Phần tính toán chế độ xác lập gắn với điện áp đầu cực máy phát, tỷ số biến áp của các máy biến áp. Những đại lượng điều khiển này sẽ chuyển sang phần tính toán toán OPF, nhưng không phải là cố định mà có thể thay đổi. Phần lớn các đại lượng điều khiển có thể được cố định ở giá trị ban đầu trong những miền của lưới đã xác định trừ phần điện áp máy phát.
1. Các hệ số phạt bậc hai vô hướng
Một trọng số phạt bậc hai được sử dụng cho bốn loại điều khiển trào lưu công suất: biên độ điện áp đầu cực máy phát, tỷ số máy biến áp, góc di pha của máy biến áp và điện dẫn của kháng có đóng cắt. OPF sẽ điều chỉnh các điều khiển trên để tìm phương án khả thi và để cân bằng hệ số phạt với các thành phần khác của hàm mục tiêu được chọn. Chi phí bậc hai này chỉ có thể áp dụng tất cả hoặc không, nó không thể lựa chọn để chỉ áp dụng cho các tổ máy không tối ưu. Các hệ số phạt bậc hai toàn cục có dạng như sau:
N i i i x x 1 2 0 (3-1) Trong đó:
N = Số biến điều khiển bị phạt ρ = Trọng số phạt bậc hai vô hướng xi = Giá trị hiện tại của biến điều khiển
xi0 = Giá trị tham chiếu phạt của biến điều khiển
Theo mặc định, biên độ điện áp đầu cực máy phát không được tối ưu bị phạt với trọng số là 100 và trọng số phạt bậc hai đối với máy biến áp và kháng có đóng cắt là 0.0. Các giá trị này được áp dụng tổng thể đến tất cả các biến điều khiển không tối ưu và có thể thay đổi bằng cách sửa đổi phạt cho các điện áp cố định và giá trị hệ số
Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 3 68
phạt bậc hai, một cách tương ứng. Các tham số này có thể truy cập từ cửa sổ các tuỳ chọn giải cho OPF.
2. Phạt giới hạn mềm
Không giống như việc phạt bậc hai tổng thể, phạt giới hạn mềm bao gồm một trọng số phạt (chi phí) và giá trị bù, có thể được áp dụng một cách có lựa chọn đối với các biến ràng buộc xác định. Chúng bao gồm các ràng buộc điện áp nút cũng như trào lưu trên nhánh và các luồng công suất trao đổi. Theo mặc định, trọng số phạt giới hạn mềm 1.0 được sử dụng. Các giá trị này có thể được sửa đổi và áp dụng đối với các biến xác định, hoặc một trọng số phạt chung có thể được dùng chung cho toàn bộ hệ thống con bằng cách sử dụng tính năng soạn thảo dữ liệu OPF tương ứng.
3. Xử lý các máy biến áp và các shunt có đóng cắt
Với các máy biến áp và các shunt có đóng cắt nằm trong miền và khu vực được chọn để tối ưu hoá, một "chi phí không" phạt bậc hai được áp dụng một cách tự động. Giá trị trọng số phạt này có thể thay đổi được qua sai số tính toán OPF cho "hệ số phạt bậc hai". Các máy biến áp và các kháng đóng cắt không nằm trong hệ thống con được chọn để tối ưu hoá, hoặc chúng được đặt cố định (hoặc trong mô hình trào lưu công suất hoặc thông qua việc đặt "Cố định"), sẽ được xem như là không tối ưu. Trong trường hợp này, các điều khiển đó sẽ cố định ở các giá trị của trường hợp tính toán hiện tại. Các điều chỉnh tỷ số biến áp rời rạc hoặc điều chỉnh shunt có đóng cắt được gần đúng bằng cách thiết lập các điều khiển này như là liên tục. Nếu tuỳ trọn Làm tròn tỷ số biến áp và/hoặc Làm chòn lượng var của shunt có đóng cắt, điều khiển được cố định ở giá trị rời rạc gần nhất và vấn đề được giải quyết từ điều kiện này.
4. Xử lý các điều khiển điện áp máy phát tại chỗ
Việc phạt tương tự xử lý cho các tồn tại điều khiển điện áp máy phát, nhưng nó thay đổi phụ thuộc vào việc xử lý được áp dụng cho máy phát được tối ưu hoá hay không được tối ưu hoá. Nếu tuỳ chọn "Treat all generators as non-optimized?" (Xem tất cả các máy phát như không tối ưu) được kích hoạt, thì tất cả các máy phát
Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 3 69
trong hệ thống được xem như không được tối ưu hoá, không phụ thuộc vào việc chúng có nằm trong khu vực được chọn để tính tối ưu hay không.
5. Xử lý các máy phát được tối ưu hoá
Các máy phát nằm trong hệ thống con được tối hoá sẽ được xử lý theo các giới hạn phạt biên độ điện áp ở thanh cai điều khiển điện áp. Một trong bốn giới hạn có thể được sử dụng: chỉ báo cáo (không phạt), giới hạn cứng, hoặc giới hạn mềm với chi phí tuyến tính hoặc bậc hai. Các giới hạn cứng đưa một "đại lượng chặn" vào trong hàm mục tiêu.
Các giới hạn mềm thì sử dụng một "trọng số phạt giới hạn mềm" kết hợp với một đường hoặc tuyến tính hoặc bậc hai nhằm phạt sự di chuyển của các điều khiển. Chi phí càng cao, thì càng hạn chế các biến vi phạm các giới hạn của chúng.
6. Xử lý các máy phát không được tối ưu hoá
Các xử lý thích hợp cho các máy phát không được tối ưu hoá là dùng mô hình điều khiển điên áp "tại chỗ" bởi lời giải trào lưu công suất thông thường. Điều này tuy nhiên lại gặp rắc rối khi mô phỏng trong tối ưu hoá trào lưu công suất. Điện áp được điều khiển có thể là đầu cực máy phát hoặc một nút không phải máy phát. Công suất phản kháng cấp để điều khiển là tổng công suất phản kháng phát của tất cả các tổ máy tham gia điều chỉnh nút. Chú ý về sự không liên tục ở các giới hạn trên và dưới công suất phản kháng phát.
Một số phương pháp phạt khác nhau để gần đúng mục tiêu điều khiển tại chỗ tại các máy phát không được tối ưu:
a. Phạt giới hạn mềm biên độ điện áp các nút (tuyến tính hoặc bậc hai): Phương pháp phạt giới hạn mềm được sử dụng cho từng nút dựa trên các ràng buộc biên độ điện áp nút được định nghĩa tại các nút điều khiển điện áp tương ứng. Phạt giới hạn mềm sử dụng một thành phần hàm mục tiêu phạt sự trệch của biên độ điện áp điều khiển khỏi khoảng định trước. Có hai các xử lý chi phí giới hạn mềm: tuyến tính và phi tuyến.
b. Phạt bậc hai vô hướng: Phương pháp thứ hai để gần đúng mục tiêu điều khiển tại chỗ của các máy phát không tối ưu là nhờ vào một chi phí bậc
Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 3 70
hai vô hướng. Phạt bậc hai vô hướng là sử dụng cho tất cả hoặc không sử dụng; nó không thể lựa chọn để áp dụng cho các tổ máy không tối ưu nhất định. Trừ trường hợp sử dụng phương trình "kẹp", hoặc một giới hạn phạt được sử dụng cho ràng buộc điện áp nút riêng biệt. Trọng số phạt mặc định là 200 có thể sửa đổi được đối với lời giải OPF. Khác với trọng số phạt giới hạn mềm có thể được định nghĩa duy nhất cho các ràng buộc nút riêng biệt, giá trị này được áp dụng như một đại lượng vô hướng cho toàn bộ phương trình phạt bậc hai.
c. Phương trình ràng buộc ("kẹp"): Công cụ tính toán cho những máy phát không tối ưu hóa là phương trình "kẹp". Phương trình này quan hệ độ lệch điện áp và công suất phản kháng.
(3-2) Trong đó:
Q - phát công suất phản kháng
V - biên độ điện áp nút được điều khiển Vs - điểm đặt điện áp nút điều khiển N - số lượng máy phát không tối ưu hóa (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- sai số kẹp :
(Qmax - Q)max(0, (Vs-V))0 (Q - Qmin)max(0, (Vs-V))0
7. Dự phòng phát công suất phản kháng
Một thành phần hàm mục tiêu dự phòng phát công suất phản kháng có thể đượcc sử dụng. Thành phần mục tiêu này sẽ ảnh hưởng đến độ lớn của công suất phản kháng phát có thể được dùng làm dự phòng. Tất cả các máy phát đang làm việc là thành viên của hệ thống con được tối ưu hoá sẽ tham gia và mục tiêu này. OPF sẽ điều chỉnh công suất phản kháng phát của các máy phát này để đạt được lời giải và cân bằng chi phí của thành phần mục tiêu này tương quan với các thành phần hàm
Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 3 71
mục tiêu được chọn khác. hàm mục tiêu cho dự phòng công suất phản kháng có dạng như sau: NGEN i i GEN i MAX Q Q 1 , , (3-3) Trong đó:
NGEN = Số tổ máy đang hoạt động được tối ưu hoá ρ = hệ số chi phí hàm mục tiêu ở đơn vị chi phí/Mvar.
Q MAX = Giới hạn phát công suất phản kháng cực đại Mvar. Q GEN = Công suất phản kháng phát tính bằng Mvar
Dự phòng công suất phản kháng phát sẽ có xu hướng tối thiểu hoá bằng cách áp dụng một hệ số chi phí dương trong hàm mục tiêu. Dự phòng công suất phản kháng phát sẽ có xu hướng cực đại hoá bằng cách áp dụng một hệ số chi phí âm trong hàm mục tiêu. Thành phần hàm mục tiêu có thể được áp dụng bằng cách chọn có (Yes) trong tuỳ chọn tối thiểu hoá dự phòng công suất phản kháng phát và hệ số chi phí có thể được gán bằng việc sử dụng trường nhập vào có nhãn chi phí dự phòng công suất phản kháng phát ($/MVAR). Cả hai điều khiển này có thể truy cập từ cửa sổ tuỳ chọn giải OPF.