4. Phƣơng pháp nghiên cứu
4.8.Nhận xét và kết luận chƣơng 4
Hiện nay, cấu trúc cơ sở hạ tầng CNTT phục vụ vận hành và giám sát hoạt động của TTĐ đã và đang đƣợc nhiều quốc gia trên thế giới cũng nhƣ Việt Nam quan tâm phát triển. Có sở hạ tầng CNTT phục vụ vận hành và giám sát hoạt động của TTĐ đƣợc kết hợp từ hệ thống SCADA/EMS và hệ thống vận hành TTĐ.
Chƣơng 4 đã đề xuất và xây dựng website WEB-CVM-PM nhằm công bố, giám sát nghẽn mạch cũng nhƣ ổn định điện áp HTĐ trong hoạt động TTĐ giao ngay. Website này là công cụ trực quan nhằm giúp cho các thành viên trong TTĐ có thể nắm thêm đƣợc các thông tin có liên quan đến nghẽn mạch cũng nhƣ ổn định điện áp, dự báo trƣớc hoặc chuẩn bị các phƣơng án chủ động trong việc điều khiển các chế độ của HTĐ nhằm nâng cao hiệu quả vận hành TTĐ. Mặt khác, website
Tín hiệu từ các RTU/IED Cơ sở dữ liệu hệ thống WEB-CVM-PM công bố, giám sát Hệ thống điện Không ổn định Cơ sở dữ liệu MLP Huấn luyện mạng MLP off-line Tính toán dV/dQ off-line Bản chào giá từ các GenCos Hệ thống chào giá Hệ thống SCADA/EMS Ổn định
Huấn luyện off-line
Giám sát và điều chỉnh on-line
VSA-PM
đánh giá dV/dQ on-line
SVC
WEB-CVM-PM sẽ bổ sung thêm 1 công cụ cho cấu trúc cơ sở hạ tầng CNTT phục vụ vận hành và giám sát hoạt động của TTĐ.
Trong chƣơng này đã đề xuất 2 mô hình giám sát và điều khiển nghẽn mạch cũng nhƣ ổn định điện áp HTĐ trong hoạt động TTĐ giao ngay. Cơ sở hạ tầng công nghệ thông tin đƣợc đề xuất từ các hệ thống thông tin có sẵn nhƣ hệ thống SCADA/EMS và hệ thống chào giá. Hai mô hình này đƣợc phát triển từ các kết quả nghiên cứu của chƣơng 2, chƣơng 3 và chƣơng 4.
Các kết quả nghiên cứu có liên quan trong chƣơng 4 đã đƣợc luận án công bố trong 2 công trình khoa học: [4. Journal ISSN 1859-1531], [9. IEEE Conf. ICIEA 2013].
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Cùng với sự đổi mới và phát triển nền kinh tế của các quốc gia trên thế giới thì mô hình TTĐ cạnh tranh đã thay đổi về sự kinh doanh của ngành điện. Sự thay đổi này dẫn tới nhiều thay đổi trong các vấn đề phân tích và điều khiển các chế độ HTĐ nhằm nâng cao hiệu quả hoạt động của TTĐ. Vấn đề này mang tính thời sự và cấp bách, một mặt đảm bảo HTĐ vận hành an toàn, mặt khác đảm bảo TTĐ vận hành kinh tế. Trong đó, vấn đề nghiên cứu phân tích và điều khiển nghẽn mạch cũng nhƣ ổn định điện áp HTĐ nhằm nâng cao hiệu quả hoạt động TTĐ là một trong những hƣớng cần tập trung nghiên cứu.
I. Những nội dung cơ bản của luận án
Trên cơ sở mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu vừa nêu, luận án đã hoàn thành những nội dung khoa học sau:
Luận án đã tổng kết các công trình nghiên cứu có liên quan đối với vấn đề nghẽn mạch và ổn định điện áp HTĐ trong hoạt động TTĐ nhƣ: vấn đề phân tích, đánh giá, điều khiển nghẽn mạch cũng nhƣ ổn định điện áp HTĐ trong hoạt động TTĐ giao ngay, vấn đề xây dựng chƣơng trình trao đổi thông tin nghẽn mạch và ổn định điện áp trên website TTĐ. Qua đó thấy đƣợc những vấn đề còn tồn tại nhằm đề xuất đối với vấn đề nghẽn mạch và ổn định điện áp HTĐ trong điều kiện TTĐ.
Luận án nghiên cứu hệ số mang tải của đƣờng dây - LUF để đƣa ra phƣơng pháp đánh giá và quản lý nghẽn mạch HTĐ trong hoạt động TTĐ giao ngay.
Luận án nghiên cứu chỉ số độ nhạy dV/dQ kết hợp với mạng nơron MLP để đề xuất một phƣơng pháp mới nhằm đánh giá ổn định điện áp HTĐ trong hoạt động TTĐ giao ngay. Phƣơng pháp mới này đƣợc đặt tên là VSA-PM. Điểm đáng chú ý trong phƣơng pháp mới này là mạng nơron MLP đƣợc bổ sung thêm 1 vectơ dữ liệu đầu vào có chứa thành phần liên quan đến các mức chào giá của các GenCo. Việc thử nghiệm, phân tích và so sánh giữa cấu trúc mạng trong phƣơng pháp VSA-PM và cấu trúc mạng đối chứng đƣợc thực hiện bằng các sai số MSE, MAE, MAPE.
Luận án nghiên cứu các yếu tố kỹ thuật ảnh hƣởng đến nghẽn mạch cũng nhƣ giới hạn ổn định điện áp kết hợp với phúc lợi của TTĐ để đề xuất phƣơng pháp
lựa chọn vị trí lắp đặt SVC cũng nhƣ TCSC của HTĐ trong hoạt động TTĐ. Quá trình tính toán và phân tích đã đƣợc thực hiện trên HTĐ IEEE 39 nút và HTĐ Việt Nam năm 2016.
Luận án nghiên cứu về cấu trúc cơ sở hạ tầng công nghệ thông tin phục vụ vận hành và giám sát hoạt động TTĐ. Cơ sở hạ tầng công nghệ thông tin đƣợc kết hợp từ các hệ thống thông tin con nhƣ hệ thống SCADA/EMS, hệ thống chào giá của TTĐ. Từ đó thiết kế website WEB-CVM-PM nhằm công bố và giám sát nghẽn mạch cũng nhƣ ổn định điện áp TTĐ. Đây là công cụ trực quan nhằm giúp cho các thành viên trong TTĐ có thể nắm thêm đƣợc các thông tin có liên quan đến các vấn đề kỹ thuật, dự báo trƣớc hoặc chuẩn bị các phƣơng án chủ động trong việc vận hành thị trƣờng. Ngoài ra, luận án còn nghiên cứu đề xuất kết hợp giữa các phƣơng pháp đánh giá nghẽn mạch và ổn định điện áp, WEB-CVM-PM, SVC cũng nhƣ TCSC nhằm giám sát và điều khiển nghẽn mạch cũng nhƣ ổn định điện áp trong TTĐ giao ngay.
Các kết quả thu đƣợc của luận án có thể áp dụng trong TTĐ thực tế của Việt Nam và thế giới để phân tích và điều khiển nghẽn mạch cũng nhƣ ổn định điện áp HTĐ nhằm nâng cao hiệu quả hoạt động của TTĐ.
II. Những đóng góp của luận án
Từ kết quả nghiên cứu, luận án có những đóng góp sau:
1- Luận án đã tìm ra đƣợc các mối liên hệ giữa phân tích và điều khiển các chế
độ HTĐ và nâng cao hiệu quả hoạt động TTĐ. Cụ thể, mối liên hệ giữa phân tích và điều khiển nghẽn mạch thông qua hệ số LUF cũng nhƣ phân tích và điều khiển ổn định điện áp thông qua tỷ lệ thay đổi điện áp dV/dPtotal kết hợp với đƣờng cong P-V đến giá biên nút và phúc lợi TTĐ. Các kết quả nghiên cứu có liên quan đã đƣợc luận án công bố trong 4 công trình khoa học: [5. Journal ISSN 1859-1531], [7. Vol. 26, 2013, Journal ISSN 2311-2662], [10. IEEE Conf. IGBSG 2014], [11. IEEE Conf. IGBSG 2014].
2- Luận án đã đề xuất một phƣơng pháp mới để phân tích và đánh giá ổn định
đặt tên là VSA-PM. Phƣơng pháp này kết hợp mạng nơron MLP và chỉ số độ nhạy dV/dQ. Trong đó, cấu trúc mạng nơron đƣợc luận án đề xuất ngoài các vectơ dữ liệu đầu vào giống nhƣ các nghiên cứu đây còn đƣợc bổ sung thêm vectơ CgT
có liên quan đến thông tin từ các bản chào giá của các GenCo. Các kết quả nghiên cứu có liên quan đã đƣợc luận án công bố trong 2 công trình khoa học: [8. IEEE Conf. IPEC 2012], [9. IEEE Conf. ICIEA 2013].
3- Trên cơ sở phƣơng pháp phân tích và đánh giá ổn định điện áp đƣợc đề xuất
nói trên, luận án đã tiến hành áp dụng phân tích và đánh giá thông qua các sai số MSE, MAE, MAPE đối với HTĐ IEEE 39 nút và HTĐ miền Nam Việt Nam năm 2016. Phƣơng pháp mới VSA-PM đã đem lại hiệu quả tích cực trong đánh giá ổn định điện áp TTĐ giao ngay. Phƣơng pháp mới với cấu trúc mạng nơron đƣợc luận án đề xuất này đã đem lại hiệu quả cao hơn (giảm các sai số MSE, MAE, MAPE) so với cấu trúc trong những nghiên cứu trƣớc đó. Các kết quả nghiên cứu có liên quan đã đƣợc luận án công bố trong 2 công trình khoa học: [8. IEEE Conf. IPEC 2012], [9. IEEE Conf. ICIEA 2013].
4- Luận án đã đề xuất phƣơng pháp lựa chọn vị trí lắp đặt thiết bị FACTS (SVC, TCSC) vào HTĐ trong hoạt động TTĐ dựa trên các chỉ tiêu kỹ thuật và kinh tế. Chỉ tiêu kỹ thuật đƣợc xem xét là hệ số mang tải của đƣờng dây - LUF thông qua phƣơng pháp san bằng hệ số mang tải nhánh trên mạch vòng đối với TCSC và tỷ lệ thay đổi điện áp dV/dPtotal kết hợp đƣờng cong PV đối với SVC. Trong đó, chỉ tiêu kinh tế quan trọng đƣợc luận án đề xuất mới là tỷ số B/C có liên quan đến phúc lợi thị trƣờng tăng thêm do lắp đặt các thiết bị FACTS và giá đầu tƣ của thiết bị FACTS, tỷ số này cũng đã đƣợc thành lập với nhiều kịch bản vận hành. Các kết quả nghiên cứu của luận án đã cho thấy tỷ số B/C là một chỉ tiêu kinh tế có ảnh hƣởng đến hiệu quả hoạt động TTĐ. Tỷ số B/C có ý nghĩa trong việc so sánh, lựa chọn phƣơng án lắp đặt thiết bị FACTS cũng nhƣ lựa chọn phƣơng án điều khiển các thiết bị này. Tóm lại, đề xuất của luận án về phƣơng pháp lựa chọn vị trí lắp đặt thiết bị
FACTS nhằm đảm bảo các chỉ tiêu về kỹ thuật và kinh tế của HTĐ và TTĐ. Trong đó, trong đó chỉ tiêu kỹ thuật đƣợc xem nhƣ điều kiện biên, chỉ tiêu kinh tế dùng để đánh giá hiệu quả kinh tế, qua đó lựa chọn phƣơng án lắp đặt thiết bị FACTS. Các kết quả nghiên cứu có liên quan đã đƣợc luận án công bố trong 3 công trình khoa học: [3. Journal ISSN 1859-1513], [6. Journal ISSN 1660-9336, Index by: EI], [12. IEEE Conf. ICIEA 2014].
5- Trên cơ sở phƣơng pháp đề xuất đối với vị trí lắp đặt thiết bị FACTS nói trên, luận án đã áp dụng tính toán, phân tích đối với HTĐ IEEE 39 nút và HTĐ miền Nam Việt Nam năm 2016 và đã đạt đƣợc những kết quả cụ thể. Trong đó, đối với HTĐ IEEE 39 nút vị trí đặt SVC hiệu quả nhất tại nút 26 và vị trí đặt TCSC hiệu quả nhất tại nhánh 4-14, đối với HTĐ miền Nam Việt Nam năm 2016 vị trí đặt SVC hiệu quả nhất tại nút Cầu Bông và vị trí đặt TCSC hiệu quả nhất tại nhánh Đăk Nông - Cầu Bông. Ngoài ra, thông qua tỷ số B/C luận án đã so sánh hiệu quả giữa SVC và TCSC, kết quả cho thấy TCSC đem lại hiệu quả kinh tế thông qua tỷ số B/C vƣợt trội hơn SVC. Các kết quả nghiên cứu có liên quan đã đƣợc luận án công bố trong 3 công trình khoa học: [3. Journal ISSN 1859-1513], [6. Journal ISSN 1660-9336, Index by: EI], [12. IEEE Conf. ICIEA 2014].
6- Luận án đã đề xuất xây dựng mô hình website giám sát nghẽn mạch cũng nhƣ ổn định điện áp HTĐ trong hoạt động TTĐ giao ngay. Website này đƣợc đặt tên là WEB-CVM-PM. Website là công cụ trực quan nhằm giúp cho các thành viên trong TTĐ có thể nắm thêm đƣợc các thông tin có liên quan đến nghẽn mạch và ổn định điện áp, dự báo trƣớc hoặc chuẩn bị các phƣơng án chủ động trong việc vận hành thị trƣờng. Các kết quả nghiên cứu có liên quan đã đƣợc luận án công bố trong 2 công trình khoa học: [4. Journal ISSN 1859-1531], [9. IEEE Conf. ICIEA 2013].
7- Trên cơ sở mô hình website vừa nêu, luận án đã đề xuất mô hình giám sát và
điều khiển nghẽn mạch cũng nhƣ ổn định điện áp trong TTĐ giao ngay. Mô hình này kết hợp giữa các phƣơng pháp đánh giá nghẽn mạch và ổn định
điện áp đã đề xuất, WEB-CVM-PM, SVC cũng nhƣ TCSC. Cơ sở hạ tầng công nghệ thông tin phục vụ cho mô hình này đƣợc kết hợp từ các hệ thống thông tin con nhƣ hệ thống SCADA/EMS, hệ thống chào giá của TTĐ. Các kết quả nghiên cứu có liên quan đã đƣợc luận án công bố trong 2 công trình khoa học: [4. Journal ISSN 1859-1531], [9. IEEE Conf. ICIEA 2013].
III. Hƣớng nghiên cứu tiếp theo
Những kết quả đề xuất của luận án nhằm giám sát, đánh giá và điều khiển nghẽn mạch cũng nhƣ ổn định điện áp HTĐ trong điều kiện TTĐ. Các kết quả tính toán và phân tích trên HTĐ mẫu IEEE 39 nút cũng nhƣ HTĐ Việt Nam năm 2016 đã cho thấy tính phù hợp của các kết quả đề xuất. Tuy vậy, để nâng cao tính chính xác của kết quả tính toán, những đề xuất trên cần đƣợc nghiên cứu sâu hơn:
Việc xây dựng một hệ thống đánh giá nghẽn mạch cũng nhƣ ổn định điện áp phải đƣợc kết hợp giữa giải thuật, phần mềm và phần cứng. Với công nghệ thiết kế vi mạch đang phát triển mạnh, cần tiếp tục có hƣớng nghiên cứu để thiết kế một chip điều khiển của hệ thống cấu trúc phần cứng nhằm đánh giá nghẽn mạch cũng nhƣ ổn định điện áp HTĐ trong điều kiện TTĐ theo các phƣơng pháp đề xuất.
Với các HTĐ siêu cao áp có chiều dài lớn nhƣ HTĐ Việt Nam, các sự cố biến động ở miền Bắc ít ảnh hƣởng đến miền Nam và ngƣợc lại. Có thể nghiên cứu mở rộng để tìm vị trí lắp đặt tối ƣu của thiết bị FACTS cho mỗi miền. Vì vậy, việc xây dựng giải thuật và phƣơng pháp tính toán cho bài toán kết hợp giữa SVC và TCSC hoặc hỗn hợp nhiều thiết bị FACTS (có thể cùng loại hoặc khác loại) dựa trên các chỉ tiêu kỹ thuật và kinh tế có thể là hƣớng nghiên cứu cần thiết cho tƣơng lai.
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ ĐƢỢC CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ
1. Trần Phƣơng Nam, Đinh Thành Việt, “Nghiên cứu kỹ thuật xử lý ma trận thưa áp dụng trong tính toán phân tích hệ thống điện”, Tạp chí khoa học và công nghệ Đại học Đà Nẵng, số 6(41), 2010, trang 37-43, ISSN 1859-1531.
2. Đinh Thành Việt, Trần Phƣơng Nam, “Ứng dụng SVC nhằm nâng cao hiệu quả hoạt động của thị trường điện”, Tạp chí khoa học và công nghệ Đại học Đà Nẵng, số 12(61), 2012, trang 137-141, ISSN 1859-1531.
3. Trần Phƣơng Nam, “Nghiên cứu mô phỏng và phân tích thị trường điện”, đề tài nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ - cấp cơ sở, số 151/HĐ- CĐCNH/QLKH, ngày 19/12/2012.
4. Trần Phƣơng Nam, Đinh Thành Việt, Lã Văn t và Trần Tấn Vinh “Thiết kế website giám sát và đánh giá ổn định điện áp thị trường điện”, Tạp chí khoa học và công nghệ Đại học Đà Nẵng, số 12(85), 2014, trang 64-68, ISSN 1859-1531 / Kỷ yếu hội thảo khoa học công nghệ thông tin và ứng dụng trong các lĩnh vực lần thứ 3 - CITA2014, Đà Nẵng, 2014, trang 24-28.
5. Tran Phuong Nam, Dinh Thanh Viet, “Development of Distributed Generation in Power Market”, Journal of Science and Technology, University of Danang, vol. 12(61), 2012, pp. 137-141, ISSN 1859-1531 / in Proc. Conf. UK-VN CECE 2012.
6. Tran Phuong Nam, Dinh Thanh Viet, and La Van Ut, “Optimal placement of TCSC in Power Market”, International Journal of Electrical Energy, vol. 3, no 1, 2015, pp. 43-47, ISSN 2301-3656, Indexed by: EI / in Proc. Conf. ICPES 2014, 21-23 Nov 2014, Singapore.
7. Dinh Thanh Viet, Tran Phuong Nam, and La Van Ut, “Analysis of Profit of Generation Company in Power Market”, Journal of Optoelectronic Information- Power Technologies, vol. 26, no 2, 2013, pp. 75-78, ISSN 2311-2662.
8. Tran Phuong Nam, Dinh Thanh Viet, and La Van Ut, “Application of Neural Network in Voltage Stability Assessment in Real-time Power Market”, in Proc. IEEE Conf. IPEC 2012, Ho Chi Minh, Vietnam, 12-13 Dec 2012, pp. 196-200. 9. Tran Phuong Nam, Dinh Thanh Viet, and La Van Ut, “Application of SVC for
Voltage Regulation in Real-time Power Market”, in Proc. IEEE Conf. ICIEA 2013, Melbourne, Australia, 19-21 June 2013, pp. 538-543.
10. Le Hong Lam, Tran Phuong Nam, and Ming-Tse Kuo, “Optimal Location of
Power Plant in Power Market”, in Proc. IEEE Conf. IGBSG 2014, Taipei, Taiwan, 23-25 April 2014, pp. 1-4.
11. Tran Phuong Nam, Le Hong Lam, Ming-Tse Kuo, and Dinh Thanh Viet,
“Analysis Profit of Generation Company in Power Market by Bidding Strategy”, in Proc. IEEE Conf. IGBSG 2014, Taipei, Taiwan, 23-25 April 2014, pp. 1-4.
12. Tran Phuong Nam, Dinh Thanh Viet, and La Van Ut, “Optimal Placement of