IV. BỐ CỤC LUẬN VĂN
3.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHẦN MỀM CONUS
Chương trỡnh CONUS được cỏc giỏo viờn bộ mụn Hệ thống điện, trường
ĐHBK Hà Nội xõy dựng lần đầu tiờn theo ngụn ngữ FORTRAN IV chạy trờn mỏy tớnh cỏ nhõn (thế hệ XT) từ năm 1990. Mụ hỡnh HTĐ mụ phỏng trong chương trỡnh tương thớch tớnh toỏn cho HTĐ cú sơđồ phức tạp bất kỳ, xột đến cỏc yếu tố giới hạn nguồn và tỏc động của cỏc phương tiện điều chỉnh điều khiển. Chương trỡnh được phỏt triển nhiều (với ngụn ngữ BASIC, PASCAL) vào những năm 1991-1992, đó phục vụ kịp thời cho việc tớnh toỏn thiết kế đường dõy siờu cao ỏp (ĐDSCA) 500 kV Bắc - Trung - Nam. Cỏc chức năng mụ phỏng ĐDSCA, tớnh giới hạn truyền tải cụng suất theo điều kiện ổn định tĩnh là thế mạnh của chương trỡnh. Sau năm 2004 chương trỡnh được thay đổi cơ bản, tớch hợp nhiều tớnh năng mới và chạy trong mụi trường Windows, đặc biệt cỏc chức năng phõn tớch ổn định và hiệu quả thiết bị
FACTS.
3.1.1. Giới thiệu giao diện
3.1.1.1. Bảng "Số liệu nỳt"
Hỡnh 3.1. Bảng số liệu nỳt
Bảng cú 13 cột, mỗi nỳt tương ứng với số liệu cho trờn 1 hàng. Nội dung cỏc cột như sau:
- ĐTT: Số hiệu đặc tớnh tĩnh phụ tải (cú giỏ trị từ 0 đến 24). Số 0 được mặc định cho
đặc tớnh cứng (P, Q khụng phụ thuộc U và f). Cỏc giỏ trị khỏc 0 tương ứng với số
lập (với số hiệu khỏc 0) khi cần xột đến ảnh hưởng của sự thay đổi phụ tải theo tần số và điện ỏp.
- Nỳt số: Số hiệu nỳt trờn sơ đồ. Cỏc số hiệu nỳt cần khụng trựng nhau và cho đầy
đủ trờn sơđồ. Hạn chế số hiệu nỳt với 5 chữ số trở xuống.
- Uđm (kV): Điện ỏp định mức nỳt (lấy theo điện ỏp định mức của phần lưới cú chứa nỳt).
- Tờn nỳt (tối đa 30 ký tự):để phõn biệt cỏc nỳt bằng tờn gọi (khụng cú ý nghĩa tớnh toỏn). Cú thể bỏ trống ụ này.
- Ptải (MW), Qtải (MVAr): Cụng suất phụ tải nhận từ nỳt. Dấu dương theo hướng cụng suất lấy ra từ nỳt (phụ tải tiờu thụ). Nỳt trung gian cần cho cỏc cụng suất này bằng 0.
- Pphỏt (MW), Qphỏt (MVAr): Cụng suất nguồn tại nỳt, dấu dương tương ứng với hướng cụng suất bơm vào nỳt. Nếu nỳt khụng cú mỏy phỏt thỡ cỏc cột này cho giỏ trị 0. Nỳt cú thểđồng thời cú tải và nguồn. Mỏy bự là nguồn thuần khỏng.
- Umod (kV):điện ỏp giữ của nguồn. Cần cho khi nỳt cú nguồn giữđiện ỏp.
- Qmin (MVAr), Qmax(MVAr): phạm vi điều chỉnh CSPK của nguồn.
Cần phõn biệt cỏc loại nỳt nguồn khi cho số liệu về chỳng (xem thờm phần Hướng dẫn sử dụng chương trỡnh). Cú cỏc loại nguồn sau:
+ Nguồn phỏt PV, giữđiện ỏp trong phạm vi cú thể phỏt của CSPK: cần cho Pphỏt và Umod. Khi đú cần cho thờm giỏ trị Qmin, Qmax (với Qmin < Qmax). Số liệu cột Qphỏt khi đú khụng cú ý nghĩa tớnh toỏn.
+ Nguồn phỏt PQ, giữ CSPK phỏt khụng đổi: cần cho Pphỏt, Qphỏt. Khi này cần cho Qmin = Qmax = Qphỏt. Số liệu cột Umod khụng cú ý nghĩa tớnh toỏn.
3.1.1.2. Bảng "Nỳt MBA đ/c dưới tải":
Cũng là bảng thụng tin nỳt, nhằm bổ sung thụng tin cho cỏc nỳt cú MBA điều chỉnh dưới tải. Đú là cỏc nỳt giữ được điện ỏp thanh cỏi hạ ỏp của trạm khụng thay đổi trong phạm vi điều chỉnh điện ỏp (vựng đ/c U) của MBA. Nếu số liệu nỳt được cho cảở bảng "Số liệu nỳt" thỡ thụng tin ở bảng "Nỳt MBA đ/c dưới tải" được ưu tiờn sử
3.1.1.3. Bảng "LPP":
Cũng là bảng thụng tin nỳt, nhưng cho ởđơn vị kW, kVar, nhằm thuận tiện cho việc vào số liệu tớnh toỏn lưới phõn phối điện cụng suất rất bộ. Nỳt đó cho thụng tin trong bảng này thỡ khụng được cho lại trong bảng Số liệu nỳt. Cựng một sơ đồ, thụng tin nỳt cú thể cho ở 1 trong 3 bảng thụng tin nỳt núi trờn.
3.1.1.4. Bảng "Đường dõy":
Hỡnh 3.2. Bảng thụng số đường dõy
Bảng này để nhập thụng tin cỏc đường dõy tải điện, trừ cỏc đường dõy siờu cao ỏp.
+ N: thể hiện trạng thỏi đường dõy (đang làm việc: "-", bị cắt : "x' ).
+ Nỳt đầu, Nỳt cuối, l(km), Ro(Ohm/km), Xo(Ohm/km), Bo(àS/km) lần lượt là: số
hiệu nỳt đầu, nỳt cuối, chiều dài, điện trở, điện khỏng, dung dẫn của một km đường dõy trong cỏc đơn vị tương ứng.
+ Tờn nỳt đầu, Tờn nỳt cuối: khụng cần cho, mỏy sẽ tựđộng chuyển thụng tin (khi
đó cú) từ bảng "Số liệu nỳt".
+ Dũng cực đại: nhập giới hạn dũng điện theo điều kiện phỏt núng. Mục đớch để
tớnh hệ số mang tải và hiển thị mầu trờn sơđồ cho nhỏnh đường dõy. Số liệu này chỉ ảnh hưởng đến khả năng hiển thị mầu trờn đồ thị (khi quan tõm).
3.1.1.5. Bảng "ĐDSCA":
Bảng này để nhập số liệu của cỏc đường dõy siờu cao ỏp (ĐDSCA). Cỏc số liệu
được nhập hoàn toàn tượng tự như cỏc đường dõy thường (cao và hạ ỏp), tuy nhiờn sẽ được tớnh toỏn theo đỳng mụ hỡnh cỏc ĐDSCA (xem Hướng dẫn ứng dụng chương trỡnh).
Hai phớa của ĐDSCA (nỳt 1 và nỳt 2) cú thể cú khỏng điện bự ngang (Shunt Reactor). Nếu cú, cú thể nhập số liệu trực tiếp trong bảng này bằng cỏch cho cụng suất (MVAr) và điện ỏp định mức (kV) của mỗi khỏng. Nếu khụng cho số liệu trong bảng này, cỏc khỏng cũn cú thể cho riờng trong bảngSVC, khỏng, tụ bự.
3.1.1.6. Bảng "Nhỏnh MBA":
Để nhập số liệu cỏc nhỏnh MBA.
Hỡnh 3.4. Bảng số liệu nhỏnh mỏy biến ỏp + MBA:để lựa chọn loại (2 cuộn dõy, 3 cuộn dõy-hoặc tự ngẫu).
+ N: trạng thỏi hiện hành (làm việc: "-", bị cắt ra: "x").
+ Nỳt cao, Nỳt trung, Nỳt hạ: số hiệu nỳt thanh cỏi cỏc phớa của MBA.
+ Nỳt giữa: số hiệu nỳt cần được đỏnh số thờm trong mụ hỡnh MBA 3 cuộn dõy hoặc tự ngẫu, thực chất là đỏnh số cho điểm tõm của sơđồ thay thế hỡnh sao của cỏc MBA 3 cuộn dõy (tự ngẫu). Chỳ ý, điện ỏp định mức của nỳt này được lấy theo phớa cao ỏp.
+ Đầu phõn ỏp: nhập điện ỏp điều chỉnh (lệch khỏi định mức) tớnh bằng % khi vận hành ở cỏc đầu phõn ỏp khỏc định mức. Vớ dụ MBA cú cỏc nấc điều chỉnh tương
ứng 2,5%, đang đặt thấp 2 nấc so với định mức thỡ "Đầu phõn ỏp" cần được cho bằng % là : -5% = -2 x 2,5%.
+ Số hiệu MBA: là thụng tin quan trọng để nhận thụng số MBA đưa vào tớnh toỏn. Khi cho một số nguyờn vào cột này tương đương với việc xỏc định mỏy biến ỏp ở
nhỏnh đang xột cú thụng số như MBA cho trong bảng "Thụng số mỏy biến ỏp" với số hiệu tương ứng.
+ Tờn nỳt cao, Tờn nỳt trung, Tờn nỳt hạ: khụng cần cho, sẽ được chuyển sang từ
cỏc bảng thụng tin nỳt.
3.1.1.7. Bảng "Thụng số MBA":
Để nhập thụng số của cỏc MBA cú trong sơđồ.
Hỡnh 3.5. Bảng thụng số mỏy biến ỏp
Mỗi MBA cú cỏc thụng số nằm trờn một hàng.
+ MBA:để lựa chọn MBA (2 cuộn dõy, 3 cuộn dõy-hoặc tự ngẫu).
+ Số hiệu MBA: cần nhập khụng trựng nhau. Cỏc số hiệu này sẽđược chọn khi thiết lập bảng thụng tin "Nhỏnh MBA" do đú cần giữ cốđịnh. Mỗi khi sửa chữa số hiệu MBA trong bảng này sẽảnh hưởng đến thụng tin cỏc nhỏnh MBA.
+ Cỏc cột cũn lại: tương ứng với cỏc ký hiệu quen biết về thụng số MBA.
3.1.1.8. Bảng "Nhỏnh chuẩn":
Nhỏnh chuẩn là khỏi niệm nhỏnh cơ bản dựng trong mụ hỡnh lưới điện (xem Hướng dẫn ứng dụng chương trỡnh). Mọi phần tửđều cú thể mụ tả bởi một hay một số nhỏnh chuẩn trong sơđồ thay thế tớnh toỏn và nhập số liệu theo bảng này. Tuy nhiờn, để thuận tiện cho người sử dụng cỏc đường dõy, ĐDSCA, cỏc MBA được mụ tả trong cỏc bảng riờng, mỏy sẽ tự động tớnh thụng số cho cỏc nhỏnh và sơđồ thay thế. Cỏc phần tử cũn lại cần tớnh và nhập số liệu theo nhỏnh chuẩn (vớ dụ tụ bự dọc).
+ N: trạng thỏi của nhỏnh (làm việc: "-", bị cắt ra: "x").
+ Nỳt đầu, Nỳt cuối: Số hiệu nỳt đầu nỳt cuối của nhỏnh. Khụng phõn biệt thứ tự đầu, cuối. Với nhỏnh nối đất, nỳt "đất" cần lấy số hiệu 0.
+ R(G) và X(B): là phần thực và phần ảo của tổng trở (dẫn) của nhỏnh chuẩn. Cỏc nhỏnh chuẩn khụng nối đất cần được cho theo điện trở R, điện khỏng X với đơn vị
tớnh là Ω. Mọi nhỏnh chuẩn nối đất đều phải được cho bằng tổng dẫn.Đơn vị tớnh tổng dẫn luụn phải là àS (10-6 1/Ω). Tổng dẫn cảm khỏng nối đất mang dấu dương, dung dẫn nối đất mang dấu õm.
+ K1 và K2: là phần thực và phần ảo của hệ số biến ỏp phức. Với nhỏnh khụng biến ỏp cú thể cho K1 = 1; K2 = 0 hay cho K1=0; K2 =0 (như nhau đối với chương trỡnh).
+ Tờn nỳt: khụng cần cho, sẽđược chuyển sang từ bảng "Số liệu nỳt".
3.1.1.8. Bảng "Đặc tớnh phụ tải"
Hỡnh 3.7. Bảng đặc tớnh tĩnh của phụ tải
Bảng này cho phộp thiết lập 24 dạng đặc tớnh tĩnh khỏc nhau của phụ tải nỳt.
Cỏc đặc tớnh tĩnh được tiệm cận theo cựng biểu thức, chỉ khỏc nhau bởi cỏc hệ số. Biểu thức chung:
. f f f f ; U U U U ); f . d d ]( U . b U . b b [ Q ) f , U ( Q ); f . c c ]( U . a U . a a [ P ) f , U ( P 0 0 * 0 0 * * 1 0 2 * 2 * 1 0 0 * 1 0 2 * 2 * 1 0 0 − = ∆ − = ∆ ∆ + ∆ + ∆ + = ∆ + ∆ + ∆ + = Cỏc trị số P0, Q0 - là cụng suất cho tương ứng với điện ỏp và tần số U0, f0. Cỏc hệ số cần thỏa món điều kiện: a0+a1+a2=1; b0+b1+b2=1; c0+c1=1; d0+d1=1.
+ Dạng đặc tớnh: đỏnh số hiệu cho đặc tớnh (từ 1 đến 24). Số hiệu này sẽ được chọn cho cột ĐTT trong cỏc bảng thụng tin nỳt. Số hiệu 0, được mặc định cho đặc tớnh cứng (khụng thiết lập trong bảng), tương ứng với: a0 =1; b0=1; c0 =1; d0 =1, trong khi cỏc hệ số cũn lại đều bằng 0.
Vỡ c0+c1=1; d0+d1=1 nờn trong bảng chỉ cần cho c1 và d1.
3.1.1.9. Bảng "Làm biến thiờn chế độ"
Chương trỡnh cú chức năng tớnh liờn tiếp nhiều chế độ theo những kịch bản khỏc nhau về biến thiờn thụng số. Bảng này cho phộp thiết lập cỏc kịch bản theo ý muốn. Bảng cũn được sử dụng trong cỏc chức năng phõn tớch ổn định (xem Hướng dẫn ứng dụng chương trỡnh).
Cỏc thụng số biến thiờn được phõn biệt theo mó (code), bao gồm cỏc thụng số của nỳt như trong hỡnh 3.8. Để nhỡn bảng này chỉ cần nhắp đỳp (chuột trỏi) ở
trang đang soạn thảo (bảng Làm biến thiờn chếđộ), tắt đi bằng nhấn "x". + Nỳt: số hiệu nỳt cú thụng số làm biến thiờn.
+ code: nhập mó thụng số. Cú thể nhập trực tiếp, hoặc nhắp đỳp vào hàng trong trong bảng mó. Mó sẽ tựđộng gỏn vào vị trớ con trỏở bảng ngoài.
+ Xmin, Xmax: giới hạn 2 phớa của phạm vi làm biến thiờn thụng số. Chỳ ý, trị số thụng số ở chế độ đầu cần nằm giữa 2 giỏ trị trờn.
+ Delta X: bước thay đổi thụng số, cú thể õm (lựi) hoặc dương (tiến).
Cú thể làm biến thiờn một hay đồng thời nhiều thụng số ở nhiều nỳt khỏc nhau tương ứng với cỏc "kịch bản" làm biến thiờn thụng số. Khi cú nhiều thụng số
biến thiờn chỉ cần nhập số liệu liờn tiếp theo cỏc hàng. Bước biến thiờn thụng số
Kết thỳc cỏc hàng (tương ứng với 1 kịch bản) cần cho thờm một hàng toàn số
0, trừ cột đầu tiờn của hàng này (ứng với cột "nỳt") cho giỏ trị yờu cầu về độ chớnh xỏc khi tỡm giới hạn ổn định. Trị số này cho dưới dạng thập phõn nhỏ hơn 1, biểu thị
sai số cho phộp giữa thụng số ở bước cuối cựng so với giới hạn mất ổn định. Nếu cho giỏ trị 0 ở cột này tương ứng với lấy sai số mặc định là 0,25DeltaX. Nếu cho 0,5 tương ứng chọn sai số cho phộp bằng nửa bước DeltaX.
Hỡnh 3.8. Bảng làm biến thiờn chế độ Chỳ thớch về kịch bản làm biến thiờn thụng số:
- Khi thụng số thay đổi, nếu đến giới hạn mất ổn định hệ thống, quỏ trỡnh tớnh toỏn sẽ dừng và in kết quả.
- Nếu chưa đến giới hạn mất ổn định nhưng hết giới hạn của một thụng số nào đú thỡ thụng số đú lấy giỏ trị cuối cựng làm thụng số tớnh toỏn ở bước tiếp theo. Cỏc thụng số cũn lại tiếp tục thay đổi. Quỏ trỡnh chỉ dừng lại khi tất cả cỏc thụng số đó
đến giới hạn.
- Kết quả tớnh toỏn chế độ được in đầy đủ hoặc in túm tắt (chọn lọc) tựy thuộc lựa chọn trong bảng "Tựy chọn".
- Cú thể thực hiện liờn tiếp 2 hay nhiều kịch bản. Khi đú cỏc kịch bản được phõn biệt bằng cỏch cho thờm 1 hàng toàn số 0 (sau bước cho sai số cũng gồm hầu hết là số 0).
3.1.1.10. Bảng "SVC, Khỏng, Tụ bự":
Hỡnh 3.9. Bảng thụng số khỏng, tụ bự, SVC
Bảng này dành riờng cho thụng số SVC, khỏng điện bự ngang, tụ bự tĩnh.
+ Với SVC: Nhập tờn nỳt cú thanh cỏi nối với SVC. Trị số Qmin, Qmax là giới hạn
điều chỉnh cú dấu bất kỳ nhưng cần thỏa món Qmin < Qmax . Cần nhập thờm 3 số
hiệu nỳt (Nut-F, Nut-C, Nut-X) giỳp cho mụ hỡnh nội bộ SVC (chọn số bất kỳ, chỉ
cần khụng trựng với số hiệu cỏc nỳt khỏc).
+ Với khỏng bự ngang cố định: cần nhập Qmin = Qmax = QKđm (cụng suất định mức) và U0 = Uđm của khỏng. Khụng cần nhập thờm số hiệu Nut-F, Nut-C, Nut-X. + Với Tụ bự tĩnh: nhập Qmin = Qmax = QCđm (cụng suất định mức) và U0 = Uđm
của tụ. Khụng cần nhập thờm số hiệu Nut-F, Nut-C, Nut-X.
Hỡnh 3.10. Bảng cỏc lựa chọn
+ Tần số: mặc định 50 (với lưới 50 hez). Giỏ trị này được sử dụng giữ tần số hệ
thống khi lựa chọn tớnh CĐXL và CĐQĐ với tần số đó cho (cú nhà mỏy điều tần). Khi tớnh với tần số hệ thống thay đổi, trị số cho trong ụ này được sử dụng làm trị số đặt f0 của đặc tớnh tĩnh.
+ Nỳt cõn bằng: là số hiệu nỳt thanh cỏi của hệ thống cụng suất vụ cựng lớn hoặc của nhà mỏy điều tần (khi tớnh chế độ với tần số đó cho). Khi tớnh với chếđộ tần số
thay đổi, nỳt cõn bằng cú ý nghĩa là "nỳt cơ sở" (cú gúc pha bằng 0) để tớnh gúc pha tương đối của cỏc nỳt. Khi đú cú thể chọn nỳt bất kỳ (xem Hướng dẫn ứng dụng chương trỡnh).
+ Độ chớnh xỏc yờu cầu: là sai số cho phộp, tớnh theo độ lệch (khụng cõn bằng) cụng suất nỳt.
+ Nỳt xỏc định CS đồng bộ: số hiệu nỳt cần in trị số dP/dδ. Khi tớnh ổn định cú thể
cần quan tõm đến trị số này ở một nỳt nào đú. Khi khụng cần in, để số 0.
+ Dải điều khiển in theo U và theo P: giỳp in chọn lọc (trong kết quả tớnh) cỏc nỳt cú độ lệch điện ỏp hoặc cụng suất vượt quỏ một giới hạn nào đú so với định mức. Kết quả chỉ được in cho cỏc nỳt cú thụng số U hoặc P lệch quỏ giỏ trị cho trong ụ này (theo đơn vị tương đối). Nếu để giỏ trị 0, tất cả cỏc nỳt đều được in kết quả. Nếu
cho trị số này rất lớn (kết quả cỏc nỳt đều khụng được in trừ cỏc nỳt nguồn và nỳt cõn bằng). Khi đú cần in thờm cho nỳt nào thỡ đưa vào bảng "Nỳt in kết quả".
+ Cỏc lựa chọn khỏc:
- In dữ liệu đầu: cú in, khụng in.
- Tớnh xấp xỉđầu: cú tớnh, khụng tớnh, cú tớnh và in. "Tớnh và in xấp xỉđầu" thường
được lựa chọn để phõn tớch kết quả khi phộp tớnh khụng hội tụ. Lựa chọn "khụng tớnh xấp xỉ đầu" cú thể rỳt ngắn thời gian tớnh, nhưng cú thể làm giảm khả năng hội tụ (núi chung, khụng nờn lựa chọn).
- Tớnh chếđộ với tần số : đó cho hoặc thay đổi. Chỉ chọn "thay đổi" khi khảo sỏt hệ
thống khụng giữđược tần số bằng điều tần (chếđộ thiếu cụng suất tỏc dụng).
- Tớnh ổn định với tần số: đó cho hoặc thay đổi. Chỉ chọn "thay đổi" khi cần xột đến
ảnh hưởng tần số trong quỏ trỡnh làm biờn thiờn chếđộ.