6. Kết cấu của đề tài
4.5Phân bố công suất trong hệ thống điện AC 5 nút khi chưa có HVDC
Giả thiết điện áp ban đầu AC phía chỉnh lưu và nghịch lưu Eacr_kV = Uđm
Eaci kV = Uđm
Bắt đầu
Nhập sốliệu mạngđiện
Phân bố công suất chế độ ban đầu
Đối thoại về điều khiển dòng P trên nhánh HVDC
Nhập số liệu đường dây HVDC
Tính Eacr _ hạ áp _ kV Eaci_ hạ áp _ kV Pi _ MW = Pdc _ MW Tính Vdoi _ kV Vdi _ kV Qi _ MVAr Vdr _ kV Vdor _ kV Góc alpha Pr _ MW = Pdc _ MW Tính Vdor_ kV Vdr _ kV Id_ kA Iord _ kA Im _ kA Qr _ MVAr Vdoi _ kV ≥ Cách 1 < Cách 2 Eacr _ hạ áp _ kV : Eaci _ hạ áp _ kV
Số liệu cho PBCS nhận được từ phép tính đường dây HVDC bao gồm: Pr _ MW; Pi _ MW
Qr _ MVAr; Qi_ MVAr
Tính PBCS cho mạng điện không có đường dây HVDC nhưng chỉ có công suất ở 2 đầu chỉnh lưu và nghịch lưu → Eacr kV; Eaci kV Tính sai số i i r r Q P Q P ; ; giữa 2 lần lặp Sai số < ? Sai Đúng In kết quả Dừng
Hình 4.6 Mô hình hệ thống điện AC 5 nút khi chưa có HVDC 4.5.1 Số liệu mạng điện Bảng 4.8 Số liệu nút của mạng điện 5 nút Nút Loại U Tải P (MW) Tải Q (MW) Phát P (MW) 1 1 1.060 0.000 0.000 0.000 2 2 1.000 20.000 10.000 40.000 3 0 1.000 45.000 15.000 0.000 4 0 1.000 40.000 5.000 0.000 5 0 1.000 60.000 10.000 0.000 Bảng 4.9 Số liệu nhánh của mạng điện 5 nút Nút đầu Nút cuối R(pu) X(pu) B/2(pu)
1 2 0.0200 0.0600 0.0300 1 3 0.0800 0.2400 0.0250 2 3 0.0600 0.1800 0.0200 2 4 0.0600 0.1800 0.0200 2 5 0.0400 0.1200 0.0150 3 4 0.0100 0.0300 0.0100 4 5 0.0800 0.2400 0.0250
4.5.2 Phân bố công suất mạng điện khi chưa có HVDC Bảng 4.10 Kết quả phân bố công suất mạng điện 5 nút Bảng 4.10 Kết quả phân bố công suất mạng điện 5 nút Bảng 4.11 Dòng công suất nhánh và tổn thất của mạng điện 5 nút Đường dây Công suất nút & dòng nhánh Tổn thất Máy biến áp ∆QL ∆Qc
Từ Đến MW Mvar MVA MW Mvar tap Mvar Mvar
1 131.122 591.195 605.562 2 89.331 73.995 115.997 2.486 1.087 7.458 6.371 3 41.791 16.820 45.049 1.518 -0.692 4.553 5.246 2 20.000 -71.593 74.334 1 -86.846 -72.908 113.392 2.486 1.087 7.458 6.371 3 24.473 -2.518 24.602 0.360 -2.871 1.079 3.949 4 27.713 -1.724 27.767 0.461 -2.554 1.383 3.937 5 54.660 5.558 54.942 1.215 0.729 3.645 2.916 3 -45.000 -15.000 47.434 1 -40.273 -17.513 43.916 1.518 -0.692 4.553 5.246 2 -24.113 -0.352 24.116 0.360 -2.871 1.079 3.949 4 19.386 2.865 19.597 0.040 -1.823 0.120 1.943 4 -40.000 -5.000 40.311 2 -27.252 -0.831 27.265 0.461 -2.554 1.383 3.937 Nút Điện áp Góc Phụ tải Máy phát Tụ bù
No đvtđ Degree MW Mvar MW Mvar Mvar
1 1.06000 0.000 0.000 0.000 131.122 591.195 0.000 2 1.00000 -2.061 20.000 10.000 40.000 -61.593 0.000 3 0.98725 -4.637 45.000 15.000 0.000 0.000 0.000 4 0.98413 -4.957 40.000 5.000 0.000 0.000 0.000 5 0.97170 -5.765 60.000 10.000 0.000 0.000 0.000 Tổng 165.000 40.000 171.122 529.602 0.000
3 -19.346 -4.688 19.906 0.040 -1.823 0.120 1.943 5 6.598 0.518 6.619 0.043 -4.652 0.129 4.782 5 -60.000 -10.000 60.828 2 -53.445 -4.829 53.663 1.215 0.729 3.645 2.916 4 -6.555 -5.171 8.349 0.043 -4.652 0.129 4.782 Tổng tổn thất 6.122 -10.777 18.367 29.144 Tổng tổn thất công suất kháng ∆QL - ∆QC: -10.777 (Mvar).
4.6 Phân bố công suất trong hệ thống điện AC 5 nút khi có HVDC
Hình 4.7 Mô hình hệ thống xoay chiều 5 nút khi có đường dây HVDC
4.6.1 Số liệu đường dây HVDC và các trị số ban đầu
Nút đầu chỉnh lưu đường dây DC: nút 3.
- Số cầu 6 xung phía chỉnh lưu: Br = 4.
- Tỷ số biến áp: Tr = 0.50.
- Điện áp định mức cao áp phía AC: 220 (kV).
- Điện áp định mức hạ áp phía mắc với cầu chỉnh lưu: 110 (kV).
- Điện áp giả thiết ban đầu phía cao áp của máy biến áp biến đổi chỉnh lưu: 220(kV).
- Điện áp giả thiết ban đầu phía hạ áp của máy biến áp biến đổi (phía mắc với cầu chỉnh lưu): 110 (kV).
- Điện trở chuyển mạch: Rcr = 6 (Ω).
- Công suất DC yêu cầu đầu chỉnh lưu (dữ kiến): Pr = 40 (MW). - Điện trởđường dây dc gồm 2 dây đi và về: RL = 20 (Ω). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Nút đầu nghịch lưu đường dây DC: nút 4. - Số cầu 6 xung phía nghịch lưu Bi = 4. - Tỷ số biến áp Ti = 0.5.
- Điện áp định mức cao áp phía AC: 220 (kV).
- Điện áp định mức hạ áp phía mắc với cầu nghịch lưu: 110 (kV).
- Điện áp giả thiết ban đầu phía cao áp của máy biến áp biến đổi nghịch lưu: 220(kV).
- Điện áp giả thiết ban đầu phía hạ áp của máy biến áp biến đổi (phía mắc với cầu nghịch lưu): 110 (kV).
- Điện trở chuyển mạch: Rci = 6 (Ω).
4.6.2 Quá trình tính lặp để giao tiếp giữa hệ thống AC và đường dây HVDC
Trong mỗi lần lặp, bài toán PBCS hệ thống AC cung cấp cho đường dây HVDC điện áp xoay chiều phía cap áp Eacrở đầu chỉnh lưu nút 3 và điện áp xoay chiều Eaciởđầu nghịch lưu nút 4.
Với Eacr, Eaci, tiến hành tính toán trên đường dây HVDC để có được công suất Pr và Qrởđầu chỉnh lưu (nút 3) và công suất Pi và Qiởđầu nghịch lưu (nút 4). Các giá trị công suất nút Pr, Qr và Pi, Qi ở nút 3 và 4 sẽ dùng làm số liệu đầu vào cho chương trình PBCS trong lần lặp tiếp theo để cập nhật lại trị số Eacr và Eaci.
Quá trình tính lặp sẽ kết thúc khi các sai số trên Eacr, Eaci, Pr, Qr, Pi, Qi giữa hai lần lặp liên tiếp nhỏ hơn một độ chính xác cho trước.
4.6.2.1 Tiến hành cho lần lặp thứ nhất ta có kết quả như sau:
Điện áp hai đầu của HVDC:
- Điện áp phía cao áp đầu chỉnh lưu: Eacr = 220 (kV). - Điện áp phía cao áp đầu nghịch lưu: Eaci = 220 (kV). HVDC làm việc theo cách 1: chỉnh lưu CC, nghịch lưu CEA. Tính phía nghịch lưu:
- Công suất 1 chiều phía nghịch lưu: Pi = Pdc = 40 (MW). - Điện áp DC không tải phía nghịch lưu: Vd0i = 594.209 (kV).
- Điện áp DC phía nghịch lưu lúc mang tải Vdi = 572.284 (kV). - Lệch dòng điện: Iord = 0.070 (kA).
- Hệ số công suất phía nghịch lưu: cosφi = 0.963
- Công suất kháng yêu cầu tại thanh cái cao áp phía nghịch lưu Qi = 11.178(MVAr).
Tính phía chỉnh lưu:
- Điện áp DC phía chỉnh lưu lúc mang tải: Vdr = 573.682 (kV). - Điện áp DC phía chỉnh lưu lúc không tải: Vd0r = 594.209 (kV).
- Góc kích α = 14.470.
- Hệ số công suất tại thanh cái cao áp phía chỉnh lưu cosφr = 0.965 - Công suất DC tại đầu chỉnh lưu Pr = 40.098 (MW).
- Công suất kháng yêu cầu tại thanh cái cao áp phía chỉnh lưu Qr = 10.822(MVAr).
4.6.2.2 Tiến hành cho lần lặp thứ hai ta có kết quả như sau:
Điện áp hai đầu của HVDC:
- Điện áp phía cao áp đầu chỉnh lưu: Eacr = 218.386 (kV). - Điện áp phía cao áp đầu nghịch lưu: Eaci = 220.228 (kV). HVDC làm việc theo cách 2: Chỉnh lưu CIA, nghịch lưu CC. Tính phía chỉnh lưu: - Công suất DC phía chỉnh lưu: Pr = 40 (MW). - Điện áp DC không tải phía chỉnh lưu: Vd0r = 589.848 (kV). - Góc kích αmin = 100. - Điện áp DC phía chỉnh lưu lúc mang tải: Vdr = 579.230 (kV). - Dòng điện trên đường dây DC: Id = 0.069 (kA).
- Lệch dòng điện DC: Iord = 0.081 (kA). - Biến dòng điện: Im = 0.012 (kA).
- Hệ số công suất thanh cái phía chỉnh lưu: cosφr = 0.98.
- Công suất kháng yêu cầu tại thanh cái cao áp phía chỉnh lưu Qr = 7.694(MVAr).
Tính phía nghịch lưu:
- Điện áp DC phía nghịch lưu lúc không tải: Vd0i = 594.825 (kV). - Điện áp DC phía chỉnh lưu lúc mang tải: Vdi = 577.849 (kV). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Góc tắt trước γi = 13.030.
- Công suất DC tại đầu nghịch lưu: Pi = 39.905 (MW).
- Hệ số công suất tại thanh cái cao áp phía nghịch lưu cosφi = 0.97.
- Công suất kháng yêu cầu tại thanh cái cao áp nghịch lưu Qi = 9.744(MVAr).
4.6.2.3 Tiến hành cho lần lặp thứ ba ta có kết quả như sau:
Điện áp hai đầu của HVDC:
- Điện áp phía cao áp đầu chỉnh lưu: Eacr = 217.667 (kV). - Điện áp phía cao áp đầu nghịch lưu: Eaci = 219.841 (kV). HVDC làm việc theo cách 2: Chỉnh lưu CIA, nghịch lưu CC. Tính phía chỉnh lưu: - Công suất DC phía chỉnh lưu: Pr = 40 (MW). - Điện áp DC không tải phía chỉnh lưu: Vd0r = 587.907 (kV). - Góc kích αmin = 100. - Điện áp DC phía chỉnh lưu lúc mang tải: Vdr = 577.313 (kV). - Dòng điện trên đường dây DC: Id = 0.069 (kA).
- Lệch dòng điện DC: Iord = 0.082 (kA). - Biến dòng điện: Im = 0.012 (kA).
- Hệ số công suất thanh cái phía chỉnh lưu: cosφr = 0.98.
- Công suất kháng yêu cầu tại thanh cái cao áp chỉnh lưu Qr = 7.698 (MVAr). Tính phía nghịch lưu:
- Điện áp DC phía nghịch lưu lúc không tải: Vd0i = 593.778 (kV). - Điện áp DC phía chỉnh lưu lúc mang tải: Vdi = 575.927 (kV).
- Góc tắt trước γi = 13.410.
- Công suất DC tại đầu nghịch lưu: Pi = 39.904 (MW).
- Hệ số công suất tại thanh cái cao áp phía nghịch lưu cosφi = 0.97.
4.6.2.4 Tiến hành cho lần lặp thứ tư ta có kết quả như sau:
Điện áp hai đầu của HVDC:
- Điện áp phía cao áp đầu chỉnh lưu: Eacr = 217.668 (kV). - Điện áp phía cao áp đầu nghịch lưu: Eaci = 219.912 (kV). HVDC làm việc theo cách 2: Chỉnh lưu CIA, nghịch lưu CC. Tính phía chỉnh lưu: - Công suất DC phía chỉnh lưu: Pr = 40 (MW). - Điện áp DC không tải phía chỉnh lưu: Vd0r = 587.910 (kV). - Góc kích αmin = 100. - Điện áp DC phía chỉnh lưu lúc mang tải: Vdr = 577.315 (kV). - Dòng điện trên đường dây DC: Id = 0.069 (kA).
- Lệch dòng điện DC: Iord = 0.082 (kA). - Biến dòng điện: Im = 0.012 (kA).
- Hệ số công suất thanh cái phía chỉnh lưu: cosφr = 0.98.
- Công suất kháng yêu cầu tại thanh cái cao áp phía chỉnh lưu Qr = 7.698(MVAr).
Tính phía nghịch lưu:
- Điện áp DC phía nghịch lưu lúc không tải: Vd0i = 593.970 (kV). - Điện áp DC phía chỉnh lưu lúc mang tải: Vdi = 575.930 (kV).
- Góc tắt trước γi = 13.490.
- Công suất DC tại đầu nghịch lưu: Pi = 39.904 (MW).
- Hệ số công suất tại thanh cái cao áp phía nghịch lưu cosφi = 0.97.
- Công suất kháng yêu cầu tại thanh cái cao áp phía nghịch lưu Qi = 10.066(MVAr).
4.6.2.5 Tiến hành cho lần lặp thứ năm ta có kết quả như sau:
Điện áp hai đầu của HVDC:
- Điện áp phía cao áp đầu chỉnh lưu: Eacr = 217.668 (kV). - Điện áp phía cao áp đầu nghịch lưu: Eaci = 219.926 (kV). HVDC làm việc theo cách 2: Chỉnh lưu CIA, nghịch lưu CC.
Tính phía chỉnh lưu: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Công suất DC phía chỉnh lưu: Pr = 40 (MW).
- Điện áp DC không tải phía chỉnh lưu: Vd0r = 587.910 (kV). - Góc kích αmin = 100.
- Điện áp DC phía chỉnh lưu lúc mang tải: Vdr = 577.315 (kV). - Dòng điện trên đường dây DC: Id = 0.069 (kA).
- Lệch dòng điện DC: Iord = 0.082 (kA). - Biến dòng điện: Im = 0.012 (kA).
- Hệ số công suất thanh cái phía chỉnh lưu: cosφr = 0.98.
- Công suất kháng yêu cầu tại thanh cái cao áp phía chỉnh lưu Qr = 7.698(MVAr). Tính phía nghịch lưu: - Điện áp DC phía nghịch lưu lúc không tải: Vd0i = 594.008 (kV). - Điện áp DC phía chỉnh lưu lúc mang tải: Vdi = 575.930 (kV). - Góc tắt trước γi = 13.500. - Công suất DC tại đầu nghịch lưu: Pi = 39.904 (MW).
- Hệ số công suất tại thanh cái cao áp phía nghịch lưu cosφi = 0.97.
- Công suất kháng yêu cầu tại thanh cái cao áp phía nghịch lưu Qi = 10.077(MVAr).
4.6.2.6 Tiến hành cho lần lặp thứ sáu ta có kết quả như sau:
Điện áp hai đầu của HVDC:
- Điện áp phía cao áp đầu chỉnh lưu: Eacr = 217.668 (kV). - Điện áp phía cao áp đầu nghịch lưu: Eaci = 219.929 (kV). HVDC làm việc theo cách 2: Chỉnh lưu CIA, nghịch lưu CC. Tính phía chỉnh lưu:
- Công suất DC phía chỉnh lưu: Pr = 40 (MW).
- Góc kích αmin = 100.
- Điện áp DC phía chỉnh lưu lúc mang tải: Vdr = 577.315 (kV). - Dòng điện trên đường dây DC: Id = 0.069 (kA).
- Lệch dòng điện DC: Iord = 0.082 (kA). - Biến dòng điện: Im = 0.012 (kA).
- Hệ số công suất thanh cái phía chỉnh lưu: cosφr = 0.98.
- Công suất kháng yêu cầu tại thanh cái cao áp chỉnh lưu Qr = 7.698 (MVAr). Tính phía nghịch lưu:
- Điện áp DC phía nghịch lưu lúc không tải: Vd0i = 594.016 (kV). - Điện áp DC phía chỉnh lưu lúc mang tải: Vdi = 575.930 (kV).
- Góc tắt trước γi = 13.500.
- Công suất DC tại đầu nghịch lưu: Pi = 39.904 (MW).
- Hệ số công suất tại thanh cái cao áp phía nghịch lưu cosφi = 0.97.
- Công suất kháng yêu cầu tại thanh cái cao áp nghịch lưu Qi =10.079(MVAr).
4.6.2.7 Tiến hành cho lần lặp thứ bảy ta có kết quả như sau:
Điện áp hai đầu của HVDC:
- Điện áp phía cao áp đầu chỉnh lưu: Eacr = 217.668 (kV). - Điện áp phía cao áp đầu nghịch lưu: Eaci = 219.929 (kV). HVDC làm việc theo cách 2: Chỉnh lưu CIA, nghịch lưu CC. Tính phía chỉnh lưu: - Công suất DC phía chỉnh lưu: Pr = 40 (MW). - Điện áp DC không tải phía chỉnh lưu: Vd0r = 587.910 (kV). - Góc kích αmin = 100. - Điện áp DC phía chỉnh lưu lúc mang tải: Vdr = 577.315 (kV). - Dòng điện trên đường dây DC: Id = 0.069 (kA).
- Lệch dòng điện DC: Iord = 0.082 (kA). - Biến dòng điện: Im = 0.012 (kA).
- Hệ số công suất thanh cái phía chỉnh lưu: cosφr = 0.98.
Tính phía nghịch lưu:
- Điện áp DC phía nghịch lưu lúc không tải: Vd0i = 594.018 (kV). - Điện áp DC phía chỉnh lưu lúc mang tải: Vdi = 575.930 (kV).
- Góc tắt trước γi = 13.510. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Công suất DC tại đầu nghịch lưu: Pi = 39.904 (MW).
- Hệ số công suất tại thanh cái cao áp phía nghịch lưu cosφi = 0.97.
- Công suất kháng yêu cầu tại thanh cái cao áp phía nghịch lưu Qi = 10.079(MVAr).
4.6.2.8 Tiến hành cho lần lặp thứ tám ta có kết quả như sau:
Điện áp hai đầu của HVDC:
- Điện áp phía cao áp đầu chỉnh lưu: Eacr = 217.668 (kV). - Điện áp phía cao áp đầu nghịch lưu: Eaci = 219.929 (kV). HVDC làm việc theo cách 2: Chỉnh lưu CIA, nghịch lưu CC.