Trong luận văn này tớnh toỏn ổn định động sử dụng mụ phỏng động PSS/E gồm 3 bước chớnh: tớnh toỏn chếđộ xỏc lập, tớnh toỏn quỏ trỡnh quỏ độ, hiển thị kết quả.
4.1.2.1. Tớnh chếđộ xỏc lập
Trong mọi tớnh toỏn quỏ trỡnh quỏ độ trong hệ thống điện đều phải phải xuất phỏt từ việc tớnh chếđộ xỏc lập. Từ số liệu tĩnh của hệ thống như: cấu trỳc lưới, số liệu phụ tải, tổng trở thứ tự thuận của mỏy phỏt … Chương trỡnh sẽ tớnh trào lưu cụng suất và cỏc thụng sốđiện ỏp, gúc pha, thụng số mỏy bự … để làm sơ kiện trong bài toỏn giải
Từ nỳt (I) RATIO: 1 R X Đến nỳt (J)
R0
X0
Trường Đại Học Bỏch Khoa Hà Nội Viện đào tạo sau đại học
4.1.2.2. Quỏ trỡnh quỏ độ.
Để tớnh quỏ trỡnh quỏ độ việc thu thập và vào số liệu động là vấn đề khú khăn nhất của việc mụ hỡnh húa hệ thống điện. Chương trỡnh đũi phải nhập đầy đủ cỏc thụng số chi tiết của mỏy phỏt như mụ hỡnh cực ẩn, cực lồi; mụ hỡnh điều tốc, mụ hỡnh kớch từ như trong phần mụ phỏng mụ hỡnh mỏy phỏt đó đề cập.
Sau khi cú mụ hỡnh đầy đủđể chạy quỏ trỡnh quỏ độ, ta phải tiến hành giả lập cỏc sự cố như ngắn mạch 3 pha trờn một lộ đường dõy, loại trừ nỳt, nhỏnh cú sự cố ra khỏi lưới, thay đổi cấu trỳc lưới để chạy mụ phỏng. Sự cốđược người dựng giả lập cho phộp thay đổi bởi lệnh ALTR, chương trỡnh cho phộp thay đổi số liệu động nếu cần thiết. Sau đú lựa chọn và nghiờn cứu nhiều loại sự cố khỏc nhau tại nhiều vị trớ khỏc nhau. PSS/E mụ tả ngắn mạch 3 pha chạm đất bằng việc đặt 1 điện dẫn phản khỏng song song với cỏc giỏ trị tương đối là B=-2e+09. Giỏ trị này đủđể Usc= 0. Sau khi giả lập sự cố, dựng lệnh RUN để nhập thời gian cắt bỏ sự cố (tc) cũng là khoảng thời gian xột sự cốđược duy trỡ. Lệnh ALTR được sử dụng lần nữa để thay đổi kết cấu lưới sau sự cố, cụ thể trong luận văn này sẽ thay đổi cụng suất phụ tải bờn thiếu cụng suất. Quỏ trỡnh mụ phỏng sẽ kộo dài đến hết thời gian nghiờn cứu (tR).
4.1.2.3. Hiển thị kết quả.
Kết quả chương trỡnh chạy mụ phỏng trờn chương trỡnh PSS/E cho biết sự biến thiờn của cỏc thụng số của hệ thống khi cú sự cố. Ổn định động của hệ thống được đỏnh giỏ theo sự dao động của gúc lệch mỏy phỏt. Nếu gúc lệch roto (hay gúc lệch khụng đồng bộ) đạt cực đại rồi giảm dần thỡ hệ thống là ổn định, nếu một trong cỏc gúc lệch khụng đồng bộ tăng vụ hạn thỡ hệ thống là khụng ổn định vỡ ớt nhất là một mỏy phỏt sẽ khụng đồng bộ. Cỏc kết quả tớnh toỏn ổn định động được biểu diễn trong chức năng vẽđồ thị (PSSPLT) của chương trỡnh PSS/E.
Trường Đại Học Bỏch Khoa Hà Nội Viện đào tạo sau đại học
4.1.3. Kết luận:
Chương trỡnh PSS/E cũng như cỏc chương trỡnh tớnh toỏn mụ phỏng hệ thống điện khỏc cú những ưu điểm và những nhược điểm riờng. Nhưng với khả năng mụ phỏng được hầu hết cỏc phần tử trong hệ thống điện, tớnh toỏn chếđộ xỏc lập và chếđộ quỏ độ. Ta cú thể sử dụng chương trỡnh để tớnh toỏn mụ phỏng thuật toỏn sa thải phụ tải của luận văn này. Để hiểu rừ hơn về hiệu quả của phương phỏp tỏc giả sẽ mụ phỏng trong hai trường hợp.
4.2. Tớnh toỏn mụ phỏng trường hợp 1.
4.2.1.Thụng số sơ đồ của trường hợp 1.
Mụ hỡnh hệ thống điện đơn giản như vớ dụ đó xột ở chương 2. Bao gồm 2 hệ thống được liờn kết với nhau bằng 2 đường dõy song song. Hệ thống 1 bao gồm 7 mỏy phỏt, cỏc mỏy phỏt cú thụng số giống nhau với cụng suất Sđm = 470,6 MVA, Uđm = 220kV. Mỗi mỏy phỏt được nối qua một mỏy biến ỏp tăng ỏp cú Sđm = 500 KVA, ZB = 0,006+0,0182j. Hệ thống 2 gồm 7 mỏy phỏt, cỏc mỏy phỏt cũng đều cú thụng số giống nhau với cụng suất định mức Sđm = 282,2 MVA, Uđm = 220 kV. Mỗi mỏy phỏt được nối với qua một mỏy biến ỏp tăng ỏp cú Sđm = 400 MVA. Hai hệ thống được liờn kết với nhau bằng đường dõy 500 kV cú chiều dài 360 km cú ZD1 = ZD2 = 0,0028+0,0392j, BD1= BD2 = 3,5134. Phụ tải ở cỏc nỳt S2 =1140+j.550 MVA, S3 = 1800+j.900 MVA.
Trường Đại Học Bỏch Khoa Hà Nội Viện đào tạo sau đại học
Hỡnh 4.1. Sơđồ hệ thống điện
a) Thụng số nhập trờn phần mềm PSS/E.
+ Thụng số nhập trờn phần mềm PSS/E.
Để tiến hành nghiờn cứu ổn định hệ thống điện ta nhập thụng số của hệ thống điện vào file RAW như sau:
Bảng 4.1 Thụng số mỏy phỏt.
PTI INTERACTIVE POWER SYSTEM SIMULATOR--PSS/E TUE, JAN 17 2012 20:51 HE THONG DIEN GENERATOR
ON DINH HTD UNIT DATA
BUS# Name BSKV (kV) PGEN (MW) (MVAr) QGEN (MVAr) QMAX (MVAr) QMIN MBASE (MVA) ZSCORE (p.u) XTRAN (p.u) 11 N1 220 261 180 270 180 470,6 0 0,28 0,11 12 N2 220 261 180 270 180 470,6 0 0,28 0,11 13 N3 220 261 180 270 180 470,6 0 0,28 0,11 14 N4 220 261 180 270 180 470,6 0 0,28 0,11 15 N5 220 261 180 270 180 470,6 0 0,28 0,11 16 N6 220 261 180 270 180 470,6 0 0,28 0,11 17 N7 220 261 180 270 180 470,6 0 0,28 0,11 41 T1 220 159 140,5 160 -96 282,2 0 0,25 0,11 42 T2 220 159 140,5 160 -96 282,2 0 0,25 0,11 43 T3 220 159 140,5 160 -96 282,2 0 0,25 0,11 44 T4 220 159 140,5 160 -96 282,2 0 0,25 0,11 45 T5 220 159 140,5 160 -96 282,2 0 0,25 0,11
Trường Đại Học Bỏch Khoa Hà Nội Viện đào tạo sau đại học
Bảng 4.2 Thụng số mỏy biến ỏp
PTI INTERACTIVE POWER SYSTEM SIMULATOR--PSS/E TUE, JAN 17 2012 20:51 HE THONG DIEN 2 WINDING XFRMER
ON DINH HTD IMPEDANCE DATA BUS# NAME BSKV (kV) BUS# NAME BSKV (kV) R (p.u) X (p.u) W1BASE (MVA) 2 LOAD 1 220 11 N1 500 0,0006 0,0182 100 2 LOAD 1 220 12 N2 500 0,0006 0,0182 100 2 LOAD 1 220 13 N3 500 0,0006 0,0182 100 2 LOAD 1 220 14 N4 500 0,0006 0,0182 100 2 LOAD 1 220 15 N5 500 0,0006 0,0182 100 2 LOAD 1 220 16 N6 500 0,0006 0,0182 100 2 LOAD 1 220 17 N7 500 0,0006 0,0182 100 3 LOAD 2 220 41 T1 500 0,00072 0,0272 100 3 LOAD 2 220 42 T2 500 0,00072 0,0272 100 3 LOAD 2 220 43 T3 500 0,00072 0,0272 100 3 LOAD 2 220 44 T4 500 0,00072 0,0272 100 3 LOAD 2 220 45 T5 500 0,00072 0,0272 100 3 LOAD 2 220 46 T6 500 0,00072 0,0272 100 3 LOAD 2 220 47 T7 500 0,00072 0,0272 100 Bảng 4.3 Thụng sốđường dõy
PTI INTERACTIVE POWER SYSTEM SIMULATOR--PSS/E TUE, JAN 17 2012 20:51 HE THONG DIEN BRANCH DATA
PROM TO CKT BSKV (kV) LINE R (pu) LINE X (pu) CHRGING (pu) LENGTH (km) BUS# NAME BUS# NAME
2 LOAD 1 3 LOAD 2 1 500 0,0028 0,03926 3,51346 360 2 LOAD 1 3 LOAD 2 2 500 0,0028 0,03926 3,51346 360
Bảng 4.4 Thụng số tải:
PTI INTERACTIVE POWER SYSTEM SIMULATOR--PSS/E
HE THONG DIEN LOAD DATA
BUS# NAME BSKV (kV) MVA-LOAD (MVA) 2 LOAD 1 500 1140 550 3 LOAD 2 500 1800 900
Trường Đại Học Bỏch Khoa Hà Nội Viện đào tạo sau đại học Sơđồ rỳt gọn của hệ thống như sau: E1 BA1 D1 D2 BA4 S2 S3 E4 2 3 4.2.2.Tớnh toỏn chếđộ xỏc lập.
Sau khi tớnh toỏn chếđộ xỏc lập ta cú kết quả như sau:
Bảng 4.5 Kết quả tớnh toỏn tại nỳt 2
PTI INTERACTIVE POWER SYSTEM SIMULATOR--PSS/E TUE, JAN 17 2012 20:51 HE THONG DIEN RATING BUS 2 LOAD 1 500 kV P (MW) Q (MVAR) S (MVA) 0,9851 PU δ
492,54 kV 9,29 TO 3 LOAD 2 500 kV D1 348.1 3.5 348,1 TO 3 LOAD 2 500 kV D2 348.1 3.5 348,1 TO 11 N1 220 kV -260,4 -65,8 270,7 TO 12 N2 220 kV -260,4 -65,8 270,7 TO 13 N3 220 kV -260,4 -65,8 270,7 TO 14 N4 220 kV -260,4 -65,8 270,7 TO 15 N5 220 kV -260,4 -65,8 270,7 TO 16 N6 220 kV -260,4 -65,8 270,7 TO 17 N7 220 kV -260,4 -65,8 270,7 Bảng 4.6 Kết quả tớnh toỏn tại nỳt 3
PTI INTERACTIVE POWER SYSTEM SIMULATOR--PSS/E TUE, JAN 17 2012 20:51 THONG SO TINH RATING
BUS 3 LOAD 2 500 kV P (MW) Q (MVAR) S (MVA) 0,9652 PU δ
482,59 kV 1,11 TO 2 LOAD 1 500 kV D1 -344,5 -44,2 347,4 TO 2 LOAD 1 500 kV D2 -344,5 -44,2 347,4 TO 41 T1 220 kV -158,7 -116,0 196,6 TO 42 T2 220 kV -158,7 -116,0 196,6 TO 43 T3 220 kV -158,7 -116,0 196,6 TO 44 T4 220 kV -158,7 -116,0 196,6 TO 45 T5 220 kV -158,7 -116,0 196,6 TO 46 T6 220 kV -158,7 -116,0 196,6
Trường Đại Học Bỏch Khoa Hà Nội Viện đào tạo sau đại học
Bảng 4.7 Kết quả tớnh toỏn tại nỳt mỏy phỏt hệ thống 1.
BUS 11 N 1 220 kV P (MW) Q (MVAR) S (MVA) 1,0178PU δ
GENERATION 261,0 180,0 274,8 223,91 kV 12,05 TO 2 LOAD 1 500 kV 261,0 180,0 274,8
Bảng 4.8 Kết quả tớnh toỏn tại nỳt mỏy phỏt hệ thống 4.
BUS 41 T1 220 kV P (MW) Q (MVAR) S (MVA) 1,000PU δ
GENERATION 159 127,2 203,6 220 kV 0 TO 3 LOAD 2 500 kV 159 127,2 203,6
Từ cỏc kết quả tớnh toỏn lấy được trờn phần mềm PSS/E ta thu được cỏc thụng số chếđộ xỏc lập của hệ thống điện như sau:
Hệ thống 1 cỏc mỏy phỏt phỏt tổng cụng suất PHT1 = 1841 MW, QHT1 =657 MVAr, SHT1 = 1965 MVA phỏt lờn trạm biến ỏp tăng ỏp cung cấp cho phụ tải 2 cú cụng suất S1=1140+j550 MVA cũn thừa cụng suất phỏt lờn đường dõy liờn lạc 500kV cụng suất Pd= 696,2 MW, Qd= 7 MVAr.
Hệ thống 2 cỏc nhà mỏy phỏt tổng cụng suất PHT2 = 1110,9 MW, QHT2 =812 MVAr, SHT2 = 1376 MVA phỏt lờn trạm biến ỏp tăng ỏp cung cấp cho phụ tải 3 cú cụng suất S2= 1800+j900 MVA cũn thiếu cụng suất thỡ được nhận từ 2 đường dõy liờn lạc 500kV.
Qua cỏc thụng số trờn chỳng ta thấy rằng hệ thống 1 là hệ thống thừa cụng suất, hệ thống 2 là hệ thống thiếu cụng suất. Như vậy cụng suất sẽ được truyền tải từ hệ thống 1 sang hệ thống 2 trờn 2 đường dõy 500kV liờn kết giữa chỳng.
Tổng cụng suất truyển tải trờn đường dõy liờn lạc của hai nhà mỏy là: Pd= 696,2 MW, Qd= 7 MVAr, Sd= 696,2 MVA
Cụng suõt truyền tải trờn mỗi đường dõy liờn lạc:
Trường Đại Học Bỏch Khoa Hà Nội Viện đào tạo sau đại học