Có nhiều phương pháp để giải bài toán tối ưu như phương pháp toán học hoặc phương pháp metaheuristic [5]–[8], mỗi phương pháp có ưu và nhược điểm nhưng việc tìm cực trị toàn cục nhanh nhất trong các phương pháp vẫn là vấn đề đang được các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu, đặc biệt đối với các hệ thống điện lớn [9].
Khi hệ thống mở rộng với số lượng nút lớn thì các thuật toán tối ưu cần nhiều thời gian tính toán hơn khi số lượng các cá thể tăng lên làm tăng không gian tìm kiếm. Vấn đề là làm sao nhanh chóng khoanh vùng tìm kiếm cho một số các ứng viên tìm năng vì khi xuất hiện nghẽn mạch không phải tất cả các đường dây đều quá tải mà chỉ có một hoặc một số các đường dây quá tải mà thôi. Mặt các tối thiểu là thuật toán dò tìm điểm nghẽn của hệ thống truyền tải điện. Nếu mặt cắt tối thiểu chứa nhánh quá tải thì các nút nằm trên các nhánh này chính là các ứng viên tiềm năng để tham gia vào quá trình chỗng nghẽn mạch.
Áp dụng giải thuật MFMC cải tiến trong bài toán tối ưu sẽ giới hạn đáng kể không gian tìm kiếm giúp việc tìm ra cực trị toàn cục nhanh hơn. Lưu đồ giải thuật được thể hiện như trong
Hình 4.3 với các bước xác định vị trí và công suất ES được thể hiện chi tiết như sau:
Bước 1: Nhập thông số hệ thống IEEE 24 bus vào chương trình mô phỏng. Dựa trên thông số được cung cấp thì chương trình mới tính toán được các số liệu.
Bước 2: Chạy phân bố công suất trên các nhánh của hệ thống điện. trong luận văn, phần mềm phân bố công suất Matpower 6.0 được sử dụng trong tính toán phân bố công suất cho lưới điện mô phỏng.
Bước 3: Xây dựng ma trận tổng lưu lượng của hệ thống điện. Dựa trên công suất truyền tải thực tế của mỗi đường dây kết hợp với công suất định mức đường truyền của nó sẽ xác định được độ dự trữ còn lại của đường dây. Thông số này được thêm với công suất định mức của đường dây để tạo nên tổng lưu lượng khả dụng của hệ thống điện như trình bày qua công thức (3).
Bước 4: Tìm mặt cắt tối thiểu bằng giải thuận MFMC cải tiến như đã trình bày trên lưu đồ
Hình 4.2. Các nút liên kết với các đường dây nằm trong mặt cắt tối thiểu sẽ trở thành cá nút tiềm năng. Các nút này được đánh số thứ tự từ N1đến Nn. Trong bước này ta khỏi tạo giá trị công suất ES nhỏ nhất và lớn nhất nối lên lưới. Thông số công suất ES được cung cấp bởi nhà sản xuất. Chọn nút bắt đầu tìm kiếm là nút 1.
Bước 5: Nhập thông số IEEE 24 bus với công suất tải tăng 35%, Gắn ES có giá trị PES vào nút i. Chạy phân bố công suất cho hệ thống mới.
Bước 6: Kiểm tra tình trạng nghẽn của các đường dây nghẽn mạch. Nếu có nghẽn mạch thì lưu kết quả nghẽn mạch lại và tiếp tục thực hiện bước 7. Hệ thống không bị nghẽn mạch nghĩa là đã chọn được vị trí và dung lượng của bộ ES chống được nghẽn mạch đường dây. Lúc này nhảy sang bước 10 lưu dữ liệu thu được và thoát khỏi chương trình.
Bước 7: kiểm tra đã thế lần lượt hết các nút tiềm năng trên hệ thống chưa. Nếu chưa khi nút được thế vào vẫn chưa đến nút n thì nhảy sang bước 8 để bắt đầu thực hiện lại cho nút tiếp theo. Ngược lại, nếu đã thế hết các nút thì nhảy sang bước 9 để thực hiện cho một mức công suất ES mới.
Bước 8: Tăng thứ tự nút tiềm năng cần gắn ES vào để thực hiện lại quá trình kiểm tra nghẽn mạch với việc thực hiện lại bước 5.
Bước 9: Tăng công suất ES lên để thực hiện lại việc xác định dung lượng ES.
Bước 11: Kiểm tra dung lượng ES được gắn so với dung lượng lớn nhất cho phép đã biết trước. Nếu dung lượng thực tế vẫn thấp hơn giá trị cực đại này thì tiếp tục thực hiện lại quá trình kiểm tra tình trạng nghẽn mạch của hệ thống sau khi gắn ES khi gắn ES với dung lượng mới. Ngược lại, nếu công suất ES lớn hơn giá trị định mức này nghĩa là không tìm thấy giá trị dung lượng ES trong dãy cho phép để chống lại nghẽn mạch đường dây. Gặp trường hợp này thì chương trình cũng lưu lại dữ liệu và thoát ra ngoài. Như vậy, qua lưu đồ thực hiện xác định vị trí và dung lượng sẽ xuất ra được giá trị nếu có một dung lượng thấp nhất trong dãy dung lượng cho phép và một vị trí phù hợp để gắn nó. Ngược lại, nếu dung lượng trong dãy cho phép không đủ để chống nghẽn mạch thì cũng được ghi nhận và hiệu chỉnh giá trị để tiếp tục thực hiện trong các lần định vị sau. Việc giới hạn vị trí tiềm năng mà không quét hết các nút trên hệ thống giúp cho việc thực thi chương trình nhanh hơn khi giảm đáng kể số lượng tính toán khi thực hiện cho hệ thống lớn.
BEGIN
END
1. Nhập thông số mô hình IEEE 24 bus.
2. Chạy phân bố công suất bằng Matpower 6.0
3. Xây dựng ma trận công suất truyền dẫn cho MFMC cải tiến
4. Thực thi chương trình MFMC với ma trận tổng lưu lượng mới. Xác định N nút tiềm năng trên mặt cắt tối thiểu N1,N2,..,Nn
PES=PES,min ;i=1
5. Nhập thông số IEEE 24 bus với công suất tải tăng 35% Gắn ES có giá trị PES vào nút i.
Chạy phân bố công suất cho hệ thống mới
6. Có nghẽn mạch 10. Cập nhật PES, n 7. i=n? N Y N 8. i=i+1 9. PES=PES +ΔPES; i=1 11. PES>PES,max Y Y N Lưu dữ liệu
Hình 4.3 Lưu đồ thuật toán MFMC cải tiến xác định công suất và vị trí ES