dụng có nhiều khó khăn. Trước hết, mỗi tiêu chuẩn chỉ là một dấu hiệu riêng theo điều kiện cần cho hệ thống ổn định. Số tiêu chuẩn như vậy về lý thuyết là rất lớn: xác định theo tổ hợp các thông số và cần được kiểm tra cho mọi nút. Mặt khác biểu thức các đặc tính công suất rất phức tạp, chứa một số lớn các thông số phụ thuộc nhau. Để tính toán kiểm tra ổn định hệ thống điện phức tạp người ta đã áp dụng những cách tính gần đúng khác nhau cho các tiêu chuẩn thực dụng.
a. Kiểm tra ổn định điện áp các nút phụ tải
Đối với nút phụ tải khả năng mất ổn định có thể xảy ra theo tiêu chuẩn dQ/dU. Khi đó nút tải bị coi là không đảm bảo được ổn định điện áp. Lưới truyền tải của các hệ thống điện hiện đại thường được thiết kế với khả năng tải cao, sát với giới hạn ổn định điện áp (nhằm đạt tối da hiệu quả kinh tế). Vì vậy trong vận hành cần thường xuyên kiểm tra tiêu chuẩn ổn định. Để tính toán được lượng trong trường hợp này người ta thường sử dụng mô hình đẳng trị hình tia (hình 2.20).
Hình 2.20. Mô hình HTĐ đẳng trị hình tia
Giả sử muốn kiểm tra ổn định điện áp nút k có phụ tải Sk thay đổi theo đặc tính tĩnh của hệ thống điện trên hình 2.21 a. Trước hết, cần thay thế tất cả các phụ tải bằng tổng trở cố định, trừ phụ tải nút k (hình 2.21 b). Biến đổi đẳng trị sơ đồ về dạng đơn giản nhất, còn chứa các nút nguồn và nút tải Sk (hình 2.21 c). Cần tính
các điện dẫn tương hỗ giữa nút k và các nút nguồn, kể cả nút đất. Sơ đồ cho phép xác định biểu thức đặc tính công suất tác dụng và phản kháng nút tải. Chẳng hạn đặc tính công suất phản kháng (cung cấp đến nút k):
3 2 1 cos( ) k kk k i k ik i k ik i Q y U E U y
Kết hợp với đặc tính tĩnh phụ tải phản kháng, ta xác định được trị số d∆Q/dU. Nếu thỏa mãn điều kiện d∆Q/dU < 0 thì nút tải ổn định. Để tìm được trị số công suất giới hạn, ngoài điều kiện trên còn cần xem xét kết hợp với các phương trình cân bằng công suất tác dụng và phản kháng nút. Hệ số dự trữ ổn định tính theo công thức: 0 0 100% m Q Q k Q
Xét cho các nút khác nhau, so sánh hệ số dự tữ ta tìm được các nút nguy hiểm về phương diện ổn định điện áp.
b. Kiểm tra ổn định góc lệch các nút nguồn
Khi xét các nút nguồn, theo biểu thức chung ta có các đặc tính công suất phát của nguồn thứ k (giả thiết các máy phát cực ẩn):
2 1;1 2 1;1 sin sin( ) cos cos( ) n k kk qk kk qi qk ik i k ik i k n k kk qk kk qi qk ik i k ik i k P y E E E y Q y E E E y (2.35)
Khi các sức điện động nguồn và công suất tua bin đã cho thì tiêu chuẩn ổn định cần kiểm tra sẽ là dPk /dk > 0 cho từng máy phát. Tính trị số đạo hàm toàn phần dPk /dk là hết sức phức tạp, trong khi phụ thuộc hàng loạt các điều kiện chưa xác định của hệ thống (các thông số nào biến thiên, thông số nào ít biến đổi…). Người ta thường áp dụng 2 cách giả thiết đơn giản hóa sau đây khi tính kiểm tra ổn định theo các tiêu chuẩn thực dụng đối với hệ thống điện phức tạp:
Góc lệch các máy phát trong hệ thống không đổi trừ máy phát đang quan sát.
Công suất tác dụng các máy phát không thay đổi trừ 2 nhà máy: nhà máy thứ k đang quan sát và một nhà máy thứ i tùy ý khác.
Tính toán theo giả thiết gần đúng thứ nhất thực chất là xác định các đạo hàm riêng Pk /k thay cho đạo hàm toàn phần. Cách thứ 2 gần giống như coi hệ thống luôn tồn tại một nút cân bằng, nhận mọi biến động công suất trong hệ thống điện. Với giả thiết này dễ dàng có thể xác định được đạo hàm dPk /dk bằng chương trình tính toán hoặc biến đổi đẳng trị sơ đồ.
CHƯƠNG 3
ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CONUS NGHIÊN CỨU MỘT SỐ BÀI TOÁN VỀ ỔN ĐỊNH TĨNH CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ CÁCH GIẢI