 (SLACK Bus) chọn làm máy phát điều khiển tần số thứ cấp Trong trường hợp này, phương trình ứng dụng (3.12) tính tốn lượng cơng suất điều khiển thứ cấp 10,72MW Tần số hệ thống sau thực điều khiển thứ cấp thể Hình 4.3 Như vậy, sau thực trình điều khiển tần số thứ cấp, tần số khôi phục 59,66 Hz chưa trở giá trị cho phép Do đó, giải pháp cuối cắt giảm tải 28 Báo cáo nghiên cứu khoa học ThS Trần Tùng Giang để khôi phục tần số giá trị cho phép Áp dụng công thức (3.16) tính tốn lượng điện tải giảm xuống tối thiểu để khôi phục tần số giá trị cho phép Hình 4.3: Tần số hệ thống sau thực điều khiển sơ - thứ cấp  PL S m in   PL   f cp f0    PSecondary control m ax n 1 PL  PL   PGi  9.5394  8.31780  1.2216 i 1 n1   PL D   i 1 PGi  9.5394 x0.02  187.4  187.59 Ri PLS  1.2216  (0.3) x187.59  0.1072  0.1764 pu 60 Vậy công suất giảm tải tối thiểu tải trọng tối thiểu 17,64MW Để kiểm tra tính hiệu phương pháp đề xuất, lượng sa thải tải tối thiểu phân bổ cho nút phụ tải theo hệ số tầm quan trọng Bảng phân bố khả giảm tải xe buýt tải trình bày Bảng 4.6 So sánh phương pháp giảm tải đề xuất với phương pháp giảm tải sử dụng rơle giảm tải tần số (UFLS) thực với lượng công suất giảm tải 29 Báo cáo nghiên cứu khoa học ThS Trần Tùng Giang 17,64MW Kết mô tần số thiệt hại kinh tế liên quan đến giảm tải trình bày Hình 4.4 Bảng 4.8 Bảng 4.8 So sánh thiệt hại kinh tế sa thải tải dựa thuật toán AHP với UFLS Phương pháp sa thải tải AHP UFLS Lượng sa thải (MW) 17.64 17.64 Thiệt hại kinh tế ∑PLSiCmi (x103) ($) 4391.5 4610.85 Có thể thấy giá trị tần số trạng thái ổn định hai phương pháp giảm tải dựa AHP UFLS khôi phục giá trị cho phép Nguyên nhân phụ tải công suất Tuy nhiên, chất lượng đáp ứng tần số phương pháp UFLS không phương pháp AHP Sa thải tải theo phương pháp đề xuất Sa thải tải theo phương pháp truyền thống Hình 4.4: Tần suất hệ thống áp dụng phương pháp giảm tải truyền thống phương pháp đề xuất Giải thích cho điều phương pháp UFLS phải đợi tần số giảm xuống ngưỡng đặt để tác động giảm tải Mặc dù chúng tỏa lượng sức mạnh, phương pháp AHP có giá trị sát thương thấp khoảng 5% Lý phương pháp AHP xếp hạng tải hỗ trợ giảm tải dựa hệ số quan trọng Điều giúp giảm giá trị thiệt hại tải trọng Như vậy, phương pháp tính khả giảm tải tối thiểu khống chế tần số khôi phục trở giá trị cho phép 59,7Hz cho thấy hiệu phương pháp đề xuất 30 Báo cáo nghiên cứu khoa học ThS Trần Tùng Giang KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Đề tài đề xuất phương pháp giảm tải có xem xét yếu tố tầm quan trọng để xếp hạng ưu tiên sa thải tải Q trình tính tốn lượng sa thải tải có xem xét đến điều khiển tần số sơ - thứ cấp giúp giảm thiểu lượng công suất sa thải tải Điều giúp tần số phục hồi giá trị phạm vi cho phép Phương pháp đề xuất đảm bảo ổn định tần số hệ thống trường hợp cân công suất nghiêm trọng máy phát phụ tải Việc xếp hạng phân phối công suất bus tải tính tốn dựa thuật tốn AHP Phụ tải có hệ số quan trọng nhỏ ưu tiên sa thải tải với lượng công suất lớn ngược lại Điều giúp giảm thiệt hại kinh tế xảy sa thải phụ tải Hiệu phương pháp đề xuất chứng minh qua thực nghiệm mô hệ thống IEEE 37- bus, máy phát Kết cho thấy phương pháp đề xuất giúp tần số khơi phục trở lại mức cho phép giảm thiệt hại so với phương pháp UFLS 5.2 Hướng phát triển đề tài Đề tài nghiên cứu phát triển theo hướng sau:  Áp dụng mạng neural sa thải phụ tải  Xem xét chi phí thiệt hại cụ thể tối ưu hóa chi phí thực sa thải 31 Báo cáo nghiên cứu khoa học ThS Trần Tùng Giang TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tso SK, Zhu TX, Zeng QY, Lo KL “Investigation of extended fuzzy reasoning and neural classification for load-shedding prediction to prevent voltage instability” Electr Power Syst Res 1997;43:81–7 [2] Khotanzad A, Enwang Z, Elragal H “A neuro-fuzzy approach to short-term load forecasting in a price-sensitive environment” IEEE T Power Syst 2002;17:1273–82 [3] Hsu, C T., Kang, M S., and Chen, C S., “Design of adaptive load shedding by artificial neural networks,” IEE Proc Generat Transm Distrib., Vol 152, No 3, pp 415– 421, 2005 [4] Moazzami, M., and Khodabakhshian, A., “A new optimal adaptive under frequency load shedding using artificial neural networks,” 18th Iranian Conference on Electrical Engineering (ICEE), pp 824–829, Isfahan, Iran, 11–13 May 2010 [5] Hooshmand, R., and Moazzami, M., “Optimal design of adaptive under frequency load shedding using artificial neural networks in isolated power system,” Int J Power Energy Syst., Vol 42, No 1, pp 220–228, 2012 [6] El-Sadek MZ “Preventive measures for voltage collapses and voltage failures in the Egyptian power system” Electr Power Syst Res 1998 [7] A.A Mohd Zin, H Mohd Hafiz, M.S Aziz “A review of under-frequency load shedding scheme on TNB system” PECon 2004 Proceedings National Power and Energy Conference, 2004 [8] Yinliang Xu, Wenxin Liu and Jun Gong, “Stable Multi-Agent-Based Load Shedding Algorithm for Power Systems”, IEEE Transactions On Power Systems, Vol 26, No 4, November 2011 [9] Xin Xu, Hengxu Zhang, Changgang Li, Yutian Liu, Wei Li, Vladimir Terzija, “Optimization of the Event-Driven Emergency Load-Shedding Considering Transient Security and Stability Constraints”, IEEE Transactions on Power Systems, Vol 32, No 4, July 2017 [10] Fang Shi, Hengxu Zhang, Yongji Cao, Huadong Sun, Yun Chai, “Enhancing EventDriven Load Shedding by Corrective Switching With Transient Security and Overload Constraints”, IEEE Access, Vol 7, July 2019 [11] Ahmed S A Awad, Tarek H M EL-Fouly, Magdy M A Salama, “Optimal ESS Allocation and Load Shedding for Improving Distribution System Reliability”, IEEE Transactions on Smart Grid, 09 May 2014 [12] Zuhaila Mat Yasin, Titik Khawa Abdul Rahman, Zuhaina Zakaria, “Multiobjective quantum-inspired evolutionary programming for optimal load shedding”, IEEE Control and System Graduate Research Colloquium, 27 August 2012 32 Báo cáo nghiên cứu khoa học ThS Trần Tùng Giang [13] Mustafa Mosbah, Abdelhafid Hellal, Ridha djamel Mohammedi, Salem Arif, “Genetic Algorithms based Optimal Load Shedding with Transient Stability Constraints”, International Conference on Electrical Sciences and Technologies in Maghreb (CISTEM), 02 April 2015 [14] V.Tamilselvan, T.Jayabarathi, “A hybrid method for optimal load shedding and improving voltage stability”, Ain Shams Engineering Journal, Vol 7, Issue: 1, pp 223232, 2016 [15] Ths Đỗ Hữu Kiệt, Nghiên cứu phương pháp sa thải phụ tải đề xuất phương pháp sa thải phụ tải tần số dựa thuật tốn AHP thuật tốn mờ hóa Fuzzy, Luận văn thạc sĩ, ĐH Sư phạm kỹ thuật TPHCM, 2016 [16] Ths Mai Ngọc Nhẫn, Nghiên cứu sa thải phụ tải áp dụng mạng nơ-ron thuật toán AHP, Luận văn thạc sĩ, ĐH Sư phạm kỹ thuật TPHCM, 2017 [17] Ths Nguyễn Viết Toại, Phương pháp sa thải phụ tải sử dụng mạng nơron nhân tạo, Luận văn thạc sĩ, ĐH Sư phạm kỹ thuật TPHCM, 2017 [18] Ths Đỗ Ngọc Ẩn, Nghiên cứu sa thải phụ tải áp dụng mạng nơron, thuật toán ahp fuzzy logic, Luận văn thạc sĩ, ĐH Sư phạm kỹ thuật TPHCM, 2017 [19] Ths Nguyễn Trọng Tín, Tối ưu hóa sa thải dựa phương trình chuyển động quay rotor, Luận văn thạc sĩ, ĐH Sư phạm kỹ thuật TPHCM, 2018 [20] QD_12_2015_DTDL - Cục điều tiết điện lực [21] Yiannis Tofis , Stelios Timotheou , Elias Kyriakides, “Minimal load shedding using the swing equation”, IEEE Manchester PowerTech, July 2017 [22] H.H Goh, B.C Kok, “Application of Analytic Hierarchy Process (AHP) in load shedding scheme for electrical power system”, 9th International Conference on Environment and Electrical Engineering, 2010 [23] Junjie Tang , Junqi Liu , Ferdinanda Ponci , Antonello Monti, “Adaptive load shedding based on combined frequency and voltage stability assessment using synchrophasor measurements”, IEEE Transactions on Power Systems, Vol 28, Issue: 2, pp 2035-2047, May 2013 [24] Zhichao Zhang, Zengping Wang, Panyu Fang, “Study on Emergency Load Shedding Based on Frequency and Voltage Stability”, International Journal of Control and Automation, Vol.7, No.2, 2014 [25] Zhou Liu , Z Chen , Haishun Sun , Chengxi Liu , “Emergency Load Shedding Strategy Based on Sensitivity Analysis of Relay Operation Margin against Cascading Events”, IEEE International Conference on Power Systems POWERCON, 2012 [26] “Quy trình điều độ hệ thống điện quốc gia” ,40_2014_TT-BCT [27] T.L Saaty, The Analytic Hierarchy Process McGraw-Hill, New York, 1980 [28] M.V Srikantha, Narri Yadaiah, “An AHP based optimized tuning of Modified Active Disturbance RejectionControl: An application to power system load frequency control problem”, ISA Transactions, July 2018 33 Báo cáo nghiên cứu khoa học ThS Trần Tùng Giang [29] H.H Goh, B.C Kok, H.T Yeo, S.W Lee, A.A Mohd Zin, “Combination of TOPSIS and AHP in load shedding scheme for large pulpmill electrical system”, Electrical Power and Energy Systems 47 (2013) 198–204 [30] P Kundur, Power System Stability and Control, McGraw-Hill, 1994 [31] Sam Weckx, Reinhilde D'Hulst, Johan Driesen, “Primary and Secondary Frequency Support by a Multi-Agent Demand Control System”, IEEE Transactions on Power Systems, Vol 30, Issue: 3, pp 1394 – 1404, 2015 [32] A J Wood, et al., “Power Generation, Operation and Control,” Third Edition, John Wiley & Sons, Inc, pp 473-481, 2014 [33] Athila Quaresma Santos, Hamid Reza Shaker, Bo Nørregaard Jørgensen “A Holistic Fuzzy Measure for Load Priority in Under Frequency Load Shedding Schemes” International Symposium on Advanced Electrical and Communication Technologies (ISAECT), 2018 [34] H Bevrani Robust Power System Frequency Control (Second Edition) Springer, 2014 [35] J Duncan Glover, Mulukutla S Sarma, Thomas J Overbye, “Power System Analysis and Design”, Sixth Edition, Cengage Learning, pp 718, 2017 34 ... tiêu nghiên cứu Nghiên cứu sa thải phụ tải có xét đến yếu tố điều khiển sơ cấp, thứ cấp tổ máy phát điện hệ số tầm quan trọng tải 1.3.2 Cách tiếp cận Nghiên cứu tài liệu phương pháp sa thải phụ tải. .. pháp điều khiển sơ cấp, thứ cấp tổ máy phát điện - Nghiên cứu tìm hiểu phương pháp xác định hệ số tầm quan trọng phụ tải - Nghiên cứu phương pháp sa thải phụ tải có xét đến yếu tố điều khiển sơ cấp, . .. ĐIỀU CHỈNH TẦN SỐ SƠ CẤP, THỨ CẤP TỔ MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HỆ SỐ TẦM QUAN TRỌNG CỦA PHỤ TẢI 2.1 Điều khiển tần số sơ cấp thứ cấp hệ thống điện 2.1.1 Điều khiển tần số sơ cấp Điều