Chỳng ta sẽ tớnh toỏn dựa trờn phần mờm PSSE để mổ ta hiệu quả của quỏ trỡnh sa thải phụ tải đồng thời với việc cắt đường dõy ngắn mạch tại thời điểm gúc lệch
0 12 =90
δ .
Chạy phần mềm đến thời điểm t=1s cho ngắn mạch trờn lộ thứ nhất của đường dõy. Sau đú duy trỡ trạng thỏi ngắn mạch đến thời gian t=1,32s tỏc động cắt đường dõy bị ngắn mạch đồng thời sa thải 30% phụ tải tại nỳt 3.
Kết quả tớnh toỏn được thể hiện trong cỏc đồ thị sau:
Hỡnh 4.6: Gúc lệch 2 mỏy phỏt khi cắt và sa tải tại thời điểmi 0 12=90
δ
Đường 1: Gúc lệch của mỏy phỏt số 1 so với tốc độ quay của trục đồng bộ.
1
Trường Đại Học Bỏch Khoa Hà Nội Viện đào tạo sau đại học Hỡnh 4.7: Tần số của 2 hệ thống điện con Đường 1: Tần số của hệ thống điện thứ nhất đo ở nỳt 2. Đường 2: Tần số của hệ thống điện thứ hai đo ở nỳt 3. 1 2
Trường Đại Học Bỏch Khoa Hà Nội Viện đào tạo sau đại học
Hỡnh 4.8: Cụng suất tỏc dụng sau khi cắt ngắn mạch và sa thải phụ tải
Đường 1: Cụng suất tỏc dụng truyền tải trờn đường dõy bị cắt ra. Đường 2: Cụng suất tỏc dụng truyền tải trờn đường dõy khụng bị sự cố.
1 2
Trường Đại Học Bỏch Khoa Hà Nội Viện đào tạo sau đại học
Hỡnh 4.9: Điện ỏp tại nỳt số 2 và nỳt số 3.
Đường 1: Điện ỏp tại nỳt số 2.
Đường 2: Điện ỏp tại nỳt số 3. 4.2.4. Kết luận.
Qua cỏc giỏ trị của cỏc thống số trờn đường dõy ở trờn ta thấy sau khi cắt ngắn mạch và sa thải phụ tải tại thời điểm 0
12 =90
δ là lỳc hệ thống đó ở trạng thỏi nguy hiểm và cú thể dẫn đến mất ổn định động thỡ hệ thống đó chuyển sang một trạng thỏi cõn bằng mới. qua đú ta cú thể thấy được hiệu quả của việc sa thải phụ tải để tăng ổn
1 2
Trường Đại Học Bỏch Khoa Hà Nội Viện đào tạo sau đại học
Để thấy rừ hơn về hiệu quả của việc sa thải phụ tải để tăng ổn định động của hệ thống điện, ta sẽ xột thờm một trường hợp tương tự như vớ dụở trờn, tuy nhiờn trong vớ dụ sẽ xột dưới đõy cụng suất truyền tải trờn đường dõy tăng lờn thể hiện qua việc tăng phụ tải ở bờn thiếu điện. 4.3. Tớnh toỏn mụ phỏng trường hợp 2. 4.3.1.Thụng số của vớ dụ mụ phỏng 2. Mụ hỡnh hệ thống điện đơn giản cú cỏc thụng số như vớ dụđó xột ở mụ phỏng 1. Phụ tải ở cỏc nỳt S2 =1140+j.550 MVA, S3 = 2800+j.1000 MVA. Hỡnh 4.10. Sơđồ hệ thống điện ở mụ phỏng 2. 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 như sau:
Trường Đại Học Bỏch Khoa Hà Nội Viện đào tạo sau đại học
Bảng 4.15 Thụng số mỏy phỏt.
PTI INTERACTIVE POWER SYSTEM SIMULATOR--PSS/E TUE, JAN 17 2012 20:51 ON DINH HTD UNIT DATA
BUS# Name BSKV (kV) PGEN (MW) QGEN (MVAr) QMAX (MVAr) QMIN (MVAr) 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 46 T6 220 159 140,5 160 -96 282,2 0 0,25 0,11 47 T7 220 159 140,5 160 -96 282,2 0 0,25 0,11 Bảng 4.16 Thụng số mỏy biến ỏp
PTI INTERACTIVE POWER SYSTEM SIMULATOR--PSS/E TUE, JAN 17 2012 20:51 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
Trường Đại Học Bỏch Khoa Hà Nội Viện đào tạo sau đại học
Bảng 4.17 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 4.18 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 2800 1000 Sơđồ rỳt gọn của hệ thống như sau: E1 BA1 D1 D2 BA4 S2 S3 E4 2 3
Trường Đại Học Bỏch Khoa Hà Nội Viện đào tạo sau đại học
4.3.2. Tớnh toỏn chếđộ xỏc lập của mụ phỏng thứ 2.
Bảng 4.19 Kết quả tớnh toỏn tại nỳt 2
PTI INTERACTIVE POWER SYSTEM SIMULATOR--PSS/E MON, FEB 06 2012 23:57 HE THONG DIEN RATING ON DINH HTD SET A BUS 2 LOAD 1 500 kV P (MW) Q (MVAR) S (MVA) 0,9719 PU δ
485,93 kV 8,04 TO 3 LOAD 2 500 kV D1 744,7 174,2 764,8 TO 3 LOAD 2 500 kV D2 744,7 174,2 764,8 TO 11 N1 220 kV -369,0 -149,5 398,1 TO 12 N2 220 kV -369,0 -149,5 398,1 TO 13 N3 220 kV -369,0 -149,5 398,1 TO 14 N4 220 kV -369,0 -149,5 398,1 TO 15 N5 220 kV -369,0 -149,5 398,1 TO 16 N6 220 kV -369,0 -149,5 398,1 TO 17 N7 220 kV -369,0 -149,5 398,1 Bảng 4.20 Kết quả tớnh toỏn tại nỳt 3
PTI INTERACTIVE POWER SYSTEM SIMULATOR--PSS/E TUE, JAN 17 2012 20:51 THONG SO TINH RATING ON DINH HTD SET A
BUS 3 LOAD 2 500 kV P (MW) Q (MVAR) S (MVA) 0,9108 PU δ
455,38 kV 10,82 TO 2 LOAD 1 500 kV D1 -726,8 -8,3 726,9 TO 2 LOAD 1 500 kV D2 -726,8 -8,3 726,9 TO 41 T1 220 kV -199,5 -140,5 244 TO 42 T2 220 kV -199,5 -140,5 244 TO 43 T3 220 kV -199,5 -140,5 244 TO 44 T4 220 kV -199,5 -140,5 244 TO 45 T5 220 kV -199,5 -140,5 244 TO 46 T6 220 kV -199,5 -140,5 244 TO 47 T7 220 kV -199,5 -140,5 244 Bảng 4.21 Kết quả tớnh toỏn tại nỳt mỏy phỏt hệ thống 1.
BUS 11 N 1 220 kV P (MW) Q (MVAR) S (MVA) 1,0044PU δ
GENERATION 370 180,0 411,5 220,98 kV 12,05 TO 2 LOAD 1 500 kV 261,0 180,0 274,8
Trường Đại Học Bỏch Khoa Hà Nội Viện đào tạo sau đại học
Bảng 4.22 Kờ́t quả tính toán tại nút máy phát hợ̀ thụ́ng 4.
BUS 41 T1 220 kV P (MW) Q (MVAR) S (MVA) 1,000PU δ
GENERATION 200 160 256,1 220 kV 0 TO 3 LOAD 2 500 kV 200 160 256,1
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 = 2583 MW,
QHT1 =1046 MVAr, 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 mỗi đường dõy liờn lạc 500kV cụng suất Pd= 744,7 MW, Qd= 174 MVAr.
Hệ thống 2 cỏc nhà mỏy phỏt tổng cụng suất PHT2 = 1396,5 MW,
QHT2 = 983,5 MVAr, phỏt lờn trạm biến ỏp tăng ỏp cung cấp cho phụ tải 3 cú cụng suất S3= 2800+j1000 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.
4.3.3. Tớnh toỏn mụ phỏng quỏ trỡnh quỏ độ khi khụng ỏp dụng thuật toỏn sa thải phụ
tải.
Giả thiết ngắn mạch trờn lộ thứ nhất đường dõy liờn kết giữa hai hệ thống tại thời điểm t=1s, sau 0,2s thỡ cỏc mỏy cắt ở hai đầu đường dõy tỏc động cắt lộđường dõy bị sự cố ra. Chạy chương trỡnh đến 6s ta cú kết quả như sau:
Trường Đại Học Bỏch Khoa Hà Nội Viện đào tạo sau đại học
Hỡnh 4.11 : Đặc tớnh gúc lệch của 2 tổ mỏy phỏt sau khi cắt lộđường dõy bị sự cố.
Đường 1: Gúc lệch của tổ mỏy 1. Đường 2: Gúc lệch của tổ mỏy 2.
2 1
Trường Đại Học Bỏch Khoa Hà Nội Viện đào tạo sau đại học
Hỡnh 4.12: Cụng suất truyền tải trờn đường dõy giữa 2 nhà mỏy.
Đường 1: Cụng suất truyền tải trờn đường dõy bị cắt ra.
Đường 2: Cụng suất truyền tải trờn đường dõy khụng bị sự cố.
2 1
Trường Đại Học Bỏch Khoa Hà Nội Viện đào tạo sau đại học Hỡnh 4.13: Cụng suất cơ của 2 tổ mỏy phỏt. Đường 1: Cụng suất cơ của tổ mỏy 1. Đường 2: Cụng suất cơ của tổ mỏy 2. 2 1
Trường Đại Học Bỏch Khoa Hà Nội Viện đào tạo sau đại học
Hỡnh 4.14 : Điện ỏp tại 2 hệ thống điện con.
Đường 1: Điện ỏp tại nỳt 2. Đường 2: Điện ỏp tại nỳt 3.
Từ kết quả trờn ta thấy, trong trường hợp này nếu khụng cú biện phỏp tăng cường ổn định động thỡ hệ thống điện sẽ bị mất ổn định động và dẫn tới chếđộ khụng đồng bộ.. Và để hệ thống trở lại trạng thỏi ổn định cần thiết phải can thiệp bằng cỏch sa thải phụ tải.
2 1
Trường Đại Học Bỏch Khoa Hà Nội Viện đào tạo sau đại học
4.3.4. Tớnh toỏn mụ phỏng quỏ trỡnh quỏ độ khi cú sử dụng thuật toỏn sa tải.
Từđường đặc tớnh gúc của 2 nhà mỏy sau khi cắt ngắn mạch (hỡnh 4.11) tại thời điểm t=1,2s. ta thấy thời điểm 0
12 =90
δ tuơng ứng với t=1,24s, Tỏc động sa thải 30% phụ tải S3 bằng lệnh ALTR để thay đổi cấu trỳc lưới trong phần mềm PSSE. Sau đú cho phần mềm chạy đến thời điểm t=6s ta cú kết quả như sau:
Hỡnh 4.15: Gúc lệch giữa 2 mỏy phỏt sau khi sa thải phụ tải tại thời điểm 0 12 =90
δ .
Đường 1 : Gúc lệch nhà mỏy tổ mỏy 1.
2 1
Trường Đại Học Bỏch Khoa Hà Nội Viện đào tạo sau đại học
Hỡnh 4.16: Cụng suất truyền tải trờn đường dõy giữa 2 nhà mỏy
Đường 1: Cụng suất truyền tải trờn đường dõy khụng bị sự cố. Đường 2: Cụng suất truyền tải trờn đường dõy bị sự cố.
2 1
Trường Đại Học Bỏch Khoa Hà Nội Viện đào tạo sau đại học
Đường 1: Điện ỏp tại nỳt số 2 tương ứng với hệ thống điện chứa tổ mỏy phỏt 1 Đường 2: Điện ỏp tại nỳt số 3 tương ứng với hệ thống điện chứa tổ mỏy phỏt 4
Hỡnh 4.17: Điện ỏp tại nỳt 2 và nỳt 3
2 1
Trường Đại Học Bỏch Khoa Hà Nội Viện đào tạo sau đại học
Đường 1: tần số tại nỳt số 2 tương ứng với hệ thống điện chứa tổ mỏy phỏt 1 Đường 2: tần số tại nỳt số 3 tương ứng với hệ thống điện chứa tổ mỏy phỏt 4
Hỡnh 4.18: Tần số tại 2 nỳt 2 và nỳt 3.
Qua kết quả tớnh toỏn ở trờn ta thấy sau khi sa tải lần thứ nhất, hệ thống vẫn chưa trở vềổn định. Do đú tiếp tục sa tải phụ tải tại nỳt 3 khi gúc lệch 0
12=120 δ . Tại điểm này hệ thống đó rất nguy hiểm và cần thiết phải sa tải.
Trờn hỡnh 4.15 ta thấy được gúc lệch giữa 2 tổ mỏy. Tuy nhiờn để thấy được chớnh xỏc hơn thời điểm gúc lệch của hai tổ mỏy 0 12 =120 δ , ta sẽ xem lại hỡnh 4.15 trờn tỷ lệ lớn hơn ( hỡnh 4.19). Ta thấy thời gian khi gúc lệch 0 12=120 δ là t=1,3s. Vậy tại thời điểm t=1,3s ta sẽ sa thải tiếp một lượng 30% phụ tải cũn lại của bờn thiếu cụng suất. 2 1
Trường Đại Học Bỏch Khoa Hà Nội Viện đào tạo sau đại học
Hỡnh 4.19: Thời điểm sa tải lần 2 ứng với 0 12 =120
δ .
Tiếp tục chạy lại PSSE từ thời điểm t=1,3s và cho cấu trỳc lưới thay đổi ứng với phụ tải S3 bị sa thải thờm 30% ta cú kết quả như sau:
2 1
Trường Đại Học Bỏch Khoa Hà Nội Viện đào tạo sau đại học
Hỡnh 4.20 : Gúc lệch giữa 2 nhà mỏy sau khi sa tải lần 2.
Đường 1: Gúc lệch tổ mỏy tại nỳt 1 ( Thủy Điện). Đường 2: Gúc lệch tổ mỏy tại nỳt 4 (Nhiệt Điện).
2 1
Trường Đại Học Bỏch Khoa Hà Nội Viện đào tạo sau đại học
Đường 1: Cụng suất truyền tải trờn đường dõy bị cắt khỏi hệ thống Đường 2: Cụng suất truyền tải trờn đường dõy cũn lại của hệ thống.
Hỡnh 4.21 : Cụng suất truyền tải trờn đường dõy giữa 2 nhà mỏy.
1 2
Trường Đại Học Bỏch Khoa Hà Nội Viện đào tạo sau đại học
Đường 1: Điện ỏp tại nỳt số 2 tương ứng với hệ thống điện chứa tổ mỏy phỏt 1 Đường 2: Điện ỏp tại nỳt số 3 tương ứng với hệ thống điện chứa tổ mỏy phỏt 4
Hỡnh 4.22 : Điện ỏp tại 2 hệ thống điện con sau khi sa tải.
2 1
Trường Đại Học Bỏch Khoa Hà Nội Viện đào tạo sau đại học
Đường 1: tần số tại nỳt số 2 tương ứng với hệ thống điện chứa tổ mỏy phỏt 1 Đường 2: tần số tại nỳt số 3 tương ứng với hệ thống điện chứa tổ mỏy phỏt 4
Hỡnh 4.23: Tần số tại 2 nhà mỏy điện con sau khi sa tải lần 2. 4.3.5.Kết luận.
Từ kết quả tớnh toỏn trờn ta thấy sau khi hệ thống điện gồm 2 hệ thống điện con liờn kết với nhau bằng một mạch kộp bị sự cố, sau khi loại trừ sự cố bằng cỏch cắt một lộđường dõy ra khỏi lưới. Sau lần sa tải thứ nhất tại thời điểm t1= 1,24s ứng với
2 1
Trường Đại Học Bỏch Khoa Hà Nội Viện đào tạo sau đại học
ứng với 0 12 =120
δ hệ thống đó trở về trạng thỏi ổn định. Qua đú thấy được sử dụng phương phỏp sa thải phụ tải cú tỏc dụng làm tăng ổn định động của hệ thống điện.
4.4. Kết luận chương.
Dựa trờn kết quả tớnh toỏn trờn chương trỡnh mụ phỏng, ỏp dụng với hệ thống điện đơn giản gồm 2 hệ thống con nối với nhau bằng 2 đường dõy liờn lạc 500kV.
Trong trường hợp mụ phỏng thứ nhất, nếu khụng ỏp dụng thuật toỏn sa thải phụ tải. Khi xảy ra sự cố ngắn mạch trờn đầu 1 đường dõy hệ thống bị mất đồng bộ và bị tỏch ra sau khi đó loại trừ phần tử bị sự cố. Khi ỏp dụng thuật toỏn sau khi loại trừ phần tử bị sự cốđồng thời sa tải một lần là hệ thống đó tựổn định.
Trong trường hợp mụ phỏng thứ hai, khi khụng ỏp dụng thuật toỏn. Hệ thống mất đồng bộ và sẽ bị ró lưới sau khi đó loại trừđiểm sự cố. Khi ỏp dụng thuật toỏn sa tải sau khi loại trừ phần tử bị sự cố, và sau 2 lần sa tải ở thời điểm t = 1,24s và t = 1,3s thỡ hệ thống đó trờ về trạng thỏi ổn định.
Như vậy qua phần tớnh toỏn mụ phỏng bằng chương trỡnh PSSE, tỏc giả đó